陳玉峰

(光山白鯊針布有限公司，河南 光山 465450)

?應用研究

梳棉機用金屬針布磨損與控制

陳玉峰

(光山白鯊針布有限公司，河南 光山 465450)

為用好梳棉機用金屬針布，穩(wěn)定梳理質量，介紹金屬針布的類別和特點，分析其纖維與針布、雜質與針布摩擦是導致針布磨損的原因，從金屬針布磨損部位的修復及影響磨損的因素方面強調針布維護注意事項，并從合理設計齒條齒形、表面處理技術等方面提出減少金屬針布磨損的措施。實踐表明：應對不同的金屬針布采取相應的維護措施方能夠保持其鋒利度，提高耐磨性能，延長使用壽命，充分發(fā)揮金屬針布梳理纖維、降低棉結、減少纖維損傷和短絨的功能；根據纖維特性，合理設計制造金屬針布用齒條，優(yōu)化配置梳理工藝，加強針布管理，可有效減少針布的磨損、鈍化，穩(wěn)定纖維梳理質量，實現梳棉機高速、高效、高產、低耗目的。

梳棉機；金屬針布；鋒利度；磨損；齒頂面積

0 引言

高產梳棉機是清除棉結、雜質、短絨的主要設備，而梳理用針布則是保證梳棉機生條質量的核心。針布使用壽命，就是針布從銳利到鈍化到磨損衰退的過程，即使采用高質量的金屬基材和先進的針布制造工藝，針布的磨損鈍化仍然存在；因此，正確認識針布磨損的機理，采取有效的維護措施，是用好針布、穩(wěn)定纖維梳理質量的關鍵。

1 金屬針布的磨損機理

1.1金屬針布的類別和特點

高產梳棉機用金屬針布，包括錫林、道夫、刺輥、前后固定齒條蓋板和剝棉羅拉針布等。在對纖維的梳理質量呈高效、優(yōu)質、高產、低耗的要求下，金屬針布的發(fā)展趨勢是減小齒頂面積以提高鋒利度，減小總高h1、增大工作角α以提高握持穿刺纖維的能力，提高表面粗糙度以提高轉移能力，減小齒深h6以提高纖維轉移率、減少浮游纖維數量，增大橫向齒密、加大縱向齒距P以梳理和保護纖維相結合來提高梳理度。

1.2金屬針布的磨損

金屬針布磨損的原因，主要是在其控制、梳理纖維的過程中與纖維接觸而產生梳理力和摩擦力；以及與纖維中夾雜的各種塵粒、雜質發(fā)生高速接觸摩擦和碰撞，使金屬針布齒條齒前面和齒頂面棱邊先期鈍化，棱邊、棱角圓弧化使其銳度衰退，齒頂面圓弧化而呈隆起狀，金屬針布因此磨損而鈍化。

影響金屬針布磨損的主要因素是纖維性能、產量、速度、工藝參數以及金屬針布的耐磨度[1]。在梳棉機正常運轉狀態(tài)下，主要是纖維對金屬針布的磨損，纖維是主要磨料，屬低應力磨料磨損；隨著梳棉機高速高產，單位時間內通過金屬針布齒部的纖維量增多，金屬針布的磨損量也隨之加?。惶貏e是梳理再生聚酯化纖、含雜多的纖維原料、含砂石多的機采棉、加入油劑或消光劑的原料以及高濕環(huán)境因素，都會加劇對金屬針布的磨損而導致梳理效果下降，并縮短金屬針布的更換周期。

新針布齒部的棱邊、棱角清晰完整、鋒利度好，齒頂面是一個小型長方形，梳理時利用其尖銳的棱邊、棱角對纖維進行分梳。一般齒部有5個工作面、8條棱邊和12個棱角。 針布磨損的部位主要是齒條的齒頂面和兩側面的棱角，磨損后的形態(tài)主要表現為變形、毛刺、溝槽、圓滑、缺損、不銳利等，如圖1和圖2所示。

2 金屬針布的使用與維護

2.1金屬針布的使用壽命

金屬針布視其品質和使用條件有一定的梳理使用壽命，約為500 t～1800 t纖維梳理量。在整個金屬針布的壽命期間，其齒部發(fā)生磨損，導致對纖維梳理質量下降；當品質下降超出預定標準范圍，且調整工藝措施也難以改變時，就必須更換針布；當然，根據針布的磨損程度對針布進行技術性修磨，還能夠有效延長其使用壽命。

圖1 齒尖缺損、齒前面溝槽

圖2 齒部毛刺

2.2金屬針布維護注意事項

2.2.1金屬針布磨損部位的修復

傳統(tǒng)的金屬針布技術銳化，一般是對金屬針布齒條的齒頂面進行修磨，如圖3所示。但是由于金屬針布齒條包覆后成軸向卷繞在滾筒上，修磨時針布兩側和工作面難以修復，加之針布的幾何尺寸變化和表面強化以及涂層針布的使用，使其修磨遇到了瓶頸，即金屬針布的修磨僅限于對齒頂面進行磨礪而重新形成銳角。應注意的是：磨針能夠提升金屬針布使用壽命，但是要根據具體的齒形具體分析；某些針布齒形、處理方式等影響對針布的磨礪，甚至無法修磨。

a) 金屬針布齒條的磨損

b) 經修磨的齒部

2.2.2影響金屬針布磨損的因素

最適合磨礪的是齒條齒頂面大的金屬針布，通過對齒頂面的磨礪，保持針布的鋒利以提高齒尖對纖維束的穿刺能力，從而延長其使用壽命，如圖4a)所示；而小齒頂面或尖頂的金屬針布則不利于磨礪，如圖4b)所示。

圖4b)所示齒條齒頂面尺寸小，無法修磨，對其進行磨礪只能使齒頂面積增大，不能恢復金屬針布的鋒利度，金屬針布梳齒的穿刺功能明顯降低。

a) 齒頂面長的金屬針布齒條

b) 齒頂面小或尖頂的金屬針布齒條

金屬針布齒前面的磨損無法修磨，如圖5所示，這是因為磨具無法深入磨礪齒條的齒前面。

圖5 磨損的齒前面

采用涂層以及表面處理技術會影響金屬針布的磨礪，如采取等離子處理和涂層處理技術，既提高了金屬針布的表面硬度和耐磨度，又延長其使用壽命；但是，磨礪這類金屬針布會造成涂層損失、降低其表面硬度，不能達到磨礪的效果。

圓錐形針尖的梳針，其淬火硬度高、耐磨、穿刺能力強；便于保養(yǎng)清潔而不需磨針，如圖6所示。

圖6 不用修磨的圓錐形針尖

特殊齒形金屬針布齒條淬火、回火硬度影響梳理效果，易造成金屬針布齒部鈍化。齒條齒尖硬度值最大，且隨齒深增大硬度梯次降低，一些特殊齒形齒條的齒部表面形成溝槽，造成嵌雜和影響轉移，分梳質量降低。

3 減少金屬針布磨損的措施

3.1合理設計齒條的齒形和表面強化技術

為延長金屬針布使用壽命，應設計既利于梳理、又具有抗軋能力的金屬針布齒條。紡不同纖維，應針對性選擇其規(guī)格、材質、表面處理方法等，但齒尖硬度和齒部表面粗糙度提高是關鍵，這樣才能保證以最小的摩擦阻力有效梳理成束的纖維，增強抗磨損能力，延長使用壽命。當采用表面強化技術或涂層技術時，齒條齒尖硬度可達1100 HV以上，表面粗糙度提高，摩擦因數小，用于梳理化學纖維則可達1600 t以上，關鍵是其齒部穿刺能力提高，摩擦小可減少磨損、延長使用壽命，不必磨針就能達到高產優(yōu)質的梳理效果。

在生產制造環(huán)節(jié)保證齒條齒形的一致性，硬化處理前采取等離子拋光，進行錐齒化處理后的齒條棱邊為0.02 mm～0.20 mm的圓弧，對齒部的強化處理，使其硬度值提升至1100 HV以上，齒條表面粗糙度Ra值為0.06 μm，方能有效提高梳理效果。齒條表面強化前后硬度對比見表1。

3.2配套針布的合理選型

由于錫林、道夫、回轉蓋板、刺輥針布和固定齒條蓋板針布的合理配置，是延長針布使用壽命、確保纖維梳理質量的重要前提，因此，合理配置針布對保證梳理質量、延長針布使用壽命均有顯著效果。另外，在開清棉設備上應加裝金屬雜物清除器，能有效地減少棉層中的金屬雜物進入梳棉機的概率，防止其軋傷、損壞金屬針布；開清棉機械采用多打手、多刺輥，也可防止硬雜物進入筵棉而流入梳棉機。

表1齒條表面強化前后硬度對比

3.3合理設計梳理工藝參數

根據產量和機械運動熱膨脹因數合理設定工藝隔距，減少梳理過程中的劇烈摩擦、實現柔性分梳，是減少針布磨損的有效途徑[2]。參數設置的重點是錫林轉速、錫林—回轉蓋板隔距和錫林—道夫隔距等，加工粘膠纖維時，采用不同的工藝對梳理質量的影響見表2。

表2 采用不同梳理工藝對產品質量的影響

由表2可見，在針布使用過程中，根據具體的質量要求設定適當的針布間隔距，可降低纖維間的摩擦因數、實現柔性分梳，有利于延長針布使用壽命。

3.4改進剝棉工藝參數

剝棉工藝參數的改進，除了準確校正剝棉羅拉、道夫隔距以及剝棉羅拉、轉移羅拉隔距外，還可適當提高生條定量、降低道夫轉速，以保證剝取效率、減少返花。此外，還可以通過改進剝棉裝置傳動比，采用道夫、剝棉羅拉負張力牽伸，使返花不易被剝棉羅拉纏帶進入剝棉羅拉與道夫隔距點而減少道夫金屬針布的損傷。

3.5加強運轉管理

建立健全針布原始記錄制度，對每臺梳棉機的針布包卷日期、紡紗工藝試驗、損傷修理情況等均應有詳細的記錄；明確各級人員責任，做好針布交接班工作，預防針布損傷；建立磨礪針布的制度、明確維護周期，并應逐臺進行登記，嚴格掌握針布的磨量，達到均勻一致；建立針布鑒定、臺賬記錄制度，每月對針布損壞情況逐臺進行鑒定登記，以便組織力量檢修；建立事故現場分析會制度，應及時對軋傷針布組織現場分析，找出原因、制定措施并整改；總之，加強梳棉保全保養(yǎng)工作人員的責任心，是梳棉工序穩(wěn)定生產的保證。

3.6做好基礎工作，減小累積誤差，延長針布使用壽命

做好梳棉基礎工作的途徑主要是控制5類誤差，達到“圓、靈、直、平、準、光、同、銳”八字標準。具體措施：① 合理選型并提高裝配基礎精度，如三滾筒以及基礎件工作面的精度，做到“四銳一正”，以保證緊隔距、強分梳的要求；減少傳遞級數，控制累積誤差；② 掌握誤差變化規(guī)律，控制系統(tǒng)誤差，工作面間相互配合；③ 保證裝配精度，減少累積誤差傳遞；④ 根據質量要求合理工藝設計，提高梳理質量；⑤ 注重金屬針布齒條尺寸一致性，減少差異；⑥ 系統(tǒng)分析動靜結合，減少動態(tài)差異；⑦ 加強動態(tài)維護，保證基礎工作穩(wěn)定性，由此，減少工藝間的差異是延長針布使用壽命的有效手段。

3.7針布的正確維護

維護最根本目的就是保證刺輥、錫林、固定蓋板、道夫等針布的齒尖鋒利。刺輥、齒條蓋板針布不能修磨，應按周期進行更換以保證梳理效果，防止錫林、回轉蓋板等針布的加速磨損。

3.7.1錫林、道夫金屬針布的維護措施

3.7.1.1針布的磨礪

新型梳棉機配有在線錫林針布自動磨礪系統(tǒng)IGS和回轉蓋板針布自動磨礪系統(tǒng)IGS-TOP，以及PGS磨彈性蓋板針布系統(tǒng)和蓋板管理系統(tǒng)，根據機臺產量和棉結增加狀況給出磨針布的參數，PFS蓋板調整系統(tǒng)迅速準確地設定蓋板—錫林針布隔距，FCT自控系統(tǒng)進行電子檢測自動快速在線調整蓋板—錫林針布隔距，消除了停機磨礪針布、人工校準隔距的繁重勞動，并提高運轉效率。在金屬針布整個使用壽命內，錫林金屬針布大約被磨礪400次，如此高頻率磨針能使齒尖始終保持鋒利，使生條棉結、雜質明顯降低，也可延長20%使用壽命。尚未配置在線自動磨錫林、蓋板針布及二者隔距自動檢測調整裝置的，一般采用停機磨礪。

3.7.1.2確定磨礪周期

磨礪金屬針布的周期，應根據所紡品種的生條質量、特別是跟蹤試驗棉結指標和梳理纖維量而定，即磨礪針布周期是不固定的，新針布在紡制450 t～650 t生條后，棉結達到控制上限時則需磨礪針布，磨礪周期將會遞減。每次磨礪針布后，盡管棉結可控制在允許值內，但會有增大的趨勢，這是因為針布齒條的齒頂面被逐漸磨大所致。當達到產量區(qū)間而棉結數未到最高允許值時，可適當延長磨礪周期。國外某品牌金屬針布推薦使用周期見表3，國內某品牌推薦周期見表4。

表3 國外某品牌針布使用周期推薦

表4 國內某品牌針布使用周期推薦

3.7.1.3采用正確的針布磨礪方法

磨礪針布多數采用往復磨輥，一般為FE、MG FU280型等；砂輪為GG鉻剛玉、特大氣孔80ER-E(中軟一中)、陶瓷結合平型；較多采用順磨、順刷快速(錫林以生產速度)控制磨削量并稍加刷光較好；逆磨優(yōu)于順磨，采用“逆磨順刷"的平磨原則，逆磨時產生的毛刺在齒背，用直針彈性針布沿齒背順刷易被清除，而順磨時毛刺在齒前面則不易被清除。在實踐中，逆磨也有一定困難，如快磨錫林金屬針布順轉比較危險，若采用錫林倒轉，順磨、快速并控制磨量約為0.02 mm，輕磨、勤磨則可避免產生毛刺。無在線自動磨針布裝置時，一般采用錫林順磨、快磨、輕磨、順刷的磨礪工藝。磨礪速度以快磨的表面粗糙度較好，以慢磨的齒尖圓柱度較好，所以磨礪速度應視金屬針布狀態(tài)確定，道夫金屬針布也有逆磨與順磨的方法，應按實際情況選用。

金屬針布不宜多刷、重刷，以免將齒部刮毛，并盡可能用螺旋毛刷刷光，用直針輥短時間輕、順刷，刷輥速度以600 r/min為宜，錫林、道夫則為生產轉速。

3.7.1.4正確判定針布狀態(tài)

修磨或更換針布應逐臺進行，不能同時修磨或更換同組(供應同臺并條機的數臺梳棉機)中的多臺梳棉機用針布，以免成紗質量指標出現較大波動。針布的維護周期可以按生條質量指標、生條產量或用顯微鏡觀察針布磨損情況等為基準，以判斷針布是否需要維護保養(yǎng)或更換。生條質量檢測，應根據紡織廠的平均棉結質量水平設定其允許基準線，對超過基準線的梳棉機針布進行維護，即以生條質量為基準對針布進行維護。用顯微鏡(放大倍數不小于40倍)觀察針布的磨損狀態(tài)，并根據磨損狀態(tài)決定是否對針布進行維護，其原則是在生條質量尚未受到影響時即開始進行維護。

3.7.1.5關注纖維原料

影響針布磨損程度及使用壽命的因素很多，而紡紗原料是關鍵的影響因素：原棉中含雜率較高(尤其含有砂粒)時，針布的磨損遠快于純凈的棉花；亞光或消光化學纖維的表面大量使用消光劑，會造成針布的加劇磨損，染色的化學纖維，其染料也會加劇針布的磨損。

3.7.1.6根據金屬針布用齒條材質和狀態(tài)進行修磨

高碳鋼錫林金屬針布可以采用傳統(tǒng)的旋轉往復式磨輥進行修磨，磨礪時保證磨輥與錫林平行，修磨應盡量輕，產生最小的火花長度；如果磨礪壓力過大，火花大，嚴重時會影響分梳效果，并縮短針布使用壽命，甚至造成針布損壞。對于合金鋼錫林金屬針布的修磨，推薦使用柔性修磨材料的往復式修磨設備進行。

當轉移和握持纖維出現問題時，才可以對道夫金屬針布進行修磨；當梳理表面粗糙的化學纖維時，道夫金屬針布需要進行拋光，以防止纖維滑落；道夫金屬針布從錫林金屬針布表面轉移纖維效果不好時，需對道夫金屬針布進行輕度磨礪，以免其精細的齒部產生彎鉤而導致剝棉羅拉從道夫金屬針布表面轉移纖維困難。

適合磨礪的金屬針布為大平頂齒、駝背齒針布，而直齒、鷹嘴齒、無齒頂面的尖齒金屬針布則不適合磨礪。

3.7.2刺輥齒條

刺輥轉速約為800 r/min，因握持強分梳筵棉而使金屬針布齒尖磨損極快，通常高產梳棉機2～3個月梳理的纖維量約為60 t～90 t，其使用壽命為9～12個月，短則為6個月。因此，加工250 t原料即要更換新金屬針布，其周期應視紡制品種質量要求而定。刺輥齒條由于用量少、費用低、分梳作用大，因此其更換周期宜短，對保障紡紗質量有利。光胎用自鎖齒條包卷的刺輥針布齒尖圓柱度好，不用磨礪即可保持齒尖原有鋒利及耐磨性，是刺輥金屬針布發(fā)展的必然趨勢。

3.7.3其他針布的維護

新型高產梳棉機為擴大梳理區(qū)而在錫林前后罩板處加裝固定齒條蓋板與棉網清潔器，以及刺輥下齒條蓋板和除塵刀、吸風口[3]。這些附加的分梳元件有分解纖維束、理順精細梳理后纖維的作用，對其保養(yǎng)清潔工作也應重視，以充分發(fā)揮它們應有的工藝功能。每次揩車應清刷刺輥齒條蓋板上殘留的纖塵、雜質，并用汽油揩清棉蠟積垢；錫林前后固定齒條蓋板應利用每3個月一次大揩車用同樣方法輕刷，并復校與錫林的隔距，使固定齒條蓋板保持清晰光潔的齒形狀態(tài)與工藝隔距進行上車，有利于提高生條質量。刺輥后下的兩根固定齒條蓋板嵌雜，是影響梳理質量的主要部位，每次揩車時要特別注意清理保潔。

在國內外清梳聯單機上，當梳棉機采用多個刺輥時會配用一個針輥，國內的單刺輥也有試用針輥的，生產實踐表明對減少纖維損傷與短絨有利，而且針輥不用磨礪。

4 結語

4.1金屬針布的磨損、鈍化，主要是在梳理過程中纖維與針布、雜質與針布的摩擦所致，從而使其梳理纖維的功能下降。

4.2對具有齒頂面的金屬針布，采取正確的磨礪針布措施和周期維護，可以恢復針布的穿刺分梳纖維功能并延長其使用壽命。

4.3根據纖維特性合理設計制造齒條齒型，并優(yōu)化配置梳理工藝、加強管理，可有效減少針布的磨損、鈍化，穩(wěn)定纖維梳理質量，實現梳棉機高速、高效、高產、低耗的目的。

[1] 費青．新型針布的梳理工藝特性分析[J]．棉紡織技術，2001，29(11)：9-14．

[2] 費青．紡細號紗和超細特纖維針布的研究與開發(fā)[J]．棉紡織技術，2003，30(4)：5-10．

[3] 費青．國產新型梳棉機的特點和性能分析[J]．棉紡織技術，2002，29(10Z)：15-22．

WearandControlofMCCfortheCardingMachine

CHEN Yufeng

(Guangshan White Shark Card Clothing Co.,Ltd.,Guangshan 465450,China)

To make good use of MCC for the carding machine and stablize carding quality,introduction is done to the classification and features of MCC.Analysis is done of fibers and clothing，impurities and clothing friction results in clothing wear.Caution of MCC maintenance is important in repairing MCC and location of factors against wear.Mearsures are given against MCC wear from the wise design of wire profile and surface treatment technology and such.The practice shows that the different MCC should be handled with corresponding measures,which can maintain sharpness,improve wear-resistance,and prolong service life.And more,something must be done to give full play to the functions of fiber carding,reduction of neps,fiber damages and short fibers,reasonable design and manufacture of the MCC wires must be according to the characteristics of fibers.The carding process must be optimized and the management of the clothing must be strengthened so that the wear and passivation of the clothing wire can be effectively avoided,gaining stable carding quality.Consequently,production of the carding machine of high speed,high efficiency,high yield and low consumption can be realized.

carding machine;MCC;sharpness;wear;addendum area

TS103.82+1

B

1001-9634(2017)05-0026-06

2017-02-17

陳玉峰(1975—)，男，河南項城人，工程師，主要從事質量控制技術和紡紗工藝方面的研究。