毛纺精梳机梳理加工技术的研究

  摘要:分析了毛纺精梳机的梳理过程,重点阐述了影响圆梳的各种各样的因素,并提出选择参数时应考虑的要点。

  精梳是指在梳理机对纤维充分梳理的基础上所进行的进一步精细梳理。精梳的目的主要是以下几方面。

  精梳制品的纱号较细,要求纤维有一定的长度。短纤维在牵伸过程中会形成大量的浮游纤维,易引起纱线条干不匀、强力降低和纺纱断头,特别是在纺细号纱时尤其明显,影响产品的内在质量和档次。短纤维的存在,还会使纱线的毛羽增多,影响纱线的外观品质,进而易产生起毛起球现象,影响织物的表面上的质量;因此,需把不符合长度要求的短纤维剔除掉。

  精梳机梳理纤维的方式比较独特,精梳机是一束束地梳理,它既梳理一束纤维的头端,又梳理该束纤维的尾端。因此,精梳机对纤维的梳理是十分精细的。在梳理机梳理的基础上,精梳机对消除纤维

  精梳机喂入纱条的根数可多达20～30根,根据并合原理,它可以较大程度地改善纱条的横向不匀。2 毛纺精梳机的种类、特征

  目前,我国使用的毛纺精梳机主要有国产的B311系列和FB251;进口机型主要有N.S.C公司的PB28233、德国的1605、意大利的P90以及日本OKK公司的HC23等,使用较多的为PB系列;但在毛条制造中使用的主要还是国产设备。

  由表1看出:①进口设备的速度高;②进口设备的喂入负荷较高;③进口设备圆梳梳针的包围角度大;④圆梳针宽大体相似;⑤进口设备产量高(PB

  作者简介:杨锁廷(19452),男,河北清河人,天津工业大学教授,主要是做纺织教育和毛纺原料性能及其产品的开发,尤其在羊毛的改性加工和羊绒等特种动物纤维性能及其加工技术方面取得了一定成绩。

  毛纺精梳机的梳理是由圆梳和顶梳共同完成的。其中,圆梳梳理喂入纤维的头端,使头端纤维平行顺直,同时完成长短纤维的分离,即去掉短纤维以及毛粒、草杂等;顶梳梳理纤维须丛的尾端,使尾端纤维平行顺直,而且阻滞短纤维以及毛粒、草杂等进入出机毛网中,滞留在下一次梳理时再被分离除去。本文主要以圆梳的工作分析为例,介绍毛精梳机的梳理作用。

  圆梳梳理时由钳板握持,握持的时间大于圆梳梳理时间;因此,要合理的设计圆梳上梳针的排数、梳针在圆梳上所占的角度以及梳针梳理阶段的速度。

  钳口闭合时梳理开始,第一排针位于钳口正下方,尽可能提高梳理效能,防止拉毛。

  丛很快全部沉入梳针内部,因此,要合理调整小毛刷的高低位置;合理配置梳针的类型;合理设计梳针的作用角度、密度、高度。

  圆梳是精梳机梳理作用的主要部分,其基础要求是在尽可能减少纤维损伤的前提下,尽可能多地去除短纤维、草杂和毛粒。影响圆梳梳理效果的因素很多,主要有合理的设计圆梳上梳针的排数、梳针在圆梳上所占的角度以及梳针梳理阶段的速度;合理配置梳针的类型,合理设计梳针的作用角度、密度、高度等。

  上梳针有18(19)排,依次从粗到细,从稀到密,从高到低,针隙从宽到窄。要求针尖高度差不超过1mm,但其加工费工费时,且梳针不均匀,使用中易嵌毛,梳针易脱落、断裂,常规使用的寿命短,加工环境不好等缺点。

  有两种类型,一种是齿条整体锡林,由于锡林上的齿密和规格都相同,不能逐步加强对须丛的梳理作用,也影响排除短毛、毛粒以及杂质。另一种是把不同密度和规格的齿条粘合后,形成前稀后密、不同参数的齿尖排列,从而克服了上述缺点,而且结构相对比较简单,但不便于根据工艺调节齿密和其他参数,损伤后不易修复,必须整块更换。

  齿条锡林分前后两块,前一块有10排(组),后一块有11排。各组齿片的齿形、前角及厚度等参数可按不同工艺技术要求设计,并且和不同厚度的隔片配合构成不同的齿密,能够完全满足不同产品要求。不易损伤,不易嵌毛,使用寿命大大延长,替换维修方便,精梳毛条质量提高,费用节约。

  在圆梳梳理过程中,纤维完全沉入圆梳梳针内是完成梳理的基本条件,即钳口外的纤维须丛头端必须进入圆梳的针隙。圆梳对纤维的梳理过程大体可以分为圆梳梳针插入和梳理两个阶段。梳针插入阶段越短,梳理阶段越长,越有利于完成对纤维的梳 理和对短纤维以及杂质的排除 ;因此 ,应该尽可能地 加快纤维的沉入速度 。而影响纤维沉入的主要因素 是梳针角度 。

  钳板外的小毛刷将钳板外的纤维须丛头端压入 圆梳针隙 。随着圆梳的转动 ,钳板外的纤维须丛受 到梳针的梳理力 ,反之梳针受到钳板外的纤维须丛 的反作用力 P , P 可以分解为垂直于钢针的力 H 和 平行于梳针的力 M 。因为力 M 使纤维沿针向下 ,从 而产生了摩擦力 F 。

  其中 μ为纤维和钢针的摩擦系数 ,取 μ为 0. 23 。 如果使纤维进入针隙 ,必须使 M 沿钢针向内作

  同时 α角越小 ,梳针对纤维的握持力越大 ,这 对伸直纤维 、排除短纤维 、毛粒和杂质等均有较好的 效果 ;但 α过小 ,易损伤纤维 。原来的焊针方法 ,一 般前九排梳针的 α角为 37°,后 10 排梳针的 α角为

  39°,远远小于 77°;因此 ,梳理效果好 ,但纤维的损伤 较大 ,落毛率高 ,加工环境 、劳动条件 、梳针损伤以及 拉毛等使其使用受到限制。

  目前的装配式扁针使用 ,已经有人就齿型设计 、 角度 、密度 、厚度 、排间距等进了对比分析 。装配式 扁针齿型主要有直针式 、弯针式 。直针式结构简单 , 设计 、加工方便 ; 弯针式要根据工艺的要求合理设 计 ,以满足多种原料 、不同产量的加工要求 。如表 2

  方案 针排数 作用角 αΠ(°) 针密 (末排) Π根·cm - 1 毛粒Π个 草屑Π个 落毛率Π%

  从表 2 可以看出 :方案 2 为双列针 ,齿密最大 , 因此 ,毛粒少 ,草屑少 ;而且由于作用角的合理设计 , 落毛率也最少 。方案 3 为单列 ,虽然针密也较大 ,但 由于 α角较大 ,不利于纤维沉入针隙 ,容易使纤维 浮在针尖的表面 ,因此毛粒较多。

  在对方案 2 和方案 4 加大喂入负荷后 ,方案 2 可以明显地提高产量 ,保证质量 。究其原因 ,主要是 由于当加工细支毛条时 ,α角小使纤维易沉入齿内 , 又因其针齿密度大 ,能够充分发挥针齿的梳理作用 。

  另外 ,通过对长针 、短针 、单针 、双针不同组合的 试验研究 ,在原料种类 、品质 、喂入负荷不同时 ,应该 适当选配 。

  α角首先应保证纤维易沉入针隙 ,因此 ,α应偏 小掌握 ;但是 ,太小容易损伤纤维 ,因此 ,在满足纤维 易沉入针隙的条件下 ,α角应大小适度 。为了尽可 能减少纤维损伤 ,又有利于纤维易沉入针隙 ,也可以 在齿根角度设计上下工夫 ,如齿根角度设计为大于 103°,使纤维在受到力 P 后有沿针齿向上运动的趋 势 ,从而避免了纤维在齿根嵌毛造成的纤维损伤 ,而 且有利于梳理 ;但齿根角度设计大于 103°的位置又 影响纤维的容量 。

  在保证纤维完全沉入针隙内的前提下 ,完成去 短 、除杂和除毛粒的主要影响因素是针密 。针密首 先要考虑纤维的细度 ,随纤维的细度变细 ,针密应变

  大 。目前 ,为了满足细支毛条的加工要求 ,齿隙最小 尺寸可以达到 0. 025 mm～0. 030 mm。但是 ,随着齿 密加大 ,齿隙减小 ,容纳纤维的能力降低 ; 当喂入负 荷超过齿隙容量时 ,纤维浮在针齿表面 ,不能得到充 分梳理 。为了保证全部纤维沉入齿隙内 ,在产量一 定的条件下就必须使齿高增大 ; 而齿高增大使针齿 的强度 、抗弯刚度降低 。

  除了考虑单排梳针的密度 、以及总体梳针的密 度外 ,在圆梳上从前到后梳针的针密配置 、针排数目 的确定也是非常重要的 。当粗细不同的原料进行精 梳和复精梳时 ,应该有所不同 。如表 1 中 , P90 圆梳 角度为 187°Π136°(复精梳) 。

  目前 , 我国装配式扁针圆梳的梳针针排数为 21 ,梳针包围角约为 120°;两针排之间的距离约为 7.

  57 mm。由于同时作用在纤维上的针排数为钳板外 被梳理的纤维须丛长度和两针排间距离的比值 ,因 此 ,同时作用的针排数约为 3. 96 排 。而 19 排植针

  针排数约为 3. 26 排 。PB30 的针排间的距离约为 12 mm ,同时作用的针排数约为 3 排 。不难看出 ,装配 式扁针圆梳两针排间的距离可以适当加大 。当然 , 应该结合纤维的种类 、性能 、长短等合理搭配 。要学 习国外设备的好经验 ,但也要结合国产设备的特点 , 认真分析国内外设备的结构特点 、工艺特点 ,合理确 定 。

  除了上述工艺参数外 ,齿厚 、材质 、表面粗糙度 以及针齿截面形状都影响纤维的梳理效能和质量 。

  为了减少纤维损伤 ,对齿条精度 、表面粗糙度的加工 技术进行了研究 ,如 : 齿条抛光技术的研究 (要求保 证齿尖锐度又减少毛刺) ; 淬火技术的研究 (要求保 证齿尖的强度 ,又要增加齿尖的韧性) ;齿尖 、齿隙尺 寸精度保障措施的加工工艺研究 ,齿部齿型与使用 寿命以及减少落毛 、拉毛的研究等 。其中 ,材质的选 择是满足精度要求的基础 ,通过改进使梳针的质量 和常规使用的寿命得到大大提高 。