陳玉峰

(光山白鯊針布有限公司,河南 光山 465450)

1 精梳錫林和頂梳的問題

隨著高效能精梳機向高速高質(zhì)、智能化、低落棉和低耗能的方向發(fā)展,對精梳錫林和頂梳等關(guān)鍵梳理器材提出了高耐磨、梳理效果好、低落棉、不損傷纖維、不嵌雜、免維護等要求。目前,精梳錫林和頂梳在梳理時存在纖維損傷大、長纖維流失多、落棉不易控制、齒隙嵌雜、使用周期短等問題;而高效能精梳梳理器材需要做到:纖維梳理伸直最大化、損傷最小化,低落棉,高韌性,長使用周期,嵌雜少和維護方便。精梳機發(fā)展趨勢見表1。

表1 精梳機發(fā)展趨勢

2 新型精梳錫林的技術(shù)創(chuàng)新

2.1 梳理原理

精梳錫林是握持攔截梳理,有別于梳棉羅拉和蓋板的梳理。當精梳錫林針排轉(zhuǎn)到鉗口下面時,才開始對須叢進行梳理,此時鉗口完全閉合并握持須叢,上鉗唇把須叢壓向下方,鉗口和錫林隔距較小,錫林梳針向前排傾斜插入須叢進行分割梳理,使鉗口外的須叢前端呈懸垂狀態(tài),梳針接觸須叢時,須叢會翹起。因此,精梳錫林針齒的前幾排起拉伸、開松須叢的作用,利于后排針齒進行精細梳理。精梳錫林梳理提高了纖維的平行伸直度,充分排除了短絨和雜質(zhì),使成紗質(zhì)量提高。

2.2 分類和梳理要求

精梳錫林可以分為鋸齒式整體錫林、梳針式整體錫林、嵌入式整體錫林和梳針鋸齒組合式整體錫林,也可分為粘接式整體錫林和組裝加工式整體錫林。其梳理齒面圓心角有81°(四組分),90°(五組分),110°(六組分),130°(七組分),137°(八組分)等;植針方式有齊針式和錯位式。

精梳錫林梳理要求:錫林針齒有足夠的容纖維量、較強的穿透性和自潔性;能夠提高梳理效果,去除短絨,降低棉結(jié),減少對纖維的損傷及長纖維流失,使用壽命長且維護成本低,自潔效果好且不嵌花。

2.3 技術(shù)創(chuàng)新

2.3.1 齒密增加,梳理點增加

隨著精梳技術(shù)不斷進步,精梳錫林的總梳理齒數(shù)由傳統(tǒng)的2.9×104齒和3.2×104齒開始逐步增加。新型精梳錫林總梳理點的增加有2種方式:① 梳理弧面增加,齒密增加,總齒數(shù)增加,部分總齒數(shù)已達到4.0×104,4.2×104和4.9×104,齒面圓心角為137°精梳錫林的總齒數(shù)甚至達到6.0×104,有效提高了錫林對須叢的精細化穿刺梳理,利于梳棉機的高速、高產(chǎn)和重定量;② 在不增加梳理弧面的條件下,增加錫林前區(qū)齒密,在有限空間內(nèi)盡可能多的增加總齒數(shù),同時適當縮小錫林梳理隔距,加強前區(qū)錫林對須叢的插入、開松、整理,有利于后區(qū)(精梳區(qū))精細化梳理、清除細小棉結(jié),使精梳條的單根纖維程度得到提高。不同齒面圓心角精梳錫林的總齒數(shù)及各組齒條規(guī)格型號對比見表2。

表2 不同齒面圓心角精梳錫林的總齒數(shù)及各組齒條規(guī)格型號對比

2.3.2 齒頂寬減小,提高穿透性

精梳錫林在高速狀態(tài)下能夠迅速刺穿棉須叢,使纖維與錫林齒片間有足夠摩擦力來完成梳理。如果錫林齒條的穿透性差、梳理效果下降,則精梳條纖維結(jié)構(gòu)會受到影響。齒頂寬決定錫林針布對纖維的穿刺能力,齒頂寬越小,穿刺能力越強;當精梳錫林高速且瞬時加速到2倍以上時,極易造成纖維損傷,新型精梳錫林采用齒尖較薄的新型齒片,結(jié)合密度增加,可提高穿刺性、減少纖維損傷。新型粘接式精梳錫林齒尖變化,具體對比見表3。

表3 新型粘接式精梳錫林齒頂寬變化對比

組裝加工式精梳錫林的齒頂寬一般設(shè)定為0.04 mm～0.06 mm,其齒密通過隔距片的厚度變化調(diào)節(jié),因此穿刺能力較粘接式強。

在梳理過程中,由于精梳錫林的前排針(齒)與纖維的接觸點不斷變化,從針尖接觸纖維到纖維離開針齒根部,纖維在針齒上有一個滑移的過程。新型精梳錫林齒片的齒頂寬為0.06 mm～0.12 mm,基部寬為0.25 mm,硬度大于800 HV0.2,表面粗糙度Ra值為0.06 μm,插入棉網(wǎng)穿刺能力和自潔能力強,使精梳條中的短絨率降低0.5%～1.0%[1-2]。

2.3.3 植針形式變化,提升除雜效果

精梳錫林梳理過程中,纖維必須沉入針齒底部,將纖維須叢中的雜質(zhì)、棉結(jié)和短絨攔截在針布表面,與其他梳棉梳理兩針面互相作用不同,精梳錫林的植針必須利于纖維沉入針齒間。新型精梳錫林的鋸齒呈螺旋交叉、錯位排列,齒隙很小(見圖1)。梳理過程中,在鉗板閉合時,應(yīng)使鉗口外的纖維長度等于落棉隔距+給棉長度,雖然鉗板閉合后棉網(wǎng)方向正對錫林圓心,但大齒密、高速旋轉(zhuǎn)的錫林針面和氣流,使棉層很容易被托起,難以沉入錫林齒隙,更無力穿透梳理,會造成棉網(wǎng)的棉結(jié)和短絨較多。

為了提高對纖維的梳理效果,讓纖維沉入針隙,新型精梳錫林采用平行植針的方式,具體見圖2和圖3,同時為了更好地提高穿刺能力,減少正面穿刺造成的纖維損傷,在組與組之間采用了變角度的植針排列,具體見表4。

圖2 新型植針排列

圖3 纖維沉入齒隙狀態(tài)

表4 新型精梳錫林植針排列角度

2.3.4 齒片硬度和韌性增加,延長使用壽命

因成紗棉結(jié)隨著錫林齒密的增加而顯著降低,在梳理面積一定的情況下,增大錫林針齒的齒密已成為高效能精梳機的必然。但是增加前后分梳區(qū)的齒密,勢必造成精梳錫林齒片越來越薄,使齒片強度大幅降低,難以承受高速梳理負荷,縮短了精梳錫林的使用壽命。因此,在精梳錫林針布齒密增加的基礎(chǔ)上,必須相應(yīng)提高齒條的硬度和韌性,延長精梳錫林使用壽命。精梳錫林的齒條硬度變化見表5。

表5 精梳錫林齒條硬度變化對比 單位:HV0.2

2.3.5 齒密結(jié)合角度,實現(xiàn)漸進分梳

精梳錫林針布按功能可分為開松區(qū)、粗梳區(qū)、梳理區(qū)和精細梳理區(qū)。整體齒密配置由稀至密,齒條前角小、后角大,梳理點增加的重點是后區(qū)齒密增加,有利于棉結(jié)和短絨的排除。傳統(tǒng)精梳錫林設(shè)計受“前稀后密、漸進梳理”理論的影響,前半?yún)^(qū)齒密設(shè)計過小,使精梳錫林軸變速前半?yún)^(qū)齒片的開松、穿透和分梳效果變差,進而影響后半?yún)^(qū)的梳理效果,造成成紗棉結(jié)增多。

新技術(shù)理念,在有限的梳理區(qū)間內(nèi),合理配置、適當增加精梳錫林前梳理區(qū)的齒密,強化前區(qū)齒條穿刺、抓取、開松的粗梳效能;精梳錫林針布總梳理點增加不是簡單的密度增加,而是結(jié)合齒條幾何形狀、前后區(qū)的齒密排列,在有足夠容纖空間的前提下優(yōu)化設(shè)計、合理增加總梳理點。根據(jù)梳理特點合理分配功能,精梳錫林齒密逐漸增加且集中在后區(qū),提高對纖維的精細梳理;角度逐步加大,增加對纖維的控制能力,減少瞬時高速梳理對纖維的損傷[3]。這是因為精梳錫林前排針能有效抓取須叢中的纖維,攔截其中較大的棉結(jié)和雜質(zhì),后排高齒密對須叢進一步分梳,去除棉結(jié)及雜質(zhì)并再次排列纖維。不同齒面圓心角精梳錫林的工作角和齒密配置見表6。

表6 不同齒面圓心角精梳錫林的工作角和齒密配置

2.3.6 梳理弧面增加,提高梳理強度

梳理強度和梳理度的提高,是高效能精梳機的優(yōu)勢所在。梳理度越大,精梳錫林對棉叢的梳理效果越好,但是梳理強度越大,會造成纖維損傷。高效精細梳理的重點是增加后區(qū)精細梳理區(qū),徹底清除棉層中的短絨、棉結(jié)和雜質(zhì)。目前,精梳錫林的齒面圓心角有90°,110°,130°和137°,隨著梳理弧面的增加,梳理度、梳理強度急劇增加,但由于錫林針布結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,即錫林前、中、后梳理區(qū)的齒密、工作角、針齒容纖維量的優(yōu)化,仍可以實現(xiàn)柔性梳理和均勻抓取,纖維清除效率高且平行伸直度好。精梳錫林弧面針(齒)分布見圖4和表7。

圖4 精梳錫林弧面針(齒)分布

表7 精梳錫林弧面針(齒)分布對比 單位:(°)

2.3.7 齒條表面粗糙度好,實現(xiàn)柔性梳理

針布齒條表面處理主要是去除沖切齒的棱角和毛刺,以減少纖維損傷和錫林表面嵌花。目前,主要采用等離子強化、鍍層等表面處理方法消除小棱邊和機械沖切邊,實現(xiàn)錐齒化,使齒條表面更光潔,做到柔性分梳并減少落棉。表面強化鍍層處理后,精梳錫林齒部的表面粗糙度Ra值為0.08 μm,錫林嵌花消除,落棉率降低,精梳條中短絨減小1.0%～2.5%。

2.3.8 結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,實現(xiàn)隔距可調(diào)

傳統(tǒng)粘接式和植針式整體錫林損傷后無法修復(fù),間距無法調(diào)節(jié)、齒片不易更換。新型精梳整體錫林,通過結(jié)構(gòu)的改變,利用偏心調(diào)節(jié)原理,通過調(diào)節(jié)齒片間距實現(xiàn)多種梳理功能,針對性強,梳理效果更好、效率更高,且原料損耗小;通過換齒機構(gòu)能夠快速高效地更換磨損的齒片,減少人工,提高效率。

3 新型精梳頂梳的技術(shù)創(chuàng)新

3.1 梳理原理

頂梳梳理是對自由狀態(tài)纖維的被動攔截梳理。當鉗口握持的須叢頭端經(jīng)過精梳錫林梳理后,由鉗板送向分離鉗口,當須叢頭端到達分離鉗口時,由分離膠輥握持輸出,同時頂梳插入須叢,隨分離鉗口運動的纖維尾部從頂梳梳針間通過,完成對纖維的梳理。因此,頂梳梳理的是分離須叢的后端,即梳理鉗板鉗唇的死隙部分。頂梳只有一排針,但其不僅能梳理纖維尾端,還能在分離過程中通過相互摩擦過濾棉結(jié)和雜質(zhì)。因為在分離過程中,從頂梳中抽出的纖維層很薄,這層纖維被分離鉗口握持并快速運動,而嵌在頂梳梳針間的大量纖維仍以慢速運動,這兩部分纖維速度相差很大,當快速纖維從慢速纖維抽出時,慢速纖維對快速纖維尾端的摩擦將其中的短絨、棉結(jié)及雜質(zhì)等過濾下來,由毛刷清理。

3.2 分類及梳理要求

新型頂梳可分為:標準型頂梳、雙排頂梳、自清潔頂梳、吹氣頂梳和新型加密頂梳。

頂梳的梳理要求:齒片耐磨、抗彎曲,具有足夠強度和彈性,針尖有持久的鋒利度,在高速度、重定量梳理過程中排短除雜能力強,不嵌雜、自潔性能好,確保精梳過程順暢[4]。

3.3 技術(shù)創(chuàng)新

3.3.1 楔形齒尖,提高銳度

新型頂梳采用楔形齒尖設(shè)計,新型頂梳齒頂寬為(0.06±0.002) mm,基部寬為0.25 mm,硬度大于700 HV0.2,表面粗糙度Ra值為0.4 μm,穿刺能力強,插入棉叢效果好,其特殊的齒形輪廓設(shè)計,減少了棉纖維纏繞的可能性,形成優(yōu)良的自清潔效果。清潔周期與普通頂梳相比,可延長 4 倍以上,減少了多次停車清潔頂梳的時間,提高了勞動生產(chǎn)率,減輕了工人的勞動強度。

3.3.2 柔性幾何尺寸設(shè)計,增強梳理功效

傳統(tǒng)精梳頂梳的梳針一般設(shè)計為上尖下寬的形式,這種針形對穿刺不利,被頂梳梳下來的短纖維和結(jié)雜容易嵌塞在針隙中。新型頂梳的梳針為瘦長型,設(shè)計齒密達35齒/cm,更利于針齒對纖維層的穿刺,頂梳插入深度可以設(shè)置為+1;由于針形改變,在齒密加大的情況下,齒隙沒有減小,下部通道寬暢利于纖維進入,上部通道小利于攔截雜質(zhì)、短絨及棉結(jié),使頂梳效能得到增強,尤其在前進給棉中頂梳排除落棉達50%以上,同時減少嵌雜。此外,新型頂梳通過增加齒片寬度來增加強度和韌性,齒身采用消除棱角處理,延長壽命,攔截梳理效果好,可有效抓取棉結(jié)、雜質(zhì)和短絨,防止梳下來的棉結(jié)、雜質(zhì)和短絨上竄并積聚在齒片上。與普通頂梳相比,新型頂梳可減少棉結(jié) 20%～30%。傳統(tǒng)頂梳與新型頂梳梳針齒形,見圖5。

a) 傳統(tǒng)頂梳 b) 新型頂梳圖5 頂梳梳針齒形

3.3.3 密度增加,提高攔截功能

頂梳梳針密度增加,對纖維梳理能力加強,對小棉結(jié)去除效果好。對于頂梳梳針齒密,一般稀型為24齒/cm,標準型為26齒/cm,密型為28齒/cm,加密型為30齒/cm,特密型為33齒/cm～40齒/cm。新型頂梳由單排針改為雙排針,密度由26齒/cm增加到50齒/cm,梳針密度增加了92.3%,梳理效果增強,減少了錫林繞花和頂梳嵌花。不同頂梳參數(shù)對比見表8。

表8 不同頂梳參數(shù)對比

3.3.4 齒尖硬度及粘接平直度提高

高速精梳機要求頂梳針條隔距均勻、自潔效果好、不嵌雜。新型頂梳用金屬齒片替代圓錐形梳針結(jié)構(gòu),齒尖硬度提高到800 HV0.2以上,強度高,耐磨性能好;采用粘結(jié)工藝,齒尖直線度與刃口平面度均不大于0.08 mm,清潔能力提高,使用壽命延長。

3.3.5 排列形式改變,利于維護

梳針采用彎角設(shè)計,用壓板壓裝在頂梳板面向鉗板的一側(cè),頂梳板在前后擺動的工作過程中不會與鉗板或后分離膠輥相碰撞。針條直線度好,針尖鋒利,穿刺性強,剛性好,無并針,分梳質(zhì)量穩(wěn)定可靠;無需錫焊,維修方便,可以局部修補或整條調(diào)換針條,頂梳板或壓板可長期使用。

4 結(jié)語

4.1新型精梳整體錫林的齒密增加,梳理點增加;齒頂寬減小,穿透性提高;齒片硬度、韌性增加,延長使用壽命;大齒密結(jié)合角度,實現(xiàn)漸進分梳;梳理弧面增大,提高梳理強度;表面更光潔,實現(xiàn)柔性梳理;結(jié)構(gòu)創(chuàng)新實現(xiàn)可調(diào)節(jié)隔距等。這些創(chuàng)新點解決了精梳錫林易嵌花、穿透性差、易損傷纖維、落棉多等問題,實現(xiàn)了梳理的高質(zhì)、高效和高產(chǎn)。

4.2新型頂梳采用楔形齒尖,提高了銳度;柔性幾何尺寸設(shè)計,提高了自潔性能;梳針密度增加,提高了攔截功能;排列形式改變,有利于維護,解決了傳統(tǒng)頂梳易損傷、嵌花嚴重、性能差的問題,提升了梳理效果,減少了維護成本。

4.3新型精梳梳理器材的創(chuàng)新和技術(shù)進步的前提是精梳機速度、給棉方式、梳理變速與恒速、隔距漸變與等隔距等精梳機技術(shù)進步,能夠適應(yīng)精梳高鉗次、高質(zhì)量、智能化、低落棉、低耗能、免維護的發(fā)展需求。