全固定盖板梳棉机的创新设计及实践

肖建明 戴羡磊 曾一平

（浙江锦峰纺织机械有限公司，浙江温州，325041）

前几年我们开发的双列齿条用于全固定盖板梳棉机，梳理质量较普通齿条发生了质的飞跃，效果接近活动盖板梳棉机水平，已基本满足纺纱要求。全固定盖板梳棉机主梳区梳理是由锡林和分布在锡林周围若干独立的具有分梳功能的固定盖板和具有排杂功能棉网清洁器来完成的［1⁃2］。因此，其梳理质量是随着固定盖板齿条和棉网清洁器的创新优化在不断得到提升和改善。本研究对近2年来我们开发的踵趾差齿条和可调吸缝宽度棉网清洁器，就其创新及生产实践效果进行详细论述。

1 踵趾差齿条的创新设计

1.1 踵趾差齿条的结构创新

与前几年开发的双列齿条结构（如图1所示）相比较，踵趾差齿条（如图2所示）依然保留两个功能区，即梳理区和梳理准备区。在梳理区内，固定盖板针齿与锡林针齿平行配置，针面有效宽度与活动盖板植针宽度一致，并设置较小的踵趾差对纤维实现渐进梳理；在梳理准备区（纤维释放、提升区），固定盖板为凹陷的光板形成突变空间，锡林隔距（空间）突然变大，锡林上经前面梳理区分梳后下沉的纤维（束）在锡林离心力和气流的作用下，释放松弛并迅速向外滑移头端抬起，被下一分梳单元的分梳齿捕获抓取梳理（如图3所示）。这种形式的齿条分梳齿面较宽（与活动盖板植针宽度一致），梳理面利用率高，兼具梳理和梳理准备功能，因此梳理强度和效果都较双列齿条更为显著，道夫输出的棉网清晰度好，梳理质量略优于或达到活动盖板梳棉机水平。适纺纤维种类和纱线号数范围进一步拓宽，试验数据（见表1和表2）也验证了这种观点。

图1 双列齿条

图2 踵趾差齿条

图3 踵趾差齿条锡林上纤维在梳理区的位置变化

表1 3种盖板形式纺出100%机采棉9.7 tex纱的梳理质量对比

表2 3种盖板形式纺出莫代尔11.8 tex赛络集聚纱的梳理质量对比

1.2 齿形的创新设计

1.2.1 纵疏横密

纵向大齿距，可增大容留纤维空间；基部薄，横向齿密增大；纵疏横密，总作用齿数减少，减小穿刺阻力，更利于针齿劈开棉束并分解成单纤维。纤维的分离度和单纤化程度高，棉结和杂质充分暴露且短绒处于游离状态而更易被棉网清洁器排除。试验表明，固定盖板针布横纵向较大的齿密比（5.0~7.5）能获得更好梳理质量［3］。

1.2.2 曲线转移通道设计

如图4所示，齿尖设计成鹰嘴，较小的齿尖角，选择较深的齿深，纤维作用深度下移，更利于穿刺纤维层；微弧顶齿尖能极大提高齿条抗轧能力和使用寿命。大齿距、鹰嘴、深齿，形成较长的纤维运动路径，曲线转移挤压通道加强了对纤维的控制，如图5所示，图中被固定盖板抓取的纤维运动路径为1→4。它能较好滞留纤维在齿尖的停留时间，容纤空间大，为锡林多转梳理和混和创造必要的条件。通过染色示踪纤维的扩散试验，表明这种齿形对纤维有良好的混和作用。在棉卷中加入等量示踪纤维，分别喂入活动盖板梳棉机、无鹰嘴结构齿形全固定盖板梳棉机、鹰嘴结构齿形全固定盖板梳棉机，纺出生条后，分别测量含有示踪纤维的条子长度，即可比较纤维在梳理区的停留时间，一定程度反映梳棉机对纤维的混和作用。试验结果：当采用活动盖板、无鹰嘴结构齿形全固定盖板、鹰嘴结构齿形全固定盖板时，对应的示踪纤维扩散长度分别为15.1 m、9.3 m、12.5 m。

图4 鹰嘴结构齿形

图5 被固定盖板抓取（控制）的纤维运动路径

相对于活动盖板梳理形式，固定盖板主要通过阻梳和滤梳两种方式实现对纤维的梳理。全固定盖板梳棉机要获得良好的梳理效果，其固定盖板齿条须满足以下要求。

（1）良好的自洁功能，这是全固定盖板梳棉机必须具有的基本功能。

（2）有踵趾差，纤维通道从齿面进口到出口的梳理隔距逐渐变小，梳理强度逐渐增强，纤维损伤少。整个齿面都参与对纤维的梳理，单根齿条齿面利用率高，梳理效率高。

（3）具备梳理区和梳理准备功能区，在梳理区，纤维在梳理力的作用下逐渐下沉；通过梳理准备区，锡林上下沉的纤维在气流和离心力共同作用下得到充分的释放和提升，并滑移至齿尖位置，为被下一梳理单元分梳齿握持做好准备。梳理准备区的存在有效阻止了锡林上的纤维沉入齿底，为发挥每一个梳理单元的梳理作用、提高梳理单元利用率创造了条件。

（4）有足够宽的梳理齿面，使阻梳和滤梳效果增强，保证对纤维有足够的分梳度。

（5）有足够容留、接纳纤维的空间，利于锡林上纤维向固定盖板转移；增加齿隙容纤量，加大纤维混和程度（时差和路程）。较大的横纵向齿密比、较少的总作用齿数减小了固定盖板穿刺阻力。

2 棉网清洁器的创新设计

2.1 结构创新

棉网清洁器是全固定盖板梳棉机主梳理区排杂和气流平衡的装置，它是全固定盖板梳棉机不可或缺的关键部件。通过切割锡林表面气流附面层，及时去除棉网中经固定盖板和锡林充分梳理而分离的杂质、棉结、粉尘和短绒等有害疵点，并稳定锡林周围气流。曾对全固定盖板梳棉机棉网清洁器排除物和活动盖板的盖板花（纯棉）成分进行分析，表明棉网清洁器清除效率较活动盖板高。其吸缝宽度由固定式（7.6 mm）改为可调式（12.2 mm，8.2 mm，5.2 mm）结构更为合理，仅需更换不同规格的镶块，即可根据原料和产品质量要求更方便地控制排除量，如图6所示。纺化学纤维或新型纤维可以做到零工艺排放，而采用目前的活动盖板是无法实现的。

图6 可调式棉网清洁器结构示意图

2.2 工艺配置创新

1台全固定盖板梳棉机可根据原料和产品质量要求配置4个~8个棉网清洁器，固定盖板和棉网清洁器安装位置可以互换。

纺纯棉：全机可配置5个~7个棉网清洁器，靠机后（刺辊侧）可布置吸缝宽度12.2 mm的棉网清洁器，以及时较早清除大的疵点；机前（道夫侧）可布置吸缝宽度8.2 mm的棉网清洁器，以排除细小疵点，控制落棉，确保制成率。

纺化学纤维：全机可配置4个~6个棉网清洁器，靠机后（刺辊侧）可布置吸缝宽度8.2 mm的棉网清洁器，以及时较早清除大的疵点（并丝和僵块）；机前（道夫侧）可布置吸缝宽度5.2 mm的棉网清洁器，以排除细小疵点，也可根据原料情况和质量要求，纺化学纤维或新型纤维全配置吸缝宽度5.2 mm的棉网清洁器，能更好控制落棉（甚至做到工艺上零排除），确保制成率。

3 全固定盖板梳棉机的生产实践

3.1 应用实例1

国内某厂采用FA 231A型梳棉机，用0.8 dtex的莫代尔纤维生产莫代尔5.9 tex赛络集聚纺针织纱。2019年为活动盖板梳棉机生产，2020年为同机型全固定盖板梳棉机生产。全固定盖板梳棉机工艺配置如图7所示，梳棉机有关运行参数如表3所示。采用两种盖板形式梳棉机生产的成纱十万米A 1纱疵、+140%棉结和+200%棉结对比如图8、图9和图10所示。全固定盖板梳棉机加工纤维素纤维，落棉率减少1.0个百分点以上，产量提高30%，能耗降低15%，成纱十万米A 1纱疵、+140%棉结、+200%棉结优于或与活动盖板梳棉机持平。

图7 FA 231A型全固定盖板梳棉机工艺配置

表3 梳棉机有关运行参数

图8 莫代尔5.9 tex赛络集聚纺针织纱十万米A 1纱疵对比

图9 莫代尔5.9 tex赛络集聚纺针织纱+140%棉结对比

图10 莫代尔5.9 tex赛络集聚纺针织纱+200%棉结对比

3.2 应用实例2

国内某厂采用100%机采棉在FA 203A型梳棉机生产C 14.6 tex集聚纱。全固定盖板梳棉机工艺参数配置如图11所示。

两种盖板形式梳棉机的锡林速度均为435 r/min，出条速度140 m/min，出条定量21 g/5 m。为了更为准确地评定成纱质量，共进行了3次质量指标测试，其平均试验结果如下。

图11 全固定盖板FA 203A型梳棉机工艺配置

从试验结果来看，采用全固定盖板梳棉机加工100%机采棉，半成品和成纱质量均与活动盖板梳棉机持平或略优。

4 结论

踵趾差齿条和棉网清洁器的创新设计，显著改善和提升了全固定盖板梳棉机的梳理质量。纺莫代尔纱时，在落棉率（降低1.0个百分点以上）、产量、质量、能耗方面有明显优势；纺棉纱时，其产质量达到或略优于活动盖板梳棉机的生产水平，落棉率降低约0.5个百分点。相对于活动盖板梳棉机，全固定盖板梳棉机结构简单，在设备维修、品种翻改和运转操作等方面省事省时，极大降低了工人劳动强度；全机密封性好，改善了工人劳动环境。随着其适用范围的不断拓宽，优势凸显，全固定盖板梳棉机将被更多的棉纺厂用户关注并接受。