无论是冲刀式皮辊轧花机还是滚刀式皮辊轧花机,其作用原理大致相同,即利用摩擦作用通过皮辊对棉子纤维施加牵引力,在另一方向上,用动刀冲击棉子,对棉子施加冲击力。在摩擦力和冲击力的共同作用下,纤维与棉子分离完成轧花工作。借助机械作用,产生轧花所需的摩擦力及冲击力,是皮辊轧花理论研究的内容。
    一、摩擦力与冲击力的产生
    选用一定材料制成的皮辊,其表面是粗涩且富有弹性的。子棉上的纤维具有天然螺旋状卷曲,故皮辊表面与棉纤维之间的摩擦因数较大。当棉纤维以一定的压力与皮辊表面接触时,两者便相互抱和,产生摩擦作用。当皮辊表面对纤维的摩擦力足够大时,纤维就能随皮辊表面运转。棉子上的纤维是互相抱和缠绕的,因而棉纤维能连续不断地被皮辊牵引。当皮辊牵引的棉纤维到达定刀口时,借助皮辊的弹性及棉纤维的柔细可以通过定刀口。由于定刀紧贴皮辊表面,使棉子不能通过而阻留在定刀口。此时,定刀口内的纤维被拉直,不能再向前运动,并与皮辊表面发生相对滑动。这时,动刀运动到定刀口,冲击滞留在定刀口的棉子。在动刀与定刀的共同作用下,纤维与棉子脱离。脱离了棉子的纤维继续随皮辊前移。每粒棉子上的纤维需经过皮辊的多次牵引,动刀与定刀的多次夹击才能轧净。
    因为纤维与棉子的分离是在定刀口处的皮辊上完成的,故称定刀与皮辊表面相接触的部分为轧花工作点。纤维在棉子上的生着力远小于棉纤维本身的断裂强度,故当动刀向轧花工作点冲击时,纤维将在最弱的基部被拉断。
    由此可见,棉纤维之所以受皮辊牵引是因为两者之间产生了足够的摩擦力。棉子在定刀口受阻,定刀口内的棉纤维只能拉直而不能再随皮辊运动,是因为两者之间的摩擦力小于纤维在棉子上的生着力。而动刀冲击停留在定刀口的棉子,能使纤维与棉子分离,是因为摩擦力与冲击力的共同作用,克服了纤维在棉子上的生着力。为了使纤维在皮辊牵引过程中不至于从中间拉断,两者之间的摩擦力必须小于纤维的断裂强度。