开松作用的原理和形式:自由开松和握持开松、撕扯、打击和分割开松
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开松作用就是利用表面带有角钉、锯齿、梳针或刀片的运动机件对纤维块进行撕扯、打击、分割,将大的纤维块逐步松解成小的纤维块、纤维束的作用。 * O7 ], v$ x$ w% ?% E
开松过程中要注意可纺纤维的损伤问题,因为开松过程中的机械作用不可避免地会造成纤维的断裂,需要在开松过程中合理配置工艺,在实现原料充分开松的基础上,尽可能减少纤维损伤。
, Y; t2 k* p1 ?* Q8 X2 H5 p根据原料喂给方式的不同,开松可分为自由开松和握持开松两种形式;按机械作用方式的不同可分为三种形式。 $ g' X$ C5 B) w* y+ r
一、自由开松
. ^" s' R7 ?. {0 R7 G原料在无握持状态下受到开松机件的作用称自由开松,按对原料的作用方式分为自由撕扯和自由打击。
# O' n* \. `. p; x9 @/ K1.自由撕扯 0 g: ?$ z# n$ K$ K
自由撕扯包括由一个运动着的角钉机件或两个相对运动着的角钉机件对处于自由状态下的纤维块进行撕扯作用。撕扯的先决条件是角钉具有抓取纤维的能力。 * s; a6 Y* d4 U/ b
(1)一个角钉机件对原料的撕扯作用。如图1(b)所示为自动混棉机的角钉帘在抓取和撕扯棉块时的受力情况,图1(b)中P为棉堆压向角钉的垂直压力,与植钉平面平行;A为角钉帘向上运动时周围棉块的阻力,也与植钉平面平行;T为水平帘输送的原料对角钉帘的水平推力,与植钉平面垂直。设三力的合力为W,它可分解为沿着角钉工作面方向的分力S和垂直角钉工作面的分力N,分力S指向钉内,称为抓取力,分力N与角钉及棉块的摩擦作用形成抓取阻力。若角钉工作面与植钉面间的夹角为角钉工作角α,则有:
9 s3 H3 W3 ?% N& mS=Pcosα+Acosα+Tsinα 6 G% g7 j k- d* M& u8 q
N=Psinα+Asinα-Tcosα
3 A; P. o8 _/ P" R) O" y由以上两式知:α减小,则抓取力S增加,N减小,有利于角钉刺入棉堆抓取纤维块 。 + _0 V+ F7 b4 B" B. ~& L2 h' U
图1角钉帘的结构及一个角钉抓取和撕扯棉块时的受力情况
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7 r* ^: i. v) q5 v# [(2)两个角钉机件对原料产生的撕扯作用。如图2所示为自动混棉机的角钉帘和均棉罗拉之间的作用情况。由于两个机件间隔距较小,所以它们之间能形成对棉块的撕扯作用。图2中a、b两点分别代表角钉帘与均棉罗拉对棉块的作用点。将角钉对棉块的撕扯力F分解,则可得沿角钉方向的分力S(抓取力)与垂直角钉方向的分力N(正压力),其大小为:
' I4 d1 r6 H XS=Fcosα
4 ^# `$ m( S7 k& Z BN=Fsinα
9 W( ]6 B! C, _, S C$ Y式中:α──角钉与帘子平面间夹角,即角钉的工作角。
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图2两个角钉的扯松作用
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! r9 x$ N" L* Y/ U+ s! T S为使棉块沉入角钉根部的分力,N为棉块压向角钉产生的正压力,P是由N引起的摩擦阻力,阻止棉块向角钉根部移动,其值为:
/ p8 ]" o7 Q9 r& j8 {P=μN=μFsinα
! y% {) A9 b5 s7 @( h$ ]式中:μ──棉块与角钉间的摩擦系数。
1 y+ S; z" W9 _) t1 C7 o& j: j要使角钉具有抓取能力,则必须使S>P,即: % a- z+ q5 o0 V
Fcosα>μFsinα
5 C1 {( N5 ?4 j- v# r b& I或cotα>μ (3-1) 由式(3-1)可见,减小角钉工作角α,可使角钉抓取棉块的作用增强,但α过小,棉块被抓入钉内过深,则影响纤维脱离角钉帘。棉纺中,α一般采用30°~50°。由于纤维长度和状态的差异,不同纺纱系统中角钉帘子的α角不同,如毛纺系统的自动喂毛机角钉帘子中α为45°~60°。
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