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高效能精梳機梳理工藝分析

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探討高效能精梳機工藝配置技術要點。從精梳準備工藝、梳理工藝和梳理元件以及控制落棉等方面分析,闡述了高效能精梳機工藝優化配置的技術要點。認為:掌握好合理配置精梳準備工藝、優化配置梳理工藝和梳理元件、合理設定和控制精梳落棉率這3個技術要點,能夠充分發揮高效能精梳機的技術優勢,達到改善精梳紗質量、降低生產成本、提高經濟效益的目的。 
1 精梳準備工藝   
精梳準備工序應著眼于提高棉須叢纖維的伸直度、平行度和分離度。 
1.1 并合數和牽伸倍數的選擇  
預并條機后區牽伸為1.5倍~1.7倍,后區羅拉隔距要大一些,便于前彎鉤纖維有充分的時間伸直,并合數通常以5根較為適宜,總牽伸一般不大于并合數。條并卷機后區牽伸可選擇較小的1.032倍,有利于主牽伸區對后彎鉤纖維的伸直,條并卷機的并合數一般選擇26根~28根為宜,總牽伸不大于1.5倍。采用雙精梳二次條并卷工藝時,總牽伸盡可能控制在1.1倍以內,在精梳退繞時可減少棉層黏連的幾率。精梳準備工序的總牽伸應控制在7倍~8.5倍較為適宜。 
1.2 小卷定量的選擇  
小卷定量主要由原棉的纖維細度、長度及紡紗品種所決定,在高效能精梳機紡紗工藝中,小卷定量宜偏重掌握,既可提高鉗板對小卷棉須叢的握持作用,較好地滿足錫林的梳理要求,又有利于分離接合時棉須叢的抬頭,充分利用分離牽伸全過程的纖維自清潔功能去除棉結。紡制特細號紗線時,應特別注重加強精梳錫林分梳能力,使纖維更趨于單根化狀態,有利后道工序在大牽伸時纖維變速分離,以減少纖維聚集產生的短粗節及棉結,因此可選擇較輕的棉卷定量。在紡5.9 tex~14.8 tex品種時,紡紗原料為細絨棉的小卷定量為75 g/m~80 g/m,紡紗原料為長絨棉的小卷定量為70 g/m~72 g/m;在紡3.94 tex~ 4.92 tex 長絨棉品種時,小卷定量為60 g/m~ 65 g/m ;在紡1.97 tex~3.69 tex長絨棉品種時,小卷定量為 55 g/m ~57 g/m。 
2 梳理工藝和梳理元件的優化配置   
盡管精梳梳理器材在材質選擇、熱處理工藝和齒面加工光潔度等方面做了不少改進,但精梳機高產高速以后,錫林齒條銳度退化、使用周期縮短的問題仍然比較突出,因此我們應該根據用戶生產紗線品種的定位,優化精梳機錫林前、后區齒條密度排列,合理選擇總梳理點及上機工藝,確保精梳機在不同錫林密度分布(總梳理點)、不同工藝下對纖維柔和處理,滿足不同用戶的質量需求。 
2.1 精梳錫林前梳理區齒條密度的排列優化  
優化精梳錫林前梳理區齒條密度排列,適當增加前梳理區的齒條密度,重點加強前區的梳理功能。這一觀點改變了傳統的前稀后密逐漸增密的傳統精梳錫林設計理念。前區梳針對須叢的有效抓取和開松是錫林中區、后區有效清除細小棉結的前提。通過合理分配梳理點、掌控好梳理的梯度配置,適當增加后區的齒條密度,更有利于后區細小結雜的清除,棉須叢可以最大限度深入錫林齒條內,梳理效能及纖維單根化的程度均有較大提高。如德國施爾公司90(90°齒面角)系列精梳錫林,前兩組齒條密度均為25齒/cm2、 62齒/cm2 ,我們在紡JC 9.8 tex品種,車速 350鉗次/min 時,對錦峰4TC1型系列錫林的第一組齒條進行齒條密度改變試驗,結果如下。 
由對比試驗可知,錫林第一組齒條密度由 20齒/cm2 增大到43齒/cm2, 錫林總梳理點由 39 736 個增加到41 186個,成紗千米棉結降幅達16%以上。因此,適當增加前區的齒條密度,可增強前區齒條的穿刺、開松力度,在減輕后區齒條對須叢開松負擔的同時也減少了后區齒條嵌花的幾率。  
2.2 大齒面角錫林的應用  
精梳機排除短絨、棉結、雜質的效果主要取決于錫林的梳理效果,一般情況下,在有足夠容纖空間的前提下,錫林的針齒數越多,在每一鉗次梳理時對排除短絨、棉結、雜質的幾率就越大。E65型、E66型精梳機落棉隔距放到極限的13.5 mm時,落棉率不超過16.5%,無法滿足對品質要求更高的精梳紗,尤其是紡1.97 tex~3.28 tex特細號精梳紗時,不得不采用二次精梳工藝。而近幾年國內推出的高效能變速梳理精梳機,通過采用90°或110°齒面角錫林,提高了精梳機加工低品級、較短纖維品種的梳理效能,同時也滿足了較高品質精梳紗的質量要求。E80型、HC600型、FUSHU299F型精梳機的錫林齒面角均為130°,錫林梳理區增加了44.4%,總梳理點增加了60%,可達47 000個~60 000個,可以更加有效地清除短絨和結雜。大齒面角錫林有效地提高了梳理后的單纖維化程度,對特細號紗質量有明顯的改進,通過一道精梳就可達到雙精梳效果。 
2.3 精梳機錫林梳理隔距的調整  
德國施爾VARIO-www.zvrzn.icuB型錫林及瑞士Graf PRTMAwww.zvrzn.icu 型錫林的齒片均具有良好的銳度、硬度和光潔度,對棉叢穿透性強。E62型精梳機上采用的S+U VARIO-www.zvrzn.icuB 1295型錫林前區、最緊點以及中后區的梳理隔距分別為 0.6 mm 、 0.3 mm 和0.4 mm左右,已具有良好的梳理效果,再縮小隔距,反而會損傷纖維,增加落棉和精梳條短絨。國產錫林的穿透性和使用壽命與進口錫林仍存在一定的差距,適當縮小國產錫林的梳理隔距,有利于刺入和穿透棉叢,可以較大幅度地改善細紗的成紗質量。E65型精梳機,車速 350鉗次/min ,紡制JC 8.4 tex紗。 
試驗結果表明,在其他條件不變的情況下,適當縮小錫林分梳區的梳理隔距,尤其是縮小前區的梳理隔距,強化了前區鋸齒齒片的迅速插入、穿刺、開松及整理功能;縮小后區梳理隔距強化了梳理功能,非常有利于單纖維化,成紗質量得到改善,棉結降幅為16%以上。因此,梳理隔距越小,錫林梳針越容易刺入和穿透棉叢,有利于棉結的降低。 
2.4 頂梳密度的優化配置  
使用細絨棉紡制中檔精梳紗時,高效能精梳機采用高速度、重定量、前進給棉工藝,其頂梳密度不宜過大。這是因為前進給棉工藝中頂梳的梳理負荷較大,50%~60%的精梳落棉率僅由一排梳針的頂梳來承擔,對排除小卷中的短絨、棉結占有較大的比例,這一點與傳統技術觀念認為頂梳只影響精梳落棉率的2%~5%大不相同。當頂梳齒密過大時,容易造成頂梳梳針嵌花,嚴重影響須叢的分離接合以及精梳的梳理效能、甚至會使頂梳失去梳理作用,精梳落棉率急劇下降,精梳條重量不勻率發生波動,最終影響成紗質量,因此在前進給棉工藝中,頂梳齒密通常在26齒/cm2~ 32齒/cm2范圍內選擇,盡可能采用具有自清潔功能的頂梳梳針。 
使用長絨棉紡高品質紗線,通常采用中、低速度、輕定量、后退給棉方式。由于在后退給棉工藝中,頂梳梳理影響精梳落棉率僅為20%~25%,梳理負荷較前進給棉方式輕,而錫林梳理落棉率排除率竟高達75%~80%。由此可見,在后退給棉工藝中錫林梳理占據主導地位。因此在特定條件下,適當增加頂梳齒密度,對纖維的擠壓、過濾作用也就越徹底,可最大限度地去除棉結、雜質及短絨。除此之外,高密度頂梳的另一個作用在于頂梳阻隔作用造成的短絨及棉結雜質形成的落棉比例增加。為充分發揮頂梳作用,可根據紡紗號數,采用不同針齒密度規格的頂梳。通常頂梳齒密在 32齒/cm2 ~35齒/cm2范圍內選擇。紡 1.97 tex ~3.28 tex特細號精梳紗時,頂梳齒密可以在35齒/cm2~38齒/cm2范圍內選擇。 
2.5 中檔品種紗線的梳理工藝和錫林配置  
采用細絨棉紡制中檔品種紗線,通常高效能精梳機應采用高速度(450鉗次/min~ 500鉗次/min )、重定量(75 g/m~80 g/m)、前進給棉、長給棉、低落棉工藝,并配置適宜密度的梳理元件,對纖維進行柔和梳理,其中高速度、重定量、前進給棉這三要素缺一不可,高速度、重定量、前進給棉、長給棉的工藝應用主要取決于棉卷自清潔效應與梳理元件的有機結合。 
分離須叢抽出的過程中,在纖維間抱合摩擦力以及給棉羅拉弧形板摩擦力界的共同作用下,會將須叢上附著的部分棉結和雜質截留并由錫林梳理加以去除。這一作用稱為小卷的自清潔功能。小卷重定量、長給棉、較高的車速都增大了纖維間的摩擦力,有利于小卷的自清潔。 
采用高速度、重定量、前進給棉、長給棉工藝同時配置高密度錫林,短期內成紗質量會有所提高,但由于高密度錫林各梳理區的齒隙容量縮小,重定量、長給棉工藝的纖維須叢并不能完全進入齒隙中,在上鉗唇通過這些纖維叢對錫林齒尖產生間接擠壓作用,加大表面負荷,使齒尖頂部出現迸裂,齒尖銳度、鋒利度、穿刺能力迅速下降、錫林使用壽命降低,最終導致成紗質量下降。因此,用細絨棉紡紗,采用高速度、重定量、前進給棉、長給棉工藝,錫林總梳理點不宜過大,齒面角為90°的錫林總梳理點通常在29 000個~32 000個較為適宜??梢耘渲肎raf Primawww.zvrzn.icub精梳錫林中的9015型(總梳理點29 000個)或9030型(總梳理點32 000個)。 
2.6 低棉結細號、特細號紗的梳理工藝和錫林配置   
長絨棉紡制低棉結細號、特細號紗時,通常采用中低速度(300鉗次/min~ 380鉗次/min) 、輕定量(58 g/m~72 g/m)、后退給棉方式,并配置高密度的梳理元件。后退給棉方式的錫林梳理纖維長度為鉗板閉合前所給棉叢長度和上一循環分離接合后鉗唇外的纖維長度,也就是給棉長度加上一個分離距的纖維長度,比前進給棉方式增加了一個給棉長度,對應的落棉率及除雜效率較高,提高精梳落棉優勢明顯。因此,長絨棉紡紗,在有足夠容纖空間的前提下,盡可能增加錫林總齒數,最大限度的排除短絨,以提高單根纖維化的程度,從而減少后道工序纖維聚集產生的短粗節及棉結的幾率。齒面角為90°的錫林總梳理點通常選擇在37 000個~ 42 000個 范圍內較為適宜。在紡1.97 tex~ 2.95 tex 長絨棉特細號紗品種時,可采用雙精梳工藝流程。用100%新疆長絨棉紡制JC 7.4 tex紗,車速為 350鉗次/min時,E65型精梳機采用兩種不同錫林總梳理點對成紗質量影響的試驗結果如下。     
可以看出,錫林梳理點增多后,成紗棉結降幅達30%以上,因此,適當增加錫林總梳理點數對降低成紗棉結十分顯著。 
3 精梳落棉率的合理設定與控制   
精梳落棉率與成紗質量指標并非是簡單的線性關系,在一定范圍內,隨著精梳落棉率的增加,精梳條短絨率降低,成紗質量改善幅度較大,而落棉率增加到一定程度后,精梳條的短絨率降幅趨于平緩,即使再增加落棉率,精梳條中短絨的排除幾率也極小,成紗質量的改善幅度也不大。 
3.1 及時調控精梳工藝  
新品種投產前,可快速進行2個以上的落棉率試紡方案,選出較優方案。掌控精梳工序質量狀態,及時進行調節。一般情況下,精梳落棉率增減0.5%,對成紗質量影響較小,可據此進行調控。原料短絨率或回潮率波動,清梳工序較大的工藝調整、室外天氣突變以及溫濕度異常波動等都會造成落棉率波動,應及時通過AFIS檢測查明原因,再做相應調整,避免成紗質量波動;每周應進行兩次以上精梳落棉率自查,掌控波動曲線;建議對原料進行預加濕處理,以減少在清梳加工過程中因原料回潮率過小導致纖維韌性差而增加損傷的幾率;合理配置預并條機、精梳機牽伸羅拉隔距,防止因隔距過小而造成長纖維損傷,形成短絨,增加落棉。 
3.2 根據用戶質量要求合理設定落棉率  
從市場需求出發,結合企業實際,科學合理地確定企業產品定位。達到Uster公報5%水平的產品質量水平高,但需求量少、生產成本很高;一般水平的產品有市場需求,而且具有很強的價格競爭優勢。如我公司生產的JC 11.8 tex紗(細絨棉60%,長絨棉40%),精梳落棉率控制在14%~14.5%的范圍內,就能夠滿足用戶的質量標準。因此,要在滿足用戶質量要求的前提下,合理配棉,降低精梳落棉率,以較低的運行成本獲得較高的經濟效益。 
4 結語   
優化工藝配置是提高精梳機梳理水平的一項關鍵工作。應合理配置并合數、牽伸倍數和小卷定量等精梳準備工藝,為精梳機的高效梳理和合理落棉創造條件。應采取一系列工藝技術措施,優化配置梳理工藝和梳理元件:適當增加前、后梳理區的齒條密度;采用大齒面角錫林,強化梳理效能;較小的梳理隔距有利于降低成紗棉結,改善成紗質量,但應注意解決好縮小梳理隔距與增加纖維損傷的矛盾;細絨棉紡紗采用前進給棉工藝,其頂梳密度不宜過大;使用細絨棉紡制中檔品種紗線時,應采用高速度、重定量、前進給棉、長給棉、低落棉工藝,并配置適宜密度的梳理元件;使用長絨棉紡制低棉結特細號紗時,應采用中低速度、輕定量、后退給棉方式并配置高密度的梳理元件。精梳落棉率與成紗質量指標并非是簡單的線性關系,應準確把握原料、半成品狀況和用戶質量要求,合理設定和控制精梳落棉率。掌握以上技術要點,能夠充分發揮高效能精梳機的技術優勢,達到改善精梳紗質量、降低生產成本、提高經濟效益的目的。

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