第三章 梳理前準(zhǔn)備

第三章

梳理前準(zhǔn)備

紡紗基本原理第一節(jié)

開松與除雜的目的與要求

一、開松的目的和要求（一）開松的目的棉包中的原料，大多是以塊狀形式出現(xiàn)，大的可達(dá)幾克甚至幾十克，各種雜質(zhì)被包裹在纖維塊中。開松的目的是設(shè)法使大塊開松成小塊或棉束，以便排除附夾在原料中的雜質(zhì)，并可提高原料的混合效果和產(chǎn)品密度的均勻性。開松只是為梳理創(chuàng)造條件，為分離成單纖維作準(zhǔn)備。

（二）開松的要求

原料由大塊開松成小塊或棉束，不是在一臺(tái)機(jī)器上完成的，而是由幾臺(tái)機(jī)器逐步完成的。如果開松作用過于劇烈，則易損傷纖維或?qū)⒁粋€(gè)大雜質(zhì)打碎成多個(gè)小雜質(zhì)；如果過于緩和，則開松效果不好。開松的要求是既做到充分開松，又保證少損傷纖維和少破碎雜質(zhì)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求，在開松過程中應(yīng)遵循“先緩后劇、漸進(jìn)開松、少傷少碎”的工藝原則。在具體實(shí)施中應(yīng)采用先自由開松后握持開松的手段。二、除雜的目的和要求（一）

除雜的目的1．雜質(zhì)的危害①

直接影響到紗與布的外觀質(zhì)量；②破壞半制品和成紗的條干，最終使成紗條干均勻度惡化；③增加細(xì)紗斷頭，使成紗強(qiáng)力下降。

2．除雜的目的就是要盡可能清除原料中的雜質(zhì)、疵點(diǎn)及短絨，以便獲得優(yōu)質(zhì)的紗線和保證紡紗的順利進(jìn)行。（二）除雜的要求工藝原則：早落防碎。除雜根據(jù)排雜工作的難易程度有先有后，較重較大且容易破碎的、與纖維粘附較松的雜質(zhì)疵點(diǎn)，應(yīng)盡早排除，以防破碎；與纖維粘附較緊的不容易排除的雜質(zhì)和疵點(diǎn)，不應(yīng)該在開始階段排除，以免增加落棉和損傷較長(zhǎng)纖維。按照雜質(zhì)和疵點(diǎn)的具體情況，可用機(jī)械的、氣流的、機(jī)械與氣流相結(jié)合的手段進(jìn)行除雜。第二節(jié)

開松原理

對(duì)原料進(jìn)行開松時(shí)，根據(jù)對(duì)原料作用的狀態(tài)不同，通常分為自由開松和握持開松兩大類。一、自由開松原料在自由狀態(tài)下接受開松部件的開松作用稱為自由開松。按對(duì)原料的作用方式的不同，又可分為自由撕扯和自由打擊。（一）自由撕扯自由撕扯為一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的角釘或兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)著的角釘對(duì)自由狀態(tài)下的棉塊產(chǎn)生的撕扯作用。撕扯的先決條件是角釘具有抓取棉塊的能力。1．一個(gè)角釘對(duì)棉塊的撕扯作用圖3-1：這是一個(gè)角釘在棉堆抓取和撕扯棉塊的受力情況，一般是利用角釘簾或打手上的角釘刺入棉塊，破壞纖維間的聯(lián)系力，撕扯成較小的棉塊。圖中：P——棉堆壓向角釘?shù)拇怪眽毫?，與植針平面平行；A——角釘簾向上運(yùn)動(dòng)時(shí)周圍棉塊的阻力，也與植針平面平行；T——棉堆向角釘簾輸送時(shí)的水平推力，與植針平面垂直。上述三力的合力為W，它可分解為沿著角釘工作面方向的分力S和垂直角釘工作面的分力N。S力指向釘內(nèi)，稱為抓取力，N力與角釘及棉塊的摩擦系數(shù)形成抓取阻力。如果角釘工作面與植針面間的夾角為α，則有：

從上述兩式可知：當(dāng)α減小，則S增加，N減小，有利于角釘刺入棉堆抓取棉塊，使棉塊獲得分解。

裝有刀片的抓棉機(jī)打手類似于一個(gè)角釘對(duì)原料的扯松。下圖為開清棉工序的抓棉機(jī)打手在抓棉時(shí)的受力情況。甲圖為抓棉打手在抓棉處的回轉(zhuǎn)方向與運(yùn)行方向相反。V1——打手回轉(zhuǎn)線速度；V2——打手運(yùn)行線速度；Q——抓棉時(shí)刀片對(duì)棉層的撕扯力，其方向沿著打手的切線方向，該力可分解成平行于棉層和垂直于棉層的兩個(gè)分力Q1和Q2。Q1——抓取力；Q2——對(duì)棉層的緊壓力。Q2的作用可使棉層內(nèi)纖維間的聯(lián)系力增加，從而使刀片抓取棉層時(shí)阻力增加，最終導(dǎo)致Q和Q1增加，此時(shí)抓取的棉塊較小，有利于撕扯開松作用。

乙圖為抓棉打手在抓棉處的回轉(zhuǎn)方向與運(yùn)行方向相同。V’1——打手回轉(zhuǎn)線速度；V’2——打手運(yùn)行線速度；Q’——抓棉時(shí)刀片對(duì)棉層的撕扯力，其方向沿著打手的切線方向，該力也可分解成平行于棉層和垂直于棉層的兩個(gè)分力Q’1和Q’2。由圖可知：Q’1對(duì)棉層不起抓取作用，刀片刺入棉層是靠打手向前推進(jìn)來實(shí)現(xiàn)的。Q’2對(duì)棉層也不起壓緊作用，而是將棉層向上掀起，在這一過程中，只要分力Q’2能克服被掀起棉層的重力并破壞纖維間的聯(lián)系力，就能掀起棉層。因此撕扯力Q’比較小，在抓棉時(shí)常產(chǎn)生掀層現(xiàn)象，導(dǎo)致刀片抓取的棉塊體積較大，開松作用弱。

2．兩個(gè)角釘對(duì)棉塊的撕扯作用（1)

兩個(gè)角釘同時(shí)抓取棉塊的條件下圖為兩個(gè)角釘同時(shí)抓取棉塊時(shí)的受力情況。

P——棉塊受到的作用力；α——角釘?shù)闹册樈?；S——平行于角釘工作面的分力；N——垂直于角釘工作面的分力。β——棉塊軸線與植針針端所形成的平面間夾角。因此有：

分力S使棉塊沉入角釘根部，阻止其脫離角釘，該力稱為抓取力；分力N使棉塊壓向角釘頂部，阻止其向角釘跟部移動(dòng)。假設(shè)棉塊與角釘之間的摩擦系數(shù)為μ，則棉塊與角釘之間的摩擦阻力為：F=μN(yùn)=μPsin(α+β)。為了保證角釘抓取棉塊，應(yīng)使S>F，即：上式即為角釘抓取棉塊的條件。由此可見：減小α，可以使角釘抓取棉塊的作用增強(qiáng)，但α過小，棉塊嵌入釘內(nèi)太深，不易脫離角釘；減小β，也對(duì)角釘抓取棉塊有利。但β與兩個(gè)釘面之間的隔距有關(guān)，隔距大，β也大。（2）撕扯作用分析圖3-2為兩個(gè)具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角釘撕扯棉塊時(shí)的受力情況。

設(shè)兩角釘面的角釘分別刺入棉塊中的a點(diǎn)和b點(diǎn)，F(xiàn)1和F2分別為兩個(gè)角釘對(duì)棉塊的撕扯力，其方向沿著各自機(jī)件運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向。F1和F2在a、b連線上的分力分別為F’1和F’2，這是作用在同一直線上方向相反的兩個(gè)力，它們破壞了棉塊內(nèi)纖維間的聯(lián)系力，迫使棉塊分解成兩部分。發(fā)生在兩機(jī)件間的扯松作用可以采用不同的形式,如下圖甲為兩角釘滾筒的角釘對(duì)棉塊的扯松，乙圖為角釘與塵棒對(duì)棉塊的扯松；丙圖為兩鋸齒滾筒的鋸齒對(duì)棉塊的扯松。雖然扯松形式不同，但扯松原理相同。不過，由于采用不同形式的扯松機(jī)件，將對(duì)棉塊產(chǎn)生不同的撕扯效果。如：鋸齒對(duì)棉塊的穿刺能力強(qiáng)，齒密較密，經(jīng)扯松后可獲得較小的棉塊。（二）自由打擊

棉塊在自由狀態(tài)下受到機(jī)件的打擊作用，使棉塊獲得打擊沖量而開松的稱為自由打擊。打擊的機(jī)件有：角釘、刀片、鋸齒等。圖3-3為棉塊受到自由打擊時(shí)的受力情況。

P——機(jī)件對(duì)棉塊的打擊力，其方向沿著機(jī)件運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向?？煞纸鉃镻1和P2，P1在A、B的連線上，對(duì)棉塊起到開松作用。當(dāng)P1大于棉塊內(nèi)A、B間的聯(lián)系力時(shí)，棉塊便分解；P1小于聯(lián)系力時(shí)，棉塊被拋出或受P2的作用使棉塊滾動(dòng)。圖3-3

棉塊受自由打擊時(shí)的受力情況棉塊受打擊瞬時(shí)獲得的打擊沖量為：

式中：M——打手的質(zhì)量；m——棉塊的質(zhì)量；V1——打手線速度；V2——棉塊沿打手切向速度；K——由于打擊不在棉塊質(zhì)量中心而考慮的系數(shù)；e——碰撞系數(shù)，即碰撞前后兩物體相對(duì)速度的絕對(duì)值之比。纖維材料對(duì)光滑金屬表面的碰撞系數(shù)一般為0.2~0.4。因?yàn)镸與m相比相差非常大，因此m可忽略不計(jì)，即：因此原式可寫成：I=k·m(1+e)·(V1-V2)(2-8)對(duì)于同類型的打手而言，沖量大小在一定程度上可表示開松的強(qiáng)弱。沖量大，開松作用強(qiáng)；大棉塊的m大，沖量大，因此大棉塊比小棉塊容易開松；棉塊初速度小或打手速度大時(shí)，棉塊獲得的沖量大，也有利于對(duì)棉塊的開松。

（三）自由開松的特點(diǎn)

自由開松的作用較緩和，纖維損傷少，雜質(zhì)破碎也少，適用于開松的初始階段。因?yàn)樵诔跏茧A段的原料密度大，棉塊內(nèi)纖維的聯(lián)系力較強(qiáng)，如采用較強(qiáng)的開松手段，會(huì)增加纖維的損傷和雜質(zhì)的破碎。但自由開松只是對(duì)原料進(jìn)行初步開松，開松后的棉塊還較大，還需經(jīng)過較強(qiáng)的開松，使大塊原料松解成小塊或棉束，以適應(yīng)梳理的工作要求。二、握持開松

原料在握持狀態(tài)下向機(jī)內(nèi)喂入的同時(shí)，受到開松機(jī)件的作用稱為握持開松。按對(duì)原料的作用方式可分為握持打擊和握持分割。（一）握持打擊采用高速回轉(zhuǎn)的打手刀片對(duì)被握持的喂入棉層進(jìn)行打擊，使棉塊獲得沖力而得到開松的稱為握持打擊。打擊機(jī)件一般為刀片。1、打擊過程分析

圖3-4所示為打手刀片打擊棉層的受力情況。棉層在握持狀態(tài)下慢速喂入機(jī)內(nèi)的同時(shí)，受到高速回轉(zhuǎn)打手刀片的打擊。

圖3-4

打手刀片打擊棉層時(shí)的受力情況

P——打擊力，其方向沿著打手刀片運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向，可分解為P1和P2。P1——在打擊點(diǎn)與下給棉羅拉中心的連線上，它使棉層受到瞬時(shí)壓縮，增加須叢與打手刀片間的摩擦；P2——垂直于P1，對(duì)須叢的棉塊有較強(qiáng)的打擊作用。當(dāng)P2和鉗口對(duì)須叢的握持力都大于纖維間的聯(lián)系力時(shí)，棉束便從須叢中扯下而被開松；當(dāng)P2小于纖維間的聯(lián)系力時(shí)，棉束就不能扯下，當(dāng)鉗口握持力小于P2時(shí)，整塊須叢將被打手拖入機(jī)內(nèi)，但不發(fā)生開松作用。因此，當(dāng)纖維間聯(lián)系力較大時(shí)，必須要有較大的打擊力和較大的鉗口握持力，否則不能保證預(yù)期的開松效果。2、握持打擊強(qiáng)度握持打擊強(qiáng)度表示打手刀片對(duì)被握持的須叢打擊的強(qiáng)度。通常用打擊沖量和打擊次數(shù)兩個(gè)指標(biāo)來衡量。（1）打擊沖量：為了破壞纖維間的聯(lián)系力，就要有較大的打擊沖量。打擊力和打擊時(shí)間的乘積稱為打擊沖量。打擊沖量大，開松作用強(qiáng)。設(shè)作用在棉層寬度方向任意小段棉層上的打擊沖量為Ij，則有：Ij=Pj·Δt(2-9)式中：Pj——作用在任意小段棉層上的打擊力，方向沿打手運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向；Δt——發(fā)生打擊作用的極短時(shí)間。作用在整個(gè)棉層上的打擊沖量I為：I=ΣPj·Δt=P·Δt(2-10)從上式可以看出，打擊沖量隨打擊力P的增加而增大。如增加打手速度，則使打擊力P增加，打擊沖量大，開松作用強(qiáng)，但纖維損傷和雜質(zhì)破碎也隨之增多；反之，打擊沖量小，開松作用弱。因此打擊強(qiáng)度要適當(dāng)。（2）打擊次數(shù)：

打擊次數(shù)是指單位棉層上接受刀片的打擊次數(shù)。打擊次數(shù)多，每次扯下的棉束重量小，則開松作用好。設(shè)每刀打擊撕扯下的棉束重量為G(g)，則有：式中Vn——給棉羅拉線速度（m/min）；a——打手刀片數(shù)；Tx——喂入棉層線密度(tex)；n——打手轉(zhuǎn)速（r/min）。從上式中可以看出，當(dāng)Vn和Tx不變，而n和a增大，或當(dāng)n和a不變而Vn和Tx降低時(shí)，G都會(huì)減小，即開松作用增強(qiáng)。3．握持打擊的開松特點(diǎn)握持打擊對(duì)原料作用劇烈，開松與除雜作用比自由開松強(qiáng)，但纖維損傷和雜質(zhì)破碎比自由開松嚴(yán)重。在工藝上一般先安排自由開松，后安排握持開松。握持打擊時(shí)刀片不能深入棉層內(nèi)部，打擊開松后棉塊重量差異較大，因此握持打擊后還需要進(jìn)行細(xì)致的開松。（二）

握持分割握持分割是靠梳針梳針或鋸齒刺入被握持的棉層內(nèi)，對(duì)棉層內(nèi)的棉束進(jìn)行分割，使棉層獲得較細(xì)的開松，分割機(jī)件常采用表面植有梳針或包有金屬鋸條的打手或滾筒。1．鋸齒的分割作用（1）鋸齒工作角對(duì)刺入棉層的影響鋸齒能否順利刺入棉層，是決定分割效果的首要條件。圖3-5所示為鋸齒刺入棉層時(shí)的受力情況。圖3-5鋸齒刺入棉層時(shí)的受力分析

甲圖為鋸齒滾筒的鋸齒對(duì)棉層的分割。乙圖為刺輥鋸齒對(duì)棉層的分割。鋸齒刺入棉層表面時(shí)，在接觸處棉層對(duì)鋸齒有沿刺輥圓周切向的反作用力P，該力可分解為垂直于鋸齒工作面和平行于鋸齒工作面的分力N和Q。分力Q使纖維沿鋸齒前工作面推進(jìn)，當(dāng)纖維沿鋸齒前工作面運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩者之間便會(huì)產(chǎn)生阻止纖維運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力T。若Q≥T時(shí)，棉層的纖維不收鋸齒的壓緊，沿鋸齒工作面向齒根運(yùn)動(dòng)，鋸齒能順利刺入棉層進(jìn)行分割。因?yàn)椋篢=μ·N，N=P·cosβ，Q=P·sinβ其中：μ——鋸齒與纖維間的摩擦系數(shù)；β——鋸齒工作面角度，即鋸齒工作面與工作面頂點(diǎn)到刺輥（滾筒）軸心連線間夾角，它與鋸齒工作角α的關(guān)系為α+β=900。將Q、N及T代入不等式Q≥T，得：P·sinβ≥μ·P·cosβtgβ≥μtgβ≥tgφ

β≥φφ——纖維與鋸齒摩擦角。

只要滿足β≥φ，鋸齒就能順利刺入棉層。工作角α減小，即增大工作面角β，對(duì)鋸齒分割有利?？色@得較好的開松效果。但α過小，對(duì)鋸齒排雜和纖維轉(zhuǎn)移不利，易造成返花。因此在選擇鋸齒工作角α?xí)r，即要考慮鋸齒分割效果，又要保證不返花，因此，紡化纖采用的鋸齒工作角要比紡棉大，以利于纖維的轉(zhuǎn)移，減少鋸齒返花。鋸齒對(duì)棉層分割開松后，一般要求鋸齒攜帶纖維或棉束向前輸送，避免脫離鋸齒成為落棉。右圖為鋸齒握持的纖維或棉束，同時(shí)受到幾個(gè)力的作用：F——離心力，沿刺輥半徑方向；R——空氣阻力，垂直于刺輥半徑方向；N——由力R產(chǎn)生的鋸齒對(duì)纖維的反作用力，方向與鋸齒工作面垂直；T——摩擦力，是纖維拋出時(shí)，在運(yùn)動(dòng)方向受到的摩擦阻力，其最大值為μN(yùn)。由圖中受力分析可知：鋸齒能握持住纖維或棉束，應(yīng)滿足條件：將T=μN(yùn)和N代入上式得：上式就是鋸齒握持棉層或棉束的條件。在鋸齒握持纖維或棉束的運(yùn)動(dòng)中，由于纖維或棉束較輕，受到的離心力F較小，受到的空氣阻力R較大，因此采用較小的工作面角β（較大的工作角α）也能滿足上式，不至于成為落棉。2．梳針的分割作用

梳針刺入棉層的條件也應(yīng)滿足式（2-12）β≥φ，因?yàn)槭後樕喜繛閳A錐形，刺入棉層比鋸齒要容易得多。圖（2-10）為梳針刺入棉層后對(duì)棉層進(jìn)行分割、撕扯的情況。設(shè)相鄰兩梳針的中心距為h0，相鄰兩梳針的側(cè)面距為h，梳針刺入棉層后，相對(duì)壓縮變形為（h0-h）/h0，纖維受到的擠壓力為R，壓縮變形越大，擠壓力R也就越大。由于擠壓力的存在，增加了纖維與梳針間的摩擦力，從而對(duì)棉層產(chǎn)生撕扯力S，可用下式表示：S=μ·R+Cμ——梳針與纖維間的摩擦系數(shù)；C——棉層內(nèi)因纖維紊亂而產(chǎn)生的附加阻力，其大小與棉層結(jié)構(gòu)有關(guān)。撕扯力S大于棉層內(nèi)纖維間的聯(lián)系力時(shí)，較小的棉塊就從棉層中撕扯出來被分解開松；當(dāng)S小于纖維間的聯(lián)系力時(shí)，梳針也會(huì)對(duì)其接觸的纖維產(chǎn)生分割，破壞了棉層橫向纖維間的聯(lián)系力，同樣使棉層內(nèi)的棉塊得到松解。圖2-10梳針分割、撕扯棉層的情況3．分割的特點(diǎn)與應(yīng)用梳針與鋸齒對(duì)原料分割作用的原理是相同的，但由于兩者的截面形狀不同，梳針對(duì)原料的作用要比鋸齒緩和，刺入棉層時(shí)沖擊力小，損傷纖維也少。梳針分割棉層多采用梳針打手和梳針滾筒兩種形式，其梳針規(guī)格和值針密度一般變化不大，因此在撕扯分割棉層時(shí)撕扯力S較穩(wěn)定，分割后的棉塊小而均勻，但其除雜能力要比打擊開松弱，只有在原料具有一定的開松的基礎(chǔ)上使用效果較好。

鋸齒分割棉層多采用鋸齒滾筒和刺輥兩種形式。鋸齒滾筒一般齒密較小，和梳針滾筒開松效果相近，刺輥鋸齒密度較大，一般采用的速度也較高，對(duì)棉層有較強(qiáng)的分割作用，經(jīng)刺輥開松后，棉層中有70%左右的棉束分解成單纖維狀態(tài)，由于刺輥分割強(qiáng)度大，容易造成纖維的損傷。鋸齒損傷纖維有以下幾種情況：

圖2-11鋸齒分割時(shí)纖維斷裂的幾種情況（甲）圖：纖維兩端被握持，鋸齒插入切斷；（乙）圖：纖維一端被握持，另一端與相鄰纖維扭結(jié)時(shí)被鋸齒拉斷；（丙）圖：鋸齒側(cè)棱角打斷；（丁）圖：被鋸齒齒尖打斷。在實(shí)際生產(chǎn)中，甲、乙兩種情況較多，因此采用刺輥分割時(shí)，喂入的原料開松度要好。以減少甲、乙兩種情況的出現(xiàn)。影響開松作用的因素作用的因素影響開松作用的因素很多，其中主要有：1）開松工作機(jī)件的形式；

2）開松工作機(jī)件；

3）工作機(jī)件之間的隔距；

4）開松機(jī)件的角釘、刀片、梳針、鋸齒等的配置。開松工作機(jī)件的形式松機(jī)件的形式有：角釘滾筒式，刀片式，梳針式，綜合式，梳針滾筒式，翼式筒式等。各種開松機(jī)件的作用和特點(diǎn)如下：

1)角釘滾筒式這種形式的開松機(jī)如棉紡使用的六滾筒開松機(jī)，又稱多滾筒開松機(jī)，通常有3～6個(gè)角釘滾筒和塵格所組成，各滾筒自下而上呈45。角依次排列，每個(gè)滾筒角釘四排，如圖4-8(甲)所示，每排上有多個(gè)錐形角釘，各滾筒下部有塵格。4-8(乙)所示為六滾筒開松機(jī)的工藝過程，原料由機(jī)器下方進(jìn)料口1進(jìn)入第一滾筒3，受角釘滾筒的自由打擊；被角釘打下的纖維塊撞向塵格2，在角釘與塵格的共同作用下得到開松，分離出來的雜質(zhì)經(jīng)塵格落下。經(jīng)第一滾筒開松后的纖維塊被相同方向回轉(zhuǎn)的相鄰滾筒所剝?nèi)〔⑹艿阶杂纱驌?。為了防止產(chǎn)生渦流，以利剝?nèi)。诿繉?duì)滾筒之間裝有剝?nèi)〉?，使氣流轉(zhuǎn)回。經(jīng)過速度漸快的多個(gè)滾筒重復(fù)開松作用，在前方氣流的吸引下，原料自下而上運(yùn)動(dòng)，并由出口5排出機(jī)外。由于纖維塊在機(jī)內(nèi)受到自由狀態(tài)的開松，作用較緩和，因而纖維損傷小。另外，由于除雜面積大，且雜質(zhì)不易碎裂，因此除雜效果也好。

2）刀片式采用刀片式開松機(jī)件的有豪豬式開棉機(jī)，如圖4-10所示。通常該機(jī)打手軸上裝有19個(gè)圓盤，見圖(乙)，每個(gè)圓盤上有若干個(gè)扁刀片，刀片在盤上彎成不同形狀，以不同角度向圓盤兩側(cè)傾斜，因而每一回轉(zhuǎn)中使喂人棉層寬度上各點(diǎn)都能受到打手刀片的均勻打擊。打手和給棉羅拉間發(fā)生握持狀態(tài)下的開松作用，作用強(qiáng)烈，而且由于刀片插入棉層，具有良好的分割作用，開松效果好。但是，由于在棉層寬度上各點(diǎn)不是同時(shí)受到打擊，左右稍有退讓的可能，所以不易損傷纖維和擊碎雜質(zhì)，在打手周圍有塵格，由塵棒組成，分布面積大，因此開松除雜效果顯著，通常用于開清棉工程的早期。

3）翼式、梳針式、綜合式翼式打手、梳針式打手和綜合式打手均用于清棉機(jī)上。翼式打手一般為在圓周上均勻分布的三翼打手，每一翼由一個(gè)沿軸向的橫向片構(gòu)成，如圖4-11所示。當(dāng)打手回轉(zhuǎn)時(shí)，給棉羅拉握持的棉層在橫向全幅寬度上受到打手的打擊，產(chǎn)生撕扯力，起到一定的開松作用。撕下的棉束沖向塵棒，在打手刀片和塵棒的反復(fù)作用下，被逐漸開松和除雜。翼式打手刀片的打擊作用很強(qiáng)，棉束與塵棒的沖擊力大，因而可排除不孕籽和帶纖維的破籽等較大雜質(zhì)，但是它開松的棉束平均重量較大且不均勻，所以開松效果較差，易打碎雜質(zhì)和損傷纖維，現(xiàn)已很少使用。梳針打手是將翼式打手的三個(gè)橫向刀片換成梳針板，由梳針刺人棉層，對(duì)棉層進(jìn)行分割、撕扯和梳理。由于梳針刺人棉層較深，針數(shù)較多，分割棉層較細(xì)致，撕下的棉束小而均勻，所以開松效果較好。梳針打手的打擊力較弱，除雜作用不如翼式打手，但因其開松效果好，對(duì)于去除籽屑、葉屑等小雜質(zhì)的作用較好。加工化學(xué)纖維應(yīng)該采用梳針打手。

綜合式打手是在三翼打手的每一翼上都裝有刀片和梳針板，片裝在前面，梳針裝在后面，它結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)。綜合式打手上刀片的作用與翼式打手相似，又有梳針打手梳理開松的作用。因此它既發(fā)揮了翼式打手可排除不孕籽等大雜質(zhì)、除雜作用較強(qiáng)的特點(diǎn)，又發(fā)揮了梳針打手開松作用好、能排除較雜質(zhì)的特點(diǎn)，使開松后的棉束小而均勻。綜合式打手開松效果好，雜質(zhì)破碎和纖維損傷少，目前加工棉纖維時(shí)使用較多。4）梳針滾筒式

梳針滾筒式開松機(jī)件廣泛應(yīng)用于麻、絹和化纖等的開松，這種開松方式類似于棉紡梳理機(jī)。絹紡使用的開綿機(jī)和切綿機(jī)，在開綿錫林和工作輥上包覆有彈性針布，由喂綿機(jī)構(gòu)喂人開綿錫林的綿層，受到開綿錫林梳針的分扯和梳理，被工作輥?zhàn)ト〉木d束由毛刷輥剝下返回至錫林上，同時(shí)毛刷輥將錫林上纖維壓向針根，以保證錫林針尖狀態(tài)的清晰，提高其抓取和梳理能力。梳針滾筒式開松機(jī)件對(duì)纖維的開松作用細(xì)致、緩和，對(duì)纖維的損傷較少。5）鋸齒滾筒式(刺輥式)

主要用于棉紡的刺輥開棉機(jī)，刺輥數(shù)量從1～11個(gè)不等。圖4-13所示為四刺輥開棉機(jī)，該機(jī)在棉箱內(nèi)有上下平行排列的兩個(gè)開棉刺輥1，間距約3mm左右；在兩個(gè)開棉刺輥前有一個(gè)清棉輥3，在其下方有塵格，各輥上都包覆鋸齒條。棉層由水平簾喂人開棉刺輥，棉塊經(jīng)下開棉刺輥?zhàn)ト〔Ыo上開棉刺輥，通過相互撕扯咱塊便在自由狀態(tài)下得到開松，當(dāng)棉束被開松成小于兩刺輥間隔距的小棉束后才能通過。速度較快的清棉輥剝?nèi)￠_棉刺輥上的棉束，并在風(fēng)扇氣流的吸引下輸出機(jī)外，而雜質(zhì)通過清棉輥下方的塵格落出。在開棉刺輥上方有一個(gè)回?fù)糨仯ㄓ址Q剝棉輥)2，其作用是開松與清除上開棉刺輥上的剩余纖維，并協(xié)助開棉刺輥翻動(dòng)棉層，以獲得較充分的混合。刺輥開棉機(jī)開松作用強(qiáng)烈，開松后棉束很小，在開松良好的基礎(chǔ)上又提高了混棉均勻度，并有利于細(xì)小雜質(zhì)的清除。該機(jī)一般與強(qiáng)力除塵器配套使用，多使用在轉(zhuǎn)杯紡的開清棉流程。開松機(jī)件形式的選擇要根據(jù)所加工原料的性質(zhì)、緊密程度、含雜情況以及開松流程中松機(jī)件所處的位置等而定。原料開松的原則是逐漸進(jìn)行，以盡量減少纖維的損傷和雜質(zhì)的軋碎。棉紡生產(chǎn)一般遵循先松后打、多松少打、松打交替、早落少碎的原則，即開始時(shí)使用作用較緩和的棉箱機(jī)械，如混棉給棉機(jī)，用角釘簾子與角釘滾筒對(duì)棉塊進(jìn)行扯松和混和；隨著加工的深入，使用植釘密度較小的角釘滾筒，利用自由狀態(tài)下的開松作用減小棉塊和除去較大的雜質(zhì)；再隨著棉塊的逐漸變小，依靠圓盤刀片式打手和塵格的作用，進(jìn)一步開松棉塊和除去較小的雜質(zhì)；最后用綜合式打手使開松進(jìn)一步完善，棉塊變得更小，去除更細(xì)小的雜質(zhì)；隨著對(duì)混棉和除雜要求的進(jìn)一步提高，可應(yīng)用多刺輥開棉機(jī)，使棉塊更小。

棉紡系統(tǒng)加工合成纖維時(shí)，應(yīng)該采用多松少打、以分割代替打擊、充分開松、早落少碎的原則，而加工粘纖等再生纖維時(shí)，應(yīng)采用多松、輕分割開松、早落少落、不損傷纖維的工藝原則。在流程配置上，由梳針滾筒代替圓盤刀片打手，由梳針打手代替綜合打手。(二)開松機(jī)件的速度隨著開松機(jī)件速度的增加，喂人原料單位長(zhǎng)度上受到開松作用(撕扯、打擊等)的次數(shù)將增加，開松作用力也相應(yīng)增大，因而開松作用增強(qiáng)，同時(shí)除雜作用也加強(qiáng)。但隨著開松機(jī)件速度的增加，纖維易受到損傷，雜質(zhì)也可能被打碎。因此，纖維塊較大、開松阻力較大時(shí)，開松機(jī)件速度不宜過高。隨著原料的逐步開松，開松阻力也逐漸減小，開松機(jī)件速度可相應(yīng)提高，使原料得到更細(xì)致的開松，除去更細(xì)小的雜質(zhì)。(三)工作機(jī)件之間的隔距工作機(jī)件之間的隔距減小，開松作用增強(qiáng)。喂給羅拉與角釘滾筒或打手之間隔距越小，角釘、打手等深入纖維層的作用越強(qiáng)烈，因而開松作用越強(qiáng)烈，但易于損傷纖維。因此，當(dāng)纖維層較厚、纖維間緊密和纖維較長(zhǎng)時(shí)，喂給羅拉與角釘滾筒或打手之間隔距不宜過小。角釘滾筒或打手與塵棒之間的隔距由人口到出口應(yīng)逐漸加大，以適應(yīng)纖維塊逐漸松解和體積的逐漸增大。

(四)開松機(jī)件的角釘，刀片、梳針，鋸齒等的配置角釘、刀片、梳針、鋸齒等的植列方式對(duì)開松也有影響，合理的植列方式應(yīng)能保證喂人纖維層在寬度方向上各處都均勻地得到開松，并且角釘、梳針、刀片等在滾筒表面應(yīng)均勻分布。植針密度對(duì)開松的影響也很顯著，密度加大，開松作用加強(qiáng)。植針密度應(yīng)根據(jù)逐步開松的原則來選擇，纖維塊大時(shí)，植針密度要小，隨著開松的進(jìn)行，密度逐漸加大。但密度過大，易損傷纖維。三、開松程度的評(píng)定原料開松的實(shí)質(zhì)是減少單位體積的纖維重量和把纖維松解成更小的纖維塊。目前對(duì)原料的開松程度還沒有較理想的統(tǒng)一評(píng)定方法，一般只是采用壓縮法和氣流測(cè)定法。（一）

壓縮法

在一定容積的容器內(nèi)放入一定高度的開松原料后，加上一定重量的壓板，經(jīng)過一定時(shí)間壓縮后測(cè)定壓縮高度，并測(cè)量試樣重量，計(jì)算出單位重量體積（cm3/g）。即：開松度定義為比容與試樣纖維比重的乘積。開松度越大，纖維的開松效果越好。

（二）

氣流測(cè)定法將一定重量的開松原料放在氣流儀內(nèi)，在同樣氣流量下觀察其壓力，壓力值高，開松度好；或在同樣氣壓下觀察透氣量，透氣量小，開松度好，開松度好的原料對(duì)氣流阻力大。第三節(jié)

除雜原理原料中的雜質(zhì)和疵點(diǎn)由于纖維的種類不同而有所不同，經(jīng)過初步加工后的纖維內(nèi)部仍然含有不適宜紡紗加工和影響紗線質(zhì)量的植物性雜質(zhì)、礦物性雜質(zhì)和由纖維性物質(zhì)而產(chǎn)生的疵點(diǎn)等。在開松過程中。原料的除雜方法主要是物理法。物理法除雜是采用機(jī)械部件的作用、氣流的作用，或者機(jī)械部件與氣流相結(jié)合的作用出去原料中的雜質(zhì)。因此，主要有：（一）機(jī)械除雜：包括打手除雜、打手與氣流結(jié)合除雜（二）氣流除雜：利用纖維與雜質(zhì)在氣流作用下運(yùn)動(dòng)的差異來進(jìn)行除雜。打手機(jī)械的除雜是發(fā)生在打手與塵棒間，靠打手與塵棒的共同作用去除雜質(zhì)。一、

機(jī)械除雜作用（一）打手機(jī)械的除雜1．塵棒的結(jié)構(gòu)和作用打手下方設(shè)有多根塵棒。每根塵棒截面呈三角形。abef----塵棒頂面，一般寬12mm，主要作用是托持棉塊以阻止其下落。acdf----塵棒工作面，一般寬26mm，主要作用是當(dāng)雜質(zhì)撞擊上來時(shí)，利用反射作用排出雜質(zhì)。bcde----塵棒底面，與另一根塵棒的工作面構(gòu)成間隔，排出雜質(zhì)。α------塵棒頂面與工作面間夾角，稱為塵棒清除角。其大小關(guān)系到開松和除雜作用的效果。α小，開松除雜作用增強(qiáng)，但頂面的托持作用下降。此角大小由塵棒規(guī)格來確定，一般為40～500。θ------塵棒工作面與打手徑向的夾角，稱為塵棒安裝角。θ的變化，對(duì)落棉、除雜及開松作用均有影響。θ增大，頂面對(duì)棉塊的托持作用增強(qiáng)，塵棒對(duì)棉流的阻力減小，開松作用降低，落雜量減少；反之，當(dāng)θ減小時(shí)，塵棒對(duì)棉塊形成一定的阻力，開松效果增強(qiáng)，落雜量增加。但托持作用降低，容易落白花。另外，塵棒安裝角θ還與塵棒間隔距有關(guān)，θ角減小時(shí)，隔距增大，但增加的具體數(shù)值與塵棒的根數(shù)有關(guān)。2．除雜作用（1）打擊排雜：教材P101圖4-16。在打手室內(nèi)，棉塊與雜質(zhì)獲得分離，雜質(zhì)直接受到刀片的打擊。因?yàn)殡s質(zhì)體積比較小，密度大，所以，在較大打擊力的作用下，容易克服打手室內(nèi)空氣阻力，拋向塵棒工作面，靠塵棒工作面上的反射作用而排雜。因?yàn)殡s質(zhì)不是完全彈性體，撞擊在塵棒工作面上的反射角大于入射角，從而可以順利排除。圖2-13打擊排除雜質(zhì)2）沖擊排雜：

圖為沖擊排雜情況。雜質(zhì)經(jīng)開松后沒有分離，以速度V沿打手的切向和棉塊一起拋向塵棒，設(shè)m1為棉塊質(zhì)量，m2為雜質(zhì)質(zhì)量，當(dāng)棉塊撞擊到塵棒上時(shí)，受到塵棒的沖擊，使棉塊靜止，因棉塊是松散體，從而使雜質(zhì)在較大的沖擊力的作用下，易沖破棉塊，從塵棒間排除。圖2-14沖擊排雜

3．打手機(jī)械的除雜特點(diǎn)：打手機(jī)械對(duì)原料的作用較強(qiáng)，能迫使雜質(zhì)從塵棒間排除。但打手刀片或角釘不能深入棉塊內(nèi)部分割開松，使得開松后的棉塊較大，一些細(xì)小雜質(zhì)及與纖維粘附力較強(qiáng)的雜質(zhì)不易排除。打手機(jī)械的除雜對(duì)象是那些較重較大的以及與纖維粘附力較小的雜質(zhì)，對(duì)這些雜質(zhì)有較強(qiáng)的去除作用。使用打手機(jī)械對(duì)原料開松除雜，要根據(jù)原料所含雜質(zhì)以及纖維強(qiáng)力等情況合理運(yùn)用。如原料內(nèi)纖維強(qiáng)力教低且含大雜質(zhì)較少時(shí)，應(yīng)盡量減少握持打擊，為保證原料的開松與除雜，可適當(dāng)增加自由打擊和分割開松，這樣可減少纖維的損傷和雜質(zhì)的破碎，保證成紗質(zhì)量。（二）分割機(jī)械的除雜1．刺輥的除雜棉層被刺輥鋸齒分割后，纖維與雜質(zhì)獲得分離，兩者同時(shí)受到鋸齒的握持并隨其一起回轉(zhuǎn)，因雜質(zhì)重量較重，受到的離心力F較大，P24圖（2-9），受到的空氣阻力R較小，從而易克服與鋸齒的摩擦力T而脫離鋸齒落下。刺輥除雜屬于離心慣性力除雜，雜質(zhì)脫離鋸齒的條件為：當(dāng)刺輥速度增加后，鋸齒上的纖維和雜質(zhì)所受到的離心力、空氣阻力均相應(yīng)增加，但雜質(zhì)與纖維相比，其離心力增加較大而空氣阻力增加較小。這樣隨著刺輥速度在一定范圍內(nèi)提高，刺輥鋸齒拋落的雜質(zhì)隨之增加。從上式可以看出，減小鋸齒工作面角β，即增加工作角α，對(duì)鋸齒排雜有利。2．梳針與鋸齒滾筒的除雜梳針與鋸齒滾筒的除雜與打手機(jī)械基本相同，在滾筒下方也裝有塵棒，是靠梳針或鋸齒對(duì)棉層的分割來開松并分離雜質(zhì)。這種方法既有打手機(jī)械的特點(diǎn)，又有刺輥除雜的特點(diǎn)。梳針與鋸齒對(duì)原料的打擊作用較弱，使雜質(zhì)受到的打擊力與沖擊力較小，除雜作用比打手機(jī)械弱。梳針與鋸齒滾筒的開松比打手機(jī)械細(xì)致，去除小雜能力較好，損傷纖維少，雜質(zhì)破碎也少，適宜在打手機(jī)械后使用。以上分析的機(jī)械除雜沒有考慮氣流因素。實(shí)際上，回轉(zhuǎn)體在回轉(zhuǎn)中要帶動(dòng)周圍氣流與其一起回轉(zhuǎn)，氣流對(duì)除雜作用也有一定的影響。而且在除雜過程中，一些纖維也會(huì)受到雜質(zhì)的沖撞或被攜帶一起進(jìn)入落棉。因此，合理運(yùn)用氣流規(guī)律進(jìn)行去雜保纖，也是很重要的一個(gè)方面。二、氣流除雜作用

（一）氣流對(duì)纖維與雜質(zhì)的作用特點(diǎn)

氣流對(duì)纖維或雜質(zhì)的作用力的大小，即對(duì)纖維或雜質(zhì)運(yùn)動(dòng)的影響，主要取決于氣流與纖維或雜質(zhì)的相對(duì)速度和纖維或雜質(zhì)的投影面積。在同樣相對(duì)速度的情況下，一般纖維投影面積較大，受到氣流的作用力也較大。而且纖維的比重小，受氣流作用后，易隨氣流一起運(yùn)動(dòng)；而雜質(zhì)一般比纖維投影面積小，受氣流作用力也較小，且雜質(zhì)比重較大，受氣流作用后，不易隨氣流一起運(yùn)動(dòng)，只有在氣流速度較大時(shí)，氣流才能對(duì)雜質(zhì)的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生較大的影響。

（二）打手室氣流的除雜作用

1．打手室氣流規(guī)律

根據(jù)流體力學(xué)定律，氣體在管道中連續(xù)流動(dòng)時(shí)，其各截面處的流量應(yīng)該相等，即：流入量等于流出量。即：當(dāng)打手產(chǎn)生的氣流量為