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梳棉機蓋板工藝的討論

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梳棉機蓋板工藝的討論

發(fā)布時間: 2006/10/3 文章出處: 　

梳棉機上蓋板的作用最全面，作用原理最復雜。它不僅有梳理作用，還有除雜、混和與均勻作用；它不僅關系到產品質量，還與產量、用棉量等直接相關；因其分梳、轉移充塞原理極復雜，故多年來對蓋板部分的改進最少。錫林部分尚有金屬針布的重大突破，而在蓋板針布上卻未能推廣應用。因此，對蓋板部分的有關工藝因素值得深入探討。
1 對回轉蓋板的工藝探討
1．1 蓋板針上纖維受力與針間纖維層的關系
研究蓋板針上纖維受力與纖維層的關系是研究蓋板根數、速度與回轉方向等問題的理論基礎。蓋板針上纖維受力不同于錫林的根本之處是：(1)蓋板速度很慢，不存在離心力；(2)蓋板齒深一般在4．8mm左右(下膝高3．5 mm)，遠較錫林齒深(0．6mm)大7倍之多。因此，決定了蓋板針間擁有纖維層，纖維層由少到多，是隨著蓋板的向前運行逐漸增多的，更確切地說，是隨著蓋板參與梳理時間(Tw)的延長而增多的。纖維層由少到多的變化，影響了蓋板行進在不同部位時，針上纖維受力的變化(見圖1)

圖1中：R為切向力，主要表現為梳理力；U為法向力，主要包括纖維層彈力等；F為摩擦力，F=(Rx+Ux)·μ。
當蓋板正轉時，在靠近蓋板人口部位處，針間纖維層很少，故U力小；而此處進入工作區(qū)的棉束較大，梳理力只大。故主要表現為Ry≥Uy+F(或Uy≤Ry-F)，因此，在實現梳理的同時，纖維向蓋板針內充塞，纖維層逐漸增多。
隨著梳理時間的延長，纖維層逐漸增多，U力增大而R力隨著棉束的減小(或少)而減小，故而針上纖維受力逐漸由向針內為主變?yōu)闀r而向(針)內Uy≤Ry-F(當棉束較大、厚時)，時而向(針)外Uy≥Ry+F(當針面棉層薄時)；或瞬間形成既不向內也不向外，即Ry+F≥Ry-F，出現纖維被握在針上的情況。所以，纖維在此受到充分的、上下反復的多次梳理，保證了分梳作用的完善，從而起到了良好的均勻、混和作用。
國內外試驗證實：錫林每一轉帶人蓋板工作區(qū)的纖維只有14％被錫林一次帶出，而其余86％的纖維則大部分進入蓋板針內(即Uy≤Ry-F)；而錫林一轉帶出的其余86％的纖維，則大部分是由蓋板針內向外(即Uy≥Ry+F)送出的，其送出的纖維多來自錫林此前100余轉中進入蓋板針內的纖維。因此，蓋板在實現梳理的同時，不僅有均勻作用，還因針內外纖維多次反復轉換而實現了良好的混和作用。所有這些作用沒有針間纖維層的存在，是不能得到充分發(fā)揮的。
但是，纖維層的多少是有一定極限的。當Tw過大(即蓋板針布速度過慢或蓋板根數過多)時，纖維層過多，U力增大到Uy>Ry+F的程度，則此時梳針已喪失握持能力，纖維向外滑脫，質量惡化，故需立即走出工作區(qū)。所以，為確保梳理效果良好，防止纖維層過多(飽和)，則必須根據蓋板根數、原棉條件與質量要求等，通過試驗找出合理的蓋板速度，方可獲得良好效果。
1．2 工作蓋板根數與蓋板速度的關系
工作蓋板根數與蓋板速度密切相關，可用蓋板參與梳理時間Tw來說明：
Tw=每根蓋板寬度×工作蓋板根數/蓋板速度（1）
式(1)中蓋板寬度為常數，約為35mm，故工作蓋板根數與蓋板速度呈線性相關，即：
Tw=35×工作蓋板根數/蓋板速度（2）
從式(2)中可以看出：工作蓋板根數多則需要速度快方可保證蓋板針布參與梳理的時間Tw不致過長，從而使蓋板針間纖維充塞的程度不至過于嚴重而影響分梳；相反，蓋板根數少時，則速度可低些，以保持兩者Tw近似。例如：在43根工作蓋板時，速度應為172 mm／min方可與30根蓋板速度為120mm／min時的Tw近似，即Tw值皆為9min。不考慮速度，單獨評議蓋板根數多少是不恰當的。
Tw是蓋板參與梳理工作的時間，而不是蓋板中纖維層過飽和的時間rH。所以，為保證梳針作用良好，必須使Tw 從梳理角度看，蓋板根數多、速度快，蓋板根數少、速度慢，雖Tw值近似，但前者錫林與蓋板相互梳理工作面(弧長)要大，因此有利于梳理，對混和均勻作用也好。從除雜和用棉角度看，蓋板根數多、速度快時，每根蓋板花重量可與根數少、速度慢時近似，但蓋板花率增大。蓋板花率增加，一方面可使除雜率增大，但另一方面將造成用棉量的增大。因此，綜合對比，在Tw近似的條件下，30根工作蓋板與40根工作蓋板根數無大差別，主要應根據質量要求而定，如紡制精梳紗時采用43根工作蓋板，落棉雖多，但可保證精梳紗的成紗質量。
瑞士立達(Rieter)公司生產的梳棉機由原來的30根工作蓋板恢復到目前的40根-42根(為不妨礙加裝前、后固定蓋板而將錫林中心抬高)。意大利馬佐里(Marzoli)公司，也由CX400型梳棉機的20根工作蓋板改回到新型C501型梳棉機的30根。這說明，蓋板根數減少得過多是不可行的。因為在20根蓋板時如速度仍采用40根時的速度，則Tw過小；必將使走出的蓋板花中含纖維率增大，造成原棉浪費。如速度減慢一半使其與40根時的Tw相同，則其中較清潔蓋板和纖維層較多的蓋板數均將同比例減小，與錫林相互梳理的工作面(弧長)也減小，必然使分梳質量不佳。
1．3 工作蓋板根數與蓋板回轉方向對成紗質量的影響(見圖2)

根據以上特呂茨勒(Trutzschler)公司提供的試驗數據分析蓋板速度在120 mm／min條件下工作蓋板根數、蓋板回轉方向對成紗質量的影響：
(1)30根工作蓋板時，反向回轉各項質量指標最好，其次是30根蓋板正向回轉。而43根蓋板無論正轉、反轉成紗質量都最差。這說明在此情況下工作蓋板的多少起著決定性作用，蓋板根數多，則蓋板處在工作區(qū)參與梳理時間Tw長，由30根時的Tw=9 min變?yōu)?3根時的Tw=12min，故而針間纖維充塞嚴重，梳理效果惡化。
(2)圖2說明在工作蓋板根數少時，反向回轉質量最好，此時充分體現了分梳蓋板針布反轉的優(yōu)勢。但蓋板根數多時，反向回轉反而質量最差，這是由于反向回轉時，蓋板人口部位處錫林上纖維是已經經過后部蓋板梳理的纖維，故棉束和未單根化的纖維相對較少，故梳理力R普遍較小，纖維向針內的分力Ry小，故而能獲得比正轉時多的清潔的蓋板根數，因而成紗質量最好。但當蓋板根數多、反向回轉時，蓋板運行至出口部位時，此處蓋板針間已擁有較多纖維層，故Uy>Ry+F，很難抓住錫林剛剛帶人工作區(qū)尚未經過適當梳理的較大棉束而進行分梳，從而容易造成纖維在針面間滾搓而使質量惡化。所以，反轉時蓋板根數要少些，正轉時根數相對要多些。在蓋板根數相同的條件下，反轉時要求比正轉時更快些。蓋板速度的最低極限是以蓋板充塞嚴重而喪失梳理能力為界。而最高速度以不過多地帶出可紡纖維為準。
2 固定蓋板作用與根數選擇
2．1 固定蓋板的作用
由于固定蓋板是固定不動的，所以在實現分梳時，首先需要考慮的是防止針間沉積纖維層，為此，必須使齒高H盡量壓低，工作角。盡量放大，以減少纖維向針內充塞的可能(見圖3)。

故齒高一般為4．5 mm，目前國外已減小為3 mm左右，基本上消滅了纖維層產生的空間。工作角一般采用850~900，使纖維向針內充塞的分力Ry(Ry=Rcosα)基本上很小或根本沒有。目前考慮到。過大，對握持纖維不利，所以，將前固定蓋板的工作角α減小為700同時將齒高H壓低些(最低已達2．69mm)以相互補償。這樣固定蓋板就能作到既能實現分梳，又不致形成纖維層而妨礙分梳，從而保證了固定蓋板能長時間地發(fā)揮梳理作用，而不用移出機外清理，達到了纖維只在針上短暫停留--既梳理又轉移的目的。從前、后固定蓋板的分梳作用對比來看，以前固定蓋板的分梳作用較強。固定蓋板的均勻作用也是可以肯定的，尤其是后固定蓋板，它分梳了錫林上較大的棉束和錫林上較厚的棉層，起到了較好的均勻作用。
固定蓋板目前都具有吸塵機構，由除塵刀和吸風裝置組成，以實現其清潔作用。早期見于特呂茨勒的WEBCLEAN．K．R清除機構，立達公司的TREX清除機構也都加強了對塵雜和短絨的清除能力。至此，固定蓋板在梳、清、混等各方面都有了長足的進展。
2．2 固定蓋板的根數問題
固定蓋板根數能否增加過多，能否全部使用固定蓋板取代回轉蓋板從目前國外現狀看是否定的。意大利馬佐里公司的CX400型梳棉機將固定蓋板增加到后14根前9根(相應地回轉蓋板減少為20根)。較其他國內外機型后固定蓋板多了10根，前固定蓋板多6根。但很快被馬佐里公司自己生產的C501型梳棉機的前后各6根所代替(回轉蓋板根數也再次由59根改回到75根)，以上即是不能過多地增加固定蓋板而減少回轉蓋板的一個實例。目前大多數梳棉機皆采用前后各3根~4根固定蓋板。
現在就能否更多地使用固定蓋板，或全部用固定蓋板代替回轉蓋板的問題從固定蓋板的分梳作用、混和作用、均勻作用三方面進行分析論證。
3．1．1 分梳作用
由于固定蓋板固定不動，所以，不允許纖維更多地進入針間形成纖維層，只能在針上有暫短的停留，隨即被錫林帶走。因此，由錫林帶人工作區(qū)的纖維只能被"一次梳理"后即出工作區(qū)(固定蓋板工作區(qū))。不能象回轉蓋板那樣要經過錫林10多次乃至100余次梳理才送出工作區(qū)，所以，固定蓋板在反復地充分梳理方面作用是不足的。
3．1．2 混和作用
由于固定蓋板針間纖維層很少，先期進人工作區(qū)的纖維沒有(或很少)存留空間，從而無法和后期進人工作區(qū)的纖維相遇而混和。梳棉機蓋板區(qū)纖維混和的原理是：不同時間進入的纖維被同時輸出，或同時輸出的纖維不是同時喂人的，才能實現混和。固定蓋板針間沒有較大的混和牢間，因此，其混和作用是十分有限的。
3．1．3 均勻作用
由于固定蓋板針間暫時存儲纖維的空間很小，因此，沒有較多調節(jié)針面纖維的余地。當針布表面棉層較厚時，多余的纖維不能最大限度地進入針間。而當針面纖維層較薄時，固定蓋板針間也無更多纖維可以送出補充，因此固定蓋板的均勻作用也是有限的。
綜上所述，目前國內固定蓋板在加強分梳、排雜(有除塵刀與吸塵裝置)、混和、均勻方面效果是可以肯定的。后固定蓋板在均勻方面，前固定蓋板在分梳方面，效果更好，是高產時對回轉蓋板

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