呂林軍，倪 遠(yuǎn)

(1.江蘇金榮泰新材料科技有限公司，江蘇 徐州 221600；2.紡之遠(yuǎn)(上海)紡織工作室，上海 200063)

1 梳理機(jī)后部梳理工藝與結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀

以棉紡流程為例，梳理機(jī)后部喂棉的梳理工藝與結(jié)構(gòu)發(fā)展，經(jīng)歷了喂入方式(棉卷、棉層)、握持方式(加壓、喂棉羅拉直徑、喂棉羅拉表面結(jié)構(gòu)、順向喂棉)、梳理元件和附加分梳元件、落棉控制等改進(jìn)[1]，這些都是裝備革新帶來的工藝技術(shù)進(jìn)步，其喂入方式從棉卷到棉層再到棉層加厚、定量加大，是一種消極的梳理機(jī)喂棉工藝，與精細(xì)梳理理念相悖。由于喂入棉層定量較大，現(xiàn)有技術(shù)有以下3個(gè)工藝項(xiàng)目和參數(shù)，對(duì)梳理帶來不利影響。

1.1 刺輥梳理度離散與纖維損傷

在梳理機(jī)產(chǎn)量、刺輥梳理度和線速度相同的情況下，假如喂入棉層的定量增加100%，則喂棉羅拉的喂入線速度降低50%，相同長度內(nèi)棉層或棉束經(jīng)受刺輥齒條梳理的時(shí)間和齒數(shù)將增加100%，可能導(dǎo)致很多纖維或棉束處于過度梳理狀態(tài)。雖然理論計(jì)算的每根纖維受梳齒數(shù)相同，即刺輥部分梳理度相同，但棉層內(nèi)、外層纖維所受到梳理量的離散性極大，實(shí)際梳理度的差異率就很大。其中，棉層靠近刺輥一側(cè)的梳理量和梳理力大，處于過度打擊的梳理狀態(tài)，導(dǎo)致纖維損傷甚至斷裂、短絨率上升；而棉層靠近喂棉板一側(cè)的梳理量和梳理力小，處于欠梳理狀態(tài)，使纖維分梳不足。由于梳理度和梳理力的不勻，在生產(chǎn)中經(jīng)常碰到，對(duì)生條乃至成紗的品質(zhì)影響很大；既使在刺輥速度不太高的情況下，也可以通過適當(dāng)降低刺輥速度使生條短絨率降低，但這是一種常用的粗劣工藝配置。

1.2 刺輥摩擦?xí)r長與纖維損傷

在棉層從喂棉鉗口進(jìn)入刺輥梳理區(qū)時(shí)，較厚的棉層同時(shí)與刺輥齒條及刺輥輥體表面接觸，內(nèi)外棉層的狀態(tài)差異很大。無論是嵌入式還是自鎖式刺輥齒條，當(dāng)齒高約為5 mm、幅寬約為1000 mm、棉層定量為500 g/m～600 g/m時(shí)，經(jīng)喂棉鉗口加壓后的棉層厚度為2.5 mm～3.0 mm。當(dāng)棉層離開喂棉鉗口進(jìn)入刺輥梳理區(qū)時(shí)，棉層急速松弛釋放，其厚度遠(yuǎn)超過5 mm，棉層與刺輥輥體表面和齒條基部以及齒側(cè)面發(fā)生摩擦接觸，此時(shí)，棉層厚度越大，受到的摩擦力越大；棉層輸出線速度越低，摩擦接觸的時(shí)間就越長，這樣的摩擦?xí)?dǎo)致纖維損傷與棉結(jié)增加。生產(chǎn)中，經(jīng)常采用放大刺輥與喂棉板隔距以改善生條品質(zhì)的措施，也可以視為一種粗劣工藝配置。

1.3 喂棉鉗口棉層握持力離散

目前普遍應(yīng)用的喂棉羅拉兩端點(diǎn)加壓的結(jié)構(gòu)中，在棉層密度較大且棉層橫向密度差異大的情況下，棉層較薄的部位處于握持不良狀態(tài)，常有大棉束或棉塊被刺輥拉扯帶入錫林梳理區(qū)，以致生產(chǎn)中經(jīng)常在后固定蓋板或回轉(zhuǎn)蓋板處，感覺到蓋板跳動(dòng)并發(fā)出聲響。這種棉束或棉塊，未被喂棉羅拉、喂棉板良好握持，也未被刺輥精細(xì)梳理，而是直接進(jìn)入主梳理區(qū)，一方面增加了主梳理區(qū)的梳理負(fù)擔(dān)，另一方面破壞了梳理的均勻度，造成偏差大的纖網(wǎng)結(jié)雜與短絨離散度，嚴(yán)重影響生條乃至成紗質(zhì)量。

2 梳理機(jī)后部梳理工藝優(yōu)化方案

梳理機(jī)后部梳理工藝配置存在兩難的情況，即棉層定量偏小不利于握持、棉層定量偏大不利于梳理。僅從工藝和裝備角度觀察是不夠的，會(huì)使其成為行業(yè)的“隱痛”。如果單純從梳理工藝考量，偏小的棉層定量對(duì)分梳是有利的，即較薄的喂棉層有利于刺輥甚至錫林—蓋板間的精細(xì)梳理，可以直接改善前文所述影響梳理品質(zhì)的3個(gè)方面[2]。

2.1假設(shè)梳理機(jī)產(chǎn)量與刺輥的梳理度、線速度不變，如棉層定量降低50%，則喂棉羅拉線速度增大100%，相同長度的一段棉層或棉束受到刺輥梳理的時(shí)間與梳理的齒數(shù)就減少50%，理論計(jì)算每根纖維的受梳齒數(shù)是相同的，這種工藝稱為“薄喂快進(jìn)”，這使棉層內(nèi)、外纖維的梳理均勻度大幅改善，刺輥實(shí)際的梳理度差異率顯著減小。與現(xiàn)有“厚喂快進(jìn)”的工藝相比較，在刺輥梳理度等同的條件下，纖維和棉束受到損傷的可能性降低；同時(shí)，棉層與刺輥齒條齒側(cè)面及輥體表面的接觸壓力大幅降低，減少了纖維損傷及附加棉結(jié)的產(chǎn)生。

2.2設(shè)定棉紡梳理機(jī)后部梳理工藝：梳理機(jī)產(chǎn)量為50 kg/h，棉層定量為500 g/m；棉纖維平均長度為29 mm，纖維平均線密度為1.67 dtex；刺輥直徑為250 mm，刺輥梳理區(qū)實(shí)際工作寬度為900 mm，刺輥轉(zhuǎn)速為800 r/min。當(dāng)刺輥齒條的齒高為5 mm，齒距為5.3 mm，齒條節(jié)距為3.17 mm，齒密度為38齒/(25.4 mm)2即為0.058齒/mm2時(shí)，計(jì)算得到棉層的喂入速度為28 mm/s或14 g/s，刺輥的表面線速度為10 467 mm/s。那么，相關(guān)3種梳理度的均值計(jì)算如下：

a) 每克纖維的梳理齒數(shù)=(10 467×900×0.058)÷14≈39 027(齒)；

b) 每根纖維的梳理齒數(shù)=39 027/6000×(29÷1000)≈0.189(齒)；

c) 每根纖維長度棉層的梳理齒數(shù)=(10 467÷5.3)×(29÷28)≈2045(齒)。

2.3當(dāng)梳理機(jī)后部其余工藝不變，采用“薄喂快進(jìn)”的喂棉工藝方式將棉層定量改為250 g/m時(shí)，可以得到棉層喂入速度為56 mm/s。那么相關(guān)3種梳理度的均值計(jì)算如下：

a) 每克纖維的梳理齒數(shù)=(10 467×900×0.058)÷14≈39 027(齒)；

b) 每根纖維的梳理齒數(shù)=39 027÷6000×(29÷1000)=0.189(齒)；

c) 每根纖維長度棉層的梳理齒數(shù)=(10467÷5.3)×(29÷56)≈1023(齒)。

從上述計(jì)算可知，“薄喂快進(jìn)”與“厚給慢進(jìn)”工藝相比，每克纖維或每根纖維的計(jì)算梳理齒數(shù)是相等的；而每根纖維長度棉層或單位棉層長度計(jì)算的梳理齒數(shù)，后者降低50%，可大幅度改善內(nèi)、外棉層的梳理均勻度，減少梳理過度和梳理不足。

3 梳理機(jī)后部棉層加壓和握持喂棉的技術(shù)創(chuàng)新

3.1現(xiàn)有技術(shù)能否實(shí)施梳理機(jī)后部“薄喂快進(jìn)”的精細(xì)梳理工藝呢？答案是否定的。因?yàn)槠〉拿迣佣坎焕谖粘?，甚至無法很好地握持。從棉層橫向分布狀況看，一方面偏小的棉層定量易暴露出棉層的橫向不勻，甚至?xí)霈F(xiàn)棉層破洞；另一方面喂棉羅拉與喂棉板組成的近1000 mm(棉紡梳理機(jī))甚至于3500 mm以上(非織造梳理機(jī))寬度的剛性握持鉗口，無法保證其在幅寬方向的每個(gè)部位都能很好地握持棉層，對(duì)于存在橫向不勻的薄棉層更難以均衡握持；這是因?yàn)槠渲挥性诿迣泳哂凶銐蚝穸鹊那闆r下，才能依靠棉層的彈性滑移和橫向擠壓對(duì)棉層進(jìn)行握持。即便如此，在理論上，橫向幅寬內(nèi)也只有數(shù)個(gè)點(diǎn)承載了喂棉鉗口的最大壓力和大部分加壓力。

3.2梳理機(jī)要實(shí)施“薄喂快進(jìn)”工藝，需要對(duì)現(xiàn)有加壓、握持與喂棉方式進(jìn)行大幅改造，使握持鉗口對(duì)隨機(jī)變化的厚薄棉層均能可靠握持；對(duì)于棉層橫向厚度不勻的情況，也需滿足幅寬內(nèi)每單位寬度分段棉層都能受到良好地握持，使握持力大于梳理力，且不受相鄰分段或整個(gè)棉層橫向厚度變化的影響。

為了大幅改善握持鉗口對(duì)棉層的握持效應(yīng)，技術(shù)人員提出了細(xì)分段加壓握持的喂棉概念和技術(shù)方案。其加壓握持喂棉的具體實(shí)施方案是：采用壓縮空氣加壓原理作用于細(xì)分段的加壓握持面，成為類似于琴鍵式的細(xì)分段喂棉板，對(duì)機(jī)幅寬度內(nèi)的棉層進(jìn)行分段式加壓握持。由于氣加壓的特殊性，使每分段均受到近乎相同的加壓力，所以細(xì)分段加壓握持喂棉技術(shù)符合“薄喂快進(jìn)”的工藝需求，是一種先進(jìn)的加壓握持喂棉技術(shù)結(jié)構(gòu)。

3.3細(xì)分段加壓握持喂棉技術(shù)，將喂棉板橫向分割為若干小段的加壓握持塊，實(shí)施分段加壓和分段握持。細(xì)分段加壓握持系統(tǒng)在棉紡梳理機(jī)的典型應(yīng)用，是將喂棉板分為20～100段(機(jī)幅為1000 mm的梳理機(jī)，理論上最大可達(dá)1000分段以上)，這樣細(xì)分段喂棉板握持單元的寬度為10 mm～50 mm，即在橫向10 mm～50 mm內(nèi)的棉層是獨(dú)立加壓和握持的，棉層的厚度變化不會(huì)影響其他分段的加壓握持，握持鉗口的隔距也在氣加壓系統(tǒng)的加壓下動(dòng)態(tài)調(diào)整，每分段的棉層都受到相同的或不小于工藝需求的加壓握持力。

3.4順向喂棉方式的梳理機(jī)，其氣囊式加壓握持喂棉細(xì)分段技術(shù)方案的實(shí)施，是在喂棉羅拉的上方設(shè)置1套與喂棉羅拉平行的氣囊式加壓機(jī)構(gòu)，包括內(nèi)置氣囊的加壓握持腔、連通壓力源的氣囊，以及與氣囊接觸的細(xì)分段加壓握持塊。細(xì)分段加壓握持塊由并列的加壓塊組成，其下部為喂棉棉層的握持面，加壓塊的橫向集合即為喂棉板，壓力源提供的氣壓通過控制系統(tǒng)達(dá)到無級(jí)加壓，由氣囊推動(dòng)加壓塊對(duì)喂棉棉層加壓。在壓縮空氣的作用下，加壓塊以穩(wěn)定一致的握持力握持鉗口中的棉層，使其不受喂入棉層橫向厚度不勻的影響，從而可以為“薄喂快進(jìn)”喂棉工藝提供合理而均衡的握持力。

3.5氣囊式加壓使機(jī)幅橫向加壓均衡，將現(xiàn)有技術(shù)的橫向剛性握持鉗口，變?yōu)轭愃朴跈M向柔性的握持鉗口，且每分段的加壓基本相等和恒定，消除了對(duì)棉層加壓過盈或不足，使纖維與喂棉板的滑動(dòng)摩擦損傷大幅降低。由于整個(gè)橫向握持鉗口加壓的均衡性得到保證，消除了喂棉羅拉彈性變形對(duì)加壓的影響；喂棉羅拉的直徑也可減小，甚至可采用空心羅拉。

4 梳理機(jī)后部棉層檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀與創(chuàng)新

4.1 棉層平均密度檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀

自調(diào)勻整技術(shù)是改善纖網(wǎng)和棉條線密度均勻度的關(guān)鍵技術(shù)，用以檢測(cè)喂棉棉層的密度。在現(xiàn)有技術(shù)中，大部分高產(chǎn)梳理機(jī)都采用了棉層密度檢測(cè)的自調(diào)勻整技術(shù)。

4.1.1 棉紡梳理機(jī)棉層密度檢測(cè)

4.1.1.1在棉紡梳理機(jī)中，絕大部分喂棉棉層線密度不勻的檢測(cè)方法，是以假定加壓后棉層橫向密度一致為前提在線實(shí)時(shí)檢測(cè)橫向棉層的平均厚度。通過檢測(cè)喂棉羅拉兩端與喂棉板的相對(duì)位移量，利用喂棉羅拉兩端點(diǎn)的位移參數(shù)，表征整個(gè)幅寬內(nèi)棉層的橫向平均厚度。事實(shí)上，該檢測(cè)方式是將橫向幅寬內(nèi)棉層2個(gè)最高點(diǎn)位移值及其變化率，視為棉層橫向平均厚度的度量值及其變化率，這在原理上偏離了棉層橫向平均厚度及其波動(dòng)。從另一角度看，棉層橫向厚度不勻會(huì)使幅寬內(nèi)棉層加壓和密度不一致，棉層厚的地方承壓大、棉層密度大，棉層薄的地方承壓小、棉層密度小，加壓后棉層橫向密度的不一致加劇了棉層橫向平均厚度檢測(cè)的不準(zhǔn)確度。這2個(gè)因素使兩端點(diǎn)位移檢測(cè)法，無法獲得與實(shí)際情況一致的棉層平均線密度及其變化率信號(hào)[3]。

4.1.1.2也有采用刺輥梳理作用力矩檢測(cè)棉層平均線密度及其變化率信號(hào)的方法，這屬于中片段閉合環(huán)檢測(cè)反饋技術(shù)，與一般檢測(cè)輸出棉條的方式不同，其檢測(cè)與勻整點(diǎn)都在喂入棉層處。這種檢測(cè)結(jié)構(gòu)的原理是：梳理機(jī)刺輥采用單獨(dú)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)或者變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，以刺輥伺服器或變頻器作為棉層平均厚度檢測(cè)元件、喂棉羅拉為執(zhí)行元件，由于棉層厚度與刺輥旋轉(zhuǎn)梳理作用力矩及刺輥電機(jī)功率正相關(guān)，通過非電量電測(cè)法進(jìn)行電量的檢測(cè)和轉(zhuǎn)換。刺輥施加在握持鉗口輸出棉層的作用力，可以通過刺輥伺服器或變頻器的電流或功率間接檢測(cè)，即通過電量轉(zhuǎn)換表征為喂入刺輥的棉層橫向平均厚度及其變化率信號(hào)。這是一種不增加附加檢測(cè)元件的設(shè)計(jì)方案，完成的是定性疊加的棉層橫向厚度信息，在棉層橫向厚度不變或變化不大的情況下，可以近似得到棉層橫向平均厚度的信號(hào)；但是這種檢測(cè)反饋模式存在以下3方面的問題，使得針對(duì)自調(diào)勻整主擾因素的勻整精度和效果受到無法忽視的影響。

a) 在梳理機(jī)刺輥與喂棉板的隔距間，棉層厚度與刺輥旋轉(zhuǎn)作用力矩存在非線性關(guān)系(大致是指數(shù)約為2的函數(shù)關(guān)系)。這一點(diǎn)，在理論上假定棉層橫向厚度均勻一致的情況下，可以通過軟件的運(yùn)算模型來修正；但在生產(chǎn)中，梳理機(jī)幅寬內(nèi)棉層橫向的隨機(jī)不勻是確實(shí)存在且無法忽略的，而這種棉層橫向厚度隨機(jī)不勻使棉層橫向平均厚度與刺輥?zhàn)饔昧亻g無確定的邏輯關(guān)系，無法通過軟件運(yùn)算得到準(zhǔn)確的檢測(cè)信號(hào)；這也是刺輥?zhàn)饔昧貦z測(cè)反饋法，無法精確勻整的關(guān)鍵因素。

b) 由于檢測(cè)反饋模式為閉環(huán)式的自調(diào)勻整，檢測(cè)點(diǎn)位于勻整點(diǎn)下游，使得檢測(cè)信號(hào)滯后于勻整執(zhí)行動(dòng)作，雖然滯后量不大，但是經(jīng)過梳理機(jī)上百倍的牽伸，即30 mm的梳理棉層長度到生條輸出時(shí)長度就變?yōu)榧s3 m，其對(duì)精度的影響也就比較大。

c) 刺輥及其傳動(dòng)系統(tǒng)自身較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，使檢測(cè)信號(hào)進(jìn)一步延遲，甚至淹沒了棉層截面的隨機(jī)瞬態(tài)信息，使檢測(cè)的響應(yīng)頻率和靈敏度降低。

英國克羅斯羅爾(Crosrol)公司的MK4型梳理機(jī)，較早地采用了刺輥梳理作用力矩檢測(cè)棉層平均線密度及其變化率信號(hào)的方法。

4.1.1.3由于棉層的縱向線密度不勻會(huì)直接造成輸出棉條的線密度不勻，棉層的橫向線密度隨機(jī)不勻也會(huì)影響棉層的縱向不勻，而喂入棉層線密度客觀上存在無法忽視的隨機(jī)不勻，因此上述2種棉層厚度檢測(cè)方法，均是在假定喂入棉層橫向厚度完全均勻一致的理想條件下得出的棉層動(dòng)態(tài)參數(shù)，嚴(yán)格說只是一種定性的非電量電測(cè)，其與實(shí)際工況的電量轉(zhuǎn)換與定量檢測(cè)相去甚遠(yuǎn)；2種檢測(cè)方法中，后者的檢測(cè)誤差可能更大。這些方法歷史性和廣泛性應(yīng)用的根源，既在于對(duì)梳理機(jī)輸出纖網(wǎng)或棉條線密度均勻度的不夠重視，更在于對(duì)梳理機(jī)后部工藝改善方向的認(rèn)識(shí)不足、手段匱乏。

4.1.2 非織造梳理機(jī)棉層密度檢測(cè)

非織造梳理機(jī)幅寬較大，目前主要采用皮帶稱量式和X射線檢測(cè)式2種開環(huán)式自調(diào)勻整技術(shù)，通過檢測(cè)喂入棉層的平均密度控制輸出纖網(wǎng)的均勻度。

4.1.2.1皮帶稱量式自調(diào)勻整檢測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)置在棉箱與喂棉羅拉之間，使用一種對(duì)輸送中的棉層進(jìn)行連續(xù)稱量的皮帶秤，獲得以機(jī)幅寬度乘以皮帶秤長度的面密度信號(hào)及其動(dòng)態(tài)變化率，經(jīng)過運(yùn)算反饋控制喂棉羅拉線速度。由于檢測(cè)到的面密度長度較 長，采樣信息只能表征該長度內(nèi)平均面密度的變化率，而無法準(zhǔn)確反饋喂入梳理機(jī)梳理區(qū)域的實(shí)時(shí)面密度或線密度，因而實(shí)時(shí)響應(yīng)較差，勻整效果不好。

4.1.2.2X射線檢測(cè)式自調(diào)勻整檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)點(diǎn)，也設(shè)置在棉箱與喂棉羅拉之間，對(duì)輸送中的棉層兩側(cè)進(jìn)行X射線照射，由于棉層對(duì)X射線有吸收和衰減，當(dāng)X射線穿透發(fā)射器和接收器之間的棉層后，接收器接收到剩余X射線及其變化率，被用來表征棉層面密度或線密度及其變化率。與皮帶稱量式自調(diào)勻整檢測(cè)機(jī)構(gòu)比，X射線檢測(cè)式自調(diào)勻整檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)精度較高、實(shí)時(shí)響應(yīng)較好，但不同纖維品種和不同回潮率棉層的X射線吸收衰減率不同，不利于對(duì)多纖維混紡和有回潮率波動(dòng)狀態(tài)棉層的檢測(cè)。同時(shí)，X射線檢測(cè)式自調(diào)勻整檢測(cè)機(jī)構(gòu)投資成本較高，并且含有放射性物質(zhì)，存在安全性問題，僅有少量國外機(jī)型應(yīng)用。

4.2 并條機(jī)自調(diào)勻整應(yīng)用必要性探討

棉紡棉條生產(chǎn)中的自調(diào)勻整技術(shù)，是改善紡紗紗條線密度均勻度的重要技術(shù)手段。因此，在紡紗生產(chǎn)中2道并條工序都有選用。雖然自調(diào)勻整大部分設(shè)置在第二道(末并)并條機(jī)上，但也有在第一道(頭并)并條機(jī)上應(yīng)用的。2種應(yīng)用方式各有側(cè)重，但實(shí)際應(yīng)用中并無顯著差異。并條工藝的特征是并合，有利于改善被牽伸破壞的線密度均勻度，特別是移距偏差造成的短片段線密度均勻度；如果并合和牽伸工藝配置得當(dāng)，整體而言還是改善了線密度均勻度，特別是中長片段的線密度均勻度。

高速并條機(jī)自調(diào)勻整的應(yīng)用，是以開環(huán)形式檢測(cè)反饋執(zhí)行的。由于輸出線速度較高，無法將勻整結(jié)果再次反饋給執(zhí)行系統(tǒng)，因此無法采用閉環(huán)方式來反饋控制。從勻整效果看，主要是改善中長片段的不勻率，短片段不勻率則主要靠并合作用改善。由于喂入棉條—生條是帶來不勻的主要因素，所以將自調(diào)勻整設(shè)置在二道或頭道并條機(jī)的效果是接近的，都是針對(duì)喂入棉條的線密度均勻度進(jìn)行勻整的。隨著并條機(jī)向高速化方向發(fā)展，也增加了自調(diào)勻整裝置的檢測(cè)反饋響應(yīng)度和勻整精度的難度。

那么，如果能控制好生條線密度均勻度，則普梳流程的并條機(jī)就不必配置自調(diào)勻整系統(tǒng)。多年來，梳理機(jī)的技術(shù)進(jìn)步，從無自調(diào)勻整系統(tǒng)逐漸發(fā)展到高產(chǎn)梳理機(jī)標(biāo)配自調(diào)勻整系統(tǒng)；自調(diào)勻整系統(tǒng)也從單純的開環(huán)或閉環(huán)控制發(fā)展到混合環(huán)控制，甚至將勻整結(jié)構(gòu)整合到喂棉箱喂棉量的檢測(cè)控制，以及梳理機(jī)組合式牽伸結(jié)構(gòu)中，但生條線密度均勻度還是不盡如人意，究其原因是梳理機(jī)自調(diào)勻整的檢測(cè)方法過于粗糙，使勻整精度難以進(jìn)一步提高。

4.3 棉層厚度精確檢測(cè)技術(shù)創(chuàng)新

梳理機(jī)喂棉棉層厚度檢測(cè)技術(shù)的創(chuàng)新，是利用梳理機(jī)氣囊式細(xì)分段氣加壓握持喂棉技術(shù)方案，將喂棉板橫向分割為10 mm～50 mm的加壓握持面單元，并采用氣動(dòng)加壓，使每分段均得到相同的加壓握持力，對(duì)橫向幅寬內(nèi)喂棉棉層進(jìn)行可靠的細(xì)分段加壓握持喂棉。在這個(gè)基礎(chǔ)上，又在氣囊中注入檢測(cè)用液體介質(zhì)，用傳感器間接測(cè)量出氣囊腔體內(nèi)容積的變化率，換算出棉層的橫向密度變化率。其物理原理兩者的線性相關(guān)性完全一致，從而可以為自調(diào)勻整提供一致性良好的棉層線密度信號(hào)，實(shí)現(xiàn)喂棉棉層平均厚度的精確檢測(cè)和控制。

細(xì)分段氣加壓握持喂棉系統(tǒng)，在梳理機(jī)的典型應(yīng)用為握持和檢測(cè)單元的寬度為10 mm～50 mm，對(duì)1000 mm幅寬的棉紡梳理機(jī)則可分為20～100段，即在橫向10 mm～50 mm內(nèi)都是相對(duì)獨(dú)立的加壓、握持和檢測(cè)單元，其棉層的厚度及變化率，也是相對(duì)獨(dú)立的反饋信號(hào)，液流流體均衡地合并了所有分段單元的棉層厚度及其變化率信息，輸出整個(gè)棉層的橫向厚度信號(hào)。這樣的信號(hào)，很好地消除了棉層橫向不勻或加壓不勻?qū)M向平均厚度的影響。細(xì)分段氣加壓握持喂棉系統(tǒng)的握持隔距，也在恒壓力或者近似恒壓力下進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，使每分段棉層獲得相同的加壓握持力。最終，在恒定加壓力下，得到精確的棉層厚度信號(hào)有利于纖網(wǎng)或生條線密度的勻整，良好的分段握持有利于系統(tǒng)分梳對(duì)生條單纖維狀態(tài)、纖維受損率和棉結(jié)雜質(zhì)變異的改善，從總體上優(yōu)化梳理機(jī)的生產(chǎn)質(zhì)量。

細(xì)分段氣加壓握持液流傳導(dǎo)檢測(cè)喂棉技術(shù)，檢測(cè)值與棉層實(shí)際平均厚度相關(guān)性高，瞬態(tài)響應(yīng)好。

5 梳理機(jī)后部喂入預(yù)牽伸技術(shù)創(chuàng)新

結(jié)合“薄喂快進(jìn)”工藝和細(xì)分段氣加壓握持檢測(cè)喂棉結(jié)構(gòu)，在喂棉羅拉握持鉗口上游再設(shè)置一對(duì)預(yù)牽伸握持鉗口，形成第一喂棉握持控制鉗口，使喂棉羅拉與喂棉板變成第二喂棉握持控制鉗口；在第一喂棉握持控制鉗口與第二喂棉握持控制鉗口間設(shè)置預(yù)牽伸倍數(shù)，組成棉層預(yù)牽伸結(jié)構(gòu)。這樣增加的后部工藝技術(shù)結(jié)構(gòu)具有多方面效應(yīng)：① 有利于減小從棉箱輸送出來的棉層厚度，以便實(shí)施“薄喂快進(jìn)”的喂棉工藝；② 改善喂入棉層中纖維對(duì)行進(jìn)方向的取向度，更有利于后續(xù)梳理，大幅度降低刺輥和錫林梳理過程中的梳理不勻及對(duì)纖維的損傷；③ 第一喂棉鉗口對(duì)較厚的喂入棉層，具有一定的彈性滑移和橫向擠壓的橫向均勻效應(yīng)，一定程度上改善了棉層橫向不勻；④ 不改變喂棉箱的工藝和結(jié)構(gòu)，降低了由于棉層定量減小對(duì)棉層形成和輸送的工藝要求。

細(xì)分段氣加壓握持檢測(cè)喂棉結(jié)構(gòu)，可以握持較薄的棉層，若設(shè)置2～3倍的預(yù)牽伸倍數(shù)，可同時(shí)滿足薄棉層與高取向度棉層的喂入條件。

預(yù)牽伸工藝和結(jié)構(gòu)的設(shè)置，除了能改善喂入棉層中纖維的取向度外，還增加了一個(gè)對(duì)較厚喂入棉層的剛性握持點(diǎn)。

梳理機(jī)后部喂入預(yù)牽伸技術(shù)創(chuàng)新，同時(shí)運(yùn)用了后部棉層預(yù)牽伸、細(xì)分段握持鉗口、握持鉗口氣加壓、棉層平均厚度液流傳導(dǎo)檢測(cè)等技術(shù)，兼顧了牽伸、加壓、握持、檢測(cè)和喂棉工藝技術(shù)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)性地完善和升級(jí)了梳理機(jī)后部工藝技術(shù)結(jié)構(gòu)和功能。

6 結(jié)語

梳理機(jī)氣囊式加壓喂棉棉層細(xì)分段握持和棉層線密度液流傳導(dǎo)檢測(cè)技術(shù)，再結(jié)合梳理機(jī)后部喂入預(yù)牽伸的3項(xiàng)組合工藝技術(shù)結(jié)構(gòu)，可大幅度改善梳理機(jī)后部握持梳理存在的弊端，將原有粗劣梳理工藝優(yōu)化為精細(xì)梳理工藝，由此產(chǎn)生有益效果：① 喂入棉層預(yù)牽伸技術(shù)在實(shí)現(xiàn)“薄喂快進(jìn)”工藝的同時(shí)，大幅改善棉束和纖維的順向排列取向度，既減少纖維損傷又使單纖維化更加提前和充分；② 細(xì)分段的加壓握持有利于實(shí)施“薄喂快進(jìn)”工藝，使梳理機(jī)后部的刺輥梳理工藝得到優(yōu)化，梳理機(jī)整機(jī)的精細(xì)梳理從喂棉開始，減少纖維損傷；③ 細(xì)分段的加壓與握持，改善了對(duì)棉層的橫向握持效能，有利于刺輥區(qū)乃至錫林—蓋板區(qū)的梳理，有效降低梳理不足和梳理過度造成的梳理變異，減少纖維損傷；④ 細(xì)分段握持和橫向加壓密度均衡，有利于實(shí)施棉層橫向平均厚度的精確檢測(cè)，通過棉層橫向平均厚度與液流傳導(dǎo)的精準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，提高梳棉的勻整精度和勻整幅度。

因此，棉層預(yù)牽伸與“薄喂快進(jìn)”工藝從2個(gè)方向?qū)崿F(xiàn)了精細(xì)梳理，減少了纖維損傷；細(xì)分段氣動(dòng)均衡加壓與精確檢測(cè)從2個(gè)方向上提高了檢測(cè)精度。

在行業(yè)普遍認(rèn)同優(yōu)勢(shì)紡紗工藝技術(shù)的柔和均衡梳理相關(guān)理念情況下，創(chuàng)新梳理機(jī)后部梳理工藝技術(shù)機(jī)理和相關(guān)結(jié)構(gòu)，使生條線密度和纖網(wǎng)均勻度、單纖維狀態(tài)、梳理短絨率和棉結(jié)雜質(zhì)變異程度得到改善，并將其提高到新的水平，為生條和纖網(wǎng)品質(zhì)、后續(xù)工藝配置及成品質(zhì)量的更優(yōu)化創(chuàng)造軟硬件條件。

梳理機(jī)氣囊式加壓喂棉棉層細(xì)分段握持和棉層線密度液流傳導(dǎo)檢測(cè)技術(shù)，結(jié)合梳理機(jī)后部喂入預(yù)牽伸的3項(xiàng)組合工藝技術(shù)結(jié)構(gòu)，可用于梳理機(jī)新機(jī)或老機(jī)改造；應(yīng)用于寬幅梳理機(jī)和非織造梳理機(jī)，更能顯示出在薄喂快進(jìn)、均衡握持、精細(xì)梳理與精確檢測(cè)工藝技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)。