棉精梳锡林总齿数设计方法的探讨

刘红艳， 任家智， 冯清国， 尚龙飞， 薛 庆

(1.中原工学院， 郑州 450007； 2.金轮科创股份有限公司， 江苏 南通 226009)

棉精梳锡林总齿数设计方法的探讨

刘红艳1， 任家智1， 冯清国1， 尚龙飞1， 薛 庆2

(1.中原工学院， 郑州 450007； 2.金轮科创股份有限公司， 江苏 南通 226009)

探讨了棉精梳锡林总齿数的设计方法，分析了锡林总齿数与精梳质量、纤维类型、精梳工艺参数之间的关系。利用锡林梳理度、精梳落棉率、喂入棉层纤维根数和重复梳理次数等参数，建立了棉精梳机整体锡林总齿数的数学模型。分析了相关参数的确定方法及取值范围，并根据梳理度模型分别计算出了适用于32 s半精梳纱、40 s普通精梳纱、60 s高档精梳纱的精梳锡林总齿数。

精梳锡林;齿数;梳理度;设计

锡林总齿数是指整体锡林在棉卷宽度上的针齿数量，是影响锡林梳理效果的重要参数。总齿数过大或过小都会影响锡林对纤维的梳理效果。锡林总齿数过小，会使纤维得不到充分的梳理，达不到精梳质量要求；锡林总齿数过大，会造成纤维过度梳理，可能使纤维损伤甚至断裂，增加落棉。因此，在实际生产中，根据原棉类型和精梳质量要求选配合适的锡林总齿数对于提高纤维梳理效果具有重要意义。目前，一般是通过大量的试验，优化得到不同原料和不同精梳质量要求的锡林总齿数。但关于如何根据原棉类型和精梳质量要求设计锡林总齿数还缺乏系统的理论研究[1-6]。

本文通过分析原棉类型和精梳质量要求的相关参数与锡林总齿数之间的关系，建立锡林总齿数模型，为精梳锡林总齿数的设计提供一定的理论依据。

1 锡林总齿数的设计思路

为了评价精梳机锡林作用在纤维上的强度，本文采用了梳理度[7-9]指标，即一根纤维从开始梳理到被完全分离所受到锡林梳理的针齿数，指的是精梳机在一个工作循环内，一根纤维受梳理的针齿数和纤维所受到的重复梳理次数的乘积。根据精梳机的工作原理可知：一根纤维在一个工作循环内受到梳理的锡林齿数与锡林总齿数和棉层纤维根数(棉层纤维根数即小卷线密度与棉纤维线密度之比)有关。由于梳理过程中的落棉会造成受梳纤维的根数减少，因此，梳理度与落棉率有关。由于锡林梳理时钳口外棉丛的梳理长度大于喂棉罗拉每次的喂棉长度，因此，须丛要经过锡林的重复梳理后才能被分离，重复梳理的次数与给棉方式、给棉长度和分离隔距等工艺参数有关。

根据梳理度的定义并考虑其相关影响因素可以得出，锡林总齿数与锡林梳理度、纤维线密度、小卷线密度、精梳落棉率、给棉长度和分离隔距等参数有关。在实际生产中，可以根据精梳纱品种、精梳质量及落棉率要求和原棉类型，并结合实际生产经验，确定锡林总齿数相关参数，进而对锡林总齿数进行个性化设计。

2 锡林总齿数的数学模型及主要参数确定

2.1 精梳锡林总齿数数学模型

精梳锡林梳理度C是指一根纤维从开始梳理到被完全分离所受到锡林梳理的针齿数。设：锡林总齿数为Z；喂入棉层纤维根数为M；精梳落棉率为a；纤维重复梳理次数为N，则：

(1)

则锡林总齿数Z为：

(2)

由此可知：锡林总齿数Z与梳理度C和棉层纤维根数成正比，与锡林重复梳理次数成反比，并随着精梳落棉的减小而增大。

2.2 主要参数的确定方法

2.2.1 梳理度的确定方法

根据立达手册[10]推荐的锡林型号、纤维的马克隆值，及棉层纤维根数、给棉方式等参数的经验值范围，可以推算出锡林梳理度取值范围：前进给棉时为0.21～0.27齿/根，后退给棉时为0.41～0.57齿/根。在实际生产中，锡林梳理度的取值一般取决于精梳纱品种及其质量要求。生产的纱支越细，精梳质量要求越高，梳理度应偏大取值；反之，则梳理度应偏小取值。

2.2.2 精梳落棉率a的确定方法

精梳落棉率a一般根据精梳纱品种及其质量要求确定：精梳纱档次越高、精梳质量要求越高，精梳落棉率应偏大取值；反之，则应偏小取值。一般情况下，半精梳纱落棉率小于12%，普通精梳纱落棉率在12%～18%之间，高档精梳纱落棉率在18%～22%之间，超高档精梳纱落棉率大于22%[11]。

2.2.3 喂入棉层纤维根数M的确定方法

精梳机喂入棉层的纤维根数取决于小卷线密度和纤维线密度。设小卷线密度为Ty(tex)，纤维线密度为Tx(tex)，则喂入棉层截面纤维根数M为：

(3)

由式(3)可知，喂入棉层截面纤维根数M与小卷线密度成正比，与纤维线密度成反比。其中，纤维线密度Tx与原棉类型有关，长绒棉的线密度约0.111～0.143 tex；细绒棉的线密度约0.143～0.222 tex[12]。精梳小卷定量取决于精梳机的产量及精梳纱质量要求，适当增加小卷定量不仅可以增加产量，还可以改善嵌板对棉层横向握持的均匀性，并能改善棉层的自清洁效果，但小卷定量过大会影响梳理效果。新型精梳机的棉卷定量一般为60～80 g/m[11]。对于细绒棉而言，理想的棉卷定量在72～80 g/m之间；对于长度大于31 mm的长绒棉来说，理想的棉卷定量在64～74 g/m之间[10]。

在实际生产中，小卷线密度、纤维线密度均取决于原棉类型和精梳质量要求。精梳纱支较高且精梳质量要求较高时，原棉纤维细度宜偏小选取，小卷线密度宜偏轻。对于细绒棉，常见纤维线密度为0.15 tex、0.17 tex、0.19 tex和0.21 tex，常用的棉卷线密度为72 ktex、74 ktex、76 ktex和78 ktex，对应的喂入棉层纤维根数M值范围为34万根～52万根。对于长绒棉，常见的纤维线密度为0.12 tex、0.13 tex和0.14 tex，常用的棉卷线密度为64 ktex、66 ktex、68 ktex和70 ktex，对应的喂入棉层纤维根数M值范围为46万根～58万根之间。

2.2.4 重复梳理次数N的确定方法

由于梳理时钳口外棉丛梳理长度大于喂棉罗拉每次喂棉的长度，因此，钳口外的须丛要经过锡林的重复梳理后才被分离。自须丛受到锡林梳理开始到完全分离为止，所受到锡林梳理的次数为重复梳理次数。设A为给棉长度(mm)，B为分离隔距(钳板最前位置时下钳板至分离钳口的距离mm)。

根据立达手册[10]可知：

采用前进给棉时，锡林梳理阶段钳口外受梳棉丛平均长度为：

(4)

采用后退给棉时，锡林梳理阶段钳口外受梳棉丛平均长度为：

(5)

由于精梳机在每个工作周期内的给棉长度为A，前进给棉时纤维受到的重复梳理次数N1和后退给棉时纤维受到的重复梳理次数N2[11]分别为：

(6)

(7)

由式(6)和式(7)可知，纤维受到的重复梳理次数与给棉方式、分离隔距和给棉长度有关，其值取决于分离隔距与给棉长度的比值。后退给棉比前进给棉的重复梳理次数多；当给棉长度增大时，重复梳理次数减少；当梳理隔距增大时，重复梳理次数增大。

(1)分离隔距B的确定方法

分离隔距随精梳机落棉率要求的增大而增大，具体应根据精梳机钳板传动机构的尺寸及落棉刻度的大小确定，落棉刻度与分离隔距的关系如表1所示[13]。

表1 落棉刻度和分离隔距的关系

(2) 给棉方式和给棉长度A的确定方法

给棉方式一般根据精梳落棉率要求而定，当精梳落棉率要求大于17%时，采用后退给棉；当精梳落棉率要求小于17%时，采用前进给棉。给棉长度的取值一般为4.3 mm、4.7 mm、5.2 mm、5.9 mm，精梳纱支较高时，给棉长度应偏小取值[11]。

当给棉长度分别取4.3 mm、4.7 mm、5.2 mm、5.9 mm，落棉隔距分别取6 mm、8 mm、10 mm、12 mm时，根据表1和式(6)、式(7)可计算得出，前进给棉的重复梳理次数N1的范围为2.8～5.5次，后退给棉的重复梳理次数N2的范围为3.9～6.5次。

3 棉精梳锡林总齿数设计实例

设计用于纺制32 s半精梳纱、40 s普通精梳纱、60 s高档精梳纱的精梳锡林总齿数。

根据锡林梳理度、精梳落棉率、喂入棉层纤维根数、重复梳理次数等参数的确定方法，分别确定纺制32 s半精梳纱、40 s普通精梳纱、60 s高档精梳纱时的锡林梳理度、精梳落棉率、喂入棉层纤维根数和重复梳理次数等参数的取值。将相应参数代入式(2)中计算便得到对应的锡林总齿数，如表2所示。

表2 常规精梳纱支锡林总齿数及其相应参数

由表2可知，32 s半精梳纱、40 s普通精梳纱和60 s高档精梳纱对应的锡林总齿数分别为21 800 齿、27 000 齿、30 100 齿。

4 结 语

(1)精梳锡林总齿数取决于锡林梳理度、精梳落棉率、棉纤维线密度、小卷线密度、给棉方式、给棉长度和分离隔距等因素。

(2)精梳锡林梳理度和精梳落棉率取决于精梳纱品种、质量要求以及原棉质量，喂入棉层纤维根数取决于纤维线密度和精梳棉卷定量，重复梳理次数由给棉方式、给棉长度和分离隔距等因素确定。

(3)根据棉精梳锡林总齿数模型及相关参数的确定方法，设计得到了适用于32 s半精梳纱、40 s普通精梳纱、60 s高档精梳纱的精梳锡林总齿数。

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(责任编辑：姜海芹)

The Design Method of Total Number of Cotton Combing Cylinder Tooth

LIU Hong-yan1, REN Jia-zhi1, FENG Qing-guo1, SHANG Long-fei1, XUE Qing2

(1.Zhongyuan University of Technology， Zhengzhou 450007；2. GERON CO.，LTD.， Nantong 226009，China)

The design method of total number of cotton combing cylinder tooth is discussed.The relationship between total number of cylinder tooth and combing quality, type of fiber and parameters of combing process is analyzed. Mathematical model of total number of cotton combing cylinder tooth is established, using the parameters such as cylinder carding degree, combing noil rate, number of feeding cotton fibers, and times of repeat combing. Among the parameters, number of feeding cotton fibers depends on fiber linear density and lap weight; and times repeat combing are related to way to feed cotton, feeding length and separation distance. The method of determination and ranges of the related parameters are analyzed. The total numbers of combing cylinder tooth, which are suitable for 32s semi-combed yarn, 40s common combed yarn and 60s high-grade combed yarn respectively, are calculated according to mathematical model of total number of cotton combing cylinder tooth.

combing cylinder; total number of tooth; carding degree;design

2016-07-08

刘红艳(1988-)，女，河南商丘人，硕士生，主要研究方向为精梳锡林齿密与针齿排列。

1671-6906(2016)06-0048-04

TS112.2

A

10.3969/j.issn.1671-6906.2016.06.010