利用條干儀簡便地檢測道夫轉移率的研究

摘 要：探索利用道夫轉移率進行質量監控管理的途徑，解決目前業界無法簡便快捷地計算出道夫轉移率的現狀。通過對道夫轉移率計算公式的理論推導，提出了利用條干儀簡便地檢測道夫轉移率的方法，通過實踐案例介紹了其具體操作方法。經過實踐驗證，該方法操作方便快捷，測試結果對工藝參數優化、產品質量管理具有較好的指導作用。

關鍵詞：道夫轉移率;條干儀;不勻率曲線

Abstract：This paper aims to explore quality monitoring management by doffer transfer rate and solve the problem that the doffer transfer rate cannot be simply figured out in the industry. Through the theoretical derivation of the formula for calculating the doffer transport rate， an easy detection method was proposed to detect the doffer transfer rate by the evenness tester， and the specific operation method was introduced by cases. The practice shows that the method is convenient and quick to operate， and the test results have a good guiding effect on the process parameter optimization and product quality management.

Key words：doffer transfer rate; evenness tester; irregularity curve

在現代紡織工程學中，梳棉工序強調要遵循“梳理轉移兼顧”的工藝原則，其中的“轉移”主要是指錫林向道夫轉移纖維的能力和效果。現代梳理技術之所以把纖維的“轉移”與“梳理”放在同等重要的地位，是因為在現代高產高速的梳理技術條件下，纖維轉移的能力和轉移的效果不但直接影響梳棉工序的產能，而且還會直接影響梳棉工序的梳理效能和產品質量。因此，纖維轉移的能力和效果，是現代梳理技術研究的一個重要課題。國內外很多專家學者對道夫轉移率進行過深入的研究和探討，如國內王兟等[1]對梳棉機道夫轉移率進行了基礎研究，賀福敏[2]、謝家祥[3]、劉曉靜等[4]對道夫轉移率的實用意義及其影響因素進行了分析，費青[5-6]、王學元[7]、張木蘭[8]對道夫轉移率對產品質量的影響及其測試方法進行了探索，Swan[9]研究了道夫轉移與分梳的關系及道夫速度、直徑、梳針角度、鋒利度對道夫轉移和錫林負荷的影響，原以和久[10-11]探索了道夫轉移率的測試方法，Singh等[12]對道夫的纖維轉移和梳理作用進行了定量分析。但國內外還沒有發現能夠簡便快捷地利用試驗儀器測定道夫轉移率的相關文獻。為此，筆者提出了利用條干儀簡便地檢測道夫轉移率的思路，根據道夫轉移計算公式，對梳棉機停喂后錫林和道夫針面上纖維量的變化過程進行了理論分析，從而推導出道夫轉移率與輸出須條變細程度的對應關系，由此得出可以利用條干儀不勻曲線圖便捷地測算道夫轉移率的論斷，并通過實際操作進行了實踐檢驗，進而通過質量攻關案例驗證了該研究成果的實用價值。

1 道夫轉移的概念和計算公式

錫林向道夫轉移纖維的能力和效果與梳棉機的梳理效果及棉網質量都具有密切的關系，為了方便表述錫林向道夫轉移纖維的能力，業界引進了一個專用名稱——道夫轉移率，一般用字母r來表示。道夫轉移率是指錫林每轉向道夫轉移的纖維量占轉移前錫林針面上全部纖維量的百分率[7]。

道夫轉移率過大時，纖維未經過充分的梳理就被轉移出來，往往會造成梳理不充分，纖維的分離度、伸直度和定向度較差，導致后工序牽伸過程中纖維變速點分散，影響產品質量;而道夫轉移率過小，纖維在錫林蓋板工作區中反復梳理的次數過多，易損傷纖維、產生棉結，因而道夫轉移率過大或過小都不利于提高紗線質量，因此必須根據實際生產情況確定。在使用金屬針布的高產梳棉機上，道夫轉移率一般要求在6%～15%。

根據梳棉機的相關工藝參數，錫林每轉轉移給道夫的纖維量g可以用式（2）計算出來：

但轉移前錫林針面上的全部纖維量Q很難通過相關公式準確地計算出來，費青[5-6]提供了不少測定Q的方法，但可操作性較差、效率低、準確性也不高，使得紡織企業的技術人員很難直觀地測定和計算道夫轉移率。

2 利用條干儀檢測道夫轉移率的研究

2.1 理論依據及公式推導

假設梳棉機的出條速度為V（m/min），錫林每轉輸出的生條長度為l（m），正常生產條件下錫林針面上的全部纖維質量為W（g），道夫的轉移率為r，在停止原料喂入的情況下，錫林一轉后針面上的纖維殘留率為q，那么q=1-r，忽略纖維量的變化對道夫轉移率的影響，錫林每轉動一圈并將部分纖維轉移給道夫后，錫林表面殘留的纖維質量Z就會在之前的基礎上減少（1-r），此時隨著錫林上的纖維量越來越少，梳棉機輸出的生條也會從正常的定量而逐漸變細，當輸出的生條變細到某一比例時，變細的條子的長度為L（m），這時纖維的轉移過程見表1[1，8]。

從表1的計算過程可知，在梳棉機停喂的情況下，錫林轉過n轉并轉移纖維后，錫林表面殘留的纖維質量Z占沒有轉移前錫林針面上的全部纖維質量W的比例為：

在式（4）中，V、Nc為已知工藝參數，Z/W、L可以從條干不勻曲線圖上測量、計算獲得，因而利用條干儀的不勻曲線圖能夠很便捷地測算出道夫轉移率r。

2.2 操作步驟

a）將托盤放置在梳棉機圈條盤下，停止喂棉，使全部尾條進入托盤內。

b）將托盤內的棉條反扣在另一個托盤內。

c）將條干儀不勻率曲線圖的測量范圍設定為100%，用條干儀按正常測試棉條條干的方法進行測試，獲得尾條的不勻率曲線圖。

d）通過不勻率曲線圖計算棉條從均值逐步下移到某一比例時的棉條長度L（m）。

e）求出道夫轉移率r。將相關工藝參數代入到式（4）中，在Excel表中輸入=1-POWER（10，log10（Z/W）/[L/（V/Nc）]），即可求出道夫轉移率r。

2.3 實 例

某企業FA231C型梳棉機的主要工藝參數見表2，用條干儀檢測道夫轉移率獲得的曲線見圖1。

由圖1可知，其橫坐標可以讀出圖上每個刻度所代表的試樣長度，縱坐標可以讀出在試樣某個長度時的粗細偏離基準粗細的比例。在利用條干儀檢測道夫轉移率的過程中，沒有轉移前錫林針面上的全部纖維質量W就是生條的基準粗細，在停止喂入的情況下，不勻率曲線圖上縱坐標偏離基準粗細的幅值（即縱坐標刻度）就代表了Z/W。

從圖1可以看出，不勻率曲線圖橫坐標上的每個小格對應的條子長度為0.625 m，進而可以測量出當條子重量降低到正常重量的某一比例（即Z/W）時的棉條長度L，見圖2。為與條干儀不勻率曲線橫坐標刻度保持一致，并便于測量和計算，Z/W的取值以間隔10%進行列表計算，結合表2給出的梳棉機工序參數，就可快速地計算出道夫轉移率，見表3。

2.4 注意事項

從檢測實例可以看出，根據不同的Z/W值計算出來的道夫轉移率并不是一個固定的值，出現這種情況一方面是因為生條質量本身就不穩定，條子質量反應到不勻率曲線圖上必然會存在一定的隨機性，而且在測量、計算的過程中也不可避免地存在一些誤差;另一方面是因為該測試方法是在假定道夫轉移率固定不變的前提下推導出來的，而實際上當停止喂棉后，隨著錫林轉數的增加，錫林針面上的纖維量會越來越少，道夫轉移率會產生一定變化。

從表3可以看出，隨著錫林針面上的纖維不斷轉移給道夫并輸出，道夫轉移率的計算數值逐步減小。在Z/W為90%到60%的區間內，在不勻率曲線上條子變細的過程近似是一條等比下降的斜線，斜率較大;而當Z/W達到60%到30%的區間內時，在不勻率曲線上條子變細的過程也近似是一條等比下降的斜線，但斜率明顯變小;當Z/W達到30%～10%時，在不勻率曲線上條子變細的過程已經沒有明顯的斜率了（圖3）。

因此，利用條干儀檢測道夫轉移率時，要注意以下幾點：

a）可以取Z/W為90%、80%、70%和60%4個點分別計算道夫轉移率，然后取4個數值的平均值作為最后的計算結果。

b）為了提高測量、計算結果的準確性，試驗時最好使不勻曲線圖橫坐標上每個小格對應的條子長度小一些。

c）在測試、計算過程中，如果發現某個數據明顯異常，應放棄本次試驗的結果，重新進行試驗。

d）該測定方法簡單、操作方便，每次測試可以多做幾次試驗，取平均值，以減小偶然因素的影響。

2.5 可靠性及實用效果對比驗證

為檢驗利用條干儀檢測道夫轉移率的準確性和實用效果，采用文獻[5]中提供的測試方法（該方法已經經過對比驗證，雖然不像科技研究采用的測試方法那樣精確，但與采用那些復雜測算公式得到的結果基本接近），在同機臺、同工藝下進行對比驗證，根據相關工藝參數（表2）可以獲得相應的數據：

a）錫林每轉輸出生條的長度：121/360=0.336 m/r。

b）正常生產時錫林每轉輸出生條的標準質量：20/5×0.336=1.344 g/r。

c）在梳棉機正常運轉的情況下，拉斷喂入的棉層（保證棉層斷面與給棉羅拉的平行度，斷面要平齊），并在斷面處對纖維尾端進行染色，收集道夫輸出的逐漸變細的棉條，從出現染色纖維處將條子依次截取0.336 m，并按順序逐段稱重，第1到第4段的重量分別為1.228、1.125、1.031、0.972 g，它們分別是停止喂入后錫林轉動1～4圈后錫林表面殘留的纖維質量Z。

d）根據簡單測定估算法可知，錫林轉動一圈后轉移給道夫的纖維質量為1.344-1.228=0.116 g，道夫轉移率為0.116/1.344=8.63%，以此類推可以計算出錫林每轉動一圈的道夫轉移率。

e）根據各段條子的質量和正常生產時錫林每轉輸出生條的標準質量，計算出各段的Z/W，進一步根據圖2計算出各段相對應的棉條長度L。

f）將上述各相關工藝參數代入到式（4）中，用條干儀法求出錫林每轉動一圈的道夫轉移率r。

g）將上述計算結果匯總，對比兩種方法計算出來的道夫轉移率，見表4。

從表4可以看出，雖然兩種檢測方法的檢測結果略有差異，但具有很好的相關性和可比性，這說明利用條干儀檢測道夫轉移率是可行的，檢測結果可信，并且具有快捷性和可重復性，具有較好的實用效果。

h）該測定方法只是一種簡單的估算方法，數據的準確性略差，但由于操作簡單，紡織企業可以運用到工藝優化、質量攻關、設備運行狀態鑒定等工作中，從而提高工作效率，使技術管理工作更有針對性。

3 質量攻關實例

某公司在生產JC/M 50/50 9.8 tex緊密賽絡紡針織紗品種的過程中，生產莫代爾的梳棉機出現了棉網云斑、生條棉結較多、纖維損傷較大等問題。經觀察分析認為，主要原因是纖維轉移不良、大漏底進口吸花、道夫轉移率偏低。利用條干儀不勻曲線圖的方法檢測道夫轉移率，發現只有5.92%左右。

為了提高道夫轉移率和纖維轉移質量，對梳棉設備狀態和工藝配置進行了一系列的調整。

a）輕磨錫林、道夫、蓋板針布，提高針布的銳利度，保證針面的平整度，為工藝隔距準確上機奠定基礎。

b）逐根檢查、修整蓋板針面平整度和根差，整副活動蓋板的根差控制在0.05 mm以內，單根蓋板等間距取5個檢測點，最大高度差異控制在0.04 mm以內，在此基礎上對所有蓋板按針高進行分組排列，使整副蓋板的高度成波浪形搭配使用，保證主分梳區分梳效果的一致性。

c）降低刺輥速度，增大錫林與刺輥線速比，以減少纖維損傷和刺輥返花，均勻錫林針面上的纖維分布狀態，為提高主分梳區的分梳效果奠定基礎。

d）根據纖維特性，將主分梳區的梳理隔距適當放大，防止纖維在錫林針齒上的過度下沉，為纖維向道夫順利轉移創造良好的條件。

e）適當放慢活動蓋板的運行速度，保證蓋板運行的平穩性，提高主分梳區的分梳效果。

f）在保證產量不受影響的前提下，適當降低生條定量，增大道夫轉速，以減少道夫針面單位面積上凝聚的纖維量，提高道夫針齒對纖維的握持能力，提高道夫凝聚纖維的效果和質量。

g）適當縮小前棉網清潔器除塵刀與錫林之間的隔距，加大棉網清潔器的泄風量，防止錫林道夫上三角區部位出現紊亂的氣流而影響道夫針齒對纖維的凝聚效果。

h）適當放大最下面一根前固定蓋板與錫林之間的隔距，以使纖維尾端更好地揚起，利于道夫針布有效抓取纖維。在保證針面平整度和滾筒動平衡的基礎上，適當收緊錫林與道夫之間的隔距，以提高道夫抓取纖維的能力。

i）在道夫下面安裝護板，提高道夫針布對纖維的有效握持能力，保護道夫針面上的纖維狀態不受氣流的影響。

j）適當減小大漏底入口隔距，減少大漏底進口處進入的氣流量，從而防止補入氣流對道夫針面上纖維的影響。

梳棉調整前后的工藝參數見表5。

工藝調整后，道夫轉移率提高到8.79%左右，棉網質量良好，達到了預期效果，這充分說明，道夫轉移率對梳理質量具有顯著的影響。

4 結 語

影響道夫轉移率的因素是多方面的，合理掌握梳棉機道夫轉移率對提高生條和成紗質量有著十分重要的作用。利用條干儀簡便地檢測道夫轉移率，可以幫助技術人員快速地掌握梳棉機的設備運行狀態和工藝配置的合理性，是產品質量監控管理工作的一個有效手段。

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