梳棉工艺参数设计与产量和质量的关系

发表于 2016-5-11 21:18:06

一、设计要点
1.清梳除杂的合理分工
在梳棉机上，宜后车肚多落，抄斩花少落。根据原棉含杂内容和纤维长度合理制定梳棉机后车肚工艺，充分发挥刺辊部分的开松和除杂作用。
2.高产必须高速
现代梳棉机通过提高锡林速度和在刺辊和锡林上附加分梳元件，来保持高产时纤维良好的分梳度，以提高成纱质量，从而可进一步提高梳棉机产量。
3.采用较紧的隔距
在针面状态良好的前提下，锡林与盖板间采用较紧的隔距，可提高分梳效能，尽可能减小锡林与道夫隔距，有利于纤维的转移和梳理。在锡林和刺棍间采用较大的速比和较小的隔距，可减少纤维返花和棉结的产生。
4.协调好开松度、除杂效率、棉结增长率与短绒增长率的矛盾
纤维开松度差，除杂效率低，短绒和棉结的增长率也低。提高开松度和除杂效率，往往短绒和棉结也呈增长趋势。要充分发挥刺辊部分的作用，并注意给棉板工作面长度和除尘刀工艺配置。在保证一定开松度的前提下，尽可能减少纤维的损伤和断裂。
5.合理选择针布
针布是梳棉机的心脏。选好针布，用好针布，管好针布，是改善梳理，减少结杂，提高质量的有力保证。要根据纤维种类和特性、梳棉机的产量、纱号数等选用不同的新型高效能针布（如高产梳棉机针布、细特纱针布、低级棉针布、普通棉型针布、棉型化纤针布、中长化纤针布以及细特和超细特针布等不同系列），并注意锡林针布与盖板、道夫针布及刺辊锯条的搭配。

发表于 2016-5-11 21:26:51

二、工艺参数设计
3 E) ]7 U: L% p2 q# x: P6 W5 y（一）生条定量
生条定量与梳棉机产量和生条质量密切相关。确定生条定量方法如下。

纺纱总牵伸倍数E=棉卷或棉絮线密度/细纱线密度

并条—细纱间总牵伸倍数E₁=细纱牵伸倍数×粗纱牵伸倍数×头并牵伸倍数/头并并合数×二并牵伸倍数/二并并合数

梳棉牵伸倍数E₂=E/E₁

生条定量（g/5m）=棉卷或棉絮线密度(tex)/(E₂×200)

梳棉机牵伸倍数常随所纺纱的线密度不同而不同。在纺细特纱时，梳棉常选用较大的牵伸，同时棉卷的定量较轻，因此生条定量较轻；反之，生条定量应较重。在纺线密度相同或相近的纱时，一般若产品质量要求较高时可采用较低的生条定量。
一般生条定量轻，有利于提高转移率，有利于改善锡林和盖板间的分梳作用。事实上高产梳棉机已采取了刺辊加装分梳板，锡林加装前、后固定盖板，盖板逆转，新型针布等措施，加强了对棉层的分梳，弥补了因定量重而造成刺辊分梳不良和分梳力不够的缺陷。
当梳棉机在高速高产和使用金属针布以及其他高产措施后，过轻的定量有以下缺点。
（1）喂入定量过轻，则在相同条件下，棉层结构不易均匀（如产生破洞等），且由于针面负荷低，纤维吞吐量少，不易弥补，因而造成生条短片段的重量恶化。
（2）生条定量轻，为保持梳棉机一定的台时产量，势必提高道夫速度，这不利于剥棉并造成棉网漂动而增加断头，并对生条条干不利。因此，生条定量不宜过轻，一般为20～25g/5m。但是，生条定量也不宜过重，以免影响梳理质量。

国内外梳棉机生条定量范围

表1-9不同线密度纱线的生条定量常用范围（一般锡林转速约为360r/min）

线密度（tex）	32以上	20～30	12～19	11以下
棉条干重（g/5m）	22～28	19～26	18～24	16～22

在锡林转速为450～600r/min的高产梳棉机（如DK903型、FA232A型等）上，上述定量一般可增加10%。

发表于 2016-5-11 21:32:19

（二）速度
1.锡林转速
由于锡林转速是决定梳棉机产量、质量的一个极其重要的参数，因此目前梳棉机的发展趋势是设法提高锡林转速。高速分梳是现代高产梳棉机的主要措施之一，其具体原因如下。
（1）增加锡林转速能增加单位时间内作用于纤维上的针尖数，提高梳理作用。
（2）纤维在锡林上的分梳负荷因锡林转速的提高而降低，针齿对纤维握持作用良好，有利于提高分梳质量，同时纤维不易在针面上搓转而减少棉结的形成。
（3）锡林表面速度及离心力提高，排杂能力加强。据测锡林转速由300r/min提高到600r/min，生条结杂减少30%～50%。
（4）锡林转速增加，梳理力也随之相应增加，但增加不多。据测锡林转速由300r/min提高到600r/min，梳理力只增加10%～20%。
（5）锡林与盖板间是主分梳区，由于不是握持分梳，因此在锡林加速后与盖板间速比可保持不变。盖板线速度相应提高有利于充分排杂。
2.刺辊转速
（1）刺辊转速直接影响梳棉机的预梳程度及后车肚气流、落棉性能。刺辊转速较低时，在一定范围内增加刺辊转速，握持预分梳作用增强，棉束百分率会降低；随着刺辊转速增快，棉束百分率降幅趋小。当然，刺辊转速增加过多会明显增加纤维的损伤，使生条中短绒率增大，且刺辊转速过高，后车肚气流控制和落棉控制也比较复杂，同时，还要考虑到锡林与刺辊的速比问题。
（2）梳棉机高产后，锡林转速随之增加，同时要附加分梳元件、增加锡林齿密，以保证锡林对每根纤维的梳理度基本不变。在刺辊部分，由于刺辊的握持分梳易产生纤维损伤，高产时刺辊转速的增幅一般小于锡林转速的增幅。预梳效能可采用附加分梳板、增加刺辊的齿密等来弥补。
（3）锡林与刺辊的表面速比影响纤维由刺辊向锡林的转移，不良的转移会产生棉结。高产梳棉机上锡林与刺辊表面速比在纺棉时宜为1.7～2.0，纺化纤时宜大于2.0，纺中长化纤时的比值还应提高。
（4）若采用三刺辊，则第一刺辊转速为900~992r/min，第二刺辊转速为1200~1540r/min，第三刺辊转速为1700~2018r/min，这种转速递增式的“牵引分离”可减少对纤维的损伤。同时，三个刺辊增大了刺辊表面积，配合分梳板使附加分梳作用增强，有利于梳棉机产量的提高。
国内外部分梳棉机锡林与刺辊的转速及速比见下表，其特点是锡林与刺辊的表面速比多数在2.0以上。

国内外部分梳棉机锡林与刺辊转速及速比

3.盖板线速
（1）盖板线速提高，盖板针面上的纤维量减少，每块盖板带出分梳区的斩刀花少，但单位时间走出工作区的盖板根数多，盖板花的总量增加且含杂率降低，而除杂率稍有增加。
（2）在产量一定时，纺低级棉用较高的盖板线速可改善棉网的质量，成纱强力亦略有提高，但在使用品质较好的原料时，提高盖板线速对生条质量没有显著影响，盖板花中纤维量却大大增加，不利于节约用棉。由于锡林表面速度极高，因此盖板线速改变对后者相对分梳速度影响极小。在纺优质原棉时针面负荷本来就轻，只有在针面负荷较重时，提高盖板线速才较有效。
（3）在范围一定时，盖板采用同样的速度，其排除短绒和杂质的数量随后车肚落棉情况而改变。后车肚落棉多，盖板排除短绒和杂质就少。
（4）生产上采用的盖板线速是否恰当，可观察棉网的质量是否符合要求以及斩刀花的外形结构和含杂情况来判定。通常盖板花中只应含有少量的束状纤维，两块盖板之间应很少有较长的搭桥纤维。
（5）纺化纤时，因原料中含有的疵点很少，盖板线速应比纺棉时低很多。
（6）采用反转盖板，可以提高分梳效果，这在新的梳棉机上已普遍应用。盖板线速的范围应在80～320mm/min。如纺棉，锡林转速为450r/min时，盖板线速采用210mm/min；纺超细旦化纤，锡林转速为360r/min时，盖板线速为140mm/min，具体见下表。

盖板线速常用范围（锡林转速约为360r/min时）

4.道夫转速

道夫转速直接关系到梳棉机的生产率，在需要梳棉机提高产量时，可采取提高道夫转速和增加生条定量两个措施。自1970年至今，梳棉机平均产量增加了3～4倍，生条平均定量增加1.3倍，生条输出速度平均增加3倍左右。
当生条定量加重时，意味着纺纱总牵伸要随之增加，不匀率会增大。因此，生条定量不能过重是高产梳棉机研制和使用中应遵循的原则。但是，生条定量过轻，将意味着道夫转速过快。定量轻则棉网抱合力差，不利于棉网形成，不能适应棉条的高速输出。故随着梳棉机产量的提高，生条定量亦缓慢增加。

发表于 2016-5-11 21:44:53

（三）隔距
梳棉机上共有30多个隔距，隔距和梳棉机的分梳、转移、除杂作用有密切关系。分梳隔距主要有刺辊—给棉板、刺辊—预分梳板、盖板—锡林、锡林—固定盖板、锡林—道夫等机件间的隔距，转移隔距主要有刺辊—锡林、锡林—道夫、道夫—剥棉罗拉等机件间的隔距，除杂隔距主要有刺辊—除尘刀之间、小漏底、前上罩板上口—锡林之间等的隔距。分梳和转移隔距小，有利于分梳转移。隔距较小，梳理长度增加，针齿易抓取和握持纤维，使纤维不易游离，不易搓擦成结。纺化纤时，纤维长，摩擦因数大，易生静电，为避免绕滚筒，其分梳隔距较纺棉时大。化纤杂质少，有关落棉隔距的设置应有利于减少落棉。
FA201型梳棉机纺中特纱时的各部分隔距见下表。

FA201型梳棉机各部位隔距单位：mm

几种梳棉机的常用隔距单位：mm

1.给棉罗拉—给棉板隔距
其隔距应保证在空转时两者不接触，以免磨损机件。喂入筵棉后给棉罗拉被顶起的距离，可以根据机器的设计尺寸和筵棉厚度测算，隔距宜进口大，出口小。对于不同型号的机器，可依此规定各自的进出口隔距。如德国DK2型梳棉机的进口隔距为0.30～0.50mm，出口隔距为0.08～0.15mm。
2.给棉板—刺辊隔距
刺辊对棉层的梳理作用随着隔距的减小而加剧，上下层间的作用差异亦减少，但可能引起纤维显著的损伤。遇到下列情况需采用较大的隔距：喂入棉层厚、定量重、纤维长度长、纤维强力及成熟度差。清梳联喂棉时，棉层较蓬松且定量较重，隔距应比棉卷喂入加大；纺中长化纤时隔距可比纺棉型化纤略大。DK903型采用清梳联，给棉板~刺辊采用略大于1mm的大隔距；而FA201型为棉卷喂入，采用小隔距。
3.刺辊—除尘刀隔距
除尘刀可以除掉刺辊气流携带的细小杂质，隔距宜小。如果除尘刀的刚性不足，在厚棉卷喂入时，反而使除尘刀振动而碰刺辊，甚至击落除尘刀引起事故，因此隔距不宜太小。经过第一除尘刀排杂后的第二除尘刀隔距应稍大配置，纺化纤时宜用偏大的隔距。
4.刺辊—预分梳板隔距
此隔距小，利于分梳，可减少棉束进入锡林盖板区；但过小，易损伤纤维，粉碎杂质。一般此隔距为0.45～0.56mm。
5.除尘刀的高低和角度
当给棉板和小漏底间的距离一定时，除尘刀位置的高低影响第一落杂区和第二落杂区长度的分配。由于破籽、不孕籽及僵瓣等较大而易落的杂质应大部分在第一落杂区内下落，故放低除尘刀，即增加第一落杂区的长度，使较大的杂质有较多的机会落下。同时，刺辊所带动的气流附面层随第一落杂区的增加而增厚，浮在附面层中的纤维和杂质被除尘刀挡落的也较多。此时，虽然第二落杂区的落棉量有所减少，但就整个后车肚落棉来说，仍是增加的。反之，抬高除尘刀，第一落杂区的落棉减少，而第二落杂区带纤维的杂质落下较多，但就整个后车肚落棉来说，仍是有所减少。因此，除尘刀的高低位置，应按棉卷含杂率及其含杂内容而定。A186D型梳棉机除尘刀的高低调节范围为离机框±6mm(±1/4英寸)。
除尘刀的安装角是指刀背与机框水平面间的夹角，它影响刀背气流的流动及小漏底入口处的回收作用，因而也影响落棉。当安装角度较小时，沿刀背流下的气流易在刀背处产生涡流，干扰刀背气流的正常流动，削弱背气流向小漏底入口处的回收作用。如A186D型梳棉机除尘刀安装角的调节范围为70°～110°。
6.刺辊—小漏底隔距
进口隔距大，则刺辊附面层气流较多地进入小漏底，落棉率少，落棉含杂率提高，但细小杂质和棉结、短绒的落量减少。处理含杂较高的棉卷时，进口隔距改小，可减少细小杂质的回收，生条棉结杂质相应减少。第四点及出口隔距大，排除短绒较多；第四点隔距如大于出口隔距，漏底网眼容易堵塞。第四点隔距大、小漏底接合处不平整、小漏底下陷，则容易造成积花，增加纱疵或条干不匀。如果刺辊采用低压罩，则吸风量较大，当超过刺辊带动的气流量时，则刺辊表面气流将减弱，上述漏底隔距的影响均不显著，小漏底入口可以采用较小的隔距。
7.刺辊—锡林隔距
在针面平整、刺辊和锡林径向跳动小、运转平稳的条件下，此隔距紧些，利于纤维自刺辊向锡林转移，可防止或减少刺辊返花与喂入棉层搓擦成结。
8.锡林—盖板隔距
近刺辊侧（进口）隔距可稍大，以减少盖板花中的长纤维含量。近道夫侧（出口）隔距可较中间略大，主要是该处有传动部件，隔距小时容易碰针。但因这是主要分梳隔距，只要机械条件许可，该隔距小些利于减少结杂。所纺的纱越细，该隔距应越小，但应注意盖板针面的平整度，避免与锡林碰针。盖板针面与锡林的隔距是在踵部校正的，盖板踵趾差数值小，踵部若有3mm左右的小平面（即踵趾由二段直线组成），均能增强盖板的梳理作用。对于盖板针面，应着重做好针尖的锋利和平整工作，才能和锡林保持适当的隔距。
纺化纤时的隔距可比纺棉大些，以防止绕锡林。常用锡林—盖板间隔距见表。

纺不同纱时锡林—盖板隔距单位：mm

纤维类别	锡林—盖板隔距
化纤粗特纱	0.25，0.23，0.20，0.20，0.23
中、细特棉纱	0.20，0.18，0.18，0.18，0.20
细、特细特棉纱	0.18，0.16，0.16，0.16，0.18

另外，要注意当锡林高速时，由于纤维与针布、纤维与纤维间摩擦作用都较大一些，导致温度升高而引起锡林滚筒膨胀，使实际隔距变小。
9.锡林—前、后固定盖板隔距

锡林与前、后固定盖板隔距小，有利于分梳、减少棉结，但过小，易损伤纤维、碎裂杂质，使生条短绒增加、杂质粒数增多、粒重减小。因此，锡林与前、后固定盖板隔距，从刺辊侧至道夫侧应遵循由大到小、逐渐增强分梳的原则。锡林与后固定盖板隔距应略大于盖板入口(刺辊侧)的隔距；锡林与前固定盖板间隔距应等于或小于锡林盖板间最小隔距，若大于锡林盖板间最小隔距，前固定盖板的整理分梳作用则很难发挥。为防止过紧的锡林与前固定盖板隔距而降低道夫转移率，前固定盖板最下一根固定盖板的隔距可略放大。一般后固定盖板与锡林间隔距自下而上为0.37~0.55mm、0.30~0.45mm、0.25~0.40mm；前固定盖板与锡林间隔距自上而下为0.20~0.25mm、0.18~0.23mm、0.15~0.20mm或隔距均相同。
10.锡林—大漏底隔距
采用金属针布后，大漏底前段长度已较弹性针布时短25～40mm，因此锡林与大漏底入口隔距不能太小。锡林与大漏底出口隔距过大，将使小漏底内部气压增加而使后落棉量增加。大漏底与锡林的前、中、后隔距应使大漏底弧面始终保持隔距逐渐收缩的状态，这与大漏底的弧面曲率半径、锡林针尖的工作半径和前、中、后隔距的大小有关。
11.锡林—前、后罩板隔距
前、后罩板的作用是防止锡林上纤维飞散成为游离纤维而搓擦成结，故前、后罩板与锡林的隔距以小为宜，且由进口到出口应逐渐减小，以使纤维牢牢压在针齿尖上。另外，后罩板进口（下口）隔距，影响刺辊锡林三角区气流流动和压力，从而影响小漏底气压和排杂及刺辊返花；后罩板进口（下口）隔距放大，流入刺辊罩壳内气流减弱，可减少刺辊返花。后罩板出口（上口）隔距与锡林盖板入口隔距应相配合。后罩板出口隔距大，纤维易起浮，盖板入口隔距小，盖板易抓取握持锡林上纤维，但气流易溢出、飞尘增多。一般后罩板进口隔距为0.56mm，出口隔距为0.38mm。前上罩板与锡林隔距上小下大。上口隔距影响盖板花量，是控制盖板花的主要手段之一。增大上口隔距，盖板花多，反之则减少。在有抄针门时，前上罩板下口隔距大于上口隔距，以防开关抄针门的冲击碰坏锡林齿尖。锡林与前下罩板隔距，一般上口大，下口小。若放大下口隔距，锡林上的纤维抬起，利于道夫转移，但也易产生浮游纤维，使锡林道夫上部三角区涡流增大，浮游纤维滚转成小棉团，进入棉网造成云斑，产生纱疵，恶化条干。若在抄针门处安装固定盖板，则从前上罩板上口到前下罩板下口隔距，应由大到小，以使纤维压于锡林针尖端，防止其游离搓擦成棉结。一般前上罩板上口隔距为0.43～0.84mm［(17~33)英寸/1000］，下口为0.79～1.09mm［（31～43）英寸/1000］；前下罩板上口隔距为0.79～1.09mm［（31～43）英寸/1000］，下口为0.43～0.66mm［（17~26）英寸/1000］。
12.锡林—道夫隔距
不论纺何种原料，一般要求锡林与道夫隔距保持较小的状态，以加强分梳、提高道夫转移率、减少锡林返回负荷、提高锡林盖板间一次分梳效能。锡林与道夫隔距偏大或左右不一致，会影响纤维的顺利转移，严重时出现云斑或棉结增多，抄斩棉相应增多。锡林与道夫隔距一般为0.10～0.125mm，而国外高产机上的锡林与道夫隔距为0.08～0.10mm。

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