清梳联技术发展对针布的要求探讨123.docx
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清梳联技术发展对针布的要求探讨123
清梳联技术发展对针布的要求探讨
陈玉峰张大志
光山白鲨针布有限公司
摘要:
介绍了清梳联梳棉机发展趋势,增加梳理面积、使用固定盖板使产品质量有了提升。
但梳理器材方面存在寿命短,嵌杂,偶发性纱疵倍增,高速不高效、不高质,高耗能、不高产的问题。
探讨指出:
梳理针布必须从制作工艺,针齿几何尺寸设计,实现快速转移,少损伤,延长使用寿命提高质量。
关键词:
梳理; 固定盖板; 棉结;齿顶面积;锡林;道夫;附加梳理器材;短绒
CardingCardingMachineTechnologyDevelopmentDemandforClothing
ChenYufengZhangDazhi
Guangshanwhitesharkclothingco.,LTD
Abstract:
Thepaperintroducesthedevelopmenttrendofcardingcoupletcard,useandincreasethecardingareaplatetomakethequalityoftheproducthastheimprovement.Butthecardingequipmentthereisashortlife,embeddedmiscellaneous,accidentalyarndefects,highefficient,highquality,energyintensiveandhighlyproductive.Discussionpointsout:
cardingclothingmustfromthecraft,theneedletoothgeometrydesign,rapidtransfer,lessdamage,prolongtheservicelifeofimprovingquality.
Keywords:
Comb;Fixedplate;Cottonknot;Addendumarea;Cylinder;Doffer;Additionalcardingequipment;Short-staple
梳棉机随着清梳联技术的推广逐步向高速,高效,优质,高产,低耗发展,针布梳理技术逐步适应需要,才能满足高速梳理对针布的要求。
目前针布的发展趋势:
矮浅尖薄密小趋势,减少齿顶面积,提高锋利度;减低高度,增大角度提高握持穿刺能力,提高光洁度提高转移能力;增加横向齿密,加大纵向齿距,增加单位齿密,减少浮游纤维数量,实现强控制,相互分梳,快速释放转移。
但提高针齿的锋利度密度,忽视了纤维的承受力和排杂排结,纤维损伤,棉结增加。
如何进一步增加梳理度,缓和梳理力,增加转移能力,是梳棉机适应高速,高质,高效,低耗的发展方向。
1梳棉技术和针布发展的趋势和矛盾
1.1梳棉技术发展的趋势
梳棉工序在纺纱工艺过程中所处位置举足轻重。
国外统计资料分析表明,梳理技术发展迅速,产量每十年递增10~15㎏/h,目前最高产量接近小时120kg/h。
梳棉产量提高是技术改进、控制技术与材料科学发展的产物,是纺织生产过程由劳动密集型向技术密集型转化的标志。
新型梳棉机必须在提高质量、提高自动化、自动控制和减轻劳动强度的前提下提高产量。
梳棉高产后对梳理能力,梳理转移,梳理排除,梳理凝聚以及卷装的配合,自动化程度都提出了新的挑战。
1.2梳理针布发展的趋势
梳理新技术的发展与梳理针布的研制发展息息相关,梳棉机产、质量水平随着针布性能改进而提高。
国内50年代使用弹性针布,60年代使用半钢性针布,70年代使用金属针布,80年代使用新型高性能针布。
目前,国内生产新型高性能针布的厂家很多,但由于材质、加工精度等问题,质量性能不稳定、锐度衰退快,有待于进一步提高。
虽然,矮浅尖薄密小针齿设计适应了发展的需要,进一步高速发展很难适应其需要。
高产梳棉机速度高(锡林360~450rpm)、产量高(一般在30㎏/台~120㎏/台)、定量重、针面负荷大,因此要求针布有强的梳理作用和较高的转移率,以减轻针面负荷。
锡林针布:
工作角要小,应与锡林速度相适应。
道夫针布:
为保证较高转移率,工作角要略小,齿高应略大一些,但锡林齿密的增加,道夫齿密必须与之相适应。
盖板针布:
由于高产梳棉机锡林盖板间的脉冲梳理力大、负荷重,因而钢针应粗些、短些,要求针不能密,一般在450齿/(24.5㎜),今后随长绒棉和长纤维的纺纱需求,针密需求势在必然。
针布的发展在提高梳理质量上有所提高,但是,寿命短,维护不方便,使用周期短是现实问题。
1.3清梳联技术的发展趋势
清钢联是梳理技术发展的里程碑,但由于过份强调棉箱的简易及忽视相关条件的系统研究,棉条及成纱质量难以保证。
90年代青岛纺机生产出FA172喂给棉箱、郑纺机生产FA177振动棉箱,使我国清钢联水平提高到了一个新的高度。
但我国自调匀整、清钢设备工艺技术水平协调配套方面有待于提高。
机电一体化和自动控制技术的采用。
国内主要电子器件性能差,故障多、运行稳定性差,须尽早解决。
附加分梳元件的采用,小漏底预分梳板、前后固定盖板等。
提高部件结构、加工精度,真正体现“强分梳”的工艺原则,这方面与国外差距大。
尤其是材质的选定。
针布方面,清梳联技术是机械,电器自动化,变频通讯,气动气压,液动液压等集成,其速度高产量高,对针布梳理连续性提出了非常高的要求。
1.4清梳联梳棉机梳理技术三者发展之间的融合和矛盾
清梳联技术的发展推动了梳棉机技术的提高,尤其是分梳棉束功能后移,纤维喂给棉筵质量差异造成梳理力增加。
梳理力增加是清梳联技术的融合点:
一是纤未经综合打手的强烈开松,纤维层预开松程度较差时,进入梳棉梳理时,需要大的梳理力,才能保证分梳质量;二是梳棉机产量增加,在针齿不变的情况下针齿所要承受的单齿梳理根数增加较多,特别是在重定量情况下,必须增加梳理齿数满足梳理的需要。
三是减少针齿之间的摩擦系数,降低梳理力。
目前原棉趋向于机采棉,短绒高,杂质大,纤维潜在损伤多;同时外棉马值大,含杂大,含糖高,纤维间相互作用的能力受到影响;短绒增加浮游纤维的数量增加,要求梳理力降低多排短绒。
以上分析融合点是:
合理控制梳理力,提升梳理质量,降低棉结和短绒,保证精细化梳理。
矛盾是:
针齿需要增加梳理力满足对针齿的梳理需要,保证纤维梳得开;而纤维在齿密增加的情况下必须提高一次分梳,一次转移防止损伤,缓和梳理力;短绒需要排除降低梳理力;开清工序梳理不充分有需增加梳理力;纤维转移也梳理需要适度的梳理力。
梳理力之间的矛盾是清梳联技术解决的重点,特别是梳理力是纤维和针齿之间的相互作用应力,针齿设计和使用配合成为解决问题的主要因素。
2针布梳理技术使用的探讨
2.1针布使用探讨方向
梳理力在下列因素增大时而改变:
纤维与纤维束针齿的接触针数较多或包围角较大时(针齿密度)主动;纤维长度增加时(被动);纤维与针齿、纤维与纤维间的摩擦系数较大时(被动);纤维层的预开松程度较差时(被动)。
梳理力完成单纤维梳理化,梳理伸直度、梳理分离度、梳理平行度如何在梳理过程中得到保证,同时又不损伤纤维降低棉结。
梳开棉结需要针齿间缓和梳理力。
排除短绒减少短绒增加,需要缓和的梳理力,梳开纤维需要较大的梳理力。
纤维所需要是积极梳理力,要求稳定增加;非正常力是消极梳理力,如何稳定积极梳理力,避免消极梳理力是针布梳理技术发展和研究的方向。
2.2针布适应降低棉结需要
降低棉结两种途径:
一是梳开棉结;二是预防新增棉结。
梳开棉结开是梳理,预防棉结增加是梳理和转移配合。
针布刺入纤维层,纤维束中反复的梳理,和反复的揉搓,切割损伤;针型的配合不当造成棉结和短绒增加。
针布最大为危害是造成潜在纤维损伤。
梳棉机工艺配置不当造成纤维损伤,紧隔距,强分梳造成梳开棉结和短绒增加的矛盾;低速度保护纤维与梳不开棉结的矛盾,这些均要靠工艺来解决。
梳理过程中二针齿面间作用隔距越小、针齿越密对纤维的握持力越强。
针齿的表面粗糙度越差,会增大对纤维的控制力和作用强度,造成纤维损伤及产生短绒和棉结。
传统认为针布棱角控制握持纤维,事实锡林盖板,刺辊分梳板两针面间的分梳,是角度控制纤维,只有角度控制纤维才能保证纤维易转移释放。
因此提高针布的光洁度是今后针布梳理棉结的关键,提高梳理力,降低摩擦力。
2.2针布适应纤维转移要求
转移是针布梳理的重要功能之一,梳得开又要转移充分才能体现出效果。
清梳联由于缺少梳针综合打手的强烈开松,开清工序杂质一直是影响清梳联发展的关键。
在梳理针布方面增加了分梳力,但是针布转移矛盾凸显。
在具体生产中,加密,角度大,针布不同程度出现嵌杂问题,主要是转移不充分,包括杂质和纤维转移存在不同差异。
发展方向:
以转移分梳为主,适当增减齿密,便于气流顺畅,适应高速高产需要;同时齿面圆整,齿尖锋利,针齿光滑,提高转移率,最大限度减少嵌杂是梳理针布的要求。
2.3针布使用适应排除短绒保护纤维的要求
短绒有长度低于12.7mm长度短绒和潜在短绒。
预防短绒的方法和途径有三因素:
一是把纤维中的短绒及时排除;二是预防在梳理过程中强烈分梳造成短绒增加;三是预防分梳过度,潜在短绒在后道牵伸过程中断裂造成短绒,影响质量。
针布实现充分梳理,防止过度梳理和潜在损伤是梳理技术发展方向。
清梳联开清部分对棉层棉束的处理,存在过大的现象。
由此带来针面梳理负荷增加,影响盖板梳理区精细梳理。
这需要梳理附加原件针齿和齿形齿密,工作角配合才能完成对短绒的而排出和纤维保护。
2.3针布使用适应分梳前移梳后补充系统化需要
刺辊完成了90%除杂工作,完成了70-80%的单纤维梳理,对筵棉起到了预分梳的作用,降低了锡林和盖板针布的磨损,延长了使用寿命,保证了质量的稳定。
固定分梳板与刺辊两针面间的柔性分梳,同样为分梳起到了积极的作用,前后固定盖板和棉网清洁器的加装,是预分梳和补充分梳并行,进一步提高了排杂和梳理能力,提高了梳棉机的生产效率。
梳理精细化一是靠增加梳理的单元和单位齿数,更要系统化的配合,实现柔性渐进分梳,而非较为强烈的突变分梳。
针布梳理实现精细分梳,需要棉筵喂入开松充分,预梳理除杂效果好,预分梳单纤维程度高纤维损伤少;进入主梳理区前,进行多次预分梳,便于精细梳理区的快速转移和充分梳理;进入道夫转移区释放气流时,增加整理分梳是梳理系统需要完善的过程。
过程要求梳理针布,能够实现功能分开,穿刺力强,分梳精细,转移充分,且能贯穿于整个流程。
3.针布梳理技术发展的方向
3.1针齿锋利度
针齿的锋利度集中在齿尖部分,即齿尖的强度、硬度、耐磨度。
针齿间既要实现对纤维的充分梳理,又要防止过度强梳理。
针齿是立体,齿顶面积大小是决定针布锐度程度,即越小越锋利;齿尖耐磨度好(工作边),边缘一般呈直角;针齿光洁度好,是金属针布的必备条件。
针布趋向矮浅,减小顶端面积和保持齿尖棱边棱角清晰,能提高分梳穿刺能力,但要防止纤维损伤。
目前齿形很多,锥齿化处理最具优势。
目前锥齿的针布在刺辊运用较多,其他梳理针布正在逐步扩展。
3.2针齿高度和角度
锡林齿深与总高密切相关,总高随着齿深变浅趋向矮的方向发展。
高摩擦力大,寿命短,纤维容易在针齿间,对纤维消极的分梳大(拖梳),转移不好;矮,纤维在针尖处受积极分梳作用强,易转移,分梳效果好。
道夫则反之,但是要考虑防轧。
角度小时,纤维不宜沉入齿根,转移释放纤维的能力增强,但握持分梳能力较差。
前角偏大时,转移率高,但前角过大,影响混合均匀和分梳效果,应综合考虑分梳和转移率。
高度继续调整。
矮浅大角度是目前改善梳理质量的关键,也是今后改进的关键。
3.3针齿密度
锡林齿密增加,可提高纤维握持分梳能力,增加对每根纤维的作用齿数,减少针布的磨损和衰退。
但对纤维的摩擦阻力增大,易嵌破籽,降低分梳转移能力。
横向齿密增加,相应减薄基部厚度,能增加分梳能力,减少棉结,对提高质量有较明显效果。
道夫齿密梳理转移功能不同,以适度为主,在易抓易放的情况下,需要配合锡林和所纺纤维进行优化。
解决密齿后嵌杂是针布密度增加分梳能力持续提高的关键。
3.4三者兼顾提升梳理质量
在握持分梳较为强烈的情况下,具有齿顶面积小,齿尖锥齿状,过度型针齿,缓和气流控制能力强的针齿,针齿光洁度好,缓和了对纤维的冲击力,同时表面光滑,易于气流通过,易转移减少对纤维的阻力,延长使用寿命。
在自由分梳情况下,在梳理区受到的分梳力强,又不损失纤维,可以在适当隔距的情况下,分梳开纤维,避开了紧隔距实,现强分梳造成的纤维损伤,提高了成条内在质量。
在转移过程中,圆弧锥齿便于释放,一次转移率提升。
三者兼顾是针布技术提升的关键。
密度提升,高度角度矮浅,锋利光洁度好,使用寿命长是针布适应清梳联技术发展的需要。
4针布加工和梳理技术改进的探讨
4.1材质耐磨性
当前提高金属针布使用价值的关键,首先是提高其耐磨水平,其次是优化针布的规格,并加强包卷维护。
理想要求是齿尖硬度硬、耐磨性好,齿根硬度软,包卷时方便复贴。
选用耐磨性高的钢材。
我国开始研究金属针布时选用45#~50#钢材,60年代以来采用60#钢材,现在又使用T8T工具钢,轴承钢,使齿尖耐磨性有一定提高。
国外采用含有络、锡、锰微量元素的合金钢,以提高针尖的硬度。
钢材的选用趋于高碳钢耐用性。
4.2加工质量精细化
针齿的一致性是影响质量的关键,其中材质工艺的一致性,材质加工工艺的一致性,针尖热处理的一致性要好。
其中在金属针布的加工方面,多刀冲齿具有非常明显的优势。
无氧化罩式炉球化退火,直进式拉丝机,等先进的加工工艺,稳定加工过程中的脱碳,是针布质量稳定的关键。
4.3齿尖设计硬度增加
增加齿尖硬度。
齿尖镀络法;硬质合金溶敷法:
在齿尖侧面溶敷一层磨性高的硬质合金。
渗硬层法:
用钒铁无水硼砂聚乙烯醇和水调成糊状,涂于针尖部分侧面,经干燥加热后可获得碳化矾涂层,耐磨性能好。
镍磷镀层硬化法:
采用电镀的方法,先镀铜,再镀镍磷合金,可获得耐磨性较高的被覆膜。
4.4齿尖几何尺寸功能细化
目前针布设计的几何尺寸主要是针尖针齿处理:
国外的针尖平坦后移,减少容纤维空间,使纤维始终在梳理针尖和气流通过的临界区,始终处于易梳理,易转移的空间,有效的降低了粗节50%;大白鲨的锥齿针布,锥齿针布齿顶面积更小,穿刺能力强,棱边为圆弧过渡,表面光滑,易于气流通过,减少对纤维的阻力,便于释放纤维,延长使用寿命,棉结去除率达98%。
4.5针布三度改进
针布影响棉结和短绒的因素主要有:
针齿的锋利度(齿顶棉结和齿尖),针齿的密度,针齿的光洁度。
目前针布的发展,具备了矮浅尖薄密小趋势,减少齿顶面积,提高锋利度;减低高度,增大角度提高握持穿刺能力,提高光洁度提高转移能力;增加横向齿密,加大纵向齿距,增加单位齿密,减少浮游纤维数量,实现强控制,相互分梳,快速释放转移,针齿棱边圆弧化处理,减少了对纤维的损伤,降低短绒的产生。
但是,方向是内部研发如何提高针齿的锋利度,忽视了纤维的承受力。
如何进一步增加梳理度,降低梳理力,增加转移能力,关系今后梳棉机高速,高质,高效,低耗的发展方向。
在锡林方面密齿发展成为趋势,在道夫和刺辊密齿方面的研究正在进行,不容置疑,产量的增加必然带动密齿,梳理的增加必然需要密齿。
4.6清梳联针布梳理的展望
针布发展的方向,为了适应梳棉机的高速高产,锡林的发展矮浅尖薄密大,主要是降低高度,缩小基本宽度,减少工作角,增加横向齿密,增大纵向齿距,增加齿密,提升光洁度。
降低单齿梳理根数减缓负荷延长寿命,降低单纤维受梳次数混合打击减少纤维损伤。
道夫转移为主,在气流下泄的引导下,以一次性转移为目的,以往稀发展,放弃密齿的原因是气流不畅,嵌杂所致。
固定盖板同刺辊的发展是增加横向齿密,扩大纵向齿密,减少工作角,转移和梳开兼顾。
共同点是:
减少齿顶面积,提高锋利度;减低高度,增大角度提高握持穿刺能力,提高光洁度转移能力;增加横向齿密,拉大纵向齿距,增加单位齿密,减少浮游纤维数量,实现强控制,相互分梳,快速释放转移。
盖板针布适应清梳联技术发展需要在针齿处理和使用寿命上,提升转移和控制能力,减少嵌杂保证针布的自洁,便于梳理的持续进行。
5结语
(1)清梳联技术的发展推动了梳棉机梳理技术的提高,尤其是分梳棉束功能后移,纤维喂给棉筵质量差异造成梳理力增加。
(2)梳开棉结需要针齿间缓和梳理力,排除短绒减少短绒增加,需要缓和梳理力,梳开纤维需要较大的梳理力。
纤维所需积极梳理力,要求稳定增加;纤维非正常力是消极梳理力,如何稳定积极梳理力,避免消极梳理力是针布梳理技术发展和研究方向。
(3)在技术和使用方面,通过合理的选型和工艺的配合,缓和梳理力,有序控制梳理力,实现梳理力的稳定,能够有效控制短绒和棉结的增加,实现梳棉机优质、高产、低耗的目的。
(4)清梳联针布发展适应梳棉机高速高产,梳理选型系统化,使用规范化,材质选用高端化,加工精细化,使用系统配合,满足高速梳理的精细化持续化需要。
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