邵英海， 張明光， 曹繼鵬， 郭 昕， 韓賢國(guó)

(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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 遼寧 丹東 118003； 3. 遼東學(xué)院 機(jī)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(gè)重要因素，關(guān)于錫林速度對(duì)纖維長(zhǎng)度分布的影響[1-2]、對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)纖維長(zhǎng)度分布的影響問題。上述研究主要集中在單一因素變化對(duì)梳理質(zhì)量的影響。考慮錫林、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(duì)生條質(zhì)量的影響，并通過實(shí)驗(yàn)得出：FA201B型梳棉機(jī)(青島凱利達(dá)紡織機(jī)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(shí)，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(shí)，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(duì)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(duì)比實(shí)驗(yàn)，分別對(duì)生條、一并條和二并條進(jìn)行取樣檢測(cè)，進(jìn)一步探討錫林刺輥速比對(duì)棉纖維梳理質(zhì)量的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

實(shí)驗(yàn)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(jī)，對(duì)原棉和筵棉分別使用先進(jìn)的纖維信息系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱AFIS)進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)原棉和筵棉的AFIS檢測(cè)結(jié)果見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)原棉和筵棉的AFIS檢測(cè)結(jié)果Tab.1 Test results of raw cotton and mat with AFIS in experiment

1.2 實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)用FA203C型梳棉機(jī)(青島宏大紡織機(jī)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(jì)27個(gè)實(shí)驗(yàn)方案見表2。

表2 實(shí)驗(yàn)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(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)方案生產(chǎn)的生條、一并條、二并條各取30個(gè)樣進(jìn)行AFIS檢測(cè)，以保證檢測(cè)結(jié)果的可靠性[14]。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 對(duì)長(zhǎng)度指標(biāo)的影響

不同梳理?xiàng)l件下加工的生條、一并條和二并條的長(zhǎng)度指標(biāo)檢測(cè)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(shí)，生條中的6類長(zhǎng)度指標(biāo)(包括質(zhì)量加權(quán)平均長(zhǎng)度、根數(shù)加權(quán)平均長(zhǎng)度、上四分位纖維質(zhì)量加權(quán)平均長(zhǎng)度、5%纖維根數(shù)加權(quán)平均長(zhǎng)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(shí)，質(zhì)量加權(quán)平均長(zhǎng)度、根數(shù)加權(quán)平均長(zhǎng)度、上四分位纖維質(zhì)量加權(quán)平均長(zhǎng)度、5%纖維根數(shù)加權(quán)平均長(zhǎng)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(duì)纖維的損傷程度加劇的結(jié)果，同時(shí)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(dú)討論速比，在一定的速度條件下，速比對(duì)長(zhǎng)度指標(biāo)會(huì)發(fā)生重要影響。

表3 不同梳理?xiàng)l件下加工的生條、一并條和二并條的長(zhǎng)度指標(biāo)檢測(cè)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(jiǎn)稱。

表3中數(shù)據(jù)示出，一并條和二并條長(zhǎng)度指標(biāo)的變化趨勢(shì)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(zhǎng)度呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，短絨率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，規(guī)律性十分明顯。

2.2 對(duì)棉結(jié)和雜質(zhì)等指標(biāo)的影響

不同梳理?xiàng)l件下加工的生條、一并條和二并條的棉結(jié)測(cè)試結(jié)果見表4，雜質(zhì)檢測(cè)結(jié)果見表5。

分析表4數(shù)據(jù)中可知，對(duì)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(shì)，這說明增加錫林刺輥速比對(duì)加強(qiáng)梳理是有利的；隨著梳棉機(jī)刺輥速度的增加(錫林速度根據(jù)速比對(duì)應(yīng)變化)，棉結(jié)含量呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，但在刺輥速度達(dá)到850 r/min以上時(shí)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(shì)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(shì)。上述棉結(jié)的變化趨勢(shì)與長(zhǎng)度指標(biāo)的變化趨勢(shì)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(shí)，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(duì)較小的降低趨勢(shì)。

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(shì)是基本一致的，但在刺輥速度達(dá)到850 r/min以上時(shí)，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(shí)，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(duì)較小的降低趨勢(shì)。上述結(jié)果表明，刺輥速度過高對(duì)除雜是不利的，因?yàn)檫^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(shì)，根據(jù)表3中數(shù)據(jù)，將27個(gè)實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)度對(duì)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(duì)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?xiàng)l件下加工的生條、一并條和二并條的棉結(jié)檢測(cè)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?xiàng)l件下加工的生條、一并條和二并條的雜質(zhì)檢測(cè)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(zhǎng)度指標(biāo)與一并條和二并條中對(duì)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(duì)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(zhǎng)度、根數(shù)加權(quán)平均長(zhǎng)度、上四分位纖維質(zhì)量加權(quán)平均長(zhǎng)度和5%纖維根數(shù)加權(quán)平均長(zhǎng)度4個(gè)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(duì)應(yīng)指標(biāo)不存在顯著的相關(guān)性，但是與二并條對(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)度指標(biāo)相關(guān)系數(shù)相對(duì)較低(0.580)，與二并條的根數(shù)加權(quán)平均長(zhǎng)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)生條、一并條和二并條中的多數(shù)指標(biāo)影響趨勢(shì)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(shí)驗(yàn)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(gè)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(duì)梳理質(zhì)量是有影響的，對(duì)生條、一并條和二并條的長(zhǎng)度指標(biāo)影響較小，對(duì)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(shì)，本文實(shí)驗(yàn)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(shí)，生條、一并條和二并條中的長(zhǎng)度指標(biāo)變化幅度較小，當(dāng)刺輥速度增加至850～900 r/min時(shí)，質(zhì)量加權(quán)平均長(zhǎng)度、根數(shù)加權(quán)平均長(zhǎng)度、上四分位纖維質(zhì)量加權(quán)平均長(zhǎng)度、5%纖維根數(shù)加權(quán)平均長(zhǎng)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(duì)纖維的損傷程度加劇的結(jié)果。

3)對(duì)于質(zhì)量加權(quán)平均長(zhǎng)度、根數(shù)加權(quán)平均長(zhǎng)度、上四分位纖維質(zhì)量加權(quán)平均長(zhǎng)度、5%纖維根數(shù)加權(quán)平均長(zhǎng)度4個(gè)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(duì)應(yīng)指標(biāo)不存在顯著的相關(guān)性，但是與二并條對(duì)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(duì)應(yīng)指標(biāo)均存在非常高的相關(guān)性。