精梳機梳理形式和齒密對梳理效果的影響分析

謝家祥 田九坤 王 濤 趙曉濤

（1.夏津縣潤通紡織有限公司，山東德州，253200；2.夏津縣瑞鑫紡織有限公司，山東德州，253200；3.陜西長嶺紡織機電科技有限公司，陜西寶雞，721000）

錫林和頂梳是精梳機的主要梳理元件，定量分析精梳機錫林和頂梳的齒密對纖維梳理效果和成紗質量的影響，對于提高精梳質量有著較大意義。精梳機有恒速梳理和變速梳理兩種形式，由于錫林梳理速度的不同，產生了兩方面的影響。一是變速梳理錫林速度最快可達到正常速度的2倍，對纖維叢的梳理強度提高，對纖維的梳理質量和纖維損傷有多大影響？二是錫林梳理速度的加快，變速梳理錫林梳理階段約占6.5分度，而恒速梳理錫林梳理階段占9.5分度。變速梳理錫林梳理階段提前結束，這使錫林末排針提前通過，完全避免了錫林末排針抓走倒入機內長纖維的問題。而恒速梳理完全避免錫林末排針對分離羅拉倒入機內棉網的干擾幾乎是不可能的［1］。那么恒速梳理錫林是否抓走了更多的長纖維進入精梳落棉？變速梳理是否損傷了更多的長纖維使精梳落棉纖維變得更短？

在實際生產中，變速梳理精梳機的精梳落棉長度較短，精梳落棉價格較低，好像精梳機損傷了纖維，造成了浪費；而恒速梳理精梳機的精梳落棉長度較長，精梳落棉價格較高，好像精梳機多落了原料，也造成了浪費。對于變速梳理，有看法認為精梳落棉長度較短，說明全部落的是短纖維，為企業(yè)節(jié)省了原料；對于恒速梳理，有看法認為在同樣落棉率情況下，精梳落棉纖維長度較長，說明并未浪費原料，還保護了纖維。

針對以上問題，我們進行了試驗分析。分別采用低密度和高密度錫林、頂梳進行梳理質量對比試驗；在恒速梳理和變速梳理精梳機上采用完全相同的錫林、頂梳，最大限度相同的工藝，進行同卷對比試驗。

1 精梳錫林和頂梳齒密對梳理質量和纖維損傷的影響

1.1 試驗條件

HC500型精梳機，恒速梳理，進行同機臺高齒密與低齒密對比試驗，方案1低齒密采用施爾整體錫林和頂梳，方案2高齒密采用格拉夫整體錫林和頂梳，試驗方案見表1。配置相同的精梳工藝：落棉隔距8.0 mm，梳理隔距（進口）0.50 mm，梳理隔距（39.0分度）0.30 mm，頂梳高度52.5 mm。

表1 精梳機錫林和頂梳齒密試驗方案

1.2 試驗結果及分析

采用SJ129PRO型棉結和短絨測試儀分別檢測兩組試驗的精梳條、精梳落棉纖維質量，試驗結果見表2。

表2 不同齒密下精梳條和精梳落棉纖維質量

試驗表明：齒密增加后，精梳條棉結并未表現(xiàn)出更優(yōu)（可能與錫林在倉庫放置時間稍長，表面發(fā)澀有關），5%跨距長度、12.7 mm短絨率均表現(xiàn)出稍好的趨勢。齒密增加后，精梳落棉率稍微增加了0.2個百分點，落棉中棉結含量增加，5%跨距長度稍有減小，落棉短絨率稍有增加。總體上講，齒密增加使纖維分梳更細致，排除棉結和短絨；同時并沒有帶來大的纖維損傷，表現(xiàn)在精梳條和精梳落棉的長度與短絨率基本沒有變化。

為了更準確地分析低密度針布與高密度針布對纖維的損傷情況，采用USTER AFIS Pro2型纖維檢測儀對兩組落棉與精梳條進行檢測，對比各長度級纖維含量，結果分別見表3和表4。

表3 不同齒密下精梳落棉各長度級纖維根數含量

表4 不同齒密下精梳條各長度級纖維根數含量

分析表3，精梳落棉中4 mm～16 mm短纖維含量，低齒密為85.7%，高齒密為85.1%，基本一致，高齒密并沒有更高的短纖維含量；28 mm以上長纖維含量，低齒密為4.1%，高齒密為3.7%，差異不大。分析表4，精梳條中4 mm～16 mm短纖維含量，低齒密為18.0%，高齒密為17.4%，基本一致，高齒密也并沒有更高的短纖維含量；28 mm以上長纖維含量，低齒密為45.6%，高齒密為46.2%，基本一致，低齒密也并沒有表現(xiàn)出纖維更長。由此可以得出：在適當范圍內增加精梳機錫林和頂梳齒密，并不會帶來嚴重的纖維損傷。

為了更準確分析兩種試驗方案纖維的梳理質量，對不同齒密兩組試驗的精梳條進行并條同眼、粗紗細紗同錠跟蹤對比試驗，紡紗品種JC 14.6 tex。采用USTER ME6型條干檢測儀及USTER QUANTUM3型電子清紗器分別對成紗質量進行離線與在線檢測，結果分別見表5、圖1、圖2。由表5可以看出，齒密增加后，條干C V值降低了0.32個百分點，-40%細節(jié)、+35%粗節(jié)、+50%粗節(jié)、+140%棉結均有減少趨勢，紗線毛羽稍有增加。

表5 不同錫林頂梳齒密下成紗質量對比

圖1 低齒密成紗紗疵分級圖

圖2 高齒密成紗紗疵分級圖

由圖1、圖2成紗在線紗疵分級檢測結果發(fā)現(xiàn)：齒密增加后，A1紗疵由389.8個/100 km減少為300.9個/100 km，A2、H1紗疵也有明顯減少。

綜合分析得出，精梳機錫林和頂梳齒密適度增加，對纖維分梳更加細致。對短絨的梳理與排除具有較好的效果，表現(xiàn)在-40%細節(jié)與H1紗疵的減少上；對棉結的梳解與排除效果，表現(xiàn)在常發(fā)性紗疵中粗節(jié)、棉結及A1、A2紗疵的減少。錫林和頂梳齒密適當、合理增加并沒有帶來更嚴重的纖維損傷。應用加密的錫林與頂梳，適當提高梳理度對紗線質量提高較為有利［2］。

2 精梳恒速與變速梳理對纖維損傷分析

2.1 試驗條件

在HC500型精梳機、JWF1278型精梳機上進行試驗，均采用Graf Primacomb 9030型整體錫林，總齒數32 000齒，Graf Primacomb 2030型頂梳，齒密30齒/cm，其他工藝見表6。

表6 精梳機不同梳理形式試驗方案

2.2 試驗結果及分析

兩種試驗方案的精梳落棉和精梳條纖維質量見表7。由表7所示精梳落棉纖維質量顯示，在落棉率基本相同的前提下，恒速梳理精梳落棉5%跨距長度比變速梳理長了5.2 mm，平均長度長了2.1 mm，12.7 mm短絨率低了4個百分點，由此看來，恒速梳理精梳機的確落了更多的長纖維。

由表7所示精梳條纖維質量顯示，恒速梳理與變速梳理的精梳條各長度指標基本相同，變速梳理12.7 mm短絨率稍低于恒速梳理。

表7 不同梳理形式下精梳落棉和精梳條纖維質量對比

對比分析落棉與精梳條纖維檢測質量，恒速梳理精梳機落棉纖維長度的確更長一些，但是落棉率相同，說明恒速梳理也并未多落纖維。變速梳理精梳機落棉短絨含量的確更高一些，但精梳條纖維長度也沒變短，看起來對纖維的損傷也不突出。那么，損傷的纖維去哪里了？恒速梳理錫林不可能一點也不抓走長纖維，但這部分纖維是否就是其落棉纖維長于變速梳理的全部原因呢？

我們采用文獻［3］中的方法對小卷、精梳條、落棉中的短絨含量進行了統(tǒng)計、運算、分析，也得出變速梳理短絨增長率更大一些的結論。為了便于分析，采用USTER AFIS Pro2型纖維檢測儀對兩組落棉與精梳條各長度級纖維含量進行分析，分別見表8和表9。

表8 不同梳理下精梳落棉各長度級纖維根數含量

表9 不同梳理下精梳條各長度級纖維根數含量

首先分析精梳落棉各長度級纖維分布情況。從表8可以看出：4 mm～16 mm短纖維含量，變速梳理高于恒速梳理達5.1個百分點，說明變速梳理落下了更多的短纖維；26 mm以上長纖維含量，恒速梳理高于變速梳理4.1個百分點，說明恒速梳理帶走長纖維是肯定存在的；變速梳理精梳落棉中的短纖維含量多，不能說明其落棉在纖維長度上有趨向性，兩種梳理形式落棉隔距相同，不排除是纖維過度損傷再被排除造成的這一現(xiàn)象；恒速梳理落棉中的長纖維含量不應該只是其錫林抓走長纖維造成的，因為使用90°錫林的恒速梳理精梳機通過調整分離接合定時，能使99%以上的纖維避開錫林末排針。

結合表9，分析變速梳理與恒速梳理精梳條中各長度級纖維分布情況。

（1）30 mm以上長纖維，變速梳理精梳條基本每組含量都少于恒速梳理，總計少了1.6個百分點，說明變速梳理并沒有在精梳條內留有更多的長纖維，沒有節(jié)省更多的長纖維。而恒速梳理落棉中的長纖維不全都是錫林抓走的倒入機內的長纖維，其中一部分為正常落棉。

（2）4 mm～16 mm短纖維含量，變速梳理精梳條比恒速梳理總計只少了0.2個百分點，兩種梳理方式基本持平，該纖維含量并沒有因為變速梳理對應精梳落棉中多落了5.1個百分點而比恒速梳理的大幅減少，說明變速梳理精梳落棉中4 mm～16 mm多出的短纖維含量有很大一部分不是喂入小卷中原本含有的，是由于損傷纖維造成的，然后落入了落棉中。進一步分析，落棉中26 mm以上的長纖維含量，變速梳理比恒速梳理少了4.1個百分點，按此推算，變速梳理精梳條內26 mm以上長纖維含量應該高于恒速梳理。但是實際情況是，精梳條中26 mm以上的長纖維含量，變速梳理比恒速梳理還少了0.9個百分點。這部分纖維去哪里了？再結合變速梳理落棉中4 mm～16 mm短纖維多出的5.1個百分點，顯然，有極少量26 mm以上的纖維在變速梳理中被損傷，斬斷的部分由于長度較短而落入落棉中，造成了變速梳理只落短纖維的假象，精梳條中并沒有因此而保留更多的長纖維，反而是長纖維比恒速梳理還少了0.9個百分點。

綜合分析得出：由于錫林梳理階段與分離接合階段時間配合調整空間很小，恒速梳理不能完全保證長纖維不被錫林末排針抓走而進入落棉，但是，只要分離羅拉順轉定時與鉗板閉合定時調整得當，這些纖維是微量的。由于錫林梳理階段錫林速度的增加，變速梳理的確加劇了錫林對纖維的損傷，并且這些損傷隨著精梳機速度的提高而加劇。但是，這些損傷并沒有帶來精梳條纖維主體長度的下降，因為，被斬斷的短纖維進入了落棉，使落棉短絨率更高，落棉纖維5%跨距長度更短。

3 結語

適當提高錫林和頂梳針齒密度，有利于棉結和短絨的梳解與排除，使成紗A1、A2、H1紗疵明顯減少。增加針齒密度，不會帶來嚴重的纖維損傷，表現(xiàn)在精梳落棉率沒有增長，精梳落棉纖維長度、精梳條纖維長度組分變化不大。值得注意的是，錫林針齒密度的增加要遵循每組針齒之間齒密漸進增加的原則，如果相鄰兩組齒密變化過大，會造成錫林嵌花現(xiàn)象發(fā)生。精梳錫林優(yōu)化設計的趨勢是減小縱向齒距，增加總的針齒排數；適當縮短預梳區(qū)、粗梳區(qū)所占梳理弧長度；齒片變薄，增大總齒隙，增加總的容纖量，并把這些纖維橫向分隔成更多的纖維束，而單個齒隙寬度并不建議減小到0.1 mm以下。

頂梳針密增大不僅是增加針齒數，也增大總齒隙空間，并把該空間分隔成更多單元，這樣才能增強頂梳的梳理能力。因此，現(xiàn)在的頂梳針齒尖部更尖，尖部齒隙更寬，易于纖維入針，而平行齒隙寬度卻相對尖部窄了很多，以強調更大的齒隙充盈率，對齒隙內纖維束有更強的摩擦、伸直作用。

恒速梳理與變速梳理精梳機在梳理質量上沒有明顯差別，變速梳理精梳機能達到更高的速度，對纖維的損傷相對要嚴重一些，但并沒有太影響精梳條纖維的品質長度，被斬斷的短纖維進入了落棉，使落棉短絨率更高，落棉纖維5%跨距長度更短。

變速梳理實際上最初是為了提高精梳機速度而采取的方法，對梳理沒有太大的優(yōu)勢可言。變速梳理精梳機采用錫林瞬時變速技術，將纖維層經過錫林梳理的時間大大縮短，錫林梳理結束時間大幅度提前，很好地解決了錫林末排針對分離羅拉倒入機內棉網的干擾問題，使落棉中有效纖維數量較少，錫林定位、鉗板閉合定時和分離羅拉順轉定時三項工藝可調范圍較大，對棉網的接合也較為有利。錫林梳理時間的縮短為分離接合準備階段提供了更多的時間，這樣就為錫林齒面角的加大（增加梳理面積）、精梳機速度的提高（能更好解決分離接合）創(chuàng)造了設備基礎條件。

恒速梳理精梳機由于錫林梳理工作階段速度相對穩(wěn)定、柔和，對纖維損傷小，利于對纖維的保護。錫林梳理時間較長，使錫林定位、鉗板閉合定時及分離羅拉順轉定時工藝參數調整的空間相對較小，不可避免地使錫林末排針抓走分離羅拉倒入機內的長纖維，造成一定的原料浪費，這是微量的，不是關鍵。問題的關鍵是分離接合準備時間有限，由于調整空間小，不能使棉叢的接合達到變速梳理精梳機的狀態(tài)，也限制了精梳機速度的進一步提高。

數字化與伺服驅動技術在精梳機上的應用，使分離羅拉運動曲線可以更加靈活地改變，分離羅拉順轉定時不再受制于機械傳動機構的固定曲線，倒、順轉時間與速度的多段改變成為可能，錫林速度不變，而分離羅拉順轉定時更寬闊的調整空間為解決錫林對纖維叢尾端的干擾創(chuàng)造了條件，為恒速梳理精梳機提速與使用更大齒面角的錫林打開了窗口。