高产梳棉机工艺选配原则与新型针布发展

张胜明，夏 敏，葛陈鹏，董淑堂

（1.无锡一棉纺织集团有限公司，江苏 无锡 214000；2.江苏格罗瑞节能科技有限公司，江苏 无锡 214101）

在纺纱流程中，梳棉工序也被称为纺纱流程的“核心”。梳棉工序的作用是将散乱分布的纤维集合体制成平行有序排列的纤维条，并排除杂质和短纤维，为后道工序奠定基础[1-3]。随着纺织科技高速发展，梳棉机取得了较大进步，其单位时间产量实现了较大突破。梳棉机产量的增加离不开各梳理部件梳理能力的提升。通过提高锡林位置，使锡林梳理面弧长增大，在锡林前后增加固定分梳板，弥补活动盖板与锡林梳理面积的限制。随着材料加工水平的提升，增加梳棉机幅宽可以有效提高梳棉机产量，而部件梳理能力的提升都依托于旋转部件外包针布的结构与特性，针布的发展是梳棉机分梳能力提升的基础[4-6]。

近年来，国内外针布生产厂家都非常重视新型针布的研发，国内针布生产厂家的技术进步明显，拥有后发优势，系统地从生产针布用钢丝基础原料出发，优化金属加工工艺和后处理方法，同时对针齿形态的创新型研发工作也取得了显著进步[7-9]。另外，在高产梳棉机发展的基础上，针对不同原料特点，有针对性地配置梳棉机工艺同样对提高梳棉机产量有不可忽视的作用。本研究分析了高产梳棉机工艺配置原则，结合新型针布在高产梳棉机上的应用，对其作用效果和选配原则进行了阐述。

1 高产梳棉机工艺配置原则

1.1 针布选型

梳棉机针布配套选型需要重点参考以下因素。

（1）纤维原料的基本性能：如纤维材质种类、纤维长度、表面摩擦性能、强伸性能、含杂率等；

（2）梳棉机机型和工艺：如单产、锡林转速、生条定量等；

（3）纺纱的条件要求：如成纱线密度、混纺或者纯纺以及纱线的具体用途等；

（4）梳理作用应依次增强，齿密遵循以下原则：N刺辊

（5）锡林是梳棉机的核心梳理部件，梳理针布的选配首先以锡林针布配置为基准，然后配套确定刺辊、盖板、道夫和分梳板等梳理部件的针布。新型锡林针布的特点为针齿密度大、尺寸小、针尖锋利、齿深小、针齿薄等，选配锡林针布重点参考以上特点。

锡林盖板原则：以锡林针布为中心。纺长绒棉：密密配置。纺JC细绒棉：稀密配置。纺气流纺棉：密稀配置。纺化纤、毛、麻、丝废纺：稀稀配置。

在纺纯棉时，锡林针布优选AC1740或AC2035，密度大于950齿/（25.4 mm2），盖板针布为480齿/（25.4 mm2）以上。

在纺黏胶类纤维素纤维时，锡林针布优选AC2030或AC2035，密度为800~890齿/（25.4 mm2），道夫针布选用AD4030型，盖板针布选32、35或36、40型。

在纺涤纶类化纤时，锡林、盖板针布密度较小，锡林工作角较棉及黏胶大。例如，锡林选AC2820型，密度为706齿/（25.4 mm2），盖板选29型。

1.2 梳理隔距

1.2.1 给棉板（给棉罗拉）-刺辊隔距

刺辊对棉层的梳理作用随着隔距的减小而增强。当喂入棉层定量重、或纤维较长、或强力和成熟度差时，均应偏大掌握[10]。一般筵棉较棉卷隔距偏大（大于24〞/1 000），以减少纤维损伤和棉结。

根据棉型化纤的长度特点，各梳理元件之间的隔距原则上均较纺棉时大，但对于各部分隔距，均需按其具体要求而定[11]。以TC10型梳棉机为例，纺细绒棉时隔距为32〞/1 000，长绒棉、化纤为40〞/1 000。

1.2.2 锡林-盖板隔距

锡林与活动盖板间采用紧隔距，是充分发挥工作区分梳效能的重要工艺措施，但新针布隔距，一般比传统隔距放大2〞/1 000~3〞/1 000；锡林与固定盖板的隔距偏紧掌握，梳理效果较好，但越紧对纤维损伤越大，一般前固定盖板与锡林的隔距小于后固定盖板与锡林的隔距。

锡林与盖板隔距的影响因素：（1）纤维种类。棉比化纤隔距偏小。（2）产量。产量大，锡林速度适当加快，隔距偏大。（3）针布的针齿深度。针齿较浅时，针齿上面附带的纤维数量多，锡林与盖板间的隔距应适当放大。（4）针齿纵向齿距。针齿纵向齿距大小影响锡林表面纤维束分布的离散程度，当齿距大时，纤维束定量大，需要较大的锡林-盖板隔距。

1.2.3 刺辊-锡林隔距

刺辊与锡林间需要完成纤维转移，此隔距要结合梳棉机目标产量，考虑纤维长度、细度，当产量大时，隔距适当放大，纤维短则隔距缩小，偏小的隔距有助于纤维从刺辊向锡林转移，减少纤维返花。

1.2.4 锡林-道夫隔距

梳棉机的锡林与道夫隔距在6〞/1 000~8〞/ 1 000，高产梳棉机纤维网厚度较大，需适当放大锡林与道夫的隔距。

1.3 各部速度

1.3.1 刺辊速度及锡林刺辊速比

锡林刺辊速比与梳棉机的转移区长度和被加工纤维直接相关，一般选择纯棉为1.8~2.2（高产时速比偏高掌握），长绒棉、化纤为2.0~2.5。

1.3.2 道夫速度

国产A186型梳棉机道夫速度：纺棉为20~22 r/min，纺化纤为22~24 r/min；产量：纺棉为18~20 kg，纺化纤为20~25 kg。新型高产梳棉机产量：纺棉为60~80 kg，纺化纤为50~60 kg。道夫速度和单产的高低影响到多次盖板工作区梳理的纤维数量占比，同时关系到棉网质量和最终成纱品质。立达公司新推出的C80型梳棉机，理论产量高达300 kg/h。

1.3.3 活动盖板速度

活动盖板与锡林之间的梳理作用是梳棉机对单纤维分梳点，活动盖板速度影响梳棉机的纤维分离度、除杂效率和盖板花量。当盖板速度慢时，带走的纤维量少，盖板花、短绒和杂质的去除量都少；反之，当盖板速度快时，盖板花、短绒和杂质的去除量大；对于杂质含量较少的化纤原料，活动盖板速度约为纯棉品种的1/2。

1.4 梳棉机针布维护

在生产实践中，需综合考虑设备的作用效果和维护成本，除了优选梳棉机各部件针布配置，还需重视针布的保养、维护工作。对于生产、装配精度较高的国外高产梳棉机，如TC10、TC15、C70、C72、C75、C80、MK6等型号梳棉机，其各旋转部件的加工精度高、动平衡好，通过良好的后处理工艺，消除了部件的内应力，在锡林旋转过程中，径向跳动可以低至0.02 mm。

一般锡林针布和盖板针布的棉纤维加工量可以达到800 t，对于配备了在线磨针技术的立达C70型梳棉机，其针布使用寿命通常可以延长20.0%，同时可以保证产品质量。

1.5 棉结含量分布

棉结是影响纱线品质的重要因素，梳棉机是纺纱流程中去除棉结最有效的工序。运用AFIS可以检测原棉到粗纱各工序的棉结含量，结果如表1所示。

表1 各工序原料棉结含量分布

从表1可以看出，梳棉机是减少棉结最有效的工序，基本可以去除80.0%左右筵棉棉结，在正常情况下，如果选用新型针布，用梳棉机安装，维护精细，工艺设计合理，成纱棉结则有保障。

1.6 落棉控制

以TC10型梳棉机为例，棉纤维在一般情况下，梳棉总落棉为6.0%~8.0%，刺辊部分为1.5%~2.0%，盖板花率为2.5%~3.0%（原棉的含杂含短绒量大），预分梳清洁器为1.0%~1.5%，分梳清洁器为0.8%~1.2%；黏胶质量较优时没有并丝、硬丝，梳棉总落棉为1.5%~2.5%，为提高制成率并降低成本，一般梳棉落棉按比例本支回用，纺细号纱不用。

2 梳棉机新型针布的应用

2.1 刺辊针布

刺辊是梳棉机喂入筵棉所接触的第一个分梳部件，给棉板与给棉罗拉握持棉层被刺辊分梳抓取，将纤维层初步分梳。常用刺辊针布有锯齿形针布和梳针形针布，随着精细化分梳的需要，刺辊针布密度有增大趋势，从起初的36齿/（25.4 mm2）发展到现在的122齿/（25.4 mm2），密度增大对机采棉有较好的梳理效果。相比常规的锯齿型针布，梳针形式针布具有尖锐度高、穿刺能力强、自洁能力强、耐磨以及使用寿命长的优点，能较好地提高纺织厂的经济效益。表2为两种针布梳理效果对比数据，可以看出梳针针布有利于减少棉结和短绒。

表2 锯齿刺辊与梳针刺辊梳理效果对比

2.2 锡林针布

锡林是梳棉机的核心梳理部件，锡林针布的参数较多、齿形多样[12]。新型锡林针布齿形趋向小尺寸，工作角随着产量的提升也趋于小角度，有利于纤维在锡林与盖板间的反复转移。另外，总齿高由传统的20系列向18、15系列发展，为矮齿、浅齿（齿深在0.3~0.4 mm），总齿密由860向900、1 080齿/（25.4 mm2）发展。随着锡林速度的加快，工作角进一步减小，由原来的60°减小到50°。

除此之外，一些新型几何齿形被相继开发应用，双驼峰齿形和单驼峰齿形都是针对现在机采棉的特点研发而成，梳理效果好，棉结去除率高，可以达到90.0%左右。

2.3 盖板针布

盖板针布包括活动盖板针布和固定盖板针布，以锡林与活动盖板的分梳作用为主。活动盖板针布可以适应梳棉机速度和产量的提高以及新型锡林针布的特点，如增强梳针的刚性，同时提高针布的基布强度；优化梳针排列形式，缩小梳针横向间距，纵向采用变密度弧形曲线排列；优选锯齿材质和后处理工艺，提高针尖硬度和耐磨度[13-14]。

梳棉机活动盖板针布向高密度发展，目前已经做到60齿/（25.4 mm2），梳理效果好，棉结、杂质、短绒去除率高。

相对于活动盖板针布的变化，固定盖板针齿密度略有增加，预分梳区的固定盖板针齿密度最大接近320齿/（25.4 mm2），分梳区的固定盖板密度增加到660齿/（25.4 mm2）。

2.4 道夫针布

道夫位于锡林之后，将锡林表面的纤维网剥离，主要作用是实现纤维网的转移。新型道夫针布的主要特点是解决由于锡林针布矮小，锡林与道夫之间纤维转移和高速气流导向的问题。随着产量和定量的增加，为了平衡道夫转移率，道夫针布前角略有增大（表3），道夫针布一般采用大前角（小工作角），增加齿深容量，采用圆弧齿形以及针齿侧面加横纹等措施。

表3 随着梳棉机产量提升道夫针布针齿前角变化规律

与此同时，梳棉机道夫的密度已经从最初的360齿/（25.4 mm2）发展到800/（25.4 mm2），特别是在纺差别化纤维时，能有效降低A0和A1纱疵。

3 结语

随着高产梳棉机的发展，梳理工艺优化取得了显著效果，梳理针布与梳棉机的发展相辅相成。配套梳理针布作为梳棉机的核心部件，国内外对配套梳理针布的研发都取得了长足的进步，实现了梳棉机的高产化，并产生了高质量的生条、高品质的纱线。针布应选好、用好、维护好，有利于保障梳棉机在纺纱厂生产中发挥核心作用。