新型精梳錫林和頂梳的技術(shù)進(jìn)步

陳玉峰

(光山白鯊針布有限公司,河南 光山 465450)

1 精梳錫林和頂梳的問(wèn)題

隨著高效能精梳機(jī)向高速高質(zhì)、智能化、低落棉和低耗能的方向發(fā)展,對(duì)精梳錫林和頂梳等關(guān)鍵梳理器材提出了高耐磨、梳理效果好、低落棉、不損傷纖維、不嵌雜、免維護(hù)等要求。目前,精梳錫林和頂梳在梳理時(shí)存在纖維損傷大、長(zhǎng)纖維流失多、落棉不易控制、齒隙嵌雜、使用周期短等問(wèn)題;而高效能精梳梳理器材需要做到:纖維梳理伸直最大化、損傷最小化,低落棉,高韌性,長(zhǎng)使用周期,嵌雜少和維護(hù)方便。精梳機(jī)發(fā)展趨勢(shì)見(jiàn)表1。

表1 精梳機(jī)發(fā)展趨勢(shì)

2 新型精梳錫林的技術(shù)創(chuàng)新

2.1 梳理原理

精梳錫林是握持?jǐn)r截梳理,有別于梳棉羅拉和蓋板的梳理。當(dāng)精梳錫林針排轉(zhuǎn)到鉗口下面時(shí),才開(kāi)始對(duì)須叢進(jìn)行梳理,此時(shí)鉗口完全閉合并握持須叢,上鉗唇把須叢壓向下方,鉗口和錫林隔距較小,錫林梳針向前排傾斜插入須叢進(jìn)行分割梳理,使鉗口外的須叢前端呈懸垂?fàn)顟B(tài),梳針接觸須叢時(shí),須叢會(huì)翹起。因此,精梳錫林針齒的前幾排起拉伸、開(kāi)松須叢的作用,利于后排針齒進(jìn)行精細(xì)梳理。精梳錫林梳理提高了纖維的平行伸直度,充分排除了短絨和雜質(zhì),使成紗質(zhì)量提高。

2.2 分類(lèi)和梳理要求

精梳錫林可以分為鋸齒式整體錫林、梳針式整體錫林、嵌入式整體錫林和梳針?shù)忼X組合式整體錫林,也可分為粘接式整體錫林和組裝加工式整體錫林。其梳理齒面圓心角有81°(四組分),90°(五組分),110°(六組分),130°(七組分),137°(八組分)等;植針?lè)绞接旋R針式和錯(cuò)位式。

精梳錫林梳理要求:錫林針齒有足夠的容纖維量、較強(qiáng)的穿透性和自潔性;能夠提高梳理效果,去除短絨,降低棉結(jié),減少對(duì)纖維的損傷及長(zhǎng)纖維流失,使用壽命長(zhǎng)且維護(hù)成本低,自潔效果好且不嵌花。

2.3 技術(shù)創(chuàng)新

2.3.1 齒密增加,梳理點(diǎn)增加

隨著精梳技術(shù)不斷進(jìn)步,精梳錫林的總梳理齒數(shù)由傳統(tǒng)的2.9×104齒和3.2×104齒開(kāi)始逐步增加。新型精梳錫林總梳理點(diǎn)的增加有2種方式:① 梳理弧面增加,齒密增加,總齒數(shù)增加,部分總齒數(shù)已達(dá)到4.0×104,4.2×104和4.9×104,齒面圓心角為137°精梳錫林的總齒數(shù)甚至達(dá)到6.0×104,有效提高了錫林對(duì)須叢的精細(xì)化穿刺梳理,利于梳棉機(jī)的高速、高產(chǎn)和重定量;② 在不增加梳理弧面的條件下,增加錫林前區(qū)齒密,在有限空間內(nèi)盡可能多的增加總齒數(shù),同時(shí)適當(dāng)縮小錫林梳理隔距,加強(qiáng)前區(qū)錫林對(duì)須叢的插入、開(kāi)松、整理,有利于后區(qū)(精梳區(qū))精細(xì)化梳理、清除細(xì)小棉結(jié),使精梳條的單根纖維程度得到提高。不同齒面圓心角精梳錫林的總齒數(shù)及各組齒條規(guī)格型號(hào)對(duì)比見(jiàn)表2。

表2 不同齒面圓心角精梳錫林的總齒數(shù)及各組齒條規(guī)格型號(hào)對(duì)比

2.3.2 齒頂寬減小,提高穿透性

精梳錫林在高速狀態(tài)下能夠迅速刺穿棉須叢,使纖維與錫林齒片間有足夠摩擦力來(lái)完成梳理。如果錫林齒條的穿透性差、梳理效果下降,則精梳條纖維結(jié)構(gòu)會(huì)受到影響。齒頂寬決定錫林針布對(duì)纖維的穿刺能力,齒頂寬越小,穿刺能力越強(qiáng);當(dāng)精梳錫林高速且瞬時(shí)加速到2倍以上時(shí),極易造成纖維損傷,新型精梳錫林采用齒尖較薄的新型齒片,結(jié)合密度增加,可提高穿刺性、減少纖維損傷。新型粘接式精梳錫林齒尖變化,具體對(duì)比見(jiàn)表3。

表3 新型粘接式精梳錫林齒頂寬變化對(duì)比

組裝加工式精梳錫林的齒頂寬一般設(shè)定為0.04 mm～0.06 mm,其齒密通過(guò)隔距片的厚度變化調(diào)節(jié),因此穿刺能力較粘接式強(qiáng)。

在梳理過(guò)程中,由于精梳錫林的前排針(齒)與纖維的接觸點(diǎn)不斷變化,從針尖接觸纖維到纖維離開(kāi)針齒根部,纖維在針齒上有一個(gè)滑移的過(guò)程。新型精梳錫林齒片的齒頂寬為0.06 mm～0.12 mm,基部寬為0.25 mm,硬度大于800 HV0.2,表面粗糙度Ra值為0.06 μm,插入棉網(wǎng)穿刺能力和自潔能力強(qiáng),使精梳條中的短絨率降低0.5%～1.0%[1-2]。

2.3.3 植針形式變化,提升除雜效果

精梳錫林梳理過(guò)程中,纖維必須沉入針齒底部,將纖維須叢中的雜質(zhì)、棉結(jié)和短絨攔截在針布表面,與其他梳棉梳理兩針面互相作用不同,精梳錫林的植針必須利于纖維沉入針齒間。新型精梳錫林的鋸齒呈螺旋交叉、錯(cuò)位排列,齒隙很小(見(jiàn)圖1)。梳理過(guò)程中,在鉗板閉合時(shí),應(yīng)使鉗口外的纖維長(zhǎng)度等于落棉隔距+給棉長(zhǎng)度,雖然鉗板閉合后棉網(wǎng)方向正對(duì)錫林圓心,但大齒密、高速旋轉(zhuǎn)的錫林針面和氣流,使棉層很容易被托起,難以沉入錫林齒隙,更無(wú)力穿透梳理,會(huì)造成棉網(wǎng)的棉結(jié)和短絨較多。

為了提高對(duì)纖維的梳理效果,讓纖維沉入針隙,新型精梳錫林采用平行植針的方式,具體見(jiàn)圖2和圖3,同時(shí)為了更好地提高穿刺能力,減少正面穿刺造成的纖維損傷,在組與組之間采用了變角度的植針排列,具體見(jiàn)表4。

圖2 新型植針排列

圖3 纖維沉入齒隙狀態(tài)

表4 新型精梳錫林植針排列角度

2.3.4 齒片硬度和韌性增加,延長(zhǎng)使用壽命

因成紗棉結(jié)隨著錫林齒密的增加而顯著降低,在梳理面積一定的情況下,增大錫林針齒的齒密已成為高效能精梳機(jī)的必然。但是增加前后分梳區(qū)的齒密,勢(shì)必造成精梳錫林齒片越來(lái)越薄,使齒片強(qiáng)度大幅降低,難以承受高速梳理負(fù)荷,縮短了精梳錫林的使用壽命。因此,在精梳錫林針布齒密增加的基礎(chǔ)上,必須相應(yīng)提高齒條的硬度和韌性,延長(zhǎng)精梳錫林使用壽命。精梳錫林的齒條硬度變化見(jiàn)表5。

表5 精梳錫林齒條硬度變化對(duì)比 單位:HV0.2

2.3.5 齒密結(jié)合角度,實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)分梳

精梳錫林針布按功能可分為開(kāi)松區(qū)、粗梳區(qū)、梳理區(qū)和精細(xì)梳理區(qū)。整體齒密配置由稀至密,齒條前角小、后角大,梳理點(diǎn)增加的重點(diǎn)是后區(qū)齒密增加,有利于棉結(jié)和短絨的排除。傳統(tǒng)精梳錫林設(shè)計(jì)受“前稀后密、漸進(jìn)梳理”理論的影響,前半?yún)^(qū)齒密設(shè)計(jì)過(guò)小,使精梳錫林軸變速前半?yún)^(qū)齒片的開(kāi)松、穿透和分梳效果變差,進(jìn)而影響后半?yún)^(qū)的梳理效果,造成成紗棉結(jié)增多。

新技術(shù)理念,在有限的梳理區(qū)間內(nèi),合理配置、適當(dāng)增加精梳錫林前梳理區(qū)的齒密,強(qiáng)化前區(qū)齒條穿刺、抓取、開(kāi)松的粗梳效能;精梳錫林針布總梳理點(diǎn)增加不是簡(jiǎn)單的密度增加,而是結(jié)合齒條幾何形狀、前后區(qū)的齒密排列,在有足夠容纖空間的前提下優(yōu)化設(shè)計(jì)、合理增加總梳理點(diǎn)。根據(jù)梳理特點(diǎn)合理分配功能,精梳錫林齒密逐漸增加且集中在后區(qū),提高對(duì)纖維的精細(xì)梳理;角度逐步加大,增加對(duì)纖維的控制能力,減少瞬時(shí)高速梳理對(duì)纖維的損傷[3]。這是因?yàn)榫徨a林前排針能有效抓取須叢中的纖維,攔截其中較大的棉結(jié)和雜質(zhì),后排高齒密對(duì)須叢進(jìn)一步分梳,去除棉結(jié)及雜質(zhì)并再次排列纖維。不同齒面圓心角精梳錫林的工作角和齒密配置見(jiàn)表6。

表6 不同齒面圓心角精梳錫林的工作角和齒密配置

2.3.6 梳理弧面增加,提高梳理強(qiáng)度

梳理強(qiáng)度和梳理度的提高,是高效能精梳機(jī)的優(yōu)勢(shì)所在。梳理度越大,精梳錫林對(duì)棉叢的梳理效果越好,但是梳理強(qiáng)度越大,會(huì)造成纖維損傷。高效精細(xì)梳理的重點(diǎn)是增加后區(qū)精細(xì)梳理區(qū),徹底清除棉層中的短絨、棉結(jié)和雜質(zhì)。目前,精梳錫林的齒面圓心角有90°,110°,130°和137°,隨著梳理弧面的增加,梳理度、梳理強(qiáng)度急劇增加,但由于錫林針布結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,即錫林前、中、后梳理區(qū)的齒密、工作角、針齒容纖維量的優(yōu)化,仍可以實(shí)現(xiàn)柔性梳理和均勻抓取,纖維清除效率高且平行伸直度好。精梳錫林弧面針(齒)分布見(jiàn)圖4和表7。

圖4 精梳錫林弧面針(齒)分布

表7 精梳錫林弧面針(齒)分布對(duì)比 單位:(°)

2.3.7 齒條表面粗糙度好,實(shí)現(xiàn)柔性梳理

針布齒條表面處理主要是去除沖切齒的棱角和毛刺,以減少纖維損傷和錫林表面嵌花。目前,主要采用等離子強(qiáng)化、鍍層等表面處理方法消除小棱邊和機(jī)械沖切邊,實(shí)現(xiàn)錐齒化,使齒條表面更光潔,做到柔性分梳并減少落棉。表面強(qiáng)化鍍層處理后,精梳錫林齒部的表面粗糙度Ra值為0.08 μm,錫林嵌花消除,落棉率降低,精梳條中短絨減小1.0%～2.5%。

2.3.8 結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)隔距可調(diào)

傳統(tǒng)粘接式和植針式整體錫林損傷后無(wú)法修復(fù),間距無(wú)法調(diào)節(jié)、齒片不易更換。新型精梳整體錫林,通過(guò)結(jié)構(gòu)的改變,利用偏心調(diào)節(jié)原理,通過(guò)調(diào)節(jié)齒片間距實(shí)現(xiàn)多種梳理功能,針對(duì)性強(qiáng),梳理效果更好、效率更高,且原料損耗小;通過(guò)換齒機(jī)構(gòu)能夠快速高效地更換磨損的齒片,減少人工,提高效率。

3 新型精梳頂梳的技術(shù)創(chuàng)新

3.1 梳理原理

頂梳梳理是對(duì)自由狀態(tài)纖維的被動(dòng)攔截梳理。當(dāng)鉗口握持的須叢頭端經(jīng)過(guò)精梳錫林梳理后,由鉗板送向分離鉗口,當(dāng)須叢頭端到達(dá)分離鉗口時(shí),由分離膠輥握持輸出,同時(shí)頂梳插入須叢,隨分離鉗口運(yùn)動(dòng)的纖維尾部從頂梳梳針間通過(guò),完成對(duì)纖維的梳理。因此,頂梳梳理的是分離須叢的后端,即梳理鉗板鉗唇的死隙部分。頂梳只有一排針,但其不僅能梳理纖維尾端,還能在分離過(guò)程中通過(guò)相互摩擦過(guò)濾棉結(jié)和雜質(zhì)。因?yàn)樵诜蛛x過(guò)程中,從頂梳中抽出的纖維層很薄,這層纖維被分離鉗口握持并快速運(yùn)動(dòng),而嵌在頂梳梳針間的大量纖維仍以慢速運(yùn)動(dòng),這兩部分纖維速度相差很大,當(dāng)快速纖維從慢速纖維抽出時(shí),慢速纖維對(duì)快速纖維尾端的摩擦將其中的短絨、棉結(jié)及雜質(zhì)等過(guò)濾下來(lái),由毛刷清理。

3.2 分類(lèi)及梳理要求

新型頂梳可分為:標(biāo)準(zhǔn)型頂梳、雙排頂梳、自清潔頂梳、吹氣頂梳和新型加密頂梳。

頂梳的梳理要求:齒片耐磨、抗彎曲,具有足夠強(qiáng)度和彈性,針尖有持久的鋒利度,在高速度、重定量梳理過(guò)程中排短除雜能力強(qiáng),不嵌雜、自潔性能好,確保精梳過(guò)程順暢[4]。

3.3 技術(shù)創(chuàng)新

3.3.1 楔形齒尖,提高銳度

新型頂梳采用楔形齒尖設(shè)計(jì),新型頂梳齒頂寬為(0.06±0.002) mm,基部寬為0.25 mm,硬度大于700 HV0.2,表面粗糙度Ra值為0.4 μm,穿刺能力強(qiáng),插入棉叢效果好,其特殊的齒形輪廓設(shè)計(jì),減少了棉纖維纏繞的可能性,形成優(yōu)良的自清潔效果。清潔周期與普通頂梳相比,可延長(zhǎng) 4 倍以上,減少了多次停車(chē)清潔頂梳的時(shí)間,提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率,減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

3.3.2 柔性幾何尺寸設(shè)計(jì),增強(qiáng)梳理功效

傳統(tǒng)精梳頂梳的梳針一般設(shè)計(jì)為上尖下寬的形式,這種針形對(duì)穿刺不利,被頂梳梳下來(lái)的短纖維和結(jié)雜容易嵌塞在針隙中。新型頂梳的梳針為瘦長(zhǎng)型,設(shè)計(jì)齒密達(dá)35齒/cm,更利于針齒對(duì)纖維層的穿刺,頂梳插入深度可以設(shè)置為+1;由于針形改變,在齒密加大的情況下,齒隙沒(méi)有減小,下部通道寬暢利于纖維進(jìn)入,上部通道小利于攔截雜質(zhì)、短絨及棉結(jié),使頂梳效能得到增強(qiáng),尤其在前進(jìn)給棉中頂梳排除落棉達(dá)50%以上,同時(shí)減少嵌雜。此外,新型頂梳通過(guò)增加齒片寬度來(lái)增加強(qiáng)度和韌性,齒身采用消除棱角處理,延長(zhǎng)壽命,攔截梳理效果好,可有效抓取棉結(jié)、雜質(zhì)和短絨,防止梳下來(lái)的棉結(jié)、雜質(zhì)和短絨上竄并積聚在齒片上。與普通頂梳相比,新型頂梳可減少棉結(jié) 20%～30%。傳統(tǒng)頂梳與新型頂梳梳針齒形,見(jiàn)圖5。

a) 傳統(tǒng)頂梳 b) 新型頂梳圖5 頂梳梳針齒形

3.3.3 密度增加,提高攔截功能

頂梳梳針密度增加,對(duì)纖維梳理能力加強(qiáng),對(duì)小棉結(jié)去除效果好。對(duì)于頂梳梳針齒密,一般稀型為24齒/cm,標(biāo)準(zhǔn)型為26齒/cm,密型為28齒/cm,加密型為30齒/cm,特密型為33齒/cm～40齒/cm。新型頂梳由單排針改為雙排針,密度由26齒/cm增加到50齒/cm,梳針密度增加了92.3%,梳理效果增強(qiáng),減少了錫林繞花和頂梳嵌花。不同頂梳參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表8。

表8 不同頂梳參數(shù)對(duì)比

3.3.4 齒尖硬度及粘接平直度提高

高速精梳機(jī)要求頂梳針條隔距均勻、自潔效果好、不嵌雜。新型頂梳用金屬齒片替代圓錐形梳針結(jié)構(gòu),齒尖硬度提高到800 HV0.2以上,強(qiáng)度高,耐磨性能好;采用粘結(jié)工藝,齒尖直線度與刃口平面度均不大于0.08 mm,清潔能力提高,使用壽命延長(zhǎng)。

3.3.5 排列形式改變,利于維護(hù)

梳針采用彎角設(shè)計(jì),用壓板壓裝在頂梳板面向鉗板的一側(cè),頂梳板在前后擺動(dòng)的工作過(guò)程中不會(huì)與鉗板或后分離膠輥相碰撞。針條直線度好,針尖鋒利,穿刺性強(qiáng),剛性好,無(wú)并針,分梳質(zhì)量穩(wěn)定可靠;無(wú)需錫焊,維修方便,可以局部修補(bǔ)或整條調(diào)換針條,頂梳板或壓板可長(zhǎng)期使用。

4 結(jié)語(yǔ)

4.1新型精梳整體錫林的齒密增加,梳理點(diǎn)增加;齒頂寬減小,穿透性提高;齒片硬度、韌性增加,延長(zhǎng)使用壽命;大齒密結(jié)合角度,實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)分梳;梳理弧面增大,提高梳理強(qiáng)度;表面更光潔,實(shí)現(xiàn)柔性梳理;結(jié)構(gòu)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)隔距等。這些創(chuàng)新點(diǎn)解決了精梳錫林易嵌花、穿透性差、易損傷纖維、落棉多等問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了梳理的高質(zhì)、高效和高產(chǎn)。

4.2新型頂梳采用楔形齒尖,提高了銳度;柔性幾何尺寸設(shè)計(jì),提高了自潔性能;梳針密度增加,提高了攔截功能;排列形式改變,有利于維護(hù),解決了傳統(tǒng)頂梳易損傷、嵌花嚴(yán)重、性能差的問(wèn)題,提升了梳理效果,減少了維護(hù)成本。

4.3新型精梳梳理器材的創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步的前提是精梳機(jī)速度、給棉方式、梳理變速與恒速、隔距漸變與等隔距等精梳機(jī)技術(shù)進(jìn)步,能夠適應(yīng)精梳高鉗次、高質(zhì)量、智能化、低落棉、低耗能、免維護(hù)的發(fā)展需求。