(一)纤维伸直的基本条件
牵伸区中纤维的伸直过程是纤维自身各部分间发生相对运动的过程。纤维伸直必须具备三个条件,即速度差、延续时间和作用力。
屈曲纤维的伸直过程比较简单,当它的头端到达变速点后,头端同其他部分之间即产生相对运动或速度差而开始伸直,使纤维的卷曲处被拉直。
但弯钩纤维的伸直过程较为复杂,取决于主体部分与弯钩部分的受力以及所产生的相对运动。以前弯钩纤维为例,为了伸直前弯钩,要求弯钩部分比主体部分先转变为快速,此时两者之间产生了速度差,之后主体部分要维持慢速一定时间,即延续时间,以使弯钩伸直;否则,如果主体很快变速甚至与弯钩部分同时变速,则伸直效果差或完全没有伸直。实际上,由于纤维接触的随机性,主体部分与弯钩部分在某些情况下是相互独立运动的,各自在牵伸区任何截面上都能变速。因此,能否产生速度差,且能否有一定延续时间,根本取决于作用在纤维各部分上的作用力。
(二)弯钩纤维伸直的力学分析
根据浮游纤维变速的理论,使弯钩纤维的弯钩部分与主体部分实现相对运动,伸直弯钩的力学条件应包括以下两点。
(1)在同一瞬时,作用在弯钩部分和主体部分上的引导力和控制力,应能够同时满足前弯钩纤维的弯钩部分或后弯钩纤维的主体部分变速与前弯钩纤维的主体部分或后弯钩纤维的弯钩部分不变速的要求。
(2)作用在弯钩或主体上的引导力和控制力的差值必须能克服弯曲点处的抗弯阻力。
如图6-29 所示,令某一瞬时作用在弯钩部分(图中的AB)上的引导力为∑FAi、控制力为∑FBi;作用在主体部分(图中的CB)上的引导力为,控制力为,弯曲点处的抗弯阻力为R。上述的FAi 指将弯钩部分等分为n 段后,第i 段(图中虚线部分)的弯钩纤维与快速纤维接触而受到的摩擦力,FAi 值的大小显然同该处的摩擦力界强度及所接触的快速纤维根数和接触面积有关。FBi 指同一位置上弯钩纤维与慢速纤维接触而受到的摩擦阻力。同理,及指将主体部分等分为n 段后,在第i 段与快速纤维及慢速纤维接触而受到的摩擦力。
图6-29 弯钩纤维伸直的力学条件(www.xing528.com)
则前弯钩纤维发生伸直作用的条件为:
弯钩变速:∑FAi-∑FBi>R
因R 值很小可忽略,上式简化为:∑FAi>∑FBi
主体慢速:
同理,后弯钩纤维发生伸直作用的条件为:
主体变速:
弯钩慢速:
在罗拉牵伸区中广泛采用附加摩擦力界装置,加强了中后部摩擦力界的强度,不仅有利于控制纤维的运动,而且有利于伸直纤维。例如,对后弯钩纤维来说,加强中后部摩擦力界可以使∑FBi 增大,有利于弯钩部分保持慢速,从而延长了伸直过程的延续时间,提高后弯钩的伸直效果。同理,对于前弯钩纤维来说,加强中后部摩擦力界可以使增大,有利于主体部分保持慢速,从而也延长了伸直过程的延续时间,提高前弯钩的伸直效果。
前、后弯钩发生伸直作用的概率P1 和P2,可用下式表示:
假如不考虑钳口握持纤维对纤维伸直作用的干扰,单纯从上述力学条件来考虑,可以认为前、后弯钩的伸直效果基本相同。
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