錫林刺輥速比對梳棉質(zhì)量的影響

邵英海， 張明光， 曹繼鵬， 郭 昕， 韓賢國

(1. 遼東學(xué)院 服裝與紡織學(xué)院， 遼寧 丹東 118003； 2. 遼東學(xué)院 遼寧省功能紡織材料重點實驗室， 遼寧 丹東 118003； 3. 遼東學(xué)院 機械電子工程學(xué)院， 遼寧 丹東 118003)

在梳棉過程中，錫林速度和刺輥速度是影響梳理質(zhì)量的2個重要因素，關(guān)于錫林速度對纖維長度分布的影響[1-2]、對雜質(zhì)和棉結(jié)去除[3-4]的影響都有過系統(tǒng)的研究，并得出優(yōu)化后錫林速度的范圍。張毅等[5]就錫林速度對紡色紗質(zhì)量的影響進(jìn)行系統(tǒng)的研究；文獻(xiàn)[6-8]分別就刺輥速度對落棉、纖維性能和大漏底落物的影響進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[9-10]主要討論了刺輥速度對纖維長度分布的影響問題。上述研究主要集中在單一因素變化對梳理質(zhì)量的影響?？紤]錫林、刺輥具有分梳和轉(zhuǎn)移的綜合作用，翟展利等[11]研究了錫林與刺輥速比對生條質(zhì)量的影響，并通過實驗得出：FA201B型梳棉機(青島凱利達(dá)紡織機械廠生產(chǎn))在同配棉、同品種的條件下，錫林與刺輥的速比為2.14時，生條的棉結(jié)最少，生條的綜合質(zhì)量最佳。于學(xué)智等[12]指出錫林與刺輥速比為1.79或1.98時，總體上有利于生條質(zhì)量的改善。文獻(xiàn)[13]闡述了錫林刺輥速比與成紗質(zhì)量的關(guān)系，指出最優(yōu)錫林刺輥速比的確定還要結(jié)合所紡紗線的線密度來綜合考慮。

從上述研究可以看出，錫林與刺輥速比涉及到的因素較多，對梳理質(zhì)量指標(biāo)的影響也存在不同程度的差異，本文通過在不同刺輥速度下設(shè)置多種錫林刺輥速比進(jìn)行對比實驗，分別對生條、一并條和二并條進(jìn)行取樣檢測，進(jìn)一步探討錫林刺輥速比對棉纖維梳理質(zhì)量的影響。

1 實驗部分

1.1 實驗原料

實驗原料為新疆棉(新疆沃普農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司)，采用微型清梳聯(lián)系統(tǒng)梳棉機，對原棉和筵棉分別使用先進(jìn)的纖維信息系統(tǒng)(簡稱AFIS)進(jìn)行檢測。實驗原棉和筵棉的AFIS檢測結(jié)果見表1。

表1 實驗原棉和筵棉的AFIS檢測結(jié)果Tab.1 Test results of raw cotton and mat with AFIS in experiment

1.2 實驗方案

實驗用FA203C型梳棉機(青島宏大紡織機械有限公司生產(chǎn))。刺輥速度分別選用500、550、600、650、700、750、800、850、900 r/min共9種，每種速度下分別采用3種錫林刺輥速比(1.5、2.0和2.5)，總計27個實驗方案見表2。

表2 實驗方案Tab.2 Experiment plans

梳棉出條速度設(shè)定為140 m/min，生條定量為25 g/(5 m)，熟條定量為22.33 g/(5 m)，刺輥與給棉板隔距為0.76 mm，刺輥與除塵刀90°、隔距為0.46 mm，刺輥與預(yù)分梳板隔距為1.0 mm，后固定蓋板(由下到上4根)隔距分別為0.76、 0.76、0.64、0.64 mm；前固定蓋板(由上到下4根)隔距分別為0.2、0.2、 0.18、 0.18 mm。紗線線密度為18.2 tex。

分別對每個實驗方案生產(chǎn)的生條、一并條、二并條各取30個樣進(jìn)行AFIS檢測，以保證檢測結(jié)果的可靠性[14]。

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 對長度指標(biāo)的影響

不同梳理條件下加工的生條、一并條和二并條的長度指標(biāo)檢測結(jié)果見表3。

由表3分析可知，刺輥速度在500～800 r/min之間變化時，生條中的6類長度指標(biāo)(包括質(zhì)量加權(quán)平均長度、根數(shù)加權(quán)平均長度、上四分位纖維質(zhì)量加權(quán)平均長度、5%纖維根數(shù)加權(quán)平均長度、質(zhì)量短絨率和根數(shù)短絨率)變化幅度較小，即使在同一刺輥速度3種錫林刺輥速比條件下，其變化幅度依然較小，但是當(dāng)刺輥速度增加至850～900 r/min時，質(zhì)量加權(quán)平均長度、根數(shù)加權(quán)平均長度、上四分位纖維質(zhì)量加權(quán)平均長度、5%纖維根數(shù)加權(quán)平均長度均出現(xiàn)較明顯的降低，質(zhì)量短絨率和根數(shù)短絨率隨之出現(xiàn)明顯上升。這也是刺輥速度和錫林速度增加后對纖維的損傷程度加劇的結(jié)果，同時也說明錫林刺輥速比的變化與刺輥速度是緊密關(guān)聯(lián)的，不能脫離速度去單獨討論速比，在一定的速度條件下，速比對長度指標(biāo)會發(fā)生重要影響。

表3 不同梳理條件下加工的生條、一并條和二并條的長度指標(biāo)檢測結(jié)果Tab.3 Test results of card sliver, breaker sliver and intermediate sliver in length under different experiment plans

注：表中的一并、二并為一并條、二并條、工序的簡稱。

表3中數(shù)據(jù)示出，一并條和二并條長度指標(biāo)的變化趨勢與生條基本相似。在刺輥速度在850～900 r/min條件下，隨著錫林刺輥速比的增加，纖維長度呈現(xiàn)下降趨勢，短絨率呈現(xiàn)上升趨勢，規(guī)律性十分明顯。

2.2 對棉結(jié)和雜質(zhì)等指標(biāo)的影響

不同梳理條件下加工的生條、一并條和二并條的棉結(jié)測試結(jié)果見表4，雜質(zhì)檢測結(jié)果見表5。

分析表4數(shù)據(jù)中可知，對于棉結(jié)總數(shù)指標(biāo)，隨著每一種刺輥速度下錫林刺輥速比的增加，呈現(xiàn)明顯的降低趨勢，這說明增加錫林刺輥速比對加強梳理是有利的；隨著梳棉機刺輥速度的增加(錫林速度根據(jù)速比對應(yīng)變化)，棉結(jié)含量呈現(xiàn)降低趨勢，但在刺輥速度達(dá)到850 r/min以上時棉結(jié)總數(shù)出現(xiàn)較大幅度的增加，其每種刺輥速度條件下隨錫林刺輥速比增加而降低的趨勢仍然沒有改變。帶籽屑棉結(jié)數(shù)與棉結(jié)總數(shù)呈現(xiàn)同樣的變化趨勢。上述棉結(jié)的變化趨勢與長度指標(biāo)的變化趨勢是有差異的。

分析棉結(jié)和雜質(zhì)平均尺寸的變化情況可知，在刺輥速度為800 r/min以下的方案中，其變化規(guī)律與棉結(jié)總數(shù)基本一致，在刺輥速度達(dá)到850 r/min以上時，由于棉結(jié)和雜質(zhì)數(shù)量出現(xiàn)大幅度增加，其尺寸與數(shù)量相比呈現(xiàn)相對較小的降低趨勢。

分析表5中生條的雜質(zhì)含量指標(biāo)可看出，其與棉結(jié)總數(shù)的變化趨勢是基本一致的，但在刺輥速度達(dá)到850 r/min以上時，雜質(zhì)數(shù)量突然增加的幅度很大，與800 r/min方案相比超過1倍以上。

分析雜質(zhì)平均尺寸的變化情況可知，在刺輥速度為800 r/min以下的方案中，其變化的規(guī)律與棉結(jié)總數(shù)基本一致，在刺輥速度達(dá)到850 r/min以上時，由于棉結(jié)和雜質(zhì)數(shù)量出現(xiàn)大幅度增加，其尺寸與數(shù)量相比呈現(xiàn)相對較小的降低趨勢。上述結(jié)果表明，刺輥速度過高對除雜是不利的，因為過高的刺輥速度使雜質(zhì)破碎的概率增加。

2.3 生條與一并條和二并條指標(biāo)的相關(guān)性

為進(jìn)一步探究生條在并條過程中指標(biāo)的變化趨勢，根據(jù)表3中數(shù)據(jù)，將27個實驗方案的同類指標(biāo)使用SPSS軟件進(jìn)行相關(guān)性分析，得到一并條和二并條長度對應(yīng)指標(biāo)的Pearson相關(guān)系數(shù)(顯著性數(shù)值)，分析結(jié)果見表6。根據(jù)表4、5中數(shù)據(jù)，得到一并條和二并條棉結(jié)和雜質(zhì)對應(yīng)指標(biāo)的Pearson相關(guān)系數(shù)(顯著性數(shù)值)，結(jié)果見表7。

表4 不同梳理條件下加工的生條、一并條和二并條的棉結(jié)檢測結(jié)果Tab.4 Nep test results of card sliver, breaker sliver and intermediate sliver under different experiment plans

表5 不同梳理條件下加工的生條、一并條和二并條的雜質(zhì)檢測結(jié)果Tab.5 Impurity test results of card sliver, breaker sliver and intermediate sliver under different experiment plans

表6 生條中長度指標(biāo)與一并條和二并條中對應(yīng)指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)(顯著性數(shù)值)分析結(jié)果Tab.6 Correlation and significance analysis results between card sliver and breaker sliver, between card sliver and intermediate sliver in length parameters

表7 生條中棉結(jié)和雜質(zhì)指標(biāo)與一并條和二并條中對應(yīng)指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)(顯著性數(shù)值)分析結(jié)果Tab.7 Correlation and significance analysis results between card sliver and breaker sliver, between card sliver and intermediate sliver in nep and impurity parameters

由表6可知，質(zhì)量加權(quán)平均長度、根數(shù)加權(quán)平均長度、上四分位纖維質(zhì)量加權(quán)平均長度和5%纖維根數(shù)加權(quán)平均長度4個指標(biāo)，生條與一并條和二并條存在顯著的相關(guān)性，顯著性水平均達(dá)到0.01。生條中的質(zhì)量短絨率和根數(shù)短絨率指標(biāo)與一并條對應(yīng)指標(biāo)不存在顯著的相關(guān)性，但是與二并條對應(yīng)的指標(biāo)則存在顯著的相關(guān)性。

在相關(guān)系數(shù)上，生條與一并條和二并條中的根數(shù)平均長度指標(biāo)雖然都存在顯著的相關(guān)性，但是生條與一并條的根數(shù)加權(quán)平均長度指標(biāo)相關(guān)系數(shù)相對較低(0.580)，與二并條的根數(shù)加權(quán)平均長度相關(guān)系數(shù)非常高(0.933)。生條中的質(zhì)量短絨率和根數(shù)短絨率指標(biāo)與一并條對應(yīng)指標(biāo)相關(guān)系數(shù)只有0.355和0.295，不存在顯著的相關(guān)性，但是與二并條對應(yīng)的指標(biāo)相關(guān)系數(shù)卻很高，分別為0.871和0.930。

同樣由表7可知，生條中棉結(jié)和雜質(zhì)數(shù)量及尺寸指標(biāo)與一并條和二并條中的對應(yīng)指標(biāo)均存在較高的相關(guān)性。上述分析結(jié)果表明，刺輥速度和錫林刺輥速比對生條、一并條和二并條中的多數(shù)指標(biāo)影響趨勢是一致的，生條與一并條和二并條中的絕大多數(shù)指標(biāo)存在顯著的相關(guān)性，尤其與二并條中的指標(biāo)相關(guān)性更高。值得一提的是，本文實驗結(jié)果顯示，生條與一并條中的質(zhì)量短絨率、根數(shù)短絨率2個指標(biāo)的相關(guān)性并不顯著，但是與二并條中的指標(biāo)相關(guān)性非常高。

4 結(jié) 論

1)錫林刺輥速比對梳理質(zhì)量是有影響的，對生條、一并條和二并條的長度指標(biāo)影響較小，對棉結(jié)和雜質(zhì)指標(biāo)影響較大，隨著錫林刺輥速比的提高，生條、一并條和二并條中的棉結(jié)和雜質(zhì)數(shù)量和尺寸均呈現(xiàn)下降趨勢，本文實驗結(jié)果顯示刺輥速度在750～800 r/min之間是比較合理的，而且以較大速比為優(yōu)。

2)刺輥速度在500～800 r/min之間變化時，生條、一并條和二并條中的長度指標(biāo)變化幅度較小，當(dāng)刺輥速度增加至850～900 r/min時，質(zhì)量加權(quán)平均長度、根數(shù)加權(quán)平均長度、上四分位纖維質(zhì)量加權(quán)平均長度、5%纖維根數(shù)加權(quán)平均長度均出現(xiàn)較明顯的降低，質(zhì)量短絨率和根數(shù)短絨率隨之出現(xiàn)明顯上升，這是刺輥和錫林速度增加后對纖維的損傷程度加劇的結(jié)果。

3)對于質(zhì)量加權(quán)平均長度、根數(shù)加權(quán)平均長度、上四分位纖維質(zhì)量加權(quán)平均長度、5%纖維根數(shù)加權(quán)平均長度4個指標(biāo)，生條與一并條和二并條存在顯著的相關(guān)性；生條中的質(zhì)量短絨率和根數(shù)短絨率指標(biāo)與一并條對應(yīng)指標(biāo)不存在顯著的相關(guān)性，但是與二并條對應(yīng)的指標(biāo)存在顯著的相關(guān)性。

4)生條中棉結(jié)和雜質(zhì)數(shù)量及尺寸指標(biāo)與一并條和二并條中的對應(yīng)指標(biāo)均存在非常高的相關(guān)性。