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梳理精梳机元件的合理使用与成纱质量的关系(上)

2018-11-26 13:59:59


前言

高效能精梳机工艺设计技术理念体现在:高速度、重定量、低落棉工艺,其运行速度已经达到了 500 钳次/min 以上,尤其是变速梳理精梳机,锡林变速梳理的线速度呈快速加速梳理的过程,用 N 表示精梳机速度**钳次/min,经过锡林梳理起始非圆齿轮啮合传动计算,锡林变速梳理过程的瞬时转速为 1.387N 锡 ~2.2N 锡。若 500 钳次/min 的速度,锡林梳理时的线速度相当于精梳机恒速梳理区间的 690 钳次/min~1100 钳次/min, 使锡林对棉须丛的梳理力急剧加大,传统的精梳元件设计理念已经不能适应和满足高效能精梳机生产的要  求。这就对精梳元件的设计和使用提出了新的更高的要求。以往一些企业将降低成纱棉结/千米放在开清、 梳棉两个工序,特别注重在梳棉工序围绕降低梳棉生条棉结和短纤维含量上,采取了一系列的技术措施,尽 可能地将生条质量有效控制在质量指标以内。而往往轻视精梳机梳理工艺上机及梳理元件的作用。经过大量的生产实践表明:合理调节、搭配前后区的锡林齿条密度和总梳理点、优化选择精梳机锡林及顶梳规格及精梳工艺上机、合理调校锡林梳理隔距、根据不同品牌锡林齿条的实使用寿命、合理地更换损伤的锡林齿条, 确保精梳梳理元件在零缺陷状态下梳理,可使成纱常发纱疵 IPI 值大幅度下降,达到事半功倍的技术效果, 是提高精梳成纱质量、降低生产成本关键之所在。


Vol.01

发挥锡林前梳理区功能是决定成纱质量的关键

1.1  锡林的研发动态分析

嵌入式锯齿整体锡林具有较强的纱线适纺性能已经被广泛地得到应用。为确保充分发挥锡林最大的梳理效能,代表精梳锡林崭新技术理念,特别注重加强前区锡林齿条的穿刺、开松、整理及梳理功能,在有限的锡林梳理区间内,合理配置、适当增加前梳理区的齿条密度,强化前区齿条穿刺、抓取、开松粗梳效能。同时也应注意锡林梳理点并非是简单的任意增加,这除了优化锯齿的几何形状外,在有足够容纤空间的前提下,来增加锡林总梳理点,以避免前区过密的齿条排列使齿片梳理不透纤维须丛,反而降低粗梳区的梳理效能,导致精梳机在高速状态下输出棉网出现破边、破洞现象。德国施尔公司早期的 90 系列精梳锡林前两组齿条密度均为 25 齿/cm2、62 齿/cm2,通常是以通过改变后区的齿条密度来增加梳理点,锡林最大梳理点也仅为30305 点,而新研发的更适应高速、高产精梳机梳理要求的 96 系列和 16 系列锡林的前两组齿条密度分别增加到 52 齿/cm2、97 齿/cm2 或者为 52 齿/cm2、88 齿/cm2,最大梳理点分别可达 39120 点和 44240 点。这两种系列的锡林在设计上已经抛弃了传统的“前稀后密、渐进梳理”技术理念的影响,特意大幅度增加了前区两组齿条密度的设计,能有效减少短绒、降低成纱棉结、提高成纱质量水平,值得注意的是第三组齿条密度较第二组有所降低,可增加该组齿条的强力,使其容纤量增大,解决了该组齿条易损伤以及嵌花的问题,同时又适当增加了后区的齿条密度以达到清除更小的棉结,有利于纤维的单根化程度,提高精梳机对细小棉结、短绒的清除效能,有利于纱线质量的全面提高。如表 1、图 1 所示,尤其引人注意的新动向是:以往瑞士 GrafPrimacom 锡林的齿面角为 900 的锡林,其总梳理点一直没有超越 2.7 万点,强调在重定量、高钳次、低落棉并结合棉卷自清洁理论对纤维进行柔和梳理的技术理念,来解决了纤维损伤和充分梳理的矛盾。笔者注意到近几年来,在锡林设计上,锡林总梳理点开始逐步增加,相继研发的 Graf Primacom 9015 和 9030 型精梳锡林其锡林总梳理点已经分别达到了 2.9 万和 3.2 万,同时在锡林梳理面为 1110  Primacom5015 型锡林的基础上,研发了梳理面均为 1110  的 5028、5030 型精梳锡林,其锡林总梳理点分别业已达到 4 万和 4.2 万,而用于 E80 精梳机齿面圆心角为 1300 Ri-Q-Comb i700 精梳锡林,锡林总梳理点可达 4.9 万。


表 1 STAEDTLER+UHL 四种锡林齿条密度排列图

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图 1 德国施而公司四种锡林齿条密度排列图


1.2 锡林前区齿条密度、梳理隔距及状态对成纱质量的影响

适当增加锡林前区齿条的密度,赋予并强化插入、开松及整理元素,即加强开松、粗梳能力,理顺后区   的精细化梳理创造条件,彰显对纱线质量的全面提高。


1.2.1  增加锡林前区齿条密度的成纱质量对比试验

(1)试验条件:品种:tex7.9 ,原料:长绒棉%;锡林品牌:JZX-4TC;车速:350 钳/min;机型:E65 型精梳机;方案 1:锡林的第一组齿条齿密度为:20 齿/  cm 2;方案 2:将第一组齿条齿密度由 20 齿/cm 2改为43 齿/cm 2;方案3:锡林的第一组齿条齿密度为:43 齿/cm2,精梳落棉率调整为:16.3%


增加锡林前区齿条密度的成纱质量对比试验,参见表 2 所示。

表 2 增加锡林前区齿条密度的成纱质量对比试验

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(2)试验条件:品种:L NE60    试验条件同上。

表 3 增加锡林前区齿条密度的成纱质量对比试验

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从表2、表3的成纱质量对比试验可知,适当增加前梳理区的齿条密度,加强了前区的梳理功能,前区梳针能够获取有效的抓取、开松和粗梳纤维须丛,是增加后区齿密度针齿排列及有利于清除细小棉结、杂质的   前提,对棉须丛的梳理效能及纤维单根化的程度均获得较大提高,成纱 IPI 值有所降低。


1.2.2  增加锡林前区密度并适当缩小锡林梳理隔距的试验

(1) 试验条件:品种:tex8.3  ,原料:长绒棉%;锡林品牌:JZX-4TC;车速:350 钳次/min; 机型:E65 型精梳机。方案 1:锡林的第一组齿条齿密度为:20 齿/cm 2,方案 2:将第一组齿条齿密度由 20 齿/cm 2换成 43 齿/cm 2   并将锡林梳理隔距的前区、最紧点和后区的隔距由 0.45 mm、0.25  mm、 0.30mm 缩小到0.35mm 、0.20 mm、0.25mm,然后进行成纱质量试验。参见表 4 所示:

表 4 在 tex8.3 品种增加锡林前区密度并适当缩小锡林梳理隔距的试验

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(2)  在 tex9.7 品种 增加锡林前区密度并适当缩小锡林梳理隔距的试验,试验方案同上。参见表 5 所示:

表 5   在 tex9.7 品种 增加锡林前区密度并适当缩小锡林梳理隔距的试验

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从表 4、表 5 的试验结果表明:成纱IPI值的降幅明显,其关键因素是增加前梳理区的齿条密度并适当缩小了锡林梳理隔距,有利于加强了前区锡林对须丛的插入、开松、整理,有利于后区(精梳区)精细化梳理,有利于清除细小棉结、,使精梳条的单根纤维程度得到了较大的提高。凸显成纱IPI值的降幅明显。在精梳锡林实际梳理过程中,由于诸多因素造成梳理隔距不够理想(不同机型精梳机的钳板运动支点位置形成不同钳板连杆机构运动轨迹、不同的锡林定位工艺、不同的锡林齿面角以及精梳机的加工配合精度等),梳理隔距变化量要平稳且小,锡林对棉丛纤维的梳理负荷越均匀,其成纱结果影响就越明显。


笔者认为应根据国内外锡林的品牌辩证看待锡林梳理隔距的调整,这是因为德国施尔 VARIO-COMB 锡林及瑞士 Graf Primacom 锡林的齿片均具有较高的锐度、硬度、光洁度以及对棉须丛优异的穿透性,其锡林梳理隔距不要调整的过小,如用在 E62 型机上的 S+UVARIO-COMB 1295(1110)锡林的前区、最紧点以及中后区的梳理隔距分别为 0.65mm、0.35mm 和 0.45mm 左右,只要棉卷定量不是很重,已完全能够满足锡林对须丛的精细化的穿刺梳理,具有极高的精细化梳理须丛形成单纤维化程度的效果,若该型号锡林的梳理隔距过小,反而会加剧纤维的损伤、致使精梳条的短绒率、落棉率的增加。


Vol.02

锡林总梳理点数增减对成纱质量的影响

在梳理面积无法进一步增大的情况下,增大锡林针齿的针密,充分发挥最大的效能,在有足够容纤空间   的前提下,锡林应尽可能多的增加总齿数。但是,梳理点不是简单增加数量,增加前分梳区的针密,而是合理分配梳理点,保证适宜的纤维分梳度。


2.1  不同品牌锡林不同总梳理点对成纱质量的影响

试验条件:品种:tex11.7/LC70/C30;原料:长绒棉占 70%、细绒棉占 30%;机型:E65 精梳机;车速:350 钳次/min,在精梳落棉率相同的条件下进行试验。参见表 6 所示:

表 6 国内外不同品牌锡林不同总梳理点成纱质量试验

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从表 6 的试验结果可知:在有足够容纤空间的前提下,适当增加锡林总梳理点,可提高棉结清除效率, 是减少及控制精梳纱常发性纱疵 IPI、成纱棉结/千米+140%、+200%数量的有效方法。


2.2  不同品牌锡林不同齿面角对成纱质量的影响

试验条件:品种:tex 8.3;原料:长绒棉 100%;机型:E62 型精梳机;车速:300 钳次/min,在精梳落棉率相同的条件下进行试验。

表 7 国内外不同品牌锡林不同齿面角的成纱质量试验

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从表 7 的试验结果表明:同一齿面角的锡林,适当增加总梳理点数,通过针齿间的合理的组合,可以改变锡林的梳理度,对改善和提高精梳条内在质量及成纱质量有较好的作用,对降低200%千米成纱棉结效果显著,提高锡林的梳理效果除了受锡林的针齿密度、角度、针齿排列的因素之外,关键的技术措施是增大锡林的梳理面积,即采用大齿面角或超大齿面角锡林,采用齿面圆心角为 111 度的锡林,增加锡林齿面圆心角与增加锡林梳理度有同样的效果,但是,齿面圆心角的改变除了改变梳理度之外,能够确保锡林有足够容纳短绒、棉结杂质空间的前提下有一个相应适当大的齿密度的增量,为进一步增加总梳理点数创造了条件,而对梳理质量的影响不能完全等同于针密的增加。


2.3  同一品牌不同锡林规格对成纱质量的影响

(1)试验条件: 品种:tex  6.2;原料:长绒棉 100%;机型:E62 型精梳机;车速:300 钳次/min;锡林品牌:Graf Primacom 精梳锡林中的 7015 和 8015,在精梳落棉率相同条件下进行进行成纱质量试验。

表 8 在 tex   6.2 品种进行不同锡林规格的成纱质量对比试验

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(2)试验条件:品种:tex       5.8;原料:长绒棉 100%;机型: E62 型精梳机;车速 300 钳次/min,在精梳落棉率相同条件下进行成纱质量试验。

表 9 在 tex   5.8 品种进行不同锡林规格的成纱质量对比试验

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从表 8、表 9 的试验结果表明:尽管 Graf Primacom 锡林中的 8015、7015 锡林的总梳理点相同,在 E62 型精梳机上进行多次成纱快速试纺中,其成纱质量质量指标均不如 7015 锡林,这是因为其 8015 型号锡林是专门为 E65 型变速锡林梳理的精梳机而设计的。其齿片的工作角较 7015 型锡林要大,其前后区齿条的齿密排列、工作角、齿高度、齿厚度、齿间隙等参数,均有所不同,因此 8015 型号的锡林只能用在适应 350 钳次/min 以上的变速锡林梳理的精梳机上使用。


2.4  高密度锡林与不同棉卷定量对成纱质量的影响

试验条件:品种:tex  9.0;100%长绒棉;锡林品牌:JZX-4TC;锡林总梳理点:39736;机型:E65 型精梳机;车速:350 钳次/min,在精梳落棉率相同的条件下进行试验。

表 10    采用高密度锡林不同棉卷定量的成纱质量试验

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(1)  从表 10 的试验结果表明:采用高密度锡林配置过重的棉卷定量,成纱质量较差,这是因为:采用高密度锡林配置过重的棉卷定量,棉须丛在粗梳区得不到有效的穿刺、开松及整理,嵌入后区的纤维须丛百分率降低,纤维须丛就不易梳理透彻,单纤维化得程度就大大降低,其成纱质量就会下降,高密度锡林对于重定量的棉卷适应性较差,棉卷的重定量也要有个度。笔者走访多家纱厂时发现,有的纱厂在细绒棉纺纱时,将棉卷定量工艺设置在 90g/m,这是错误的。因此,在生产 tex14.6--tex7.3 品种、细绒棉为纺纱原料时, 其棉卷定量应控制在为 70g/m—80g/m,长绒棉为原料的棉卷定量应控制在:65 g/m ~72g/m,在生产tex5.8--tex3.9 长绒棉品种的棉卷定量应控制在 60g/m—65g/m,在生产 tex3.6--tex1.9 长绒棉品种,小卷定量应为 55g/m—57g/m。


(2)  由方案 3、方案 4 的对比试验可知:精梳机的车速对成纱质量没有影响,以前精梳机的低速度、轻定量的陈规理念已经过时了。


2.5   大幅度提高锡林总梳理点的试验

笔者设计了 JZX-4TC 品牌锡林的 4 个锡林齿条排列方案,在紧密纺 tex 11.6 低棉结品种做成纱质量试验,即:锡林总梳理点数由 41186 点分别调整到 43538 点、48420 和 50928 点,参见表 11 所示并分别进行成纱质量试验。

表 11    各组锡林齿条密度排列的顺序结构表

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(1)  试验条件:品种:紧密纺 tex  11.6;  原料:100%长绒棉;锡林品牌:JZX-4TC;机型:E65 型精梳机;车速:350 钳次/min,在精梳落棉率相同的条件下进行成纱质量对比试验。试验结果见表 12 所示。

表 12    大幅度提高锡林总梳理点成纱质量对比试验

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(2)  试验条件同上。试验结果见表 13 所示

表 13    大幅度提高锡林总梳理点成纱质量对比试验

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(3)  试验条件同上。试验结果见表 14 所示

表 14    大幅度提高锡林总梳理点成纱质量对比试验

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从表 12--表 14 数次的成纱质量试验结果可知:成纱棉结/千米+200%数量棉结随着锡林齿条密度的增加而显著降低,在梳理面积无法进一步增大的情况下,增大锡林针齿的针密业已成为高效能精梳机的必然选择。   但是,梳理点不是简单的无限制的增加,增加前后分梳区的针密。势必造成锡林齿片的加工越来越薄,使锡林齿片强度大大降低,难以承受高速梳理负荷,导致锡林齿片锋利度迅速退化和损伤、穿刺锋利能力降低、最终导致缩短锡林使用寿命。为保证适宜的纤维分梳度,增加前分梳区的针密。除了具有合理的前后区齿密排列、优化的锯齿几何形状外,在有足够容纤空间及锡林齿片强度的前提下,应尽可能多的增加总齿数。


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