姜立新

(金輪針布(江蘇)有限公司，江蘇 南通 226009)

?技術(shù)專論

彈性蓋板針布磨針形狀對梳理效果的影響

姜立新

(金輪針布(江蘇)有限公司，江蘇 南通 226009)

為了控制彈性蓋板針布梳針出現(xiàn)平頂或圓頂，提高彈性蓋板針布的加工質(zhì)量和梳理質(zhì)量，分析彈性蓋板針布梳針平頂出現(xiàn)的原因及其對梳棉生條質(zhì)量的影響，對以相切、相切、半徑作圓和以起點、終點、半徑作弧兩種壓磨方式下的梳針弧形半徑、弧形針尖后角與平頂長進行對比，得出梳針弧形半徑與平頂長的控制范圍，分析砂帶壓磨與砂輪壓磨磨針工藝，提出彈性蓋板針布磨針的4種方案并進行優(yōu)選，將改進磨針工藝后的彈性蓋板針布在不同纖維、不同廠家進行紡紗實踐。指出：梳針弧形半徑R大于0.60 mm、平頂長b不大于0.075 mm的尺寸臨界區(qū)，對減少和消除弧形針尖平頂或圓頂有利；改進磨針工藝后的彈性蓋板針布棉結(jié)、雜質(zhì)顯著降低，梳針弧形針尖的穿刺鋒利度有效性延長6個月，為彈性蓋板針布產(chǎn)品梳理周期的進一步提高提供了理論依據(jù)。

彈性蓋板針布；磨針形狀；梳理效果；弧形半徑；針尖平頭；精側(cè)磨；壓磨方式

0 引言

彈性蓋板針布作為梳棉機的核心梳理器材，其梳針形狀和鋒利度對降低紡棉生條棉結(jié)、雜質(zhì)起著至關(guān)重要的作用[1]。

彈性蓋板針布梳針性狀主要體現(xiàn)在針尖曲率半徑R的一致性及側(cè)磨細度P(針尖下0.5 mm處的厚度)的均勻性；當梳針線徑與側(cè)磨細度P(側(cè)磨細度P為0.12 mm～0.17 mm，極差不大于0.03 mm)一定時，梳針針尖的形狀及其曲率半徑R的大小，集中反映彈性蓋板針布的鋒利度[2]。

彈性蓋板針布的鋒利度失效形式為梳針平頂或圓頂，為此，改進彈性蓋板針布磨針工藝，通過實驗研究其影響梳理效果的因素，以提高和增強彈性蓋板針布的使用性能，滿足用戶需求，是一項亟需解決的課題[3-4]。

1 彈性蓋板針布梳針平頂

1.1 紡紗廠反映情況

據(jù)紡紗廠反映，出現(xiàn)平頂?shù)膹椥陨w板針布主要表現(xiàn)為不沾手，針面白點，手感鋒利度差。

1.2 實驗室抽樣檢測結(jié)果

在基恩仕顯微鏡放大100倍的條件下，對彈性蓋板針布進行抽樣檢測，發(fā)現(xiàn)梳針針尖: 平頂長為81 μm～90 μm的占20%；平頂長為61 μm～80 μm的占70%，其弧形針尖的曲率半徑R為0.60 mm～0.65 mm；平頂長為40 μm～60 μm的占10%，其弧形針尖的曲率半徑R為0.70 mm～0.85 mm。

1.3 對梳棉質(zhì)量的影響

調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，彈性蓋板針布平頂對梳棉生條質(zhì)量影響極大，見表1。

表1彈性蓋板針布梳針平頂對梳棉生條質(zhì)量影響

針尖平頂長b/μm棉結(jié)雜質(zhì)變化/%內(nèi)控標準效果20≤b≤59-15～-8達到好59lt;b≤80-5～10波動一般80lt;b≤9012～25超出差

2 彈性蓋板針布弧形針尖磨針出現(xiàn)平頂?shù)臋C理分析

當梳針的弧形針尖半徑R不小于0.70 mm時，針尖平頂長b為0.019 mm～0.021 mm，梳針鋒利；當弧形針尖半徑R不大于0.62 mm時，針尖平頂長b為0.050 mm～0.090 mm，梳針鈍化。彈性蓋板針布梳針出現(xiàn)平頂，有經(jīng)修磨高針(點)的新包卷上機產(chǎn)品，也有使用1 a的產(chǎn)品；有因梳針材料不耐磨導(dǎo)致，也有因制造過程中磨針不當導(dǎo)致。彈性蓋板針布磨針后梳針的弧形半徑和弧形針尖后角決定彈性蓋板針布梳針針尖性狀。

2.1 彈性蓋板針布磨針模擬試驗

2.1.1以相切、相切、半徑作圓的壓磨方式

相切、相切、半徑作圓的壓磨方式，見圖1和表2。壓磨針尖弧與線為切向連接，弧形針尖半徑R分別取0.50mm、0.60mm、0.70mm、0.80mm和0.90 mm。當R不大于0.50 mm時，齒尖點A建落在切點P的右下處；當R不小于0.60 mm時，齒尖點A建落在切點P的左下處；當R為0.90 mm時的刀口弧切向下點K，建落齒端深h為0.589 mm處，弧形針尖狹長似鐮狀。

a) R為0.50 mm b) R為0.60 mm

c) R為0.70 mm d) R為0.80 mm

e) R為0.90 mm

由圖1和表2可知：

a) 當壓磨弧形針尖半徑R由0.50 mm依次增大至0.90 mm時，弧形針尖后角β也由11°逐漸增大至33°，齒尖與弧形下切點愈深，弧形尖角減小變得鋒利。

b) 當壓磨弧形針尖半徑R變化懸殊出現(xiàn)差異Ri時，彈性蓋板針布則會產(chǎn)生高低針問題。由表2可以看出，磨針時若同卷彈性蓋板針布梳針弧形針尖半徑R分別為0.60mm和0.50mm，即Ri為0.10mm時，就會出現(xiàn)針高落差hi=y0.60-y0.50=-0.003 73mm。

表2 不同弧形半徑下相切、相切、半徑作圓的壓磨方式數(shù)據(jù)比較 單位：mm

假設(shè)因磨針或使用磨損出現(xiàn)梳針平頂或圓頂，當彈性蓋板針布削去針尖高度h為0.005 10mm時，則隨之壓磨的弧形半徑R由0.90mm減小為0.50mm，弧形針尖后角β由33°減小為11°，彈性蓋板針布平頂長b相應(yīng)增大。R為0.50mm的壓磨弧形平頂長為0.132mm，R為0.60mm則為0.066mm，前者約為后者的2倍，所以0.50mm是最易產(chǎn)生梳針平頂?shù)幕⌒伟霃健；⌒伟霃絉、弧形針尖后角β與平頂長b的關(guān)系，見表3。

表3弧形半徑R、弧形針尖后角β與平頂長b的關(guān)系

弧形半徑R/mm弧形針尖后角β/(°)平頂長b/mm0.50110.1320.60190.0660.702500.803000.90330

2.1.2以起點、終點、半徑作弧的壓磨方式

起點、終點、半徑作弧的壓磨方式見圖2，壓磨弧形與線為交向連接?；⌒吾樇獍霃絉取0.90 mm、0.80 mm、0.70 mm、0.60 mm和0.50 mm，若弧形針尖壓磨始點B建落針端的h0為0.34 mm時，隨弧形針尖半徑R的減小，弧形針尖后角β也相應(yīng)變小，弧形針尖粗短呈斧狀。

由圖2可以看出，當壓磨弧形針尖半徑R由0.90 mm減小至0.50 mm時，弧形針尖后角β也由33°減小至11°；梳針齒尖角相應(yīng)增大，使弧形針尖收縮趨向平緩。當磨去針尖高度h為0.01 mm時，隨著壓磨弧形半徑R與弧形針尖后角β的減小，彈性蓋板針布平頂長b相應(yīng)增大。此時，梳針弧形半徑R、弧形針尖后角β與刀口平頂長度b的關(guān)系參見表4。

a) R為0.50 mm b) R為0.60 mm

c) R為0.70 mm d) R為0.80 mm e) R為0.90 mm

表4弧形半徑R、弧形針尖后角β與刀口平頂長b的關(guān)系

弧形半徑R/mm弧形針尖后角β/(°)平頂長b/mm0.90330.0310.80300.0400.70250.0570.60190.0960.50110.159

彈性蓋板針布實際磨針的壓磨形狀很復(fù)雜。磨針機在一定的針布線速度下，以一定的壓磨角和作用力，及一次進給量使梳針產(chǎn)生彈性變形，進行多邊磨削，形成交接的曲率弧形針尖，因此，以起點、終點、半徑作弧的壓磨方式更接近實際情況。

2.1.3兩種壓磨方式的弧形針尖差異

兩種壓磨方式的弧形針尖存在如下差異。

a) 共同點：當Ri不小于0.50 mm時，隨著弧形半徑R的增大，使得弧形針尖后角β也依次增大，壓磨始點K與齒尖角點A的建落齒端深h愈深，弧形尖角減小，出現(xiàn)壓磨弧形針尖平頂?shù)某潭扰c頻率最低。

b) 不同點：彈性蓋板針布磨針弧形半徑R相同，但弧形針尖后角β不同，其弧形建落齒端深h也不同；若將彈性蓋板針布梳針針尖削去相同高度，針布產(chǎn)生的平頂長b隨弧形針尖后角β的減小而增大。當R為0.70 mm且針尖削去高度為0.01 mm，弧形針尖后角β分別為25°和23°時，針尖平頂長b分別為0.057 mm和0.066 mm。

2.2 彈性蓋板針布平頂與磨針形狀關(guān)系

2.2.1彈性蓋板針布梳針弧形針尖成形

如圖3所示，當平磨轉(zhuǎn)壓磨工步，磨削多邊n→∞時，則limXn=AR，Xn趨向刀口弧AR；由于受力體梳針的工作角及材料性能變化，在一定的壓磨力、一次性進給量下，無法抵消鋼針彈性變形量時，將使磨削針尖弧起點K，建落在距離針端深h的不同位置上，從而導(dǎo)致壓磨弧形半徑R的不一致。

1—平磨；2—壓磨n邊；3—刀口弧。圖3 平磨轉(zhuǎn)壓磨工步示意

2.2.2彈性蓋板針布梳針弧形針尖與平頂針尖的相互轉(zhuǎn)化

彈性蓋板針布梳針弧形針尖與平頂針尖的相互轉(zhuǎn)化如圖4所示，設(shè)Ri、hi、bi為變量，在弧形半徑為R2～Ri時，若h2gt;h1gt;hi…h(huán)i→0，則limXh=BR，Xh圓弧趨向弧形針尖平頂放大，相應(yīng)弧形半徑R2gt;R1gt;Ri…Ri→0，弧形針尖平頂長b2lt;b1lt;bi，bi=b則平磨寬b=bR；若h1lt;h2lt;hi，hi→hmax，則limXh=0，Xh圓弧趨向弧形針尖平頂縮小，相應(yīng)弧形半徑R1lt;R2lt;Ri…Ri→Rmax，弧形針尖平頂長b1gt;b2gt;bi…bi=0，則梳針針尖鋒利。

圖4 彈性蓋板針布梳針弧形針尖與平頂針尖的相互轉(zhuǎn)化

2.2.3彈性蓋板針布弧形梳針針尖特征

為了探究何種彈性蓋板針布梳針弧形針尖狀態(tài)符合梳理要求，并持續(xù)保證良好穩(wěn)定的梳理效果，筆者通過模擬壓磨方式，結(jié)合表1所示的彈性蓋板針布平頂對梳棉生條質(zhì)量影響，建立控制彈性蓋板針布壓磨弧形針尖平頂長b和曲率半徑R的臨界尺寸，具體指標見表5。

表5 彈性蓋板針布壓磨弧形針尖平頂長b和曲率半徑R的臨界尺寸 單位：mm

綜上可知，彈性蓋板針布磨針的壓磨針尖帶狹長弧形R，能抑制甚至避免針尖平頂，保證梳針的鋒利度及其穿刺分梳、混合和轉(zhuǎn)移的能力。

彈性蓋板針布梳針針尖平頂，主要取決于弧形針尖角θ的大小，而齒尖角又與弧形針尖后角β有關(guān)，即θ=90°-β，如圖5所示。因此，彈性蓋板針布達到梳理要求的前提是：磨針時的壓磨弧形半徑R大于0.60 mm，壓磨弧形針尖角θ小于71°。

2.3 彈性蓋板針布磨針工藝與壓磨弧形針尖狀態(tài)

2.3.1砂帶壓磨

砂帶壓磨梳針的弧形針尖呈狹長狀，曲率半徑R大，但弧棱有不同程度的磨溝、裂口或缺陷。這是因為：砂帶壓磨進給量大，壓磨輥輪外徑小，接觸彈性蓋板針布的線面小，壓力大，相應(yīng)壓強大，易使梳針產(chǎn)生變形，加大弧形半徑R的形成，即壓磨弧形針尖后角β大，能增大弧長且連續(xù)；砂帶磨粒分布稀勻，粒徑粗大，磨削量大。

圖5 弧形針尖角θ與弧形針尖后角β的關(guān)系

2.3.2砂輪壓磨

砂輪壓磨的梳針針尖弧形疑似多邊輪廓，曲率半徑R明顯小，但弧棱磨痕較淺。這是因為：壓磨接觸彈性蓋板針布線面大，壓力小，相應(yīng)壓強小，降低了梳針的變形量，梳針針尖的弧形半徑R不易形成，若砂輪修磨直線度無法保證，更易造成弧邊呈多邊形狀，即壓磨弧形針尖后角β小，且弧形連接有斷續(xù)感；砂輪磨粒組織較密，粒徑細?。惠佪喭鈴綖?00 mm，進給量小。

2.3.3彈性蓋板針布磨針產(chǎn)生平頂或圓頂

圖6為磨針過程中，對壓磨+精側(cè)磨+精細側(cè)磨(精拋)工藝后的梳針進行檢測，顯示的梳針針尖形態(tài)。經(jīng)多次對現(xiàn)有磨針工藝進行跟蹤發(fā)現(xiàn)，彈性蓋板針布磨針平頂或圓頂產(chǎn)生于壓磨后的精細側(cè)磨工步階段。

圖6 磨針后的梳針針尖形態(tài)

3 彈性蓋板針布磨針工藝方案設(shè)計

3.1 彈性蓋板針布磨針工藝

根據(jù)對彈性蓋板針布磨針工藝每一道工步的梳針狀態(tài)進行觀測比較，筆者著重分析研究壓磨后的精細側(cè)磨對彈性蓋板針布梳針平頂或圓頂?shù)挠绊懀M行磨針工藝設(shè)計與試驗。

3.1.1方案1

精側(cè)磨：由針布上膝彎弧處向外,選用側(cè)磨片規(guī)格為φ180 mm×1 mm×φ116 mm，粒度為40號；磨頭轉(zhuǎn)速為N3r/min,大輥筒轉(zhuǎn)速為(N1～N2)r/min，拖板移動速度—絲桿轉(zhuǎn)速為(C1～C2)r/min。具體工作步驟為：① 插入針布彎膝弧上端，精側(cè)磨深度為0.50 mm～0.80 mm，往復(fù)磨削3～4次；② 后退0.10 mm～0.15 mm，控制磨削細度P為0.12 mm～0.17 mm，往復(fù)磨削3～4次退出；③ 再次側(cè)磨，向內(nèi)加至針布接近彎膝，往復(fù)磨削2次退出。

精細側(cè)磨(精拋)：選精磨片規(guī)格為φ180 mm×1 mm，粒度為80號；磨頭轉(zhuǎn)速為N4r/min,大輥筒轉(zhuǎn)速為(N1～N2)r/min，拖板移動速度—絲桿轉(zhuǎn)速為C3r/min。側(cè)磨片深入并且接近于梳針彎膝，往復(fù)磨削4～5次，控制磨削細度P可達0.12 mm～0.17 mm。

最后，在20倍投影儀或體氏顯微鏡中觀測梳針針尖狀態(tài)，必要時采用顯微鏡測量。

3.1.2方案2

精側(cè)磨：由距離針布針尖2/3處向外，選用側(cè)磨片為φ180 mm×1 mm×φ116 mm，粒度為40號；磨頭轉(zhuǎn)速N3r/min，拖板移動速度為C3r/min。具體工作步驟為：① 精側(cè)磨深入距離針尖為0 mm～0.50 mm，往復(fù)磨削4次；② 后退0.10 mm～0.15 mm，磨削呈薄尖狀；③ 向內(nèi)進至彎膝處,往復(fù)磨削4～5次；④ 后退0.10 mm～0.15 mm,往復(fù)磨削3～4次，可以根據(jù)磨針的錐形狀態(tài)，將精磨時間調(diào)整為6 min～8 min退出。

精細側(cè)磨(精拋)：選精磨片規(guī)格為φ180 mm×1 mm，粒度為80號。精磨片深入并且接近彎膝，往復(fù)精拋光4～5次，控制磨削細度P為0.12 mm～0.17 mm。

最后，在20倍投影儀或體氏顯微鏡中觀測梳針針尖狀態(tài)，必要時采用顯微鏡測量。

3.1.3方案3

精側(cè)磨：由針布下膝彎膝弧處向外，選用側(cè)磨片規(guī)格為φ180 mm×1 mm×φ116 mm，粒度為40號；磨頭轉(zhuǎn)速N3r/min，拖板移動速度—絲桿轉(zhuǎn)速為C4r/min。具體工步為：① 精側(cè)磨片至彎膝處往復(fù)磨削3～4次；② 后退1.00 mm～1.50 mm，往復(fù)磨削3～4次；③ 后退0.50 mm～1.00 mm，往復(fù)磨削3～4次；④ 后退0.50 mm～1.00 mm，往復(fù)磨削3～4次，根據(jù)磨削錐形的狀態(tài)，控制精磨時間為6 min～8 min退出。

精細側(cè)磨(精拋)：選精磨片規(guī)格為φ180 mm×1 mm×φ116 mm，粒度為80號；磨頭轉(zhuǎn)速為N4r/min，拖板移動速度—絲桿轉(zhuǎn)速為C3r/min。精磨片接近彎膝，往復(fù)精拋光4～5次，控制磨削細度P為0.12 mm～0.17 mm。

最后，在20倍投影儀或體氏顯微鏡中觀測針尖狀態(tài)，必要時采用顯微鏡測量。

3.1.4方案4

壓磨放在精側(cè)磨后進行，主要磨針工藝流程：精側(cè)磨→壓磨→精細側(cè)磨→刷光。

3.2 試驗比較

3.2.1采用方案3磨針工藝，進行砂帶壓磨與砂輪壓磨試驗。觀測兩種梳針弧形針尖，發(fā)現(xiàn)均能控制梳針針尖平頂長b小于0.050 mm，與原弧形梳針針尖平頂長b小于0.060 mm 相比，減小了10%，達標率上升至92%。

3.2.2彈性蓋板針布磨針后梳針弧形針尖形狀對比，如圖7所示。

a) 磨針工藝改進前的針尖平頭 b) 磨針工藝改進后消除平頭的針尖形狀

c) 磨針工藝改進前的輕微圓頭 d) 磨針工藝改進后消除圓頭的針尖形狀

3.2.3最終選取方案3，作為控制和減小彈性蓋板針布梳針針尖平頂?shù)哪メ樤囆泄に嚒?/p>

4 改變磨針工藝后彈性蓋板針布使用實踐

彈性蓋板針布磨針工藝改進后，梳針的針尖弧形改善，為驗證其梳理效果，筆者首選在能夠反映梳棉生條或成紗質(zhì)量變化的棉紡廠試驗。

4.1 試驗1

改進磨針工藝后的彈性蓋板針布，在多家企業(yè)分別紡新疆棉、美棉、印度棉(包含機采棉及回用棉)，其梳棉質(zhì)量測試數(shù)據(jù)見表6。

4.2 試驗2

兩種不同型號彈性蓋板針布，在福州D棉紡廠生產(chǎn)纖維素纖維/粘膠11.7 tex品種，臺時產(chǎn)量為43 kg/h的成紗質(zhì)量測試數(shù)據(jù)見表7。

磨針工藝改進后的彈性蓋板針布，經(jīng)對其上機至12個月的使用和紡棉質(zhì)量指標檢測統(tǒng)計，指標達到用戶內(nèi)控標準，滿足用戶要求。

5 結(jié)語

通過分析彈性蓋板針布磨針機理以及實驗抽樣檢測，研究彈性蓋板針布梳針壓磨弧形半徑R與弧形針尖平頂長b的關(guān)系，得出控制R大于0.60 mm、b不大于0.075 mm的尺寸臨界區(qū)，對減少和消除弧形針尖平頂或圓頂有利。

表6梳棉質(zhì)量測試數(shù)據(jù)(均值)

棉紡企業(yè)針布型號原棉品級紗線品種/tex臺時產(chǎn)量/(kg·h-1)梳棉生條/(粒·g-1)棉結(jié)結(jié)雜減少棉結(jié)/%河南AMCBH404～5C97.2～27.8707513015湖北BMCH52-A3CJ18.2～14.640425918安徽CMCH552～3CJ9.7～7.325395321

表7 兩種彈性蓋板針布成紗質(zhì)量對比

針布型號條干CV/%細節(jié)粗節(jié)棉結(jié)個·km-1條干CVmax/%條干CVmin/%CVb/%MCH4315.3367.2567.00196.0016.5216.354.05TOP15.3064.2578.75249.7516.2914.224.41

設(shè)計新的彈性蓋板磨針工藝，并將其產(chǎn)品在不同纖維、不同廠家進行跟蹤實踐，結(jié)果發(fā)現(xiàn)棉結(jié)、雜質(zhì)顯著降低(降低15%以上)，梳針弧形針尖的穿刺鋒利度有效性延長6個月，為彈性蓋板針布產(chǎn)品梳理周期的進一步提高提供了理論依據(jù)。

[1] FZ/T 90052-2004 彈性針布術(shù)語和定義[S].

[2] 姜立新.新型紡棉彈性蓋板針布研試[J].紡織器材，2016，43(1)：23-26.

[3] 姜立新.MCBH型蓋板針布的研制與使用[J].紡織器材，2013，40(4)：17-20.

[4] 姜立新，尹冬冬.淺析尖劈形針尖彈性蓋板針布針高控制[J].紡織器材，2010,37(4):5-8.

InfluenceoftheWireProfileoftheFilletFlatClothingonCardingEffect

JIANG Lixin

(Geron Card Clothing(Jiangsu)Co.,Ltd.,Nantong 226009,China)

To avoid flattened or dome top of the wire of the fillet flat clothing for better fabrication and carding quality,analysis is done to the causes resulting in flattened top of wires of the fillet flat clothing on carding sliver.The radius and the flattened arc length are fixed for circular formation according to the tangent and radius,and the arc formation according to the starting point,the end point and the radius.Comparison analysis is done to the two grinding methods regarding wire arc radius,the back angle of the wire arc relative to the length of the flat top of the wire,and the range of the arc radius and the length of the flat top is fixed.Four kinds of schemes grinding fillet clothing wire are optimized and trial production is done with the fillet flat clothing after the improvement of the grinding process in different factories with varieties of fibers.It is pointed out that when the critical area is formed with the arc radiusRof more than 0.6 mm,and flat top lengthbless than 0.075 mm,is helpful eliminating the flattened or domed top of wires.When the grinding process is improved for the fillet flat clothing,neps and impurities drop markedly.The effectiveness of wire piercing ability extends for another six months,providing a theoretical basis for further improving the fillet flat clothing product.

fillet flat clothing;wire profile;carding effect;arc radius;wire tip;fine side grinding;grinding method

TS103.82+1

B

1001-9634(2017)06-0001-06

2017-03-05

姜立新(1960—)，男，江蘇海門人，高級工程師，主要從事紡織器材的設(shè)計與工藝研究。