20090404梳棉机细分段握持给棉技术探析

梳棉机给棉握持技术现状与创新探析

倪远

上海东飞现代纺织技术研究所

摘要：通过分析现有技术中梳棉机喂入棉层的握持给棉方式及其不足，指出了

喂入棉层过厚会影响刺辊梳理，产生梳理不匀和附加摩擦，喂入棉层过薄会因

横向不匀而使握持不良，导致刺辊和锡林盖板区的梳理不匀。通过对一项专利

技术的剖析，提出了一种薄给快喂的给棉方式和给棉加压握持结构，可以更加

合理地握持给棉棉层、更充分和均衡地完成梳理任务。

关键词：喂入棉层；横向不匀；细分段给棉；加压握持；薄给快喂；均衡梳理

0、概述

梳棉机的握持给棉和刺辊梳理是梳棉工序的第一个梳理点，也是环锭普梳纺纱流程中纤维纺成纱线的最后一次握持式梳理，其关系到束纤维转变为单纤维的有效性和充分性。对整个喂入棉层纵向和横向的握持梳理来说，不管是梳理不足或者是梳理过度，均是有害的。

无论是利用清梳联喂棉箱输出的筵棉喂入还是成卷机的棉卷喂入，喂入棉层总是存在程度不同的纵向和横向不匀，这种喂入棉层厚度的随机不匀包括两个方面，一方面，棉层厚度存在着纵向不匀；另一方面，棉层横向厚度也存在着随机不匀，并且在相当程度上棉层横向不匀影响到棉层的纵向不匀。

喂入棉层的纵向不匀影响到输出生条的线密度不匀率；喂入棉层的横向不匀因为握持的过度或不足而影响到梳理品质，导致生条中纤维的结构不匀。

棉层横向厚度不匀的存在给握持式梳理带来两个方面的问题，一是握持力的横向均衡问题；二是梳理相对隔距和梳理力横向均衡问题。

1、棉层横向不匀对握持的影响

在现有技术中，对于给棉棉层握持的加压都采用弹簧力和/或重力实施给棉罗拉与给棉板（棉层握持面）的相对加压。

对整体式给棉板结构来说，无论是传统的喂棉形式或顺向喂棉形式，给棉罗拉与给棉板之间的相对加压在整个横向机幅上施加的是一个总压力，这个总压力按照机幅宽度可以计算为每厘米宽度的加压压力。由于棉层横向厚度不匀的存在，原理上说总压力主要加载于横向机幅内棉层厚度最厚的一或两个区段，或者说横向棉层总有一或两个区段受到的压力最大，特别在棉层横向平均厚度较薄、棉层横向不匀较大时，这种横向加压的不均衡现象表现更明显。当然，棉层厚度越厚、加压压力越大，由于棉层弹性和受压后横向滑移的存在，横向加压的不均衡现象越容易被弱化。

因此，现有技术中一般均采取设置较大的棉层定量（每米克重）和较大的单位宽度加压压力（每厘米牛顿）来弱化横向加压不均衡。设置较大的棉层定量即加厚棉层厚度，其对刺辊梳理是不利的。目前棉卷喂入的棉层定量一般在每米500克左右，筵棉喂入的棉层可以达到每米700克以上。

由于棉层横向不匀的存在，使棉层横向若干区段的单位宽度压力总是小于横向平均压力，即小于工艺设置单位宽度的压力，因而总压力必须加大设置，使总体棉层受压具有相当的冗余量。加压压力已经从每厘米30牛顿左右增加到每厘米50牛顿以上。增加加压压力的措施，要求给棉罗拉的抗弯强度提高，给棉罗拉直径从早期的50多毫米、60毫米到70毫米不断加大，一直到目前的100毫米左右。即便如此，给棉罗拉直径的增大，只能减轻在重加压下罗拉弯曲变形造成的握持不良，而并不能消除棉层横向不匀造成的握持不良。由于工艺设置压力远远大于较薄棉层处的实际受压，过大的棉层加压不但增加了棉层与给棉板滑动摩擦造成的纤维搓擦和损伤，也使传动功耗增大、传

动和轴承部件磨损加剧。

设置较大的棉层定量和较大的加压压力其实是一种相对消极的方式。在开清棉系统中，早就应用了横向分段式加压握持，如成卷机的“洋琴”装置喂棉系统，但其主要是为了机械式自调匀整系统获得分段棉层厚度的检测信息，可见人们较早地重视于棉层横向不匀对棉卷质量不匀的影响，而没有重视棉层横向不匀对握持梳理的影响。将横向分段式加压握持独立应用于握持梳理的是意大利马佐里设计的精细开棉机B37、B38，其将1200毫米机幅的给棉板分为20段，近似于成卷机的“洋琴”装置给棉系统（图1），在每段60毫米宽度的给棉板上用铸铁重锤进行分档可调的杠杆式增压加压，从而以积极的方式在相当程度上均衡了对横向棉层的加压，即使棉层横向厚度有较大的不匀，也能确保每分段的加压压力基本保持不变，从而保证每分段棉层获得足够且基本一致的握持力。

图1

2、棉层横向不匀对梳理的影响

棉层横向加压的不均衡会带来棉层厚的地方压力大，握持力大，棉层薄的地方压力和握持力小甚至很小，如果握持力小于梳理力，给棉罗拉与给棉板对棉层的控制不良或失控，则棉层中的纤维以棉束或小棉块状态被刺辊抓取，从给棉罗拉与给棉板间滑脱。这种状况有时可以从后部活动盖板在梳理中的手感振动感觉得到。这部分棉层是欠分梳的自由式梳理，棉层会成程度不同的束状或块状进入锡林梳理区，造成刺辊部分以致锡林盖板部分对其梳理不充分和不精细，这种离散的束状或块状喂入会造成分梳不良和梳理效果的变异，这样既加重了锡林盖板的梳理负担也造成棉网单纤维状态不充分、棉网棉结杂质局部突变等弊端，导致生条品质的变异。这是给棉棉层横向厚度不匀对生条质量一个隐性的不利影响，因而也易于被忽视。棉条结构中的单纤维化与结杂不一致性，不仅影响到本工序的梳理、除杂及后续工序的牵伸，更重要的影响到成纱品质如成纱结杂、条干均匀度和IPI值，以致偶发性纱疵。

当然，刺辊的固定分梳板和锡林的预分梳固定盖板对此类分梳不良给予相当的补充梳理，这也许是这些梳理元件被合理应用的原因之一。但不管怎样，从根源上消除因握持不良而产生的梳理不良，才是一种消除因设计结构不合理而影响品质的根本之道。

如前一节所述，设置较大的棉层定量可以弱化横向加压的不均衡，说其是一种消极的方式，更重要的原因还在于，其对梳理品质有着非常不利的影响，主要体现在以下二个方面：一是在梳棉机产量和刺辊梳理度相同的情况下，刺辊线速度是不变的，如果棉层定量增加一倍，则给棉罗拉喂入线速度降低一半，同样长度的一段棉层或纤维受刺辊梳理的时间和梳理的齿数将增加一倍，这就可能使很多纤维处于过度梳理的状态。虽然折算到每根纤维的梳理齿数一样，但棉层内外层纤维受到梳理量的离散性极大，实际梳理度差异率很大。过度的梳理使很多纤维受到损伤，