纺织梳理机械的现状及其发展

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2020年4月16日20:16:26 评论 345 4932字阅读16分26秒
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梳理机是前纺工序中非常重要的设备,它的质量好坏将影响到最终产品的质量,不同的纤维原料要选用合适的梳理机来梳理。

纺织梳理机械的现状及其发展

纪合聚

(青岛东佳纺机集团有限公司)

 

纺织梳理机械的现状及其发展

本文发表在第22期《梳理技术》杂志上,更多好文章期待您的投稿。投稿、咨询邮箱:shulijishu@geron-china.com

 

 

梳理机是前纺工序中非常重要的设备,它的质量好坏将影响到最终产品的质量,不同的纤维原料要选用合适的梳理机来梳理。梳理机发展至今已有二百多年的历史,从简单的耙式手工梳理到机械自动喂入的罗拉滚筒梳理,到后来的盖板梳理和罗拉盖板结合式梳理机,其结构原理均是利用包覆不同针布的不同直径滚筒,转向和速比的不同,使原料得以开松、梳理、除杂、转移,最后制成均匀连续的纤网或纤维条。梳理机根据所纺原料的不同或工艺的不同分为很多品种,特别是近几年来新型原料的不断创新也促进了新型梳理机的发展,即特种纤维梳理机的发展。

 

1     梳理机作用及其分类

梳理机是梳理纤维的设备,它是通过表面包有针布的不同直径的辊筒或盖板条,表面以不同速度旋转,各滚筒之间形成梳理、转移和凝聚等关系,使纤维最终得到梳理平行顺直,同时去除部分短绒和杂质,经道夫转移凝聚,罗拉(斩刀)剥取后形成一定规格的毛条或毛网,供下道工序使用。

 

1.1    松解、梳理作用

利用直径不同并包覆针布的辊筒间的相互作用,连续、逐步地将已经和毛并初步扯松、混和的纤维小块、小束继续获得充分的松解,梳理成单根纤维。并力求减少纤维的损伤和毛粒或棉结。

 

1.2    去除草杂(结杂)作用

梳毛过程中羊毛的松解,减弱了羊毛与草杂间的相互缠结,使草杂与纤维较容易分离。梳毛机的除草杂装置(莫雷尔),利用草杂与羊毛的不同离心力及去草辊上的特殊针布和合适的辊筒隔距。利用高速回转的去草刀将草杂、粗死毛等击出或抛出机外。棉纺梳棉机利用锡林离心力和盖板针隙可去除短绒和结杂。

 

1.3    混合作用

原料在梳理机的松解、转移和梳理过程中,引起纤维间相互位置不断地变化,使不同长度、不同细度、不同性能的纤维,比较均匀地分布在毛条中。

 

1.4    成条、成纱或成网作用

纺织原料,通过梳理机的反复松解、梳理、形成由无数单根纤维的毛网,剥取后成网或聚合成毛条,或分割搓捻成粗纱,供后道工序使用。

 

梳理机的分类主要有罗拉梳理机、盖板梳理机、罗拉盖板联合梳理机。

 

盖板梳理机主要有梳棉机(含改进后的羊绒分梳机和非织造布梳理机);盖板、罗拉联合梳理机有羊绒分梳机和新型半精纺梳理机;罗拉梳理机有精纺梳毛机、粗纺梳毛机(二、三、四、五联)、非织造布梳理机(单道夫、双道夫、三道夫) 、特种纤维梳理机等(麻、丝、玻纤、碳纤、羊绒、大豆蛋白纤维、竹原纤维、壳聚糖纤维等)。

 

2     梳理机的主要结构组成

一般的罗拉梳理机主要有自动喂毛机部分、喂入开松部分、主梳理部分、道夫及剥取部分、成条(圈条)或成网部分。粗纺梳毛机还有过桥部分和车头成纱部分;精纺梳毛机还有莫雷尔除草部分和圈条部分;梳棉机主要有棉箱、给棉部分、刺辊部分、锡林盖板部分、剥取、成条部分及吸风部分。喂入方式分为逆向和上浮顺向给棉两种。上浮式给棉方式纤维损伤轻。刺辊分为单刺辊和三刺辊。三刺辊适用高速高产。盖板分为顺转和逆转,盖板逆转分梳和除杂效果更好。非织造布梳理机带有杂乱部分和出网帘部分。道夫部分又分为单道夫、双道夫和三道夫。多道夫适合于高速高产。梳理机的剥取部分有四罗拉剥取和三罗拉剥取,主要用在梳棉机上和FN271系列人造毛皮梳理机上。单罗拉剥取主要用在BG系列非织造梳理机上和部分旧梳棉机改造上,结构简单。斩刀剥取主要用在B272系列精纺梳毛机和BC272系列粗纺梳毛机及羊绒分梳机联合机上,它分为机械斩刀和电磁斩刀。电磁斩刀主要用在精纺梳毛机上,斩刀次数可高达2800次。圈条器主要有单筒、双工位和三工位自动换筒;自动喂毛机主要有称重式、容积式、称重容积式三种型式。称重式又分为机械称重和电子称重。称重式主要用在粗、精纺梳毛机上,容积式主要用在非织造布梳理机上或半精纺梳理机上。称重容积式主要用在半精纺梳毛机上。几种典型梳理机结构排列见图1~6

 

纺织梳理机械的现状及其发展

 

1    双道夫带杂乱非织造布梳理机        

 

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2    粗纺梳毛机

 

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3    人造毛皮梳理机

 

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4    罗拉盖板联合式半精纺梳理机

 

 

纺织梳理机械的现状及其发展

纺织梳理机械的现状及其发展

 

3     目前的梳理机现状

1)目前的梳理机品种多样化,有些是低水平重复生产,造成了一定的资源浪费。如前几年A186系列梳棉机生产量较大,价格竞争激烈,FB系列半精纺梳理机也是如此。近几年各家高产梳棉机的发展较快,品种较多,非织造布梳理机也如此。粗纺梳理机发展了宽幅组合式系列化产品FN201B1FN206FN226等,但市场需求量较小。

 

羊绒分梳联合设备有进展但不大,经过多种机型的改进,产量仍停留在4 kg/h以下。特种纤维梳理特别是半精纺梳理设备的发展如雨后春笋,但暂不定型。

 

2)高中档梳理设备普遍采用了PLC、变频器、触摸屏等先进的电气控制,简化了机械结构,方便了用户工艺调整。

 

3)各厂家生产的设备幅宽也不尽相同,规格结构很难统一(特别是喂毛机部分)。

 

4)用户厂家的梳理老设备较多,速度慢,产量低,自动化程度低,用工多。但近几年新上设备向中高档次发展,逐渐淘汰部分老设备,也有部分用户改造原有老设备,以减少用工提高效率,如梳棉机用棉卷喂入的改为棉箱喂入。粗纺梳毛机喂毛斗改为电子称重、斩刀剥取改为三罗拉剥取等,使用效果均较好。

 

5)近几年尽管与国外的先进设备相比差距在缩小,但国内设备的可靠性有待进一步提高。

 

4     梳理机的发展趋势

4.1    组合式系列化标准化设计制造

未来的自动喂毛机将继续扩大组合式系列化产品品种,这样不仅降低产品成本,便于生产管理,并且制作周期短,交货及时,用户配件供应方便。如容积式可用于FN271人造毛皮梳理机、LFN248ALFN288羊绒分梳机、非织造布梳理机等。称重式可用于B272ASFB213精纺梳毛机及FB221型半精纺梳毛机等。称重容积式可用于FN201B1FN206型组合式梳毛机及FB219半精纺梳毛机等。所谓系列化即可以组成不同幅宽系列的自动喂毛机。如1m1.5m1.8m2m2.5m等规格,主要用于不同幅宽的精纺梳毛机、粗纺梳毛机、半精纺梳毛机及无纺布梳理机、特种纤维梳理机等。

 

梳理机的喂入开松部分设计为模块结构,两对罗拉喂入或给棉板刺辊喂入。罗拉梳理机的工作辊与剥毛辊设计为通用系列化辊筒。斩刀和剥取罗拉模块化设计用于各种梳理机。圈条器适用条筒直径为ø600、ø800、ø1000多个规格,分为双工位和三工位自动换筒。

 

传动件标准化设计。如梳理机经常使用的涨紧轮结构,链轮和皮带轮设计成系列化零件选用,节省了设计时间和制作时间,提高了生产效率和降低了生产成本。

 

4.2    优化设计

在机器的人性化设计、安全设计、造型视觉设计、新材料、新结构、新工艺、节能等方面进行优化,达到最佳效果。

 

如机器的操作空间和高度角度等适合人的操作,在安全设计方面尽量采用全封闭罩壳及刹车装置以及必要的自锁功能。机器的外观艺术造型尽量符合黄金分割比例和视觉颜色等。采用变频控制节能降耗,并有利于工艺调整等。

 

4.2.1    优化设计,减轻工人劳动强度

人机工程设计,适宜人工操作。如在辊筒的设计直径选择上,需根据原料情况和维修方便确定大小;在喂毛机的设计上采用双联自动喂毛机和气流喂毛可提高效率;在喂毛机架的高度设计上适宜人工操作;圈条器设计双工位和三工位自动换筒或大直径圈条,以减轻工人的劳动强度等。

 

4.2.2    简化机械结构提高运转效率

随着机电一体化技术的飞速发展,一些复杂的老传动方式已逐步淘汰,由一些电器元件代替,简化了机械结构,提高了运转的灵活性。如自动喂毛机由原来复杂的机械传动开斗和称毛落毛,到现在的电子称重喂毛,气缸开闭斗。粗纺梳毛机的机械边轴同步传动改为单独电机变频同步传动,启动停止方便。原来的复杂减速机构和调速机构已由电机直联减速机和变频器代替。有的设备已应用伺服电机和装置来精确控制运转。

 

4.2.3    减轻梳理机大辊筒质量,减小转动惯性,提高转速,增加产量

有些锡林和道夫辊筒原来多采用铸铁辊筒,笨重且平衡不好。现在已改为钢板卷制,减轻了重量,降低了功率消耗,启动和停止迅速,平衡好,并提高了辊筒精度,适合高速运转,增加梳理度,提高了出条速度和产量。

 

4.2 4    增加幅宽,提高产量

增加幅宽是提高产量的一个主要途径。幅宽越宽,单位时间其产量越高。目前非织造布梳理机国外幅宽已高达4.5m,梳毛机已达到3.5m,梳棉机已达到1.5m。国产非织造布梳理机幅宽已高达3.75m,梳毛机已达到2.5m,梳棉机已达到1.5m。宽幅是发展趋势。

 

4.2.5    采用新材料、新结构、新传动降低能耗

在新材料、新结构、新工艺方面积极采用冷拉成型材料和工程塑料等;宽幅梳理机的工作辊和剥毛辊采用硬铝合金材料,减轻了辊子的重量,便于维修人员维修,也减轻了机器负荷;传动大量采用了同步带,提高传动精度,降低噪声。如非织造布梳理机工作辊传动由原来的链条传动改为同步带传动;梳棉机棉网集束器采用气缸控制翻转。

 

4.2.6    增大锡林梳理面积,减少非工作区域面积

在梳理机上尽量提高锡林中心的高度,以便使上部的梳理面积增大,添加较多的梳理元件,提高梳理效果。但不可太高,给维修带来一定困难。如梳棉机锡林中心高由原来的254 mm提高到318 mm,会有更多的空间可安装前后固定盖板和棉网清洁器,以提高梳理质量。

 

4.2.7    提高零部件制造精度,采取紧隔距强分梳

零件的制造精度是关系产品质量的主要方面,保证了辊筒零件的加工精度才能实现紧隔距强分梳。特别是关键件锡林、道夫、工作辊和剥毛辊的圆整度。梳棉机的固定盖板和活动盖板平面度精度等。

 

4.2.8    采用先进合理配套器材提高梳理质量

针布是实现梳理质量好坏的关键配套器材,首先必须针对原料特性选择合理参数的配套针布,其次根据设备的结构和速度选择,三是要选择质量较好的针布,以保证梳理质量和使用寿命。

 

4.3     高机电一体化设计

在线检测控制、高精度、高速、高产、高效、高可靠性是发展方向。

 

4.3.1    采用电磁刹车、伺服控制、在线检测、以太网远程控制等先进的控制方式

梳理机采用了电磁刹车,可实现紧急情况下急停,在最短时间停车,以保护设备和人身安全。采用伺服控制,可准确控制设备的运行参数。在线检测视觉传感等可实现工艺参数的在线检测调整,如梳毛机出网在线监测毛粒多少,便于生产质量控制。以太网远程控制,有利于设备的统一管理和监控。

 

4.3.2    提高电器冗余度、机器的可靠性和运行效率

电器部分的可靠性是机器运行可靠性的保证,目前电器件除使用较好的质量外,设计中要有一定的冗余度。另外检测传感信号必须准确可靠。

 

4.3.3    采用自调匀整装置进行纠偏,提高出条质量

要梳理机出条或出网连续均匀,需增加自调匀整装置,它分为开环、闭环、或混合环。根据检测喂入的原料厚度变化调整喂入机构的速度,根据出条粗细变化调整长片段不匀率。目前高产梳棉机大都带有自调匀整装置。在非织造布梳理机和人造毛皮梳理机上也有采用自调匀整装置的。

 

总之,随着纺织工业的发展,梳理机械向宽幅、高精度、高速度、高自动化方向发展,特别是梳理机械的在线检测调整技术和远程控制诊断管理技术,是未来梳理机的重要发展方向。

纺织梳理机械的现状及其发展
 

《梳理技术》于2017年更名为《纺织技术》,杂志创刊于2000年,由金轮针布公司和原上海纺科院部分老专家,在梅自强院士(已故)的指导下联合创办。黄锡畴(已故)、许鑑良、孙鹏子(已故)、周建平先后任主编。并拥有一支国内外学界权威、行业技术专家组成的编委队伍。《纺织技术》每期发行一万多份,读者覆盖高校、科研机构、纺织企业各层面。成为纺织行业梳理领域内公认的具有极高专业性、权威性的技术刊物。《纺织技术》的宗旨是助力纺织行业进步,致力于行业技术的突破与提升,积极倡导学术争鸣,为技术交流提供平台,坚持免费提供给读者的原则,愿与广大客户和各界朋友携手共创梳理技术美好未来!

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