纺织技术 | 梳棉机刺辊梳理度研究和精细化管理

1、引 言

在棉纺纺纱流程中，梳棉工序被誉为棉纺工程纺纱的心脏。纤维的伸直度、平行度和分离度主要通过梳理来实现，若梳理效果不佳，将严重影响纺纱质量。梳棉机的刺辊部分对纤维的单纤化具有重要作用，有纺织行业专家将刺辊工作区比喻为牙齿，其需把清花工序开松除杂后的纤维束分梳成单纤维状态，以便锡林盖板工作区进行更精细化的梳理。在梳棉机台时产量较低时，人们对刺辊梳理度关注较少，更多关注的是如何减少纤维损伤。然而，随着梳棉机高速高产的发展，刺辊部分结构未发生大的变化，要取得良好的梳理效果，就必须充分重视刺辊的梳理度。

2、刺辊的开松和梳理原理

在开松和梳理原理中，一端握持一端梳理的开松和分离作用效果最佳。刺辊的作用原理是通过给棉板和给棉罗拉喂入握持棉层，由刺辊齿条对棉层进行穿刺梳理。梳棉机的给棉形式主要有逆向给棉和顺向给棉两种。一般认为，顺向给棉对纤维损伤小，高速高产梳棉机大多采用顺向喂棉方式；逆向给棉对纤维损伤大，但在生产实践中发现其对纤维开松效果好，除杂效率高。因此，必须深入理解分梳原理，有针对性地实施不同工艺，以扬长避短，发挥更好的作用。

图1 梳棉机的给棉形式

2.1 逆向喂棉

棉层在逆向喂棉时，受到给棉罗拉和给棉板鼻尖的共同握持喂入，在出口处向上运动，受到刺辊反方向的梳理，使得棉层强行折转180度。当刺辊齿条作用到棉层上后，棉层受到分梳力的作用产生压力，使纤维间的摩擦力增大，纤维层受到的梳理力增强，刺辊的分梳作用较好，能使纤维达到较好的单纤化效果。但这种方式容易使纤维造成扭结和断裂，从而形成棉结和短绒。

分梳工艺长度指给棉罗拉与给棉板握持点到给棉板与刺辊最小隔距点的长度。设备厂家配置的棉纺给棉板一般为32mm，分梳工艺长度要与纤维的主体长度相适应。在逆向喂棉中，由于给棉板鼻尖的结构存在，类似于罗拉牵伸中的压力棒作用，纤维间的摩擦力大，给棉罗拉握持棉层更加紧密，刺辊在分梳棉层时抽出纤维的释放点后移，作用力更强。在纺长绒棉或38mm化纤时，要垫高给棉板6mm左右，以减少纤维损伤。棉卷喂入的梳棉机刺辊与给棉罗拉的隔距一般为0.23mm，棉层喂入的清梳联一般为0.5mm。这个隔距要充分考虑刺辊针布的锋利程度，为减少纤维损伤，新针布可以偏大掌握0.05mm；又要考虑刺辊的开松效果，较久针布可以偏小掌握0.05mm。

2.2 顺向给棉

顺向给棉时，棉层受到给棉罗拉和给棉板共同握持喂入，棉层运动方向和刺辊的回转方向一致，使纤维在穿刺分梳的情况下能顺利进入开松除杂区，对纤维的打击较为柔和，可以有效防止在此过程中纤维扭结打击造成的纤维损伤。但由于没有逆向喂棉给棉板中鼻尖的作用，顺向喂棉给棉握持比较松散，棉纤维单纤化率不高。

刺辊分梳效果的好坏通常以棉层中棉束的重量百分率来表示，百分率越小说明纤维的分离程度和单纤化程度越高，分梳效果越好。一般刺辊要达到80%以上，最好是90%以上。但这种检测方法不太方便，可以从固定盖板的温升或者盖板花状态来分析，也可以从刺辊落棉状态来分析，若落棉含杂率低于40%以下或落棉中有棉束，就需要提高刺辊分梳度。顺向喂棉的刺辊分梳效果不如逆向喂棉，因此分梳工艺长度应偏小控制在21mm，给棉罗拉～给棉板隔距偏小控制在0.12mm，给棉罗拉到刺辊之间的隔距应偏小掌握在0.25mm～0.37mm，刺辊速度要高出10%～20%。

3 实际案例分析——F1213A(a)梳棉机和F1217(b)梳棉机的棉结杂质对比

3.1 数据呈现

表1 F1213A(a)梳棉机和F1217(b)梳棉机的棉结杂质对比

3.2 观察与分析

从数据对比可以看出，不同梳棉机在棉结、杂质、短绒等方面的表现存在差异。在棉结去除率方面，5月a梳棉机达到89%，b梳棉机为88%，a梳棉机略胜一筹；6月a梳棉机为87%，b梳棉机为83%，差距有所扩大；7月a梳棉机为86%，b梳棉机为85%，差距又有所缩小。这表明不同梳棉机的刺辊梳理效果在不同月份有所波动，可能与设备状态、工艺参数调整等因素有关。

在杂质去除率方面，5月b梳棉机达到95%，高于a梳棉机的97%；6月b梳棉机为93%，a梳棉机为94%；7月b梳棉机为92%，a梳棉机为94%。整体来看，a梳棉机在杂质去除方面相对稳定且效果较好。

在短绒增长率方面，5月a梳棉机为1.1%，b梳棉机为 - 1.2%，b梳棉机在控制短绒增长方面表现更好；6月a梳棉机为 - 2.6%，b梳棉机为 - 2.5%，两者较为接近；7月a梳棉机为 - 2.2%，b梳棉机为 - 3.1%，b梳棉机依然更优。这说明b梳棉机在刺辊梳理过程中对纤维损伤的控制可能相对较好。

综合来看，不同梳棉机的刺辊梳理效果各有优劣。在实际生产中，需要根据具体的纺纱要求和原料特点，对梳棉机的工艺参数进行精细化调整，以提高刺辊梳理度，减少棉结、杂质和短绒的产生，提高纺纱质量。

3.3 梳棉机各部分落棉率对比

表2 各部分落棉率对比

梳棉三套落棉比四套整体落棉少1.6%。主要是三套JWF1213梳棉机是逆向喂棉后车肚第一落杂区落棉落不下来，JWF1217梳棉机顺向喂棉的刺辊后车肚落棉含杂率25%左右明显低于逆向喂棉的梳棉机40%左右，分析纤维束多，纤维没有和杂质彻底分离开来，我们认为刺辊对纤维的分梳度不足，单纤化不高，单独提高刺辊速度10%试验成纱质量指标并没有取得很明显的效果。

梳棉中梳理度一般用一根纤维在梳理过程中受到的作用齿数来计算，在这里我们重点计算一下刺辊的梳理度

C:梳理度

n:刺辊速度900r/min；

Z:5610×56109型号刺辊针布表面总齿数为44857 个；

T纤维线密度170dtex ;

L：纤维平均长度29mm;

V:给棉速度 ;

W:棉层定量;

假设刺辊转移率100%，刺辊部分落棉率为3%

表3 不同产量的分梳度

从此表总可以清晰地看出，随着梳棉机台时产量的增加，刺辊速度如果不能同比例的提高，其分梳度不断降低，顺向喂棉纤维损伤小给刺辊提速奠定了基础，所以更适应告诉高产梳棉机。但是刺辊速度提高过多还是对纤维损伤太大，所以增加刺辊下分梳板和后固定盖板都是为了把棉层中纤维束的分梳开来，世界先进的梳棉机的产量最高达到180公斤，会造成刺辊的分梳度更低，只有增加刺辊的针布密度来保证充分的梳理，还有就是三刺辊的刺辊使用也是这个原理。根据此原理我们对于梳棉机进行了刺辊针布密度增加。

表4 刺辊针布密度增加后的质量对比

同台梳棉机在刺辊速度不变的情况下更换刺辊针布后新疆棉C40S生条成纱指标发生了变化台时产量35公斤，总体趋势是：

① 新刺辊针布锋利度好，穿刺分梳能力强，落棉率会稍有增加，棉结杂质下降，短绒率上升。

② 刺辊针布加密后分梳度增加，落棉率增加，落棉含杂率增加，棉结杂质下降，刺辊单纤化提高，过大的刺辊分梳度容易造成短绒率增高对成纱指标影响较大，特别是普梳纱。

③ 工作角变大10度后，针齿穿刺分梳握持能力强增强，落棉率明显下降，落棉含杂率上升明显，成纱质量指标变化不大，利于节约用棉。

表5 刺辊针布规格变化对质量的影响

JWF1207梳棉机是新疆棉C60ST,台时产量25公斤，用5010×5030刺辊针布车肚落棉率高，第一第二把除尘刀与刺辊的隔距大(0.76-1.27mm)落棉含杂率太低，不利于节约用棉,工作角变大后落棉率明显下降，落棉含杂率上升明显，刺辊-除尘刀隔距也可以减小，利于控制籽皮棉结。

表6 刺辊针布工作角变化对质量的影响

JWF1213梳棉机是纺新疆棉C40ST,台时产量36公斤，用5010×5030刺辊针布车肚落棉率率低，落棉含杂率高，利于节约用棉，成纱指标也较好水平。

表7 刺辊针布规格对质量的影响

一个分厂的JWF1207梳棉机是纺进口棉C60ST,台时产量36公斤，给棉罗拉采用的是AS3000×03930V自锁针布包覆，齿形较高齿密较稀，相对于光棍滚花式的给棉罗拉来讲我们分析对于棉层的握持不好，刺辊针布很容易抓取成束的纤维，单纤化率低，分梳度明显不足，盖板花有明显的束状纤维，长期跟踪观察用5010×5030刺辊针布车肚落棉率高，落棉含杂率低，不利于节约用棉，成纱指标也不好水平。

我们把给棉罗拉与给棉板隔距收紧为0.05mm增加握持能力，给棉罗拉与刺辊隔距从0.76mm(1)减少为0.38mm(2)强化分梳,提高刺辊密度,取得了较好的效果。也准备把给棉罗拉针布更换为2500×2820V来试验一下。

4、刺辊梳理度的精细化管理措施

4.1 工艺参数优化

根据不同的给棉方式和纤维原料特性，合理调整分梳工艺长度、给棉罗拉与给棉板隔距、给棉罗拉与刺辊隔距以及刺辊速度等工艺参数。例如，对于逆向喂棉，要根据纤维主体长度调整给棉板高度，合理设置刺辊与给棉罗拉隔距；对于顺向喂棉，要严格控制分梳工艺长度、各隔距和刺辊速度，以提高刺辊分梳效果。

4.2 设备维护与保养

定期对梳棉机刺辊进行维护和保养，确保刺辊针布的锋利度和状态良好。及时更换磨损的针布，保证刺辊的梳理性能稳定。同时，要对给棉罗拉、给棉板等相关部件进行检查和维护，确保其正常运行，避免因设备问题影响刺辊梳理度。

4.3 质量监控与反馈

建立完善的质量监控体系，对刺辊梳理效果进行实时监测。通过检测棉层中棉束重量百分率、固定盖板温升、盖板花状态、刺辊落棉状态等指标，及时了解刺辊梳理度情况。根据监测结果，及时调整工艺参数和设备状态，形成有效的质量反馈机制，不断提高刺辊梳理质量。

4.4 人员培训与管理

加强对操作人员的培训，提高其对刺辊梳理原理和工艺的理解和掌握程度。使操作人员能够正确操作梳棉机，合理调整工艺参数，及时发现和解决设备运行中的问题。同时，建立科学的人员管理制度，提高操作人员的工作积极性和责任心，确保刺辊梳理度的精细化管理措施得到有效落实。

5、结 论

梳棉机刺辊梳理度的研究和精细化管理对于提高棉纺纺纱质量至关重要。通过深入研究刺辊的开松和梳理原理，了解不同给棉方式的特点和适用范围，并结合实际案例进行分析，可以为工艺参数的调整和设备的优化提供依据。同时，采取工艺参数优化、设备维护与保养、质量监控与反馈、人员培训与管理等精细化管理措施，能够有效提高刺辊梳理度，减少棉结、杂质和短绒的产生，提高纺纱质量和生产效率，促进棉纺行业的发展。在未来的研究和生产实践中，还需要不断探索和创新，进一步提高刺辊梳理技术水平和精细化管理程度。

来源：周泉涛 李世平（舞钢市金隆纺织有限公司）

编辑： 中国纱线网，转载请注 明出处

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