2 精梳准备工艺分析

 

2.1 精梳小卷的质量评价内容

 

      （1）精梳小卷的纤维伸直度、平行度及分离度要好，以减少精梳加工过程中的纤维损失及梳针的损伤；（2）精梳小卷的纵向结构及横向结构要均匀，以使钳板的横向握持均匀，有利于改善梳理质量、精梳条的条干CV%及重量不匀率，减少精梳落棉；（3）精梳小卷成形良好、层次清晰、不粘卷；（4）在精梳准备加工时，产生的棉结要少。

 

      实际生产中，在精梳小卷质量评价时存在问题：重视小卷的纵向均匀度，忽视纤维的伸直度及小卷的横向均匀度。

 

2.2梳理过程中弯钩纤维的产生及精梳准备工序弯钩纤维的方向分布

 

      研究表明，在梳棉机上经锡林盖板工作区梳理的纤维由锡林带至道夫时，道夫抓取的纤维前端受到锡林针布梳理而伸直，因此在道夫输出的棉网中后弯钩纤维较多。根据对金属针布梳棉机所作的示踪纤维实验统计结果表明：道夫上后弯钩纤维占64.89%，前弯钩纤维占2.82%，两端弯钩占1.07%，无弯钩纤维占24.12%，其它弯钩占7.10%；其伸直度分别为65.3%，66.7%，54.9%，95.5%，59.0%。也有学者利用示踪法对3121根纤维进行纤维伸直度的测定，其平均值为62％左右。

 

      在纺纱过程中，纤维每经过一道加工设备，纤维的弯钩方向都要改变一次；例如在梳棉机后弯钩纤维最多，则到头道并条机上变为前弯钩最多。精梳机的梳理功能主要是由锡林完成；而锡林的梳理方式是钳板握持棉丛的尾端，锡林针齿梳理棉丛的头端，因此精梳机对前弯钩纤维的梳直效果要优于后弯钩及其它弯钩纤维。为使喂入精梳机的大多数纤维呈前弯钩状态，需使梳棉到精梳的设备道数为偶数；这就是精梳准备工序设备道数的偶数法则。在精梳准备工序，纤维弯钩方向分布如图8所示。

图8 精梳准备工序的弯钩方向

 

2.3精梳准备工艺原则

 

     在精梳准备工序并合数、总牵伸倍数及部分牵伸倍数设计的基本原则是：（1）精梳准备的头道设备上牵伸工艺参数尽可能满足前弯钩纤维的伸直条件；（2）在精梳准备的第二道设备上尽可能满足后弯钩纤维的伸直条件。

 

2.4 条并卷工艺的工艺设计

 

2.4.1 并条机

 

      根据弯钩纤维的伸直理论可知：如图9所示，前弯钩纤维的伸直效果η'随牵伸倍数e的增大而增大，到了最大值B后随着牵伸倍数e的增大而减小，到达C点后随牵伸倍数e的增大没有任何伸直作用。在喂入生条中的前弯钩纤维的伸直度为65%时，经计算可知前弯钩伸直效果最佳时牵伸倍数为1.96倍，前弯钩没有伸直效果时的牵伸倍数为4.26倍。因此并条机的后区牵伸倍数在1.6-2.0较好，前区牵伸倍数在3.5以下为宜。并条机的并合数在4-6为宜。

 

2.4.2 条并联合机（或条卷机）

 

    因在条并条机上喂入条子中多为后弯钩，根据后弯钩纤维的伸直理论，在条并卷联合上后弯钩纤维的伸直效果η'与牵伸倍数e的关系如图9所示，A→B→E；因此增大牵伸倍数e，对提高伸直效果η'有显著作用。一般并合数为24-28，牵伸倍数在1.4-2.5倍。

 

图9 前、后弯钩纤维的伸效果与牵伸倍数的关系

 

2.5 精梳准备工艺设计与实验结果举例

 

2.5.1实验方案

 

      在并条-条并联工艺中，喂入原棉及其它工艺条件不变的情况下，改变并条机的并合数及总牵伸倍数，测试成纱的综合质量指标的变化情况。

 

2.5.1实验条件实验结果

 

      喂入并条机的并合数为6，总牵伸倍数为6，后区牵伸倍数为1.67；方案2喂入并条机的并合数为5，总牵伸倍数为4.956，后区牵伸倍数为1.67。实验结果见表4。

 

     表4 实验结果

 

 

2.5.3实验结果分析

 

      在其它条件不变的情况下，精梳预并条机的并合数由6根改为5根后成纱的条干CV、单强、千米粗细节及千米棉结等指标均有明显改善。这主要是由工条机并合数由6根改为5根后，减小了预并条机的前区牵伸倍数，即前区牵伸倍数由3.59变为2.97，从而提高了前弯钩纤维的伸效果，改善了精梳小卷的结构，因此成纱质量明显提高。

 

3 精梳工艺分析

 

    在进行精梳工艺时应采用“重定量、低落棉、短给棉及后退给棉”的工艺路线。

 

3.1精梳小卷定量

 

      A201系列精梳机加工的棉卷定量为39-50g/m，FA251A型精梳机棉卷定量为45-65g/m，而立达系列精梳机为60-80g/m。

 

      在其它条件不变的情况下，采用重定量的棉卷有以下优越性：（1）棉卷定量重时，精梳机的产量高。（2）棉卷定量重，棉丛的变形恢复力大；钳板开口时棉丛易抬头，在分离接合过程中有利于新、旧棉网的搭接。（3）棉卷定量重，每钳次分离出的棉网厚，纤维抱合力大，棉网接合牢度大，不易出现棉网破边、破洞及纤维缠绕胶辊现象。（4）采用重定量的精梳小卷，有利于改善钳板对棉层的横向握持不匀。（5）棉卷定量重时，在并条、成卷牵伸过程中纤维所受的引导力与控制力较大，有利于弯钩纤维的伸直。因此，棉卷采用重定量是精梳机高速、高产及提高质量的要求。但精梳小卷的定量大时，要保证精梳输出条子的定量不变时，需增大精梳机的牵伸倍数。

 

3.2给棉长度

 

3.2.1给棉长度梳理的影响

 

      锡林对棉丛的梳理强度可用锡林对钳板握持棉丛的重复梳理次数表示。由于梳理时钳口外棉丛的梳理长度大于喂棉罗拉的每次喂棉长度，因此须丛要经过锡林的重复梳理后才被分离。自须丛受到锡林梳理开始到被完全分离时为止，所受到锡林梳理的次数称为重复梳理次数。重复梳理次数大时梳理效果好。设Ｋ、Ｋ2分别为前进给棉、后退给棉的喂棉系数，Ｂ为钳板最前位置时下钳板钳唇至分离钳口的距离(mm)（如图10所示），Ａ为给棉长度(mm)，δ为钳唇的死隙长度(mm)（如图11所示），则前进给棉、后退给棉的重复梳理次数n１、n２分别为：

 

                                                                       （1）

 

                                                                             （2）                        

  

      在E62型精梳机上，测得δ＝3mm；在落棉刻度为8时，算得Ｋ1＝0.6、Ｋ2=1(1)、Ｂ＝21.9mm；当给棉长度Ａ分别为4.2 mm、4.7 mm、5.2 mm时，算得重复梳理次数见表5。

 

      表5 重复梳理次数

 

   

       因此，采用短给棉时，可增大重复梳理次数，提高梳理效果。

 

3.2.2给棉长度对精梳落棉率的影响

 

      在锡林梳理过程中，锡林梳理的棉丛长度即为进入落棉的最大长度为，如图11所示。当棉丛中的纤维长度小于此长度当，被锡林梳掉，成为精梳落棉。因此锡林梳理的棉丛长度越长，精梳落棉度就越高。设L1、L2分别为精梳机前进给棉与后退给棉的进入落棉的最大纤维长度（如图11所示），根据对精梳机给棉过程分析可知：

 

                                                     （3）

 

                                                               （4）

 

      在E62型精梳机上，当Ｋ1＝0.6、Ｋ2=1、Ｂ＝21.9mm，给棉长度Ａ分别为4.2 mm、4.7 mm、5.2 mm时，算得进入落棉的是大纤维长度值见表6。

 

      表6 进入落棉的最大纤维长度

 

因此，增大给棉长度时，进入精梳落的纤维长度增大，落棉率增大。

 

3.2.3 给棉长度对产量的影响

 

      设P为精梳机的产量（kg/h），G为精梳小卷定量（g/m），A为给棉长度（mm），a为精梳机的落棉率（%），m为精梳机的眼数（一般为8眼），n为精梳机的车速（钳次/min），则精梳机的产量P可表示为：

                                                       （5）

       由（5）式可知，精梳机的产量P与给棉长度A成正比。根据（5）式测算，当给棉长度由4.7mm增大到5.2mm时，精梳机的产约提高11%。

 

3.3给棉方式

 

      由公式（1）、（2）、（3）、（4）及表3、4可知，在分离隔距B与给棉长度A相同的情况下，采用后退给棉时较前进给棉时重复梳理次数大，梳理效果好；但进入落棉中的最大纤维长度长，精梳落棉率高。

 

3.4 精梳机的落棉率

 

      在保证成纱质量的前提下，应使精梳落率尽可能减小，以降低纺纱成本。

 

3.5 精梳工艺设计的实验结果及分析

 

3.5.1 实验方案及测试仪器

 

      在纺纱工艺流程、工艺参数及纺纱专件不变的情况下，分别在两台精梳机采用不同的精梳小卷定量及喂给长度，试验观察成纱粗节、细节、棉结、成纱条干CV质量指标的变化情况。

 

      成纱条干CV值及成纱疵点的测试采用Y136型条干均匀度试验仪。

 

3.5.2 纺纱工艺流程、原料及主要工艺参数

 

      纺纱工艺流程为：FA009抓棉机→FA105单轴流开棉机→FA029多仓混棉机→FA116主除杂机→FA156除尘器→FA023梳棉机→D35C并条机→UNllapE32条并卷机→E65型精梳机→D35C并条机→FA491型粗纱机→JWF1516细纱机。

 

      利用美棉与澳大利亚棉混和纺制40英支纯棉纱，原棉的性能指标见表7。精梳准备设备及精梳机的主要工艺参数见表8。

 

      表7 原棉的性能指标

 

      表8 精梳准备设备及精梳机的主要工艺参数

 

 

3.5.3实验结果及分析

 

      按照表8中精梳准备设备及精梳机的工艺参数进行纺纱实验，其成纱质量指标及精梳落棉率的测试结果见表9。

 

      表9 成纱质量及精梳落棉率的测试结果

 

 

      表7的实验结果表明，采用重定量、短给棉的纺纱方案2的成纱条干CV值及粗细节的统计值明显优于较轻定量、较短给棉的第二方案。

 

4 结束语

 

      （1）运用计算机辅助工艺设计技术对各部件的运动配合进行优化、多方案比较是当代精梳机设计的必然趋势。

 

      （2）锡林变速技术是解决精梳机速度与质量矛盾的重要技术创新。采用此项技术的优点：一是缩短了锡林梳理时间，增大了分离接合前准备时间，有利于棉丛的抬头；二是解决的锡林末排针对分离罗拉倒机内棉网的干扰问题。

 

      （3）在进行精梳准备工艺设计时，预并条机的并合数及牵伸倍数应适当减小有利于前弯钩纤维的伸直；在条并卷联合机上适当增大牵伸倍数，有利于提高后弯钩纤维的伸直效果，成纱粗节、细节及棉结减少。

 

      （4）现代高速精梳机的应采用重定量、短给棉的工艺设计，有利于精梳机的高速及纺纱质量的提高。