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梳棉機蓋板工藝的討論

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梳棉機蓋板工藝的討論

發布時間: 2006/10/3 文章出處: 　

梳棉機上蓋板的作用最全面，作用原理最復雜。它不僅有梳理作用，還有除雜、混和與均勻作用；它不僅關系到產品質量，還與產量、用棉量等直接相關；因其分梳、轉移充塞原理極復雜，故多年來對蓋板部分的改進最少。錫林部分尚有金屬針布的重大突破，而在蓋板針布上卻未能推廣應用。因此，對蓋板部分的有關工藝因素值得深入探討。
1 對回轉蓋板的工藝探討
1．1 蓋板針上纖維受力與針間纖維層的關系
研究蓋板針上纖維受力與纖維層的關系是研究蓋板根數、速度與回轉方向等問題的理論基礎。蓋板針上纖維受力不同于錫林的根本之處是：(1)蓋板速度很慢，不存在離心力；(2)蓋板齒深一般在4．8mm左右(下膝高3．5 mm)，遠較錫林齒深(0．6mm)大7倍之多。因此，決定了蓋板針間擁有纖維層，纖維層由少到多，是隨著蓋板的向前運行逐漸增多的，更確切地說，是隨著蓋板參與梳理時間(Tw)的延長而增多的。纖維層由少到多的變化，影響了蓋板行進在不同部位時，針上纖維受力的變化(見圖1)

圖1中：R為切向力，主要表現為梳理力；U為法向力，主要包括纖維層彈力等；F為摩擦力，F=(Rx+Ux)·μ。
當蓋板正轉時，在靠近蓋板人口部位處，針間纖維層很少，故U力小；而此處進入工作區的棉束較大，梳理力只大。故主要表現為Ry≥Uy+F(或Uy≤Ry-F)，因此，在實現梳理的同時，纖維向蓋板針內充塞，纖維層逐漸增多。
隨著梳理時間的延長，纖維層逐漸增多，U力增大而R力隨著棉束的減小(或少)而減小，故而針上纖維受力逐漸由向針內為主變為時而向(針)內Uy≤Ry-F(當棉束較大、厚時)，時而向(針)外Uy≥Ry+F(當針面棉層薄時)；或瞬間形成既不向內也不向外，即Ry+F≥Ry-F，出現纖維被握在針上的情況。所以，纖維在此受到充分的、上下反復的多次梳理，保證了分梳作用的完善，從而起到了良好的均勻、混和作用。
國內外試驗證實：錫林每一轉帶人蓋板工作區的纖維只有14％被錫林一次帶出，而其余86％的纖維則大部分進入蓋板針內(即Uy≤Ry-F)；而錫林一轉帶出的其余86％的纖維，則大部分是由蓋板針內向外(即Uy≥Ry+F)送出的，其送出的纖維多來自錫林此前100余轉中進入蓋板針內的纖維。因此，蓋板在實現梳理的同時，不僅有均勻作用，還因針內外纖維多次反復轉換而實現了良好的混和作用。所有這些作用沒有針間纖維層的存在，是不能得到充分發揮的。
但是，纖維層的多少是有一定極限的。當Tw過大(即蓋板針布速度過慢或蓋板根數過多)時，纖維層過多，U力增大到Uy>Ry+F的程度，則此時梳針已喪失握持能力，纖維向外滑脫，質量惡化，故需立即走出工作區。所以，為確保梳理效果良好，防止纖維層過多(飽和)，則必須根據蓋板根數、原棉條件與質量要求等，通過試驗找出合理的蓋板速度，方可獲得良好效果。
1．2 工作蓋板根數與蓋板速度的關系
工作蓋板根數與蓋板速度密切相關，可用蓋板參與梳理時間Tw來說明：
Tw=每根蓋板寬度×工作蓋板根數/蓋板速度（1）
式(1)中蓋板寬度為常數，約為35mm，故工作蓋板根數與蓋板速度呈線性相關，即：
Tw=35×工作蓋板根數/蓋板速度（2）
從式(2)中可以看出：工作蓋板根數多則需要速度快方可保證蓋板針布參與梳理的時間Tw不致過長，從而使蓋板針間纖維充塞的程度不至過于嚴重而影響分梳；相反，蓋板根數少時，則速度可低些，以保持兩者Tw近似。例如：在43根工作蓋板時，速度應為172 mm／min方可與30根蓋板速度為120mm／min時的Tw近似，即Tw值皆為9min。不考慮速度，單獨評議蓋板根數多少是不恰當的。
Tw是蓋板參與梳理工作的時間，而不是蓋板中纖維層過飽和的時間rH。所以，為保證梳針作用良好，必須使Tw 從梳理角度看，蓋板根數多、速度快，蓋板根數少、速度慢，雖Tw值近似，但前者錫林與蓋板相互梳理工作面(弧長)要大，因此有利于梳理，對混和均勻作用也好。從除雜和用棉角度看，蓋板根數多、速度快時，每根蓋板花重量可與根數少、速度慢時近似，但蓋板花率增大。蓋板花率增加，一方面可使除雜率增大，但另一方面將造成用棉量的增大。因此，綜合對比，在Tw近似的條件下，30根工作蓋板與40根工作蓋板根數無大差別，主要應根據質量要求而定，如紡制精梳紗時采用43根工作蓋板，落棉雖多，但可保證精梳紗的成紗質量。
瑞士立達(Rieter)公司生產的梳棉機由原來的30根工作蓋板恢復到目前的40根-42根(為不妨礙加裝前、后固定蓋板而將錫林中心抬高)。意大利馬佐里(Marzoli)公司，也由CX400型梳棉機的20根工作蓋板改回到新型C501型梳棉機的30根。這說明，蓋板根數減少得過多是不可行的。因為在20根蓋板時如速度仍采用40根時的速度，則Tw過小；必將使走出的蓋板花中含纖維率增大，造成原棉浪費。如速度減慢一半使其與40根時的Tw相同，則其中較清潔蓋板和纖維層較多的蓋板數均將同比例減小，與錫林相互梳理的工作面(弧長)也減小，必然使分梳質量不佳。
1．3 工作蓋板根數與蓋板回轉方向對成紗質量的影響(見圖2)

根據以上特呂茨勒(Trutzschler)公司提供的試驗數據分析蓋板速度在120 mm／min條件下工作蓋板根數、蓋板回轉方向對成紗質量的影響：
(1)30根工作蓋板時，反向回轉各項質量指標最好，其次是30根蓋板正向回轉。而43根蓋板無論正轉、反轉成紗質量都最差。這說明在此情況下工作蓋板的多少起著決定性作用，蓋板根數多，則蓋板處在工作區參與梳理時間Tw長，由30根時的Tw=9 min變為43根時的Tw=12min，故而針間纖維充塞嚴重，梳理效果惡化。
(2)圖2說明在工作蓋板根數少時，反向回轉質量最好，此時充分體現了分梳蓋板針布反轉的優勢。但蓋板根數多時，反向回轉反而質量最差，這是由于反向回轉時，蓋板人口部位處錫林上纖維是已經經過后部蓋板梳理的纖維，故棉束和未單根化的纖維相對較少，故梳理力R普遍較小，纖維向針內的分力Ry小，故而能獲得比正轉時多的清潔的蓋板根數，因而成紗質量最好。但當蓋板根數多、反向回轉時，蓋板運行至出口部位時，此處蓋板針間已擁有較多纖維層，故Uy>Ry+F，很難抓住錫林剛剛帶人工作區尚未經過適當梳理的較大棉束而進行分梳，從而容易造成纖維在針面間滾搓而使質量惡化。所以，反轉時蓋板根數要少些，正轉時根數相對要多些。在蓋板根數相同的條件下，反轉時要求比正轉時更快些。蓋板速度的最低極限是以蓋板充塞嚴重而喪失梳理能力為界。而最高速度以不過多地帶出可紡纖維為準。
2 固定蓋板作用與根數選擇
2．1 固定蓋板的作用
由于固定蓋板是固定不動的，所以在實現分梳時，首先需要考慮的是防止針間沉積纖維層，為此，必須使齒高H盡量壓低，工作角。盡量放大，以減少纖維向針內充塞的可能(見圖3)。

故齒高一般為4．5 mm，目前國外已減小為3 mm左右，基本上消滅了纖維層產生的空間。工作角一般采用850~900，使纖維向針內充塞的分力Ry(Ry=Rcosα)基本上很小或根本沒有。目前考慮到。過大，對握持纖維不利，所以，將前固定蓋板的工作角α減小為700同時將齒高H壓低些(最低已達2．69mm)以相互補償。這樣固定蓋板就能作到既能實現分梳，又不致形成纖維層而妨礙分梳，從而保證了固定蓋板能長時間地發揮梳理作用，而不用移出機外清理，達到了纖維只在針上短暫停留--既梳理又轉移的目的。從前、后固定蓋板的分梳作用對比來看，以前固定蓋板的分梳作用較強。固定蓋板的均勻作用也是可以肯定的，尤其是后固定蓋板，它分梳了錫林上較大的棉束和錫林上較厚的棉層，起到了較好的均勻作用。
固定蓋板目前都具有吸塵機構，由除塵刀和吸風裝置組成，以實現其清潔作用。早期見于特呂茨勒的WEBCLEAN．K．R清除機構，立達公司的TREX清除機構也都加強了對塵雜和短絨的清除能力。至此，固定蓋板在梳、清、混等各方面都有了長足的進展。
2．2 固定蓋板的根數問題
固定蓋板根數能否增加過多，能否全部使用固定蓋板取代回轉蓋板從目前國外現狀看是否定的。意大利馬佐里公司的CX400型梳棉機將固定蓋板增加到后14根前9根(相應地回轉蓋板減少為20根)。較其他國內外機型后固定蓋板多了10根，前固定蓋板多6根。但很快被馬佐里公司自己生產的C501型梳棉機的前后各6根所代替(回轉蓋板根數也再次由59根改回到75根)，以上即是不能過多地增加固定蓋板而減少回轉蓋板的一個實例。目前大多數梳棉機皆采用前后各3根~4根固定蓋板。
現在就能否更多地使用固定蓋板，或全部用固定蓋板代替回轉蓋板的問題從固定蓋板的分梳作用、混和作用、均勻作用三方面進行分析論證。
3．1．1 分梳作用
由于固定蓋板固定不動，所以，不允許纖維更多地進入針間形成纖維層，只能在針上有暫短的停留，隨即被錫林帶走。因此，由錫林帶人工作區的纖維只能被"一次梳理"后即出工作區(固定蓋板工作區)。不能象回轉蓋板那樣要經過錫林10多次乃至100余次梳理才送出工作區，所以，固定蓋板在反復地充分梳理方面作用是不足的。
3．1．2 混和作用
由于固定蓋板針間纖維層很少，先期進人工作區的纖維沒有(或很少)存留空間，從而無法和后期進人工作區的纖維相遇而混和。梳棉機蓋板區纖維混和的原理是：不同時間進入的纖維被同時輸出，或同時輸出的纖維不是同時喂人的，才能實現混和。固定蓋板針間沒有較大的混和牢間，因此，其混和作用是十分有限的。
3．1．3 均勻作用
由于固定蓋板針間暫時存儲纖維的空間很小，因此，沒有較多調節針面纖維的余地。當針布表面棉層較厚時，多余的纖維不能最大限度地進入針間。而當針面纖維層較薄時，固定蓋板針間也無更多纖維可以送出補充，因此固定蓋板的均勻作用也是有限的。
綜上所述，目前國內固定蓋板在加強分梳、排雜(有除塵刀與吸塵裝置)、混和、均勻方面效果是可以肯定的。后固定蓋板在均勻方面，前固定蓋板在分梳方面，效果更好，是高產時對回轉蓋板

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