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1 前 言
转杯纺纱投入生产以来，迄今已有30多年的历史，在这不太长的时期内，随着科学技术的进步和原料的扩大，转杯纺产品已从开始阶段生产的纯棉粗布，逐步发展到纯棉牛仔布、绒类织物、卡其、府绸和细号针织品等。80年代末，由于低级棉的紧缺，人们开始研究与开发非棉(丝毛麻)天然短纤维产品和棉型化纤产品，经过10多年的生产实践，已取得显著的成就。可以认为，在开发以上转杯纺产品中，转杯纺本身工艺技术固然起着决定性作用，而其中清梳技术无可非议地起到重要的作用。因此，研究转杯纺清梳技术，开发转杯纺新产品，就成为转杯纺技术的发展关键。现将转杯纺产品开发与清梳技术有关的几个问题讨论如下。
2不同原料的清梳工艺流程
清梳工艺流程是提高产品质量，开发品种的关键。加工不同的原料，应设计不同的清梳工艺流程，其中开清工艺流程是重点，它取决于原料的含杂数量及其内容。含杂数量与开清点有关，其参考数据列于表1。 （图片） 从表一可以看出，原料含杂愈多，化纤不含杂质，故开清点数要少。必须注意，为了提高除杂效果，除设置合理的开清点数外，尚需根据含杂内容确定开清点的打手型式及其工艺参数。
开清工艺流程繁多，国外有与转杯纺配套的专用开清工艺流程，国内尚无专用的开清工艺流程。不论是专用的或非专用的，其作用原理基本相同。根据长期实践经验，转杯纺开清工艺流程按产品大类可分为以下几种：
2．1 纯棉纺的开清工艺流程
纯棉纺的开清工艺流程有以下三种
2．1．1 一般含杂的开清工艺流程
其工艺流程为：
A002D(FA002)圆盘抓棉机→A006BS(FAl06A)附A045B自动混棉机→A034(FAl04)附A045B六滚筒开棉机→A036(FAl06)附A045B豪猪式开棉机→A062电气配棉器→A092AST震荡式双棉箱给棉机→A076C(FAl41)单打手成卷机。
以上工艺流程的特点有：(1)设置三个开清点和两个棉箱(俗称三刀两箱)，能满足开松、除杂与均匀混和的工艺要求。(2)A002D设计由两台抓棉机并联，棉包存放量可达50包，有利于多包取棉，精细抓取，提高抓棉的均匀混和作用。(3)在三个开清点中，A034为自由打击，对棉块的作用缓和，损伤纤维少，而且，前五只角钉滚筒下均装有尘棒，依靠角钉与尘棒的撕扯作用，排除大杂质，因此，该机一般排在流程的开始阶段，实现早落少碎。A036为握持打击，豪猪打手对棉块具有打击和分割作用，开松强度介于翼式与梳针式打手之间。打手分之三的周围由尘棒包围，调节尘棒安装角，可改变尘棒隔距，调节进出口风量及车肚死活箱风量，可控制落棉率及落棉含杂率，因此，该机除杂效率较高，是流程中的主要除杂机台。A076C为综合式打手，是将翼式与梳针装在同一打手臂上，发挥翼式打击力大，梳针作用细的优点，故可排除细小杂质，一般排在流程的末端。(4)在两个棉箱中，A006BS为大容量棉箱，利用光电管控制箱内原棉密度，从而达到原棉均匀混和的目的。A092AST具有振动棉箱的双箱给棉机，箱中的原棉经振动板作用后，其密度更加均匀，从而提高棉卷的均匀度。
2．1．2 高含杂棉的开清工艺流程
其工艺流程为：
A002D圆盘抓棉机→A035A(附A045B)混开棉机→A034六滚筒开棉机→FA022-6多仑混棉机→A036(附A045B)豪猪开棉机→FAl01(附A045B)四刺辊开棉机→FA061除微尘机→A062电气配棉器→A092AST振荡式双棉箱给棉机→A076C单打手成卷机
以上工艺流程除具有2．1．1工艺流程的特点外，还具有以下特点：(1)增设一台四刺辊开棉机和一台除微尘机。前者利用两个开松辊、一个剥棉辊和一个回击辊，使棉块在两个开松辊之间、开松辊和剥棉辊之间发生较细微的开松作用，同时，部分已被开松的棉块返回棉箱与喂人新棉块发生较好的混和作用。除微尘机利用四只尘笼竖式排列，棉层正反方向通过尘笼，依靠风机吸风，将微尘通过尘笼网眼吸走，除尘效果较好。(2)增设一台6仓混棉机，其主要特点是利用顶部逐仓的不同时喂棉的时间差，进行混和作用，并在底部经打手开松后各仓原棉同时输出，从而达到充分混和的目的。该机排在棉块被初步开松的机台之后，混和效果较好。(3)A035A除具有A006B的棉箱混和作用外，还具有小豪猪打手开松机构，除杂作用较强，除杂效率高达40％左右，故适宜于加工含杂较高的原棉。
2．1．3 纯棉转杯纺专用清梳联工艺流程
近年来，随着科学技术的进步，国内几家著名纺织机械制造厂在消化吸收国外清梳联合机特点的基础上，研制出多种转杯纺棉专用的清梳联工艺流程，归纳起来，其流程方框图如下：（图片） 以上流程中，单机机械结构和型号虽各有不同但工艺原理基本一致。流程的共同特点有：(1)整个流程较短，抓棉混棉均匀，开松、梳理作用缓和，纤维损伤少，除尘杂效率高。(2)整个流程设有连续喂棉装置，根据梳棉机组的开台数及其产量，以及上棉箱管道压力变化来控制清棉机喂给罗拉速度、连续给棉。这种以管道压力变化使变频无级调速喂棉装置的应用，提高了管道系统的输送效果，减少了管道压力波动，从而达到精确连续喂棉的目的，保证系统供棉的均匀、稳定，有利于提高生条的均匀度。另外根据梳棉机出条速度和下箱内存棉量，实现给棉罗拉无级调速、连续喂棉，从而保证下箱内棉量的动态平衡，延棉均匀一致。(3)采用单(或双)轴流开棉机，实现在自由状态下开松与梳理，减少纤维损伤，提高除杂效率，一般可达20％～30％。(4)多辊筒清棉机由表面植针和包有齿条的三个辊筒组成(也有给棉辊、转移辊和锯齿辊组成的形式)，各个辊筒处均设有分梳板、除尘刀和连续吸口，在除尘刀处设有调节板，可根据加工原料的含杂与除杂要求，调节落杂区大小，以控制落棉量和落棉含杂率。这种以梳代打的除杂机构，自由分梳作用充分，除尘杂作用强，单机除杂效率可高达50％左右。(5)除微尘机是专门为转杯纺清梳联设计的机台，其主要作用是喂人棉流依靠前方风机吸风，通过网眼板，不设打击点，使纤维与尘杂分离，纤维通过出棉管输送到梳棉机喂棉箱，尘杂通过排尘杂管道向外排出。这种经除微尘机处理过的原料，有利于减少转杯凝聚槽积灰，减少纱疵，降低断头，提高成纱质量。
2．2 非棉天然短纤维纺的开清工艺流程
由于非棉天然短纤维来自各非棉天然长纤维加工中的落料与下脚料，其含尘杂虽高，但其纤维已经过多次打击梳理，单纤维强力较低，因此，不宜选用高含杂棉加工的工艺流程，宜选用一般含杂棉加工的工艺流程。如有条件可在A036型机后再增一台A036C型梳针滚筒开棉机，以增强除杂作用。在两台开棉机之间设置简道，以适应棉与非棉天然短纤维的加工。为了保证成纱质量，关键在于合理配置加工非棉原料的工艺参数。
2．3 化纤纺的开清工艺流程
A002C圆盘抓棉机→A006CS(附A045B)自动混棉机→FA022-6多仑混棉机→A036C(FAl06A)梳针开棉机→A076C(FAl41)单打手成卷机
以上工艺流程的特点有：
(1)由于化纤无杂质，因此，只选用两个开清点(A036C和A076C)，而且都采用梳针打手，以加强对化纤的梳理作用。(2) 为了提高化纤混纺的均匀度，除选用自动混棉机外，还选用多仑混棉机，以增强化纤的混和作用，达到输出制品均匀的目的。
至于化纤纺的清梳联工艺流程可参照纺棉转杯纺专用流程，适量减少开清点，省略微除尘机即可。
3 梳棉机和转杯纺纱机的选用
3．1 梳棉机的选用
梳棉机选用单锡林高产梳棉机还是双锡林梳棉机有不同看法。从原理上讲，双锡林梳棉机对喂人原料经过两次锡林与盖板的分梳作用，其生条质量必然优于单锡林梳棉机，但具体选用时尚需考虑开清联合机组及转杯纺纱机的除杂条件，及最终产品质量要求。实践得出，如果开清流程中采用除杂效率高的开棉机和小棉束开棉机、强力除尘机，以及转杯纺纱机设有排杂装置的，则纺纯棉粗中号纱和非棉粗号纱时，选用单锡林梳棉机，已能满足生产要求。当然在纺纯棉细号纱时，质量要求高，且开清棉流程中又无高效开棉机和除尘杂机时，也可选用小锡林双联梳棉机。梳棉机型号在纺粗、中号纱时，选用《A》系列梳棉机或FA系列梳棉机，均符合生产要求。
3．2转杯纺纱机的选用
转杯纺纱机型号很多，按其结构不同，可分为两大类，一为抽气式，一为自排风式。两类机械的作用原理相同，但主要技术规格不一样。如何选好转杯纺纱机，应考虑以下主要问题。
3．2．产品品种
现有转杯纺产品按原料可分两大类。一为纯棉及其混纺纱，另一类为非棉纯混纺纱。前者纱号范围为145—10tex；后者纱号范围为100—30 rex。由于纱号与转杯转速有关，纱号粗，所需捻度少，转杯转速可低些，相反，纱号细，所需捻度多，转杯转速必需增高。如Autocoro型机转杯最高转速为15万r／min，就是为了满足纺10 tex纱号的要求，国内FA621型新机，转杯最高转速为8万r／min，最细纱号只能纺16 tex。非棉产品的原料常用非棉下脚料，其共同特点是纤维长度短、整齐度差、单纤维强力低、含短绒、粒子多，故转速不能开高，成纱只能是粗号纱，因此，低速转杯纺纱机已能满足生产要求。
3．2．2 纤维长度
现有转杯纺纱机的适纺纤维长度分两大类，一为小于40mill，一为小于60 rain。因此，加工棉、棉型化纤及其它非棉下脚料，宜选用适纺纤维长度小于40lllln的转杯纺纱机。加工中长化纤，则宜选小于60nlln纤维长度的转杯纺纱机。
如上所述，可以认为纺细号棉纱，应选用高速转杯纺纱机，纺中粗号棉纱宜选用中速转杯纺纱机，纺非棉粗号纱应选低速或下限低速的转杯纺纱机。
4 主要工艺参数的合理配置
工艺流程确定以后，应按照产品品种及其质量要求，设计合理的工艺参数，才能获得优质的制品质量。
4．1 纯棉产品用纱
转杯纺纯棉典型产品有：牛仔布、灯芯绒、绒布、卡其及针织品等。对这些产品用纱的共同要求是熟条含杂、含短绒尽量要少，条干均匀，否则在转杯纺工序将出现大量断头。实践得出，减少熟条含尘杂，降低成纱断头的重点在开清棉和梳棉工序。
4．1．1 开清棉工序
应贯彻“精抓细抓，多松少打，早落少碎，充分混和的工艺原则。重点应合理配置开清棉机械的打手转速，打手与给棉罗拉隔距，打手与尘棒、尘棒与尘棒之间的隔距。
(1)打手转速：一般说，打手转速愈高，打击力愈大，对棉块的开松度愈好，杂质易落下，落棉率增加。但此时，纤维随转速增加而散落增多，使落棉含纤率增多。对36．4 tex以上中粗号转杯纱，由于选用的原棉单纤维强力较高，故豪猪打手可适当开高，一般开600r／min左右。如若两台豪猪开棉机串联使用，由于棉块已经第一台豪猪打手开松，大部分杂质已被排除，故第二台豪猪打手转速可比第一台豪猪打手降低100 r／min。单打手成卷机的综合打手转速比豪猪打手转速要高，一般开900-1000 r／min，目的是为了进一步开松和清除细小杂质。
(2)打手至给棉罗拉隔距：此隔距愈小，对棉须的打击力愈大，开松作用强，落棉多。反之，落棉少。此隔距的具体大小决定于纤维长度，实践得出，纯棉产品一般为6—8 rain，综合打手为9 nllll左右。
(3)打手至尘棒隔距：此隔距从进口到出口逐渐加大，以适应棉块体积的逐渐递增。此隔距还与给棉量有关，给棉量大，此隔距大，反之，此隔距小。
以豪猪打手为例进口一节为81mm，以后每节尘棒增加1．5mm，出口一节为18mm。
(4)尘棒与尘棒隔距：此隔距是控制落棉的主要工艺参数。隔距大，落棉多，反之，落棉少。豪猪开棉机进口第一组尘棒隔距较大(11-15mm)，为落大杂区，第二、三组为主除杂区，隔距适当收小(6—10mm)，多落小杂，防止落白，第四组为回收区，隔距更小(4-7mm)，主要防止落好纤维。为了好纤维回收，在靠近出口处几根尘棒反装，隔距放大。综合打手的尘棒隔距偏小掌握(5-8mm)，以满足细小杂质落下。
4．1．2 梳棉工序
应贯彻“紧隔距、强分梳”的工艺原则。重点是合理配置后车肚工艺和盖板与锡林间隔距。后车肚工艺决定于棉卷含杂率，棉卷含杂率高，采用低刀大角度工艺，即除尘刀低于机框平面1-3 mm，刀背与机框平面夹角大于90°。反之，则采用高刀小角度工艺。
锡林与盖板隔距小，分梳作用强；反之，分梳作用弱。在机械状态良好情况下一般可偏小掌握，从后到前五处隔距配0.2，0.18，0.15，0.15，0.18mm。
锡林与刺辊速比适当提高，有利于分梳和转移，一般宜选配1.8—2.0。
4．1．3转杯纺工序
转杯纺纱机工艺直接影响成纱质量，其中主要工艺有分梳辊齿条规格和分梳辊转速。当前大面积生产是使用锯齿辊，锯齿辊转速高，对棉层的分梳作用强，排杂多，但对纤维转移不利，因为锯齿上纤维的转移主要决定于转杯真空度，当转杯真空度低时，锯齿辊转速愈高，锯齿带动的气流在输送管中受阻不能加速流动，于是已被分梳成单纤维与邻近的纤维粘连而成为束纤维，这些束纤维将直接影响凝聚须条的均匀度，从而影响成纱条干。实践得出，当转杯真空度高时，锯齿辊转速可适当提高，反之，锯齿辊转速不能提高。如纺纯棉中粗号纱，当转杯真空度在350mm水柱条件下，锯齿辊转速一般配6500-7000r／min为宜。抽气式转杯真空度不受转杯转速限制，转杯真空度可适当提高(450mm水柱)，使之有条件提高锯齿辊转速，有利于满足分梳和纤维的转移。
4．2 非棉产品用纱
非棉产品原料的共同特点是含尘杂多，含短绒、粒子多，单靠开清棉、梳棉工序的排杂，还远远不能满足生条含杂不超过1％的要求。另外由于非棉原料的各自特性不同，因此，在开清棉工序前，尚需进行予处理和给油给湿。
4．2．1 预处理
预处理目的是尽量排除原料中的尘杂、短绒、粒子等，为降低生条含杂创造条件。预处理机械成熟的型号很多，其作用原理基本相同，主要区别在于打手形式及其打击方式。如有鼻形锯齿刀片、自由打击方式；梳针打手、握持打击方式；小豪猪打手与六滚筒打手相结合、握持打击与自由打击相结合的方式等。实践得出，处理纯棉统破籽，鼻形锯齿打手的除杂效果比梳针、豪猪打手的好。其主要原因是由于鼻形锯齿打手作用缓和，纤维损伤少，除杂效率高。由于非棉原料的单纤维强力低，因此，打手速度应偏低掌握。在预处理过程中，适当增加喂给机构加压量，减小打手至喂给机件的隔距，有利于提高除杂效率和减少超长纤维。
4．2．2 给油给湿
给油给湿决定于非棉原料的各自特性。丝毛纤维同属蛋白纤维，其导电性差，吸湿放湿快。毛纤维还有鳞片，表面摩擦系数大。这些纤维在纺纱进程中与高速回转件摩擦，易产生静电现象，故必需给油给湿，以减少纤维上静电荷的积聚。麻类纤维为了软麻，也需给油给湿，但应注意，在生麻脱胶过程中已给油给湿，因此，麻类纤维的给油量应偏小掌握。化学纤维在化纤厂制备过程中，已经给油给湿，故纺纱厂使用时一般不需给油给湿。给油给湿的关键是油剂溶液的配方。
油剂溶液是由油、水和乳化剂相混合搅拌制成。由于油和水的比重不同，混合搅拌后会产生油水分层现象。在油水混合液中掺人乳化剂(即表面活性剂)，依靠乳化剂不对称极性分子结构特点，使分散在水中的油滴不致相互接触，而重新结合，从而形成均匀且稳定的乳化液。表面活性剂有三类：阴离子表面活性剂；阳离子表面活性剂；中性离子表面活性剂。一般选用阴离子表面活性剂，使之与带阳电的静电荷中和。
油剂溶液成分按产品不同而异，目前尚无统一的油剂配方。配方原则为表面活性剂0.2％～0.5％；油1．5％-2％；水90％以上。给油量不超过原料重量的2％，给油给湿后要求原料回潮率不小于15％～20％。
4．2．3主要工艺技术
由于非棉天然短纤维的性能与棉纤维不同，因此，具体工艺技术与棉不一样。
(1)速度问题：由于非棉短纤维的强力较低，因此，开松元件的速度应普遍降低。如豪猪打手转速降低到500r／rain左右。A035A型机的小豪猪打手配1000 r／min左右，平行打手配800 r／min；A076C型机的综合打手，由于其梳针较少，其转速仍保持在900～1000 r／min。
梳棉机锡林转速降低到330r／rain左右。刺辊转速决定于锡林与刺辊表速比，一般控制在2左右。
转杯转速一般降低到3～4万r／min，此时锯齿辊转速配6500～7000 r／min，保证纤维的分梳和转移，并使单纤维在输送管中定向加速流动，提高成纱均匀度。
(2)隔距问题：由于非棉纤维含尘杂多，所以开棉机的主要隔距离比棉的要大。打手与尘棒隔距、尘棒与尘棒隔距大小配置原则与加工纯棉时相同。
梳棉机锡林与盖板隔距不宜过小，因为非棉天然短纤维长度比棉长，整齐度差，一般配置0.3，0.28，0.25，0.25，0.28 mm。小漏底第4点隔距尽量收小，一般配0．8mm，有利于排除短绒。除尘刀采取低刀大角度工艺。刺辊与给棉板隔距适当放大(0．25mm)。盖板速度加快，前上罩板上口隔距放大，目的是能增加盖板花率，提高锡林盖板部分的除杂效率。
5针布的选用
5．1梳棉机针布
应根据不同产品选用不同规格的针布。
5．1．1 纯棉纱
当产量为30-50 kg/h，锡林速度360-450 r／min，生条定量重，转移率要求略高的条件下，纺中粗号棉纱时，其针布配套如下：锡林针布2030X1550；2525X 1360，道夫针布4032；盖板针布JPT、TP、MCH，N=400—500针。
5．1．2 非棉天然短纤维粗号纱
由于非棉天然短纤维摩擦系数较大，在分梳过程中应注意纤维的顺利转移，为此，其针布配套如下：锡林针布2820 X1380；2520 X 1570；道夫针布4030X1890；5030X2090；盖板针布JPT、JRT、TR。
5．1．3 化纤纯混纺纱
化纤摩擦系数大，在生产过程中易产生静电，纤维转移困难，为此，其针布配套如下：锡林针布2520X1570、2815X1865；道夫针布4030X1890、4030X 1990；盖板针布MCZ—18双列；TD、JPr等，N=300—350针。
5．2 转杯纺纱机锯齿辊齿条规格
根据原料特性选用。棉纤维强力较大，摩擦系数较小，因此，纤维转移不是主要矛盾，常选用工作角小(65°)的齿条，以加强分梳作用。非棉天然纤维的强力较小，摩擦系数较大，纤维转移困难，为此，宜选用大工作角(80°—100°)的齿条。当前，齿条的型号很多，常用的有0K36(90°)、0K37(100°)、OK40(65°)、OK61(78°)等。实践得出OK61型齿条的成纱质量较好，主要原因是解决了分梳与转移的矛盾。因此，OK61型齿条适用于棉和非棉。化纤表面摩擦系数大，在生产过程中易产生静电而绕锯齿辊，因此，宜选用大工作角(80°—100°)的齿条。
6 结 语
清梳技术是成纱质量的关键。加工不同原料，应设置不同的清梳工艺流程。正确的清梳工艺流程，配置合理的工艺参数是提高成纱质量的根本保证。梳针、齿条、针布是开清梳理的重要元件，应进一步研制适用于各种原料的系列化开清梳理元件，以满足各种新产品的需要。
6/15/2004
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