【技术连载】《纺纱学》— 转杯纺纱-2

第二节 纤维分梳与输送

一、纤维的喂入

转杯纺纱机的喂入机构主要由喂给喇叭、喂给板、喂给罗拉组成。如图9-1-1(b)所示。

1、喂给喇叭的形状和大小

喂给喇叭的作用是引导条子和防止条子打结，并且，在棉条进入握持机构以前，受到必要的整理和压缩，使须条横截面上的密度趋于一致，以扁平截面进入握持区，其横向压力分布均匀。为避免意外牵伸，喂给喇叭的出口应尽量接近握持钳口。当棉条经握持机构向前输送时，受到一定的张力，有伸直纤维的作用。

喂给喇叭的出口截面尺寸与喂入棉条定量有一定的关系，一般为9×5mm、9×2mm 、7×3mm等。如果截面尺寸过小或棉条定量过重，则易于阻塞；相反，截面尺寸过大或棉条定量过轻，就失去集合作用。喂给喇叭出口中心位置应稍低于分梳辊中心，以免绕分梳辊。

为有效地防止棉条喂入喇叭口时拥塞而引起棉条断头，在许多转杯纺纱机(如德国的 Autocoro型、日本的 SH 系列、国产的ZZF-168 型)上采用了使喂入条子作90°转向的导条器，平直地进入渐缩形喇叭口，改善棉条的喂入状态。

2、喂给罗拉和喂给板

棉条的握持喂给有两种类型， 一种是双给棉罗拉，另一种是由喂给罗拉与喂给板组成。目前，普遍使用的是后一种类型。当条子从条筒中引出后，经喂给喇叭密集后以扁平状截面进入喂给罗拉与喂给板的握持区，依靠弹簧加压(喂给板可绕支点上下摆动，以自动调节加压大小)，使喂给罗拉与喂给板比较均匀地握持条子，向前输送供分梳辊抓取分梳。

如图9-2-1所示，喂给罗拉上带有斜齿纹沟槽，以保证条子的均匀喂给。喂给罗拉由喂给离合器1驱动，齿轮2与喂给轴组件上的蜗杆啮合。当纱断头后，离合器分离，喂给罗拉停转，使纺纱器的纤维喂给中断。喂给轴组件由喂给轴和套在轴上的蜗杆组成，每根轴上套有8个蜗杆，它们能在喂给轴上移动，以便调整其与喂给罗拉上的斜齿轮的啮合位置。每根喂给轴有四个回转支撑， 安装在纺纱器壳体上。

图9-2-1 喂给罗拉结构

分梳辊对条子的分梳与除杂效果，除喂入条子的结构影响外，主要取决于喂给握持机构对条子的握持状态以及喂给握持机构设计的合理性。为了保证条子能顺利地通过喂给板而不破坏条子的均匀度，喂给罗拉对条子必须有足够的握持力，且要求握持力分布均匀，握持稳定。喂给钳口的压力为由分梳腔体后侧的板簧经压缩后产生的反弹力。其大小可根据工艺要求调节板簧压缩量来设定。

条子在输送进程中受到喂给板的摩擦阻碍，为使条子顺利输送，必须增加喂给罗拉与条子之间的摩擦力，对条子施加适当的压力；为防止条子上下纤维产生分层现象，条子与喂给板之间的摩擦系数应尽量小些，故喂给板表面必须光滑。喂给罗拉加压应适当，压力过小，条子从罗拉钳口下打滑，影响分梳辊对纤维的分解作用；但压力过大，会增加喂给板对条子的摩擦阻力，出现上下纤维分层和底层纤维在给棉板上拥塞的现象。

为了加强喂给握持机构对条子的握持作用，喂给罗拉与喂给板的隔距自进口至出口应由大到小，喂给板分梳工艺长度(指自喂给罗拉与喂给板握持点至分梳辊中心水平线与喂给板交点间的长度)应等于或接近于纤维的品质长度。

喂入转杯纺纱机的条子经分梳辊分解后，要求达到单纤维状态，并排除微小的尘杂。因此，对喂入机构应有较高的要求，尤其是喂给板工作面的形状应满足分梳力由弱逐渐增强与均匀分解的要求。采用圆弧形喂给板对上述要求有较好的效果。

喂给板与喂给罗拉式的喂给机构，具有握持均匀且须条中的纤维在分梳过程中不会过早脱离握持点及控制纤维能力强的特点，适用于短纤维须条的喂给。而双罗拉喂给机构握持效果不如喂给板与喂给罗拉组成的喂给机构，但它能避免须条的分层现象，适用于长纤维须条的喂给。

二、纤维的分梳

将纤维分梳成单纤维主要是由分梳辊在喂给机构的配合下完成的。在分梳和输送时应尽量减少纤维损伤与弯钩纤维的形成，如分梳作用不足，在成纱上造成粗节；如分梳作用太强，又会使纤维断裂，降低成纱强力。在分梳时，如针齿被纤维充塞，也会产生棉结和粗节。因此，良好的分梳辊结构及其合理的工艺配置是使须条得到良好开松并提高成纱质量的关键。分梳辊直接受龙带传动。

1、分梳辊结构

分梳辊可采用铝合金或铁胎表面包有金属锯条或植有梳针。目前生产上普遍采用高速小分梳辊，其直径为60～80mm，转速为5000～9000r/min, 基本上能将条子分解 成单纤维状态。影响分梳辊分梳效果的因素很多，除上述喂给机构外，在很大程度上取决于锯齿规格、分梳辊转速以及喂入条子的定量等。

2、锯齿规格

锯齿规格包括工作角、齿尖角、齿背角、齿高、齿深与齿密等。根据分梳理论，其中锯齿工作角对分梳效果起主要作用。

(1)工作角：锯齿工作角与成纱质量关系密切，在分梳辊转速固定的条件下，随着锯齿工作角的减小，转杯纱的不匀率增大，断头相应增多。因为锯齿工作角小，纤维易于脱离锯齿，削弱分梳作用，影响分梳质量。相反，工作角大，纤维易于被锯齿握持而增加分梳作用，提高成纱质量，但工作角过大，纤维易缠绕锯齿而影响转移。由于化纤与金属摩擦时产生较多的静电而容易缠绕，所以在纺化纤纱时锯齿工作角应适当减小。

(2)齿形：为了既加强分梳而又不绕锯齿，可采用负角弧背形齿形设计，即在离齿尖一定深度后，工作角改变为负角，配合采用弧形齿背，来解决分梳与转移的矛盾。

(3)齿尖角与齿尖硬度：齿尖角越小，齿越尖，越容易刺入条子，分梳作用越强，但齿尖角过小，齿尖强度不够，同时会使齿背角增大，纤维容易下沉，影响分梳质量。此外，齿尖直接关系到齿尖的锋利度和耐磨度，齿尖硬度与锯齿材料和热处理有关。而热处理硬度又与齿尖截面大小有关。齿尖截面太小(即齿尖角太小)、锯齿易发脆，为了延长锯齿的使用寿命，可采用新型合金材料、金属镀层和特殊的热处理方法，以获得良好的效果。齿尖经热处理后，往往留下痕迹易缠绕纤维，需再进行电解抛光或射线磨光，以减少缠绕现象的发生。

(4)齿密：齿密分纵向齿密和横向齿密，纵向齿密对分梳质量的影响大。一般横向齿密(即分梳辊上锯条的横向螺距)变化不大。因此选择齿密时，大多考虑纵向齿密。齿密越密，分梳作用越强。选择齿密也应考虑与纤维长度和摩擦性能相适应，例如纺化纤纱时要兼顾分梳与转移的要求，齿密可选择稀些。

3、分梳辊选用

随着转杯纺原料、纱线线密度范围的扩大及锭距、纺纱速度的提高，分梳辊的锯齿规格及材料、表面处理方法都在不断发展，分梳辊的直径、速度也有增加的趋势。近年来，针辊的发展很快，其主要特点如下：

(1)针辊利用钢针刺入须丛分梳时，作用力较锯齿分梳辊要小，作用缓和、细致，分梳效果好。

(2)针辊上的纤维易于转移，针上不易缠绕纤维。而锯齿辊的齿形经压延、冲切及后处理后，表面比针辊粗糙，易缠绕纤维。

(3)薄片型的锯齿像一把刀片，在分梳抓取纤维时。易损伤甚至割断纤维。而针辊的钢针为圆形截面，对纤维的作用力分布比较均匀，且截面由粗变细的钢针在刺入须丛时，对纤维的作用逐渐加强，因而减少了纤维损伤和断裂的几率。

(4)研究表明，钢针磨损后针高变矮，但针尖仍保持齿形进行梳理。而锯齿磨损后齿形改变，齿尖变钝。工作面出现缺口，影响分梳且容易缠绕，使成纱质量恶化。国外为增加锯齿寿命，从锯齿的材质及后处理工艺上进行研究，如采用含碳量超过1%的高碳工具钢并加入适量钨、钒的新型合金钢，以提高锯齿的耐磨性。同时采用金属表面镀层和特殊热处理方法，以延长锯齿的使用寿命。

锯齿齿形与适纺品种对应关系见表9-2-1。

表9-2-1 锯齿齿形与适纺品种对应关系

国外先进的转杯纺纱机不仅配备有不同规格锯条的锯齿辊，同时还配备了针辊，以适应转杯纺纱机适纺不同原料和纱线线密度的需要。国内对针辊的开发也已取得了成功，如 BD200NS型 、FA601A型等的转杯纺纱机上也配备了针辊，但对针辊的加工制造工艺及梳针的规格(如钢针的长度、粗细、密度、角度等)还有待进一步的研究。

4、分梳辊转速

分梳辊转速对纤维的分梳、除杂、损伤和转移等有显著影响。

(1)分梳辊转速与成纱质量：分梳辊转速提高，分梳作用增强，成纱粗节、细节、棉结减少，条干不匀率下降，断头相应减少。分梳辊速度对单纱强力的影响有两个方面：一是分梳辊转速高，分梳作用强，纤维分离度好，单纤维百分率大，使成纱强力增加；二是分梳辊转速增加易损伤纤维，又对成纱强力不利。一般纺棉时，单纱强力随分梳辊转速的提高而有所下降。因此，加强分梳辊分解纤维的作用，同时尽可能地减少纤维的损伤，是提高转杯纺成纱质量的一个关键措施。

(2)分梳辊转速与纤维损伤：棉条经梳理后纤维的平均长度均有所下降，短绒率增加，加工的纤维越长，纤维损伤越严重。

(3)分梳辊转速与纺化纤：化学纤维摩擦系数大，纤维缠绕分梳辊是主要矛盾，因此适当提高分梳辊转速，不仅有利于纤维的转移，而且成纱均匀度能得到较大的改善。化纤一般强力较高，只要分梳辊转速配置在适当的范围内(一般5000～8000r/min)，成纱强力就能保持在一定水平甚至有所提高。

①纺腈纶时，成纱强力随分梳辊转速的增加而增加；纺粘胶纤维时，成纱强力随分梳辊转速的增加而下降；纺涤纶和锦纶时，成纱强力随分梳辊速度的增加而先升后降。

②粘胶纤维在分梳辊转速为1200～3000r/min 的范围内均能纺纱。而涤纶对分梳辊转速的适应范围则较小。

③成纱条干均匀度随着分梳辊转速的提高均有所改善。

(4)分梳辊转速与条子喂入定量：一般喂入定量越重，绕分梳辊的纤维量就越多；随着分梳辊转速的提高，绕分梳辊的纤维量减少；随着喂入速度的增加，绕分梳辊的纤维量会直线上升。当喂入速度超过一定范围时，绕分梳辊纤维量的增加速率减缓。因此，喂入条定量重，喂给速度快时，分梳辊转速要增大，否则容易绕花。

(5)分梳辊转速与直径：分梳辊上纤维与杂质随分梳辊高速回转时，所产生的离心力F 为：

F=mrw²

式中：m——纤维或杂质的重量；

r——分梳辊半径；

w——分梳辊角速度。

可见，纤维或杂质所受到的离心力 F 与分梳辊直径成线性关系，与分梳辊角速度成平方关系。因此，分梳辊的速度比直径对离心力的影响显著，故采用小直径分梳辊并提高分梳辊转速，更有利于杂质的排除和纤维的转移。同时小直径分梳辊结构紧凑，所以高速小分梳辊形式目前被普遍采用。

来源：《纺纱学》

编辑：纺织大学堂

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