【技术】精梳机最新梳理工艺技术创新

摘要

探讨当代精梳机梳理工艺技术创新的发展趋势，指出提高锡林的梳理效果的关键技术措施是采用大齿面角或超大齿面角锡林。在有足够容纤空间的前提下，尽可能增加锡林总梳理点，对降低成纱常发纱疵效果明显。强调配置4.7mm的前进给棉方式是高产、高效、优质的有效途径；适当缩小前区的梳理隔距，强化前区锯齿齿片的开松及整理功能；缩小后区梳理隔距，达到了精细化梳理效果，有利于提高单纤维化程度、改善成纱质量。

关键词：现代精梳机；技术要求；大齿面角；总梳理点；前进给棉；梳理隔距

当前国内外精梳机技术的研发日新月日，车速已经达到550-600钳次/min。国产精梳机装备技术水平也得到极大提高，其中JWF1278型、JSFA2188型精梳机生产速度也已突破500钳次/min。国内功能性棉型化纤精梳设备的研发以及精梳装备的自动化、智能化技术模块均有突破性进展。围绕着“产量最大化、品质保优、低落棉率及低耗能”的精梳工艺技术创新层出不穷。

1 现代精梳机对锡林顶梳设计的技术要求

1.1 新颖精梳梳理元件的评价

现代精梳机的技术特征集中体现在重定量、高速度、前进给棉、低落棉率、低能耗等几个方面。认为传统的精梳元件设计理念已经不能满足现代化精梳生产的要求，精梳机的梳理元件对现代精梳梳理质量及精梳机装备水平起到决定性的作用。衡量精梳锡林优劣的一个最重要的指标是锡林齿条的使用寿命，这就对精梳锡林前后区锡林梳理点的排列分布、齿片工作角及几何形状、材质的选择、齿片光洁度及表面热处理工艺等提出了更高的要求。

之所以 Graf Primacom锡林及德国施尔VARIO-COMB锡林齿条的使用寿命长，就在于其齿条质量好、齿形设计有特色、材质选择好、采用了特殊的齿条表面处理工艺、齿条硬度分布均匀合理，使齿条具有了锋利度好、齿尖薄、穿透性强、硬度高、嵌花几率小等优良性能。

1.2 锡林的关键性指标——穿透性能

精梳锡林最重要的要求之一是在高速状态下能够迅速刺穿棉须丛，使纤维与锡林齿片间有足够摩擦力来完成梳理功能，如果锡林齿条的穿透性不好，就难以对纤维进行精细梳理，精梳条的纤维结构的就会受到影响。Graf Primacom及VARIO-COMB品牌的锡林即使车速达到500钳次/min及以上时，纤维的梳理效果及成纱质量也几乎没有变化。

到目前为止，国产品牌锡林的关键性技术指标还有待进一步完善和提高，在车速不高的情况下（350钳次/min以下），根据所纺品种选择较高的顶梳密度、锡林密度并配置较小的锡林梳理隔距，成纱质量与国外锡林品牌相当。但当车速超过380钳次/min后，国产锡林针布的穿刺性能就会有所降尤其是在变速梳理精梳机上更为明显。

1.3 顶梳密度及齿形设计的变化

在老式精梳机的工艺设计理念中，对顶梳作用的定位主要是作为锡林梳理作用的补充，但在现代精梳机中，尤其是在采用前进给棉的工艺设计中，落棉中顶梳的排除率已经高达50-60%，因此必须重新认识顶梳的作用，重视顶梳规格的选择与工艺设计[1]。

在现代精梳机上配置高密度顶梳有利于大幅度降低成纱棉结，但也容易造成顶梳嵌花，而顶梳嵌花会严重影响须丛的分离结合，甚至会使顶梳失去梳理作用，导致棉网清晰度差、拥堵台面喇叭口、重量不匀率波动等问题。因此，增加顶梳密度还必须要保证有足够齿间间隙，这就需要改变顶梳齿形的传统设计理念，如HDX系列顶梳的齿片设计得薄而瘦长，如HDX35顶梳在齿密达到35齿/cm的情况下，空隙与传统齿形的26齿/cm的齿密相近，在齿密加大的情况下，齿隙没有减小，在保证针齿有足够强度和弹性、不断针、不变形的情况下，还保证了针尖的锋利度，生产中不会嵌花。

1.4 增大锡林的梳理面积

适当增加锡林总梳理点数，通过锡林不同区域齿密的合理组合，可以有效提高锡林的梳理度，改善精梳条内在质量、降低成纱棉结。即采用大齿面角或超大齿面角锡林是增大锡林的梳理面积、增加锡林总梳理点数最直接的技术措施[2]。

如Rieter公司充分利用变速梳理技术腾出来的梳理区间，最大限度地扩展了锡林梳理区，锡林梳理齿面角已经由90°扩展到130°，梳理面积增加了44.4%，锡林针齿数增加60%，根据不同品种的需求，其锡林总梳理点可达4.5-6万点，可以更彻底地清除短绒、棉结和杂质。配合技术优良的工艺部件，E86型精梳机将车速提高到550钳次/min以上。

1.5 早期的变速梳理精梳机锡林齿面角改造方向

2004年以来，Rieter公司运用C．A．P．D技术分别推出了E65、E66型变速梳理精梳机，由于E65、E66型仅提供90°齿面角一种规格的锡林，在分离罗拉传动设计中，分离罗拉的倒转采用了开始阶段较小速度配合锡林变速梳理的设计，较好地解决了锡林梳理过程中棉须丛抬头不足的问题，也可降低了分离罗拉倒入机内的棉须丛被末排锡林针齿抓走的几率[3]，从而可节约1-2%的用棉量。但E 65、E 66型精梳机在生产长绒棉时，即使落棉隔距放到极限（13.5mm），落棉率也超不过16.5%，这对生产高品质精梳纱进一步增加落棉率来提高成纱质量造成了限制，因此需要将精梳锡林齿面角由90°改成112°，将梳理角扩大24.4°，总梳理点增加40%以上，落棉率可增加0.6-1%。筒纱千米棉结可减少20-30%，自络筒电清切纱下降16%[4]。因此扩大锡林的齿面角可是改善精梳成纱质量的重要途径。

1.6 锡林总梳理点的变化

在有足够容纤空间的前提下，增加前梳理区的齿条密度，尽可能增加锡林总梳理点，有利于减少成纱常发纱疵 [5]。如瑞士格拉夫公司的推出的齿面角为90°的9015、9030型精梳锡林，总梳理点已经分别达到了29088点和32416。齿面角为112°的5028、5030型精梳锡林，其锡林总梳理点分别为40896点和和42688点，而用于E 80精梳机的齿面角为130°的Ri-Q-Comb i700精梳锡林，锡林总梳理点可达48992点。德国施尔公司的齿面角为90°的9808型锡林总梳理点可达42648点，而齿面角为112°的LN88型锡林总梳理点已达到49354点，见表1。在梳理面积无法进一步增大的情况下，增大锡林针齿的针密成为现代精梳机的必然选择。若确保锡林发挥最大的梳理效能，必须要加强前区功能、大幅度增加前后分梳区的齿条密度。

表1 不同时期典型锡林齿条的密度排列图

2 现代梳理工艺技术的新理念

2.1 重新认识前进给棉

相对与后退给棉，前进给棉的锡林梳理长度少了一个给棉长度A，因此锡林针布对须丛的作用较为柔和；后退给棉对纤维的重复梳理次数增多，对纤维的梳理力度增强，对成纱质量也会造成不利影响[6]。

前进给棉时纤维伸出钳板外的长度（上一循环分离结合后钳唇外的纤维长度）较短，受梳长度仅相当于分离距，大大提高了纤维弹性上翘的刚性，有利于棉网的分离结合，即使车速达到600钳次/分时，仍可获得较好的棉网清晰度，如TCO12型精梳机车速在600钳次/min下运行，配置的就是前进给棉；后退给棉时纤维伸出钳板外的长度为给棉长度加上分离距B，受梳理的纤维长度长，落棉率较高、纤维损伤大，纤维弹性上翘的刚性较弱，不利于高速度下的棉网分离结合。

2.2 给棉方式、给棉长度与成纱千米棉结的关系

为研究给棉方式、给棉长度对成纱质量的影响，我们进行了专题试验，试验条件：品种JC7.9tex，原料100%新疆长绒棉，机型E 65型精梳机，速度350钳次/min，棉卷定量70g/m，落棉隔距13mm。试验结果见表2。

表2 调整给棉方式、给棉长度的成纱质量对比试验

（1）由表2可知，在其它条件不变的情况下，采用前进给棉比采用后退给棉时精梳条中的棉结、短绒增加，但对成纱棉结影响不明显。这是因为由于前进给棉梳理作用柔和，纤维损伤小，有效纤维利用率高，虽然精梳条棉结及短纤维含量均不同程度增加，但AFIS的单纤维测试仪棉结(cnt/g)与成纱千米棉结/ (Nep/km)是概念完全不同的棉结，两者并不是一一对应的线性关系。

（2）采用4.3mm给棉长度的前进给棉工艺时，落棉量比后退给棉减少2.6个百分点但成纱IPI值差异不大，由而采用前进给棉时有利于提高精梳机的运行性能。但后退给棉可以有效提高落棉率，在生产长绒棉超高档精梳纱时会有明显的优势。

（3）在前进给棉时，采用4.7mm的给棉长度比4.3mm的给棉长度产量增加9%以上，但不会对成纱质量产生不利影响。

2.3 不同给棉方式相同落棉隔距精梳落棉率的变化情况

（1）当采用前进给棉、4.3mm给棉长度时，锡林与顶梳所承担的精梳落棉率的比例约50：50；当采用后退给棉、4.3mm给棉长度时，锡林与顶梳所承担的精梳落棉率的比例约为75：25。

（2）在其他条件不变的情况下，后退给棉改为前进给棉，落棉率约可降低2.5-3.5个百分点。采用前进给棉方式时，给棉长度由小到大，比如由4.3mm增加到5.2mm时，锡林承担落棉率的比例约由50%降低到40%，顶梳所承担的落棉率的比例则由50%提高到60%。

2.4 前进给棉工艺已经成为现代精梳机的首选

现代精梳工艺技术发展出现了日新月异的变化，高速度(550钳次/min以上)、重定量（75 -80克/米）、前进给棉、长给棉、低落棉的工艺配置成为趋势。前进给棉可有效利用棉卷的自清洁作用，实现柔性梳理，提高产品质量水平。

2.5 棉卷自清洁与锡林梳理效能的辩证关系

现代精梳机可以加工定量达80克/米的棉卷，棉卷横截面纤维根数约为550000根。小卷定量越大，纤维和纤维之间的摩擦就越大，棉卷的自清洁效果就越好。小卷定量还要综合考虑锡林的品牌、针齿密度、齿片锋利度、穿透性等指标，因为重定量棉卷会导致上部棉层梳理不充分[7]。尤其是采用高密度锡林配置过重的棉卷定量时，纤维须丛就不易梳理透彻，单纤维化程度就会降低，成纱质量也会下降。因此，棉卷的重定量工艺选择也要有个度。

2.6 130°齿面角锡林梳理隔距的现状及发展趋势

2.6.1 130°齿面角锡林梳理隔距的现状

早期的变速梳理精梳机，锡林齿面角为90°，梳理开始时间向后推迟而结束时间提早，使得梳理隔距的最大值与最小值减小，更接近等隔距梳理，且最紧点可控制在0.25-0.30mm之间，从而取得较好的梳理效果。随着130°超大齿面角锡林的使用，锡林梳理时间增加，为避免锡林末排针抓走纤维，锡林定位提早。

由于锡林定位决定锡林与钳板梳理隔距的变化曲线，因此不同齿面角的锡林，起始隔距位置与后区梳理隔距也就不同，130°超大齿面角锡林定位前移幅度较大，始梳点的梳理隔距也就较大，如E 80精梳机开始梳理时的锡林梳理隔距高达0.9mm，在经过约1.5个分度的梳理区间后又急剧缩小，最紧点梳理隔距在0.25-0.30mm之间，梳理隔距的最大值与最小值的差异较大，不利于锡林前区齿片对须丛的穿刺、开松及整理，也不利于后区锡林针布对细小结杂和短绒的排除。

尤其是棉卷采用重定量时，锡林开始梳理时棉须丛不能被锡林齿片梳透，部分须丛仍浮游在锡林针布表面，必然会对成纱质量产生一些不利的影响。变速梳理精梳机不同齿面角锡林梳理隔距的变化曲线见图1。

图1 不同齿面角锡林梳理隔距的变化曲线

2.6.2 锡林梳理隔距变化要求

在梳理过程中，梳理隔距变化量要平稳且小，对纤维的梳理负荷越要均匀。因此针对现代精梳机始梳点隔距偏大的实际情况，应尽采取相应的技术措施来减少前区锡林梳理隔距。大量的生产实践表明：适当缩小锡林前区、中区和后区的锡林梳理隔距，尤其是缩小前区的梳理隔距，强化了前区锯齿齿片效能，为后区的精细化梳理创造了条件，成纱质量可得到大幅度改善[8]。

2.7 高效低能耗

通过优化关键机构的平衡设计，减轻机件重量，减小各机构的振动、提高机件使用寿命，如采用高强度铝合金材料的锡林托架、锡林壳体及钳板的骨架，可大大减少运动部件的惯量。借助计算机辅助工艺设计，使运动顺序进一步优化，可以有效降低精梳机的能耗。

3结语

目前，精梳机在设计制造和使用方面，都取得了许多创新技术，特别是在提高精梳机效能、提高纤维利用率、节能降耗等方面。充分发挥精梳机的效能是一个系统工程，要不断优化精梳专件器材，合理配置各项工艺参数，才能进一步发挥现代高效精梳机的优良性能。（刘允光 聊城允光精梳技术服务中心  李子信李正臣 山东聊城华润纺织有限公司）

参考文献：

[1]刘允光，肖际洲，李子信.高效能精梳机梳理工艺分析[J].棉纺织技术，2016，44（1），47-50

[2]刘允光，肖际洲，李子信.精梳梳理元件与成纱质量的关系[J].棉纺织技术，2016，44（9），55-60

[3]刘允光，肖际洲，段昕.恒速梳理精梳机锡林定位工艺的技术探讨[J].棉纺织技术，2016，44（6），63-67

[4]李伟，牛宇.现代高速精梳量化梳理元件对纱疵及落棉量控制[C].2016天门-昊昌杯全国精并粗技术研讨会论文集，杭州.萧山， 中国纱线网，2016年6月，132-145

[5]刘允光.国内外精梳机梳理元件的应用[J].棉纺织技术，2016，44（12）12-45

[6]刘允光，归玉成.两种精梳给棉方式的比较[J].棉纺织技术，2014，42（1）17-30

[7]刘允光，肖际洲，李子信.合理控制精梳有效纤维损伤与流失的探讨[J].棉纺织技术，2015，52（9），52-57

[8]郭安波，刘允光，肖际洲.精梳机变速梳理与恒速梳理技术特点探讨[J].棉纺织技术，2015，43（7）8-12

原创文章，转载请注明中国纱线网。