撕扯开松的原理及应用

撕扯开松包括由一个运动着的角钉机件或者两个相对运动着的角钉机件对原料产生的撕扯作用，扯松的先决条件是角钉具有抓取纤维的能力。

（一）一个角钉机件对原料的扯松作用

当自动混棉机或者自动喂毛机角钉帘上的角钉刺入由水平帘输入的原料堆时，破坏了原料块间及纤维间的联系力，并且随着角钉帘的运动，将其撕扯成较小的块或束，角钉的受力情况如图3-1 所示。图中P 为原料压向角钉面的垂直压力，与植钉平面平行；A 为角钉帘向上运动时原料给予角钉的阻力，与植钉平面平行；T 为水平帘输送的原料对角钉帘的水平推力，与植钉平面垂直。

图3-1　一个角钉的扯松作用

设三力的合力为W，它可以分解为沿着角钉工作面方向的分力S 和垂直角钉工作面的分力N。其中，分力S 指向钉内，称为抓取力，分力N 与角钉及纤维块的摩擦作用形成抓取阻力。若角钉工作面与植钉平面间的夹角为α，也称为角钉的工作角。

则有：

由式（3-1）可知：当α 减小时，抓取力S 增加，N 减小，有利于角钉刺入。

（二）两个角钉机件对原料的扯松作用

自动混棉机或者自动喂毛机的角钉帘子和均棉（毛）罗拉之间的开松作用为两个相对运动着的角钉对纤维块产生的撕扯作用。如图3-2 所示，混棉机角钉帘子抓取的棉块向前运动遇到均棉罗拉时，当棉块的厚度大于均棉罗拉与角钉帘之间的隔距时，均棉罗拉的角钉便抓住棉块，两个相对运动着的角钉对棉块进行撕扯，棉块被分成两部分，一部分由角钉帘带走，另一部分由均棉罗拉借离心力抛回棉箱，这种对棉块的开松属于扯松。图3-2 中a、b 两点分别代表均棉罗拉与角钉帘对棉块的作用点。

(www.xing528.com)

图3-2　两个角钉的扯松作用

在扯松过程中，对棉块的撕扯力为F。由于角钉帘与均棉罗拉之间隔距较小，力F 的方向可以近似地认为是沿着角钉帘运动的方向。将力F 分解为沿角钉方向的分力S （抓取力）和垂直角钉方向的分力N （正压力），其大小为：

式中：α——角钉与水平帘子的夹角，即角钉的工作角；

　　　S——使棉块沉入角钉根部的分力；

　　　N——棉块压向角钉产生的正压力。

P 是由N 引起的摩擦阻力，阻止棉块向角钉根部移动。P 值为：

式中：μ——棉块与角钉之间的摩擦系数。要使角钉具有抓取能力，则必须使S＞P，即：

由式（3-2）可见，为加强角钉对棉块的抓取作用，就应当减小α 角，但α 角过小，棉块嵌入角钉过深，则影响纤维脱离角钉帘。由于纤维长度和状态的差异，角钉帘抓取难易程度不同，因此，不同纺纱系统中，角钉的α 角不同。棉纺中，纤维较短，不易被角钉抓取，一般α 角采用30°～50°。毛纺中，由于纤维较长且卷曲多，容易被角钉抓取，一般α 角取45°～60°。