纺织梳理机械及配套器材的发展探讨

纪合聚，李长河

(1.青岛东佳纺机(集团)有限公司，山东 青岛 266425；2.青岛理工大学，山东 青岛 266520)

梳理机是纺纱流程中的关键设备之一，而梳理器材是梳理设备中不可缺少的重要配套器材。随着市场的发展和需求的转变，梳理机及其配套器材也在不断地升级进步，为了整体认识梳理机，便于设备选型使用和创新改造，下面从几个方面综合分析梳理机械的特点、发展以及梳理器材的配套使用。

1 梳理机械的结构型式、分类与应用范围

棉、毛、麻、丝等纤维的梳理是前纺或非织造布工艺流程中的一道关键工序，梳理质量决定着最终纺织品的档次；因此，梳理机械的创新至关重要。

梳理机械的发展已有200多年的历史，从原始简单的耙子式人工梳理到针布(梳针)辊筒式半自动梳理，再到自动化、智能化、高速高产精细梳理，经历了漫长的历史发展和无数科技工作者的接力。从结构型式来看，尽管目前的梳理机械有多种结构型式，但归纳后主要分为3类：罗拉式梳理、盖板式梳理、罗拉与盖板式混合梳理；从输出产品形式分类，可分为成条和成网2种。

传统的罗拉式梳理主要用于粗纺梳毛机、精纺梳毛机、非织造布梳理机、人造毛皮梳理机和梳麻机等；盖板式梳理主要用于棉纺梳棉机及清梳联成套设备、羊绒分梳的梳绒机及新型半精纺特种纤维梳理制条机等；近几年发展的罗拉与盖板式混合梳理，主要用于半精纺梳理机和羊绒分梳机。

随着技术的进步、多品种原料混纺及市场需求的转变，近几年梳理机械开始出现嫁接组合使用的型式。如：将传统的四联粗纺梳毛机改掉车头换圈条器，用做半精纺原料的梳理制条，特点是弹性针布梳理对纤维损伤小、梳理较柔和充分，但设备冗长、占地面积大、效率较低，且功耗大，使用成本较高，很难推广，只适用于纺高端纱号；罗拉盖板式半精纺梳毛机稍加改造也可用于羊绒原料的开松，损伤较小且产量高；纯盖板机改造后也可用于非织造布的精细梳理，虽然梳理更加充分但受机器幅宽限制，一般使用幅宽为1.5 m；此外，由于非织造布梳理机是高速高产设备，受限于活动盖板或固定盖板的精度，所以机器幅宽非常关键，目前国内有幅宽达3.8 m甚至4.0 m，产量达400 kg/h～500 kg/h的梳理机；罗拉梳理直连盖板梳理机车速及产量低，主要用于羊绒、羊毛半精纺梳理制条，特点是原料损伤小、功耗低，梳理充分且占地面积较小，目前已推广应用于特种纤维，如海藻纤维、壳聚糖纤维、牦牛绒、麻纤维和竹原纤维等的梳理，效果较好，属于多功能设备。

2 梳理机械的传动和控制

梳理机械的传动和控制，对梳理工艺调整起着关键作用，目前已逐步实现多电机传动的同步化和智能化。如：自动喂毛机的喂毛部分由原机械称重发展到电子称重，简化了机械传动，降低了噪声，提高了精度；棉箱喂入采用单独电机，实现了高精度和连续自动喂入；主机部分传动如粗纺梳毛机和精纺梳毛机由原地坑边轴同步传动发展到地上多电机同步变频控制传动，简化了机械结构，免开地坑，维修、使用方便；梳棉机由主电机机械式离合器启动到变频控制再到伺服控制及多电机传动，逐步简化了机械结构，提高了精度；齿轮链条传动变为同步带传动，传动平稳、无噪声；非织造布梳理机现采用高速多电机地上传动和多道夫结构来提高产量；等。

在智能化方面，目前梳理机已基本实现了在线监测控制和远程控制。如梳棉机故障自诊断、闭环自调匀整、出网在线监测、远程诊断与控制、盖板隔距在线调整、清梳流程中异纤机快速响应及高效除异纤等，为未来的自动化纺纱打下了良好基础。

3 梳理机械的组合式系列化设计

近几年，由于原料产品不同，因此对梳理机结构的需求不尽相同，要快速满足客户需求就需要研发多品种组合式梳理机。如：梳理机自动喂料部分的自动喂毛机可分为称重式、容积式或称重容积式3种结构；圈条器可分为单筒、双工位自动换筒和三工位自动换筒，能实现任意组合配套；新型FB216型精纺梳毛机采用平移式双工位大圈条结构；高产梳棉机普遍采用二、三工位自动换筒圈条器；FN271系列人造毛皮梳理机采用三工位自动换筒圈条器；粗纺梳毛机分为单联、二联、三联和四联，可根据纺纱号数的大小选择组合形式，其中三联、四联又可分为单过桥和双过桥；梳毛机车头分为单搓胶板和双搓胶板，单头皮带丝和多头皮带丝等；精纺梳毛机分为单莫雷尔除草装置和多莫雷尔除草装置等；梳棉机活动盖板分为单区和双区盖板；梳棉机刺辊又可分为单刺辊和三刺辊、也可分为锯齿式和梳针式等，其喂入部分分为顺向喂给和逆向喂给，其中顺向喂给可减少纤维损伤；非织造布梳理机分为单道夫、双道夫和三道夫及单锡林和双锡林结构等；罗拉梳理机的喂入罗拉方式有1对、2对和3对，1对罗拉式用在LFN397型羊绒开松机上，2对罗拉式用在BC272系列粗纺梳毛机、FB220型半精纺梳毛机及FN271D型人造毛皮梳理机上，3对罗拉式用在B272A型精纺梳毛机上；羊绒分梳机有一拖一型式，即一台毛斗带一台A186型分梳机，一拖二到一拖六根据羊绒原料可任意组合。梳理机的幅宽目前主要有0.5 m，1.0 m，1.5 m，2.0 m，2.5 m，3.0 m，3.5 m和3.8 m等，教学实验用的小型梳理机一般幅宽为0.5 m。这些组合式模块化的设计给制造和用户应用带来了极大的方便，降低制作和使用成本，提高交货速度和质量。

4 梳理机械发展趋势

4.1 向多功能交叉组合式方向发展

a) 个性化的特殊原料和混纺产品需求，导致个性化的梳理机创新，即特种纤维梳理机。

b) 组合式梳理机能满足市场多元化需求，同时降低制造成本，提高交货效率，维修服务快捷。

c) 各种梳理机结构可嫁接和组合使用，如：盖板梳棉机道夫后面增加了出网杂乱部分可用做非织造布梳理；粗纺梳毛机去车头、改圈条器出毛条；用做半精纺纱；梳棉机道夫出条部分可配带2个或3个圈条器，用做化妆棉棒等日用品出条。

4.2 向宽幅高产方向发展

由于增加产量和降低成本的市场需求，梳理机械正向宽幅、高产方向发展[1]。国内BC系列和FN系列粗纺梳毛机幅宽已由1.5 m向2.0 m和2.5 m发展；国内精纺梳毛机的幅宽由1.5 m向2.0 m发展，国外向2.5 m发展；梳棉机幅宽由1.00 m发展到1.20 m，1.28 m，1.30 m和1.50 m等；FN271A型人造毛皮梳理机幅宽由1.5 m发展到FN271D型的2.0 m；非织造布梳理机幅宽由1.5 m发展到2.0 m，2.5 m，3.0 m和3.8 m等；羊绒开松分梳机幅宽由1.0 m发展到1.5 m等。由于幅宽的增大，其产量按比例增加。

4.3 向高速优质方向发展

梳棉机产量由最初的5 kg/h发展到目前超过100 kg/h，出条速度越来越快，采用了逐步提高锡林转速、增加分梳元件提高梳理度、增加中心距增大梳理面积等措施。如TC19i型梳棉机的出条速度可达到700 m/min。

梳棉机的精确喂入和自调匀整装置确保了出条克重的均匀度，良好的结构设计可将纤维损伤降至最低，如FB220型精纺梳理机在梳理丝光羊毛时，出条纤维可达到零损伤，其出条不匀率在配置大容量容积式自动喂毛机时不用自调匀整就可达到约2.5%，这主要取决于该机的结构设计，去掉了给棉板和给棉罗拉，改为双罗拉喂入、增加初梳锡林及工作罗拉、梳针式刺辊等预开松结构，以呈现渐进柔性的梳理过程，最大限度地降低损伤、提高梳理度。

4.4 向绿色安全、环保人性化方向发展

近几年，梳理机的外观和安全性有了大幅提高，各厂家注重罩壳的结构设计和外观色彩，摒弃传统纯绿色，如采用国际上通用的蓝白相间颜色，以减轻视觉疲劳。在罩壳的密封性和艺术造型方面，更适合人机工程，特别是可保障挡车工的操作方便和维护安全。在机器功能允许的前提下，一般尽量选择0.618黄金分割比例来设计罩壳的外形尺寸，给人以美感和愉悦感。

4.5 向自动化、智能化方向发展

梳理机的发展最终会向无人化方向发展，为自动化、智能化工厂奠定基础[2]。近几年，梳理机的自动化水平不断提高，用工减少，减轻了劳动强度，同时操作精度得到提高。如特吕茨勒梳棉机采用了自动调节盖板隔距、出网在线监测质量、不减速的新型平移自动换筒装置和故障自诊断调节功能等。国产清梳联合机在智能化发展方面也比较超前，如实现了梳棉出网在线监测、远程控制智能诊断和实时计算班产量等[3]；非织造布梳理机也实现了在线喂入称重控制，采用了高端闭环自调匀整装置；等。未来，梳理机会出现自动生头装置，逐步实现机器自检修复功能等。

5 梳理机配套器材的现状及发展

5.1 现状

梳理机配套器材主要包括金属针布、弹性针布及附加分梳器材，包括锡林针布、道夫针布和刺辊针布等各种滚筒针布，回转盖板针布、固定齿条盖板针布和预分梳板等，剥取抄针用白条布针布等，粗纺梳毛机的搓条胶板和皮带丝等。

纺织梳理器材行业的技术水平主要体现在原材料、设备和工艺水平、新产品开发等方面，国产纺织梳理器材在中低端产品方面供求基本平衡，但高端产品与国外著名品牌仍有一定差距。随着国产纺织梳理器材行业技术水平的不断提升，国产梳理机用针布质量也不断提高，与国际知名品牌产品差距愈来愈小，有少数企业开发的高端产品已接近国际先进水平。但是，受技术水平限制，在国际市场的份额仍较小，相信随着质量的提升、出口额将稳步提升。

目前，梳理配套器材在结构上有很多创新，如双齿锡林针布的设计生产，T型齿针布[4]、驼峰式针布、“境泉”抛光针布和超大齿距特殊刺辊针布[5]、各种齿型的道夫针布[6]，以及加密型盖板弹性针布等。固定盖板针布采用双列不同齿密及正反向齿等结构，均大大提高了梳理机的梳理质量。毛纺梳理用弹性针布和车头搓条胶板及皮带丝的质量也大有提高和创新，出现了单头与多头皮带丝、单层搓条胶板及多层搓条胶板等。后整理的织物起毛工序，通过带条针布作用在织物表面起绒毛，使织物具有松厚柔软，保暖、耐磨性强，花型柔和优美等特征。

5.2 未来发展

经过多年的发展，目前梳理过程仍存在着质量、产量、效率与纤维损伤之间的矛盾。

a) 强分梳与柔性分梳对纤维损伤和保护的问题。即强分梳造成纤维损伤，柔性分梳与梳理不充分之间的矛盾。

b) 高效工艺梳理质量与产量之间的矛盾。产量高、定量重，梳理质量差、效率高；产量低、定量轻，梳理质量好、效率低。

c) 落棉效率、质量与成本之间的矛盾。落棉多，成本高、除杂效率低，有效纤维损伤大；落棉少，除杂效率高，梳理质量差。

d) 分梳与转移之间的矛盾。即充分梳理与重复梳理、快速转移与质量之间的矛盾。

e) 梳理器材维护和周期短的矛盾。梳理器材不耐磨、使用周期短、维护成本高。

综上矛盾，梳理器材未来发展的关键在于结合整机进行结构创新和工艺创新，以及对纤维原料进行超低损伤的柔性梳理研究。如：固定盖板齿条针布隔距调节形式多样，决定了其使用质量有所不同；其针/齿的硬度和耐磨度以及包卷时的内部柔性都需要工艺方面的创新保证；在预分梳板上开发浅密型梳针式结构以降低纤维损伤；在回转盖板针布结构上发明一种多孔气流喷射循环分梳来实现柔性梳理；等。

实践表明，未来梳理针布总的发展趋势为“矮、浅、尖、薄、密、小、洁、硬、柔”，即针高矮、齿深浅、齿顶尖、基部薄、高齿密、前角小、面光洁、齿尖硬、内部柔、齿型柔。道夫针布宜采用大齿深、总高高的结构，有利于纤维转移；刺辊针布采用弧形齿、适宜齿距的结构；固定盖板针布采用弧齿面和高齿密双列提升齿的结构；预分梳板采用弧形齿和窄弧形面的结构。在刺辊针布转速不变时，增加刺辊针布的横向齿密有利于分梳质量。此外，在工艺方面，车间温度湿度要适合原料特性；在操作方面，针布包卷时要做到“慢速度、稳张力、细检查、禁抖动”等[7]。

6 结语

6.1梳理机械及其配套器材的发展是根据市场的需求和变化而持续创新的。一是新型原料品种的不断出现，需要合理的梳理机和工艺；二是传统原料的多组分混纺梳理，要求梳理机的适应性要广泛；三是传统原料的柔性梳理、高端精细化加工，对器材和工艺的要求较高；四是用户对设备本身提出可靠性、耐用度和安全高效、环保智能化等的要求；五是目前人们消费观念的变化使多品种小批量个性化定制产品成为新的发展趋势。这些需求促使纺织梳理机械及其配套器材向多样化、系列化、连续化、智能化、绿色化发展，同时也使不同结构品种和作用的梳理机之间产生有机的嫁接和组合，从而衍生出新功能的梳理设备。

6.2配套器材是梳理机的主要耗材，频繁更换会加大维护保养人员的工作量，管理工作不到位、对梳理器材更换不及时则会严重影响产品质量；因此，使用寿命长、质量优的梳理器材有利于延长更换周期、减轻工人工作量，也利于提高质量和产量。

6.3梳理机械及其配套器材产品无论是完全创新还是组合创新，都将会有广阔的市场发展空间和前景。随着人民生活水平的不断提高，高端制品需求上升，纤维产品趋向于轻薄柔。因此，要求梳理机精细梳理和柔性梳理以满足生产细号纱的要求。