普梳和精梳技术发展与创新1 导 言 所谓“两梳”,狭义讲是指棉纺的普梳和精梳,广义讲也包括开清棉,开清棉作用实际上应该算作梳前的准备,犹如起到精梳准备工艺的地位,也相当于前纺与后纺的类似性质梳棉机属梳理机范畴,其重要作用往往有很多形容颂词:“纺纱工程的心脏”、“梳得好纺得好”等,看来并不过分,充其量不过是带有自我对专业的热爱语句精梳是后起之秀,发展迅速由于“两梳”本身特殊性和发展的迅速,直接推动着纺纱工艺技术的进步,早已引起纺织界的普遍重视 “两梳”的梳理部件、梳理布局调整和工艺配置,是梳理方面重要内容,它既是硬件又是软件,确切地讲,是硬件中的软件,应该是梳理技术的核心,其他硬件高新技术的发展都只是从属的梳理部件的变革推动着梳理技术的进步,起着核心和灵魂作用高效能精梳机、高产梳棉机和清梳联的开发应用,都是围绕“两梳”技术的开拓创新而逐步得到发展的,最终获得了高速(高产) 高质的双赢 2 “两梳”的地位和作用原理 2.1 纤维沿轴取向原则 一般来讲,纺纱的基本原理是逐步完善纤维取向的过程,也就是要松解原料紧密无序的联结,促使纤维沿轴方向有序的集合要完成这个任务,主要依靠清梳和精梳。
开清是将棉块变成棉束,梳棉是把棉束变成单纤维并具有一定的方向性精梳的主要任务是排除短绒,同时实现纤维伸直平行,深化完成沿轴取向的程度,这种功能无法替代,从中可以体现它的重要地位纺纱基本工艺中,开清和梳棉是领头羊,没有前道工艺作用就谈不上后续工艺的连接精梳应该算作专用工艺,因为没有精梳,照样可以纺纱,它主要是提升成品档次发挥特殊作用 2.2 “梳理”内容性质分类 所谓“梳理”,是指两个针面对纤维的作用,这是狭义的理解,其实它的内容十分广泛,就两个针面而言,有转移、互梳,凝聚和剥取(梳棉锡林对刺辊、锡林对盖板、锡林对道夫和剥棉罗拉对道夫),互梳又称分梳,而分梳又分自由分梳、柔性握持和硬性握持分梳梳棉锡林和盖板间、锡林和固定盖板间、刺辊和分梳板间都属自由分梳范畴;刺辊对给棉机构间,如梳棉给棉罗拉为锯齿形或菱形沟槽的一般属柔性握持分梳性质,精梳钳板与锡林间应属硬性握持分梳,分离罗拉与顶梳间又称柔性和自由的混合分梳其中握持分梳和自由分梳都对纤维分离起主要作用 2.3 梳理牵伸的特殊性 纺纱基本工艺中的“牵伸”指的是罗拉牵伸其实牵伸含义比较丰富,具体分有:(1)气流牵伸;(2)梳理牵伸;(3)分离牵伸;(4)罗拉牵伸;(5)张力牵伸;(6)意外牵伸等。
前4项属工艺性牵伸,后两项是输送过程中必然存在的,一般不属工艺性范围开清棉具备(1)、(2);梳棉具备(2)、(4);精梳具备(2)、(3)、(4)梳理牵伸应用在梳棉有着特殊意义,牵伸有大有小(大到超过任何其他牵伸),有正有“负”(“负”是梳棉独有的)举例如下 设A186型梳棉机棉卷定量400g/m、生条定量5g/m、单产20kg/h,刺辊转速800r/min,锡林转速350r/min,经计算得到道夫转速30r/min(不计道夫以后的牵伸和全机落棉),刺辊对筵棉牵伸约750倍,锡林对刺辊约2.2倍,道夫对锡林约为0.047倍,即为较大程度的“负”牵伸,也即道夫凝聚作用的倒牵伸,全机理论总牵伸80倍左右由此可以帮助理解梳理程度的负担和各梳理部件作用性质,联系理论计算梳理度(分梳度)和各梳理构件状态实质情况综合一起分析,可以全面评价梳理质量效果的依据 2.4 精梳准备偶数准则的理解 精梳准备工艺道数应该遵循偶数配置原则,一般规律梳棉棉网导出中,后弯钩纤维比例超过50%,即进入梳棉条筒的后弯钩纤维占较大比例,但在下道喂人方向从生条筒引出时已变换方向为前弯钩了,输出进入下道工序容器是前弯钩,从容器导出时又变换为后弯钩了。
由于弯钩状态不可能在准备工艺中完全消失,即精梳小卷在精梳喂人为前弯钩纤维仍占多数时,对锡林分梳伸直有利,不容易和短纤维一起被排除为落棉,如按奇数配置准备道数,即喂人精梳的后弯钩纤维较多时,弯钩纤维的弯折部分处于钳板钳口的后方,弯曲后的纤维投影长度较短,受不到锡林分梳的机会,容易被排除为落棉,因而和喂人精梳为后弯钩纤维占多数相比,能降低落棉约1个百分点因此新老精梳准备工艺都按偶数配置为两道 2. 5精梳作用的特殊性 精梳机的作用是去除纤维中的短绒,提高纤维长度整齐度、提升档次改善质量,因此精梳对象局限于天然纤维,棉纺精梳主要针对棉纤维在去短过程中主要依靠锡林和顶梳,去短的同时兼负除杂和除棉结作用,最终达到高度洁净,单纤维化伸直平行、富丝光感的纤维条为了去除短绒,间歇定量喂给(每钳次的给棉长度)是精梳一大特点,不同给棉长度对应不同质量要求,即时给棉不是当时输 出,一个给棉长度往往也受到锡林几次逐次分梳的机会锡林分梳长度,也就是钳板握持纤维接受锡林的分梳的长度(不包括死隙长度),是几次给棉长度的总和,一般超过15 mm(随纤维主体长度而变化),而每次被分离罗拉分离的长度仅为一个给棉长度,通过分离接合、分离牵伸最终送出一个有效输出长度: 平均分离牵伸=有效输出长度/给棉长度 在分离过程中,应用分离牵伸,纤维挺直纳入正在运动的顶梳针间(不能理解顶梳主动插入),起到拦梳(滤梳)的作用,因为主梳还是依靠锡林来负担的,所谓锡林负责对给棉长度前端的分梳,顶梳负责对后端分梳,又所谓后端仅用一片顶梳达到类同前端一只锡林的理解,与实际不完全符合,但无原则性误导。
另外因为精梳机固有的特点,表面看喂人与输出都是恒速的,但机中梳理部分是变速和往复摆动的,锡林分梳时,分离构件几乎静止不动,合离构件运动时锡林不分梳,两者交替进行,因此产量受到一定限制精梳机中部运动配合比较复杂,除以锡林恒速运动为主体外,其他构件多属变速运动,锡林转一转,其他构件完成一个工作循环,即钳板前后、启闭一次、给棉一个长度、钳板握持须丛向后摆动接受锡林针齿一次分梳、分离罗拉按已设计的运动曲线规律倒顺停一个循环、顺转大于倒转,顺转量减倒转量为有效输出长度,在钳板向前摆动开启时,分离罗拉开始动作实现分离接合,顶梳参与拦梳作用,输出一个分离纤维丛长度钳板约按3/5和2/5时间比例向前和向后摆动,充分满足各自动作的需要,相互作用互不干扰为了精确各构件运动的要求,在锡林轴端设分度盘,多为40等分[钳板最前位置对应分度,A201为19,FA251为0(40),立达E型、FA266均为24,PX-2为20,没有特殊意义],藉以校正各构件的定时定位锡林地位特殊,带针齿部分仅局限于圆周的一部分锡林的作用是分梳抓取短绒和结杂,因此必须有齿深容纤空间,针齿部分由下方恒速毛刷以高出约5倍的线速顺齿清刷被气流带走形成落棉,锡林以清洁的齿面参加下一个循环作用,顶梳拦梳的纤维随上钳板闭合作用脱离齿隙,回归在钳板须丛中,接受下一个循环锡林分梳。
精梳机每分钟“钳次数”是产量水平和高效的重要标志,其实“锡林速度”也一样可以反映高效能水平,关键是锡林是排除落物的,而钳板是输出产品的,所以普遍采用“钳次数”来表达产量水平 2.6 “两梳”成网成条独立性 成条作用为后续工序创造加工条件两梳”都具备成条特性,但成条必先成网,梳棉依靠道夫凝聚成网,精梳依靠分离接合成网,前者是连续成网,后者是间断性接合成网,各具特点一般讲,成网宽度越宽,产质量越有保证,但宽度受到机幅的限制,梳棉工作宽度(锡林宽度)曾经有37、40、41in和45in多种类型,经过长期使用考验,目前统一为1m工作宽度(锡林实际稍大干,m),已被国际公认精梳成网宽度服从于小卷宽度,目前国内并存3种小卷宽度,即A201型低产采用2301nnl,FA251型采用270mm,高产型采用300 mm,国际新机统用为300mm两梳”的各自宽度已被确认为经济合理的宽度标准近期瑞土立达推出C60型小锡林梳棉机、1500mm机幅是特殊配套转杯纺的 2.7 “两梳”作用评估的两重性 凡是有梳理作用的存在就有分离纤维的作用,但纤维受到反复分梳,不可避免会损伤纤维增加短绒和棉结,握持分梳要比自由分梳损伤多,自由分梳的反复分梳要比握持分梳产生的棉结要多。
损伤纤维会产生短绒,曾经有的厂有内控参考指标,梳棉短绒(16mm以下)产生量不超过4个百分点,精梳不超过2个百分点但排除短绒是“两梳”的共同任务另外“两梳”对纤维的处理,都有不同数的落棉,与制成率直接关联,既有质量指标,也有经济指标的双重要求,因此“两梳”的大落大回或片面节约都是技术的误区 3 “两梳”发展回顾大事记 建国以来,“两梳”技术发展做了大量工作,以自我参与或间接收集,汇总如下,仅作历史查证参考 (1)定点制造梳棉机 1950年,定点青岛纺机厂,借鉴移植日本丰田[类同英国泼拉脱(Platt)],制造1181型梳棉机,开创批量制造梳棉机的先河 (2)创建技训班 1951年华东纺织管理局筹建技术训练班(简称技训班,其中包括清棉梳棉技训小组),由国内和日籍专家参加指导,贯彻技术工人知识化,知识分子劳动化,理论联系实际,为机械操作规范化培养人才,共办4届,并在1956年出版《开清棉、梳棉专门工艺学》等,内容详实丰富,对技术有很大推动作用 1988-1994年纺织工业部委托上海举办梳细布高级技工培训班,共七期,全国梳棉受训人员近200名。
(3)“五三”保全工作法 1953年4月纺织工业部和全国纺织工会在上海联合召开全国棉纺织保全会议,重点梳、细、布机械维修工作法(简称“五三”保全工作法,与1951年在青岛召开的郝建秀细纱挡车工作法和1951年在天津召开的五一织布挡车工作法合称三大工作法),并出版丛书,为整顿机械状态,提高安装精度打下基础会后纺织工业部组建上海棉纺织清、梳、并、粗、细、准备、布机保全工作队共23人赴东北金州纺织厂推广工作法3个月 (4)清钢浆会议 1954年10月在青岛召开全国棉纺织技术专业会议(简称清钢浆会议),会后编写出版丛书,创导了对梳棉工艺技术的研究和对梳棉辅机重要性的认识掌握刺辊漏底五点隔距、落棉调整起到导向作用刺辊加速由450r/rain提高到600r/min,锡林速度由160r/min提高到180r/min,道夫8r/min突破达到12 r/min清棉主要研究了分类排队配棉、控制落棉和增进棉卷均匀方法等为节约用棉提高质量提供经验翌年华东纺管局组织磨盖板机平修工作法技术培训班 (5)金属针布启步研究 1955年纺织工业部纺织研究院开始进行金属针布的试验研究,并于1956年编写出版《梳棉机金属锯条的应用》一书,对推动采用金属针布起到带头作用,当时基本与国际发展同步。
(6)梳棉高产探索和老机的筛选 1958年纺织工业部在青岛组建高产梳棉机试验研究工作组,有纺织部纺研院、山东纺研所、青岛纺机厂和青岛四、五、六棉纺厂参加,开创高产梳棉机试验研究的新纪元同年老厂开始淘汰落后机型,确定1181、泼拉脱、丰田梳棉机为保留机型 (7)梳棉高产措施效果试验 1959年纺织工业部组织对弹性针布梳棉机的高产措施,如下行式双刺辊、锡林刺辊上三角区均匀分梳辊、双区盖板、锡林选择辊和真空连续抄针回用装置等在上棉一厂进行集中试验,澄清措施效果,堵截盲目推广 (8)定点制造金属针布 2b世纪50年代末分别定点青岛纺机厂和上海齿条厂(后改为上海金属针布厂)制造金属针布 (9)定点制造精梳机 20世纪50年代中期邀集专业技术人员在上海第二棉纺织厂试制红旗二型、三型精梳机1958年广。