任務二 梳理機的原理與工藝設計

知識準備

纖網是非織造布最重要的半成品，纖網的均勻度、面密度及纖網中纖維排列的方向性，直接影響非織造布產品的質量。不同用途的非織造布對纖網的質量有不同的要求。

一、非織造梳理機的主要任務

1.分梳 對開松后的纖維束進行徹底松解，使之成為單纖維狀態。

2.除雜 進一步清除混料中的各種雜質和疵點。

3.混和 使混料中的各種纖維進一步細致而均勻地混和。

4.雜亂成網 制成一定規格面密度的均勻薄網。為使產品的縱橫向強力不能差異太大，可使用帶雜亂機構的梳理機。

5.并合均勻 雙道夫及三道夫梳理機可將多層纖網疊合，起到均勻作用，并改善產品的外觀。

二、梳理機喂入機構

喂入梳理機的纖維，有棉卷狀、條子狀和筵棉狀三種形態。舊式蓋板梳理機以棉卷狀喂入，非織造生產多數是以筵棉狀喂入梳理機。為了保證筵棉能均衡、準時、定量地喂入梳理機，從而使輸出的薄網重量均衡，有稱重式和定容式兩種均勻喂入方式。這兩種方式在原理和機構上差別較大，后者使用得較多，只有在原料回潮較大、容易結塊時才采用稱重式喂入。

1.稱重式喂入 毛紡梳理機一直沿用這種喂入方式，它有一套自控機構，能定時定量地稱取相同重量的原料喂入梳理機，如圖3-3所示。

圖3-3 稱重式自動喂毛機

1—儲毛箱 2—底簾 3—升毛簾 4—均毛耙 5—剝毛耙 6—擋毛板 7—稱毛斗 8—喂毛簾 9—推毛板 10—拍毛板

由人工或氣流將原料送入儲毛倉，由光電管監控喂入量在毛倉總體積的三分之二處，原料太多或太少都會引起喂入不勻。倉內底簾的轉動將原料送到升毛簾，升毛簾向上轉動帶動纖維上升，均毛耙將升毛簾上過多的纖維剝下。升毛簾轉到右側，再由剝毛耙將升毛簾上纖維全部剝下，落入稱毛斗內。在一個喂毛周期稱毛斗內原料重量達到設定值，升毛簾停轉，毛斗自動打開，落入水平喂毛簾，再由喂入羅拉喂入梳理機。喂料完成后毛斗自動關閉，升毛簾又開始轉動，開始下一喂毛周期的工作。這種喂入方式對天然纖維比較適用，因為天然纖維吸濕性高，容易產生分散不勻和纖維團塊集聚情況。

2.定容式喂入 定容式喂入是在梳理機上加裝專門的喂棉箱，如清梳聯梳棉機的喂棉箱。

FA177A型雙棉箱喂棉機是我國清梳聯流程梳棉機的主要配置。

該設備采用上下棉箱結構，如圖3-4所示，主要通道采用進口鏡面鋼板，密封性好。在配棉總管中，設有壓力傳感器，根據壓力大小來控制清棉設備給梳棉系統的喂入量，來保證清梳聯喂棉箱上棉箱的壓力穩定，保證了上棉箱內棉花密度的均勻。下棉箱采用風機通過靜壓擴散箱循環吹氣，使整個機幅內下棉箱壓力均勻。采用壓力傳感器，根據下棉箱的壓力來控制上棉箱給棉羅拉變頻電動機連續喂棉，保證了下棉箱壓力更穩定。下棉箱在300Pa壓力工作時壓力波動小于20Pa，為梳棉機提供了均勻穩定的棉層，為保證纖網重量均衡提供了良好的基礎。氣壓棉箱具有橫向均勻自調作用。

圖3－4 FA177A型清梳聯棉箱

1—清梳聯棉箱送棉管 2—排塵風管 3—上儲棉管氣流出口 4—上棉箱 5—閉路循環氣流風機 6—喂棉羅拉 7—開棉打手 8—壓力檢測反饋系統 9—壓力傳感器 10—下棉箱 11—下儲棉管氣流出口 12—送棉羅拉 13—梳棉機喂棉羅拉

FBK533型喂棉機是德國Trutzschler（特呂茨勒）公司生產的棉箱喂棉機，原理和工作過程與FA177A型雙箱喂棉機相似。德國斯賓寶（Spinnbau）公司專門開發了稱重、稱容組合式喂入系統，綜合了上述兩種喂入方式的優點。

三、梳理原理

梳理就是通過鋼針、氣流以及拉伸等作用，將原料由束狀變成單纖維狀。

梳理機針面間的三大作用是指針齒間的分梳作用、剝取作用和起出作用。三大作用發生的條件見表3-2所述及圖3-5～圖3-7所示。

表3-2 梳理機的三大作用

圖3-5 兩針面之間的分梳作用

圖3-6 兩針面之間的剝取作用

圖3-7 起出作用的發生情況

1.分梳作用分析 如圖3-5所示，由于兩針面的隔距較小，任一針面攜帶的纖維束都能被兩針面的針齒所同時握持，纖維束產生張力R。將R力分解為平行于針面的分力P和垂直于針面的分力Q，兩個針面的分力P都是指向針根的方向，因而兩個針面都有握持纖維的能力，纖維束在兩個針面之間反復交替轉移和梳理，絕大部分成為單纖維狀態。

梳棉機上分梳作用發生在蓋板和錫林之間，梳毛機則在錫林和工作輥之間。

2.剝取作用分析 剝取作用是將一個針面上的纖維轉移到另一個針面上，速度大的針面剝取速度小的針面。如圖3-6所示，B針面的P分力指向針尖外，纖維向外移動，B針面上的纖維被剝取。A針面的速度大于B針面，A針面的P分力指向針根，纖維向內移動，A針面將B上握持的纖維剝取到自己身上。

在梳棉機上，剝取作用發生在錫林和刺輥之間的部位；梳毛機上，剝取作用發生在錫林和剝毛輥、剝毛輥和工作輥之間的部位。

四、梳理機的類型

非織造梳理機一般是從傳統梳棉機和梳毛機改造而來。梳棉機經過改裝和調整可以加工65mm以下的纖維，梳毛機可以加工50～130mm的纖維原料。國外進口的設備則都是非織造布專用梳理機。

（一）蓋板式梳理機

圖3-8 蓋板式梳理機示意圖

1—錫林 2—刺輥 3—蓋板 4—道夫

蓋板式梳理機的分梳作用發生在刺輥和給棉板以及錫林和蓋板之間。纖維束受高速刺輥的開松后，進入錫林、蓋板工作區，受到細致分梳而成為單纖維狀態，同時進行充分混和及排除細小雜質。蓋板有106根（工作區41根），借鏈條聯結，可沿梳理機墻板上的曲軌緩緩滑動。蓋板針面上充塞的纖維和雜質在移出工作區后，被剝下成為蓋板花，經毛刷刷清的蓋板從機后刺輥上方重新進入工作區，如圖3-8所示。

錫林、蓋板和道夫針布的針隙內都能容納一定量的纖維，在原料喂入發生波動時，能從針隙之間獲得補充或將多余纖維“存入”針齒縫隙里，即具有一定的“吸、放”作用，從而使梳理機具有均勻混和作用。這樣，同時喂入的纖維可能不同時輸出，同時輸出的纖維則可能不同時喂入，使纖維在不同的片斷上進行混和。

圖3-9 非織造布專用蓋板梳理機

1—給棉板 2—刺輥 3—預梳錫林 4—轉移羅拉 5—大錫林 6—下道夫 7—上道夫 8—凝聚羅拉 9—剝取羅拉 10—壓輥 11—塵格 12—罩板 13—固定蓋板 14—轉移羅拉

梳理機的各種滾筒表面均包覆針布，對纖維的梳理就是依靠這些鋼針進行的。用于非織造布生產的針布大多采用金屬針布，因為金屬針布對纖維的分梳效果較好，不容易被拉斷、拉彎；能防止纖維充塞針隙，減少了抄針次數；有利高速度﹑緊隔距﹑強分梳的工藝要求。

非織造專用的蓋板式梳理機配置專門的預梳系統。傳統梳棉機的梳理系統由移動式蓋板和大錫林構成，而非織造專用的蓋板式梳理機則配置固定式蓋板。

圖3-9為意大利Bonino公司的CC246NT型蓋板式梳理機。

（二）羅拉式梳理機

圖3-10為羅拉梳理機的一節，它由一個或兩個、甚至多個大錫林組成，適合加工長度為51mm以上的纖維。羅拉梳理機的分梳、混和、剝取作用主要由錫林上工作羅拉、剝毛羅拉和錫林三者組成的梳理環完成。梳理環結構如圖3-11所示。在梳理環內部，工作羅拉和錫林之間發生的是分梳作用，工作羅拉帶走的纖維被剝毛羅拉所剝取，錫林再剝取剝毛羅拉上的混料，使纖維又回到錫林針面，在這一循環過程中，完成纖維的梳理和混和作用。

圖3-10 羅拉式梳理機

1—喂毛簾 2—上下喂毛羅拉 3—清潔羅拉 4—開毛輥 5—胸錫林 6—胸錫林工作輥 7—胸錫林剝毛輥 8—運輸輥 9—錫林 10—工作輥 11—剝毛輥 12′、12—上、下擋風輥 13—風輪 14—道夫 15—斬刀

圖3-11 梳理環

1—錫林 2—工作羅拉 3—剝取羅拉

梳理環的總數越多，梳理機的分梳混和效能越高。但錫林較高的轉動速度限制了錫林直徑不能隨意加大，進而限制了每一個錫林上只能配置4～6個梳理環。因此，大錫林的數目越多，梳理環的總數就越多，羅拉梳理機的梳理作用就越好。有兩個大錫林的梳理機稱為雙聯式梳理機，也有三聯式、四聯式梳理機。在梳理和混和作用要求較高的情況下，應選用四聯式梳理機。

羅拉梳理機的錫林、工作羅拉和剝毛羅拉針齒同樣具有“吸、放”纖維的作用，因此羅拉梳理機也具有較好的均勻混和作用。由于纖維原料在梳理環之間的反復轉移，而每個大錫林又有5個以上的梳理環，應該說羅拉梳理機比梳棉機的均勻混和作用更好。

（三）雜亂式梳理機

雜亂式梳理機的類型很多，適應不同的梳理要求。

1.分梳輥式梳理機（圖3-12） 它由六只直徑為415mm的分梳輥（也可稱錫林）和八只直徑為215mm的工作羅拉組成，其成網方式被稱為離心動力成網。由于分梳輥的直徑較小，因此可以采用較高的轉速，通過分梳輥針齒的分梳、剝取、混和及高速氣流作用使纖維分離，使纖維獲一定程度的雜亂。在道夫的后面還有凝聚羅拉的處理，使纖網得到進一步的雜亂，最后縱橫向強力比可達（3～4）∶1。

圖3-12 分梳輥式梳理機

1—喂給羅拉 2—給棉板 3—漏底（封閉式） 4—分梳輥 5—工作羅拉 6—道夫 7—凝聚輥 8—成網簾

2.單錫林單道夫梳理機 在單錫林前可以增設多種形式的預梳機構，如開毛輥、胸錫林及多刺輥等。圖3-13所示均為單錫林單道夫梳理機，圖3-13（1）、（2）為在錫林道夫的后面加裝了兩個凝聚羅拉，圖3-13（3）為在錫林和道夫之間插入雜亂羅拉，在道夫之后又加裝了兩個凝聚羅拉。

圖3-13 單錫林單道夫式梳理機（德國）

3.單錫林雙道夫式梳理機 梳理機為保證輸出單纖維狀態的均勻纖網，通常錫林表面的纖維負荷是很輕的，每平方米的纖維負荷量不到1g。理論上來說，纖網負荷量越小，分梳效果越好。在錫林轉速恒定情況下，

圖3-14 單錫林雙道夫式梳理機

要降低纖維負荷，就要限制纖維喂入量，因此也限制了梳理機的產量。錫林轉速提高后，單位時間內纖維攜帶量增加，使錫林上的纖維及時被剝取轉移，避免剝取不清，否則殘留纖維在以后梳理過程中會因纖維間搓揉形成棉結，影響纖網質量。在錫林后配置兩只道夫，可轉移出兩層纖網，達到了增產目的。單錫林雙道夫式梳理機如圖3-14所示。

4.雙錫林雙道夫式梳理機（圖3-15） 單錫林雙道夫是通過提高錫林轉速，在錫林表面單位面積纖維負荷量不增加情況下，增加單位時間內纖維量，即在保證纖維梳理質量前提下提高產量。雙錫林雙道夫式梳理機是在原單錫林雙道夫基礎上再增加一個錫林，使梳理工作區面積擴大了一倍，即在錫林表面單位面積纖維負荷量不變情況下，通過增加面積來提高產量，與單錫林雙道夫比較同樣取得增產效果，但梳理質量更容易控制。

圖3-15 雙錫林雙道夫式梳理機

五、梳理工藝

（一）蓋板式梳理機

梳理是非織造布生產非常重要的環節，棉網的單纖維化程度直接影響非織造纖網質量，進而影響非織造布質量的好壞。梳理機的工藝參數設置對梳理質量的影響至關重要。例如傳統梳理機的工藝參數主要是涉及錫林的速度、隔距等。

1.蓋板式梳理機的各部位隔距 在機械狀態允許的條件下，使用緊隔距有利于提高分梳效能。兩針面在隔距較小時纖維更容易受到分梳和轉移。表3-3是FA201型梳棉機的各部位隔距。

表3-3 FA201型梳棉機的各部位隔距

續表

2.速度

（1）刺輥的速度一般是900r/min，提高刺輥轉速可減少束纖維數量，但如果超過1000r/min，則對纖維的損傷較大。

（2）由于錫林的直徑較大，為保證錫林回轉平穩、隔距準確，對錫林的圓整度、輥筒與軸的同心度以及錫林輥筒的動平衡都要求很高。盡管提高錫林的轉速可極大提高分梳質量，現國產梳棉機錫林轉速使用最多的就是360r/min，清梳聯的梳棉機錫林轉速可達400～500r/min。另外，錫林與刺輥的線速度之比要大于1.9，否則錫林不能完成對刺輥的正常剝取，造成刺輥返花現象。若被梳理的纖維長度長一些，此線速比值應更大。如加工中長纖維錫林與刺輥的線速度之比要大于2.3。

（3）道夫的轉速為18～50r/min。

（4）蓋板的速度是最小的，僅143～266mm/min。

（二）羅拉式梳理機

以梳毛機為例，工藝設計包括喂毛周期、喂入量、隔距、速比、針號等。

1.喂毛周期和喂毛量 喂毛周期（20～60s）：喂毛周期與輸出纖維網的厚薄有關，厚網為30～40s，中厚網為40～50s，薄網為50 ～ 60s。每分鐘喂毛量=每分鐘出條總重量+損耗量，毛斗每次喂入重=每分鐘喂毛量/每分鐘喂毛次數。

2.梳理機的各部位隔距 梳毛機的隔距由喂入→出機是由大→小，粗長纖維選稍大些，細短纖維選小些。在同一個錫林上，從第一個工作輥開始，愈向后隔距逐漸減小。

以雙聯梳毛機為例，各部位間的隔距見表3-4。

表3-4 雙聯梳毛機各部位間的隔距

由于風輪的鋼針是插入錫林針齒里面的，因此風輪和錫林是負隔距。這個負隔距的大小由風輪和錫林的接觸弧長決定，接觸弧長又稱風輪的掃弧長度。

3.速度 非織造梳理機各運轉件的速度見表3-5。

表3-5 非織造梳理機各運轉件的速度

速比指的是大錫林和工作輥或剝毛輥的線速比。速比大，速差就大，梳理力也就大，梳理作用越強烈。由于原料進入梳理機的狀態是逐漸由塊狀到束狀，再到單纖維狀，羅拉梳毛機又常由多個大錫林構成，在速比配置上一般后車小、中車中、前車大。同一錫林上，第一工作輥速比小，因為第一工作輥處纖維還有糾結，速比太大易拉斷纖維。速比從第一工作輥到第五工作輥逐漸增大，梳理作用緩和上升。到第五工作輥處，纖維已比較松散，速比大不會拉斷纖維，另一方面還可以提高梳理效果。

技能訓練

一、目標

1.設置梳毛機各部件速度和隔距。

2.練習隔距片的使用。

二、器材或設備

BC272型梳毛機或非織造梳理機。

思考題

1.纖維原料混配的目的是什么？

2.在混料中某成分的含量小于10%，要保證該種纖維均勻地分布于纖維網，應該采用什么方法進行處理？

3.混和的原理是什么，需要使用哪些設備？

4.非織造開清混和流程是怎樣配置的？

5.梳理機的均勻喂入采用哪兩種原理？各用于什么纖維原料？

6.分析梳理機分梳作用和剝取作用發生的條件和作用的區別。

7.什么是梳理單元？梳理單元是如何工作的？

8.梳理機的主要種類有哪兩種？各自特點及其主要差異是什么？