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梳棉機金屬針布磨礪技術及其創新分析

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梳棉機金屬針布磨礪技術及其創新分析

發布時間: 2006/10/3 文章出處: 　

前言
棉紡生產中梳棉針布的磨礪是一項基礎性和經常性的工作，科學而合理地設定磨礪銳化周期和磨削量是關系到梳理質量和梳理成本的一項重要工作。國內棉紡行業從20世紀70年代起廣泛應用的"三磨"(磨礪錫林、道夫、刺輥針布)技術，對于改善梳理狀態、提高產品質量起到了極大的促進作用。近20年來隨著金屬針布的發展演變，人們對磨針的認識發生了較大的變化。有的觀點認為采用新型針布后，磨針會加速縮短針布壽命；有的觀點覺得磨針前后的質量沒有什么區別，所以磨針沒有什么作用；有的觀點堅持認為磨針仍是提高質量的重要措施。這些不同觀點的存在，令行業中人產生了較多的困惑和無所適從的感覺
在實際生產中，不同的針布磨礪方法，必然會產生不同的效果。本文旨在通過對幾種磨針方法的探析，以期引起同行關注針布磨礪方法與產量、質量和梳理成本之間的關系，尋求科學合理的針布使用和管理方法。
1 少磨或不磨的磨針方法
早期金屬針布的磨針周期為3個月或半年，采取"輕、重、輕"的方法，進行幾十分鐘的磨礪，磨后再用刷輥刷光以去除磨礪過程中產生的毛刺。這種磨針方法是一種以時間來控制磨礪程度的"一刀切"的方法。隨著新型金屬針布的推廣使用，上述傳統磨針方法暴露出磨削量過多，縮短針布壽命的弊端。因而出現了少磨或不磨的方法即超長周期的磨針方法，其出發點是延長針布使用壽命、降低梳理成本。
如果我們接受用少磨或不磨的方法來延長針布使用壽命這一觀點，則針布狀態將在使用過程中慢慢衰退，產品質量也隨之下降幅度。這時我們所能做的是采取某些工藝措施如梳理速度的提高、梳理隔距的縮小甚至生產能力的降低來應對調整，以便維持生條的質量水平保持在可以接受的范圍內。當品質的下降幅度超出可以接受的范圍且調整工藝措施無法彌補時，再選擇磨針或更換針布。從表面上看，這樣的方法似乎是延長了針布的使用壽命，降低了梳理成本。實際上，這種方法隱含著以下幾方面的弊端：
（1）針布在使用中衰退、在衰退中使用，其后果是生條品質的下降或波動幅度加大。消極延長針布使用期的同時是在忍受其他利益的放棄和損失；(2)生產能力--臺時產量的降低不但增加了梳理成本，而且增加了比梳理成本數額更大的生產和管理成本；(3)針布的使用壽命是以累計工作產量來計量的，而不是以使用期--工作時間來計算的。降低產量能延長工作時間但并不一定能延長針布使用壽命；(4)針布不磨或少磨，針布使用壽命并不一定能真正得到延長。因為在針布的使用中，針尖棱角的磨損是在慢慢往下延伸，長時間不磨針，會導致針布過度磨損，而在下一次磨礪時必須重磨長磨才能磨鋒利，有時因無法恢復而不得不更換針布。
2 輕磨勤磨的磨針方法
對于新型金屬針布的使用，有兩方面的情形是必須承認的事實。一方面，在當今梳棉機的產量不斷提高、錫林針布的密度不斷加大的情況下，即使采用高質量的金屬基材和優化了的針布生產工藝，錫林針布齒尖的磨損仍然在所難免，這就給梳理的質量及其穩定性帶來了困難；另一方面，所謂"鋒從磨礪出"，即鈍化了的針齒只有通過磨礪的方法才能恢復一定的鋒利。因此，依據這兩個事實，不難得出結論，對針布進行適當的磨礪有助于克服磨損，再創鋒利，從而提高質量。許多事例也證明了這一點，某公司對磨針前后生條棉結數進行了統計：磨針前20臺車的平均棉結數為84．5粒／g，磨針后降低為74．5粒／g，降幅達11．8％。以往對磨針存在認識誤區在于雖然金屬針布制造技術發展了，但是磨針方法未能與時俱進所致。新型針布有著齒高較矮、齒深較淺、齒尖較薄、齒密較大、工作角較小的特征，簡單地按照傳統的方法磨針，產生的負面影響要大于正面影響。因此現在對磨針來說最重要的問題是怎樣磨。新型針布的幾何尺寸決定了對針布的磨礪只能微量磨削，而且與以前的磨針方法相比應有下列一些不同之處：
(1)錫林以等于或略高于工作速度的轉速轉動，不再采取慢磨方式；(2)砂輪轉速為800r／min左右，磨礪火花控制在橘紅色，時間掌握在6 min～8min，也可以掌握砂輪橫穿機幅3次~5次，即將砂輪退出離開針布表面，不能等到均勻密集的火花消失后再將砂輪退出離開針布表面；(3)結合手感和30倍~50倍顯微鏡觀察，大部分針齒頂端有清晰的磨痕和前沿刃口即可。如果不夠，可再磨1次~2次；(4)錫林針布的磨礪周期參考實際梳理噸數及所紡品種而設定，如加工精梳紗一般第一次磨針時間安排在生產量達到100 t后進行，以后應逐次遞減縮短周期。對于品質要求較高的細號紗，最實際有效的磨針周期應根據棉結增加的變化而設定。但要確認棉結的增加確實是由于針布磨損的原因造成的，而不是原料、環境等其他方面的原因；(5)為安全起見，一般采取順磨，如錫林倒轉。由于是輕磨，所以在齒頂的前沿不會產生嚴重的毛刺；(6)磨后絕不能用鋼絲刷輥刷光。金屬針布針齒為棱錐體，現在高密度的錫林齒尖厚度僅有0．05 mm~0．06 mm，所以鋼絲刷輥極易損傷齒尖；(7)磨料應采用大氣孔低硬度粘結砂輪，減少針齒接觸磨料時間，及時散熱，防止退火，同時在磨礪過程中，砂輪表面的舊砂粒不斷地被打掉，暴露出新的尖銳的砂粒保證有效磨礪；(8)可以用復合磨料塊手工對高速轉動的針齒進行順向磨礪或拋光；(9)磨針以后不應以即時的取樣評定效果，因為針布可能不夠光潔，纖維轉移不好。應在隨后的每個班內取樣，觀察結雜是否逐漸降低，以此評定磨針效果；(10)對某些高硬度合金鋼針布，不能用一般磨輥磨礪，因為在磨礪過程中幾乎擦不出火花而無法判斷磨礪程度。因此必須使用硬質磨塊如陶瓷磨石在彈簧或氣動壓力下緊貼針布表面往復進行磨礪。壓力可精確設定以防過度磨削。瑞士格拉夫公司(Graf)的TSG就是這樣一種不旋轉的往復磨針裝置。
長時間不磨針，導致針布過度磨損，難以控制棉結而不得不更換針布。新針布及針布磨損后的狀態見圖1。采用輕磨勤磨的方法，能產生小而整齊的齒頂和銳利的齒前沿，能多次有效恢復針齒銳度，控制棉結增長，相對延長針布使用壽命(見圖2-a)。但在每一個磨礪周期中，可能仍須采取其他工藝措施配合，以穩定生條質量。重磨會使齒頂和周邊產生大量毛刺，導致梳理和錫林負荷狀況惡化(見圖2-b)。

3 頻繁而微量的精磨方法
人為依據感官來決定針布磨礪銳化周期和磨削量難以有效控制和維持梳棉機長期運行中的梳理質量及其穩定性。為了平衡梳理質量和梳理成本兩者關系，也為了便于生產管理，瑞士立達機械公司(Rieter)研發了一種梳棉機針布在線磨礪技術，稱為組合式磨礪系統(IGS)，其包括錫林針布在線磨礪(IGS-CLASSIC)和蓋板針布在線磨礪(IGS-TOP)兩套裝置。其中錫林針布的磨礪是利用安裝在錫林底部與錫林軸平行軌道上專用的砂塊對錫林針布表面進行磨礪，在錫林高速運轉時，砂塊與錫林針布接觸產生磨礪效果，砂塊在軌道上作橫向運動，完成錫林整個幅面針布的銳化。該操作可以在梳棉機正常運行生產的情況下進行磨礪作業，而且其作業可以全自動完成，磨礪周期和磨礪量也被按照針布實際的鈍化規律進行電腦設定和控制。依據針布的實際鈍化規律，在設定合理磨礪量的基礎上，把錫林針布在整個使用壽命中非線性地劃分為約400個磨礪周期，這樣既保證了錫林針布在整個使用過程中，銳度處于較為理想的狀態下，保持了梳理質量及其穩定性，又延長了針布壽命。
按照新型錫林梳理針布的形態規格，齒尖的深度為0．4 mm左右，如果以最大可用深度0．2mm計，在400次磨礪周期中，每次的平均磨礪量約為0．5μm。從磨礪周期來看，新針布約每星期一次，到針布壽命末期時約每天兩次。
這是一種頻繁而又微量的高精度磨礪。在針布梳理纖維的過程中，纖維和各種塵粒雜質與針布發生高速接觸摩擦，使針齒前部棱角先期磨損，棱邊產生輕微圓弧，發生銳度衰退，針齒頂部相對隆起、平臺變大，纖維與針齒頂部發生不該有的摩擦，梳理效果變差甚至產生棉結。在線磨礪技術是在針齒前部棱角剛發生輕微磨損時就及時磨去針齒頂部的隆起部分，使前部棱角相對銳化，這樣能使針布維持較好的銳利狀態。在頻繁而又微量精磨的原則下，組合式磨礪系統能夠改善和穩定在整個針布使用壽命中的生條質量，即對生條的棉結和雜質數量有較明顯的改善和穩定作用，反映在棉結和雜質去除效率的數據上，具有平均水
平提高、波動幅度降低的顯著效果。
因此，倡導短周期的頻繁而又微量精磨式的在線磨礪技術，在提高梳理質量和穩定產品品質方面是可取的，在用足針布使用壽命方面的理念是正確的。為在高產梳棉機上科學合理地使用優質針布提供了一種很好的工作思路和操作模式。
4 結束語
(1)針對新型針布的特點，采用科學合理的磨針方法，不但能改善和穩定梳理質量，而且可以延長針布使用壽命，降低梳理成本。
(2)在實際生產中有必要摒棄落后的方法，采用具有可操作性的輕磨勤磨的針布磨礪方法。
(3)在梳理技術及附加功能的研發方面，建議國內梳棉機制造廠商對在線磨礪技術加以注重和消化吸收，開拓創新，在國產高產梳棉機上配置有利于改善品質、降低成本的功能結構，為國內用戶提供高質量和易于維護的新型梳理設備。

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