梳棉机弹性盖板针布嵌杂原因及控制

2015-12-19陈玉峰

纺织器材 2015年4期

陈玉峰

（光山白鲨针布有限公司，河南光山 465450）

弹性盖板针布是梳棉机回转盖板上重要的梳理器材，其在梳理过程中与锡林上的金属针布共同作用，将束纤维分解梳理成单纤维状态，同时排除杂质和短绒。在实际生产过程中，由于受到原料含杂、流程排杂、工艺配合及管理等方面因素影响，造成盖板梳针出现损伤、倒针、乱针、脱针、锈蚀等问题，以至针布嵌杂挂花而影响梳理效果。因此，笔者对针布嵌杂问题进行了探讨，以便有效控制其发生。

1 弹性盖板针布嵌杂分类及影响

1.1 嵌杂分类

弹性盖板针布嵌杂是影响梳理效果的常见问题之一。其主要形态有：全套针布嵌杂，部分针布嵌杂，单根针布嵌杂、挂花等。各种纤维都会嵌杂：在梳理化纤、棉纤维、色纺纤维过程中，会不同程度地出现盖板针布嵌杂；嵌杂的部位为：在针尖部位嵌入硬块，针身嵌杂，针根嵌杂，底布损伤嵌杂。

1.2 嵌杂的影响

由于弹性盖板针布嵌杂后清理困难，从而导致梳针变形，进而影响针布对纤维的分梳、除杂、均匀、混合作用，也使纤维握持及穿刺、梳理释放功能降低，针布使用寿命缩短［1］。

2 弹性盖板针布充塞嵌杂原因

2.1 弹性盖板针布自身缺陷

2.1.1 磨针粗糙

弹性盖板针布梳针成型过程主要由磨针实现，双凸形针身钢丝通过磨针机侧磨、平磨、压磨后成型，所用砂轮片磨料粒度依次逐渐变细，磨出梳针侧面粗糙度逐渐减小；若磨料控制不当，梳针两侧面会形成粗糙的条状磨痕。

2.1.2 梳针淬火氧化

针尖淬火能够改善针尖金相组织结构以获得良好的硬度，淬火时对针尖迅速加热并迅速在冷却介质中冷却，然而加热使针尖中的铁元素与空气中的氧反应产生氧化物，影响了梳针的表面粗糙度。

2.1.3 梳针表面缺陷

梳针表面有裂纹、拉裂、分层、麻坑等缺陷，侧磨针尖时不易去除，这是因为在新生磨削面会出现新的裂纹、麻坑等缺陷；碳元素局部严重偏析，淬火不均匀导致梳针表面粗糙度不良；梳针表面防锈油膜成形不良，针尖表面生成粗糙的铁氧化物；防锈油喷涂过多，导致梳针表面粘附的纤维不易脱落而产生缠绕，形成挂花［2］。

2.1.4 弹性不均匀、前角变大

材料钢丝的硬度、弹性不均匀，导致针布上梳针植角不同，极易出现点状挂花。另外，因底布、梳针都为弹性体，梳针受力后与底布的植角变大，在制造时应控制前角比设计值大，当受纤维拉伸后的梳针前角接近理论角度时，若握持力不足使角度变化过大而达不到设计值，则会造成挂花［3］。

2.1.5 针尖锋利度不良

针尖锋利则对纤维束的穿刺分梳能力强，利于将束纤维分离为单纤维，且不易对纤维形成揉搓挤压，此时梳针针尖受纤维拉力较小、前角变化也较小，这样针布就不易挂花、充塞。

2.1.6 植针清晰度差

植针要求在底布上均匀排列，无高低针、仰角、乱针；否则在梳理过程中会因梳针受力不匀而造成嵌杂、挂花。

2.2 原料纤维含糖、杂质过大

影响纤维表面粗糙度的主要因素源于纤维的含糖量，若消糖措施不足而使纤维的粘度升高、可纺性差，致使纤维在梳针表面不易脱落而产生缠绕，形成挂花。

杂质未能及时排除，嵌在梳针间或梳针与底布间，造成嵌杂；原料含杂大，刺辊后部工艺或开清棉的落杂不合理，排杂不及时从而嵌在弹性盖板针布上，所以当原料含杂偏多时，落棉量应随之加大。

2.3 针布选型不当

弹性盖板针布梳针针身有直针和弯针之分，直针的转移效果好而控制能力弱，弯针的控制能力强而转移效果比直针差。在梳理不同纤维时要选用不同针身的针布，如梳理化学纤维需要加强转移能力，一般选用直针针布，如果选用弯针针布，就会出现嵌杂的问题。梳针植针形式不同，对纤维的控制能力也有所不同，在梳理静电大或杂质大的纤维时，选用针密过大同样会造成针布嵌杂。

2.4 工艺配置不当

梳理过程中，弹性盖板针布与锡林针布握持纤维使其逐次不断伸直、纤维层在针面间不断挤压，梳针受到梳理作用力，使底布和针根受到力偶平衡作用造成损伤［4］。虽然在梳理过程中应注重紧隔距、强分梳的梳理工艺理念，但是隔距配置过小会使纤维在针面间承受较大的梳理力，造成纤维沉入针根而嵌杂。

2.5 除尘排杂不畅

除尘设备是梳棉机的辅助设备，随着梳棉机向高速高产发展，除杂后的排杂成为主要工艺问题之一。虽然梳棉机有排除与收集杂质工艺，但若清刷剥取、吸风系统出现问题，则会导致吸不走、机台负压点负压不够等问题，从而影响转移造成嵌杂。

2.6 管理维护不及时、方法不当

针布使用管理不当，造成梳针出现损伤、乱针、倒针、倒角、不锋利、生锈挂花、底布不牢固、不光洁等问题，以至针布嵌杂；只使用、不维护，造成逐渐嵌杂；相对湿度控制不好或针布存放不当锈蚀，也会造成嵌杂；盖板起浮作用不良，造成嵌杂［5］。

2.7 针布损伤

针布损伤造成嵌杂，如固定齿条盖板、道夫、刺辊、锡林绕花等原因或转移不通畅，造成盖板嵌杂。特别是刺辊、后固定齿条盖板的损伤，造成预分梳效果下降，纤维束进入主分梳区时，纤维集结体和棉束较大，造成局部分梳阻力增大，使纤维或杂质沉入齿根造成嵌杂。

2.8 温湿度管理不当

车间相对湿度过大，造成针布锈蚀挂花、嵌杂，特别是在梳理有色化纤、功能性纤维或差别化纤维过程中，为控制静电而局域加湿不当，使喷雾或喷水进入梳理区，造成嵌杂。

3 弹性盖板针布嵌杂、挂花的控制措施

3.1 提高制造精度

提高弹性盖板针布的制造精度，重点控制好耐磨度、平面度、锋利度、清晰度、表面粗糙度和淬火均匀度，保证上车针布针尖的平面度误差不大于0.05 mm，且隔距精准。清晰度、表面粗糙度、淬火均匀度需达到行业标准要求，以减少造成针布嵌杂的不合格因素。

3.2 合理分配除杂效率

优化梳棉机定量，使纤维能在锡林与回转盖板针布间及时转移；提高开清棉工序对原棉的除杂效能，以减轻梳棉机针布对纤维的除杂负荷；当棉卷和筵棉的含杂过高时，容易使未得到有效清除的棉流进入锡林—回转盖板主梳理区，造成嵌杂。当加工含杂2.9%原棉时，弹性盖板针布出现嵌杂，应对清梳联流程重新调整以消除弹性盖板针布嵌杂的问题，具体见表1。

表1 调整清梳联流程平衡落杂降低弹性盖板针布嵌杂

从表1可知，增加了FA106型除杂设备后，通过大杂早落的分配，减轻了梳理的排杂负荷，弹性盖板针布嵌杂得到了控制。

3.3 合理选择针密

传统观点认为，要加强分梳则针密越大越好，但针密过大也容易嵌杂。如果所纺纱号较粗、原料含杂较高，则所选配的针布针密不宜过大，特别是横向针密越大，棉籽壳、木屑、杂质变小后更容易嵌在针隙间。加工转杯纺OEC 36.4tex纱时，原料中有回用棉及梳棉车肚落棉，选用MCH45型弹性盖板针布出现嵌杂，当调配为TP36型时，弹性盖板嵌杂现象消除。

3.4 提高锋利度和表面粗糙度

弹性盖板针布不锋利、不能和锡林针布形成有效的梳理，很难抓取到应排出的盖板花和杂质，增加了锡林针布的嵌杂［6］。传统的弹性盖板针布一般采用机下磨针，通过清刷和磨砺高针来提高弹性盖板针布的表面粗糙度和锋利度。在梳棉机上加工细绒棉C 14.6tex纱，弹性盖板针布使用2.5a未进行有效的维护，造成了弹性盖板针布嵌杂；采取机下磨针0.05mm并校正平面度，清刷针隙使弹性盖板针布嵌杂问题得以消除，细绒棉生条棉结由36粒／g降到31粒／g。

加强维护，减少盖板起浮、嵌杂。盖板起浮造成踵趾面的着力点不固定，而非固定性的磨损又会造成磨损面的不均匀，应对各点隔距校正准确，保证弹性盖板针布回转灵活、减少起浮。清梳联生产线配置FA201B型梳棉机，纺1.33dtex×38mm粘胶纤维，生条棉结要求在1粒／g以下，实际为3粒／g，且盖板嵌杂挂纤维多。分析原因是盖板起浮后踵趾面作用不良，采取控制措施前、后结果见表2。

表2 工艺优化前、后对比

3.5 合理选择梳针植针形式

梳针针身有两种形式：弯针，直针。直针梳针受分梳力作用易后倾，针尖以弧形反弹，引起两针尖面间隔距变化，需增强底布握持力和梳针刚度来减少后倾角；而弯针梳针可利用针膝后倾使针尖降低以抵消针尖反弹复位［7］。在加工1.56dtex×38mm涤纶纤维时，选用尖劈形针尖的MCH42型弹性盖板针布出现了嵌杂问题，后改用MCZ32型弹性盖板针布使嵌杂问题得到了消除（见表3）。

表3 尖劈形针尖弹性盖板针布嵌杂对比

从表3可知，尖劈形针尖针布易于纤维转移，盖板不易嵌杂；弯针针布对纤维的控制力强，但容易嵌杂。

3.6 优化梳理隔距

针尖面隔距过小，使进入锡林—盖板分梳区的纤维受罩板挤压使锡林针布嵌杂增加。在JWF1207型梳棉机加工1.33dtex×38mm涤纶纤维时，定量为23.5g／（5m），出条速度为170m／min，在使用MCZ32型弹性盖板针布过程中出现盖板嵌杂问题，进行工艺优化后得到了改善；工艺优化前、后对比见表4。

表4 优化梳理隔距前、后MCZ32型弹性盖板针布嵌杂对比

由表4可见，原有盖板隔距设计入口小、阻力大，影响纤维转移，纤维集聚造成棉网转移困难。采用渐紧隔距后，入口纤维的转移阻力减少实现了渐进分梳，预分梳区梳理效果加强，为精细分梳区提供了条件，配合罩板落棉控制措施能够实现正常落棉均匀合理［4］，减少盖板嵌杂。

3.7 正确使用高含杂、高含糖原料

在加工含糖四级以上的原棉时，由于糖的粘性往往造成粘缠挂绕，对盖板嵌杂影响很大。一般使用含糖四级以上原棉的比例不超过30%时，可有效控制盖板嵌杂的产生。

3.8 温湿度管理

正确掌握生产车间的相对湿度防止针布锈蚀，有利于减少嵌杂。在梳理过程中，为了减少静电，对纤维进行了局域加湿或者喷雾加湿，造成梳棉工序回潮过大或不匀，从而导致针布锈蚀后盖板嵌杂。为了防止这种问题，梳棉车间回潮率一般控制在55%～60%，加工涤纶时控制在60%～65%，有利于稳定梳理质量，减少盖板嵌杂。

3.9 合理设计除尘参数

除尘参数设计的合理与否，对弹性盖板针布嵌杂影响很大。传统梳棉机控制机台吸风负压为“－400Pa”，高速高产梳棉机负压控制在“－850 Pa”以上；当负压值达不到时，杂质在梳理过程中得不到有效地收集和转移，梳理负荷过大造成盖板嵌杂、针布损伤，影响梳理质量。

4 控制高速高产梳棉机针布嵌杂的探讨

4.1 降低弹性盖板针布总高

总高由原10mm减小为7.5mm～8.0mm，使梳针露出底布不大于2mm，则梳针抗弯强度增大，能承受较大分梳力，减少针间充塞纤维。

4.2 增大弯针弹性盖板针布的植角

由于弹性盖板针布的抓取控制能力强、释放能力弱，容易出现盖板花量大的问题，采用植角为78°的弹性盖板针布，梳理强度通过针密来保证，转移通过大植角来控制，以抓取和释放相结合的控制措施实现质量的稳定［8］。

4.3 尖劈形针尖弹性盖板针布密植

尖劈形针尖弹性盖板针布锋利度较好，可提高对纤维束的穿刺能力和分梳效果，如梳针尖劈角为16°，则其锋利度大幅提高。增加针布横向针密对分梳作用影响较大，通过改进植针方式可使横向针密增大，分梳效果得以改善。目前，尖劈形针尖弹性盖板针布密度有突破400齿／（25.4mm）2的可能，对降低针布嵌杂有明显作用。

4.4 改进弹性盖板针布梳针针身截面形状

梳针针身的截面形状由圆形、三角形、扁平形发展到目前的双凸形、菱形、卵形等，提高了梳针的抗弯强度，减少了梳针分梳时的弯曲变形，梳针的握持能力随之提高，梳理能力大大增强；如能进一步减小弹性盖板针布的总高，以提高抓取能力和转移能力，则能进一步减少盖板嵌杂。

4.5 针密增大

为了使弹性盖板针布趾端针密较小，踵端针密较大，植针采用条纹和缎纹结合型（又称“稀密型”）的排列，使锡林—弹性盖板分梳时，盖板趾端不易因为充塞纤维和破籽而影响分梳效能；针密增大的盖板制造精度应更高，才能减少盖板嵌杂。

4.6 改进底布结构

新型弹性盖板针布的底布采用橡皮面，使底布耐油、耐热、弹性好，嵌塞纤维容易抄清；增加底布的层次和厚度可以提高底布的强力、弹性和握持力［9］。