|
金属针布在非织造工程中使用相当普遍，凡开棉机、混棉机、梳理机、牵伸机等设备均要用到针布，它具有开纤，除尘杂、握持梳理、剥取及搓揉等功能。如何针对产品和纤维原料对针布作细化、分析和选型是技术内功。技术人员通过对齿距、齿基厚、齿密、齿角、齿深、齿高等参数的选配，使针布型号符合纤维的性状。 若按纤维长度、纤度、强力等特性顺序选用针布，则针布依次应考虑齿距、齿基厚、齿角、齿深、圆弧曲率、断面形状、摩擦因数、硬度等参数，如图1。
图1 金属针布齿形示意 p-齿距；b-齿基部厚；α-工作角；β-齿背角；h1-齿深；h-齿高；h2-基部高；R-圆弧底曲率半径
1 齿距（p） 指针齿纵向（纤网运动方向）相邻针尖间距离。以梳理机锡林为例，其作用是将开棉后的小块卷曲纤维握持，并拉伸，使纤维相对平行伸直。若纤维愈短，则齿距应愈短。纤维在卷曲状态下，其投影长度（纵向）最多只为纤维长度的1/3。而一根纤维至少需要约5根针齿握持才不会有滑溜现象产生。设纤维长度为1 in时，其投影长度最多为1/3 in，在1/3 in长中至少有5根针齿握持，则1 in长范围内至少应有15根针齿（15齿/25.4mm）。也可根据纤维的不同特性增减齿距，即增减齿数（齿/25.4mm），一般在5~20齿/25.4mm范围内选配。 在以下情况时，齿距P可作调整： （1）纤维易断，或长纤含量增加时，则需增加齿距； （2）纤维伸长较大，或较易伸长时，则需增加齿距； （3）纤维摩擦因数较大，则需增加齿距； （4）纤维较刚硬，或卷曲数较少时，则需减小齿距； （5）齿工作角作用力太大（工作角较小），或齿隙易沉积纤维时，可增加齿距。 齿距小，每25.4mm齿数多，有助于增加握持纤维，但也会因握持力太大，造成纤维断裂和沉棉。
2 齿基部厚（b） 齿基厚是指针布基部两侧面间的宽度，针布在滚筒上包覆每一圈的横向间距。间距的大小影响每圈针布间针齿与针齿的横向空隙大小。而空隙大小与纤维直径有关。空隙愈大，可容纳较粗或较多根数的纤维。每单位时间的产量，可由纤长与纤度计算出单位面积纤维总根数，面积除以纤长，就可计算横向每根针齿所携带的纤维量。若纤维太粗而间隙太小，则能握持的纤维量有限；反之，纤维太细而间隙太大，则每根针齿握持的纤维太多，而导致握持不良。从目前常用的针布规格来看，纤度1.4旦都选用针齿厚度为0.7~0.9 mm，1.2旦纤度的纤维则选用齿基厚0.6~0.8 mm，按此推算，若用0.7~0.8旦纤维细度，则应选用齿基厚在0.4 mm以下。在技术上，纤维愈细则愈难梳理，愈粗则技术难度愈小。也就是说，当纤度在3~10旦以上时，建议选用1.1~1.4 mm的针齿基厚，其原因是较粗的纤维，使针齿横向间隙较小，作用力较大，齿基厚增大，不易造成纤维断裂和损伤。 此外，可参考以下4个方面适度减小针齿基厚： （1）纤维较长、较细、较软，但不易断，或短纤率增加时； （2）针齿作用力小（工作角及背角大时）； （3）纤维摩擦因数小或较软，卷曲度较大时； （4）因梳理负荷大，有棉沉积或有棉粒产生时。 针齿基厚的设计，一般只显示基部的厚度，但真正梳理纤维是基部以上的针体厚，由针尖至针齿底部厚度渐增的斜率，取决于轧制成型时轧辊的型腔设计，若针体厚度较小，有利于对纤维的握持。同时亦可稍增加纤维的承载量，但因针较薄对纤维之作用力较大，易损伤纤维，针齿相对也容易磨损。
3 齿密 由纤维长度决定的纵向齿数（齿数/25.4mm），与由纤维纤度决定的横向齿数（齿数/25.4mm）之乘积，即是针齿密度［齿数/（25.4mm）2］。纵向和横向齿数均以每25.4mm多少针齿数表示，通常仅表示针密，不能判断其真正的纵向与横向齿数。例如针齿密度600 齿/（25.4mm）2，可能有15×40，12×50，10×60等多种配比组合。同样，当遇到棉网质量较差，瑕疵多而需调整针密时，仍应以齿距与齿基厚分别算出针密。
4 齿角 齿角分工作角（α）及齿背角（β）。工作角是以针齿对纤维握持面的切线与水平线的夹角表示（约50°~120°），但也有用前角（工作角的余角40°~-30°）来表示。工作角较小，表示愈容易握持纤维，对纤维作用力亦大，通常在纵向齿距与齿基厚选配下，当针密过大、纤维易断时，则可选用稍大的工作角，以减低对纤维的损伤。这也是继纵向齿距、齿基厚，第三个重要选配针布的因素。在下列情况下，可考虑增加工作角的角度： （1）针密选用过大，对纤维损伤，有较多长纤时，宜增加工作角度； （2）容易沉积纤维，或纤维摩擦因数较大时，宜增加工作角度； （3）纤维卷曲度比较大时，宜增加工作角度。 针齿工作面的背面切线与水平线的夹角称为背角（β），在针布规格中并不将其作为必要条件，但也并非不重要。当背角小时，它不仅影响针齿侧面的面积，也影响纵向针距间凹下齿深的曲率半径，针齿侧面面积增大，除可增加纤维握持在针齿两侧的摩擦握持力外，亦会使齿根部的断面积增加，相对地亦会减少齿根部的空间。从气流分析，有防止沉棉的现象。其负面影响，除纤维易断外，还因容纤量减小，会影响产能。
5 齿深（h1） 是指齿尖至齿圆弧底部曲率半径之垂直距离。齿深是影响产能的最主要参数。齿深愈大，其垂直容量随齿尖至齿圆弧底成曲线变化，并非齿深增加一倍，即可增加产能一倍，它可根据纤维直径算出其能容纳纤维的根数。事实上还必须考虑其他影响纤维容量的因素，包含上述所提到的纤维摩擦因数，卷曲度等。 选用深齿来增加产能时，纤维应符合下列条件： （1）纤维较粗、较硬； （2）纤维强力较大，不易断，或拉伸率较小，不易伸长； （3）纤维刚性大，摩擦因数小。 总之，凡纤维较细、较长、较软、摩擦因数较大、卷曲率较大的纤维均不适用齿较深的针布，其主要是会造成纤维易断或纤维未断而沉积于针齿的底部，形成纠结或是棉粒，继而影响对其他纤维的握持力。对纺高质量的长细绒棉或用细旦化纤原料时，必要时应放弃产能高的追求。在习惯上，用浅齿搭配较大的齿密，藉以增加握持点及容量，但为防损伤纤维，另外增加齿工作角，减小对纤维的损伤，以求得高速化，提高产能。事实上这种相辅相成的参数搭配，可适当增加产能，但由于对纤维握持力小，大部分纤维均浮于针齿表面，纤维的损伤虽然可以避免，但纤维的平行伸直度不好，尚需要靠下道牵伸来提升纤维的平行伸直度，其质量仍不及正常产能下的针齿配置。
6 齿高（h） 是指齿尖至齿根基部的垂直距离，除上半部齿深（h1）对纤维有握持作用外，其基部高度h2，影响针布包卷，或是自锁针布的设计要求。齿高也与调整隔距的范围有关，在针布规格参数中，对纤维握持而言，它不是重要参数。
7 曲率半径（R） 是指纵向齿距间，在齿深底部曲率中心之半径。其曲率半径愈大，则齿距下齿底部的空间容量也愈大，此部分是增加产能的次要部位，更有用双曲率半径来扩增齿隙的容量（配合针齿背角β的增加），此部分除为增加纤维容量外，也影响气流造成的沉棉问题，且针齿工作角不能太小。当纤维量增加，针齿工作角作用力较小（工作角较大），背角相对增大，导致针齿侧面面积变小，摩擦面减小，又会造成对纤维握持力不足，较大曲率半径适用于下列条件： （1）纤维较粗、较长、较硬； （2）纤维卷曲率较大； （3）纤维摩擦因数大，较易沉棉。 选用曲率半径较小的针齿，不易沉积纤维，相对的也使得握持纤维的根数变少，或是纤维集中在针齿的上半部；这种工作角较小、作用力较大、搭配曲率半径较小的参数设计，主要应用于较难梳理，但又容易沉棉的纤维材料，例如棉纤维或摩擦因数较大，或卷曲度较大的异形纤维等。
8 断面形状 是指齿尖至齿底的断面积，这部分是由轧制的轧辊型腔决定。通常断面是上窄下宽的梯形，或者近似三角形。当面积愈小或是针面愈窄，成尖锥形时，对纤维的握持愈好。针侧面的长度愈长，对纤维摩擦握持力愈好，其齿尖面积小，纤维容量增加。在此情形下，除了纤维容易损伤外，针布也容易磨损。为延长针布的寿命以及减小对纤维的损伤，可以针对针布的这部分，分层硬化及表面处理，一则增强针布的耐用性，另一方面避免对纤维的损伤。通常的针布，都做了以上的表面处理，耐用性增强。但在生产中，无论梳理高模数纤维、不锈钢纤维或一般性纤维，当针布磨损或产生过多棉粒时，还采用磨针来改善质量和延长针布的使用寿命。 针对生产实际情况，针布规格的选用，必须以纤维长度、纤度、强力等性状为首要条件，优先决定齿距与齿基厚，再由其他纤维特性考虑调整齿角、齿深、圆弧曲率半径及断面形状、表面处理等。 |
|
|
来自： zhenyou588 > 《梳棉机》
