劉曉靜，邢明杰，倪敬達(dá)

（1.青島大學(xué)，山東 青島266071；2.青島宏大紡織機(jī)械有限責(zé)任公司，山東 青島266000）

為適應(yīng)新一代梳棉機(jī)高速、高產(chǎn)、穩(wěn)定的發(fā)展方向，滿足企業(yè)節(jié)能、降耗、提高質(zhì)量和效率、增加效益的目的，針布的創(chuàng)新設(shè)計(jì)顯得格外重要。按照針布在梳棉機(jī)的位置分布，將針布劃分為刺輥針布、（預(yù)）分梳板針布、錫林針布、后固定蓋板針布、活動(dòng)蓋板針布、前固定蓋板針布和道夫針布幾大類［1］。梳理的首要目的是將纖維束分離成單纖維，此外，還有除雜、減少棉結(jié)、提高纖維的平行度、混合和排除部分短纖維的作用［2］。在梳棉機(jī)各部件相互協(xié)調(diào)運(yùn)作中，道夫針布所起的作用十分重要，本文將其進(jìn)行了重點(diǎn)研究闡述。

1 道夫針布的主要功能

為避免將道夫針布所起的作用單一化，因此將梳棉機(jī)作為一個(gè)整體來(lái)分析道夫針布的作用。按照整體和模塊式分析相結(jié)合的思路，通過(guò)分析纖維束或者一根單纖維在任何兩個(gè)輥筒或其他元件的協(xié)作弧段的受力情況及運(yùn)動(dòng)過(guò)程，明確道夫針布所起的作用，系統(tǒng)了解梳棉機(jī)各個(gè)部件的協(xié)作原理。

1.1 順向給棉部件刺輥?zhàn)饔脜^(qū)分析

順向給棉部件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，因具有既不會(huì)使纖維受到逆向打擊而損傷，也不會(huì)使羅拉纏繞等優(yōu)點(diǎn)被國(guó)產(chǎn)梳棉機(jī)廣泛采用。其工作過(guò)程是轉(zhuǎn)動(dòng)的給棉羅拉帶動(dòng)棉層進(jìn)入給棉板和給棉羅拉之間，在有外力加壓的給棉板的握持下，刺輥轉(zhuǎn)動(dòng)將棉層打擊帶入刺輥、除塵刀和預(yù)分梳板自由分梳區(qū)。給棉板上的移感應(yīng)器能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出棉層的厚度，進(jìn)而可以調(diào)節(jié)給棉羅拉的轉(zhuǎn)速，使棉層均勻喂入刺輥工作區(qū)。在給棉喂入和刺輥區(qū)，屬于典型的握持開(kāi)松。

因?yàn)槊迣又杏写罅棵藿Y(jié)、短絨等雜質(zhì)，所以要求刺輥針布齒高長(zhǎng)以便能深入棉層，打擊開(kāi)松棉層，齒密要小，針布表面光滑不刮花不纏花，采用柔性梳理理念，刺輥轉(zhuǎn)速和給棉板握持力不能太大，否則容易損傷纖維。

1.2 刺輥與預(yù)分梳板和除塵刀作用區(qū)分析

預(yù)分梳板、除塵刀都屬于近些年興起的附加分梳組件，與刺輥之間的分梳作用屬于典型的自由分梳。棉束在刺輥表層受慣性離心力和氣流的作用，在針齒表面呈現(xiàn)單纖維的狀態(tài)，在梳理過(guò)程中，以針面自由分梳為主。在針面分梳的瞬時(shí)，因?yàn)楦艟嘈?，薄纖維層能接觸到兩側(cè)針布，而刺輥速度大即刺輥的抓取力大，纖維（束）跟著刺輥針布面走，此時(shí)也可近似理解為長(zhǎng)纖維的一端被刺輥握持，而另一端受到預(yù)分梳板的打擊分梳。在此過(guò)程中，纖維束的兩端被兩側(cè)針布抓取，纖維中很多的短絨并未接觸刺輥針布，在自由分梳纖維被分離的過(guò)程中，短絨、棉結(jié)等雜質(zhì)能夠被預(yù)分梳板清除，被除塵刀剝落進(jìn)入落雜區(qū)。

對(duì)此，要求刺輥針布有基本的抓取力，工作角必須小于90°，不能是負(fù)角，針齒粗便于掛住纖維，但是要求齒密小，能夠暴露纖維雜質(zhì)，去除纖維短絨。

1.3 刺輥與錫林作用區(qū)分析

纖維經(jīng)過(guò)刺輥握持開(kāi)松和預(yù)分梳板、除塵刀的自由開(kāi)松，纖維層中的大雜質(zhì)基本落入除塵落雜區(qū)，塊狀纖維變得稍微均勻順直，然后進(jìn)入錫林主梳理區(qū)。在此梳理區(qū)，纖維在刺輥針布的抓取下，由于受到離心力和氣流作用，纖維的后端輕輕外揚(yáng)，并向?qū)Ψ结樏嬉苿?dòng)，能夠被錫林針布抓住，纖維從刺輥針布轉(zhuǎn)向錫林針布，完成纖維的轉(zhuǎn)移（瞬時(shí)的交替分梳）。在此工作區(qū)，屬于剝?nèi)∽饔?，將刺輥纖維全部轉(zhuǎn)移到錫林。剝?nèi)∽饔玫膸缀螚l件為：剝?nèi)×_拉能接觸纖維，隔距小；剝?nèi)×_拉的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向順著對(duì)面針尖的傾斜方向，被剝?nèi)×_拉的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向與剝?nèi)×_拉針尖的傾斜方向相反，以便剝?nèi)×_拉能抓住纖維，將成塊狀的棉束進(jìn)一步開(kāi)松，棉層變薄鋪在錫林針布表面，纖維浮在錫林針布表面不沉入針跟。

在不損傷纖維的前提下，提升錫林轉(zhuǎn)速，使錫林速度大于刺輥速度，二者隔距減小使得纖維能夠接觸到錫林針布，錫林針布針尖方向順著錫林運(yùn)動(dòng)方向，相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向順著刺輥針布齒背方向，而刺輥的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向與錫林針布的針尖方向相反，這樣能保證纖維實(shí)現(xiàn)100%轉(zhuǎn)移率，此工作區(qū)的梳理作用比較弱，沒(méi)有分離纖維束的分梳作用，否則不能全部剝?nèi)《內(nèi)∽饔茫诖梯伵c錫林轉(zhuǎn)移過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)避免反花的發(fā)生。纖維從刺輥向錫林的轉(zhuǎn)移以針布剝?nèi)橹?，依靠離心力轉(zhuǎn)移會(huì)使轉(zhuǎn)移后的纖維取向度差，不利于后續(xù)的梳理。

1.4 錫林與固定蓋板 棉網(wǎng)清潔器 活動(dòng)蓋板主梳理區(qū)分析

作為梳棉機(jī)主要分梳工作區(qū)，在錫林針布上和蓋板針布上的纖維束的運(yùn)動(dòng)符合平行針面分梳和圓形針面分梳相結(jié)合的分梳結(jié)構(gòu)。錫林速度高，其針尖傾斜方向和相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向都符合分梳條件：兩針面隔距很小，纖維在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能夠接觸到兩針面；兩個(gè)針面的針尖傾斜方向平行，相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，屬于針面分梳［1］。對(duì)于圓形針面分梳效果分析，由于纖維在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有離心力的存在，使得纖維向?qū)γ驷樇夥较蛞苿?dòng)，這樣可以實(shí)現(xiàn)交替分梳，但是一般的圓形針面交替分梳很快就分開(kāi)，難以實(shí)現(xiàn)這一特點(diǎn)。而平行針面上的纖維沒(méi)有離心力的作用，很難交替。錫林主分梳區(qū)成功將平行針面分梳和圓形針面分梳相結(jié)合，分梳效果好。被蓋板針布抓取的纖維，或交叉處在纖維束里的纖維會(huì)被分梳出來(lái)并幾乎全部被錫林針布抓取帶走，僅剩下部分少量纖維雜質(zhì)、短絨殘留在蓋板上。雜質(zhì)、短絨被棉網(wǎng)清潔器、吸點(diǎn)吸走，蓋板刷輥使得蓋板不需要額外抄針。

錫林針布需握持良好，帶動(dòng)纖維運(yùn)動(dòng)，梳理效果好，同時(shí)應(yīng)該降低梳理面負(fù)荷，錫林和蓋板針布都有抓取纖維的能力，分梳后，兩個(gè)針面都能各自握持部分纖維，纖維的另一端被梳直。除了分梳作用，錫林針布還有剝?nèi)』顒?dòng)蓋板針布纖維，使纖維均勻和混合的作用。因此，錫林針布功能比較重要，既要握持分梳能力好、不嵌花又要有剝?nèi)∞D(zhuǎn)移能力。

1.5 錫林與道夫工作區(qū)分析

在梳棉機(jī)工作時(shí)，分梳過(guò)程中，由于兩個(gè)針面之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即表面速度不同，所以針面攜帶的纖維會(huì)產(chǎn)生數(shù)量上的轉(zhuǎn)移、分配和凝聚。與道夫分梳時(shí)，錫林針面上的纖維部分轉(zhuǎn)移到道夫針面上，在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，由于錫林的速度比道夫的速度快，所以被轉(zhuǎn)移的纖維被壓縮在道夫針面上，以至于道夫針布上的纖維層比錫林針布的纖維層厚，這屬于分梳中的凝聚作用［3］。道夫針面上纖維短片段的不勻率由錫林針面上纖維長(zhǎng)片段不勻率組成，因此，道夫短片段不勻率等于錫林長(zhǎng)片段不勻率。由此可見(jiàn)，凝聚的本身就有均勻和混合作用。如果之前的分梳不好，在錫林道夫的轉(zhuǎn)移過(guò)程中，凝聚式的壓緊就容易造成纖維再度纏繞打結(jié)產(chǎn)生疵點(diǎn)。

圖1 道夫和錫林協(xié)作弧段示意圖

圖1 為展示道夫和錫林相繼接觸的協(xié)作弧段。由于前上罩板和氣流的作用，使蓋板針布上的纖維最終能夠順利地由錫林梳針抓取，一直帶到錫林道夫轉(zhuǎn)移三角區(qū)。由圖1可見(jiàn)，在纖維離心力以及氣流作用下（出錫林罩板的氣流沖向道夫罩板），被錫林針布抓取的纖維尾部會(huì)翹起，在隔距點(diǎn)上方的上協(xié)作弧部位，部分纖維被道夫針布抓?。?］。隨著錫林快速向下轉(zhuǎn)動(dòng)a1越來(lái)越小，a2越來(lái)越大，即纖維越來(lái)越不容易被道夫針布抓住。在下協(xié)作弧，受到氣流影響（錫林速度高，道夫罩板處的氣流向錫林區(qū)運(yùn)動(dòng)），即便是被道夫針布抓住的纖維也可能會(huì)被再次帶回錫林針布表面。因此，錫林－道夫轉(zhuǎn)移區(qū)主要集中在上協(xié)作弧。被道夫抓取的纖維，通過(guò)最緊的隔距點(diǎn)并通過(guò)下協(xié)作弧，錫林針布對(duì)道夫握持的纖維進(jìn)行分梳，使得之前由錫林轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的前彎鉤被梳直，變成后彎鉤。在此過(guò)程中，道夫的速度和錫林－道夫隔距十分重要?？焖俚牡婪蚴沟美w維層較薄，且很快的通過(guò)協(xié)作弧，不會(huì)容易地被錫林針布帶回再分梳，較薄的纖維層也更容易在道夫區(qū)被分梳。

可見(jiàn)，梳棉機(jī)的分梳作用應(yīng)該盡量集中在錫林道夫作用區(qū)之前，即錫林蓋板是梳棉機(jī)的主分梳作用區(qū)，錫林道夫作用區(qū)的分梳作用是針對(duì)于多數(shù)未完成轉(zhuǎn)移的纖維和一部分轉(zhuǎn)移不充分的纖維（纖維一端被道夫握持并留?。?。在此作用區(qū)域應(yīng)該注重凝聚比例和轉(zhuǎn)移率，以達(dá)到最好的分梳結(jié)果。道夫針齒作用性質(zhì)為梳理凝聚作用，經(jīng)道夫輸出棉網(wǎng)以后彎鉤居多，因此消除或減少道夫形成的纖維彎鉤，保證合理的轉(zhuǎn)移率是提高質(zhì)量的保證［5］。

1.6 道夫與剝棉羅拉工作區(qū)分析

道夫針面的纖維經(jīng)過(guò)前段流程的分梳作用已經(jīng)凝聚成相互交織的纖維網(wǎng)，在此工作區(qū)剝?nèi)×_拉卸下道夫針布表面的纖維網(wǎng)，并在上下軋輥集束器的作用下凝聚成纖維條，并儲(chǔ)入條筒中。因此，道夫針布還要具有使纖維容易被剝?nèi)〉奶攸c(diǎn)。

1.7 道夫針布主要功能總結(jié)分析

錫林和蓋板的針布表面作用在纖維上的強(qiáng)度確定了纖維的分解程度、清潔程度和伸直程度［6］。但是不能完全以錫林－回轉(zhuǎn)蓋板間的分梳作用來(lái)代表梳棉機(jī)分梳工作的好壞，忽略了刺輥的預(yù)分梳、刺輥落棉、刺輥－錫林剝?nèi)》质?、錫林－固定蓋板、錫林－棉網(wǎng)清潔器、錫林－道夫凝聚作用的分梳，同時(shí)也有氣流、車間環(huán)境等對(duì)梳棉機(jī)工作情況的影響。纖維經(jīng)過(guò)錫林工作區(qū)之后，基本完成了初步的分梳流程，在錫林－道夫工作區(qū)，道夫針布對(duì)纖維的轉(zhuǎn)移、凝聚、控制、釋放作用顯得極其重要。轉(zhuǎn)移率過(guò)低容易造成纖維再次進(jìn)入主分梳區(qū)，分梳力度過(guò)大容易造成短絨率增高，纖維性能變差，現(xiàn)在市場(chǎng)上道夫針布轉(zhuǎn)移率多數(shù)集中在12%～20%左右，甚至有不足10%的情況。同時(shí)道夫和錫林之間轉(zhuǎn)速的關(guān)系、道夫針布齒型對(duì)于道夫針布的凝聚作用也至關(guān)重要。在道夫運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，針布對(duì)于纖維的握持和控制性能嚴(yán)重影響纖維落網(wǎng)程度和后期剝棉羅拉的剝?nèi)⌒Ч?/p>

2 道夫針布對(duì)梳棉質(zhì)量的影響

梳棉機(jī)錫林道夫間纖維轉(zhuǎn)移和凝聚能力的大小，直接影響到纖維的分梳、均勻和混合質(zhì)量，對(duì)梳棉機(jī)的成條質(zhì)量指標(biāo)有很大的影響。在道夫運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，道夫針布對(duì)纖維的握持控制能力對(duì)落網(wǎng)影響較大。同時(shí)，在與剝棉羅拉協(xié)作運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，纖維能否及時(shí)順利地被剝?nèi)?duì)梳棉機(jī)的分梳質(zhì)量也極其重要。在梳棉機(jī)分梳過(guò)程中，道夫轉(zhuǎn)移率與錫林分梳強(qiáng)度和成紗質(zhì)量有密切的關(guān)系。若道夫轉(zhuǎn)移率過(guò)高 ，分梳強(qiáng)度太弱，纖維梳理不充分，凝聚時(shí)因棉層過(guò)厚產(chǎn)生棉結(jié)，同時(shí)混和不均勻，成紗的強(qiáng)力和條干、千米粗節(jié)數(shù)會(huì)明顯惡化；若道夫轉(zhuǎn)移率過(guò)低，多次反復(fù)梳理，分梳強(qiáng)度過(guò)強(qiáng)，會(huì)造成纖維損傷，短絨劇增，同樣也會(huì)影響成紗條干和強(qiáng)力、千米細(xì)節(jié)數(shù)等［7］。

3 結(jié)語(yǔ)

道夫針布在梳棉機(jī)中具有十分重要的功能。近些年來(lái)，針對(duì)道夫針布研究越來(lái)越深入，例如為提高梳棉機(jī)錫林－道夫轉(zhuǎn)移率，改善棉網(wǎng)質(zhì)量和最終成紗指標(biāo)，可改變道夫針布齒形；齒條總高小，可提高道夫針布的抗軋性能，延長(zhǎng)使用壽命；齒條的工作角大，可改善道夫針布的轉(zhuǎn)移、凝聚作用［8］。提高道夫針布對(duì)不同纖維的轉(zhuǎn)移、凝聚、控制、釋放能力，以解決梳理過(guò)程中轉(zhuǎn)移率低、落網(wǎng)、嵌雜、短絨率增長(zhǎng)等問(wèn)題，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，提升生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益增長(zhǎng)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。