技术 | 梳棉机后部结构和工艺的发展（下）
二、二十一世纪国内外梳棉机后部结构变化和工艺适应性
2000年以来，处于清梳联技术领导地位的瑞士立达和特吕茨勒梳棉机又有了很大的改进。他们先后分别推出革命性产品：DK803/DK903系列（见图13[5]），TC03/TC5/6等系列产品；C60/C601及C70产品。
DK803/DK903系列给棉部分的变化相当大：一是取消了棉箱与梳棉机连接的出棉罗拉，使棉箱与梳棉机直接相连，减少意外牵伸，同时，由于梳子板放置方向的不同，输出棉层的结构发生了变化；二是给棉检测板采用十块结构，检测的棉层厚度为十块检测板检测棉层的平均值，检测到的棉层厚度值更准确；三是给棉板放在了给棉罗拉的上面。即开始应用顺向喂入的理念。TC03之后的产品基本沿用DK903给棉部分结构。
多块检测板从理论上说是领先技术，实际应用下来，优势并不十分明显。主要原因在于现代开清技术和控制技术的发展，输出的筵棉本身均匀性很好，因此TC5之后，特吕茨勒公司简化了给棉部分结构，将十块检测板简化为一块安装于给棉板上，并与给棉板合成一体。
图13 DK803/DK903系列梳棉机后部结构
DK803率先将三刺辊结构用于梳棉机（见图14[6]）。三只刺辊直径均为172.5mm。分别由梳针、粗锯齿、细锯齿形式组成，速度以一定的比例递增，这样既利用密度差、速度差进行自由开松和转移，又利用预分梳板进行分梳；每个刺辊周围根据纤维运动的方向分别设置了预分梳板、除尘刀和吸口。预分梳板的齿向与刺辊齿向相对，当棉束通过预分梳板和刺辊隔距点时，棉束被撕扯开。由于预分梳板和刺辊之间隔距较小，当通过其间的纤维多时，纤维被预分梳板阻挡，使纤维在此均匀并混合，经过三刺辊后，纤维层的均匀得到极大改善。
图14 DK803三刺辊梳棉机后部结构
TC03也采用三刺辊结构（图15 [7]），但已改变原来三个刺辊在同一水平面排列的方式，而是将第一刺辊降低位置。除了增加落棉识别功能外，其最大改变在于落杂区长度可以机外调整并能自动调节。同时，由于刺辊位置的降低，锡林区分梳面积可以增加。随着技术的发展，用工问题日益突出，梳棉机在向着无人化，自动化方向发展。TC03无疑是这一方面的倡导者。
图15 TC03三刺辊梳棉机后部结构
C60给棉部分（见图16[8]）加压方式由一般弹簧加压改为扭杆弹簧加压之外，目的是根据罗拉的摆动情况，使扭簧的施力方向与加压方向相同。给棉板结构在C51基础上，作了较大的结构改进。给棉板置于罗拉上部，同时握持点到刺辊打击点的长度（分梳长度）可以根据原料情况予以调整。
图16 C60单刺辊梳棉机后部结构
C60产品刺辊区的结构为模块化设计，可以单刺辊、三刺辊互换。单刺辊采用梳针形式，直径253mm，密度为24齿/英寸2 ，主要用于生产精梳环锭纱。当生产普梳环锭纱和转杯纺纱时，C60采用三刺辊时，三刺辊均为锯齿针布。第一、二刺辊的直径均为180mm，采用如此小的直径既有利于纤维的转移，也有利于杂质的去除，第三刺辊直径为253mm，与单刺辊相同（见图17[9]）。刺辊上的纤维向锡林转移两者没有大的区别，可以方便地直接在单刺辊与三刺辊之间进行转换时，而不需要改变其他零件。C60梳棉机的模块化设计的理念和意识较为超前。比如纺织企业可以在买了单刺辊产品后，若随着纺纱品种或原料的变化想改用三刺辊，可以再购买三刺辊部分。由于三刺辊中的第三刺辊与单刺辊直径相同，更换起来相对容易。
图17 C60三刺辊梳棉机后部结构
C60刺辊区落杂区长度也与TC03一样可以机外调节。这一技术的最主要优点在于可以根据原料含杂的不同，不必抬刺辊就可以直接旋转吸口位置，减轻了维修工的劳动强度，提高了工作效率。同时在吸口旋转过程中，除尘刀与机框水平面的夹角也发生变化，达到了根据落棉要求实现自动调节除杂效率的目的。
该机构的缺点在于除尘刀与除尘刀座相互位置的唯一性，使除尘刀角度不能随意调整，消弱了除尘刀对除杂效率的调节作用。在图2所示的梳棉机上，除尘刀角度为95°和除尘刀角度为102°时的落棉差异很大，对带纤维籽屑的清除效果上，除尘刀采用大角度的效果更为明显。两种角度相比，在同样的流程中，同等刺辊速度、同样配棉的条件下，刺辊落杂量相差1.5%。而C60梳棉机的除尘刀与刀座之间的相对位置无法改变，除尘刀与刺辊之间的隔距调节量也很有限，落杂效果的控制基本上只能依靠落杂区长度的变化来实现。这就使得落杂区长度必须有足够的调节量才能满足刺辊区除杂变化的要求。
同时期国内青纺机FA203系列梳棉机仍以传统形式出现。青纺机作为国内生产梳棉机历史最为悠久的企业，前期一直坚持自主创新之路。经济大潮的冲击使得这个老国企在走过一段弯路之后，转身投入国内外潮流技术的研究之中。近两年来，JWF1211/1213梳棉机已经成熟，采用顺向给棉结构，刺辊区的结构也是第一除尘刀可绕刺辊中心旋转的形式。
郑纺机开始推出的FA221D产品也采用顺向喂棉结构形式，由于顺向喂给结构相对简单，纺织企业调整较为方便，很快成为该公司的主导产品（见图18）。同时郑纺机借鉴DK803、DK903结构而设计的FA225也开始推向市场。喂棉部分采用顺向方式，通过不同的零件结构来实现检测与给棉握持。之后的JWF1204系列产品也是在FA221D的基础上，在锡林区的设计上进行了较大的改变。JWF1206其喂入结构采用顺向结构，分单刺辊和三刺辊两种形式，其中三刺辊结构中第三刺辊直径为250mm，与单刺辊直径相同。
图18 FA221D梳棉机后部结构
卓郎（常州）作为起步晚、进步快的外资企业，近年来以迅猛发展之势迅速成为清梳联的前三甲设备供应商。2010年推出顺向给棉的JSC228梳棉机，2014年推出的加大幅宽的JSC326梳棉机，采用顺向喂棉、单刺辊与三刺辊可选配形式，刺辊落杂区长度可以机外调节，该机在2014年纺机展中曾被中国纱线网评选为最具创新特色的五十项新看点之一。
近几年机采棉的应用越来越多，机采棉的含杂率和疵点均较人工采棉要高得多，三刺辊结构在除杂效率方面的功效优于单刺辊，短绒方面稍差于单刺辊。我们做过对比试验，单刺辊的除杂效率比三刺辊低10%（AFIS杂质数量测试），生条短绒率少1%（15.5mm短绒）。未来在一定范围的高产条件下，三刺辊的应用或许会上一个台阶。
三、结束语
梳棉机给棉刺辊部分的结构和工艺一直是各主机厂研究的重点。从传统方式的逆向给棉到目前几乎所有主机均采用的顺向给棉结构，经历了几十年的时间，研究的思路主要在于减少纤维损伤；适应不同纤维长度；调整维护方便等三个方面；刺辊部分主要是从单刺辊到三刺辊的演变和发展，其重点在于落棉的机外调整，节约用棉，减少工艺调整工作量，单刺辊与三刺辊的适纺性等方面。结构功能的趋同性是目前主流梳棉机的特点。梳棉机的创新离不开基础理论的突破、纺织企业的支持。纺纱原料的不断推陈出新、工人工作条件改善的需求等推动着设备和工艺的进步。随着技术的不断深入研究，希望梳棉机给棉刺辊区的结构功能会有突破性的发展。
作者：杨巧云 卓郎（常州）纺织机械有限公司