论文部分内容阅读
1983年,在意大利米兰举行的ITMA83上,德国特莒茨勒公司首次在DK715梳棉机上加装前棉网清洁器。从那时至今,随着对梳棉机产量和质量要求的不断提高,使用棉网清洁器已经成为全世界高产梳棉机和老机改造的发展潮流,而且棉网清洁器也有逐渐增加的趋势。将静电应用在梳棉机上来提高生条及成纱质量的研究始于上世纪90年代中国台湾地区。本文在中国台湾地区科技工作者的研究基础上,对静电应用在梳棉机上改善生条质量的效果和机理进行了较为深入的研究,并研制了新的静电型棉网清洁器。
通过对传统梳棉机进行改造,分别在梳棉机前、后罩板处加装静电型棉网清洁器,对静电板在不同电压和隔距下生产的生条质量进行对比,探讨了静电型棉网清洁器对生条质量的影响效果和机理。着重分析了电压和隔距对生条各主要指标的影响及其显著性,得出了在梳棉机前后罩板处加装静电型棉网清洁器的优化工艺配置。在隔距和电压等相关工艺参数配置合理的前提下,加装该装置可以使生条中短绒和棉结含量有较大幅度的降低,但对生条中杂质含量的影响甚微。
通过对梳棉机前后罩板处加装静电型棉网清洁器进行比较可知,总体上以前罩板处加装静电型棉网清洁器的效果好于后罩板处,主要表现在对生条中棉结、带籽屑棉结和粒杂指标的改善上,而对于短绒指标的改善效果相差不多。无论在前后罩板处加装静电型棉网清洁器,均以静电板小隔距(1 mm)方案下改善生条质量的效果相对明显,综合生条各指标来看,后罩板处实验以电压为600 V、前罩板处实验以电压为1500 V生条质量为优。
为深入分析静电对生条质量影响的机理,本文利用自制的静电装置,研究了静电对不同种类棉结和杂质等的作用机理,通过随机取样和数理统计的方法,得出了几类棉结及杂质在静态下脱离电极板的场强范围和均值,使用ANSYS有限元分析软件,对不同介电常数、隔距和电压下静电场中介质的受力大小及分布情况进行了理论分析,利用SPSS软件对静电场中介质受力的最大值进行回归分析,得出不同极板隔距下介质受力最大值的回归方程。通过对几类棉结、单纤维和杂质在静电场中脱离极板的场强和受力进行比较分析可知,杂质脱离极板的场强和受力要远大于棉结。实验中静电装置三种隔距下孤立杂质脱离极板的场强范围基本在0.6-2.6 kV/cm之间,附着短纤维的杂质脱离极板的场强范围基本在0.4-0.74kV/cm之间,而各类棉结脱离极板时场强的总体范围在0.18-0.28 kV/cm之间,棉纤维在静电场中开始飞离极板的场强范围在0.20-0.30 kV/cm之间。这说明棉结和纤维在静电场中飞离极板的场强相差不大,而与杂质脱离极极的场强相差较大。从受力方面分析可知,杂质所需受力是棉结的6-16倍之多。因此在同一电场中使各类指标均达到改善还是有困难的,第二章和第三章的实验结果与上述分析结果相吻合,即大多数棉结和短绒指标较好的方案,杂质指标的改善往往不理想,棉结和短绒指标的改善更容易趋于一致。本文第五章应用有限元分析的方法,对静电板和锡林间形成的电场进行了二维建模分析,分别对实验中静电板与锡林的几种不同隔距条件下进行建模,分析了不同电压、不同的介电常数下介质在电场中的受力大小和分布情况,并通过线性回归的方法,得出了不同隔距下电场中介质受力最大值的回归方程,以便更好地理解隔距、电压和介电常数三者对受力最大值的影响程度。同时将分析结果结合上机实验的结果进行对比,得出了在梳棉机上加装静电型棉网清洁器时静电板与锡林之间合理可行的隔距及优化的静电压范围。以上分析为在梳棉机上应用静电型棉网清洁器、合理配置其有关工艺参数,进一步发挥静电型棉网清洁器的潜能、提高梳理质量提供理论上的依据。文章最后对本课题的研究工作进行了简要总结,并对下一步的研究设想进行了展望。