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1 新型針布與高產(chǎn)梳棉機

　　金屬針布的采用不僅能提高梳棉機的產(chǎn)量和質(zhì)量，更重要的是為高速梳理創(chuàng)造了條件。它在高速回轉(zhuǎn)中不變形，并加強了分梳除雜等作用，錫林刺輥速度成倍提高，錫林從180r／min逐步提高到360r／min～600r／min，刺輥也從450r／min逐步提高到1000r／min～1300r／min，梳棉機的產(chǎn)量更是從4kg／h提高到20kg／h～50kg／h～100kg／h，從而促進了高產(chǎn)梳棉機的迅速發(fā)展。可以說，沒有金屬針布的應(yīng)用，就不會有今天的高產(chǎn)梳棉機。20世紀90年代以來，國內(nèi)外各公司(廠)相繼推出了具有當時國際先進水平的C51型、DK803型、DK903型、MK5D型、C501型、FA203型、FA204型、FA218型、FA225型等設(shè)計產(chǎn)量可達50kg／h～140kg／h的高產(chǎn)梳棉機。隨著錫林轉(zhuǎn)速的提高，離心力增加，梳針上纖維滑脫趨勢增加，為改善握持分梳的能力，針齒工作角必須隨錫林速度的提高而減小(見表1)。隨著梳棉機產(chǎn)量的增加，針布負荷增加，梳理度下降，為此必須設(shè)法減輕針布負荷，增加梳理度，因而錫林針布的齒高隨產(chǎn)量增加而減矮，齒密隨產(chǎn)量增加而加密(見表2)。由此就形成錫林針布向“矮、淺、尖、薄、密、小(212作角和齒形小)”發(fā)展的特點，相配套的道夫、蓋板針布也向相應(yīng)的方向發(fā)展。

　　2 新型針布的特點及其梳理效果

　　2．1 新型金屬針布的特點

　　新型錫林針布(棉型)的特點為“矮、淺、尖、薄、密、小(工作角小、齒形小)”，由它決定了新型針布具有優(yōu)良的紡紗性能。近年來這些特點有了進一步的發(fā)展。

　　(1)采用小工作角。梳棉機的分梳主要由刺輥部分的握持分梳和錫林蓋板部分的自由分梳組成(不計各附加分梳件的自由分梳)，而且后者是更為細致充分的梳理，為使兩針面間產(chǎn)生優(yōu)良的自由分梳作用，必須使兩針面(錫林蓋板)的梳針具有良好的穿刺纖維層及棉束的能力和良好的抓取與握持纖維的能力。只有這樣，才能使梳針刺入并牢牢握持纖維和棉束進行兩針面間的梳理。新型針布首先把工作角減小，以盡量滿足分梳的要求，而采用矮齒淺齒、提高光潔度及道夫針布采用小工作角度并增大齒深等措施來解決轉(zhuǎn)移問題，因而錫林新型針布的工作角越來越小，有75°、65°、60°，甚至50°，極大地提高了針布對纖維的分梳作用，減少了滑脫纖維，使浮游纖維減少，生條棉結(jié)、纖維伸直度、均勻度、梳理度及成紗質(zhì)量得到極大改善。

　　(2)采用矮齒淺齒。采用矮齒淺齒針布，使纖維處于齒尖，與另一針面(蓋板、道夫)的接觸長度和作用齒數(shù)增加，有利于纖維的分梳、交替和轉(zhuǎn)移等作用，提高了梳理效果和均混效果。轉(zhuǎn)移率大，針布纖維負荷輕，對減少棉結(jié)有利，并解決了更小工作角針布的轉(zhuǎn)移問題。為進一步減小工作角和增加齒密創(chuàng)造條件，同時使小工作角的針布擴大適應(yīng)錫林速度和纖維種類的范圍。因此，減小工作角，就必須采用更矮更淺的針齒。采用矮齒，還能提高針齒的抗軋強度，使錫林針布不易軋傷，且不易嵌破籽。由此可見，矮齒、淺齒雖然制造困難，但由于上述梳理工藝上的優(yōu)點，隨著高產(chǎn)梳棉機的發(fā)展，針齒還將不斷地減矮減淺(見表2)。過去曾經(jīng)認為“隨著梳棉機產(chǎn)量的加大，錫林負荷增加，齒深hc如不加大，纖維會容納不下”。但加大hc后，并未達到預(yù)期的質(zhì)量效果，反而引起錫林負荷增加，棉結(jié)增多。實踐說明，適當減小hc對高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)有利。從使用1年～2年后的錫林針齒電子顯微鏡照片可以看出，纖維僅與針齒上半部的工作面、棱邊棱角、齒頂相接觸，根據(jù)大量電鏡照片說明，纖維磨損針布深入齒根的高度hcv，(稱纖維作用深度)與針布規(guī)格有關(guān)。可把齒深hc分為兩部分，hc＝hc1 hc2

　　式中：

　　 hc1—針齒工作面自齒頂開始直線部分的深度，工作角為αc；

　　hc2—針齒工作面直線下部帶負角或圓弧形部分的深度，其角度大于αc，且大于90°(或很快將大于90°)對纖維有上浮作用。

　　十分明顯，纖維作用深度與hcl有關(guān)，且hcv＝hc1 Δh，而Δh：0．05mm～0．1mm。由于Δh很小，故纖維作用深度hc主要取決于hcl，目前世界各國針布制造廠普遍改用淺齒設(shè)計，hc1值一般在0．3mm～0．5mm左右。設(shè)計一種針布，hc1一旦確定，hcv也就隨之基本確定，因此hcv是可以由人為因素加以控制的。 根據(jù)A186型梳棉機的產(chǎn)量25 kg／臺·h、FA201型梳棉機的產(chǎn)量40kg／臺·h，假設(shè)轉(zhuǎn)移率為13％左右，可計算出每齒作用的纖維僅為0．3根～0．4根，而纖維的平均直徑為0．012mm～0．019mm，各種針布的hc在0．4mm～0．6mm是完全能夠滿足梳理作用的，這就是說高產(chǎn)梳棉機采用淺齒矮齒是不成問題的。

　　(3)采用薄齒、密齒。增加齒密，有利于增強對纖維的握持、分梳能力，特別是橫向增加齒密，更有利于增強把纖維束分梳成單纖維的能力，因而密齒、薄齒具有增加分梳，降低棉結(jié)，改善棉條均勻度、棉網(wǎng)結(jié)構(gòu)、纖維伸直度和提高成紗質(zhì)量，減輕齒尖磨損的功能。采用薄齒后，必須與矮齒相結(jié)合，以利于針布包卷。當進一步采用薄齒后，產(chǎn)生另一特點是增大橫縱向齒密比，更有利于紡紗質(zhì)量的改善。

　　(4)采用矮齒。齒深h可以相應(yīng)減小，齒深減小后(即更淺)，對于工作角小的針齒針布，有利于纖維的轉(zhuǎn)移和紡紗質(zhì)量的提高，而且還有齒尖、平整、光潔、耐磨等特點。

　 新型道夫針布主要的特點是解決錫林針布矮齒、小工作角后的纖維轉(zhuǎn)移和引導(dǎo)高速氣流問題。道夫針布的特點是：

　　①道夫采用小角度；

　　②增高齒高以增大齒間容量；

　　③采用圓弧形如N4025B型針布。因而新開發(fā)的產(chǎn)品有M5025型、M5030型、M4025B型(Graf)、5025型、4327型(Ecc)和5030型(金井)等針布。

　　比利時尚有總齒高為3．7mm、工作角分別為63°、62°、60°的道夫針布，雖齒總高減矮，但齒深并未減小。表3為我國初期(仿蘇型)、中期(JT34型、JT38型、JT206型、SAD3A型、JD4型等)及近期國內(nèi)外道夫針布(40系列、50系列、37系列)的主要規(guī)格參數(shù)。為了證實齒間容量對道夫轉(zhuǎn)移的影響，曾以刺輥鋸條包于道夫表面(H＝5．6，α=75°，P＝5．65，h=3．85，W＝1．09，N=105齒)進行三班生產(chǎn)，運轉(zhuǎn)正常，生條質(zhì)量良好，僅因齒密太稀，略影響棉網(wǎng)外觀。這足以說明，齒距、齒深(齒高)加大，齒間容量增大，有利于轉(zhuǎn)移。

　　2．2 新型蓋板針布的特點

　　圓形鋼絲的老蓋板彈性針布，因在高產(chǎn)梳棉機上纖維過量充塞和脈沖梳理力顯著增大，超過其承受能力而發(fā)生較大的變形，實際握持角增大，使棉束和纖維不能牢固的握持在梳針上，甚至使纖維從梳針上滑脫，因而分梳作用降低，棉結(jié)增加。尤其是老型號蓋板針布的橫向針尖距一般在1．0mm～0．8mm左右，而新型錫林針布基部厚度已減小到0．65mm～0．4mm，二者不相配套，影響了梳理效果。故新型蓋板針布有以下特點。

　　 (1)增強梳針的抗彎性能并加強底布，采取的措施為減短梳針的高度；采用異形鋼絲，以提高梳針的抗彎性能和梳理性能，如扁圓形、橢圓(雙凸)形鋼絲等；加大鋼絲直徑和截面尺寸；采用高碳鋼和合金鋼，提高鋼絲材質(zhì)，改善梳針抗彎性能和耐磨性能；改進底布結(jié)構(gòu)，增加底布厚度(膠合層次增多)，表面復(fù)合硫化橡膠層，以使植針穩(wěn)固，并富有彈性。

　　(2)改進針布的植針排列和減小橫向針尖距。試驗證明：減小針齒的橫向針尖距能加強分梳，改善梳理質(zhì)量，因此，目前新型錫林金屬針布的基部厚度已減小到0．65mm～0．50mm，甚至0．40mm，而國內(nèi)與其配套的蓋板針布其橫向針尖距一般在1．0mm～0．8mm左右，這是一個矛盾。因此，新型蓋板針布都采用各種特殊排列(包括稀密錯位排列)，例如JST系列，TS系列等，使橫向針尖距縮小到0.5mm以下，縱向針尖由稀到密漸增，以改善分梳除雜效能，達到減少棉結(jié)，減少纖維損傷，提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的，例如PT型、JPT型、TP型、MCH52型等。

　　(3)提高蓋板針布針尖的鋒利度、光潔度、平整度和耐磨度；在保證抗彎性能的情況下適當增加蓋板針布的齒密；蓋板針布采用較小的工作角。

　　2．3 新型刺輥齒條的特點

　　刺輥的主要任務(wù)是對纖維和棉束進行握持分梳，并清除其中的雜質(zhì)，然后把分梳過的纖維順利地轉(zhuǎn)移給錫林，并在此握持分梳過程中，應(yīng)盡可能地少損傷纖維。刺輥鋸齒的優(yōu)良規(guī)格參數(shù)是完成上述任務(wù)的保證。為此新型鋸齒應(yīng)有以下特點。

　　(1)適當加大鋸齒工作角。長期以來，國內(nèi)刺輥鋸齒工作角一直采用75°，新型鋸條鋸齒工作角紡棉時應(yīng)增加到80°～85°，棉型化纖增加到85°～90°，而中長化纖增加到90°～95°左右。

　　 (2)適當增加齒密，提高齒尖的鋒利度。齒密增加，使齒尖鋒利度提高，有利于對纖維的分梳作用。但齒密的適當增加，有可能影響后車肚落雜作用，因而必須要與適當加大鋸齒工作角相結(jié)合，以便既增加分梳，又提高后車肚除雜效率。化纖由于沒有雜質(zhì)，而且纖維長度長，因而可以加大齒距(即減稀)，也即大角度稀齒，但英國ECC公司在加工化纖時，隨著纖維長度增加，角度增大，而齒距略有減小，如800為4．5齒／25．4mm，850為5齒／25．4mm，900為5．3齒／25．4mm。

　　(3)提高齒尖耐磨性能。由于刺輥鋸齒是握持分梳，梳理作用劇烈，梳理力加大；刺輥齒密小(即比錫林針布稀)，每個鋸齒的作用纖維較錫林針布多；喂人棉卷的開松度較差，棉束多且大，因而刺輥鋸齒的磨損遠較錫林針布嚴重而且迅速。故新型刺輥鋸齒應(yīng)提高耐磨性(包括鋼號、熱處理等)。

　　(4)在可能情況下研制自鎖式刺輥鋸條，以改善包卷后齒尖的平整度。

　　2．4 新型針布顯著優(yōu)良的紡紗效果

　　根據(jù)許多紡織廠推廣應(yīng)用新型針布的對比試驗，說明生條和成紗結(jié)雜大幅度降低，特別