高产梳棉机附加分梳件的作用及其梳理效果的研究分析

高产梳棉机附加分梳件的作用及其梳理效果的研究分析费青（中国纺织科学研究院）1前言随着梳棉机产量的提高，在金属针布梳棉机上，一般锡林速度由过去的180r/min逐步提高到360r/min（刺辊速度相应提高）。近年来，国内外高产梳棉机进一步把速度提高到450—600r/min，产量也随着提高到45—100kg/台时，即速度提高2.5—3.3倍，产量提高9—20倍。为避免过多加快梳理速度带来的负面影响，为此都采用扩大梳理面（如C4、FA201抬高锡林中心）和加装分梳板固定盖板等措施来增加分梳，确保足够的梳理度，如C4、C50、DK760、DK803、903、MK5D、C501、FA232、FA225、C51、MK5、CX400、FA201、FA203等都分别加装了分梳板和前后固定盖板如表1（a）所示：表1(a)高产梳棉机的回转盖板、分梳板和固定盖板型号C51C50C10DK903DK803DK706C501CX400MK5C.DMK5FA203AFA203FA232FA221BFA225AFA218回转盖板工作盖板4043303030252028283232303032总根数104112848484755889898686808086回转方向反反反反反反正正正反反反反反刺辊分梳板2组4块一组2块33122组（4块）——12121除尘刀)212111吸风尘刀3323223固定盖板后6①4②6①2④②3⑥③5⑩336144(棉)9(化)4(棉)9(化)32345前6①4②6①2④②2④③3⑥33694(棉)3(化)4(棉)3(化)32345棉网清洁器后11-①②③110112棉1棉11111前21-①②③2202221棉1棉11211吸杂点(无尘刀后11前22注：1、C10前后固定盖板前期为①各4,后改为TREX系统为②各6根及各1棉清器。2、DK903中，①棉②粘胶及棉化纤混纺③化纤。2刺辊分梳板梳理效能分析2.1刺辊分梳作用的三种差异由于刺辊速度高达1000r/min以上,而喂入棉层的速度很慢,故刺辊的握持分梳作用特别强,但其作用差异很大.。2.1.1棉束纤维在给棉罗拉强力握持下，头端受到剌辊锯齿的多次反复梳理，纤维尾端在相邻纤维和摩擦力界中滑行，因此，棉束纤维头端梳理充分，尾端受梳较弱，形成棉束纤维头尾受梳差异。2.1.2给棉罗拉给棉板握持的棉层，在分梳点受到刺辊锯齿的分梳和抓取，由于棉束纤维在棉层中所处位置不同，其开始分梳点是为一样的，表层（外层）的始梳点高，而里层（内层）的开始分梳点已移近隔距点，位置低，棉束纤维受给棉罗拉压力的控制弱，甚已失控，分梳作用弱。以A186型机为例，握持点至分梳点的长度，最外层（表层）为7.05mm左右，而最里层（内层）为29.65mm左右，内外层差可达22.6mm，这就造成棉纤维受梳程度的显著差异。测定表明:如表1（b），内外层梳理差异平均达2.34倍。表1(b)棉层内外层和棉束纤维排列角a（度）对未梳开棉束重量百分率的影响名称棉层内外层棉束排列角a°刺辊齿未梳开棉束重量百分率的统计值内外比值A=90°A=0°比值平均值均方差不匀率CV（%）梳开棉束平均重量百分率(%)31.8413.602.3454.56.078.9822.5218.6782.92.1.3棉卷中的棉束纤维,沿棉卷长度方向的排列也是不一样的.排列角为棉束与给棉罗拉轴线间的夹角在00~900间，其平均排列角为45左右排列角越大，棉束与棉卷长度方向的投影长度LT长，纤维棉束的握持受梳长度长，分梳次数多而充分，未梳开的棉束少，单纤维多，梳理度好，由测定可知，a=900时比a=00的未梳开棉束重量百分率小，由54.5%减小到6.07%，梳理度提高到8.98倍。2.1.4由此可见，在刺辊对棉束纤维的分梳中，存在上述三种梳理差异，降低了刺辊的梳理度并恶化了梳理质量，使刺辊抓取的棉束大小不匀率大。据测定[表1（b）]。未梳开棉束重量百分率的不匀率达82.9%。这就加重了盖板的梳理负荷，根据第一根盖板梳理力的测定可知[表1（c）]不仅脉冲梳理力大，而且波动也大，第一根盖板脉冲梳理力的不匀率U=50.6%(相当于CV=63.25%),这说明刚进入盖板区的棉束大小极为不匀。表1（c）梳理区各根盖板的棉束脉冲个数和脉冲梳理力盖板信置（刺辊侧起）/名称第1根第2根第3根第5根第7根棉束脉冲个数（30秒内）146.3102.550.313.08.1最大脉冲梳理力（g/cm2）134.975.147.014.712.6各根平均脉冲梳理力（g/cm2）35.427.822.512.611.4梳理力不匀率U%50.643.338.48.76.02.2提高刺辊部分的梳理效能为了提高刺辊的分梳作用，采取多种措施。这里着重分析刺辊下加装如加强和改善对喂入棉层的握持，多刺辊装置等等，附加分梳件。在刺辊下加装分梳件，以增加一次自由分梳作用，改善于上述三种梳理差异。在国内首先研究的是在刺辊下加装工作辊，控制辊等附加分梳件。我们曾在光盖板条件下作红棉花束随棉卷一起喂入的特试，以观察刺辊分梳棉束的效果，在单刺辊时，未梳开棉束的重量百分率y1：y1=23.875-0.0116n+0.568p(1)式中：n—刺辊速度，r/min;p—产量，kg/h。在刺辊下加装一对工作辊（即一个工作辊，一个剥取辊），它与刺辊间产生自由分梳作用，对部分棉束还有反复分梳作用。根据特试，未梳开棉束重量百分率y2为：y2=15.676-0.007n+0.242p(2)可见加装工作辊后，未梳开棉束重量百分率可降低44.07%左右。分梳辊的缺点：（1）结构复杂，安装维修困难；（2）与刺辊形成小三角区气流易产生旋涡，并形成棉结。因此已不用，在前苏联的高产梳棉机上曾大量采用。在刺辊下方加装一组或两组弧形分梳板，由表1可见普遍采用。分梳板结构简单、安装、维修、保养方便。根据我们在FA201上的试验说明，分梳板在增加分梳和减少棉结等到方面有良好的作用。但安装两组分梳板对后车肚除杂作用未见明显改善，因而刺辊下宜采用一组分梳板和一把除尘刀，这样可有两个大的落杂区，既加强分梳，又改善除杂。在C1/3和FA201梳棉机上，采用两组分梳板，其规格为：齿片弧长69.5mm，齿距5mm，每片面14齿，齿片厚0.8mm隔片厚2.5mm，片距0.8+2.5=3.3mm，齿深2.5mm，工作角850（FA201为900），齿密为39.1齿/（25.4mm）2，一组左倾70，另一组右倾70。国内外刺辊分梳板锯齿规格见表2表2刺辊分梳板针布规格厂名型号总高H,mm基厚W,mm齿距t,mm工作角α,0齿深h,mm齿密N齿/(25.4mm)2青纺机AFC-007.53.24.47901.760温州锦峰YFS-2-0.34.5901.0/2.62常州纺器FD6,AG7505×45167.51.64.4785260上海纺研所（两块）-0.8590-40GrafFD6（FD4）7.51.64.4785-60(40)-FD97.51.64.4785-90HOLL802AR3.61.65.0890-792.3刺辊和分梳板的梳理度分梳作用程度一般都用一根纤维的平均作用齿数C来表示，称理论梳理度，刺辊梳理度C1为C1=nZ1L/0.06(3)式中：n—刺辊速度，r/min；Z1—刺辊表面齿数（A186的Z1=45194齿）；P—喂入产量，kg/h;L—纤维平均长度，m;NB—纤维公制支数，m/g。加装分梳板后，刺辊轴向一排锯齿（A186为1016/3.175=320齿）上的棉束纤维所受总作用齿数即为分梳板总齿数Z2，故分梳板理度C2为：C2=nZ2LπD/0.06η(4)式中Z2—分梳板总齿数，如装两块分梳板则为二者之和；D—刺辊直径，mm;T—刺辊锯齿的齿距，mm；η—分梳板针齿平均梳理有效系数（0η1）由于：（1）一列分梳板锯齿在对刺辊握持的棉束梳理时，前后相邻齿可能的棉束相同位置中纵向侧滑梳理，影响其后相邻锯齿的梳理效果，当分梳板齿条左右倾斜一角度时有所改善。（2）有些分梳板采用盖板条式直线形，针面各点与刺辊的隔距大小不同，亦影响梳理效果。因为分梳板各齿的梳理效果有所不同，在计算每根纤维的作用齿数时，应考虑上述两点影响，用平均梳理有效系数η来修正。当刺辊加装分梳板后总梳理度为C1+C2，每根纤维受到的平均梳理有效总齿数成倍增加，梳理度提高，三种梳理差异得到改善，棉束减少。2.4分板作用效果(1)梳理度提高（C=C1+C2），改善了梳理效果。(2)在一定程度上改善了三种梳理差异。(3)进入锡林盖板梳理区的棉束小而少（见表3），减轻了锡林盖板负荷，有利于保护盖板针布和充分发挥锡林盖板间的作用。(4)盖板梳理负荷减轻，可进一步减小隔距，增加盖板针密。表3第一根盖板的棉束和脉冲梳理力名称棉束,个平均脉冲梳理力g/cm有分梳板无分梳板降低百分率,%205.23233.8112.2233.339.916.54(5)采用分梳代替网眼小漏底后，避免了小漏底经常糊塞、清刷漏底等问题。2.5刺辊分梳板的工艺效果分梳板的工艺效果主要的还是工艺对比试验，发现加装分梳板后对成纱质量的影响很明显，它影响牵伸过程，在成纱质量上有所反映。表4为7~8个单位分梳板试验的生条质量总平均，表5为近10个单位的成纱质量总平均。表4有无分梳板对生条质量的影响名称有分梳板无分梳板改善百分率%棉结,粒/g31.936.7313.15杂质,粒/g44.7245.511.74条干,%15.4417.5812.17短绒率,%17.8217.880.34后落棉率%1.451.74–16.7含杂率%40.1935.77-落杂率%0.58280.6224-6.36表5分梳板对成纱质量的影响名称有分梳板无分梳板改善百分率%棉结,粒/g25.5632.2620.77疵点,粒/g47.8959.1919.09品质指标234723231.03CV,%17.9918.382.12粗节,个/km431.5496.213.04细节,个/km141.06181.5722.31棉结,粒/km312.32407.8723.43由此可见，根据多厂的试验，加装分梳板后：(1)生条棉结、条干有所改善，前者改善13%，后者12%，生条短绒率接近。(2)加装分梳板后，后车肚落棉率减少，影响除杂效率，宜放大落杂区或采用一块分梳板和一把除尘刀，形成两个大的落杂区。(3)成纱的7个质量指标均有改善，特别是棉结、粗细节改善更为明显。(4)采用吸风尘刀后，刺辊下可配置①2组吸风尘刀+1块分梳板，2个落杂区（DK760，FA221B）、②2组吸风尘刀+2块分梳板，2个落杂区（FA232）和③3组吸风尘刀+2块分梳板，3个落杂（C501，FA225A）等。3锡林后固定盖板梳理效能的分析国内虽然50~60年代就在锡林后部进行加装选择辊、工作辊和均匀分梳辊的研究，试验证实在一定程度上对提高生条质量有利，但同样存在结构复杂、高速气流中易产生棉结等问题，目前已不应用。在锡林后部加装固定盖板，充分利用了锡林梳理针面，增加了预梳作用，结构简单，安装维修方便，因而在现代高产梳棉机上都采用了后固定盖板。除C1/3机上为90mm宽的弧形梳理度。目前一般都采用2~4根[参见表1（a）]。针布规格见表6。3.1后固定盖板的梳理度安装后固定盖板，其梳理度C3同样可表示为：C=(ncπDZ3rL/PNBt)0.06η(5)式中：NC——锡林转速，r/min;D—锡林直径，mm；Z3—后固定盖板部齿数；r—纤维转移率；t—锡林针布齿距，mmη—平均梳理有效系数（0η1）。表6后固定盖板针布规格厂名型号总高H,mm基厚W,mm齿距t,mm工作角α,0齿深h,mm齿密N/(25.4mm)2青纺机AFF01-00(1)(FD9)7.51.64.47901.790AFF01-00(2)(FD14)7.51.04.47901.7140常州纺器FD9,AG7505×45167.51.64.4785-90FD14,AG7505×45167.51.04.47851.81