略谈梳棉机针布间隔距

2020-12-21刘古立

纺织器材 2020年5期

刘古立

(特吕茨勒纺织机械(上海)有限公司，上海 201707)

0 引言

“隔距”是棉纺工艺和棉纺机械的专用术语，是以英文单词“gauge”的谐音转化的外来语。“梳棉隔距”是工艺人员根据梳理工艺要求制订的“名义隔距”，也称为“工艺隔距”，而维修人员在梳棉机上所做的“物理隔距”又称为“上机隔距”。隔距的设置对梳棉机的产质量至关重要，是考量企业技术人员专业水平和技工工匠水平高低的标尺[1]。在日常工作中，我们对梳棉隔距似乎已经烂熟于心，其实由于各方面影响因素的变化，我们始终走在认识、探索和追求更佳隔距的路上。

1 梳棉机隔距的回顾

1.1 低产梳棉机时代的梳棉机隔距

自回转盖板梳棉机问世以来，经历了百年低产年代，台时产量约为3 kg～5 kg，喂入棉层较薄，以纺制环锭普梳粗中号纱为主，原料含杂较少，易满足梳理要求。梳棉机上的滚筒早年由铸铁制造，锡林、道夫、刺辊采用铜瓦轴衬，零件精度不高。除刺辊采用金属针布齿条外，其他主要梳理滚筒上全部采用弹性针布，刚性较弱，弹性变形较大。在低产梳棉机上，由于喂入棉层一般为415 g/m～465 g/m，给棉罗拉—给棉板间隔距多为0.18 mm，给棉板—刺辊隔距为0.18 mm～0.25 mm，刺辊—除尘刀隔距为0.56 mm。刺辊—小漏底间有5点隔距，设定时做第1点和第4点；第1点即进口隔距，根据小漏底弦长不同，一般为3.18 mm～9.52 mm；第4点为小漏底与大漏底接合点，为0.40 mm～2.38 mm。刺辊—锡林间隔距为0.18 mm，锡林—回转盖板间隔距为0.25mm，0.23mm，0.20mm，0.20mm，0.23 mm，锡林—道夫间隔距为0.13 mm；这些工艺隔距基本适应当时产质量的梳理要求。

1.2 初始高产阶段的梳棉机隔距

20世纪60年代开始，国际上开发了高产梳棉机；我国稍晚开发出A186型系列梳棉机，而棉纺厂是对在用的低产梳棉机进行了改造。到20世纪80年代，已基本淘汰了斩刀间歇式剥棉，实现了罗拉剥棉连续化，锡林、道夫金属针布化，锡林、道夫、刺辊滚动轴承化，圈条大筒化等，梳棉机提高到单产为15 kg/h～30 kg/h。产量的显著提高，给质量带来了压力——不仅不能恶化、还要进一步提高，特别是要减少棉结、杂质。为了适应这样的要求，国外新型高产梳棉机采取了一系列增强梳理的措施，如增大金属针布的齿密，配置各种附加梳理部件，提高锡林转速及采用多刺辊等。我们国内则主要是采取“紧隔距，强分梳”的梳理工艺，以及“四快一准”的设备维修标准以强化梳理，达到减少棉结、杂质的质量要求。“紧隔距，强分梳”主要是体现在缩小锡林—回转盖板间隔距，普遍设置为0.18 mm，0.15 mm，0.15 mm，0.15 mm，0.18 mm。上海地区的一些技术先进单位，如嘉丰棉纺织厂通过大平车、更换锡林轴、磨砺锡林和道夫滚筒等基础维修措施，锡林—回转盖板间隔距减小为0.15 mm，0.13 mm，0.13 mm，0.13 mm，0.15 mm，使“紧隔距，强分梳”的工艺理念对我国的梳棉工艺实践产生了深远的影响[2]。

1.3 采用国际先进技术的梳棉机隔距

我国改革开放以后，为了提升纺织装备水平，改变落后生产能力，引进了国际最先进的纺织机械设备。引进的梳棉机应用清梳联技术，实现了高产连续喂棉，固定盖板和刺辊分梳漏底成为标配，梳棉机台时产量在纺精梳品种时达到40 kg，转杯纺品种达到70 kg～100 kg。这些新型高产梳棉机的隔距反映了一系列节约落棉、减少纤维损伤的先进技术理念。为适应喂入棉层的重定量、减少纤维损伤，给棉罗拉—刺辊间隔距放大设置为1.02 mm。刺辊分梳漏底取代了传统尘棒和网眼形式小漏底，集成了除尘刀和刺辊分梳板，与刺辊隔距设置为1.02 mm，有利于后车肚纤维回收和对棉束进行梳理。锡林—回转盖板间隔距增加为6点调节，提高了精确度；同时，为了提高梳理度的锡林转速较高，因此锡林—回转盖板间的隔距设置为0.23 mm，0.20 mm，0.20 mm，0.20 mm，0.20 mm，0.23 mm。固定盖板、棉网清洁器与锡林间，由后到前组合隔距从0.51mm到0.25 mm，顺应棉束尺寸变化、渐进增强分梳。引进的高产梳棉机采用的隔距设置，为我们的高产梳理工艺提供了借鉴。

1.4 迈向工业4.0时代的梳棉机隔距

21世纪以来，随着高科技、数字信息技术、节能环保理念的发展，特别是工业4.0的浪潮兴起，纺纱设备制造技术发生了深刻变化。在线检测不断扩展，人机对话已现端倪；铝合金、工程塑料、碳纤维等新材料的采用，替代了部分铸铁、钢板制造的零件；纺纱原料也有了较大变化，粘胶纤维纺纱已经超过了棉花的用量。社会经济的发展催涨了劳动力成本，同时生活水平的提高也使劳动者对改善工作条件的要求越来越高，迫使众多企业寻求高度自动化的设备以减少用人，即向“机器换人”发展。在这样的时代背景下，梳棉机也向着智能化方向发展，梳棉机隔距不再仅以静态设置为标准，而是以实时动态隔距达到梳理工艺要求，如特吕茨勒在TC系列梳棉机配置的T-Con系统，在线检测梳棉机的冷车和热车的梳理隔距，实时反映隔距的变化，为工艺调整提供准确信息。选用微型电机化的精确除尘刀设置系统PMS、结合落棉感应器的梳棉机，可以根据监控落棉含杂情况自动调节漏底除尘刀的位置，以优化后车肚落棉量。微型电机化的精确回转盖板设置系统PFS结合T-Con系统，可以自动微调盖板隔距，以保证梳棉机始终在正确梳理隔距下工作。

巴塞罗那 ITMA2019国际纺机展上，新一代智能化梳棉机TC19i将回转盖板工作区的隔距调节点增加到了8个点位，梳棉机会随着机器运行过程中的温度变化而自动微调，保证恒定的锡林—回转盖板间梳理隔距，最小隔距可以保持为0.08 mm。隔距优化系统T-Go可以根据用户输入的原料，自动推荐理想的梳理隔距；工作人员通过显示屏确认或修改推荐隔距后，T-Go系统即可秒设完成。智能化梳棉机的出现，改变了传统的梳棉机隔距设置方法和理念，使梳棉机隔距设置更精确、更方便、也更契合梳理工艺。

1.5 柔和分梳工艺与梳棉机隔距

近年来，国内有纺织专家提出新的工艺思路，呼吁摒弃“紧隔距、高速度、强分梳”的梳理工艺，提倡柔和分梳，避免隔距过紧、打击过度对纤维造成损伤。如陆S纺纱工艺理论认为[3]，前纺必须重视保护纤维，而锡林—回转盖板间隔距是决定梳理效果和纤维损伤的关键因素。采用紧隔距工艺虽然可以降低棉结和杂质，但会增加短绒，尤其是10 mm以下的短绒，导致纤维强度和匀度降低，也会加剧针布锋利度衰退，因此锡林—盖板间隔距宜放大设置，最小不应小于0.20 mm，0.18 mm，0.18 mm，0.18 mm，0.20 mm。在他们的指导下，一些企业试行了这些新工艺，取得了一定的积极效果。

2 梳棉机隔距是梳棉的核心工艺参数

在梳棉各项工艺中，机器速度、针布规格、喂入和输出定量基本通过选项确定，而梳棉隔距因多样性、灵活性和复杂性不易准确掌握，只有在长期实践中，针对不同原料、品种、产质量要求及生产条件不断优化，才能形成合理有效的梳棉工艺隔距。

梳棉隔距是指梳棉机部件之间非常靠近的固定位置关系，一般为0.10 mm～1.01 mm，也有比较大的隔距，如大、小漏底隔距会大到毫米级。隔距把梳棉机各主要梳理部件关联起来，使梳棉机形成一个整体作用，互相配合，对纤维原料进行分梳和转移，实现对纤维梳理加工。隔距的设置对纺纱生产的影响很大，隔距设置不当即会造成梳理不良或纤维损伤等，导致输出生条中的棉束、棉结、杂质、短绒较高，对成纱的强力、条干以及布面外观质量等造成不良影响。有些隔距设置不当，会导致生产成本增加，如刺辊部分隔距过小时加大了后车肚落棉量，降低了制成率；在回转盖板顺向运转的梳棉机上，当锡林与前上罩板的隔距太大时会造成盖板花过厚、增加了盖板花率；还有些隔距设置不当时则造成梳棉气流紊乱，从而产生纤维通道挂花、纤维转移不良、棉网破损，导致断头增加，并会进一步增加下游工序的断头、降低纺纱生产效率。梳棉隔距是梳棉机上各设置点隔距的集合，设置梳棉隔距应具有整体性、系统性，才能顺利地完成梳棉加工，而所有单机隔距又集合成梳棉工序的整体梳棉隔距。如果隔距设置不当则不仅影响该单台梳棉机的梳理效果，甚至对整个梳棉工序的质量造成不良影响。

梳棉机隔距看似并不复杂，若要做好上机需要掌握技巧，各梳理部件的齿尖面圆柱度或盖板针布针/齿尖平面度，都应做到允差范围。因为纤维的直径是微米级，隔距的细微差别便会对纤维的分梳产生明显影响，而隔距的这种细微差别是无法精确测量的，只能利用不同尺寸规格的隔距片加人工感觉。因此，隔距的操作调整依赖操作者的技能水平，经长期操作和感悟隔距松紧程度来准确把握；隔距的水平也依赖企业的整体实力，如果不重视基础建设，车间地面差异大，空调保温设施不到位，设备维修保养不达标，那么梳棉隔距的准确设置是得不到保障的。

由于针布磨损，隔距随着时间的推移而变化；季节和气候的变化以及不同的梳棉产量，都会对机器的温度产生影响，而温度的差异也会导致隔距变化。在实际生产中，经常会有原料的更替、品种要求的调整，隔距也必然随之改变；在这种不稳定特性的条件下，为保持准确的隔距上机，需要日常大量、持续和细致的管理[4]。虽然隔距对梳棉生产至关重要，但我们必须意识到隔距的局限性，正确设置的隔距是纺好纱的必要条件，但并不是唯一条件,因为没有良好的物质基础条件和其他工艺条件，如原料的可纺性、针布状态、合适的速度和温湿度等，再好的隔距也难达到质量要求。

3 梳棉机隔距的设置原则

3.1 安全

梳棉主要隔距均设置在高速旋转的针布间隙，因间隙细小如发丝，隔距过小则极易造成接针，进而发生设备损坏、引发火警、甚至人身的伤害等重大事故。所以，梳棉机隔距的设置必须确保安全第一。

3.2 精准

3.3 渐收

梳棉机隔距的设置一般根据棉束尺寸渐变，从进口到出口的隔距逐步变小，利于对纤维进行缓和地由粗到精的梳理。隔距渐收还在于针对针布的使用周期，即随着针布的磨损进行。使用新针布时，不宜将隔距调到最紧，以减少纤维损伤、减缓针布磨损，到针布使用寿命的中、后期，可以将收紧隔距作为补偿针布分梳功能衰退的手段。

3.4 有效

单纤维百分率和棉结去除率可作为判断隔距是否满足梳理要求的参考指标；梳棉的排杂率和落棉含杂率可作为判断隔距是否满足合理落棉、节约用棉的参考指标。在满足梳理要求的同时，隔距设置应尽量避免纤维损伤，因此短绒增长率也是判断隔距有效性的参考指标之一。

4 高产梳棉机隔距设置操作要点

我国纺织工业经过20多年的更新升级，高产梳棉机已成为主流梳棉机。新型高产梳棉机的隔距设置应摒弃惯性思维，针对机械设计、制造和运行的特点，掌握隔距变化规律进行正确操作。

4.1 参考温度的影响

温度对隔距的影响不容忽视，尤其是对采用铝合金、工程塑料等新型材料的梳棉机。为了克服温度对隔距设置的影响，隔距设置必须在完全冷车状态，即梳理机与环境温度为零温差时进行，当梳棉机内外无温差时设置的隔距相对稳定而无变化，可作为参考基准。若未达到完全冷车，设置的隔距则因温度持续变化而不稳定，也无法精准确定隔距。有些隔距不通过螺杆调节，而是通过塞片、或机上标有刻度的调节机构，如固定盖板的隔距塞片、TC系列梳棉机的PFS和PMS系统，可以在热车状态下调节隔距。隔距还应当在一定的环境温度下设置。因为现在梳棉机适应性能提高，在车间温湿度控制上比较宽泛，冬季温度为20 ℃～25 ℃，夏季为31 ℃～33 ℃；有些棉纺厂为了节能而限制空调设施运行，寒冬酷暑时的车间温湿度不能保持在正常范围，为了保持隔距大致稳定，建议室内常温为18 ℃～35 ℃时进行隔距设置，并在温度变化超过5 ℃时进行复查、调整。18 ℃是室内低温的临界点，也是一些梳棉机制造厂家规定的梳棉机开车时的最低温度要求；35 ℃以上时的气温变化比较剧烈，设置的隔距稳定性很差，特别是当气温下降时隔距会收缩变小，存在较大安全隐患。另外，在长年高温地区，则调节隔距的温度上限，可根据当地温度的变化趋势另行设定。

4.2 参考产量与速度

高产梳棉机的产量、速度是设置隔距时要考虑的重要因素。高产量、高速度势必导致更多摩擦，产生更多热量。在生产运转中的梳棉机由内到外的温度呈梯度变化，如锡林被各种机件包覆住使得热量不易散发、温度较高，而机器外围的盖板、罩板、墙板则易于散热，温度相比锡林略低。高产量、高速度运行时，锡林温升加剧导致直径膨胀的幅度大于其他机件，从而隔距缩小，所以在开高产时的锡林与刺辊、回转盖板、固定盖板间及与道夫间的隔距应偏大控制；锡林高速回转时的离心力增大，以致径向跳动加大，隔距偏大控制能抵消形变的不利影响。

4.3 初始设置和最终设置

新机投产初期，所有全新的针布非常尖锐，但越是尖锐越不耐磨，所以隔距在短时间内随着针布尖端的磨损而变大。回转盖板弹性针布在上机工作受力后，钢丝加工过程中的残余应力释放产生回弹，即针膝角微张，这种变化使锡林—盖板间隔距变小。新针布棱边锋利、表面毛糙，严重损伤纤维。综合考虑针布的这些因素，新机隔距应采用特定的初始设置，即比常规工艺隔距要大0.05 mm～0.08 mm，以减小短绒率、避免针布损伤。处理了10 t～20 t纤维后的针布得到了磨合、隔距变化趋缓，这时须按梳理工艺要求对机上隔距进行最终设置。最终设置只是针对新机隔距，并非一劳永逸，后续运行期间还须根据梳棉机的内外因素变化，再检查、再调节。

4.4 防止调节螺丝的不当拉应力

在调节隔距时应按照由紧到松原则，即先调节到小于下偏差，然后再调节到偏差范围内。拧紧调节螺帽的力不能大于调松螺帽的力，以避免产生拧紧方向的拉应力从而降低隔距变小的风险。施加在固定螺栓上的力应根据螺栓规格达到最大拧紧力矩，防止调整后的隔距走动；应注意不能大于破坏力矩，以免导致螺纹或螺栓损伤。

4.5 找隔距基准点

梳棉机针布的针/齿尖面往往是有高低差异的，由于针/齿的加工缺陷以及包卷针布过程中的包卷张力变化、针布跳动等原因，新包后的针布难免会有高齿；当针布已纺一定量的纤维以后，因机幅中部的原料密度较大、梳理强度大，使针布磨损量也大，以致锡林、回转盖板、固定盖板、道夫、刺辊的针布中间低凹，而两侧针布则因梳理的纤维稀少而形成微磨损带，即成为针布的针/齿尖高地。针布高低的差异给隔距上机造成了困难，以高针面为基准设置隔距，低凹处很有可能大于隔距的上偏差；如以低凹处为基准，则高针处有可能就会接针。在高产梳棉机上，宜选择距两侧边缘100 mm处的针面作为隔距参考点，以检测针布面的高低差异。解决新针布的高针，宜采用砂轮磨辊磨掉高针；而有经验的维保人员使用油石打磨掉高针。对于针布面中间低凹的问题，宜不苛求两侧微磨损带的隔距，力求低凹处隔距能达到规定偏差。若不能达到，则应采取磨削两侧的微磨损带，以减小高低差。对每台隔距的设置状况应作好记录，以备在下次检查调整隔距时全面了解针布高低变化的程度，对准确预设隔距有很大帮助。

4.6 正确使用隔距片

隔距片是设置隔距的专用精密计量器具，有单页、多页成组隔距片和盖板隔距片等，在隔距片上均标有号数。隔距片一般由含锰合金钢制造，耐磨性好，硬度、强度较高，但抗腐蚀性弱。常用的单页和多页隔距片长度为250 mm，300 mm和400 mm，宽度为30 mm和45 mm；宽度30 mm的隔距片用于检测隔距时比45 mm的隔距片更精细。隔距片应正确使用、妥善保管。使用隔距片检测隔距时应从纵向插入，不应来回横扫，以避免隔距片不正常磨损；也不能转动滚筒，以避免金属针布上有高齿尖轧坏隔距片。使用后的隔距片应用油布擦拭掉手指留下的汗渍以防止生锈，并单独存放干燥处，不要和其他金属工具混放以防止碰撞变形或损伤。隔距片更不能当作拍打、刮片、扇风等工具使用，不能随意折弯、卷曲和玩弄。隔距片应定期检测实际厚度，已磨损超差的隔距片必须报废。

4.7 数据分析指导隔距调整

在高产梳棉机生产中发生质量波动是常见的问题，棉纺厂往往会优先考虑收紧隔距来改善质量；因为调整隔距比起调整原料、针布、速度、温湿度更简便、快速，不增加成本。此时如无数据分析支撑，隔距的调整就是盲目的；正确的选择是应观察各项生条质量指标变化的趋势，搜集下游质量的反馈信息，综合分析各方面影响的因素，再作出是否需要调整隔距的决定。当发现棉结数渐进式增长时，可能与针布衰退有关，可通过磨针和调整隔距降低棉结；若棉结数突然飙升、居高不下，有可能是原料变动或温湿度突变的原因，应综合调控、采取组合措施，而不应一味减小隔距，因为隔距太小会对质量造成负面影响。凡是调整过的隔距，必须进行工艺试验，检验是否达到工艺效果，实行闭环控制。