一种新型喂棉机的结构和性能分析

郭超锋 马月双 靳向煜 韩 旭

(1.东华大学产业用纺织品教育研究工程中心，上海，201600; 2.绍兴县和中合纤有限公司，绍兴，312000)

一种新型喂棉机的结构和性能分析

郭超锋1马月双1靳向煜1韩 旭2

(1.东华大学产业用纺织品教育研究工程中心，上海，201600; 2.绍兴县和中合纤有限公司，绍兴，312000)

介绍了非织造喂棉机的发展现状，并分析了一种新型气压型振动喂棉机(Multifeed喂棉机)的工作原理和结构，双侧气流输送管道系统、抽吸装置和称量系统是该机的创新点。产品面密度的测试结果说明，用该新型喂棉机生产的水刺非织造布面密度的CV值在3%～6%范围内，而传统喂棉机生产的水刺非织造布面密度的CV值为5%～12%，产品的均匀性有很大程度的提高。

非织造布，气压型振动喂棉机，纤网均匀度

非织造布的生产工艺流程短，纤网质量的均匀性直接影响最终产品的质量。在梳理成网非织造工艺中，喂棉机是介于开清系统和梳理系统之间的重要设备，喂棉系统均衡、稳定地输出筵棉对纤网的质量(面密度以及长、短片段不匀率等)至关重要，喂棉机输出筵棉的均匀性直接决定了梳理纤网的均匀度。

1 喂棉机的发展现状

在非织造布的生产企业中，最常见的喂棉机有容量式振动喂棉机和气压式喂棉机两种，其在结构和性能上都有各自的优缺点。

振动喂棉机目前多采用光电控制和容量式振动给棉，以实现储料密度均匀和稳定地以定量形式给梳理机供棉。生产实践证明，这种振动喂棉机存在一定的问题。在振动板的振动和挤压下，经过开松后的纤维，因合成纤维抱合力差、弹性大等性能的影响，纤维块之间不能很好地贴实，导致纤维层密度稳定性差，直接造成纤网的长片段不匀;同时，在振动作用下，纤维易形成中间高，两侧低的堆积形式，较高位置的纤维层易遮挡棉箱内控制纤维亮度的光电控制器，导致喂入罗拉停止供棉，使纤维层密度较低，且呈现中间高两侧低的形态，造成筵棉质量不稳定，特别是幅宽方向质量不匀率较高，影响最终产品质量。因此，这种振动喂棉机在非织造布企业中的应用越来越少。

近年来气压式喂棉机已逐渐成为喂棉机的主流，该机采用现代的自动化控制技术，且在使用性能和节能方面均优于容量式振动喂棉机。气压式喂棉机有德国特吕茨勒(Trutzschler)公司的FBK539喂棉机和法国蒂博(Thibeau)公司的TCF喂棉机等，在设计上采用上下配置的复式储棉箱结构，利用气流输送纤维，由于采用了气压以及自调匀整的控制方式，纤维层的密度和均匀度得到改善。从生产实践情况看，气压式喂棉机的纤网不匀率比振动喂棉机的纤网不匀率降低了50%左右。

随着对非织造布生产线优质、高产需求的增强，喂棉机的结构也在不断发展和完善，本文介绍一种新型气压型振动喂棉机(Multifeed喂棉机)。

2 新型喂棉机的工作原理和结构

图1是新型喂棉机的结构示意图。该喂棉机上半部分为气压式喂棉机机构，下半部分为振动式喂棉机机构。此种机型为了保证纤网均匀度，并适应高产的要求，采取了振动与气流抽吸相结合的方式，筵棉输出网帘采用透气编织网帘，在其下方设置抽吸机构［1］。

图1 新型喂棉机结构示意

新型喂棉机的工作原理是:纤维在气流作用下进入喂棉机储料槽，气流可从槽壁上的网孔逸出。储料槽底部装有喂入罗拉1及给棉板，原料在喂入罗拉及给棉板的握持下(喂棉罗拉与给棉板隔距在12 mm内，可调)，由开松罗拉2开松成细小均匀的纤维簇进入下棉箱(开松罗拉和给棉板隔距在5 mm内，可调);与此同时，在下棉箱中，通过振动板8和透气网帘7下面的抽吸装置3，散纤维被进一步压缩、混合;在透气网帘7和沟槽罗拉9间形成密实而均匀的筵棉。

3 新型喂棉机的创新点

3.1 双侧气流输送管道系统

目前气流式喂棉机均采用单侧气流输送纤维管道结构。这种结构容易导致纤维在气流的作用下进入储料槽后，出现在靠近进棉端纤维少而远端纤维多的现象，即在上棉箱横向方向上纤维分布严重不匀的现象，且当纤维团较大时容易堵棉，最后导致喂棉机输出筵棉横向质量不匀。本文介绍的新型Multifeed喂棉机通过改进结构设计和技术创新，采用了双侧气流输送管道结构，见图2。

图2 双侧气流输送纤维管道示意

Multifeed系统的储料槽上装配一个双纤维输入系统，连接喂棉机储料槽的两个交叉平行输棉管道采用流线下倾的结构，互不影响各自的输入，如图3所示。由于两侧同时进棉，使得储料槽内的棉层在幅宽方向高度均衡稳定，避免了储料槽内棉层中间高、两侧低现象的发生，使得上棉箱内纤维层密度均匀，从而保证棉层经开松罗拉2开松后落入下棉箱时，纤维在整个幅宽方向的下落量均衡，提高了喂棉机输出筵棉幅宽方向的均匀度，从而提高最终产品质量。

图3 输棉管道流线下倾结构剖面示意

3.2 抽吸装置

由于合成纤维抱合力差、弹性好等性能的影响，纤维块之间不能很好地相互靠实，导致筵棉密度稳定性差，在下棉箱中设置抽吸机构，经抽吸风机的加压，纤维层被进一步压缩，纤维在下棉箱中的密度及均匀性得到提高。

3.3 控制纤网均匀度的称量系统

为改善纤网纵向均匀度，目前先进的非织造布干法生产线在筵棉进入梳理机前对筵棉进行检测。如法国蒂博公司的TCF喂棉机配置了Servo-X射线检测装置［1］来检测筵棉的面密度，可及时调整工艺参数，使输出纤网面密度在控制范围内。如图4所示，新型喂棉机配置一个称量系统，在输送筵棉的网帘下方装配称重装置，即时检测筵棉的重量。输送筵棉的网帘每前进10 mm，称重装置将进行一次称重，并实时将网帘上的筵棉重量数据传输给控制系统，数据经控制系统处理后，将反馈信号传递给喂棉机的喂入罗拉1及梳理机的喂入罗拉，以对两者线速度进行相应的调整。

图4 称量系统示意

同时，称量系统在筵棉输送网帘两端各有一个称重装置，可通过两端称重装置称重数据的对比，来判断幅宽方向筵棉的重量偏差，从而可通过调节下棉箱前壁罩板两侧的可调节罩板的前后位置来适当调节筵棉的横向重量不匀。

4 面密度测试与数据分析

4.1 试样面密度的测定

用圆盘取样机和电子天平测定试样的面密度。圆盘取样机取样的固定面积是0.01 m2;每组成品水刺非织造布按幅宽方向(横向)取20个样，沿纵向共取5组;用电子天平测定试样的面密度，然后求得平均值和均方差，计算不匀率CV值。

4.2 数据分析

被测试的用新型喂棉机生产的水刺非织造布的设计面密度是38 g/m2;纤维配比是50%涤纶，50%粘胶。取样方法是:从距离布边约2 cm处开始取样，横向自左至右每5 cm取样一次，纵向每50 cm取样一次，测试数据见表1。

表1 样品面密度测试数据 单位:(g·m－2)

由表1数据计算得到各组编号的横向面密度均匀度分析结果，见表2。

在表1横向的20列数据中随机选取5列数据，按横向编号分别计算5个数据的均方差、平均值和CV值，得到纵向面密度均匀度分析结果，见表3。

表2 横向面密度均匀度分析结果

表3 纵向面密度均匀度分析结果

由测试结果可知:用新型喂棉机生产的水刺非织造布的横向面密度CV值在6%左右，纵向面密度CV值在3%左右;而用传统喂棉机生产的产品面密度CV值一般为5% ～12%，可见新型喂棉机使产品均匀度得到进一步改善。

5 结语

新型喂棉机双侧送料装置以及下棉箱的振动给棉和抽吸装置保证了筵棉优异的喂入质量，从而增加了梳理纤网的均匀度，减少了纤维消耗;Multifeed喂棉机经过较短时间的调整即可达到高度均匀喂入，停开机造成的低质纤网数量很小［2］。因此，新型气压型振动喂棉机是符合优质、高产梳理成网非织造布生产线要求的一种设备。

［1］马月双，靳向煜，袁兴婕，等.高产非织造气流式喂棉机机构及性能特点分析［J］.产业用纺织品，2010，28(11):27.

［2］DiloSpinnbau水刺非织造布梳理系统开启新纪元［J］.纺织导报，2010(1):73.

Analysis on structure and properties of a new type of feeder

Guo Chaofeng1，Ma Yueshuang1，Jin Xiangyu1，Han Xu2
(1.Engineering Research Center of Technical Textiles，Ministry of Education，Donghua University;2.Shaoxing Hezhong Fibre Co.，Ltd.)

The current development of nonwoven feeder was introduced and the working principle and structure of a new type of vibration feeder with air pressure were analyzed，and the innovations of it was double air flow pipe system，suction device and scale system.Product density test results indicated that CV value of weight per square meter of the spunlaced nonwovens produced by new type of feeder was from 3%to 6%，and had improvement at large degree than that of spunlaced nonwovens produced by traditional feeder at range of 5%to 12%.

nonwovens，vibration feeder with air pressure，fiber web uniformity

TS173.2

A

1004－7093(2011)09－0037－04

20110－06－13;修改稿:2011－08－08

郭超锋，男，1985年生，在读硕士研究生。研究方向是水刺非织造材料的产品开发和工艺。