化學(xué)纖維梳理機(jī)的開發(fā)與應(yīng)用

夏春明，吉宜軍，王 東，劉建國(guó)，周志強(qiáng)

(1.南通雙弘紡織有限公司，江蘇 南通 226600；2.河南昊昌精梳機(jī)械股份有限公司，河南 開封 475000)

0 引言

化學(xué)纖維是指通過(guò)化學(xué)或物理改性的纖維，包含滌綸、粘膠、腈綸、莫代爾等。目前，國(guó)內(nèi)多數(shù)企業(yè)將化學(xué)纖維用于紡中粗號(hào)紗線，高檔細(xì)號(hào)紗線幾乎空白。其原因主要是在人工合成纖維的過(guò)程中，存在大量的索絲、并絲以及纖維卷曲。隨著高檔面料的發(fā)展、化學(xué)纖維的使用越來(lái)越流行，提高化學(xué)纖維品質(zhì)的要求也越來(lái)越強(qiáng)烈，適紡化學(xué)纖維梳理機(jī)的研發(fā)、推廣備受行業(yè)關(guān)注。

筆者團(tuán)隊(duì)從2015年開始研發(fā)在化學(xué)纖維之中占比最大的滌綸纖維用梳理設(shè)備，取得較為滿意的成效，為其他化學(xué)纖維梳理機(jī)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

1 化學(xué)纖維梳理機(jī)的研發(fā)思路

1.1 化學(xué)纖維的特性分析

研發(fā)化學(xué)纖維梳理機(jī)，首先要研究化學(xué)纖維的特性[1]?；瘜W(xué)纖維品種繁多，線密度為0.80 dtex～1.56 dtex；纖維越細(xì)，纖網(wǎng)成型彎鉤越多，從而影響成紗質(zhì)量；纖維卷曲有彈性，易回彈，難伸直；纖維整齊度好，梳理后纖維間易產(chǎn)生滑移，且纖維長(zhǎng)度長(zhǎng)、不易分離；靜電大，易形成彎鉤和纖維紊亂；油性大，易纏繞膠輥和羅拉。

1.2 化學(xué)纖維梳理機(jī)研發(fā)思路

化學(xué)纖維梳理機(jī)研發(fā)思路為：① 增加梳理機(jī)鉗板擺幅，改進(jìn)錫林傳動(dòng)偏心結(jié)構(gòu)，以加大纖維間分離度，或減小機(jī)件慣性力及慣性力矩(從多方案中確定最佳方案)；② 與德國(guó)克恩里伯斯公司聯(lián)合研發(fā)適合化學(xué)纖維用新型錫林和頂梳，改變二者針齒的梳理角度、銳度及密度；③ 研究滌綸纖維整齊度對(duì)喂入過(guò)程中纖維運(yùn)動(dòng)滑移的影響，對(duì)鉗板機(jī)構(gòu)弧形板角度和位置進(jìn)行優(yōu)化；④ 研究滌綸纖維在分離牽伸過(guò)程中的纖維運(yùn)動(dòng)及牽伸工藝參數(shù)對(duì)梳理落纖的影響，以降低梳理落纖為目標(biāo)優(yōu)化給棉羅拉位置及下鉗板結(jié)構(gòu)；⑤ 研究滌綸纖維梳理后的抱合度，對(duì)工藝流程產(chǎn)生的張力牽伸進(jìn)行全面優(yōu)化；⑥ 研究消除纖維靜電的措施及方法。

2 化學(xué)纖維梳理機(jī)鉗板部分結(jié)構(gòu)開發(fā)

2.1 鉗板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

鉗板機(jī)構(gòu)模型見圖1，梳理機(jī)鉗板由最前位置后退過(guò)程中，上、下鉗板閉合握持纖維層尾端，錫林針齒梳理纖維層的頭端，除去短絨、棉結(jié)和雜質(zhì)；當(dāng)鉗板到達(dá)最后位置后即向前擺動(dòng)，在分離羅拉的作用下，實(shí)現(xiàn)分梳后的纖維叢與倒入的棉網(wǎng)接合后輸出棉網(wǎng)。因此，鉗板是一個(gè)前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)的組件。

圖1 鉗板機(jī)構(gòu)模型

2.1.1 鉗板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求

2.1.1.1 梳理要求

為了保證梳理質(zhì)量，鉗板鉗口要對(duì)喂入纖維層具有良好的握持性能，即鉗板對(duì)纖維握持要牢靠，且橫向握持均勻。

2.1.1.2 棉網(wǎng)接合要求

為了使錫林梳理過(guò)的纖維層與分離羅拉倒入機(jī)內(nèi)的棉網(wǎng)接合良好，首先要求接合開始時(shí)鉗板向前運(yùn)動(dòng)的速度小，以防止鉗板攜帶的纖維叢與分離羅拉表面碰撞，出現(xiàn)接合不良；其次，梳理結(jié)束后，纖維叢要迅速抬頭。

2.1.1.3 高速要求

為了適應(yīng)梳理機(jī)高速運(yùn)行，要求鉗板組件具有較小的慣性力和慣性力矩，即鉗板組件應(yīng)具有較輕的質(zhì)量及較小的角加速度。

2.1.2 鉗板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化

鉗板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化包括鉗板組件質(zhì)量的優(yōu)化和鉗板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化。為優(yōu)化鉗板組件質(zhì)量，采用輕質(zhì)高強(qiáng)的鈦合金鉗板，使鉗板組件的質(zhì)量減輕至2.25 kg，降低因加大鉗板分離度而產(chǎn)生的噪聲。鉗板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化，主要以減小鉗板運(yùn)動(dòng)的角加速度及分離接合時(shí)鉗板的運(yùn)動(dòng)速度為目標(biāo)，對(duì)鉗板傳動(dòng)的關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)尺寸(如曲柄半徑)進(jìn)行優(yōu)化。

2.1.2.1 鉗板擺軸運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型

如圖2所示，OA為曲柄，B為滑塊，EF為滑桿。為了便于分析，將圖2a)的滑桿剛體扣除邊長(zhǎng)為38 mm的矩形后簡(jiǎn)化為圖2b)。選取O為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立以O(shè)O1為x軸的直角坐標(biāo)系，設(shè)OO1=L，OA=r，θ為某分度曲柄OA與x軸的正向夾角，θ′為鉗板最前位置時(shí)OA與x的夾角[2]。則：

a) 原機(jī)構(gòu)

(1)

式中：ω1為鉗板擺軸運(yùn)動(dòng)的角速度(rad/s)；ω為錫林的角速度(rad/s)，為恒量。將式(1)對(duì)時(shí)間求導(dǎo)數(shù)得：

(2)

式中：ε1為鉗板擺軸的角加速度(rad/s2)。

2.1.2.2 建立鉗板機(jī)構(gòu)實(shí)際應(yīng)用模型

鉗板機(jī)構(gòu)實(shí)際應(yīng)用模型如圖3所示,則：

圖3 鉗板機(jī)構(gòu)實(shí)際應(yīng)用模型

P點(diǎn)的速度在x軸及y軸的分量分別為：

(3)

將式(3)對(duì)時(shí)間求導(dǎo)得P點(diǎn)的加速度在x軸及y軸的分量分別為：

(4)

式中：ε1，ε2分別為連桿L1和連桿DG的角加速度(rad/s2);P為后搖擺臂到前搖擺臂的距離(mm)。

2.1.2.3 鉗板運(yùn)動(dòng)速度

化學(xué)纖維梳理機(jī)分離與接合過(guò)程中，分離接合質(zhì)量與鉗板運(yùn)動(dòng)速度的大小密切相關(guān)。分離接合開始時(shí)，如果鉗板的運(yùn)動(dòng)速度過(guò)大，會(huì)使錫林梳理過(guò)的纖維叢頭端與分離羅拉表面碰撞，在整個(gè)棉網(wǎng)上出現(xiàn)橫條彎鉤；或者由于分離羅拉的順轉(zhuǎn)速度略大于(或者等于)鉗板的前進(jìn)速度，雖然不會(huì)形成彎鉤，但分離牽伸倍數(shù)太小，纖維叢的頭端未被牽伸開使棉網(wǎng)較厚，而前一循環(huán)的棉網(wǎng)尾端已較薄，接合時(shí)由于兩者厚度差異過(guò)大，導(dǎo)致新舊棉網(wǎng)的接合力過(guò)小，在棉網(wǎng)張力的影響下，新棉網(wǎng)的前端易翹起，在棉網(wǎng)上形成“魚鱗斑”。

梳理機(jī)速度為350 Nip/min時(shí)，得到鉗板鉗口P點(diǎn)在x方向的運(yùn)動(dòng)速度規(guī)律曲線，如圖4所示，由此得到分離接合時(shí)鉗板與分離羅拉的接近規(guī)律見表1。

圖4 鉗板運(yùn)動(dòng)速度規(guī)律曲線

由表1可以看出，當(dāng)鉗板位置為18分度時(shí)，采用60 mm與70 mm曲柄半徑相比，60 mm曲柄半徑時(shí)鉗板的前擺速度減小了62.9 mm/s，減幅為12%；另一方面曲柄半徑減小，也增大了分離羅拉順轉(zhuǎn)定時(shí)的可調(diào)區(qū)間。

表1 分離接合過(guò)程中鉗板與分離羅拉的接近規(guī)律 單位：mm/s

2.1.2.4 鉗板運(yùn)動(dòng)的加速度

梳理機(jī)速度為350 Nip/min時(shí)，得到鉗板鉗口P點(diǎn)在x方向的運(yùn)動(dòng)加速度規(guī)律曲線如圖5所示，其特征參數(shù)值見表2。

圖5 鉗板運(yùn)動(dòng)加速度規(guī)律曲線

表2 曲柄半徑對(duì)鉗板運(yùn)動(dòng)加速度谷值、峰值的影響

由表2可知，當(dāng)傳動(dòng)鉗板擺軸的曲柄半徑增大時(shí)，鉗板P點(diǎn)在x方向加速度的谷值與峰值增大，谷值與峰值間隔的分度數(shù)減小，即谷值與峰值距離越近。采用60 mm曲柄半徑與70 mm曲柄半徑相比，60 mm曲柄半徑時(shí)加速度的谷值約減小36.6%，加速度的峰值約減小33.0%。

通過(guò)實(shí)踐并綜合考慮各種因素，化學(xué)纖維梳理機(jī)傳動(dòng)鉗板的曲柄半徑采用70 mm。

2.2 鉗板開口機(jī)構(gòu)

2.2.1 傳動(dòng)分析

圖6為簡(jiǎn)化的鉗板擺動(dòng)機(jī)構(gòu)[3]。其中：O，O2，O1，O3，L1，α和L2分別為錫林軸、鉗板擺軸、上下鉗板鉸鏈點(diǎn)、偏心軸軸心、偏心軸的偏心距、鉗板在最前位置時(shí)偏心位置角(為90°)和皮老虎長(zhǎng)度。因O2通過(guò)四連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)鉗板前后擺動(dòng)及上鉗板開啟閉合運(yùn)動(dòng)，偏心軸機(jī)構(gòu)影響鉗板的開啟閉合運(yùn)動(dòng)及鉗口握持力。故O3參數(shù)(包括L1，L2，α及偏心軸的運(yùn)動(dòng)規(guī)律)影響鉗板的開啟閉合運(yùn)動(dòng)及鉗口握持力。

1—后擺臂；2—前擺臂；3—下鉗板；4—上鉗板架；5—彈簧。

2.2.2 偏心軸的傳動(dòng)

梳理機(jī)中，偏心軸O3的機(jī)構(gòu)如圖7所示。其中O2，O3分別為鉗板擺軸和偏心軸；齒輪Z1固定安裝在O2上，齒輪Z3安裝O3上，Z2為過(guò)橋齒輪，Z1通過(guò)Z2傳動(dòng)Z3。O2與O3的轉(zhuǎn)速比為偏心軸傳動(dòng)比i，用公式表示為：

Z1—扇形齒輪；Z2—過(guò)橋齒輪；Z3—偏心軸齒輪。

(5)

式中“+”表偏心軸O2與偏心軸O3轉(zhuǎn)向相同。

當(dāng)傳動(dòng)比改變時(shí)，L1(見圖6)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律也發(fā)生改變，鉗板的開閉口曲線及梳理過(guò)程中鉗口握持力曲線隨即改變。

2.2.2.1 偏心軸傳動(dòng)比對(duì)鉗板開閉口的影響

在梳理機(jī)上，當(dāng)偏心位置角α為90°、落纖刻度為8時(shí)，設(shè)偏心軸傳動(dòng)比i分別為1.0，1.4和1.8，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助計(jì)算出鉗板開閉口曲線(見圖8)，其對(duì)應(yīng)鉗板開閉口特征參數(shù)見表3。

圖8 不同傳動(dòng)比的鉗板開閉口曲線

表3 不同傳動(dòng)比的鉗板開、閉口特征參數(shù)

由圖8和表3可知，當(dāng)鉗板在最前位置24分度時(shí)的開口角及開口量均不受偏心軸傳動(dòng)比i變化的影響，鉗板的最大開口角及最大開口量不變，故當(dāng)偏心軸傳動(dòng)比改變時(shí)，不會(huì)影響給棉羅拉的給棉作用；偏心軸傳動(dòng)比i值逐漸減小，鉗板的開口定時(shí)提前而閉口定時(shí)延后，使開始分離時(shí)(18分度時(shí))上鉗板的開口角及開口量增大，有利于錫林梳理過(guò)的纖維叢抬頭，也有利于提高纖維叢的接合質(zhì)量。

2.2.2.2 傳動(dòng)比對(duì)鉗板加壓的影響

鉗板閉口后，皮老虎套內(nèi)的彈簧受壓對(duì)鉗板鉗口加壓，使鉗口能有效地握持須叢而被錫林梳理。在化纖梳理機(jī)上，當(dāng)偏心位置角α為90°、偏心軸偏心距L1為9 mm、落纖刻度為8時(shí)，設(shè)傳動(dòng)比i分別為1.0，1.4和1.8，利用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算出鉗口握持力曲線見圖9，鉗口握持力的統(tǒng)計(jì)參數(shù)見表4。

圖9 不同傳動(dòng)比的鉗口握持力曲線

由圖9和表4可知，當(dāng)傳動(dòng)比i增大、同分度值時(shí)上下鉗板的鉗口握持力相應(yīng)較大，有利于梳理過(guò)程中鉗板對(duì)纖維層的握持，從32分度時(shí)到10分度時(shí)上下鉗板的鉗口握持力變化規(guī)律以及鉗板最大鉗口握持力出現(xiàn)的分度數(shù)基本不變；但隨著傳動(dòng)比i增大，從32分度時(shí)到10分度時(shí)鉗口握持力的極差值及變異系數(shù)增大，鉗板對(duì)纖維層握持的穩(wěn)定性下降。故鉗板最有效握持纖維層的方法，是選擇較小的傳動(dòng)比和略大的彈簧直徑。

表4 不同傳動(dòng)比的鉗口握持力統(tǒng)計(jì)

2.3 皮老虎尺寸對(duì)鉗板工藝的影響

2.3.1 對(duì)鉗板開閉口的影響

化學(xué)纖維梳理機(jī)偏心位置角α為90°、落纖刻度為8時(shí)，皮老虎長(zhǎng)度L2分別為113.0 mm，114.5 mm和116.0 mm，利用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算出鉗板開閉口曲線見圖10，對(duì)應(yīng)鉗板開閉口特征參數(shù)見表5。

由圖10和表5可知，隨著皮老虎長(zhǎng)度L2增大，鉗板的最大開口量減小；當(dāng)L2由113.0 mm增至114.5 mm時(shí)，鉗板的最大 開口角減小1.95°，鉗板的最大開口量減小2.58 mm，即減小皮老虎長(zhǎng)度能保證在落纖刻度過(guò)大情況下，給棉羅拉積極給棉。隨著皮老虎長(zhǎng)度L2減小，鉗板開口定時(shí)提前、閉口定時(shí)延后；皮老虎長(zhǎng)度每增大1.5 mm，鉗板開口定時(shí)提前2分度而閉口定時(shí)延后1分度。鉗板提前開口，便于錫林梳理過(guò)的纖維叢抬頭提前，使錫林梳理過(guò)的纖維叢與分離羅拉倒入機(jī)內(nèi)的棉網(wǎng)有效接合。鉗板分離接合開始時(shí)(18分度)的開口量，隨著皮老虎長(zhǎng)度L2減小而增大；當(dāng)L2由114.5 mm減小到113.0 mm，分離接合開始時(shí)(18分度)的開口量增大2.24 mm，為錫林梳理過(guò)的纖維叢抬頭提供較大的空間。

表5 不同皮老虎長(zhǎng)度鉗板開閉口特征參數(shù)

圖10 不同皮老虎長(zhǎng)度的鉗板開閉口曲線

2.3.2 對(duì)鉗口握持力的影響

在化纖梳理機(jī)上，當(dāng)偏心位置角α為90°、落纖刻度為8、皮老虎長(zhǎng)度分別為113.0 mm，114.5 mm和116.0 mm時(shí)，利用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算出的鉗口握持力曲線見圖11，鉗口握持力統(tǒng)計(jì)見表6。

圖11 不同皮老虎長(zhǎng)度的鉗口握持力曲線

表6 不同皮老虎長(zhǎng)度的鉗口握持力統(tǒng)計(jì)

由圖11和表6可知，皮老虎長(zhǎng)度L2對(duì)錫林梳理時(shí)的鉗板加壓影響較大，即鉗口握持力隨著皮老虎長(zhǎng)度L2增大而增大，有利于鉗板有效握持纖維叢；但隨著L2的增大，鉗口握持力不穩(wěn)定，增大了鉗板在擺動(dòng)過(guò)程中的慣性力。

2.3.3 皮老虎偏心距優(yōu)化

皮老虎偏心輪握持距從9 mm縮小到7 mm或5 mm，以減少化學(xué)纖維因壓力過(guò)大而產(chǎn)生的回彈。

2.4 優(yōu)化結(jié)果

梳理機(jī)的曲柄半徑、張力軸傳動(dòng)比、偏心軸偏心距、偏心初始位置角及皮老虎長(zhǎng)度，均對(duì)鉗板運(yùn)動(dòng)和工藝有影響。鉗板做周期性前后擺動(dòng)和開閉合運(yùn)動(dòng)中，為了穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)、提高車速，梳理機(jī)的慣性力要小以減輕振動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度要小以減輕功率消耗，并滿足梳理工藝要求，使纖維叢梳理效果好且鉗口開閉合時(shí)間、大小要與錫林梳理及分離結(jié)合配合良好。

在化纖型梳理機(jī)前進(jìn)給棉時(shí)，鉗板機(jī)構(gòu)選擇的曲柄半徑為70 mm、張力軸傳動(dòng)比為1.71、偏心軸偏心距為5 mm、皮老虎長(zhǎng)度為113.0 mm，在不同的落纖隔距下，梳理機(jī)的開閉口定時(shí)及每分度的開口量都不同，而開口量的不同除了影響分離結(jié)合還關(guān)系到給棉羅拉的給棉，當(dāng)最大開口量過(guò)小時(shí)給棉羅拉無(wú)法給出棉層。為了解決上述問(wèn)題，使梳理機(jī)的鉗板開口量大致相同，驗(yàn)證不同落纖隔距時(shí)化纖梳理機(jī)偏心軸偏心初始位置角如表7所示。

從表7可以看出，在不同落纖隔距時(shí)，調(diào)節(jié)偏心軸偏心位置角使鉗板18分度和24分度的開口量近似相同，18分度開口量使纖維叢開始搭接時(shí)有足夠的空間抬頭，24分度開口量保證了給棉羅拉的順利給棉。鉗板周期性的開閉合運(yùn)動(dòng)，是梳理機(jī)產(chǎn)生噪聲與振動(dòng)的主要原因，要求梳理機(jī)鉗板在滿足工藝要求的同時(shí)減小不必要的開口量，使鉗板閉合時(shí)的加速度和速度減小，以減小振動(dòng)和噪聲。本驗(yàn)證開閉口定時(shí)滿足錫林梳理的要求，在錫林梳理開始前閉合(錫林定位36分度)，在錫林梳理結(jié)束后開啟(梳理結(jié)束的時(shí)間大致為5分度～6分度)。

表7 不同落纖隔距時(shí)的偏心軸偏心位置角及工藝參數(shù)

3 落纖隔距與工藝性能的關(guān)系研究

3.1 落纖隔距對(duì)給棉作用的影響

在化纖梳理機(jī)上，給棉羅拉的給棉作用是在鉗板開啟或閉合過(guò)程中發(fā)生的，鉗板的最大開口量對(duì)給棉作用有較大影響。當(dāng)采用較大的落纖隔距時(shí)，由于鉗板的最大開口量較小，使給棉棘爪相對(duì)于棘輪的位移量減小，易出現(xiàn)不給棉問(wèn)題，使梳理機(jī)無(wú)法正常生產(chǎn)；給棉長(zhǎng)度越長(zhǎng)時(shí)，要求給棉棘爪相對(duì)于棘輪的位移量越大，越易產(chǎn)生不給棉問(wèn)題。

在化纖梳理機(jī)上，當(dāng)前給棉長(zhǎng)度分別為4.7 mm，5.2 mm及5.9 mm之時(shí)，依次調(diào)整落纖隔距為8 mm，9 mm，10 mm，11 mm及12 mm，試紡結(jié)果見表8。

表8 落纖隔距對(duì)給棉作用的影響

3.2 落纖隔距對(duì)梳理隔距的影響

在錫林定位為38分度時(shí)，計(jì)算的落纖隔距分別為5 mm，8 mm和11 mm時(shí)的梳理隔距變化曲線見圖12，梳理隔距的特征參數(shù)分別見表9。

圖12 梳理隔距的變化曲線

由圖12和表9可知，在梳理過(guò)程中，落纖隔距不同則梳理隔距的變化規(guī)律不同；落纖隔距越小，梳理隔距的平均值越大；在落纖隔距為8 mm時(shí)，梳理隔距的變異系數(shù)最小。

表9 梳理隔距的特征參數(shù)

4 給棉羅拉定位設(shè)置

4.1 梳理機(jī)的分離與牽伸

經(jīng)過(guò)錫林分梳后的纖維叢前端，在分離接合開始時(shí)進(jìn)入分離鉗口(前鉗口)，此時(shí)上、下鉗板的鉗唇呈開啟狀態(tài)，處于纖維叢前端的纖維被分離鉗口握持，以分離羅拉表面線速度快速前進(jìn)，而纖維叢的后部由給棉羅拉和下鉗板握持，以鉗板的速度慢速前進(jìn)，形成分離與牽伸；同時(shí)，頂梳針齒插入纖維叢梳理快速纖維。給棉羅拉、鉗板、頂梳及分離羅拉在開始分離時(shí)的相對(duì)定位關(guān)系如圖13所示，由于分離羅拉和鉗板運(yùn)動(dòng)速度在分離接合過(guò)程中都在變化，故牽伸倍數(shù)也隨之變化。

1—分離膠輥；2—分離羅拉；3—下鉗板；4—導(dǎo)棉板；5—給棉羅拉；6—上鉗板；7—頂梳。

4.2 給棉羅拉位置前移對(duì)梳理落纖的影響

給棉羅拉與分離鉗口的隔距關(guān)聯(lián)到給棉羅拉與分離鉗口中間的摩擦力界。如果給棉羅拉與分離鉗口的隔距變小，則摩擦力界的薄弱環(huán)節(jié)變短、浮游纖維的浮游動(dòng)程縮小，使纖維變速點(diǎn)向分離鉗口集中。如果纖維都在分離鉗口變速，那么分離鉗口對(duì)快速纖維的引導(dǎo)力較大，纖維不易被頂梳阻留，梳理落纖就少。因此，給棉羅拉前移，牽伸隔距變小，梳理落纖率降低，有利于節(jié)約用棉。

4.3 給棉羅拉位置對(duì)輸出棉網(wǎng)均勻度的影響

給棉羅拉位置靠近分離鉗口時(shí)，分離牽伸過(guò)程中纖維變速點(diǎn)向分離鉗口集中，有利于輸出棉網(wǎng)均勻，并可減少輸出棉網(wǎng)的破邊、破洞等問(wèn)題。

在化纖型梳理機(jī)上，應(yīng)合理安排給棉羅拉與上、下鉗板的相對(duì)位置。由于化學(xué)纖維的纖維長(zhǎng)度長(zhǎng)，給棉羅拉的位置需相對(duì)于棉梳理機(jī)位置后移，對(duì)提高棉網(wǎng)均勻度、降低梳理落纖率具有顯著效果。

5 錫林針布參數(shù)的優(yōu)化

5.1 梳理對(duì)錫林針布的基本要求

梳理機(jī)的主要功能是排除生條中的短絨、棉結(jié)及雜質(zhì)，提高纖維的伸直度、分離度及平行度。這種功能主要是由錫林針齒梳理纖維層完成的，因此，錫林針布應(yīng)滿足以下要求。

a) 要有較高的齒密，以滿足排除生條中的短絨、結(jié)雜及提高纖維伸直度、分離度及平行度的要求。

b) 錫林針布齒條應(yīng)具有一定的齒深，以滿足重定量梳理小卷的要求。

c) 為了減少梳理過(guò)程中的纖維損傷或損失，并使梳理力逐漸加強(qiáng)，錫林針布齒密配置應(yīng)前稀后密，錫林針布齒條的工作角應(yīng)前大后小。

d) 錫林針布齒條表面應(yīng)光潔、圓滑，以減少梳理過(guò)程中的纖維損傷。

5.2 化纖梳理機(jī)錫林針布齒條參數(shù)特點(diǎn)

梳理機(jī)上的錫林齒片一般分4組，經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)適應(yīng)化學(xué)纖維的錫林總齒數(shù)為1.8萬(wàn)齒～2.3萬(wàn)齒，齒條密度的最佳分布是：第1排為25齒/cm2，第2排針52齒/cm2，第3排為88齒/cm2，第4排為97齒/cm2。

對(duì)齒部的棱角進(jìn)行0.03 mm～0.05 mm的圓角處理，保證齒部棱角圓滑、光潔，防止錫林齒部在梳理過(guò)程中造成纖維損傷及掛花。

6 其他改進(jìn)和優(yōu)化

6.1 下鉗板結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

在下鉗板給棉羅拉對(duì)棉層握持點(diǎn)前部增大鋁條高度使弧形板長(zhǎng)度增加10 mm，作用有二：① 可增大給棉羅拉對(duì)棉層的握持力，在分離牽伸過(guò)程中使中后部的摩擦力界向前擴(kuò)展，利于控制分離牽伸過(guò)程中的浮游纖維，對(duì)減少落纖具有一定作用；② 由于鋁條的支撐，當(dāng)錫林梳理結(jié)束、鉗板鉗口開啟時(shí)有纖維叢抬頭，對(duì)新、舊纖維叢的接合有利。

6.2 梳理機(jī)吸落纖裝置改進(jìn)及負(fù)壓的調(diào)節(jié)

針對(duì)化學(xué)纖維長(zhǎng)度整齊度好、雜質(zhì)少、短纖相對(duì)較少的特點(diǎn)，在梳理過(guò)程中要盡量保持較低的落纖率，要求生產(chǎn)過(guò)程中吸落纖裝置負(fù)壓調(diào)節(jié)要精、準(zhǔn)、穩(wěn)，不應(yīng)出現(xiàn)較大波動(dòng)。也就是說(shuō)，設(shè)計(jì)風(fēng)道時(shí)封閉性要好、通道體積不宜過(guò)大；重新設(shè)計(jì)時(shí)縮小了風(fēng)道尺寸，將矩形風(fēng)道寬度縮小1/4，如圖14所示，負(fù)壓調(diào)節(jié)為100 Pa～120 Pa。

a) 改進(jìn)前 b) 改進(jìn)后

6.3 梳理機(jī)落纖通道防靜電處理

針對(duì)化學(xué)纖維易產(chǎn)生靜電的特性，對(duì)三角風(fēng)道、矩形風(fēng)道的鋼板表面噴涂防靜電油漆，減少化學(xué)纖維與通道表面摩擦?xí)r的靜電；而且通過(guò)對(duì)易產(chǎn)生靜電零件進(jìn)行即時(shí)放電處理，可達(dá)到防止飛花因靜電吸附在通道表面造成的通道堵塞。

6.4 梳理機(jī)各部張力機(jī)構(gòu)優(yōu)化

圖15是棉纖維和化學(xué)纖維的張力曲線對(duì)比，優(yōu)化措施如下。

a) 棉纖維

針對(duì)化學(xué)纖維紊亂特性，將喂入機(jī)構(gòu)原50齒張力輪，另外加工52齒、53齒、54齒、55齒張力輪備選；棉纖維承卷羅拉與給棉羅拉間棉網(wǎng)的正常喂入張力為7%～10%，化學(xué)纖維張力需調(diào)整為10%～12%，便于纖維伸直喂入；梳理后的化纖條抱合力差，在臺(tái)面上容易斷，為了改變臺(tái)面纖條的張力，特別增加了臺(tái)面變位張力齒輪(138齒、139齒、140齒)進(jìn)行選配，將張力改變?yōu)樵瓉?lái)的0.97～0.99倍，增加纖條抱合力。

6.5 車間環(huán)境優(yōu)化

化學(xué)纖維梳理環(huán)境要求：溫度為25 ℃～30 ℃，相對(duì)濕度為65%～75%，提高相對(duì)濕度是為了減少靜電的產(chǎn)生。

7 化纖梳理工藝的研究

對(duì)化纖梳理機(jī)而言，其喂棉工藝參數(shù)是指喂入小卷定量、給棉長(zhǎng)度及給棉方式[4]。合理選擇梳理機(jī)的喂棉工藝參數(shù)對(duì)于提高梳理質(zhì)量、成紗質(zhì)量及產(chǎn)量具有重要意義。在相同的工藝條件下，梳理棉纖維時(shí)，后退給棉相比前進(jìn)給棉梳理效果好、梳理落纖多；但梳理化學(xué)纖維時(shí)，落纖產(chǎn)生的靜電大會(huì)造成浪費(fèi)，不符合化學(xué)纖維梳理機(jī)的設(shè)計(jì)理念。為此，根據(jù)化學(xué)纖維特性，梳理時(shí)應(yīng)使用前進(jìn)給棉方式并滿足給棉長(zhǎng)度長(zhǎng)的工藝要求。在給棉長(zhǎng)度相同的情況下，進(jìn)行不同小卷定量的紡紗試驗(yàn)，結(jié)果表明小卷定量以40 g/m～50 g/m為宜。

8 化學(xué)纖維梳理機(jī)的應(yīng)用效果

將研制成功的化學(xué)纖維梳理機(jī)，在江蘇南通雙弘紡織有限公司對(duì)多種纖維品種進(jìn)行試紡，如：純粘膠JR 14.8 tex賽絡(luò)紡、滌粘JT/R 65/35 14.8 tex賽絡(luò)紡、江南化纖的中化纖T 14.8 tex試制、再生滌綸T 14.8 tex試紡等，紡紗質(zhì)量均能達(dá)到預(yù)期效果。表10是T 14.8 tex管紗指標(biāo)對(duì)比，表11為其筒紗紗疵指標(biāo)對(duì)比。

表10 T 14.8 tex管紗指標(biāo)對(duì)比

表11 T 14.8 tex筒紗紗疵指標(biāo)對(duì)比 單位：個(gè)/(100 km)-1

從表10可以看出，相比普梳，精梳管紗的小細(xì)節(jié)(-40%)、小粗節(jié)(+35%)和小棉結(jié)(+140%)均大幅度降低，成紗條干水平也顯著提高。從表11可知，精梳筒紗的有害紗疵也有所降低，尤其是長(zhǎng)粗長(zhǎng)細(xì)紗疵H1從125個(gè)直接降到22個(gè)。

9 結(jié)語(yǔ)

9.1化學(xué)纖維梳理機(jī)的研發(fā)，提升了梳理機(jī)的品種適應(yīng)性和化纖紗的產(chǎn)品檔次。用此設(shè)備開發(fā)的高檔化纖純紡及混紡紗，噸紗溢價(jià)高于同行10%～15%，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

9.2該梳理機(jī)適紡多種化學(xué)纖維，可解決多纖維混合橫向不勻的難題，所紡化纖紗經(jīng)下游客戶使用，反映布面平整、疵點(diǎn)少、染色光潔、效果好。

9.3使用該梳理機(jī)能夠?qū)⒌投嗽细叨嘶?，有效降低原料成本，提高產(chǎn)品的附加值。