高 麗，顧煒華，張建兵

(金輪針布(江蘇)有限公司，江蘇 南通 226143)

0 引言

在梳棉機(jī)后罩板部位加裝后固定蓋板金屬針布，使刺輥針布轉(zhuǎn)移給錫林針布的纖維在進(jìn)入回轉(zhuǎn)蓋板工作區(qū)之前進(jìn)行一次預(yù)分梳，減輕工作區(qū)內(nèi)回轉(zhuǎn)蓋板金屬針布的齒面負(fù)荷。后固定蓋板金屬針布齒條的設(shè)計(jì)要求是：不充塞纖維、不掛花，能對(duì)纖維進(jìn)行預(yù)分梳，達(dá)到減少纖維束且不損傷纖維的目的。在錫林抄針門或前下罩板處安裝前固定蓋板金屬針布，對(duì)回轉(zhuǎn)蓋板工作區(qū)后錫林金屬針布齒面上仍殘留的小纖維束或糾纏纖維再進(jìn)行補(bǔ)充梳理，可改善纖維的方向性，提高纖維的伸直度，以改善棉網(wǎng)質(zhì)量和生條結(jié)構(gòu)。前固定蓋板金屬針布齒條的設(shè)計(jì)要求是：齒條齒尖鋒利、光潔，有一定的分梳轉(zhuǎn)移能力，而且不充塞纖維[1]。發(fā)揮前、后固定蓋板金屬針布的工藝效果，關(guān)鍵在于合理選擇針布齒條的齒密、工作角、根數(shù)及其與錫林金屬針布的隔距等[2]。筆者就后固定齒條蓋板金屬針布的工作角，對(duì)梳理效果的影響展開試驗(yàn)研究。

1 齒形設(shè)計(jì)

1.1 齒條工作角的設(shè)計(jì)原理

固定蓋板金屬針布齒尖處纖維束的受力情況，如圖1所示。其中：R為切向力，包括梳理力和空氣阻力；N為齒工作面對(duì)纖維束的反作用力，與齒工作面垂直；F為齒工作面對(duì)纖維束的摩擦力，與纖維束沿齒工作面的運(yùn)動(dòng)方向相反；α為齒工作角。

1—齒；2—纖維束。圖1 纖維受力分析

由于纖維束沿y-y′方向受力平衡，可得到：

N=Rsin(90°-α)

(1)

當(dāng)纖維束沿x-x′方向有向齒根移動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，摩擦阻力F方向朝向齒尖外；當(dāng)纖維束沿x-x′方向受力平衡時(shí)，可得：

Rcos(90°-α)=F

(2)

根據(jù)摩擦定律可得：

F=μsN=μsRsin(90°-α)

(3)

式中：μs為纖維束與齒工作面間靜摩擦因數(shù)。將式(3)代入式(2)可得：

Rcos(90°-α)=μsRsin(90°-α),即

cot(90°-α)=μs

那么就有：

α=90°-arccotμs

(4)

式(4)為纖維束沿齒工作面相對(duì)靜止時(shí)的α與μs的關(guān)系方程，它是y=arccotx曲線方程。根據(jù)式(4)所求得的計(jì)算值α計(jì)見表1,可以看出α計(jì)與μs呈正相關(guān)。

表1 摩擦因數(shù)μs與工作角α計(jì)的關(guān)系

根據(jù)有關(guān)資料介紹，金屬針布齒條與棉纖維之間的靜摩擦因數(shù)μs的平均值為0.4～0.6，將μs代入式(4)計(jì)算出的α計(jì)是一個(gè)臨界值。當(dāng)α實(shí)>α計(jì)時(shí)，cotα實(shí)>μs，纖維就會(huì)向齒根移動(dòng)形成充塞；當(dāng)α實(shí)<α計(jì)時(shí)，cotα實(shí)<μs，纖維不會(huì)向齒根移動(dòng)，避免形成充塞。

因此，梳理棉纖維時(shí)，固定蓋板金屬針布齒條的工作角設(shè)計(jì)值應(yīng)小于21.80°。

1.2 工作角設(shè)計(jì)

根據(jù)以上計(jì)算理論，改變工作角設(shè)計(jì)，試驗(yàn)驗(yàn)證工作角變化對(duì)梳理指標(biāo)的影響。各規(guī)格產(chǎn)品的設(shè)計(jì)角度見表2。

表2 工作角設(shè)計(jì)值

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 試驗(yàn)條件

2.1.1原料為純棉，測(cè)試指標(biāo)期間為同批原料，紡?fù)?hào)數(shù)的紗線。

2.1.2環(huán)境要求。試驗(yàn)室溫度約為25 ℃、相對(duì)濕度約為55%，產(chǎn)品試驗(yàn)在同等環(huán)境下進(jìn)行；車間試驗(yàn)階段應(yīng)盡量避免溫濕度變化較大的天氣。

2.1.3TC5型梳棉機(jī)的基本工藝參數(shù)。刺輥轉(zhuǎn)速為868 r/min，錫林轉(zhuǎn)速為437 r/min，回轉(zhuǎn)蓋板速度為280 mm/min，道夫轉(zhuǎn)速為47 r/min，出條速度為133 m/min；給棉板—刺輥隔距為0.79 mm, 刺輥—錫林隔距為0.23 mm，錫林—回轉(zhuǎn)蓋板隔距為0.20 mm，0.18 mm，0.18 mm，0.20 mm，錫林—道夫隔距為0.20 mm，前下罩板隔距為0.56 mm，前上罩板隔距為0.56 mm，后固定蓋板隔距為0.71 mm，0.56 mm，0.36 mm，前固定蓋板隔距為0.30 mm，0.28 mm，0.28 mm，后棉網(wǎng)清潔器隔距為0.41 mm，前棉網(wǎng)清潔器隔距為0.33 mm，0.30 mm，后上罩板隔距為0.56 mm，后下罩板隔距為1.02 mm。

2.2 試驗(yàn)準(zhǔn)備

2.2.1準(zhǔn)備普通透明塑料方便袋(保證樣品密封狀態(tài))，進(jìn)行取樣存放。

2.2.2齒條處理。在試驗(yàn)前一天，采用滑石粉涂覆齒條表面，吸附其表面油污；在安裝時(shí)，用抹布將表面滑石粉清除干凈(3次手法需保持一致)。

2.2.3設(shè)備檢查。產(chǎn)品試驗(yàn)前對(duì)梳棉機(jī)所有工藝隔距進(jìn)行檢查，確保所有隔距準(zhǔn)確。

2.3 試驗(yàn)要求

一組試驗(yàn)在同一批原料內(nèi)完成；機(jī)臺(tái)工藝不變；機(jī)臺(tái)前固定蓋板金屬針布及其他配套針布保持原機(jī)狀態(tài)，僅更換后固定蓋板金屬針布；初始上機(jī)運(yùn)行2班后取樣檢測(cè)生條和成紗指標(biāo)，成紗指標(biāo)需在同眼、同錠、同等條件下測(cè)試。表3為后固定蓋板金屬針布齒條配置。

表3 后固定蓋板金屬針布齒條配置

2.3.1 生條取樣方式與數(shù)量

a) 梳棉生條每個(gè)條筒試驗(yàn)約10 min，每個(gè)方案測(cè)試6個(gè)條筒。

b) 在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)臺(tái)上隨機(jī)抽取長(zhǎng)度大于50 cm的棉條一段(或5 g棉層)作為試樣。

c) 生條AFIS每種小樣做3～5次，從采集的棉樣中稱取每種0.5 g試樣。

2.3.2 成紗取樣方式與數(shù)量

成紗取定制試驗(yàn)的10個(gè)紗錠，并查看是否有壞紗；規(guī)律性不勻或問題紗疵不計(jì)入常規(guī)紗的統(tǒng)計(jì)。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

生條AFIS檢驗(yàn)結(jié)果見表4。其中，BD①表示工作角設(shè)計(jì)1的第1次試驗(yàn)，其他依此類推。紡紗品種為C 14.6 tex，成紗測(cè)試結(jié)果見表5。

表4 生條AFIS測(cè)試結(jié)果

表5 紡C 14.6 tex紗成紗試驗(yàn)結(jié)果

3.3 結(jié)果分析

從表4的生條指標(biāo)可見，3次試驗(yàn)，每組試驗(yàn)結(jié)果中綜合指標(biāo)設(shè)計(jì)2最優(yōu)，其次為設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)3。從表5的成紗指標(biāo)可見，3次試驗(yàn)中，有2次顯示設(shè)計(jì)2指標(biāo)最優(yōu)，其次為設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)3，1次結(jié)果顯示設(shè)計(jì)3略優(yōu)于設(shè)計(jì)2。綜合生條和成紗試驗(yàn)結(jié)果，可認(rèn)為設(shè)計(jì)2組合的齒條梳理指標(biāo)較有優(yōu)勢(shì)。

分析原因，工作角增大有利于針布抓取纖維，增強(qiáng)梳理，減少棉結(jié)雜質(zhì)。后固定蓋板金屬針布組合中，第1組齒條發(fā)揮著開松纖維的作用，第2組和第3組逐漸增強(qiáng)開松與梳理；設(shè)計(jì)2配套齒條的設(shè)計(jì)角度逐漸增大，齒密越大，工作角越大，第3組齒條發(fā)揮更大的梳理作用，因此該組配套齒條的梳理指標(biāo)較優(yōu)。

4 結(jié)論

固定蓋板金屬針布齒條齒形的工作角參數(shù)，在纖維梳理指標(biāo)中發(fā)揮了顯著作用；在小于理論設(shè)計(jì)臨界值的情況下，工作角越大，梳理指標(biāo)越好；在固定蓋板金屬針布齒條規(guī)格配置中，齒密增加，可適當(dāng)增大工作角，增強(qiáng)梳理效果。