陳宇恒,任家智,馮清國

(中原工學(xué)院,河南 鄭州450007)

精梳工序通過排除小卷中的棉結(jié)、雜質(zhì)及短絨,提高纖維的伸直度、平行度及分離度,大幅提高成紗質(zhì)量[1-2]。錫林、頂梳是精梳過程中的核心梳理元件,二者狀態(tài)的好壞直接影響著精梳及成紗效果；錫林結(jié)構(gòu)復(fù)雜、齒密及針齒排列可調(diào),長期以來,學(xué)者們致力于研究錫林總齒數(shù)、針齒排列及梳理弧面等參數(shù)對精梳效果的影響[3-5]。但頂梳工藝對精梳及成紗質(zhì)量亦有重要影響,目前圍繞頂梳齒密對精梳質(zhì)量的研究較多[6-7],頂梳插入深度與梳理效果之間的關(guān)系尚缺少系統(tǒng)的研究與分析。因此,研究頂梳插入深度對精梳及成紗質(zhì)量的影響對合理制定精梳工藝參數(shù),提高精梳紗質(zhì)量具有重要意義。

1 機理分析

1.1 頂梳結(jié)構(gòu)組成及梳理過程

頂梳結(jié)構(gòu)如圖1所示,頂梳由托腳1,針板2及梳針3組成；頂梳針板通過螺釘與頂梳托腳聯(lián)接,松動螺釘可上下移動頂梳針板位置,進而改變頂梳插入深度；頂梳梳針植于針板上,頂梳用特制的彈簧卡固裝于上嵌板上,隨鉗板做往復(fù)擺動。

頂梳梳理過程如圖2所示,錫林梳理后的棉叢隨鉗板向前擺動,鉗板擺動過程中鉗口逐漸打開,棉叢與分離羅拉倒入機內(nèi)的棉網(wǎng)進行搭接,同時頂梳梳針刺入棉層,由于分離羅拉的順轉(zhuǎn)速度大于鉗板前擺速度,頂梳對棉叢尾端進行梳理,將棉雜、短纖維阻留在頂梳后方,被后續(xù)錫林梳理除去[8]。

圖1 頂梳結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 頂梳插入棉層進行梳理

1.2 頂梳插入深度對梳理效果的影響機理

頂梳齒間纖維充塞及針齒對纖維擠壓效果如圖3、圖4所示。頂梳針齒為齒尖呈圓錐狀、主體呈圓柱狀的錐形體,從齒尖到齒根過程中針齒側(cè)面寬度逐漸增大、針齒直徑先增加后不變。說明隨著頂梳插入深度的增加,針齒在刺入纖維的過程中與針齒側(cè)面的接觸面積逐漸增大,當(dāng)分離羅拉將棉叢從頂梳針齒間快速抽出時,纖維受到針齒的摩擦阻力增大,有利于提高對棉結(jié)、雜質(zhì)的排除效果。隨著頂梳針齒寬度從齒尖到齒根逐漸增大,相鄰兩針齒間齒隙逐漸減少,纖維在梳理過程中由齒尖向齒根滑移,受到相鄰兩針齒的擠壓力增大,分離過程中被頂梳阻留下來的棉雜、短纖維增多,即落棉增加,梳理效果提高。

圖3 頂梳針齒間纖維充塞示意圖

圖4 頂梳針齒對纖維擠壓示意圖

根據(jù)精梳機分離接合原理可知：梳理結(jié)束后,鉗板逐漸打開,棉叢迅速抬頭與分離羅拉倒入機內(nèi)的棉叢進行搭接,分離羅拉才能輸出連續(xù)的棉網(wǎng)。因此,頂梳插入深度過大,亦會影響鉗口外的棉叢抬頭,造成棉網(wǎng)接合不良,輸出棉網(wǎng)出現(xiàn)破洞,精梳條條干惡化等現(xiàn)象；其次,針齒刺入棉叢過深,纖維易沉在針齒根部造成頂梳嵌花,對精梳質(zhì)量不利。

2 試驗部分

2.1 試驗條件

細絨棉,馬克隆值4.7,給棉長度5.2 mm,前進給棉,落棉隔距9 mm,錫林齒數(shù)26 000齒,頂梳齒密26針/c m,錫林定位37分度,分離羅拉搭接刻度0刻度,精梳機鉗次350鉗次,利用USTER AFIS PRO2測得棉卷指標(biāo)見表1。

表1 細絨棉小卷質(zhì)量指標(biāo)

2.2 紡紗流程

JSFA588型精梳機→J WF1310型并條機→BHFA498型粗紗機→FA507型細紗機。

2.3 試驗方案

在JSFA588型精梳機上,保持精梳機其他工藝參數(shù)不變,分別改變精梳機頂梳插入深度為-1、-0.5、0、+0.5、+1,如表2所示。收集不同方案精梳條,測試精梳落棉率及精梳條棉結(jié)、籽棉棉結(jié)含量、16 mm以下重量短絨率及精梳條條干均勻度。將5種精梳條紡得相同規(guī)格的14.58 tex精梳紗,測試成紗條干均勻度、千米棉結(jié)(+200%)、千米粗節(jié)(+50%)、千米細節(jié)(-50%)及紗線斷裂強力,分析頂梳插入深度對精梳及成紗質(zhì)量的影響。

表2 試驗方案

3 結(jié)果與分析

3.1 頂梳插入深度對精梳質(zhì)量的影響

表3 不同方案對應(yīng)精梳質(zhì)量指標(biāo)

由表3可知：

(1)隨著頂梳插入深度的增加,精梳落棉率逐漸增大。說明頂梳插入棉層越深,針齒間隙越小,纖維受到的阻力就越大,纖維被分離走的可能性就越小,導(dǎo)致精梳機落棉增加。

(2)精梳條條干CV值隨頂梳插入深度的增加先減小后增大,說明分離過程中頂梳插入深度較淺時,有利于增強對浮游纖維的控制作用,使纖維變速點集中,改善精梳條條干；當(dāng)頂梳插入過深時,頂梳對纖維的控制力較強,使?fàn)可炝^大,造成精梳條條干惡化。

(3)精梳條中纖維棉結(jié)與16 mm以下短絨含量隨頂梳插入深度的增加呈現(xiàn)先減少后增多的趨勢,說明頂梳插入深度越深,排除棉結(jié)的能力越強；但頂梳插入深度過深易造成纖維充塞針齒根部,產(chǎn)生嵌花現(xiàn)象,造成精梳條棉結(jié)、短絨增加。頂梳插入深度對籽棉棉結(jié)的排除效果幾乎沒有影響。

3.2 頂梳插入深度對成紗質(zhì)量的影響

表4 不同方案對應(yīng)成紗質(zhì)量指標(biāo)

由表4可知：

(1)成紗條干CV值隨頂梳插入深度的增加呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢；頂梳插入深度為0時,成紗條干CV值最??；頂梳插入深度為+1時,成紗條干CV值最大,說明頂梳插入深度過深,對成紗條干不利。

(2)紗線千米棉結(jié)、粗節(jié)及細節(jié)隨頂梳插入深度的增加呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢,頂梳插入深度為+0.5時,千米棉結(jié)、粗節(jié)及細節(jié)最少。

(3)成紗斷裂強力隨頂梳插入深度的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,頂梳插入深度為0時,成紗強力最大；說明頂梳插入深度過淺、過深均不利于提高成紗強力。

4 結(jié)論

(1)精梳條中棉雜、短纖維含量及精梳條條干CV值隨頂梳插入深度的增加呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢；落棉率隨頂梳插入深度的增加呈增大趨勢。

(2)成紗條干CV值、紗線千米棉結(jié)、粗節(jié)及細節(jié)個數(shù)隨頂梳插入深度的增加呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢；紗線斷裂強力隨頂梳插入深度的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。

(3)頂梳插入深度過深、過淺均不利于提高紡紗質(zhì)量。當(dāng)頂梳插入深度為0時,精梳條及成紗條干CV值最小,紗線強力最高；當(dāng)頂梳插入深度為+0.5時,精梳條中棉結(jié)、短纖維含量最低,紗線千米棉結(jié)、粗細節(jié)個數(shù)最少。