摩擦力界及附加装置在罗拉钳口处的应用

在牵伸过程中，罗拉或牵伸区内的其他机件是通过对纤维的摩擦以及纤维与纤维间的摩擦来控制纤维运动，实现牵伸的目的与要求的。

（一）摩擦力界的形成

1.摩擦力界及形成 当须条进入罗拉钳口时，由于上、下罗拉的紧压，使纤维与牵伸部件之间、纤维与纤维之间产生了摩擦力，又因牵伸区内须条有一定宽度、厚度和长度，使钳口加压所产生的摩擦力并不只是作用在钳口线上，而是分布在整个牵伸区内须条的三维空间上，形成一个摩擦力场。该摩擦力作用的空间称为摩擦力界，其大小通常用牵伸区内纤维须条上的压强来表示。

牵伸区中相互接触的纤维间发生滑移或有滑动趋势时，产生摩擦阻力，总阻力T0 可用下式表示：

式中：T——纤维间的摩擦力，主要由纤维受外界压力而产生，可用纤维间的正压力P 乘以纤维间的摩擦系数μ 表示；

　　　T1——纤维之间的抱合力，主要受纤维的表面性质以及须条中纤维的数量、状态（屈曲弯钩）和相互间接触面积等因素的影响，但其值较小。

总阻力T0 在牵伸理论中统称为摩擦力，有时亦称为纤维间的联系力。

2.摩擦力界分布 一般将摩擦力界分解为两个平面分布，沿须条长度方向的分布为纵向摩擦力界分布，罗拉钳口下垂直于须条方向的为横向摩擦力界分布。摩擦力界分布曲线可以由试验方法求得，一种为静态测定，即在机器停止运转时进行；另一种为动态测定，即在纤维运动过程中进行。

纵向摩擦力界分布如图6-3 （a）所示，钳口O1O2 处的压力为P，由于上罗拉（胶辊）的弹性表面和须条的宽度，使其沿须条长度方向延伸，但强度下降。当须条被牵伸时纤维间产生相对滑动，进而产生摩擦力，其大小在牵伸区各部位是不同的，形成分布，如曲线m1 所示：在钳口线O1O2 处最大，沿须条轴线方向向两边逐渐减小。在ab 线左方或cd 线右方，胶辊对须条的摩擦力影响趋近于零（T≈0），但因纤维间存在抱合力而仍有一定的摩擦力强度（T1≠0）。

横向摩擦力界分布如图6-3 （b）所示，由于上罗拉表面具有弹性，当其受压后表面变形，使罗拉钳口处须条横断面内的纤维受到挤压，产生较大压力，同理，在纤维做相对滑动时产生摩擦力，但分布较为均匀。(www.xing528.com)

图6-3　罗拉钳口下摩擦力界分布曲线

（二）影响摩擦力界分布的因素

1.罗拉加压 罗拉加压增加，钳口处纤维所受压力增加，摩擦力界峰值增大，同时上罗拉（胶辊）以及须条本身的变形也增加，使须条与上、下罗拉的接触面外移，摩擦力界的长度扩展，如图6-3 （a）中曲线m2 所示。若罗拉加压减小，则情况与此相反。

2.罗拉直径 如果罗拉加压不变，当上罗拉或下罗拉的直径增大时，同样的压力将分布在较大的面积上，摩擦力界分布的长度扩大，但峰值减小，如图6-3 （a）中曲线m3 所示。

3.须条定量 须条定量增加时，钳口下须条的厚度和宽度均有所增加，此时摩擦力界的长度扩大，但因须条单位面积上的压力减小时，其峰值会降低。

4.上罗拉表面硬度 上罗拉（胶辊）的表面硬度主要影响对钳口处纤维（特别是边缘纤维）的控制。如图6-4 （a）和（b）所示，分别为不同表面硬度上罗拉的横向摩擦力界分布。图6-4 （a）采用硬度较大的金属上罗拉，受压时表面变形小，压力从中央到两边迅速减小，边纤维不易受到足够的控制；图6-4 （b）采用弹性胶辊，在压力下其表面发生变形，对须条起到包覆作用，因而横向摩擦力比较均匀，对边纤维的控制较好。实际应用中，上罗拉基本采用弹性胶辊。

将组成一个牵伸区的两对罗拉各自形成的摩擦力界连贯起来，就形成了该牵伸区的摩擦力界分布。罗拉钳口处的摩擦力界由加压产生，此外，通过在牵伸区内设置对须条产生摩擦或挤压的专门机件，可获得额外的摩擦力界，称为附加摩擦力界，其装置称为附加摩擦力界装置。在牵伸机构中广泛应用附加摩擦力界装置，其形式主要有“品”或倒“品”字形罗拉、压力棒、针板、轻质辊、胶圈、集束器等。还可通过改变须条结构，如给须条施以弱捻以增加纤维间的抱合力来增加摩擦力界。

生产实践中对于摩擦力界分布的讨论一般是指纵向分布，其横向分布要求均匀即可。因为纵向摩擦力界的分布是否合理，将直接关系到牵伸区中纤维的运动状况以及由此产生的不匀。

图6-4　不同硬度上罗拉须条的横向摩擦力界分布