你的位置:首页 > 新闻动态 > 公司新闻

提高小棉块开松机除什效能的理论和实践

2019/4/2 9:39:00      点击:
我厂从日本引进的小棉块开松机采用包复据齿条的工作辊作为工作部件,因而在纤维束和什质的分离方法上和传统的开清棉设备有着根本的区别。本文对锯齿开倪除什作用的原理作了简要的分析,提出了附面层除什区的概念,并结合尘棒除什区的改进,来提高本机的除什效能。同时根据风量的侧算,提出了扩大机外补风面积的措施,来稳定车肚气流。
本机除什作用主要在剥棉辊和尘棒间进行,剥棉辊抓取开松辊上的纤维束通过尘格清除什质。尘格由7根固定尘棒组成。剥棉辊包复锯齿条。
一、锯齿开棉中纤维束和什质分离的原理简析
(一)据齿上纤维束和什质的受力分析(不计重力)
F~讨论物体所受离心力、
R~讨论物体所受空气阻力
f~讨论物体受摩擦阻力
N一锯齿作用力
由于锯齿的作用,讨论物体在y向无位移。即
艺y=0可得N”Rcos“一Fisna
而f=件N=终(Reosa一FSina)
其中”一摩擦系数,金属和纤维间为0.27。
如若讨论物体要脱离锯齿的握持,必须满足下述条件:
也就是讨论物体所受离心力和空气阻力的比值大于0.922时,将脱离锯齿的握持而有一可能变成落棉。
(二)剥棉辊周围气流附面层的测试
由于空气的粘性,剥棉辊高速回转时带动周围的空气随之运动,形成具有一定速度梯度的流体层,亦即气流附面层。附面层中速度变化规律可用尼古拉茨经验公式求得。如图二所示:
而式中指数n则取决于表示流体特性的雷诺数Re,即流体所受惯性力和粘滞力的比值,在雷诺数Re为l.zxz05时n值为7,即所谓经常使用的管道紊流的寺次方公式。但实际上上式是在稳流条件下获得的,且由于流体的特性和试验的边界条件各不相同,n值一也将有所变化,因而经验公式的运用也将受到一定的限制。为此我们根据现有条件在剥棉辊周围进行了测试,测试位置在距托板15毫米,35毫米和150毫米处,在这三处距离剥棉辊表面不同的位置各自测得动压值,在150毫米处可视作附面层已达正常厚度。根据测得的动压值可换算出流速值,并画出气流附面层的流速分布曲线图,如图三所示。可见
1、对面层的厚度随时间的推移而逐步增厚,也即距托板的距离增加而增厚(见图四)。
2、由于附面层厚度的变化,附面层中流速l为变化梯度也将改变,厚度愈大则速度梯度愈小(见图四)。
(三)运行过程中纤维束和什质所受阻力
纤维束和什质在流体中所受阻力在雷诺数较大的情况下,可用二次方阻力公式求得:
R=kAP(V。一V)2.
k~阻力系数,与流体特性有关
A~讨论物体在垂直气流方向的投影面积
p一空气密度
V。~回转体表面速V一讨论物体质量中心处速度
由于上式可见,在相同条件下,讨论物体在流体中所受阻力和该物体门投影面积及物体运行灼相对速度的平方成正比。
(四)运行过程中几种不同情况
综合上述分析,开松机在运行过程中纤维束和什质有下列三种情况:
1、随着气流阴面层的i主步增厚,附而层中速度梯度逐步减小,因而(V。一V)逐步减少,即纤维束和什质所受阻力、一。、二.,_、,,、_。~F~__。。二二、,。_。,_逆少佩少,白俩足百户U。,乙乙阴余1十盯长将脱离锯齿的握持而有可能形成落棉。此为了使什质有充分的条件脱离锯齿,必须要有一定的空间,使气流附面层增加到足够的厚度。
2、纤维束受锯齿的松解后,比较蓬松,有较大的投影面积,在运行过程中比什质有较大的阻力。同时纤维束往往被几个锯齿所握持,离开锯齿的摩擦阻力比较,,一_。,、,、一_F~____。,_,_,」一.、/(,囚四准以俩足万乡U。日艺乙四余下「,网符八随着刺辊一起运行。相反,破籽、棉籽、不孕籽、僵片等什质因重量大而离心力大,投影面积小而阻力小,因而易于脱离锯齿变成落棉。
3、由于纤维束的松解有一定的限度,包藏在纤维束内部的什质难以得到清J涂。清弹机同时纤维间有一定的粘附力,粘附在纤维束表面的带纤维什质虽能满足F》0.922的条件,但由于纤维间的粘附力仍将随纤维束一起继续运行。
二、纤维束在尘棒作用下的情况分析纤维束被锯齿抓取而继续运行时,将受到尘棒的作用,由于离心力和惯性力的影响使纤维束的尾端压向尘棒,因而在运行方向尘棒将产生一个作用力P。而锯齿抓取纤维运行时也将产生作用力P/(见图五)。这样也将产生下列四种情况:
(一)连结尘棒顶端和锯齿握持点,P和P/在这连线上的分力分另lJ为poos日和P,cos日,使纤维束张紧,继续运行时日角逐步减小,即peos日和p`eos日值逐步增加,当数值大于纤维束在这作用线上的内部联系力时,纤维束被分解,并使其内部包藏的什质获得清除的机会。
(二)锯齿握持力大于尘棒的作用力时,纤维束随锯齿运行,而在其表面的一些粘附性什质就有可能在通过尘棒时,被尘棒的顶端刮除而成落棉。
(三)锯齿握持力小于尘棒作用力U、{一,纤维束将滞留在尘棒上,由于纤维束较松散,将被随后的锯齿重新抓取继续运行。这样纤维束就将改变原有位置,在尘棒牛用区内反复变位,从而起到清除纤维束上不同位置的粘附性什质的目的。
(四)一些在以前没有得到清除的粘附性较小的什质,由于纤维束受尘棒作用时抖动的机会,易于在尘棒间隙中落下。
三、管道内空气流量和补风面积
(一)剥棉辊带动空气流量的估算刹娜辊回转时带动一定数量的空气进入下一机台的喂棉管道,如若按流速分布曲线图5并采用上述的次方公式进行粗略的估算。则流量
假定附面层进入尘棒后不再流失,则上述积分式上、下限可定为24毫米和19毫米。(尘棒~剥棉辊间距为5毫米)将各项数字代入上式可算得流量Q二150.35米“/小时。(当附面层进入尘棒时尚未达正常厚度,也即小于24毫米,因此带动空气量实际上比上述估算数值还要小一些)
(二)管道空气流量和补风而积
进入下一机台喂棉管道内实测空气流速为8.91米/秒,根据管道截而计算可得实际流量为3336米“/小时。与上述估算数值相比相差悬殊,在实际运行过程中势必从车肚补给大量空气。实测车肚真空度为一1.6毫米水柱,与上述分析相符。本机虽有机外补风窗0.095米“,显然是不够的。
四、改善除什机构的措施
(一)由于剥棉辊回转时形成气流附面层的特性,采用传统的利用打手回转使纤维束获得一定的动量,撞击尘棒来松解纤维束和清除什质的方式就显得不够完善了。为了使纤维束和什质能有效的分离,就必须要有足够的时间和空间,使附面层增加到一定厚度,以减少附面层内的速度梯度,从而减少阻力来满足食的条件。因此必须建立附面层除什区,但此区域不能过大,否则将使纤维束同样满足上述条件而形成落白花现象。
(二)剥棉辊带着纤维束经附面层除什区后,纤维束和什质(非粘附性大什)的分离基本上已完成,继续运用附面层的阻力来分离剩下的粘附性较大的什质就无甚意义了。因此必须利用尘棒的滞留作1一门来反复刮除纤维束表面的粘附性什质,才}进一步分解纤维束,使其内部包藏的什反获得清除的机会。这种分离什质的方法则与尘棒的多少有关,因此有较多的尘棒组成的尘棒除什区也是必要的。
(三)根据剥棉辊带动空气流量的估算和实测管道流量可知相差极为悬殊,因此必须从机外大量补风,以免形成车肚内较大的真空度而影响什质的分离,也就是要有足够的机外补风面积。
为此我们改变了原有除什机构的结构,开花机如图六所示,附面层除什区为52毫米,尘棒除什区采用13根尘棒组成的尘格,尘棒间距15毫米,按装角40“,尘阵规格改前为58rnmx20m。清除角凌5“,改后为2弓mm又4rnm,清除角45。。
五、试验方案和结果
(一)试验方案
(二)试验结果
(三)实验结果分析
1、改进除什机构后,无论附面层除什区,还是尘棒除什区,落棉率和除什效率均有所提高。
2、剥棉辊加速后,由于附面层阻力增加,虽然离心力也随之增加,落棉率变化不大,但大什易于排除,落棉含什较高,因而除什效率稍有提高。
3、落棉内容分析可见,建立附面层除什区后,重什和大什有充份下落的条件,因而棉籽和籽棉增加较为显著。加速后由于离心力增加,棉籽和籽棉增加得更为显著。但由于附面层阻力增加,因而不孕籽,破籽等细什有所降低。
4、补风面积对落棉影响较大,外部补风愈多,车肚气流愈稳定,真空度愈小,回收少,落棉率和除什效率均随之提高。
5、异物试验共喂入30mm只中4麻绳4根,50m㎡布片2块,4mm x 5mm x 2mm血木片2根,25mn:x小2。5铁丝4根,20Omm以上铁丝2根。其中除长铁丝和布片未能通过留在箱内外,余均在落棉巾找到。这说明建立附面层除什区后时去阶大、重什有一定帮助。另外在未改进机台_匕清扫尘格时,经常在尘格中拣出麻红头,细铁丝、木片、打包塑料带等什物。
六、结束语
小棉块开松机具有细致的开松作用,为良好的清除什质创造了条件,但由于木机除什机构的缺陷,不能充分发挥其性能。根据上面的理论分析和实践,可得如下几个结论:
(一)锯齿开棉中由于气流附面层的作用,纤维束和什质的分离需有一定的空间,使附面层增加到足够的厚度,因而必须建立附而层除什区。同时也为夹什在原积,川“的异物创造一J’清除的条件。(一飞)’卜净白勺滞留作用将使纤维束在尘汗作{,去区「尸反复变位,得以反复清除纤维束!不同位置的粘附性什质和包藏在纤维束户:、不;洲{质,因此尘棒作用区应有尽}J一能多的尘柞参几舟它。(丁)提仗拐剥棉辊带动的空气流量估算和将道`{“空气流呈的测定可知相差极为悬殊,因此现有的0.095米2机外补风面积显然是不够的,建议采用0.2米之可调式补风窗。(;、})据齿条规例粤>。.92:的条长件有直接的影响,为了进一步提高除什性能,增大附面层除什区,应进一步试验减少_l二作角。同时尘棒可改为可调式,以适应不同原料和工艺的需要。


开松机相关资讯推荐:

·竺麻开松机样机试验小结[2019-3-4]

·利用引进设备开发再生毛产品工艺探讨[2019-1-30]

·浅谈无级变速改为伺服控制的应用[2019-1-16]

·棉纺小样机的应用研究[2018-12-20]

·湿开松机的结构改进设计[2018-12-10]

·新的纳丝纺原料及产品的开发[2019-1-30]