进口高产梳棉机针布配套及梳理力的探讨

进口高产梳棉机针布配套及梳理力的探讨

陈天红  金轮针布（江苏）有限公司

 

0     概述

随着人力成本的增加，纺织厂用工的紧张，同时为了提高生产效率，降低生产成本，提高梳棉机产量就成了纺纱厂和梳棉机整机厂共同的追求。在金属针布梳棉机上，锡林速度由180 r/min逐步提高到360 r/min(刺辊速度相应提高)，产量由5 kg/h提高到25～30 kg/h，即速度提高1倍，产量增加5～6倍。近年来，国内外高产梳棉机进一步把锡林速度提高到450 r/min甚至到600～650 r/min，产量也随着提高到45～140  kg/h^［1］。另外，附加分梳元件如预分梳板、前后固定盖板的大量应用也促进了梳棉机的产量不断的提高。概括讲，高产梳棉机的特点是定量大、转速高和附加分梳面积大。

 

1     高速高产梳棉机的应用

棉纺系统最常见的纺纱工艺流程有普梳环锭纺、精梳环锭纺和转杯纺。

 

精梳环锭纺纱原料通常为细绒棉和长绒棉，为防止和减少纤维损伤，一般限制锡林速度的提高，同时精梳纱对生条纤维分离度、伸直平行度和棉结杂质要求较高，限制了梳棉机产量的提高。所以，精梳环锭纺即使用进口高速高产梳棉机，实际速度和产量也比较低。

 

普梳环锭纺纱原料通常选用细绒棉和粗绒棉，梳棉机锡林速度比精梳纱可适当提高，生条质量指标一般比精梳纱生条低，所以普梳纱梳棉机产量比精梳纱产量要高，具体根据原料的使用情况和最终产品的质量要求确定。

 

转杯纺纱通常选用粗绒棉、回花和再用棉等，纤维都比较粗短，梳棉机的速度可以最大程度的提高。同时，转杯纺纱产品质量要求一般较低，大都纺一些副牌纱，所以转杯纺梳棉机产量都很大。

 

综上分析，高产梳棉机用在环锭纺上，由于受到原料、梳理度和产品质量要求的限制，一般实际产量为其设计产量的一半左右；如用在转杯纺上，则可以最大程度的发挥出高产梳棉机的高速高产优势，成为名副其实的高速高产。

 

2     高速高产对梳理力的影响

分梳纤维需要一定的梳理力。梳理力小了，导致纤维束分梳不开；梳理力过大，又会导致纤维损伤，加剧针齿的磨损和增加梳棉机能耗。影响梳棉机梳理力的因素有很多，如棉纤维材料的状态、针齿规格、锡林速度、盖板速度、道夫速度及道夫转移能力、与前道的开松程度、梳棉车间的温湿度、刺辊速度及分梳能力、锡林与盖板的间距、棉网清洁器的气流等。这些因素对梳理力的变化均有不同程度的影响。那么高速高产梳棉机与常规梳棉机对梳理力的影响有什么不同呢？高产梳棉机与常规产量梳棉机的区别是高产梳棉机锡林转速高、生条定量重和产量高。本文着重探讨锡林高速、重定量和高产量对梳理力的影响。

 

2.1    锡林速度对梳理力的影响

改变锡林速度可引起锡林针面上纤维层的离心力、纤维与梳针的接触状态、纤维与梳针的摩擦因数、针面握持力以及梳理负荷发生变化，也必然会引起梳理力的变化。根据文献^［2］对不同锡林速度N_C时单纤维平均梳理力的大小的研究（见表1）可知，当锡林转速提高时，单纤维平均梳理力R明显升高，虽然转移率r也随着锡林速度的升高而升高，但单纤维平均梳理力升高得更快，所以，当锡林转速提高时单纤维平均梳理力增大，总梳理力也增大。 

 

  

2.2    定量和产量对梳理力的影响

费青在《梳理过程中棉束梳理力的测定》一文中对改变梳棉机产量和定量时梳理力的变化进行了试验。其他工艺条件不变，改变道夫转速，测定的梳理力见表2，可知，梳棉机单产高，单位时间进入盖板和锡林间分梳区的纤维和棉束多且大，棉束数量和梳理力均增大^［3］。产量一定的情况下，改变生条定量，测定的梳理力见表3，随着定量增加，针面纤维层厚度增加，针面负荷增大，锡林盖板接触的纤维根数增加，导致梳理力增大。同时，由于锡林针面负荷的增加导致部分纤维梳理度降低，大量未及时分梳开的束状纤维进一步加剧梳理力增大，所以，产量一定时，定量增大，棉束、梳理力的大小均增大^［3］。

由以上分析可知：高速高产比常规产量梳理力要高很多。 

 

  

3     试验与分析讨论

为验证国产常规型号针布是否可以满足高速高产的需求，选用国产常规型号针布在进口高速高产梳棉机上进行了试验。

 

3.1    试验条件

试验在徐州某纺织集团的高产梳棉机上进行。梳棉机为C51清梳联，原配针布为进口针布，转杯纺。国产针布配套试验在5#车上进行，国产常规针布型号配套及原进口针布配套见表4，其中锡林盖板针布型号与原进口针布型号基本相同，国产道夫针布为AD4030×02090，原进口针布道夫为M-5030×0.9R。刺辊和固定盖板继续使用车上原针布，未进行更换。

 

3.2    试验结果

5^#车常规针布梳棉机与其他进口针布梳棉机台一样，原料主体成分为美棉429，纺纱产品定量为5.75 g/m，设计车速为550 r/min，产量为75 kg/h左右。但是，实际开车时锡林速度上不来，只能到450 r/min左右，产量每小时50 kg左右，然而开空车时没有问题，速度能到550 r/min。虽然将隔距等进行了适当的调整，但是产量速度依旧无法提高。

 

3.3    问题分析与讨论

经过认真的研究和分析，笔者认为是梳理力过大，过早地达到电动机的负荷。由前面的分析已知，速度越高，梳理力越大。所以当电动机达到负荷时，锡林转速无法再提高。

 

进口高产梳棉机一般情况下原配针布都是进口高档针布，目的是提高进口梳棉机自身的品牌价值。因此进口梳棉机在设计试验时也是选用进口优质针布，其电动机功率的设计也是在参照进口优质针布的试验结果而选择定型，即在试验时当梳棉机速度产量开到最大时，将梳棉机的电动机功率进行定型，最终电动机功率的选择可能较试验值放一点余量。因为部分厂家纺转杯纺，产品质量要求不高，其实际生产速度和产量都是按照梳棉机的设计值进行生产。但是功率也不会放很大，如果功率选择大了，会造成设计的浪费和梳棉机本身生产成本的增加，同时还会增加棉纺厂的能耗。从另外一种角度考虑，如果使用较小功率的电动机还可能会自然阻止棉纺厂家使用其他针布，特别是一些国产低档针布由于梳理力大，会导致速度产量达不到要求，从而增加棉纺厂家对进口针布的依赖性。

 

由于梳理力过大而导致电动机达不到车速要求，那么如何来解决这一问题呢？要么更换更大功率的电动机，要么就是设法减小梳理力。更换电动机棉纺厂显然不愿意接受更大成本的投入和后续能耗的增加。那么，最好的办好就是设法降低梳理力。为什么进口针布速度能到550 r/min，一定有原其因的。为此，对针布及相互之间的配套进行了详细的分析和研究，对同等条件下导致梳理力过大的原因进行了总结，有以下几种原因。

 

（1）原配进口道夫针布总高5.0 mm且带横纹的，而新配的道夫针布总高4.0 mm未带横纹，这样就会造成道夫转移能力下降，增加了锡林针面的负荷。国外有学者对锡林道夫隔距对梳理力的影响进行过研究（见表5），当隔距变大时，工作层负荷增大，梳理力增大。可知，道夫转移能力低，导致梳理力增大^［4］。

 

 

 （2）刺辊针布未同时进行更换，刺辊针布锋利度差，纤维块未分梳开，导致大量块状纤维、束状纤维进入锡林盖板分梳区，增加锡林盖板分梳负荷，从而引起梳理力增大^［3］。

 

（3）对进口锡林针布取样测试后发现进口针布齿形较细、R底弧较大，而新配套的锡林针布齿形较粗、R底弧较小。齿形较粗，增加了纤维与针齿摩擦面积，增加摩擦力，从而增大梳理力。R底弧较小，使纤维易于容纳并集中于齿下部，导致锡林针面负荷增大，梳理力增大。

 

（4）提高针布的光洁度，减少毛刺，减小纤维与针齿的摩擦力，从而减小梳理力。

 

根据以上分析，对针布进行了重新的设计和配套如下：

刺辊    AT5010×02620V

锡林    AC2040×01640

盖板    MCH42

道夫    AD5030BR×02090

梳棉机的速度基本能达到其他机台的水平，并取得了较好的工艺效果（见表6）。

 

4     高速高产梳棉机减小梳理力的探讨

减小梳理力可以通过针布齿形设计、针布配套和更改工艺等多种方法实现。

 

4.1    主要措施

(1) 道夫针布采用带横纹弧背大齿深齿形，加强道夫的转移能力，降低锡林针面负荷。

 

(2) 锡林和盖板针布在进行更换时，刺辊针布和道夫针布应同时全套进行更换，否则新旧针布搭配必然会增加梳理力。如果锡林和盖板针布为已使用一段时间的旧针布，刺辊和道夫为新针布，梳理力则不会那么敏感。

 

(3) 针布配套时，锡林和盖板针布密度不宜过高，密度过高会导致纤维损伤和梳理力过大。

 

(4) 新针布上车隔距应适当放大，因为新针布穿刺抓取纤维能力比较强，梳理力比较大，当新针布使用一段时间以后，锋利度逐渐降低，针布穿刺抓取纤维的能力也逐步下降，梳理力也随之降低。

 

4.2    辅助措施

(1) 加强开清棉的开松效果，减少筵棉中纤维块的数量，降低纤维块的大小，减轻刺辊区和锡林盖板区的分梳负荷。

 

(2) 加强刺辊区的分梳效果，减少纤维束的数量，降低纤维束的大小，减轻锡林盖板区的分梳负荷^［3］。

 

(3) 适当增加梳棉车间的相对湿度。国外有学者进行过研究，增加梳棉车间的相对湿度梳理力下降，这是由于纤维的含潮率增加导致抗弯刚度减小的结果^［4］。

 

(4) 加大锡林针布R底弧半径的设计，使纤维易于上浮至齿尖部，减小锡林针面负荷和减小纤维与针齿的接触面积，减小梳理力。

 

(5) 在确保针布针齿强度的范围内进一步减小锡林针布针齿的细度，降低纤维与针齿的接触弧长，从而降低摩擦面积，减小梳理力。

 

(6) 优选钢丝拉拔工艺和轧制工艺，提高锡林和固定盖板针布的光洁度；优选活动盖板针布磨针工艺，提高活动盖板针布的光洁度。必要的话对高产梳棉机的锡林针布进行等离子抛光、盖板针布进行喷砂干抛光和固定盖板进行等离子抛光或者喷砂湿抛光，从而达到提高针齿表面的光洁度，减小梳理力，降低纤维损伤，延长针布使用寿命和降低梳棉机能耗的目的。

 

5     结论

进口高速高产梳棉机一般情况下随机原配针布都是进口高档优质针布，部分棉纺厂家在进行针布更换时考虑到进口针布高昂的成本因素会选择使用一些国产针布。由于大部分国产针布与进口优质针布有着本质的区别，在高速高产使用时可能因为梳理力过大的缘故致使锡林速度和产量达不到满意的要求，所以类似棉纺厂家在进行国产针布配套时，一定要选择国产高档针布，并且需对针布齿型参数进行认真的斟酌，必要时再辅助其他一些相关措施设法减小梳理力。

 

参考文献：

［1］费青. 国外高产梳棉机主要梳理技术的研究分析（一）［Ｊ］，纺织机械，2008（3）：5－10．

［2］韩贤国，王玉.梳棉机锡林与盖板间梳理力研究的现状及展望［Ｊ］．辽东学院学报，2009，16（3）：266－70．

［3］费青．梳理过程中棉束梳理力的测定［Ｊ］．纺织器材，2004，31（5）：5－12．

［4］徐康民编译．梳棉机锡林与盖板间梳理力的研究：影响梳理力的机械因素［Ｊ］．纺织器材，1989（2）：49－53．