梳棉機(jī)附加蓋板針布齒條的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新

馮喜奎，王雪峰，鄭凱旋

(1.鄭州科技學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，鄭州 450064；2.恒天重工股份有限公司，鄭州 450001)

?綜合述評

梳棉機(jī)附加蓋板針布齒條的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新

馮喜奎1，王雪峰1，鄭凱旋2

(1.鄭州科技學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，鄭州 450064；2.恒天重工股份有限公司，鄭州 450001)

為滿足高速高產(chǎn)梳棉機(jī)提高棉網(wǎng)和成紗質(zhì)量的要求，介紹其附加齒條蓋板針布的現(xiàn)狀，提出設(shè)計(jì)要?jiǎng)t和細(xì)化分類方案，詳細(xì)論述刺輥及前、后固定蓋板針布齒條的齒形參數(shù)設(shè)計(jì)和齒密配套原則，探討產(chǎn)品創(chuàng)新與優(yōu)化的措施。指出：梳棉機(jī)附加蓋板針布齒條應(yīng)具有小前角、大容量、高自潔、免維護(hù)、高耐磨、長壽命等特性，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合不同分梳區(qū)的纖維狀態(tài)和梳理任務(wù)優(yōu)選梳理器材，才能達(dá)到高效、高質(zhì)梳棉的要求。

梳棉機(jī)；齒條；固定蓋板；針布；分梳；耐磨；齒隙

0 引言

隨著“中國制造2025”國家戰(zhàn)略的推進(jìn)，中國高端裝備制造和升級步伐不斷加快，發(fā)展自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化生產(chǎn)線成為我國紡機(jī)業(yè)今后的發(fā)展方向，梳棉機(jī)則是紡織裝備科技水平的標(biāo)志性設(shè)備，而針布作為梳棉機(jī)的“心臟”，為其高效、智能生產(chǎn)提供強(qiáng)有力保障。隨著梳理裝備的技術(shù)進(jìn)步，梳棉機(jī)附加分梳用齒條蓋板對高產(chǎn)、高效梳理的作用與影響越來越受行業(yè)關(guān)注，附加分梳區(qū)延伸纖維路徑，擴(kuò)大梳理區(qū)、細(xì)化區(qū)域功能組合，不但增加產(chǎn)量，且能顯著提高棉網(wǎng)和成紗質(zhì)量。附加分梳用齒條蓋板的核心是其針布齒條，其設(shè)計(jì)、優(yōu)化及創(chuàng)新對梳棉機(jī)功效提升至關(guān)重要。

1 附加齒條蓋板針布現(xiàn)狀

隨著梳理技術(shù)的發(fā)展，新型高產(chǎn)梳棉機(jī)在追求高產(chǎn)的同時(shí)，更加關(guān)注棉網(wǎng)與成紗質(zhì)量。對此，業(yè)內(nèi)普遍采用擴(kuò)大分梳區(qū)的措施：在刺輥部位加裝齒條蓋板(俗稱“預(yù)分梳板”)，在回轉(zhuǎn)蓋板前、后加裝固定齒條蓋板，以加強(qiáng)分梳和除雜，確保足夠的梳理度，同時(shí)提高梳棉機(jī)的一次分梳能力，改善棉網(wǎng)及成紗質(zhì)量[1-3]。進(jìn)口梳棉機(jī)上附加齒條蓋板的更換、國產(chǎn)新型梳棉機(jī)固定齒條蓋板配套、老型梳棉機(jī)的改造，形成了巨大的市場需求。

歷經(jīng)20多年的不懈努力，特別是近10年對國外先進(jìn)梳理機(jī)的研究和借鑒，國產(chǎn)固定齒條蓋板作為高端器材，品種、規(guī)格不斷增加，質(zhì)量、性能顯著提高，再加上國產(chǎn)固定齒條蓋板的成本和價(jià)格優(yōu)勢，逐步形成了與國外名牌競爭的局面[4]；但高端梳棉機(jī)配用國產(chǎn)固定齒條蓋板的比例仍然較小，這主要是因?yàn)閲a(chǎn)固定齒條蓋板在制造精度、使用壽命和設(shè)計(jì)創(chuàng)新等方面與國外一流品牌尚存在一定差距。

2 齒條蓋板針布設(shè)計(jì)

2.1 齒條蓋板針布設(shè)計(jì)要?jiǎng)t

2.1.1根據(jù)分梳區(qū)任務(wù)

齒條蓋板一般配置在梳棉機(jī)的三個(gè)分梳區(qū)：刺輥上/下分梳區(qū)、后固定齒條蓋板分梳區(qū)及前固定齒條蓋板分梳區(qū)，三個(gè)分梳區(qū)不僅跨度較大，而且因?yàn)椴煌质釁^(qū)及同分梳區(qū)的不同位置所處理纖維的狀態(tài)不同，齒條蓋板具體承擔(dān)的任務(wù)及應(yīng)具有的梳理特性也截然不同，所以應(yīng)進(jìn)行針對性的特殊設(shè)計(jì)[5-6]。其變化規(guī)律是隨著纖維束的細(xì)化、分解、伸直，固定蓋板針布齒條的齒距、齒深逐步減小，齒密逐步增大。

2.1.2小工作角α與大容量

齒條蓋板針布梳理纖維時(shí)，齒部為凹弧面，在錫林或刺輥離心力作用下纖維層極易向固定蓋板齒底沉積，影響梳理效果，而小工作角利于使纖維處于齒部上端。

在刺輥及后固定齒條蓋板分梳區(qū)，以較大的束狀纖維為主，且混雜較大的破籽、雜質(zhì)，束狀纖維的松解、細(xì)化，雜質(zhì)的剝離、破碎，都需要足夠的空間，大齒隙容量能保障良好的釋放性能，可有效避免齒隙充塞及嵌雜的發(fā)生。在前固定齒條蓋板分梳區(qū)，來自回轉(zhuǎn)蓋板區(qū)的纖維流不會(huì)因齒隙容量驟減(回轉(zhuǎn)彈性蓋板針布的針隙容量比齒條金屬針布的大得多)，而影響精細(xì)分梳和整理分梳的效果。

2.1.3高自潔，免維護(hù)

齒條蓋板針布被固定后，因?yàn)槠涔ぷ鳡顟B(tài)無法直接觀測、檢查和維護(hù)，所以要求其自潔能力強(qiáng)，不掛花、不嵌雜，使其檢修周期長、免維護(hù)。為此，蓋板針布齒條采用小工作角、楔形齒部截面、較大齒尖角、圓弧形齒根和加大過渡圓弧等設(shè)計(jì)特點(diǎn)，齒條包覆做到錯(cuò)位排齒，以保障對纖維有效釋放，最大限度避免掛花及嵌雜的發(fā)生。

2.1.4高耐磨，長壽命

由于刺輥梳理區(qū)的齒條蓋板針布總齒數(shù)遠(yuǎn)少于刺輥，錫林—蓋板梳理區(qū)的回轉(zhuǎn)蓋板和固定蓋板的總齒數(shù)遠(yuǎn)少于錫林金屬針布的總齒數(shù)，故齒條蓋板針布的磨耗大，按產(chǎn)品壽命周期的匹配要求，齒條蓋板針布應(yīng)具有高耐磨、長壽命的特性。

為此，金屬針布齒條應(yīng)采用高碳細(xì)晶鋼、合金鋼材質(zhì)，高耐磨齒形設(shè)計(jì)等措施，并采取特殊熱處理工藝，以確保產(chǎn)品具有較高的纖維梳理量[7]。

2.1.5科學(xué)布局，增強(qiáng)分梳

在各附加分梳區(qū)，通過不同規(guī)格齒條蓋板針布的科學(xué)設(shè)置與布局，強(qiáng)化對應(yīng)針布間的協(xié)同作用，使纖維層處于合理的梳理?xiàng)l件下，增強(qiáng)分梳效果。

2.2 細(xì)化產(chǎn)品分類

與傳統(tǒng)梳棉機(jī)不同，因?yàn)樾滦褪崦迿C(jī)大量采用新技術(shù)和新材料，具有高速、高效、高針對性的特點(diǎn)，所以固定蓋板針布應(yīng)根據(jù)梳理機(jī)梳理要求的不同而有針對性地配置，以保障高效梳理和產(chǎn)品的高質(zhì)量。對此，筆者認(rèn)為固定齒條蓋板針布應(yīng)細(xì)化產(chǎn)品類別，逐步形成以下產(chǎn)品類型。

2.2.1通用型蓋板針布

通用型蓋板針布，與中、低端具有附加分梳要求的梳棉機(jī)配套，或與老型梳棉機(jī)增加分梳區(qū)改造相配套，或適用于生產(chǎn)品種在棉和棉型化纖之間經(jīng)常變更，對齒條蓋板針布通用性有一定要求的梳棉機(jī)。

2.2.2高耐磨型齒條蓋板針布

高耐磨型齒條蓋板針布，適用于高檔清梳聯(lián)生產(chǎn)線配套的梳棉機(jī)。高檔設(shè)備投資大，要求設(shè)備開臺(tái)率高、維護(hù)周期長、梳理器材壽命長，需要配用高耐磨、長壽命的針布；所以，齒條應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)合金鋼材料制造，并對齒部進(jìn)行特殊的高耐磨強(qiáng)化熱處理。

2.2.3高速高產(chǎn)型蓋板針布

高速高產(chǎn)型蓋板針布，適用于高速、高產(chǎn)梳棉機(jī)。梳棉機(jī)車速高使被梳理的纖維離心力加大，需增大針布工作角α；高產(chǎn)條件下的梳理強(qiáng)度高，針布應(yīng)有足夠大的齒密；高負(fù)荷、強(qiáng)分梳條件下，又要求針布齒條具有高耐磨、長壽命的特質(zhì)；所以，需采用優(yōu)質(zhì)合金鋼材料和特殊熱處理工藝，對齒部做高耐磨強(qiáng)化處理。

2.2.4化纖型齒條蓋板針布

化纖型齒條蓋板針布，適用于純化纖或以化纖為主的混紡，以大工作角、大齒隙設(shè)計(jì)解決化纖梳理中因靜電而纏繞及糊齒的問題。

2.3 齒形設(shè)計(jì)

金屬針布作用于纖維時(shí)，所表現(xiàn)的效能包括對纖維的穿刺、吸納、握持、均混、分梳、釋放和轉(zhuǎn)移等，隨金屬針布梳理的機(jī)型特點(diǎn)、纖維種類、工藝配置、紡紗產(chǎn)品、包覆或固裝工位等的不同，其效能的突出和強(qiáng)化要求就不同，從而形成了不同類別、不同齒形、規(guī)格眾多的金屬針布齒條。金屬針布齒條的齒形在滿足沖模加工和沖齒工序要求的前提條件下，有廣闊的設(shè)計(jì)空間。

2.3.1直線齒前面大容纖量齒形

較大尺寸規(guī)格的蓋板針布齒條也比刺輥針布齒條的齒深小,當(dāng)齒前面設(shè)計(jì)成直線形時(shí),齒前面工作角的直線部分過淺,容纖空間不足時(shí)應(yīng)適當(dāng)減小齒尖角β(約為40°),從而增大齒間容積,形成直線齒前面的大容纖量齒形，如圖1所示。

圖1 直線齒前面大容纖量齒形

2.3.2高耐磨、慢衰退齒條齒形

針布齒條為直齒形的齒尖角β設(shè)計(jì)過小,其缺陷一是齒尖強(qiáng)度不足而易掉尖,二是齒尖小而不耐磨損;而加大齒尖角β，會(huì)導(dǎo)致鋒利度和齒隙容纖量下降。高耐磨、慢衰退齒形如圖2所示，在較小齒尖角β的齒前面負(fù)工作角齒形基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，即將齒前面靠近齒頂面處的(直線部分的1/3) 工作角α加大(約8°)，齒背面靠近齒頂面處設(shè)計(jì)為弧形(弧尖)。工作角是金屬針布齒條的主要技術(shù)參數(shù)，影響對纖維的握持與釋放，僅在齒部小區(qū)域加大工作角，對全齒握持與釋放纖維流層不會(huì)造成大的影響。

圖2 高耐磨慢衰退齒條齒形設(shè)計(jì)

此齒條齒形設(shè)計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：采用較小齒尖角β，既能獲得較大的齒隙容纖量，又增大了齒部強(qiáng)度而抑制掉尖的發(fā)生；有效地增加了齒部的可用磨損量，為梳理磨損儲(chǔ)備了較多的材料，可明顯提高齒條的耐磨性和使用壽命[7]；有效減慢金屬針布的衰退。齒條齒部的衰退突出表現(xiàn)在3方面：齒高變小、齒尖及棱角圓鈍、齒形改變。圖2所示的齒形設(shè)計(jì)可以減緩齒條齒高變小，尤其是減緩了齒形衰退。針布齒條的磨損極不均勻，越靠近齒頂面的磨損越快，伴隨著齒部磨損使工作角逐漸變小、纖維的握持逐漸不足而釋放，滑脫加劇，梳理功效逐漸衰退。當(dāng)加大工作角并做弧面設(shè)計(jì)后，齒條高耐磨慢衰退的優(yōu)勢明顯。

如圖3所示，是兩種齒條齒部磨損衰退的對比，在其早期及中期磨損過程中，高耐磨、慢衰退齒條齒部特別增加的材料抵消了齒部磨損，使齒高磨損變慢，特別是工作角的衰變大幅減緩，有效保持齒部形態(tài)，為取得較好的梳理效果創(chuàng)造條件。

a) 高耐磨、慢衰退齒形 b) 普通直齒形圖3 齒條齒部磨損衰退對比

2.3.3直線齒前面弧背齒形

如圖4所示，弧背齒形設(shè)計(jì)使齒頂強(qiáng)度加大，不易掉尖；齒尖角β減小，形成較大齒隙容纖量；弧形齒頂耐磨性優(yōu)于直齒形，可有效延長其使用壽命。

圖4 直線齒前面弧背齒形

2.3.4其它齒形

其它齒形設(shè)計(jì)，如直齒齒形、直齒平底齒形及直線負(fù)工作角平底齒形等。

2.4 刺輥齒條蓋板針布

刺輥齒條蓋板針布的任務(wù)是開松和分解粗大棉束、剝離籽殼、細(xì)化雜質(zhì)，工作中的針布受力大且不均衡，雜質(zhì)、粉塵對針布的磨耗極大，應(yīng)科學(xué)設(shè)計(jì)。

2.4.1小齒密

蓋板針布齒密與刺輥針布齒密相匹配，并以前者不大于后者為準(zhǔn)則。蓋板齒密設(shè)置：特呂茨勒為78齒/(25.4 mm)2，90齒/(25.4 mm)2；格拉夫?yàn)?0齒/(25.4 mm)2，60齒/(25.4 mm)2，90齒/(25.4 mm)2；鑒于蓋板針布制造及應(yīng)用日臻成熟，推薦采用齒密為60齒/(25.4 mm)2，90齒/(25.4 mm)2，120齒/(25.4 mm)2，縱向齒距采用3.2 mm～5.6 mm，橫向可用隔距片作齒密調(diào)整，工作角α為-5°～5°。其中，當(dāng)刺輥轉(zhuǎn)速越高時(shí)，其工作角α應(yīng)越小，或纖維靜電越高時(shí)，其工作角α越小。

2.4.2大容纖量

橫向齒距大，形成寬松的纖維通道；縱向齒距大，使齒底具有足夠的容纖量；所以，蓋板針布齒條設(shè)計(jì)為直線負(fù)工作角大容纖量齒形，或直線負(fù)工作角弧背齒形，或直線負(fù)工作角平底齒形，小齒密與大容纖量的結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)對粗大纖維團(tuán)、束握而不塞、釋放自如的效果。

2.4.3高耐磨

除了齒條材質(zhì)和淬火工藝保障之外，還可采取表面(層)強(qiáng)化措施，蓋板針布齒條的齒頂寬可大于刺輥針布齒條的，并對齒形作高耐磨、慢衰退設(shè)計(jì)。

2.4.4高強(qiáng)度

齒部的高強(qiáng)度和齒條安裝的高強(qiáng)度，以應(yīng)對強(qiáng)大且不均勻的梳理力。一般應(yīng)以較小的齒深、楔形齒來提高齒部強(qiáng)度，齒深為2.2 mm～3.0 mm；當(dāng)齒尖角β不大于40°時(shí)，弧形齒前面或弧形齒背面可增加齒條齒部強(qiáng)度。

除了上述設(shè)計(jì)外，對蓋板針布齒片段的錯(cuò)位排列、傾斜排列或“V”型排列等，可以優(yōu)化對纖維的分梳效果。

2.5 后固定齒條蓋板針布

后固定齒條蓋板針布是預(yù)分梳的進(jìn)步，為回轉(zhuǎn)蓋板針布與錫林針布主分梳創(chuàng)造條件，進(jìn)一步開松和分解纖維束，分離雜質(zhì)和短絨，均混纖維。梳理時(shí)齒條齒部受力較大且不均衡，應(yīng)作合理地設(shè)計(jì)。

2.5.1針布齒密梯次漸增

從刺輥蓋板到回轉(zhuǎn)蓋板, 針布齒密從刺輥蓋板的60齒/(25.4 mm)2～90齒/(25.4 mm)2到回轉(zhuǎn)蓋板的400針/(25.4 mm)2～550針/(25.4 mm)2，但采用單一針布齒密不利于纖維的漸進(jìn)梳理，因此,以幾種齒密梯次漸增的配置,其梳理效果更好。生產(chǎn)過程中,應(yīng)根據(jù)機(jī)型及紗線產(chǎn)品要求,針布齒密可在90齒/(25.4 mm)2～330齒/(25.4 mm)2進(jìn)行優(yōu)選組合。

2.5.2上下銜接

刺輥蓋板針布齒條尺寸規(guī)格較大，回轉(zhuǎn)蓋板針布總高大，置于兩者間的后固定蓋板齒條總高、齒密配置應(yīng)與這兩者銜接，齒條總高應(yīng)比蓋板針布的漸小，宜在2.2 mm～0.9 mm間梯次漸減；否則會(huì)引起纖維流的涌堵而影響梳理效果。

2.5.3不充塞、不繞掛

后固定蓋板分梳區(qū)存在較大且分布不均勻的束狀纖維，瞬間涌堵時(shí)有發(fā)生，極易產(chǎn)生充塞繞掛，齒條工作角應(yīng)以0°～7°設(shè)計(jì)為宜，并選擇較大齒隙的齒形，確保其對纖維的有效釋放。

以上設(shè)計(jì)的后固定蓋板組(3種或2種規(guī)格)的齒條尺寸宜為梯次漸減、齒密梯次漸增、分級配套的蓋板組合[8]。

2.6 前固定齒條蓋板針布

前固定齒條蓋板針布梳理區(qū)是梳理的補(bǔ)充、延伸，重點(diǎn)解決回轉(zhuǎn)蓋板針布出口端針密不足的缺憾，在齒密梯次漸增條件下完成精細(xì)分梳、整理分梳，以順直纖維，進(jìn)一步清除殘余雜質(zhì)、微塵及短絨，以達(dá)到改善棉網(wǎng)及成紗品質(zhì)的目的。

2.6.1具有銜接性

前固定齒條蓋板針布的齒密及梳理度與回轉(zhuǎn)蓋板針布的針密和梳理度相銜接(高于回轉(zhuǎn)蓋板針布)。

2.6.2具有延伸性

為實(shí)現(xiàn)精細(xì)分梳和整理分梳，進(jìn)一步提升纖維的伸直度，要將梳理的收尾區(qū)段向大齒密延伸[8]，即前固定蓋板針布齒條尺寸規(guī)格梯次減小，但不小于錫林針布，以5°～7°為工作角(梳理化纖時(shí)工作角應(yīng)更小)；盡量選擇較大容纖量的齒隙，根據(jù)機(jī)型及紗線產(chǎn)品的不同，齒密可為310 齒/(25.4 mm)2～860 齒/(25.4 mm)2，做到優(yōu)選組合。

以上設(shè)計(jì)理念形成了前固定齒條蓋板針布是一組(2種或1種規(guī)格)齒條尺寸規(guī)格較小、齒密大于回轉(zhuǎn)蓋板針布且梯次漸進(jìn)加密的蓋板組合。

3 附加蓋板針布的創(chuàng)新與優(yōu)化

3.1 普遍適用的創(chuàng)新優(yōu)化

3.1.1齒條高耐磨、慢衰退設(shè)計(jì)

其必要性及設(shè)計(jì)理念已詳述，經(jīng)多次嘗試不但得到精準(zhǔn)的齒條幾何尺寸，還大幅提高了沖模壽命。

3.1.2表面處理保障高自潔、不繞花

3.1.2.1機(jī)械刷光

利用回轉(zhuǎn)式齒片刷光機(jī)軟毛刷拋光輥(毛刷上覆有拋光磨料)對排列好的齒片進(jìn)行刷光，對拋光輥的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速、擺動(dòng)和刷毛方向作科學(xué)設(shè)計(jì)，可有效地清除針布的毛刺及氧化膜。

3.1.2.2電化學(xué)拋光、鍍層處理

電化學(xué)拋光也稱電解拋光，是被拋光工件在黏膜作用下的陽極溶解。在去除毛刺和熱處理氧化皮的同時(shí)，由于齒條表面凸起點(diǎn)的溶解度大于低凹點(diǎn)，從而使齒條表面粗糙度得到改善。鍍層處理不僅能獲得高耐磨的表面層，鍍前的預(yù)處理也有溶解毛刺的作用，使鍍后的齒條表面粗糙度得到改善。

3.1.3大齒隙設(shè)計(jì)

蓋板金屬針布齒條的總高比彈性針布的梳針總高要小很多，因此應(yīng)做大尺寸齒隙設(shè)計(jì)，并增大齒條肩部，以保證足夠的容纖空間及氣流通道，提高了分梳能力，且有利于清除碎屑和嵌雜。

3.2 分類創(chuàng)新優(yōu)化

3.2.1齒片式

3.2.1.1齒片無殘齒、毛刺

入口及出口端不留殘齒，如圖5中箭頭所示。當(dāng)前排為整齒時(shí)，后排齒片可能會(huì)留下殘齒(圖中箭頭所指齒片的端部)；模具精度有保障，將不產(chǎn)生毛刺。

圖5 齒片上殘齒

可行性方案為：優(yōu)化沖齒工藝及模具以不留殘齒；實(shí)施沖淬卷生產(chǎn)線的節(jié)段周期沖齒。應(yīng)借助伺服及其它協(xié)同傳動(dòng)技術(shù)，將沖淬卷的沖齒牽料與齒條沖截送料長度進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，即在沖淬卷生產(chǎn)線上的每牽料一組連續(xù)正常的齒距后，再牽引1～3個(gè)小齒距以生成一段無齒間隔，在此間隔區(qū)沖截齒段。無齒空隔設(shè)計(jì)長度不同，后續(xù)截沖時(shí)生成具有不同齒位起點(diǎn)的齒段，但都不再有較大的殘齒。

3.2.1.2嵌鑲充分露齒

固定齒條蓋板針布易發(fā)生齒底積聚碎屑甚至于糊齒的問題。這與齒條工作角α過大而使纖維釋放不足、齒部表面粗糙度大有關(guān)；或因總高太小、齒根陷入座板平面之下。為此，齒片在鋁合金座板上嵌鑲深度不應(yīng)過大，齒片的齒部、肩部應(yīng)完全高出座板平面以使纖維及氣流暢通，不給碎屑積聚的空間，為纖維流拖帶雜質(zhì)、清除嵌雜創(chuàng)造條件。如圖5所示，嵌鑲深度較合適，圖6所示則齒片嵌鑲過深。

圖6 齒片嵌鑲過深

3.2.2隔距片式

隔距片式齒條蓋板針布在全齒淬火、精細(xì)拋光、以隔距調(diào)齒密、全齒寬布齒等特點(diǎn)前提下，其創(chuàng)新是由等寬齒(齒頂與齒根等寬)改變?yōu)樾ㄐ锡X(齒頂寬小、齒根寬大)，優(yōu)化前齒形見圖7a)，優(yōu)化后齒形見圖7b)。此時(shí)，半成品鋼帶單側(cè)有斜面，加工工藝需進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。當(dāng)為楔形齒后，齒頂寬變小、齒根寬變大，整齒強(qiáng)度增加，為加大齒高創(chuàng)造了條件，低齒密得以減小縱向齒密(大齒距)、增大橫向齒密(減小隔距)，與錫林金屬針布的齒密布局相匹配，以強(qiáng)化分梳效果；高齒密金屬針布的齒部鋒利度得以提高，還可有效遏制橫向齒隙嵌雜的發(fā)生。

a) 優(yōu)化前

b) 優(yōu)化后

3.2.3邊夾式

3.2.3.1加隔距片

邊夾式蓋板骨架屬傳統(tǒng)產(chǎn)品，除了還在用于邊夾式固定蓋板以外，現(xiàn)主要用于刺輥預(yù)分梳板，其規(guī)格尺寸較大，軋制時(shí)基臺(tái)的形態(tài)規(guī)整有難度，臺(tái)側(cè)平面小或?qū)挾炔灰恢露紩?huì)影響排列精度。設(shè)置隔距片，減小基臺(tái)高度，可提高軋制精度，用板銷串排后的齒片精度提高。加隔距片后，基部寬減小，可大幅降低材料成本(隔距片材料成本低)，如圖8所示。

a) 整體式齒片

b) 隔距片式齒片

3.2.3.2齒片無殘齒、毛刺

同齒片式。

鋼針式在刺輥、刺輥蓋板、固定蓋板上的試驗(yàn)效果明顯優(yōu)于齒片式[9-11]，但在鋼針截面與強(qiáng)度、鋼針底布選材及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)效率、大針密應(yīng)用、針尖平面度等方面尚需有新的創(chuàng)新與突破，才能實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用。

4 結(jié)語

4.1梳棉機(jī)附加蓋板的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，包括蓋板結(jié)構(gòu)及其配置、選型、配套及針布齒條技術(shù)性能、質(zhì)量特征、規(guī)格參數(shù)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新與優(yōu)化。

4.2設(shè)計(jì)附加蓋板針布要抓住3個(gè)關(guān)鍵： 結(jié)合不同分梳區(qū)纖維狀態(tài)；圍繞各分梳區(qū)金屬針布齒條的具體任務(wù)；與刺輥、固定蓋板以及錫林的合理配套。

4.3附加蓋板的應(yīng)用延伸了纖維路徑，擴(kuò)大了分梳區(qū)，實(shí)現(xiàn)了分梳多區(qū)段，利于梳理的分區(qū)域功能組合設(shè)計(jì)、優(yōu)化針布配置，使梳理作用更加高效，為提高棉網(wǎng)和成紗品質(zhì)創(chuàng)造了條件。

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DesignandInnovationofAdditionalFlatWireofCardingMachine

FENG Xikui1,WANG Xuefeng1,ZHENG Kaixuan2

(1.School of Mechanical Engineering Zhengzhou University of Science and Technology, Zhengzhou 450064,China;2. Hi-tech heavy Industy Co.,Ltd.，Zhengzhou 450001,China)

To meet the demand of high quality web and yarn on high-speed carding machine,introduction is made to the additional flat wire regarding the status quo plus the design concept and detailed classification scheme.Discussion is made to the parameters and tooth population of taker-ins and the front and rear stationary flats.Probing is done into measures of product innovation and optimization.It is pointed out that additional flat wire should be of small front angle,big capacity,highly self-cleaning performance,free maintenance,high wear resistantance,and long service life.Wire design should be combined with the varieties of fibers in different carding areas.Carding accessories optimization should be done in conformity with the carding task in order to achieve high efficiency and high quality of carding.

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TS103.82+1

A

1001-9634(2017)06-0048-06

2017-04-08

馮喜奎(1956—)，男，河南滎陽人，高級工程師，主要從事梳理器材方面的研究。