梳棉机弹性盖板针布的发展及配置应用

曹继鹏，邹佩杉

(辽东学院 服装与纺织学院，辽宁 丹东 118003)

0 引言

针布是梳理过程中直接与纤维接触、与其发生作用力的一种重要梳理器材。梳棉机被称为纺纱生产的心脏，针布则是梳理生产应用的核心纺纱器材，针布的合理应用对于梳棉机高速高产高效、提高成纱质量至关重要[1]。在梳棉机梳理生产的过程中，弹性盖板针布与锡林金属针布构成主梳理区对纤维进行均匀混和、剔除纤维中的杂质，在梳棉机上发挥着对纤维的梳理、除杂和混和功能。

1 弹性盖板针布的基本型式

弹性盖板针布上梳针针身的基本型式分为2种：一种是直针，另一种是弯针[2]，如图1所示。

a) 直针 b) 弯针

1.1 直针针身梳针

直针针身梳针弹性盖板针布，一般采用扁平形横截面针身，针尖为尖劈形，梳针植在弹性较小的底布上，主要用于梳理合成纤维。

1.2 弯针针身梳针

弯针针身梳针盖板针布,主要用于梳理棉纤维，随着高速高产梳棉机的发展，梳针针身横截面形状有三角形、圆形、扁平形、菱形、双凸形及卵形等，弯针针身梳针与直针针身梳针不同之处还在于植角δ，即针身前轮廓线与底布平面间夹角的不同；弯针针身梳针上膝主要为梳理功能，前角α大小决定了梳针对纤维的握持和释放能力。

2 弹性盖板针布梳针密度的分布型式

根据梳理纤维的不同，通常应选择不同的梳针密度分布型式，以便更好地发挥弹性盖板针布的梳理功能，常见的梳针密度分布型式有多种[3]。

2.1 匀密型(Y)弹性盖板针布

匀密型弹性盖板针布是传统的型式，其特点是针布的横、纵向针尖距一致，如图2所示。匀密型针密型式采用改变植角δ的方式来增强或减弱对纤维的控制能力，适用于纺涤纶或腈纶，纺棉时排杂效果好但梳理效果受到不利影响。

图2 匀密型梳针分布

2.2 横密型(H)弹性盖板针布

横密型弹性盖板针布的针密为纵向小、横向大，有利于梳理和纤维伸直、棉结及杂质的清除，如图3所示；加工棉纤维时对纤维的控制能力较强，梳理效果好；而在梳理化学纤维时，因控制纤维能力强则易造成落棉较多。

图3 横密型梳针分布

2.3 稀密型(X)弹性盖板针布

稀密型弹性盖板针布横向针尖距呈梯度变化、纵向为渐密曲线排列，如图4所示；当纤维进入弹性盖板针布梳理区时，即由缓和梳理变为渐强梳理，可使棉结减少、梳理充分。由于部分梳针采用斜纹弧形排列，其横向针尖距为0.50 mm～1.06 mm，适用于梳理含杂大的低级棉；而加工化纤时易发生纤维充塞、落棉多的问题。

图4 稀密型梳针密度分布

2.4 渐密型(J)弹性盖板针布

每根弹性盖板针布上的纵向针尖距由大逐渐变小、针密逐渐增大，如图5所示。在梳理时每根盖板针布的纤维入口都是大的，并逐渐缩小针尖距，在出口处为最小，使盖板针布与锡林金属针布齿尖相互梳理达到最佳状态，从而改进了对纤维的梳理和除杂效果、降低了棉网棉结。渐密型梳针分布有7组分、5组分的渐变型式，形成了对纤维渐进地强梳理，渐密型针布纺棉纤维时具有明显的优势，但对排杂效果稍有不利影响。

图5 渐密型梳针分布

2.5 纵横向渐密型(J)弹性盖板针布

纵、横向渐密型弹性盖板针布的特点是纵向梳理、横向排杂，当纤维进入锡林—盖板梳理区时，纤维不是立即受到强烈分梳，而是梳针密度由小到大逐步增大、梳理逐渐变强，后部针密大的针布起到充分梳理的功能、梳理更加趋于合理，如图6所示。试纺表明，纵、横向渐密型弹性盖板针布对降低梳棉生条和成纱结杂、提高条干均匀度有明显效果。

图6 纵横向渐密型弹性盖板针布

3 弹性盖板针布的技术创新

随着梳理技术的发展及梳理不同纤维的新要求，弹性盖板针布的针密λ、植角δ和植针宽度发生了一些新的变化。

金轮针布(江苏)有限公司公开了一种梳棉机用弹性盖板针布，每根盖板针布上梳针上膝的前角从趾端向踵端前角α由 12°逐渐变化为20°；通过盖板上梳针工作角α的变化，弹性盖板针布可实现更为有效的开松、粗梳和精梳，如图7所示[4]。金轮科创股份有限公司认为将弹性盖板针布的植针长度由20 mm～22 mm增大为22 mm～25 mm，从而增大主梳理区的面积，有利于提高梳理效果和梳理质量[5]。山西金鑫针布有限公司提供了一种提高纤维梳理质量的弹性盖板针布[6]，包括底布和梳针，梳针在底布上沿趾端到踵端分为第1区梳针和第2区梳针，第1区梳针数与第2区梳针数之比为1∶2；第1区梳针总高按第1斜率排列，第2区梳针高度按第2斜率排列，第1斜率比第2斜率大，第1区梳针比第2区梳针总高大，如图8所示。又有文献介绍了一种新型梳棉机用弹性盖板针布[7]，梳针针身分为弯针和直针，两种针身的梳针针尖平面与针根平面形成夹角γ，tgγ=0.027 027 0或tgγ=0.016 816 8，如图9所示。还有文献主要从梳针排列、角度和针密等参数的变化进行了组合创新[8-10]。

1—梳针；2—底布；3—踵端；4—趾端。 图7 前角α变化的弹性盖板针布

1—底布；2—踵端；3—第2段梳针；4—第1段梳针；5—趾端。

1—梳针；2—底布；3—针根平面。a) 弯针针形 b) 直针形

4 针布的配置

4.1 梳理针布的机制与功能

锡林金属针布处于梳棉机中心位置，在盖板针布与锡林金属针布的共同作用下，可进一步将经刺辊梳理后的小棉束再次进行梳理、充分地混和及清除棉结、杂质。前、后固定齿条盖板针布分别安装在锡林回转盖板针布的前下方和后下方，后固定齿条盖板针布对纤维进行预梳理，与锡林针布间的隔距较大、齿密较小；由于纤维经过主梳理区的梳理，前固定齿条盖板针布通常与锡林针布间的隔距较小、齿密较大，以达到渐强梳理的效果。因此，选择盖板针布配置时须考虑到回转盖板针布及前、后固定齿条盖板针布之间的配合，并跟踪盖板针布隔距对梳理质量的影响。

4.2 锡林金属针布与弹性回转盖板针布的配置

衡量梳棉机梳理能力的标准是梳理度，即每根纤维受到梳理的针、齿数。梳理度与齿密有很大的关系，原料不同，锡林金属针布齿密与弹性回转盖板针布针密配置不同。有研究指出：纺棉中、细号纱时采用大齿密—小针密搭配；纺棉中、粗号纱时的搭配反之；纺纯棉细号纱和超细化纤时，采用大齿密—大针密搭配；纺化纤、毛、麻时采用小齿密—小针密配置[11]。也有研究针对梳理细特化纤用针布的配置进行了探讨，分别采用锡林金属针布与弹性盖板针布以小齿密—大针密、小齿密—小针密、大齿密—小针密、大齿密—大针密进行配置对比试纺，结果表明锡林金属针布与弹性盖板针布呈大齿密—大针密配置时，其梳理效果最好、棉结杂质最少[12]。还有对弹性盖板针布和锡林金属针布工艺性能的研究，当锡林金属针布齿密较大时，弹性盖板针布的针密应小一些；当锡林金属针布齿条的工作角α小时，弹性盖板针布植角δ应大一些，但不应大于74°，这样配置的梳理效果为最佳[13]。

4.3 前后固定齿条盖板针布的配置

用于不同种类纤维、不同机型上的前、后固定齿条盖板针布的参数应不同；一般而言，前、后固定盖板针布齿条的工作角α为85°～90°,后固定齿条盖板针布的齿密λ为(60 ～440 )齿/(25.4 mm)2。随着科技进步，梳棉机梳理效率大大提高，后固定齿条盖板针布的根数也在增加；纺化纤时配置后固定齿条盖板针布的隔距应稍大，约为0.4mm～1.0 mm；前固定齿条盖板针布的齿密约为(240 ～950 )齿/(25.4 mm)2，工作角α为70°～80°[14-15]。

4.4 针布隔距

新针布的上车隔距通常情况下应以稍大为宜，并应跟踪梳理质量，待生产达到一定产量后对针布隔距适当进行调整；随着梳理时间的加长,针布的锋利度下降，针/齿尖平面度有所提高，须适当减小针布间隔距。

5 弹性盖板针布的发展趋势

5.1 植角

植角在国内外许多针布样本中都未明确标出，一般只标注密度参数。回转盖板弹性针布梳针的植角δ通常为72°～75°,个别为80°；植角δ大则其对纤维的控制能力弱、纤维转移效果好，而梳理效果差；植角δ小则其对纤维的控制能力强、纤维梳理更充分。根据加工纤维的不同，应选择不同植角δ的弹性回转盖板针布，如纺差别化纤维时，前角α由18°减小为12°～14°；纺棉纤维时，前角α由18°增大为19°～21°[3]。

有文献[16]指出，当后固定齿条盖板针布梳理区存在较大且分布不均匀的束状纤维时，则瞬间发生涌堵导致充塞绕挂针布，齿条工作角α应以0°～7°为宜，并选择具有较大齿隙的齿型以确保其对纤维的有效释放；前固定齿条盖板针布齿条的工作角α以5°～7°为宜，并尽量选择较大的齿隙。

总体上，弹性盖板针布的植角δ变化并不大，少数弹性盖板针布的植角δ应根据所纺差别化纤维的需要，在原植角δ的取值上下浮动约3°,即弹性盖板针布植角δ宜为12°～21°,个别为10°。

5.2 针/齿密λ

梳棉机主梳理区由弹性回转盖板针布与锡林金属针布构成，梳理区2种针布的针/齿密λ决定了针布的梳理度。据文献报道，最佳的弹性回转盖板针布针密λ应为(290 ～520)针/(25.4 mm)2[17]。为对纤维的梳理效果更好，应根据原料品种、质量及产量等因素，探索配置不同类型的盖板针布[18-20]；也有文献指出，可通过增大纵向梳针排列长度以增加梳针数量，进而改善生条质量[21]。关于针密的变化，从弹性针布的横、纵向针密单一变化到同时变化，研究人员也得出了相对优化的弹性盖板针布针密[22-23]。

史志陶[24]研究了回转盖板运转方向与弹性针布选型的关系，指出当回转盖板正转时，可以不拘型式地选用直针弹性盖板针布或弯针弹性盖板针布；当回转盖板反转时，宜尽可能选择弯针弹性盖板针布，梳针的密度分布宜尽量避免渐密型；否则，盖板花将难以刷出，或即使能刷出来，对弹性盖板针布的磨损以及盖板花纤维损伤都较严重，以致影响其日后使用。这说明弹性盖板针布的选择还应与具体工艺选择相结合。

在实际生产前须充分了解原料状态，以选择合适的弹性盖板针布，如：纺化纤时常使用匀密型弹性盖板针布；加工再纺棉时，推荐使用渐密型弹性盖板针布[19]；总体上，纺棉比纺化纤用弹性盖板针布针密偏小，并要结合加工对象进行选择。当原棉质量较好时，宜选择有利于加强梳理的弹性盖板针布，如要求针密稍大，梳针为横向密、纵向渐增的排列，以加强梳理，针密宜不小于400 针/(25.4 mm)2；反之，纺低级棉宜选用匀密型和横密型的弹性盖板针布，针密宜为(290 ～400) 齿/(25.4 mm)2。

5.3 针布锋利度、平面度、耐磨性和表面粗糙度

为了充分发挥弹性盖板针布的梳理功能，普遍重视提高新型弹性盖板针布的锋利度、平面度和耐磨性，减少表面粗糙度Ra值，这是除了合理设计、选用适宜的弹性盖板针布型号和规格外，获得优良梳理功能的关键。梳针针尖锋利、表面粗糙度Ra值小、平面度误差小、耐磨，则弹性针布的穿刺、握持、梳理能力强，梳理质量好且稳定，使用寿命长。

目前，国产弹性针布在这些方面有很大的提高，在向使用企业推荐合理型号的基础上，制造企业也通过采用优质钢材及特殊的热处理工艺，明显提升了国产弹性针布的性能和寿命。

6 结语

6.1梳理不同纤维时，应选择不同针密分布型式，以充分发挥弹性盖板针布的梳理功能，还应重视提高针布锋利度、表面粗糙度、平面度和耐磨性。

6.2在梳棉机梳理生产前应充分了解纤维原料状态及相关弹性针布的配置，尤其要将锡林金属针布的齿密和工作角α参数与梳理具体工艺相结合，充分考虑梳理区纤维的转移、释放，以合理选择弹性盖板针布、充分发挥其梳理功能，为企业创造更大的经济效益。