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國內外新高產梳棉機主要措施的綜合研究分析

發布時間: 2006/10/3 文章出處: 　

近年來，國際上推出了新一代的高產梳棉機C51、DK903、C501、C60、MK5D等，國內梳棉機制造廠一方面進一步改進了原有的梳棉機，同時也各推出了新的高產梳棉機。例如青紡機的FA232、FA203A，鄭紡機的FA225、FA225A，江陰機械廠的FA218，膠南紡機FA206和西北機器廠的FA211C等。本文根據國內外這些新高產梳棉機采用的主要提高產質量的措施，作綜合分析。
1 高速高產
隨著梳棉機產量的提高，為保證足夠的梳理度，在金屬針布梳棉機上，錫林速度由過去的180r／min逐步提高到360r／min(刺輥速度相應提高)，產量由5 kg/臺時提高到25-35kg/臺時，即速度提高1倍，產量增加5-6倍。近年來，國內外高產梳棉機進一步把速度提高到450～600 r／min，產量也隨著提高到45～120kg/h，即速度提高2．5～3.3倍，產量提高9～24倍，從而促進高產梳棉機的迅速發展。可以說，沒有金屬針布的應用，就不會有今天的高產梳棉機。因此，金屬針布及以它為條件的高速梳理是現代高產梳棉機的兩大要素。高產梳棉機發展的歷史
分成幾個階段，見表1。

表1數據僅是一個相對的統計，圖1為梳棉機速度產量的統計關系圖，目前國外新梳棉機C51、C60、DK803、DK903、C501的最高錫林速度均達600r／min，MK5D中錫林(g1060)為770r／min，相當于大錫林(01290)606．5r／min，最高產量為100-120kg/h，國內新FA梳棉機(FA202、FA232、FA225、FA218等)最高錫林速度為500～600r／min，最高產量為80-100kg/h，但不論國外或國內梳棉機，其實際產量都低于最高理論產量。
2 新型針布
金屬針布的應用不僅提高了梳棉機的產量，而且開創了高速梳理在梳棉機上應用的新前景，促進高產梳棉機的迅速發展，現代高產梳棉機的發展反過來又促進了新型針布的發展。隨著錫林轉速的提高，離心力增加，梳針上纖維滑脫趨勢增加，為改善握持、分梳的能力，針齒工作角必須隨錫林速度增加而減小(見表2)。隨著梳棉機產量的增加，針布負荷增加，梳理度下降，為此必須設法減輕針布負荷，增加梳理度，因而錫林針布的總高隨產量增高而減矮，齒密隨產量增加而加密。由此就形成錫林針布向“矮、淺、尖、薄、密、小(工作角和齒形小)”的發展特點，相配套的道夫、蓋板針布也向相應的方向發展。
2．1 錫林針布
新型錫林針布(棉型)的特點為“矮、淺、尖、薄、密、小(工作角和齒形小)”，由它決定了新型針布具有優良的紡紗性能。近年來這些特點有了進一步的發展(見表3)。由25系列向20、18、15系列發展(矮齒、淺齒、齒深0．5-0．3mm)；采用密齒，其齒密由860齒／(25．4mm)2到900齒／(25．4mm)2和1080齒／(25．4mm)2；采用超薄齒，其齒厚為0．5-0．4mm；超小工作角(前角余角)，由60°減小至50°（前角30度增大到40度）；加大橫縱向齒密比，由2.3-2.6提高到4.25-3.75，提高了分梳效果。

2.2采用高碳低合金鋼提高針齒齒尖的耐磨度
Graf公司的錫林針布以S或CS表示高質合金鋼，據資料介紹刺輥齒條采用雙成分高效能BIC02型針布，壽命可達800t產量，比普通刺輥齒條耐磨性能提高很多。ECC公司也采用耐磨鋼(Duratecc)來增加針布使用壽命。根據以往資料，Graf公司錫林針布曾采用60CRV和80CrWV兩種合金鋼，ECC公司采用80＃鋼和高碳鉻鋼，金井公司采用80＃鋼和含碳量為1．05％的高碳鉻鋼。HOLL公司采用專用合金鋼(Masterteel)制造錫林和刺輥針布，在整個使用壽命期間可以不磨針。根據國內外的研究表明，適用于錫林針布的鋼絲成分主要是含合金鋼元素Cr,W、V的高碳低合金鋼。目前，比利時Bekaert公司提供的專用鋼絲有高碳鋼(B、C、D級)和合金鋼(CrV、WV、CrSi和CrSiV合金鋼)。
2．3 道夫針布
主要是解決梳棉機高速高產后，纖維的轉移剝取問題，特別是錫林針布矮、淺、密、小工作角后的纖維轉移和引導高速氣流問題。為此：(1)道夫針布采用小前角余角(工作角)；(2)增加齒高以增大齒間容量和引導高速氣流；(3)圓弧形齒尖和針齒側面加橫紋(見圖2)，另一種不加橫紋，加大道夫針布的轉移剝取能力和提高針布的握持力。例如Graf的N4030BX0．9型、M5030X0．9型、ECC的8326型和8326R5型，HOLL公司的072404216型和弧形齒尖道夫針布等。

2.4 蓋板針布
為適應書面叫速度、產量的提高（錫林速度高達500～600r/min，產量最高達50-140kg/h)和錫林針布的矮、淺、薄、密、小特性的配套要求，蓋板針布的產品開發具有如下特點：
(1)增加梳針的抗彎性能并加強底布。
(2)改進植針排列和減小橫向針尖距。采用橫密型、稀密型和橫向密縱向漸增的弧形曲線排列。以適應錫林針布基部寬度減小到0．5—0．4mm的配套要求，使分梳作用加強，纖維損傷減小。
(3)改善蓋板針布鋼絲材質，提高針尖硬度、耐磨度。一般蓋板針布采用70＃鋼和70MnV高碳低合金鋼。
3 改善刺輥部分的分梳作用
要研究刺輥部分的作用，必須同時考慮：(1)把棉束分梳成單纖維的分梳作用；(2)將雜質與纖維分離，并在高速回轉中清除雜質的作用；(3)保證纖維向錫林正常轉移；(4)在此分梳過程中，應盡可能避免損傷纖維。為了提高刺輥的分梳作用，可采取下列措施：(1)加強和改善對喂人棉層的握持；(2)給棉羅拉給棉板倒置式；(3)雙刺輥和多刺輥裝置；
(4)刺輥提高梳理速度；(5)改進梳理針布；(6)刺輥下加裝附加分梳件；(7)采用刺輥吸罩和吸風塵刀。
在刺輥對棉束纖維的分梳中，常存在棉束頭尾端梳理差異、棉層內外層梳理差異和棉束排列角梳理差異，這不僅降低了刺輥的梳理度，惡化了刺輥的梳理質量，而且使刺輥齒面抓取的棉束大且不勻率大。棉層內外層和棉束纖維排列角對未梳開棉束重量百分率的影響見表4。

由表4可見，未梳開棉束重量百分率的不勻率達82．9％。這就使進入錫林蓋板梳理區的棉束大小不勻率大，并有不少大棉束存在，加重了蓋板的梳理負荷，根據第一根蓋板梳理力的測定可知，不僅脈沖梳理力大，而且波動也大，第一根蓋板脈沖梳理力的不勻率u=50．6％(相當于CV=63．25％)，這說明剛進入蓋板區的棉束大小極為不勻。
為了加強和保證對喂人棉層的握持，在高產梳棉機一般都：(1)增大加壓，以保證對棉層有足夠的握持力；(2)加大給棉羅拉直徑(∮100)，增加給棉羅拉剛性，以減少給棉羅拉給棉板變形，使橫向壓力均勻；(3)改變給棉羅拉形式，以改善對棉層的握持，如A186采用直齒形溝槽羅拉，A189采用螺旋齒形溝槽羅拉，DK2、DK740、DK760、C1／3等采用鋸齒給棉羅拉，C4采用菱形滾花給棉羅拉。
普通直線形給棉板最大的問題是棉層內外層在握持分梳上的差異大及其與纖維損傷間的矛盾，棉層外層握持點至開始分梳點的長度短，分梳作用強，但纖維損傷的可能性大，而內層握持點至分梳點的長度長，握持控制力弱，甚至失控狀態下受梳，故分梳作用弱。試驗表明，內外層分梳程度的差異約一倍以上，內層的纖維損傷也就小。A186上的直線形給棉板內外層握持點至分梳點長度差為22—20．5mm左右。曾研制試驗過弧形給棉板和雙直線給棉板，都能部分改善內外層分梳差異問題。
倒置式給棉裝置的特點是小給棉板反裝在給棉羅拉上，目前C4、C10、C50、C51、C60、DK803、DK903、FA232、FA225、FA225A等梳棉機采用此種形式，使內外層握持點至分梳點的長度差減小(C4倒置式的內外層長度差為13．7—10．9mm)，這就提高了握持分梳效果，減少了握持分梳差異與纖維損傷間的矛盾。
早在50年代后期，我國就試驗研究了雙刺輥，其主要作用為：(1)第一刺輥速度可不受錫林速比的限制，有效地提高了刺輥-給棉板間的握持分梳，如A184的第一刺輥速度為2300 r／min；(2)在第一、二刺輥間，針布的配置和回轉方向是分梳作用，因而增加了一次自由分梳作用；(3)增加了一個除雜區，提高了后車肚的除雜效率。但雙刺輥結構復雜，占地面積大，特別對兩刺輥間的分梳作用是否能
存在有爭議。為了充分利用兩個刺輥的分梳面，在現代的雙刺輥梳棉機上，第一、二刺輥上都裝了分梳板。DK803、DK903、C60、FA225高產梳棉機配置了新型刺輥系統“Webfeed”，它包括三個分梳除雜輥，每個刺輥都配有一個帶吸風管的除塵刀組合件和一塊分梳板(見圖3)，這3只刺輥包覆3種不同的針布，速度逐步增加，3只刺輥間為剝取轉移作用。三刺輥系統提高了刺輥部分的分梳除雜效率，改善了轉移給錫林之纖維網的梳理度、均勻度和清潔度，減輕了錫林蓋板的梳理負荷，為錫林采用更密的新針布、更高的梳理速度(600r／min)和更緊的隔距創造了條件，從而減少了棉結，提高了梳理質量。

4刺輥分梳板
隨著高產梳棉機產量的提高，錫林速度提高到500-600r／min，但過多加快梳理速度，會增加機器振動，氣流干擾，用電和機械磨耗損壞增加，并有可能加劇纖維損傷，故梳理速度應“高中求低”。為此都采用擴大梳理面(如C4、FA201抬高錫林中心)和加裝分梳板、固定蓋板、雙刺輥、雙錫林等措施來增加分梳，以彌補梳理速度的加速不足，確保足夠的梳理度，如C4、C50、DK760、DK803、DK903、MK5D、C501、FA232、FA225、C51、C60、CX400、FA201、FA203等都分別加裝了分梳板和前后固定蓋板，如表5所示。
4．1 在刺輥下加裝附加分梳件
刺輥下加裝附加分梳件以增加一次自由分梳作用，改善刺輥部分握持存在的三種梳理差異，提高轉移給錫林棉束纖維的梳理度，減輕錫林蓋板的梳理負荷。在國內首先研究的是在刺輥下加裝工作輥、控制輥等附加分梳件。
加裝工作輥后，未梳開棉束重量百分率可降低44．07％左右。
采用分梳輥后，雖然分梳作用提高了，但它存在：(1)結構復雜，安裝維修困難；(2)與刺輥表面形成小三角區，如控制不好，在高速回轉的氣流中易產生渦流，形成浮游纖維和易產生棉結。因此目前緲應用，但前蘇聯的高產量梳棉機上還大量采用。
在刺輥下方加裝一組或兩組弧形分梳板，這在C1／3、C4、DK740、FA201等梳棉機上都已采用。分梳板結構簡單，安裝、維修、保養較分梳輥方便，而且

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