白 雪，路紅星

(1.《紡織器材》雜志社，陜西 咸陽(yáng) 712000；2.河南省輝紡紡織有限公司，河南 輝縣 453600)

0 引言

合理梳理，就是在纖維得到充分梳理的同時(shí)，保證纖維受力均勻、柔和，最大限度地避免纖維橫向流動(dòng)和損傷。這里要注意兩點(diǎn)：一是充分梳理，二是柔順梳理。

1 合理梳理對(duì)梳理器材提出更高要求

1.1 充分梳理對(duì)梳理器材的要求

充分梳理就是要把緊實(shí)、雜亂、含雜高的纖維團(tuán)(塊)分解、分梳成為松散、平順和含雜低的單纖維或纖維束，之后單纖維或纖維束還需要被反復(fù)梳理，使纖維最大程度伸直且平行。要使所有的纖維有機(jī)會(huì)得到牽引和拉伸，梳理用針布必須具備“尖、密”的特征，其針尖要清晰(體現(xiàn)出“尖”)，才能完成對(duì)纖維的穿刺。

不同用途的針布應(yīng)根據(jù)其主要功能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使針布具備“尖、密”的特征。部分針布齒條制造企業(yè)結(jié)合工作角中間部位加負(fù)角[1]的思路實(shí)現(xiàn)刺輥針布加密，這種針齒加密設(shè)計(jì)有利于充分梳理，也有利于雜質(zhì)的排除分離；為增加纖維的梳理次數(shù)，錫林針布的齒密也應(yīng)增加，但其橫向齒密過(guò)大影響纖維容量，同時(shí)也易引發(fā)嵌花或嵌雜；部分制造企業(yè)采用階梯高低齒[1]設(shè)計(jì)，增加縱向齒密，以增加纖維梳理次數(shù)，兼顧不同長(zhǎng)度纖維的梳理。彈性蓋板針布承擔(dān)大部分的分梳排雜任務(wù)，同時(shí)又是最容易損傷纖維的梳理元件，其設(shè)計(jì)或選型應(yīng)主要考慮：一方面，加大齒密以增加梳理纖維的能力；另一方面，梳理通道大而通暢。蓋板針布要兼顧齒密和梳理通道，應(yīng)從選用高強(qiáng)度細(xì)梳針和優(yōu)化梳針排列方式兩個(gè)方面入手。刺輥針布齒頂寬度收窄，錫林針布的錐齒形設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了針布“尖”的設(shè)計(jì)要素，使其對(duì)纖維的穿刺握持更加容易。

1.2 柔順梳理對(duì)梳理器材的要求

在梳理過(guò)程中，應(yīng)盡量柔順梳理，避免包含針布因素在內(nèi)的各種形式對(duì)纖維的損傷。提高針齒穿刺能力，可以在很大程度上避免纖維損傷。針尖應(yīng)清晰尖銳、工作角設(shè)計(jì)合理，以減小對(duì)纖維的打擊。針布齒條齒部表面粗糙度好，以減小針布和纖維之間的摩擦。

為保證梳理質(zhì)量長(zhǎng)期穩(wěn)定，針布的各項(xiàng)理化指標(biāo)也應(yīng)追求最優(yōu)。

2 合理梳理對(duì)梳理工藝的要求

根據(jù)原料和紡紗質(zhì)量合理選配梳理器材和梳理工藝。不同種類的纖維對(duì)梳理的要求不同，在梳理過(guò)程中被轉(zhuǎn)移的能力也不同。合理梳理對(duì)梳理工藝的要求，主要體現(xiàn)在梳理的柔順性。工藝保障梳理柔順性的基本要求是，不因工藝原因?qū)е麓罅坷w維斷裂或大量纖維不能平順的沿針布縱向排列。以最為常見(jiàn)的棉和粘膠為例，筆者主要就不同被轉(zhuǎn)移能力的纖維與工藝的匹配展開(kāi)論述。

2.1 兩種原料對(duì)比

棉纖維較短、較粗，斷裂強(qiáng)度較高，整齊度差，含雜高；粘膠纖維長(zhǎng)度較長(zhǎng)，斷裂強(qiáng)度較低，較細(xì)，整齊度好，含雜少。

棉纖維含雜較高，較高的刺輥速度可以更好的使其開(kāi)松分解，雜質(zhì)暴露更充分，有利于除雜；同時(shí)，棉纖維較短、較粗，牽伸力小，容易脫離給棉羅拉和給棉板形成鉗口的控制，順利轉(zhuǎn)移至刺輥上。紡棉時(shí)，可依據(jù)原棉品質(zhì)和含雜量來(lái)調(diào)整刺輥速度，F(xiàn)A201B型 (下文均以此機(jī)型為例) 的刺輥速度約為800 r/min；較高的角速度是產(chǎn)生較大離心力的關(guān)鍵因素，有利于棉雜清除。

粘膠纖維含雜較低，纖維較長(zhǎng)、較細(xì)，牽伸力大，不容易脫離給棉羅拉與給棉板形成鉗口的控制；未脫離鉗口且已接觸刺輥的纖維會(huì)被快速旋轉(zhuǎn)的刺輥打擊或摩擦，造成纖維損傷；紡粘膠纖維時(shí)，刺輥轉(zhuǎn)速不宜過(guò)高，約為600 r/min。

2.2 協(xié)調(diào)好轉(zhuǎn)速比、速度差的關(guān)系

保持合理的轉(zhuǎn)速比[2]，是纖維順利從刺輥轉(zhuǎn)移至錫林的前提條件。紡棉時(shí)，較高的錫林轉(zhuǎn)速保障了棉纖維的順利轉(zhuǎn)移，增加梳理次數(shù)使梳理更加充分。棉纖維長(zhǎng)度較短，刺輥齒尖和錫林齒尖同時(shí)握持棉纖維的概率不大，故拉傷纖維的概率也不大。相同的轉(zhuǎn)速比，錫林轉(zhuǎn)速較高時(shí)，錫林與刺輥間表面線速差加大，纖維轉(zhuǎn)移時(shí)加速度大，相同條件下纖維受力大。粘膠纖維在刺輥、錫林間轉(zhuǎn)移時(shí)，快速加速的纖維脫離較強(qiáng)牽伸力控制時(shí)尾部自由端容易發(fā)生扭轉(zhuǎn)，極端情況會(huì)導(dǎo)致整根纖維扭轉(zhuǎn)；通常纖維越長(zhǎng)，受到的加速度越大，纖維發(fā)生扭轉(zhuǎn)的概率和幅度就越大。如果纖維不能平順的沿針布縱向排列，就會(huì)受到與錫林配合的梳理件的切割或研磨，增加短絨和纖維性粉塵。這類粉塵單體質(zhì)量極小，因質(zhì)量與離心力正相關(guān)，粉塵受到的離心力小于與纖維間的附著力，故粉塵會(huì)附著在纖維上，但不會(huì)對(duì)并條、粗紗工序產(chǎn)生危害。在細(xì)紗工序，前牽伸區(qū)的纖維數(shù)量少，粉塵暴露，快速纖維與慢速纖維之間摩擦劇烈，部分粉塵開(kāi)始脫落，如遇集合器和壓力棒等摩擦力界的作用，粉塵脫落量更多；另外，一部分粉塵會(huì)在纖維與導(dǎo)紗鉤、纖維與鋼絲圈的劇烈摩擦過(guò)程中脫落。粉塵和逸散短絨的大量存在，會(huì)導(dǎo)致斷頭數(shù)量增加，粉塵和短絨易堵塞吸棉笛管，導(dǎo)致細(xì)紗纏繞問(wèn)題高發(fā)。

3 梳理不合理導(dǎo)致效益降低的實(shí)例

表1是FA201B型梳棉機(jī)紡粘膠在隔距不變的情況下，將錫林、刺輥轉(zhuǎn)速調(diào)高至棉纖維適紡水平的工藝參數(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)粉塵危害明顯。說(shuō)明調(diào)高二者轉(zhuǎn)速，表面上增加了梳理機(jī)會(huì)，但速度差加大導(dǎo)致纖維的不合理受力也加大。

表1 調(diào)高轉(zhuǎn)速時(shí)梳理工藝參數(shù)

項(xiàng)目參數(shù)蓋板5點(diǎn)隔距/mm0.10,0.09,0.08,0.08,0.09給棉羅拉—給棉板隔距/mm0.05刺輥—給棉板隔距/mm0.17刺輥—除塵刀隔距/mm0.17錫林—刺輥隔距/mm0.07后固定蓋板—錫林隔距/mm0.15,0.17,0.19后上—下罩板—錫林隔距/mm0.22,0.26前固定蓋板—錫林隔距/mm0.10,0.11,0.12前上—下罩板—錫林隔距/mm0.33,0.21錫林—道夫隔距/mm0.05錫林轉(zhuǎn)速/(r·min-1)330390刺輥轉(zhuǎn)速/(r·min-1)650780備注有纖維性粉塵,基本不影響細(xì)紗正常開(kāi)車細(xì)紗工序纏繞嚴(yán)重,車面、地面有大量纖維性粉塵

4 合理梳理對(duì)梳棉機(jī)設(shè)計(jì)的要求

4.1 力學(xué)觀點(diǎn)與纖維受力

以主動(dòng)件、牽引件、被動(dòng)件為模型進(jìn)行力學(xué)解釋，勻速運(yùn)動(dòng)(包含靜止)時(shí)速度不會(huì)影響牽引件受力，速度變化即加速度會(huì)導(dǎo)致?tīng)恳芰ψ兓?。具體到轉(zhuǎn)移過(guò)程中的纖維，目標(biāo)速度與原有速度差距越大，纖維受力越大。此種情形下，纖維受力是握持力與牽伸力短暫較力的過(guò)程，短暫較力后失衡，纖維達(dá)到目標(biāo)速度，完成轉(zhuǎn)移，這是設(shè)計(jì)速比的預(yù)期；此種情形下纖維受力不是握持力與牽伸力持續(xù)較力的過(guò)程，相當(dāng)量的纖維會(huì)在較力結(jié)束后完全失去牽伸力控制，這也是轉(zhuǎn)移過(guò)程纖維受力與典型鉗口握持牽伸過(guò)程纖維受力的最大區(qū)別。失衡會(huì)導(dǎo)致纖維拉直伸長(zhǎng)趨向消失，從牽伸力失控端發(fā)生應(yīng)對(duì)變化，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)回縮。筆者不對(duì)纖維自身因素抗扭轉(zhuǎn)能力深入探討，但可以肯定的是，纖維扭轉(zhuǎn)幅度與纖維受力有關(guān)，通俗的說(shuō)，受力越大失控時(shí)回彈扭轉(zhuǎn)幅度越大，這就是要控制速度差的原因。

4.2 控制速度差的措施

4.2.1降低梳棉機(jī)轉(zhuǎn)速

降低梳棉機(jī)轉(zhuǎn)速是紡紗廠可以采用的最簡(jiǎn)單、最方便的措施，該措施不會(huì)改變刺輥—錫林間的轉(zhuǎn)速比。

4.2.2增大刺輥直徑

增大刺輥直徑，同等情況下可有效減小刺輥—錫林間的速度差。

4.2.3多刺輥設(shè)計(jì)

多刺輥設(shè)計(jì)，可以在增大總轉(zhuǎn)速比的同時(shí)，減小末道刺輥與錫林間的速度差。

5 梳棉機(jī)刺輥系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

長(zhǎng)期以來(lái),單刺輥系統(tǒng)是梳棉機(jī)結(jié)構(gòu)的主流，以設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，工藝成熟，維護(hù)保養(yǎng)方便著稱。單刺輥梳棉機(jī)產(chǎn)量水平幾乎接近上限，其分解梳理能力也有局限。有文獻(xiàn)表明[3]，棉束從907個(gè)降至375個(gè)，刺輥—錫林轉(zhuǎn)速比需調(diào)高至2.7，但這樣的轉(zhuǎn)速比顯然會(huì)有弊端。意大利馬佐里公司的多款梳棉機(jī)刺輥直徑達(dá)到350 mm，刺輥直徑增大，有利于減小刺輥—錫林速度差，線速度增大會(huì)增加對(duì)給棉纖維的打擊。

為突破單刺輥梳棉機(jī)的局限，雙刺輥梳棉機(jī)曾被研發(fā)量產(chǎn)，但因存在缺陷未得到進(jìn)一步發(fā)展。

特呂茨勒公司1995年推出一款DK308型三刺輥梳棉機(jī)，立達(dá)隨后也推出了三刺輥設(shè)計(jì)的C60型梳棉機(jī)。目前，國(guó)內(nèi)企業(yè)也有多款高產(chǎn)三刺輥梳棉機(jī)型。三刺輥之間都存在轉(zhuǎn)速比，多個(gè)轉(zhuǎn)速比的存在有利于纖維取向，同時(shí)使纖維加速過(guò)程變得緩和，末道刺輥上的纖維(束)已經(jīng)有較高的速度，末道刺輥與錫林的轉(zhuǎn)速比可從小把握，減小兩者之間速度差，減小轉(zhuǎn)移過(guò)程中的纖維受力，避免纖維扭轉(zhuǎn)和橫向移動(dòng)。三刺輥設(shè)計(jì)有利于分梳效能提高，轉(zhuǎn)移到錫林的幾乎全是單纖維狀態(tài)，后續(xù)梳理更加充分。事實(shí)證明，三刺輥梳棉機(jī)不僅產(chǎn)量高，生條質(zhì)量也明顯優(yōu)于單刺輥梳棉機(jī)。

梳棉機(jī)刺輥系統(tǒng)由單刺輥向三刺輥的演變是大勢(shì)所趨[4]。三刺輥系統(tǒng)中每個(gè)刺輥都裝配有分梳板，使分梳和后續(xù)梳理更充分。纖維從給棉到轉(zhuǎn)移至錫林的加速過(guò)程分步進(jìn)行，柔和的受力使纖維最大程度的保持拉直伸長(zhǎng)趨勢(shì)、更柔順的沿錫林針布縱向排列。三刺輥梳棉機(jī)錫林轉(zhuǎn)速都比較高，可同步提升產(chǎn)量和質(zhì)量。三刺輥梳棉機(jī)的設(shè)計(jì)是對(duì)合理梳理理念的理解和認(rèn)同。

6 結(jié)語(yǔ)

科學(xué)的梳理理念是先進(jìn)梳理器材、先進(jìn)工藝思想和先進(jìn)梳棉機(jī)型的基礎(chǔ)，可以促進(jìn)產(chǎn)量和質(zhì)量的躍升。合理梳理不是一個(gè)單一概念，它涵蓋充分梳理和柔順梳理的理念，如何掌握好“合理”這個(gè)度，是實(shí)際工作中的難點(diǎn)。合理梳理是做好紡紗工作的關(guān)鍵，必須得到重視，梳理器材的進(jìn)步會(huì)使梳理更充分，能有效避免纖維損傷，使合理梳理過(guò)程長(zhǎng)期穩(wěn)定。但是，先進(jìn)的梳理器材只是合理梳理的硬件要素，合理梳理還必須考慮不同纖維的自身特點(diǎn)，必須匹配合理的梳理工藝，必須對(duì)梳理過(guò)程中的纖維受力有科學(xué)的認(rèn)知。提高梳棉機(jī)產(chǎn)量和提高錫林速度有關(guān)聯(lián)，但錫林—刺輥間速度差不宜過(guò)大，必須匹配或合理過(guò)渡。