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        新型刺輥針布的齒形設計與應用

        2023-03-12 03:31:55陳玉峰
        棉紡織技術 2023年1期
        關鍵詞:齒距刺輥短絨

        陳玉峰

        (光山白鯊針布有限公司,河南信陽,465450)

        新型高產(chǎn)梳棉機主要體現(xiàn)在高速度、高產(chǎn)量、高質量方面,由于刺輥梳理時采用握持分梳,梳理強度大,開松排雜效果好,但是對纖維損傷大,針布衰減周期很短,對成紗質量以及穩(wěn)定性均有一定影響[1]。因此,針對新型梳理針布采取有效的針布幾何尺寸設計,最大限度地減少纖維損傷,做到開松、除雜、轉移、提高梳理度、降低落棉兼顧是新型刺輥針布的發(fā)展趨勢。

        1 新型刺輥針布的設計特點

        傳統(tǒng)刺輥針布的設計主要是考慮齒尖厚度、針布工作角度以及基部厚度等,能夠實現(xiàn)開松效果,但對適應梳棉機高速、高產(chǎn)、高質量,以及高含雜機采棉和新型纖維等方面存在明顯不足。新型刺輥針布的設計要重點解決這些問題,其規(guī)格參數(shù)要有相應的變化。

        以減小基部厚度為發(fā)展趨勢,增加整體齒密,增強橫向梳理,為加大縱向齒距提供條件;刺輥針布工作角有加大趨勢;與齒形相互結合,針布總高降低;紡棉纖維縱向齒距呈加密趨勢,非棉纖維齒距呈增加趨勢;紡棉時,加大齒密要與減小工作角相平衡,紡化纖時,增加工作角度,降低針齒密度;齒頂面積設計細分,廢棉開松采用加厚齒尖,化纖及再生纖維素纖維采用薄齒,棉纖維采用薄型或超薄型齒尖;齒深一般采用淺齒深與高齒密、大工作角度設計相結合;齒尖角一般采用20°;齒形較多地采用圓弧齒;采用表面強化處理,增強齒尖硬度、耐磨度、表面光潔度。

        2 新型刺輥針布的特征及使用效果

        2.1 新型駝峰刺輥針布

        2.1.1 刺輥針布特征

        齒背采用駝峰齒形曲線設計,托持纖維易于向錫林轉移,利于提高刺輥部位后車肚落雜率,減少蓋板針布嵌雜、生條籽屑棉結及成紗紗疵;淺齒可提高針布齒部抗軋能力,防止齒尖側向彎曲倒伏;齒尖采用薄齒,提高穿刺能力,減少纖維損傷;縱向齒距提高開松度和減少纖維損傷兼顧;加大工作角,提高控制和穿刺纖維能力[2]。針布型號:AT5010×03621VCS(棉 纖 維)、AT5505×05030VCS(化纖)。幾何尺寸特征與常規(guī)刺輥針布對比如下?;?,新型駝峰針布工作角5°(化纖)、10°(棉),普通針布工作角10°。

        針布 新型 普通

        刺輥齒形 駝峰 直齒

        密度 /[齒·(25.4 mm)-2]8543

        齒尖厚度/mm0.180.24

        縱向齒距/mm3.65.0

        齒深/mm1.982.30

        針布總高/mm 5.0、5.55.0

        表面粗糙度Ra/μm0.120.20

        2.1.2 應用實例

        JWF1204型梳棉機,機采細絨棉,馬克隆值3.7,短絨率14.8%,長度30.6 mm,含雜2.1%,錫林速度420 r/min,刺輥速度970 r/min,梳棉定量22.5 g/5 m,出條速度110 m/min,環(huán)錠紡普梳14.6 tex紗。方案1采用普通刺輥針布,型號AT5010×05030V;方案2采用駝峰齒刺輥針布,型號AT5010×03621VCS。通過實踐,棉結清除率、成紗質量有明顯提高,試驗結果對比如下。

        項目 方案1方案2

        刺輥齒形 普通齒 駝峰齒

        密度 /[齒·(25.4 mm)-2]8543

        雜質/(?!-1)2617

        棉結/(?!-1)4735

        帶籽棉結/(?!-1)121

        短絨率/%20.219.8

        棉結清除率/%88.093.1

        條干CV/%14.0413.71

        -40%細節(jié)/(個·km-1)10693

        -50%細節(jié)/(個·km-1)3.52.0

        +50%粗節(jié)/(個·km-1)10997

        +140%棉結/(個·km-1)965751

        +200%棉結/(個·km-1)221167

        條干CVb/%2.52.1

        2.2 新型雙弧面齒刺輥針布

        2.2.1 刺輥針布特征

        雙弧形齒面刺輥的底角呈大負角-45°,使纖維不易沉積于齒根部,使刺輥上的纖維向刺輥齒尖分布,有利于錫林轉移刺輥表面纖維;齒背采用弧背形齒條,防止齒面纖維下沉,有利于未控端纖維后揚,對排雜、排短絨有效;縱向齒距減少2.0 mm~8.0 mm,齒尖厚度為0.16 mm,提高齒尖對纖維束的穿刺能力;齒距為5.0 mm;齒深為3.2 mm~3.6 mm,提高轉移效果;對表面進行涂層處理或者等離子處理,提高光潔度,降低與纖維的摩擦因數(shù);紡棉工作角度一般要求在10°~20°,紡 化 纖 一 般 在0°~10°,具 體 型 號:AT5013×05030V、AT5610×05011、AT5620×04211。幾何尺寸與普通刺輥針布對如下。

        針布 新型 普通

        刺輥齒形 雙弧面 直齒

        密度 /[齒·(25.4 mm)-2]43~8636

        齒尖厚度/mm0.160.22

        縱向齒距/mm5.05.0

        齒深/mm3.2~3.62.68

        工作角度/(°)10、13、2010

        針布總高/mm5.65.6

        表面粗糙度Ra/μm0.110.16

        2.2.2 應用實例

        JWF1216型梳棉機,采用機采細絨棉,馬克隆值4.8,短絨率15.1%,長度28.6 mm,含雜率2.6%,錫林速度450 r/min,刺輥速度870 r/min,梳棉定量24.0 g/5 m,出條速度130 m/min,普梳棉18.5 tex轉杯紗。方案1采用普通刺輥針布,型號AT5010×05030V;方案2采用雙弧面齒刺輥針布,型號AT5013×05030V。具體試驗結果對比如下。雙弧面齒刺輥針布利于纖維轉移,增加工作角度可以提高分梳能力,降低落棉率,針布齒尖厚度由0.22 mm減少到0.16 mm,齒尖變薄,減少纖維損傷,負底角漸變設計使纖維穩(wěn)定在齒尖部位,利于梳理轉移,棉結清除率提升,短絨增長率下降,成紗質量得到了提升。

        項目 方案1方案2

        刺輥齒形 普通齒 雙弧齒

        密度 /[齒·(25.4 mm)-2]3643

        雜質/(粒·g-1)3117

        棉結/(?!-1)6551

        帶籽棉結/(粒·g-1)74

        短絨率/%16.716.4

        棉結清除率/%79.084.0

        后車肚落棉率/%3.93.1

        條干CV/%13.5713.22

        -50%細節(jié)/(個·km-1)118

        +50%粗節(jié)/(個·km-1)4119

        +200%棉結/(個·km-1)9252

        +280%棉結/(個·km-1)222

        條干CVb/%2.11.9

        單紗強力/cN218229

        最低強力/cN183184

        2.3 高齒密薄齒尖刺輥針布

        2.3.1 刺輥針布特征

        齒密90齒/(25.4 mm)2~100齒/(25.4 mm)2,增加梳理效果;齒尖厚度為0.14 mm,齒薄提高穿刺能力;齒距一般在2.0 mm~5.0 mm,提高縱向開松效果;齒深為3.4 mm,利于轉移。齒形為直齒提高穿刺能力;紡化纖工作角度為10°~15°,棉纖維一般要求10°~20°。高齒密薄齒尖刺輥針布主要運用在紡棉,特別是紡機采棉等。典型型號有AT5010×3621V、AT5010×4020V、AT5610×04211和AT5615×03211。新型高齒密薄齒尖刺輥針布特征與普通針布均為直齒形,對比如下。

        針布 高齒密薄齒尖 普通

        密度 /[齒·(25.4 mm)-2]90~10043

        齒尖厚度/mm0.140.22

        縱向齒距/mm2.0~3.65.0

        齒深/mm2.012.48

        工作角度/(°)10~2010

        針布總高/mm5.05.0

        表面粗糙度Ra/μm 0.10 0.18

        2.3.2 應用實例

        以TC5-1型梳棉機為例,紡細絨棉,馬克隆值4.9,短 絨 率14.3%,長 度28.7 mm,含雜3.1%,錫林速度450 r/min,刺輥速度1 200 r/min,梳棉定量24.0 g/5 m,出條速度140 m/min,普梳棉14.6 tex紗。生產(chǎn)中存在問題:刺輥速度1 200 r/min以上時,對纖維損傷較大,降低刺輥速度后,開松度效果較差,滿足不了排雜需要。方案1和方案2均為普通刺輥針布,型號AT5010×05030V,齒密43齒/(25.4 mm)2;方 案3為 高齒密 薄 齒 尖刺輥針布,型號AT5010×03621VCS,齒密85齒/(25.4 mm)2。通過降低刺輥速度和增加齒密,棉結清除率提高,短絨率降低,成紗質量有明顯改善。生條質量對比如下。

        方案 方案1方案2方案3

        雜質/(?!-1)769850

        棉結/(?!-1)536746

        帶籽棉結/(?!-1)10199

        短絨率/%18.717.916.8

        棉結清除率/%83.279.186.9

        調整錫林速度和刺輥速度,3種方案紡紗試驗對比如下。

        方案 方案1方案2方案3

        錫林速度/(r·min-1)470420470

        刺輥速度/(r·min-1)1 200970940

        條干CV/%15.415.615.5

        -50%細節(jié) /(個·km-1)12115

        +50%粗節(jié) /(個·km-1)299319268

        +200%棉結 /(個·km-1)471505398

        單紗強力/cN203.7209.4216.3

        強力CV/%10.48.58.1

        方案1,刺輥速度較高,成紗細節(jié)偏高,單紗強力有降低趨勢;方案2降低了刺輥速度,開松度受到了影響,粗節(jié)、棉結有所增加;方案3采取了錫林高速、刺輥低速的措施,棉結、粗節(jié)、細節(jié)明顯下降,單紗強力有所提高,質量穩(wěn)定。

        綜合對比分析,齒密增加使梳理度提高,雜質更容易暴露,有助于提高刺輥部位后車肚的落雜率,減少了蓋板針布嵌雜、生條含雜、籽屑棉結及成紗紗疵,提高了成紗光潔度、刺輥部位纖維分離度和單纖化率;降低轉移給錫林的纖維束尺寸,有利于減輕后續(xù)梳理負荷;在刺輥梳理度提高的前提下降低刺輥速度,減少齒尖對纖維的打擊沖量,確保纖維少損傷,在適當降速情況下也可適當提高機臺產(chǎn)量[3]。

        2.4 大齒距薄齒尖刺輥針布

        2.4.1 刺輥針布特征

        大齒距刺輥針布在增大纖維容納量的同時,保證足夠的齒距和齒深,提高落雜率,減少雜質嵌塞,增強排雜效果[4]。大齒距薄齒尖刺輥針布特征:齒 密20齒/(25.4 mm)2~30齒/(25.4 mm)2,相鄰齒間距由傳統(tǒng)3.0 mm~7.0 mm增加到8.0 mm~13.6 mm;齒頂面積L×B從1.00 mm×0.22 mm調整到1.00 mm×0.15 mm;針布總高保持不變,夾角保持不變,工作面齒底由圓形齒底改為負底齒設計,提高了排雜能力。典型型號有AT5010×08030V和AT5610×01311。新 型 大齒距薄齒尖刺輥針布與普通針布特征如下。其中普通刺輥針布齒密43齒/(25.4 mm)2。

        針布 大齒距 普通

        刺輥齒形 弧齒形 直齒形

        齒尖厚度/mm0.160.22

        縱向齒距/mm8.0~13.65.0

        齒深/mm2.312.68

        工作角度/(°)10~2010

        針布總高/mm5.05.0

        表面粗糙度Ra/μm0.100.18

        2.4.2 應用實例

        JWF1211型梳棉機,紡萊賽爾9.7 tex賽絡集聚紗,纖維規(guī)格1.33 dtex×38 mm,錫林速度330 r/min,刺輥速度600 r/min,梳棉定量25.0 g/5 m,出條速度110 m/min。由于萊賽爾纖維原纖化程度大,纖維損傷較為嚴重,成紗質量較差。方案1采用普通刺輥針布,型號AT5010×05030V,齒密43齒/(25.4 mm)2;方案2采用大齒距薄齒尖刺輥針布,型號AT5010×08030V,齒密26齒/(25.4 mm)2;通過降低刺輥齒密,生條短絨率降低,成紗切疵有明顯改善,具體生條質量和成紗質量試驗對比如下。

        項目 方案1方案2

        刺輥針布 普通齒 大齒距

        棉結/(?!-1)52

        短絨率/%9.76.3

        條干CV/%13.5012.36

        -40%細節(jié)/(個·km-1)114.044.0

        -50%細節(jié)/(個·km-1)30

        +50%粗節(jié)/(個·km-1)65.036.7

        +140%棉結/(個·km-1)687.0435.8

        +200%棉結/(個·km-1)5175

        條干CVb/%2.11.9

        單紗強力/cN203203

        增加齒密可以增強分梳能力,但是縱向齒距在梳理中會影響對纖維的縱向打擊,造成纖維損傷,采用大齒距刺輥針布可減少纖維損傷,提高紗線強力,同時可以利用刺輥離心力排除雜質,成紗質量較為穩(wěn)定。

        3 結語

        傳統(tǒng)刺輥針布的齒尖厚度、針布工作角度以及基部厚度等齒形設計,關注重點是開松排雜效果,但存在對纖維損傷大、針布衰減周期快等缺陷,對成紗質量以及穩(wěn)定性均有一定影響;新型刺輥針布設計要重點解決這些問題,其規(guī)格參數(shù)也有相應的變化,以薄齒尖、不同齒密、不同齒深、不同齒形等特殊設計,達到對纖維轉移、梳理、開松以及減少纖維損傷與降低落棉兼顧的效果;在生產(chǎn)實踐中紡不同纖維時,通過選用駝峰齒形、雙弧齒形、高齒密薄齒尖、大齒距薄齒尖等新型齒形刺輥針布,能夠解決梳理過程中減少纖維損傷與保證質量之間的矛盾,達到高效梳理的效果。

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