合理梳理，提高纺纱效益

白 雪，路红星

(1.《纺织器材》杂志社，陕西 咸阳 712000；2.河南省辉纺纺织有限公司，河南 辉县 453600)

0 引言

合理梳理，就是在纤维得到充分梳理的同时，保证纤维受力均匀、柔和，最大限度地避免纤维横向流动和损伤。这里要注意两点：一是充分梳理，二是柔顺梳理。

1 合理梳理对梳理器材提出更高要求

1.1 充分梳理对梳理器材的要求

充分梳理就是要把紧实、杂乱、含杂高的纤维团(块)分解、分梳成为松散、平顺和含杂低的单纤维或纤维束，之后单纤维或纤维束还需要被反复梳理，使纤维最大程度伸直且平行。要使所有的纤维有机会得到牵引和拉伸，梳理用针布必须具备“尖、密”的特征，其针尖要清晰(体现出“尖”)，才能完成对纤维的穿刺。

不同用途的针布应根据其主要功能进行优化设计，使针布具备“尖、密”的特征。部分针布齿条制造企业结合工作角中间部位加负角[1]的思路实现刺辊针布加密，这种针齿加密设计有利于充分梳理，也有利于杂质的排除分离；为增加纤维的梳理次数，锡林针布的齿密也应增加，但其横向齿密过大影响纤维容量，同时也易引发嵌花或嵌杂；部分制造企业采用阶梯高低齿[1]设计，增加纵向齿密，以增加纤维梳理次数，兼顾不同长度纤维的梳理。弹性盖板针布承担大部分的分梳排杂任务，同时又是最容易损伤纤维的梳理元件，其设计或选型应主要考虑：一方面，加大齿密以增加梳理纤维的能力；另一方面，梳理通道大而通畅。盖板针布要兼顾齿密和梳理通道，应从选用高强度细梳针和优化梳针排列方式两个方面入手。刺辊针布齿顶宽度收窄，锡林针布的锥齿形设计，体现了针布“尖”的设计要素，使其对纤维的穿刺握持更加容易。

1.2 柔顺梳理对梳理器材的要求

在梳理过程中，应尽量柔顺梳理，避免包含针布因素在内的各种形式对纤维的损伤。提高针齿穿刺能力，可以在很大程度上避免纤维损伤。针尖应清晰尖锐、工作角设计合理，以减小对纤维的打击。针布齿条齿部表面粗糙度好，以减小针布和纤维之间的摩擦。

为保证梳理质量长期稳定，针布的各项理化指标也应追求最优。

2 合理梳理对梳理工艺的要求

根据原料和纺纱质量合理选配梳理器材和梳理工艺。不同种类的纤维对梳理的要求不同，在梳理过程中被转移的能力也不同。合理梳理对梳理工艺的要求，主要体现在梳理的柔顺性。工艺保障梳理柔顺性的基本要求是，不因工艺原因导致大量纤维断裂或大量纤维不能平顺的沿针布纵向排列。以最为常见的棉和粘胶为例，笔者主要就不同被转移能力的纤维与工艺的匹配展开论述。

2.1 两种原料对比

棉纤维较短、较粗，断裂强度较高，整齐度差，含杂高；粘胶纤维长度较长，断裂强度较低，较细，整齐度好，含杂少。

棉纤维含杂较高，较高的刺辊速度可以更好的使其开松分解，杂质暴露更充分，有利于除杂；同时，棉纤维较短、较粗，牵伸力小，容易脱离给棉罗拉和给棉板形成钳口的控制，顺利转移至刺辊上。纺棉时，可依据原棉品质和含杂量来调整刺辊速度，FA201B型 (下文均以此机型为例) 的刺辊速度约为800 r/min；较高的角速度是产生较大离心力的关键因素，有利于棉杂清除。

粘胶纤维含杂较低，纤维较长、较细，牵伸力大，不容易脱离给棉罗拉与给棉板形成钳口的控制；未脱离钳口且已接触刺辊的纤维会被快速旋转的刺辊打击或摩擦，造成纤维损伤；纺粘胶纤维时，刺辊转速不宜过高，约为600 r/min。

2.2 协调好转速比、速度差的关系

保持合理的转速比[2]，是纤维顺利从刺辊转移至锡林的前提条件。纺棉时，较高的锡林转速保障了棉纤维的顺利转移，增加梳理次数使梳理更加充分。棉纤维长度较短，刺辊齿尖和锡林齿尖同时握持棉纤维的概率不大，故拉伤纤维的概率也不大。相同的转速比，锡林转速较高时，锡林与刺辊间表面线速差加大，纤维转移时加速度大，相同条件下纤维受力大。粘胶纤维在刺辊、锡林间转移时，快速加速的纤维脱离较强牵伸力控制时尾部自由端容易发生扭转，极端情况会导致整根纤维扭转；通常纤维越长，受到的加速度越大，纤维发生扭转的概率和幅度就越大。如果纤维不能平顺的沿针布纵向排列，就会受到与锡林配合的梳理件的切割或研磨，增加短绒和纤维性粉尘。这类粉尘单体质量极小，因质量与离心力正相关，粉尘受到的离心力小于与纤维间的附着力，故粉尘会附着在纤维上，但不会对并条、粗纱工序产生危害。在细纱工序，前牵伸区的纤维数量少，粉尘暴露，快速纤维与慢速纤维之间摩擦剧烈，部分粉尘开始脱落，如遇集合器和压力棒等摩擦力界的作用，粉尘脱落量更多；另外，一部分粉尘会在纤维与导纱钩、纤维与钢丝圈的剧烈摩擦过程中脱落。粉尘和逸散短绒的大量存在，会导致断头数量增加，粉尘和短绒易堵塞吸棉笛管，导致细纱缠绕问题高发。

3 梳理不合理导致效益降低的实例

表1是FA201B型梳棉机纺粘胶在隔距不变的情况下，将锡林、刺辊转速调高至棉纤维适纺水平的工艺参数，结果发现粉尘危害明显。说明调高二者转速，表面上增加了梳理机会，但速度差加大导致纤维的不合理受力也加大。

表1 调高转速时梳理工艺参数

项目参数盖板5点隔距/mm0.10,0.09,0.08,0.08,0.09给棉罗拉—给棉板隔距/mm0.05刺辊—给棉板隔距/mm0.17刺辊—除尘刀隔距/mm0.17锡林—刺辊隔距/mm0.07后固定盖板—锡林隔距/mm0.15,0.17,0.19后上—下罩板—锡林隔距/mm0.22,0.26前固定盖板—锡林隔距/mm0.10,0.11,0.12前上—下罩板—锡林隔距/mm0.33,0.21锡林—道夫隔距/mm0.05锡林转速/(r·min-1)330390刺辊转速/(r·min-1)650780备注有纤维性粉尘,基本不影响细纱正常开车细纱工序缠绕严重,车面、地面有大量纤维性粉尘

4 合理梳理对梳棉机设计的要求

4.1 力学观点与纤维受力

以主动件、牵引件、被动件为模型进行力学解释，匀速运动(包含静止)时速度不会影响牵引件受力，速度变化即加速度会导致牵引件受力变化。具体到转移过程中的纤维，目标速度与原有速度差距越大，纤维受力越大。此种情形下，纤维受力是握持力与牵伸力短暂较力的过程，短暂较力后失衡，纤维达到目标速度，完成转移，这是设计速比的预期；此种情形下纤维受力不是握持力与牵伸力持续较力的过程，相当量的纤维会在较力结束后完全失去牵伸力控制，这也是转移过程纤维受力与典型钳口握持牵伸过程纤维受力的最大区别。失衡会导致纤维拉直伸长趋向消失，从牵伸力失控端发生应对变化，产生扭转回缩。笔者不对纤维自身因素抗扭转能力深入探讨，但可以肯定的是，纤维扭转幅度与纤维受力有关，通俗的说，受力越大失控时回弹扭转幅度越大，这就是要控制速度差的原因。

4.2 控制速度差的措施

4.2.1降低梳棉机转速

降低梳棉机转速是纺纱厂可以采用的最简单、最方便的措施，该措施不会改变刺辊—锡林间的转速比。

4.2.2增大刺辊直径

增大刺辊直径，同等情况下可有效减小刺辊—锡林间的速度差。

4.2.3多刺辊设计

多刺辊设计，可以在增大总转速比的同时，减小末道刺辊与锡林间的速度差。

5 梳棉机刺辊系统的发展趋势

长期以来,单刺辊系统是梳棉机结构的主流，以设计简单，工艺成熟，维护保养方便著称。单刺辊梳棉机产量水平几乎接近上限，其分解梳理能力也有局限。有文献表明[3]，棉束从907个降至375个，刺辊—锡林转速比需调高至2.7，但这样的转速比显然会有弊端。意大利马佐里公司的多款梳棉机刺辊直径达到350 mm，刺辊直径增大，有利于减小刺辊—锡林速度差，线速度增大会增加对给棉纤维的打击。

为突破单刺辊梳棉机的局限，双刺辊梳棉机曾被研发量产，但因存在缺陷未得到进一步发展。

特吕茨勒公司1995年推出一款DK308型三刺辊梳棉机，立达随后也推出了三刺辊设计的C60型梳棉机。目前，国内企业也有多款高产三刺辊梳棉机型。三刺辊之间都存在转速比，多个转速比的存在有利于纤维取向，同时使纤维加速过程变得缓和，末道刺辊上的纤维(束)已经有较高的速度，末道刺辊与锡林的转速比可从小把握，减小两者之间速度差，减小转移过程中的纤维受力，避免纤维扭转和横向移动。三刺辊设计有利于分梳效能提高，转移到锡林的几乎全是单纤维状态，后续梳理更加充分。事实证明，三刺辊梳棉机不仅产量高，生条质量也明显优于单刺辊梳棉机。

梳棉机刺辊系统由单刺辊向三刺辊的演变是大势所趋[4]。三刺辊系统中每个刺辊都装配有分梳板，使分梳和后续梳理更充分。纤维从给棉到转移至锡林的加速过程分步进行，柔和的受力使纤维最大程度的保持拉直伸长趋势、更柔顺的沿锡林针布纵向排列。三刺辊梳棉机锡林转速都比较高，可同步提升产量和质量。三刺辊梳棉机的设计是对合理梳理理念的理解和认同。

6 结语

科学的梳理理念是先进梳理器材、先进工艺思想和先进梳棉机型的基础，可以促进产量和质量的跃升。合理梳理不是一个单一概念，它涵盖充分梳理和柔顺梳理的理念，如何掌握好“合理”这个度，是实际工作中的难点。合理梳理是做好纺纱工作的关键，必须得到重视，梳理器材的进步会使梳理更充分，能有效避免纤维损伤，使合理梳理过程长期稳定。但是，先进的梳理器材只是合理梳理的硬件要素，合理梳理还必须考虑不同纤维的自身特点，必须匹配合理的梳理工艺，必须对梳理过程中的纤维受力有科学的认知。提高梳棉机产量和提高锡林速度有关联，但锡林—刺辊间速度差不宜过大，必须匹配或合理过渡。