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    高效能精梳机梳理工艺分析

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    探讨高效能精梳机工艺配置技术要点。从精梳准备工艺、梳理工艺和梳理元件以及控制落棉等方面分析,阐述了高效能精梳机工艺优化配置的技术要点。认为:掌握好合理配置精梳准备工艺、优化配置梳理工艺和梳理元件、合理设定和控制精梳落棉率这3个技术要点,能够充分发挥高效能精梳机的技术优势,达到改善精梳纱质量、降低生产成本、提高经济效益的目的。 
    1 精梳准备工艺   
    精梳准备工序应着眼于提高棉须丛纤维的伸直度、平行度和分离度。 
    1.1 并合数和牵伸倍数的选择  
    预并条机后区牵伸为1.5倍~1.7倍,后区罗拉隔距要大一些,便于前弯钩纤维有充分的时间伸直,并合数通常以5根较为适宜,总牵伸一般不大于并合数。条并卷机后区牵伸可选择较小的1.032倍,有利于主牵伸区对后弯钩纤维的伸直,条并卷机的并合数一般选择26根~28根为宜,总牵伸不大于1.5倍。采用双精梳二次条并卷工艺时,总牵伸尽可能控制在1.1倍以内,在精梳退绕时可减少棉层黏连的几率。精梳准备工序的总牵伸应控制在7倍~8.5倍较为适宜。 
    1.2 小卷定量的选择  
    小卷定量主要由原棉的纤维细度、长度及纺纱品种所决定,在高效能精梳机纺纱工艺中,小卷定量宜偏重掌握,既可提高钳板对小卷棉须丛的握持作用,较好地满足锡林的梳理要求,又有利于分离接合时棉须丛的抬头,充分利用分离牵伸全过程的纤维自清洁功能去除棉结。纺制特细号纱线时,应特别注重加强精梳锡林分梳能力,使纤维更趋于单根化状态,有利后道工序在大牵伸时纤维变速分离,以减少纤维聚集产生的短粗节及棉结,因此可选择较轻的棉卷定量。在纺5.9 tex~14.8 tex品种时,纺纱原料为细绒棉的小卷定量为75 g/m~80 g/m,纺纱原料为长绒棉的小卷定量为70 g/m~72 g/m;在纺3.94 tex~ 4.92 tex 长绒棉品种时,小卷定量为60 g/m~ 65 g/m ;在纺1.97 tex~3.69 tex长绒棉品种时,小卷定量为 55 g/m ~57 g/m。 
    2 梳理工艺和梳理元件的优化配置   
    尽管精梳梳理器材在材质选择、热处理工艺和齿面加工光洁度等方面做了不少改进,但精梳机高产高速以后,锡林齿条锐度退化、使用周期缩短的问题仍然比较突出,因此我们应该根据用户生产纱线品种的定位,优化精梳机锡林前、后区齿条密度排列,合理选择总梳理点及上机工艺,确保精梳机在不同锡林密度分布(总梳理点)、不同工艺下对纤维柔和处理,满足不同用户的质量需求。 
    2.1 精梳锡林前梳理区齿条密度的排列优化  
    优化精梳锡林前梳理区齿条密度排列,适当增加前梳理区的齿条密度,重点加强前区的梳理功能。这一观点改变了传统的前稀后密逐渐增密的传统精梳锡林设计理念。前区梳针对须丛的有效抓取和开松是锡林中区、后区有效清除细小棉结的前提。通过合理分配梳理点、掌控好梳理的梯度配置,适当增加后区的齿条密度,更有利于后区细小结杂的清除,棉须丛可以最大限度深入锡林齿条内,梳理效能及纤维单根化的程度均有较大提高。如德国施尔公司90(90°齿面角)系列精梳锡林,前两组齿条密度均为25齿/cm2、 62齿/cm2 ,我们在纺JC 9.8 tex品种,车速 350钳次/min 时,对锦峰4TC1型系列锡林的第一组齿条进行齿条密度改变试验,结果如下。 
    由对比试验可知,锡林第一组齿条密度由 20齿/cm2 增大到43齿/cm2, 锡林总梳理点由 39 736 个增加到41 186个,成纱千米棉结降幅达16%以上。因此,适当增加前区的齿条密度,可增强前区齿条的穿刺、开松力度,在减轻后区齿条对须丛开松负担的同时也减少了后区齿条嵌花的几率。  
    2.2 大齿面角锡林的应用  
    精梳机排除短绒、棉结、杂质的效果主要取决于锡林的梳理效果,一般情况下,在有足够容纤空间的前提下,锡林的针齿数越多,在每一钳次梳理时对排除短绒、棉结、杂质的几率就越大。E65型、E66型精梳机落棉隔距放到极限的13.5 mm时,落棉率不超过16.5%,无法满足对品质要求更高的精梳纱,尤其是纺1.97 tex~3.28 tex特细号精梳纱时,不得不采用二次精梳工艺。而近几年国内推出的高效能变速梳理精梳机,通过采用90°或110°齿面角锡林,提高了精梳机加工低品级、较短纤维品种的梳理效能,同时也满足了较高品质精梳纱的质量要求。E80型、HC600型、FUSHU299F型精梳机的锡林齿面角均为130°,锡林梳理区增加了44.4%,总梳理点增加了60%,可达47 000个~60 000个,可以更加有效地清除短绒和结杂。大齿面角锡林有效地提高了梳理后的单纤维化程度,对特细号纱质量有明显的改进,通过一道精梳就可达到双精梳效果。 
    2.3 精梳机锡林梳理隔距的调整  
    德国施尔VARIO-COMB型锡林及瑞士Graf PRTMACOM 型锡林的齿片均具有良好的锐度、硬度和光洁度,对棉丛穿透性强。E62型精梳机上采用的S+U VARIO-COMB 1295型锡林前区、最紧点以及中后区的梳理隔距分别为 0.6 mm 、 0.3 mm 和0.4 mm左右,已具有良好的梳理效果,再缩小隔距,反而会损伤纤维,增加落棉和精梳条短绒。国产锡林的穿透性和使用寿命与进口锡林仍存在一定的差距,适当缩小国产锡林的梳理隔距,有利于刺入和穿透棉丛,可以较大幅度地改善细纱的成纱质量。E65型精梳机,车速 350钳次/min ,纺制JC 8.4 tex纱。 
    试验结果表明,在其他条件不变的情况下,适当缩小锡林分梳区的梳理隔距,尤其是缩小前区的梳理隔距,强化了前区锯齿齿片的迅速插入、穿刺、开松及整理功能;缩小后区梳理隔距强化了梳理功能,非常有利于单纤维化,成纱质量得到改善,棉结降幅为16%以上。因此,梳理隔距越小,锡林梳针越容易刺入和穿透棉丛,有利于棉结的降低。 
    2.4 顶梳密度的优化配置  
    使用细绒棉纺制中档精梳纱时,高效能精梳机采用高速度、重定量、前进给棉工艺,其顶梳密度不宜过大。这是因为前进给棉工艺中顶梳的梳理负荷较大,50%~60%的精梳落棉率仅由一排梳针的顶梳来承担,对排除小卷中的短绒、棉结占有较大的比例,这一点与传统技术观念认为顶梳只影响精梳落棉率的2%~5%大不相同。当顶梳齿密过大时,容易造成顶梳梳针嵌花,严重影响须丛的分离接合以及精梳的梳理效能、甚至会使顶梳失去梳理作用,精梳落棉率急剧下降,精梳条重量不匀率发生波动,最终影响成纱质量,因此在前进给棉工艺中,顶梳齿密通常在26齿/cm2~ 32齿/cm2范围内选择,尽可能采用具有自清洁功能的顶梳梳针。 
    使用长绒棉纺高品质纱线,通常采用中、低速度、轻定量、后退给棉方式。由于在后退给棉工艺中,顶梳梳理影响精梳落棉率仅为20%~25%,梳理负荷较前进给棉方式轻,而锡林梳理落棉率排除率竟高达75%~80%。由此可见,在后退给棉工艺中锡林梳理占据主导地位。因此在特定条件下,适当增加顶梳齿密度,对纤维的挤压、过滤作用也就越彻底,可最大限度地去除棉结、杂质及短绒。除此之外,高密度顶梳的另一个作用在于顶梳阻隔作用造成的短绒及棉结杂质形成的落棉比例增加。为充分发挥顶梳作用,可根据纺纱号数,采用不同针齿密度规格的顶梳。通常顶梳齿密在 32齿/cm2 ~35齿/cm2范围内选择。纺 1.97 tex ~3.28 tex特细号精梳纱时,顶梳齿密可以在35齿/cm2~38齿/cm2范围内选择。 
    2.5 中档品种纱线的梳理工艺和锡林配置  
    采用细绒棉纺制中档品种纱线,通常高效能精梳机应采用高速度(450钳次/min~ 500钳次/min )、重定量(75 g/m~80 g/m)、前进给棉、长给棉、低落棉工艺,并配置适宜密度的梳理元件,对纤维进行柔和梳理,其中高速度、重定量、前进给棉这三要素缺一不可,高速度、重定量、前进给棉、长给棉的工艺应用主要取决于棉卷自清洁效应与梳理元件的有机结合。 
    分离须丛抽出的过程中,在纤维间抱合摩擦力以及给棉罗拉弧形板摩擦力界的共同作用下,会将须丛上附着的部分棉结和杂质截留并由锡林梳理加以去除。这一作用称为小卷的自清洁功能。小卷重定量、长给棉、较高的车速都增大了纤维间的摩擦力,有利于小卷的自清洁。 
    采用高速度、重定量、前进给棉、长给棉工艺同时配置高密度锡林,短期内成纱质量会有所提高,但由于高密度锡林各梳理区的齿隙容量缩小,重定量、长给棉工艺的纤维须丛并不能完全进入齿隙中,在上钳唇通过这些纤维丛对锡林齿尖产生间接挤压作用,加大表面负荷,使齿尖顶部出现迸裂,齿尖锐度、锋利度、穿刺能力迅速下降、锡林使用寿命降低,最终导致成纱质量下降。因此,用细绒棉纺纱,采用高速度、重定量、前进给棉、长给棉工艺,锡林总梳理点不宜过大,齿面角为90°的锡林总梳理点通常在29 000个~32 000个较为适宜。可以配置Graf Primacomb精梳锡林中的9015型(总梳理点29 000个)或9030型(总梳理点32 000个)。 
    2.6 低棉结细号、特细号纱的梳理工艺和锡林配置   
    长绒棉纺制低棉结细号、特细号纱时,通常采用中低速度(300钳次/min~ 380钳次/min) 、轻定量(58 g/m~72 g/m)、后退给棉方式,并配置高密度的梳理元件。后退给棉方式的锡林梳理纤维长度为钳板闭合前所给棉丛长度和上一循环分离接合后钳唇外的纤维长度,也就是给棉长度加上一个分离距的纤维长度,比前进给棉方式增加了一个给棉长度,对应的落棉率及除杂效率较高,提高精梳落棉优势明显。因此,长绒棉纺纱,在有足够容纤空间的前提下,尽可能增加锡林总齿数,最大限度的排除短绒,以提高单根纤维化的程度,从而减少后道工序纤维聚集产生的短粗节及棉结的几率。齿面角为90°的锡林总梳理点通常选择在37 000个~ 42 000个 范围内较为适宜。在纺1.97 tex~ 2.95 tex 长绒棉特细号纱品种时,可采用双精梳工艺流程。用100%新疆长绒棉纺制JC 7.4 tex纱,车速为 350钳次/min时,E65型精梳机采用两种不同锡林总梳理点对成纱质量影响的试验结果如下。     
    可以看出,锡林梳理点增多后,成纱棉结降幅达30%以上,因此,适当增加锡林总梳理点数对降低成纱棉结十分显著。 
    3 精梳落棉率的合理设定与控制   
    精梳落棉率与成纱质量指标并非是简单的线性关系,在一定范围内,随着精梳落棉率的增加,精梳条短绒率降低,成纱质量改善幅度较大,而落棉率增加到一定程度后,精梳条的短绒率降幅趋于平缓,即使再增加落棉率,精梳条中短绒的排除几率也极小,成纱质量的改善幅度也不大。 
    3.1 及时调控精梳工艺  
    新品种投产前,可快速进行2个以上的落棉率试纺方案,选出较优方案。掌控精梳工序质量状态,及时进行调节。一般情况下,精梳落棉率增减0.5%,对成纱质量影响较小,可据此进行调控。原料短绒率或回潮率波动,清梳工序较大的工艺调整、室外天气突变以及温湿度异常波动等都会造成落棉率波动,应及时通过AFIS检测查明原因,再做相应调整,避免成纱质量波动;每周应进行两次以上精梳落棉率自查,掌控波动曲线;建议对原料进行预加湿处理,以减少在清梳加工过程中因原料回潮率过小导致纤维韧性差而增加损伤的几率;合理配置预并条机、精梳机牵伸罗拉隔距,防止因隔距过小而造成长纤维损伤,形成短绒,增加落棉。 
    3.2 根据用户质量要求合理设定落棉率  
    从市场需求出发,结合企业实际,科学合理地确定企业产品定位。达到Uster公报5%水平的产品质量水平高,但需求量少、生产成本很高;一般水平的产品有市场需求,而且具有很强的价格竞争优势。如我公司生产的JC 11.8 tex纱(细绒棉60%,长绒棉40%),精梳落棉率控制在14%~14.5%的范围内,就能够满足用户的质量标准。因此,要在满足用户质量要求的前提下,合理配棉,降低精梳落棉率,以较低的运行成本获得较高的经济效益。 
    4 结语   
    优化工艺配置是提高精梳机梳理水平的一项关键工作。应合理配置并合数、牵伸倍数和小卷定量等精梳准备工艺,为精梳机的高效梳理和合理落棉创造条件。应采取一系列工艺技术措施,优化配置梳理工艺和梳理元件:适当增加前、后梳理区的齿条密度;采用大齿面角锡林,强化梳理效能;较小的梳理隔距有利于降低成纱棉结,改善成纱质量,但应注意解决好缩小梳理隔距与增加纤维损伤的矛盾;细绒棉纺纱采用前进给棉工艺,其顶梳密度不宜过大;使用细绒棉纺制中档品种纱线时,应采用高速度、重定量、前进给棉、长给棉、低落棉工艺,并配置适宜密度的梳理元件;使用长绒棉纺制低棉结特细号纱时,应采用中低速度、轻定量、后退给棉方式并配置高密度的梳理元件。精梳落棉率与成纱质量指标并非是简单的线性关系,应准确把握原料、半成品状况和用户质量要求,合理设定和控制精梳落棉率。掌握以上技术要点,能够充分发挥高效能精梳机的技术优势,达到改善精梳纱质量、降低生产成本、提高经济效益的目的。

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