紡織梳理機械及配套器材的發(fā)展探討

紀合聚，李長河

(1.青島東佳紡機(集團)有限公司，山東 青島 266425；2.青島理工大學(xué)，山東 青島 266520)

梳理機是紡紗流程中的關(guān)鍵設(shè)備之一，而梳理器材是梳理設(shè)備中不可缺少的重要配套器材。隨著市場的發(fā)展和需求的轉(zhuǎn)變，梳理機及其配套器材也在不斷地升級進步，為了整體認識梳理機，便于設(shè)備選型使用和創(chuàng)新改造，下面從幾個方面綜合分析梳理機械的特點、發(fā)展以及梳理器材的配套使用。

1 梳理機械的結(jié)構(gòu)型式、分類與應(yīng)用范圍

棉、毛、麻、絲等纖維的梳理是前紡或非織造布工藝流程中的一道關(guān)鍵工序，梳理質(zhì)量決定著最終紡織品的檔次；因此，梳理機械的創(chuàng)新至關(guān)重要。

梳理機械的發(fā)展已有200多年的歷史，從原始簡單的耙子式人工梳理到針布(梳針)輥筒式半自動梳理，再到自動化、智能化、高速高產(chǎn)精細梳理，經(jīng)歷了漫長的歷史發(fā)展和無數(shù)科技工作者的接力。從結(jié)構(gòu)型式來看，盡管目前的梳理機械有多種結(jié)構(gòu)型式，但歸納后主要分為3類：羅拉式梳理、蓋板式梳理、羅拉與蓋板式混合梳理；從輸出產(chǎn)品形式分類，可分為成條和成網(wǎng)2種。

傳統(tǒng)的羅拉式梳理主要用于粗紡梳毛機、精紡梳毛機、非織造布梳理機、人造毛皮梳理機和梳麻機等；蓋板式梳理主要用于棉紡梳棉機及清梳聯(lián)成套設(shè)備、羊絨分梳的梳絨機及新型半精紡特種纖維梳理制條機等；近幾年發(fā)展的羅拉與蓋板式混合梳理，主要用于半精紡梳理機和羊絨分梳機。

隨著技術(shù)的進步、多品種原料混紡及市場需求的轉(zhuǎn)變，近幾年梳理機械開始出現(xiàn)嫁接組合使用的型式。如：將傳統(tǒng)的四聯(lián)粗紡梳毛機改掉車頭換圈條器，用做半精紡原料的梳理制條，特點是彈性針布梳理對纖維損傷小、梳理較柔和充分，但設(shè)備冗長、占地面積大、效率較低，且功耗大，使用成本較高，很難推廣，只適用于紡高端紗號；羅拉蓋板式半精紡梳毛機稍加改造也可用于羊絨原料的開松，損傷較小且產(chǎn)量高；純蓋板機改造后也可用于非織造布的精細梳理，雖然梳理更加充分但受機器幅寬限制，一般使用幅寬為1.5 m；此外，由于非織造布梳理機是高速高產(chǎn)設(shè)備，受限于活動蓋板或固定蓋板的精度，所以機器幅寬非常關(guān)鍵，目前國內(nèi)有幅寬達3.8 m甚至4.0 m，產(chǎn)量達400 kg/h～500 kg/h的梳理機；羅拉梳理直連蓋板梳理機車速及產(chǎn)量低，主要用于羊絨、羊毛半精紡梳理制條，特點是原料損傷小、功耗低，梳理充分且占地面積較小，目前已推廣應(yīng)用于特種纖維，如海藻纖維、殼聚糖纖維、牦牛絨、麻纖維和竹原纖維等的梳理，效果較好，屬于多功能設(shè)備。

2 梳理機械的傳動和控制

梳理機械的傳動和控制，對梳理工藝調(diào)整起著關(guān)鍵作用，目前已逐步實現(xiàn)多電機傳動的同步化和智能化。如：自動喂毛機的喂毛部分由原機械稱重發(fā)展到電子稱重，簡化了機械傳動，降低了噪聲，提高了精度；棉箱喂入采用單獨電機，實現(xiàn)了高精度和連續(xù)自動喂入；主機部分傳動如粗紡梳毛機和精紡梳毛機由原地坑邊軸同步傳動發(fā)展到地上多電機同步變頻控制傳動，簡化了機械結(jié)構(gòu)，免開地坑，維修、使用方便；梳棉機由主電機機械式離合器啟動到變頻控制再到伺服控制及多電機傳動，逐步簡化了機械結(jié)構(gòu)，提高了精度；齒輪鏈條傳動變?yōu)橥綆鲃?，傳動平穩(wěn)、無噪聲；非織造布梳理機現(xiàn)采用高速多電機地上傳動和多道夫結(jié)構(gòu)來提高產(chǎn)量；等。

在智能化方面，目前梳理機已基本實現(xiàn)了在線監(jiān)測控制和遠程控制。如梳棉機故障自診斷、閉環(huán)自調(diào)勻整、出網(wǎng)在線監(jiān)測、遠程診斷與控制、蓋板隔距在線調(diào)整、清梳流程中異纖機快速響應(yīng)及高效除異纖等，為未來的自動化紡紗打下了良好基礎(chǔ)。

3 梳理機械的組合式系列化設(shè)計

近幾年，由于原料產(chǎn)品不同，因此對梳理機結(jié)構(gòu)的需求不盡相同，要快速滿足客戶需求就需要研發(fā)多品種組合式梳理機。如：梳理機自動喂料部分的自動喂毛機可分為稱重式、容積式或稱重容積式3種結(jié)構(gòu)；圈條器可分為單筒、雙工位自動換筒和三工位自動換筒，能實現(xiàn)任意組合配套；新型FB216型精紡梳毛機采用平移式雙工位大圈條結(jié)構(gòu)；高產(chǎn)梳棉機普遍采用二、三工位自動換筒圈條器；FN271系列人造毛皮梳理機采用三工位自動換筒圈條器；粗紡梳毛機分為單聯(lián)、二聯(lián)、三聯(lián)和四聯(lián)，可根據(jù)紡紗號數(shù)的大小選擇組合形式，其中三聯(lián)、四聯(lián)又可分為單過橋和雙過橋；梳毛機車頭分為單搓膠板和雙搓膠板，單頭皮帶絲和多頭皮帶絲等；精紡梳毛機分為單莫雷爾除草裝置和多莫雷爾除草裝置等；梳棉機活動蓋板分為單區(qū)和雙區(qū)蓋板；梳棉機刺輥又可分為單刺輥和三刺輥、也可分為鋸齒式和梳針式等，其喂入部分分為順向喂給和逆向喂給，其中順向喂給可減少纖維損傷；非織造布梳理機分為單道夫、雙道夫和三道夫及單錫林和雙錫林結(jié)構(gòu)等；羅拉梳理機的喂入羅拉方式有1對、2對和3對，1對羅拉式用在LFN397型羊絨開松機上，2對羅拉式用在BC272系列粗紡梳毛機、FB220型半精紡梳毛機及FN271D型人造毛皮梳理機上，3對羅拉式用在B272A型精紡梳毛機上；羊絨分梳機有一拖一型式，即一臺毛斗帶一臺A186型分梳機，一拖二到一拖六根據(jù)羊絨原料可任意組合。梳理機的幅寬目前主要有0.5 m，1.0 m，1.5 m，2.0 m，2.5 m，3.0 m，3.5 m和3.8 m等，教學(xué)實驗用的小型梳理機一般幅寬為0.5 m。這些組合式模塊化的設(shè)計給制造和用戶應(yīng)用帶來了極大的方便，降低制作和使用成本，提高交貨速度和質(zhì)量。

4 梳理機械發(fā)展趨勢

4.1 向多功能交叉組合式方向發(fā)展

a) 個性化的特殊原料和混紡產(chǎn)品需求，導(dǎo)致個性化的梳理機創(chuàng)新，即特種纖維梳理機。

b) 組合式梳理機能滿足市場多元化需求，同時降低制造成本，提高交貨效率，維修服務(wù)快捷。

c) 各種梳理機結(jié)構(gòu)可嫁接和組合使用，如：蓋板梳棉機道夫后面增加了出網(wǎng)雜亂部分可用做非織造布梳理；粗紡梳毛機去車頭、改圈條器出毛條；用做半精紡紗；梳棉機道夫出條部分可配帶2個或3個圈條器，用做化妝棉棒等日用品出條。

4.2 向?qū)挿弋a(chǎn)方向發(fā)展

由于增加產(chǎn)量和降低成本的市場需求，梳理機械正向?qū)挿⒏弋a(chǎn)方向發(fā)展[1]。國內(nèi)BC系列和FN系列粗紡梳毛機幅寬已由1.5 m向2.0 m和2.5 m發(fā)展；國內(nèi)精紡梳毛機的幅寬由1.5 m向2.0 m發(fā)展，國外向2.5 m發(fā)展；梳棉機幅寬由1.00 m發(fā)展到1.20 m，1.28 m，1.30 m和1.50 m等；FN271A型人造毛皮梳理機幅寬由1.5 m發(fā)展到FN271D型的2.0 m；非織造布梳理機幅寬由1.5 m發(fā)展到2.0 m，2.5 m，3.0 m和3.8 m等；羊絨開松分梳機幅寬由1.0 m發(fā)展到1.5 m等。由于幅寬的增大，其產(chǎn)量按比例增加。

4.3 向高速優(yōu)質(zhì)方向發(fā)展

梳棉機產(chǎn)量由最初的5 kg/h發(fā)展到目前超過100 kg/h，出條速度越來越快，采用了逐步提高錫林轉(zhuǎn)速、增加分梳元件提高梳理度、增加中心距增大梳理面積等措施。如TC19i型梳棉機的出條速度可達到700 m/min。

梳棉機的精確喂入和自調(diào)勻整裝置確保了出條克重的均勻度，良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計可將纖維損傷降至最低，如FB220型精紡梳理機在梳理絲光羊毛時，出條纖維可達到零損傷，其出條不勻率在配置大容量容積式自動喂毛機時不用自調(diào)勻整就可達到約2.5%，這主要取決于該機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，去掉了給棉板和給棉羅拉，改為雙羅拉喂入、增加初梳錫林及工作羅拉、梳針式刺輥等預(yù)開松結(jié)構(gòu)，以呈現(xiàn)漸進柔性的梳理過程，最大限度地降低損傷、提高梳理度。

4.4 向綠色安全、環(huán)保人性化方向發(fā)展

近幾年，梳理機的外觀和安全性有了大幅提高，各廠家注重罩殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計和外觀色彩，摒棄傳統(tǒng)純綠色，如采用國際上通用的藍白相間顏色，以減輕視覺疲勞。在罩殼的密封性和藝術(shù)造型方面，更適合人機工程，特別是可保障擋車工的操作方便和維護安全。在機器功能允許的前提下，一般盡量選擇0.618黃金分割比例來設(shè)計罩殼的外形尺寸，給人以美感和愉悅感。

4.5 向自動化、智能化方向發(fā)展

梳理機的發(fā)展最終會向無人化方向發(fā)展，為自動化、智能化工廠奠定基礎(chǔ)[2]。近幾年，梳理機的自動化水平不斷提高，用工減少，減輕了勞動強度，同時操作精度得到提高。如特呂茨勒梳棉機采用了自動調(diào)節(jié)蓋板隔距、出網(wǎng)在線監(jiān)測質(zhì)量、不減速的新型平移自動換筒裝置和故障自診斷調(diào)節(jié)功能等。國產(chǎn)清梳聯(lián)合機在智能化發(fā)展方面也比較超前，如實現(xiàn)了梳棉出網(wǎng)在線監(jiān)測、遠程控制智能診斷和實時計算班產(chǎn)量等[3]；非織造布梳理機也實現(xiàn)了在線喂入稱重控制，采用了高端閉環(huán)自調(diào)勻整裝置；等。未來，梳理機會出現(xiàn)自動生頭裝置，逐步實現(xiàn)機器自檢修復(fù)功能等。

5 梳理機配套器材的現(xiàn)狀及發(fā)展

5.1 現(xiàn)狀

梳理機配套器材主要包括金屬針布、彈性針布及附加分梳器材，包括錫林針布、道夫針布和刺輥針布等各種滾筒針布，回轉(zhuǎn)蓋板針布、固定齒條蓋板針布和預(yù)分梳板等，剝?nèi)〕樣冒讞l布針布等，粗紡梳毛機的搓條膠板和皮帶絲等。

紡織梳理器材行業(yè)的技術(shù)水平主要體現(xiàn)在原材料、設(shè)備和工藝水平、新產(chǎn)品開發(fā)等方面，國產(chǎn)紡織梳理器材在中低端產(chǎn)品方面供求基本平衡，但高端產(chǎn)品與國外著名品牌仍有一定差距。隨著國產(chǎn)紡織梳理器材行業(yè)技術(shù)水平的不斷提升，國產(chǎn)梳理機用針布質(zhì)量也不斷提高，與國際知名品牌產(chǎn)品差距愈來愈小，有少數(shù)企業(yè)開發(fā)的高端產(chǎn)品已接近國際先進水平。但是，受技術(shù)水平限制，在國際市場的份額仍較小，相信隨著質(zhì)量的提升、出口額將穩(wěn)步提升。

目前，梳理配套器材在結(jié)構(gòu)上有很多創(chuàng)新，如雙齒錫林針布的設(shè)計生產(chǎn)，T型齒針布[4]、駝峰式針布、“境泉”拋光針布和超大齒距特殊刺輥針布[5]、各種齒型的道夫針布[6]，以及加密型蓋板彈性針布等。固定蓋板針布采用雙列不同齒密及正反向齒等結(jié)構(gòu)，均大大提高了梳理機的梳理質(zhì)量。毛紡梳理用彈性針布和車頭搓條膠板及皮帶絲的質(zhì)量也大有提高和創(chuàng)新，出現(xiàn)了單頭與多頭皮帶絲、單層搓條膠板及多層搓條膠板等。后整理的織物起毛工序，通過帶條針布作用在織物表面起絨毛，使織物具有松厚柔軟，保暖、耐磨性強，花型柔和優(yōu)美等特征。

5.2 未來發(fā)展

經(jīng)過多年的發(fā)展，目前梳理過程仍存在著質(zhì)量、產(chǎn)量、效率與纖維損傷之間的矛盾。

a) 強分梳與柔性分梳對纖維損傷和保護的問題。即強分梳造成纖維損傷，柔性分梳與梳理不充分之間的矛盾。

b) 高效工藝梳理質(zhì)量與產(chǎn)量之間的矛盾。產(chǎn)量高、定量重，梳理質(zhì)量差、效率高；產(chǎn)量低、定量輕，梳理質(zhì)量好、效率低。

c) 落棉效率、質(zhì)量與成本之間的矛盾。落棉多，成本高、除雜效率低，有效纖維損傷大；落棉少，除雜效率高，梳理質(zhì)量差。

d) 分梳與轉(zhuǎn)移之間的矛盾。即充分梳理與重復(fù)梳理、快速轉(zhuǎn)移與質(zhì)量之間的矛盾。

e) 梳理器材維護和周期短的矛盾。梳理器材不耐磨、使用周期短、維護成本高。

綜上矛盾，梳理器材未來發(fā)展的關(guān)鍵在于結(jié)合整機進行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和工藝創(chuàng)新，以及對纖維原料進行超低損傷的柔性梳理研究。如：固定蓋板齒條針布隔距調(diào)節(jié)形式多樣，決定了其使用質(zhì)量有所不同；其針/齒的硬度和耐磨度以及包卷時的內(nèi)部柔性都需要工藝方面的創(chuàng)新保證；在預(yù)分梳板上開發(fā)淺密型梳針式結(jié)構(gòu)以降低纖維損傷；在回轉(zhuǎn)蓋板針布結(jié)構(gòu)上發(fā)明一種多孔氣流噴射循環(huán)分梳來實現(xiàn)柔性梳理；等。

實踐表明，未來梳理針布總的發(fā)展趨勢為“矮、淺、尖、薄、密、小、潔、硬、柔”，即針高矮、齒深淺、齒頂尖、基部薄、高齒密、前角小、面光潔、齒尖硬、內(nèi)部柔、齒型柔。道夫針布宜采用大齒深、總高高的結(jié)構(gòu)，有利于纖維轉(zhuǎn)移；刺輥針布采用弧形齒、適宜齒距的結(jié)構(gòu)；固定蓋板針布采用弧齒面和高齒密雙列提升齒的結(jié)構(gòu)；預(yù)分梳板采用弧形齒和窄弧形面的結(jié)構(gòu)。在刺輥針布轉(zhuǎn)速不變時，增加刺輥針布的橫向齒密有利于分梳質(zhì)量。此外，在工藝方面，車間溫度濕度要適合原料特性；在操作方面，針布包卷時要做到“慢速度、穩(wěn)張力、細檢查、禁抖動”等[7]。

6 結(jié)語

6.1梳理機械及其配套器材的發(fā)展是根據(jù)市場的需求和變化而持續(xù)創(chuàng)新的。一是新型原料品種的不斷出現(xiàn)，需要合理的梳理機和工藝；二是傳統(tǒng)原料的多組分混紡梳理，要求梳理機的適應(yīng)性要廣泛；三是傳統(tǒng)原料的柔性梳理、高端精細化加工，對器材和工藝的要求較高；四是用戶對設(shè)備本身提出可靠性、耐用度和安全高效、環(huán)保智能化等的要求；五是目前人們消費觀念的變化使多品種小批量個性化定制產(chǎn)品成為新的發(fā)展趨勢。這些需求促使紡織梳理機械及其配套器材向多樣化、系列化、連續(xù)化、智能化、綠色化發(fā)展，同時也使不同結(jié)構(gòu)品種和作用的梳理機之間產(chǎn)生有機的嫁接和組合，從而衍生出新功能的梳理設(shè)備。

6.2配套器材是梳理機的主要耗材，頻繁更換會加大維護保養(yǎng)人員的工作量，管理工作不到位、對梳理器材更換不及時則會嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量；因此，使用壽命長、質(zhì)量優(yōu)的梳理器材有利于延長更換周期、減輕工人工作量，也利于提高質(zhì)量和產(chǎn)量。

6.3梳理機械及其配套器材產(chǎn)品無論是完全創(chuàng)新還是組合創(chuàng)新，都將會有廣闊的市場發(fā)展空間和前景。隨著人民生活水平的不斷提高，高端制品需求上升，纖維產(chǎn)品趨向于輕薄柔。因此，要求梳理機精細梳理和柔性梳理以滿足生產(chǎn)細號紗的要求。