R. Chattopadhyay

印度理工學(xué)院(印度)

經(jīng)梳棉機(jī)梳理過的須條需經(jīng)過一個(gè)喇叭口以形成截面為圓形的長(zhǎng)條。喇叭口是一種帶有小孔的漏斗狀附件。當(dāng)體積較大的須條通過喇叭口的狹窄空間時(shí)，松散的纖維集合體受到壓縮作用。為確保須條順利通過，喇叭口的內(nèi)表面需拋光以減小須條通過時(shí)的摩擦力。須條的壓緊程度取決于喇叭口的孔徑及條子的纖維定量和體積。須條的強(qiáng)度隨壓緊程度的增加而增大。喇叭口小孔端孔徑的選擇需根據(jù)須條密度、纖維類型和加工過程決定。由于纖維與喇叭口內(nèi)壁間持續(xù)的摩擦力作用，喇叭口會(huì)發(fā)熱并給纖維帶來一定的損傷。當(dāng)發(fā)熱溫度達(dá)到一定程度時(shí)，將對(duì)熱塑性纖維產(chǎn)生影響。用于生產(chǎn)各種規(guī)格纖維和須條的喇叭口的孔徑通常由設(shè)備制造商在其操作手冊(cè)中以圖表的形式給出規(guī)定。這可能是基于大量試驗(yàn)得出的結(jié)果。研究者克萊恩提出了式(1)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式，但其尚未對(duì)這一關(guān)系式做基礎(chǔ)理論解釋。

(1)

其中：D——喇叭口直徑，mm；

s——須條線密度，ktex。

k——常數(shù)，其取值范圍為1.6～1.9，須條越粗，取值越大。

本文認(rèn)為可采用理論分析的方法，確定喇叭口孔徑與須條線密度及纖維類型間的函數(shù)關(guān)系。

纖維線密度(fden)及其直徑(df)可由式(2)計(jì)算

(2)

式中：fden——纖維線密度，D(1 D=1/9 tex)；

ρf——纖維密度，g/cm3。

假設(shè)須條中所有的纖維都相互平行排列，則須條橫截面中的纖維根數(shù)(N)為

(3)

式中：Sktex——須條線密度，ktex。

(4)

式中：ds——須條出喇叭口時(shí)的橫截面直徑，mm。

將式(2)和式(3)代入式(4)，可得式(5)。

(5)

該理論的建立需考慮下述3個(gè)因素：

——避免灰塵和污垢堵塞喇叭口；

——調(diào)節(jié)須條的局部質(zhì)量變化(適應(yīng)范圍需達(dá)20%～50%)；

——空氣可方便地同須條一起進(jìn)入喇叭口。

纖維集合體直徑的增加與其線密度增加的平方根成正比。因此，纖維線密度增加30%時(shí)，其直徑將增加1.14倍，則喇叭口的直徑可由式(6)計(jì)算。

(6)

不同類型纖維的K值計(jì)算結(jié)果如表1所示。

表1 不同類型纖維的K值

由表1可看出，常數(shù)1.95接近經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式[式(1)]提出的常數(shù)值1.9。表明由表1確定的喇叭口直徑可作為初步估算值。為具有更好的實(shí)用價(jià)值，實(shí)際應(yīng)用中需對(duì)喇叭口直徑進(jìn)行微調(diào)。