纺织技术 | 新型梳棉机的技术特点及智能化发展评析

在ITMA2023国际米兰纺机展上，展出了德国特吕茨施勒公司TC30i型梳棉机、瑞士立达公司C81型梳棉机、印度LMW公司LC636-SX型梳棉机、青岛宏大JWF1217型单刺辊梳棉机、卓郎（江苏）纺机AutocardSC7梳棉机。

一、特吕茨施勒公司主要产品及技术特点

德国特吕茨施勒公司展出了BO-P型往复抓棉机、CL-X型预清棉机、TC19Ri型梳棉机、TC30i型梳棉机以及BO-A型往复抓棉机等清梳联配套设备。其中TC30i型梳棉机为首次展出，锡林直径达到1400mm，延展活动盖板系统，梳理元件增加35%，梳理弧长是目前梳棉机中最长的，良好的梳理质量为高产、高速、高质提供了技术保障。

1.1 TC19i型梳棉机

TC19i型梳棉机前部采用了斜面大倒角结构，防止操作工在生产中被碰伤，安全性能更强。TC19Ri型梳棉机安全罩壳具有很强的工业设计感，外观更安全更美观。

TC19i型梳棉机延续TC11、TC15型梳棉机的机器结构和设计原理，采用一体化喂棉箱结构，配置三刺辊。TC19i型梳棉机锡林直径1300mm，共配置84根活动盖板，其中工作盖板28根；锡林固定盖板满配为前分梳区6组后分梳区6组，对应棉网清洁器配置为前3后3。

TC19i型梳棉机在TC15型梳棉机的基础上，对活动盖板部件的结构进行了大幅优化，取消了活动盖板中支撑，改为型材架空结构，活动盖板曲轨调整隔距点从6点增加到8点，使活动盖板与锡林之间的隔距更加精准。人工调整活动盖板和锡林之间的隔距时，操作空间更大更方便，有利于保证锡林主梳理区范围内工艺隔距值的相对精准性。

TC15之前的梳棉机是通过TC-FBC型精确盖板检测装置进行盖板隔距检测的，操作时需要停车后拆卸两根活动盖板，将TC-FBC型精确盖板检测装置安装在活动盖板导带上进行测量。TC19i型梳棉机采用TC-FCT活动盖板在线检测和自动调整装置，由安装在锡林曲轨周边的多个测量点进行实时温度检测，根据温度变化，结合多重影响因素的数学模型计算得出检测点的准确隔距，参考设定的工艺参数完成盖板隔距的在线自动调整。

德国特吕茨施勒公司根据用户所纺原料的物理特性差异，在锡林周围配置不同数量的前后固定盖板和棉网清洁器，对应不同的梳棉机型号。加工棉纤维的梳棉机型号为TC19i，加工化学纤维的梳棉机型号为TC19Si，加工再生纤维的梳棉机型号为TC19Ri。

1.2 TC30i型梳棉机

德国特吕茨施勒公司的TC30i型梳棉机是一款新的机型，其技术特点代表了该公司未来高产梳棉机发展方向。按照TC系列梳棉机型号编制的规则，这款梳棉机应该在2030年才能正式推广。

在TC11型梳棉机上，特吕茨施勒已经将锡林直径从1282mm增加到1300mm，TC30i型梳棉机又将锡林直径进一步加大到1400mm，锡林周长增加至4.4m，道夫直径700mm，锡林与道夫的接触弧长有所增加。TC30i型梳棉机锡林直径增加后，锡林与道夫的直径比正好达到了2：1。英国Crosrol公司通过大量研究认为锡林道夫直径比2：1有着明显的优势；该直径比能够最大程度提升道夫的一次转移率，减少纤维损伤，提高梳理质量，并以此为理论基础推出了MK5型梳棉机；该梳棉机的锡林直径1016mm，道夫直径508mm，这种锡林道夫直径比的设计一直沿用到MK7系列梳棉机。

TC30i型梳棉机工作幅宽1280mm，采用一体化喂棉箱结构，配置三刺辊。TC30i型梳棉机锡林直径增加后，活动盖板区分梳弧长增加到了1345mm，活动盖板数量由84根增加到108根，工作盖板数量由28根增加至38根，活动盖板隔距调节点由TC19i型梳棉机的8个调节点增加到10个调节点。TC30i型梳棉机锡林前、后分梳区弧长有所增加，但分梳区配置的固定盖板和棉网清洁器数量没有变化，其他机械部件与TC19i型梳棉机相同。

TC30i型梳棉机配置了新的吸落棉系统，将传统的一个吸落棉系统分成了两个区，分别连接两套吸落棉管道。吸落棉一区连接刺辊落棉区和锡林后棉网清洁器；吸落棉二区连接活动盖板、锡林前棉网清洁器以及剥棉部分吸口，通过这种方式实现不同品质落棉的收集和回用。

1.3 智能控制技术发展现状

从TC19i型梳棉机开始，德国特吕茨施勒公司对梳棉机智能控制技术进行了系统的定义和升级，并且在梳棉机型号后增加了“i”后缀，以凸显梳棉机的智能化。其梳棉机智能化概念主要有三方面内容，即T-GO隔距自主优化智能技术（即锡林与活动盖板隔距实时检测、精确调整技术）、WASTECONTROL落棉感应系统和NEPCONTROL生条棉结控制系统。

TC19i型梳棉机的T-GO隔距自主优化控制系统，由TCON3系统通过安装在锡林曲轨两侧的多个传感器，根据梳棉机生产运行的参数信息（锡林转速、产量、原料属性、环境温度等），通过数学模型计算，在大数据应用的基础上，自动调整梳棉机活动盖板与锡林之间的工艺隔距值，使之保持相对稳定和准确。

WASTECONTROL落棉感应系统，通过落棉感应装置实时检测梳棉机刺辊第一吸口落棉中的杂质含量，根据参数设定，通过步进电机在线自动调整刺辊第一落杂区长度，从而控制梳棉机第一落杂区的落棉含杂率及落棉量。该系统目前已经在特吕茨施勒清棉机CL-U、三辊筒清棉CL-C3和预清棉机CL-X等设备进行配置。

生条棉结是梳棉机的一个重要质量指标，目前国内对于梳棉机生条棉结的检测，都是在条筒内取样的离线检测，检测结果严重滞后。NEPCONTROL生条棉结控制系统由安装在梳棉机剥棉罗拉下方的摄像头以每秒20帧的速度对高速输出的棉网进行拍照，通过专用的分析软件对图像进行分析，对棉网中的棉结、带籽屑棉结及杂质进行区分，检测结果可以在梳棉机显示屏上实时查看。此外，NEPCONTROL生条棉结控制系统还可以创建对应梳棉机机台剥棉罗拉输出棉网的棉结、杂质和棉网清晰度的样本数据库，梳棉机在生产过程中，通过将检测的棉网与数据库中棉网形状数据比对，能够及时发现棉网指标恶化以及梳棉机锡林、道夫针布的潜在损坏情况，并进行报警。

二、瑞士立达公司梳棉机的主要技术特点

瑞士立达公司展出的C81型梳棉机，主打“高效智能”技术，配置了带有RSB-Module55型预牵伸装置的圈条器。C81型梳棉机采用了一体化喂棉箱结构，配置辅助生头装置等。在智能化在线检测和自动调整方面，配置了TrashLevelMonitor（TLM）系统，使C81型梳棉机在先进技术上更进一步。

C81型梳棉机的工作机幅为1500mm，锡林直径1178mm，梳理弧长3.16m，梳棉机的锡林分梳区包角达到307°，锡林底部只有一块罩板，实现了对梳棉机锡林弧长最大程度的利用。梳棉机共配置116根活动盖板，其中工作盖板40根。梳棉机棉网清洁器和固定盖板采用一体化设计，称之为Q-Packages，最大程度地利用了有限的锡林梳理弧长。锡林前分梳区可配置4个棉网吸口和9根固定盖板分梳条。

C81型梳棉机配置了CGC系统（即CardingGapControl系统）。CGC系统通过气弹簧推动特质的弯曲连杆部件，带动5组活动盖板调节支轴，以偏心运动的方式调整活动盖板与锡林之间的隔距，通过安装在曲轨和锡林墙板之间的弹簧进行机械定位。该系统会检测每根正在运行的活动盖板与锡林之间的隔距，并可在线调整。不同于德国特吕茨施勒公司梳棉机锡林曲轨周边的多个检测点检测，C81型梳棉机只在活动盖板与锡林入口处的固定位置进行检测，根据检测点的温度变化，通过数学模型的智能化运算，得到梳棉机活动盖板与锡林之间的隔距值。

C81型梳棉机的TrashLevelMonitor系统（即TLM系统）设置有两个杂质识别检测装置，一个安装在上喂棉箱中部，检测喂棉箱内棉层中的杂质水平；另一个安装在圈条器上帽檐上，检测圈条筒内生条中的杂质水平。在生产过程中，TLM系统通过检测、对比梳棉机上棉箱部位棉层的杂质水平和圈条筒内生条中的杂质水平，以此为基础计算梳棉机的除杂效率，然后依据梳棉机除杂效率是否在限定范围内，自动对活动盖板隔距进行在线自动调整，使梳棉机的除杂效率保持相对稳定，间接使梳棉机活动盖板的梳理质量保持相对稳定。需要注意的是：通过TLM系统检测、计算得到的除杂效率，并不是我们在日常除杂试验过程中得到梳棉机除杂效率，而是TLM系统检测自身定义、规定的一个数量值。

三、高产梳棉机的技术特点评析

3.1 采用大直径锡林提升梳理效果

增加梳棉机锡林直径能够提高梳理质量和梳理效率。梳棉机锡林的有效梳理面积是影响梳理质量和梳理效率的关键因素之一，增加梳棉机锡林有效梳理面积的方式可以是增加梳棉机工作幅宽，也可以是增加梳棉机锡林的工作直径。TC30i型梳棉机和C81型梳棉机通过增加梳棉机锡林直径，提升了梳棉机的梳理质量和梳理效率。

梳棉机锡林直径增大后，梳棉机锡林周长的曲率变小，锡林周边分梳元件齿面与锡林圆弧面的接触面积随之增大，理论上能够在一定程度上提升锡林周边分梳元件的梳理效率和梳理质量。C60型梳棉机锡林直径为814mm，C81型梳棉机锡林直径增加至1178mm；初步计算，锡林直径增大后，单根活动盖板针齿面与锡林的接触梳理弧长增加了约21%。因此，在梳棉机增加锡林有效梳理面积相等的条件下，通过增加梳棉机锡林直径来提高梳理质量和梳理效率的效果更显著。

3.2 增加工作盖板数量实现高产高速

适当增加梳棉机工作盖板数量，可以提高梳棉机的梳理质量和梳理效率。活动盖板在梳理过程中具有分梳、混和、过滤、排除等功能，具备全过程中的握持分梳、转移分梳、交替分梳、接触分梳等分梳形态，其分梳作用和分梳效果是其他固定分梳元件所不能替代的。

德国特吕茨施勒公司TC30i型梳棉机工作盖板增加到38根。瑞士立达公司梳棉机的工作盖板在过去20年时间里经历了从40根到22根、32根、再到40根的发展过程。在梳棉机创新发展和生产应用中，不断摸索和实践，德国特吕茨施勒公司和瑞士立达公司两家公司得到经验：38根～40根工作盖板是梳棉机的最佳配置。

3.3 盖板隔距自动调节梳理工艺更准确

准确、稳定的活动盖板隔距是保证梳理质量的关键。活动盖板采用铝型材结构，单独变频传动已经是现在高产梳棉机的标准配置。在梳棉机高速高产运行时，活动盖板梳理区的温度变化必将导致活动盖板产生热变形，进而带来梳理质量的变化，严重时甚至可能损坏设备。德国特吕茨施勒公司的T-GO隔距自主优化智能技术和瑞士立达公司的CGC系统，都是通过检测温度变化，计算推导出检测点位置活动盖板与锡林之间的隔距值，通过自动精确的活动盖板调整装置，调整活动盖板与锡林之间的工艺隔距，使之保持相对的准确和稳定，以避免活动盖板与锡林的工艺隔距因温度变化而发生改变，从而降低活动盖板的梳理质量和梳理效率。

由于活动盖板智能控制系统在计算时考虑了锡林筒体、活动盖板铝型材骨架热膨胀因素，因此能够进一步缩小活动盖板与锡林之间的工艺隔距值，突破目前梳棉机活动盖板与锡林0.18mm的极限工艺隔距值，提升梳棉机活动盖板的梳理质量和梳理效率。

3.4 辅助生头装置应用使操作更简单方便

现在大部分高产梳棉机都采用了喂棉箱一体化结构，并配置了辅助生头装置。一体化喂棉箱结构是指从喂棉箱打手的出口到梳棉机给棉罗拉的入口，通过扁管道连接，经喂棉箱打手剥取的筵棉在风机的作用下直接输送到梳棉机给棉罗拉握持点。由于取消了出棉罗拉，喂棉箱输送的筵棉没有凝聚和牵伸，不再经过出棉罗拉的握持，减少了筵棉输送过程的阻滞因素，有利于提升梳棉机高产时的稳定性。

辅助生头装置为梳棉机生头提供了极大便利，使梳棉机的生头操作更容易。目前配置了辅助生头装置的特吕茨施勒梳棉机和立达梳棉机在国内已有广泛应用，并获得了使用者的一致好评，是现阶段先进梳棉机的一个技术亮点和优势，也使先进梳棉机体现稳定、易操作、易维护的技术特点。

3.5 智能化控制水平再上新台阶

德国特吕茨施勒公司展出了WASTECONTRO落棉感应系统、T-G隔距自主优化智能技术和NEPCONTROL生条棉结控制系统。这些技术在最早推出TC01型梳棉机时已经提出了相对应的概念，经过二十多年的发展和进步，这些技术从最初的概念，经过不断完善和提升，现在实现了规模化应用。特吕茨施勒和立达的智能控制技术展示了先进梳棉机在加工制造、装配精度、大数据应用等方面的技术高度，使梳棉机的智能化控制水平又上了一个台阶。

3.6 预牵伸技术日臻成熟

经过多年的升级改造，预牵伸技术日臻成熟。梳棉机圈条器配置预牵伸装置，生产出的生条可以直接在转杯纺上使用，纺制转杯纺中粗特纱，缩短了纺纱流程，对纺织厂实现减人增效具有重大意义。德国特吕茨施勒公司的IDF3型圈条器、瑞士立达公司的RSB-Module55型圈条器、印度LWM公司的CDS型圈条器在预牵伸技术上都取得了一定的成绩。

四、结语

德国特吕茨施勒和瑞士立达在运用网络化、数字化、大数据等先进的智能控制技术方面取得了很大的发展，突破了传统梳棉机活动盖板工艺隔距设置极限，通过自动在线检测技术，实现实时在线自动调整，使梳棉机在锡林高速旋转中保持活动盖板隔距值的相对稳定，显示了智能制造领域技术创新的新高度。国产梳棉机在加工、制造、装配精度等方面虽然取得了长足的进步，不断缩小和国际产品的技术差距。但在设备的网络化、数字化、智能化、大数据应用以及专家分析系统等方面，还需要不断探索和继续努力。

来源： 刘建林 浙江华飞轻纺有限公司
编辑： 中国纱线网，转载请注明出处

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