DK903梳棉機工藝設計探析

  本文以DK903型梳棉機紡棉和紡超細纖維為例,分析了針布、速度及主要隔距的配置情況，探討了DK903型梳棉機工藝設計思想。DK903型梳棉機通過采用較重定量、配置Graf針布、增加固定附加分梳件根數與針布密度，配置三刺輥系統及采取較小梳理隔距，加強了纖維分梳，提高了梳棉產量和質量。

    在ITMA95上，特呂茨勒公司首次推出了DK803型梳棉機，由于DK803型梳棉機在提高產量的同時質量也得到提升，因而受到紡織廠歡迎，據統計，在隨后幾年間，該機已銷售出5000余臺。在ITMA99上，該公司又推出DK903型高產型梳棉機，DK903型梳棉機在保留DK803型機主要特點基礎之上又做了一些新改進，使其產量、質量更高。關于DK903型梳棉機主要結構特點，國內已有作者作過介紹，但關于其工藝設計特點方面還未見報道。本文以DK903型梳棉機紡棉和超細纖維工藝設計為例，探討DK903型梳棉機工藝設計思想，供紡織廠在制定梳棉工藝時參考。
    1產量與定量   
    DK903型梳棉機最大產量為140 kg／h，定量范圍為4 g／m～10 g／m，在實際生產中紡超細纖維(0．69 dtex～0．99 dtex，38 mm～40 mm)產量為45 kg/h～55 kg／h，定量為5 g／m，紡棉時其產量為75．2 kg／h，定量為5．55 g／m。可見DK903型梳棉機實用產量是比較高的，其定量選擇也比較重，其中紡超細纖維時定量屬于中定量范圍，而紡棉時定量則為重定量范圍。
    2  針布配置
    表1列出了DK903型梳棉機選用針布情況，為進行對比，也將20世紀80年代國內FA201型梳棉機針布配置情況及DK903型梳棉機紡超細纖維所選用針布密度情況也一并列出。
    從表1中可看出，DK903型梳棉機所選用的是公認為世界一流的Graf針布，其配套方式也采用Graf配套設計思想。
    在三刺輥系統中針布配置有獨到之處，第一刺輥配用的是梳針，而第二、第三刺輥則配置的是鋸齒針布。由于第一刺輥是對纖維進行握持分梳，因而選用對纖維分梳能力高、損傷小、除雜強、耐磨性好、密度較小的梳針，這對提高梳理質量是相當有利的，而第二、第三刺輥對纖維進行的是自由分梳，故選用工作角較小(20°)、齒密大的鋸齒針布以加強對纖維的分梳。以上針布配置，再加上二較高的速度配置和每個刺輥所附加帶吸風塵刀的高密度固定分梳板[為90齒／(25．4 mm)2，是已知刺輥下分梳板密度比較大的一種]，可使三刺輥系統對纖維分梳、除雜能力大大提高，為錫林蓋板區采用小隔距、高速度、強分梳提供了良好的先決條件
    錫林針布采用的是當今世界上工作角度最小、齒高最小、基厚最小、齒密較高的P-1840S×0．4型針布，這說明，當產量提高時，其也遵循矮、小、薄、密的錫林針布選用規律。蓋板針布也選用520齒／(25．4 mm)2的高密度針布，以加強對纖維的細致分梳.
    為了更好地說明DK903型梳棉機分梳特點，將DK903型梳棉機與產量在30 kg／h左右的普通高產型梳棉機的分梳度進行了計算，其計算結果見表2。

    由表2結果我們可以看出，DK903型梳棉機盡管產量是普通高產型梳棉機的2．6倍，但其刺輥分梳度卻遠大于普通高產型梳棉機，其中第二刺輥的分梳度和第三刺輥的分梳度分別是普通高產型梳棉機的2倍和3．4倍，盡管錫林分梳度比普通型梳棉機的要低一些，但其前后固定蓋板動態分梳度均比普通高產型梳棉機要大出許多，如后固定蓋板要比之大2．78倍(r=10％)、4．15倍(r=15％)，前固定蓋板比之大1．7倍(r=10％)、2．5倍(r=15％)。可見DK903型梳棉機提高產量主要措施在于增加刺輥分梳板密度和根數、固定蓋板根數與齒密，例如其前后固定蓋板根數比DK760型梳棉機多4根，比FA201型梳棉機多5根。同時采用較大密度錫林針布和較小蓋板針布工作角，這些設計思想是我們在今后高產型梳棉機的制造和使用中要加以借鑒的。
    3速度的選擇
    DK903型梳棉機紡棉和超細纖維、FA201型梳棉機紡棉時主要部件的速度情況見表3。

    3．1  刺輥速度
    DK903型梳棉機采用了三刺輥系統，因而其速度配置也是有特色的，第一刺輥采用了梳針，且其選用速度也比較低，為992 r／min，僅相當于直徑為250 mm刺輥速度684 r／min，這么低的速度對減少纖維損傷十分有利，其第二刺輥和第三刺輥由于是自由分梳，因而其速度比較高，分別為1540 r／min、2018 r／min，分別相當于直徑為250mm刺輥的1062．6 r／min、1392．42 r／min，要大于普通高產型梳棉機刺輥速度(955 r／min)。紡超細纖維時，三刺輥速度略為降低一些，但幅度不大(盡管產量也不太高)，其原因是纖維較細，為了增加開松能力，其速度也不應太小。
    3．2錫林速度
    錫林速度是決定梳棉機產質量的一個極其重要的參數，一般認為，當產量高時，錫林速度應隨之增加，但選擇多大為宜要根據原料含雜、設備、質量等方面情況而定。除非對除雜要求特別高，一般從除雜、纖維損傷，電力消耗等方面來說，高產時，錫林速度以取450 r／min左右為宜，DK903型梳棉機采用了450 r／min的錫林速度，比普通高產型梳棉機高90 r／min。當紡超細纖維時，還是主張采用較高錫林速度為宜，以此來加強對纖維轉移，DK903型梳棉機采用360 r／min，與國內外其他紡超細纖維型梳棉機錫林速度相類似。
    3．3蓋板速度
    DK903型梳棉機蓋板運動方向與錫林相反，其速度范圍是80 mm／min～320 mm／min。根據文獻對同樣是蓋板反轉的C4型梳棉機的研究表明，當提高蓋板速度時，纖維帶出雜質和短絨增加，但可能對纖維損傷加劇，故提高蓋板速度對總的質量改善無明顯效果。DK903型梳棉機紡棉時采用的是中等速度210 mm／min，紡超細纖維則因雜質少等原因，選用低速140 mm／min..
    4  隔距配置
    表4列出了DK903型梳棉機紡棉、紡超細纖維及FA201型梳棉機紡棉的工藝隔距。DK903型梳棉機采用清梳聯與之聯接，故纖維進入給棉板時比較蓬松，因而給棉板與第一刺輥采用了1mm大隔距，以減少纖維損傷，其紡超細纖維亦采用了1 mm大隔距。而FA201型梳棉機采用棉卷喂入，故其選用隔距比較小。

    DK903型梳棉機無論是紡棉還是紡超細纖維，其錫林與刺輥間隔距均與普通高產型梳棉機相同，采用了小隔距，以加強對纖維轉移。
    后固定蓋板隔距紡棉采用0．46 mm、0．41mm配置，在如此高的產量和錫林速度條件下，此點隔距是比較小的，但由于與其配套開清棉開松能力和除雜能力強(如采用CVTi型機等)，三刺輥系統分梳、除雜能力強，使喂入到錫林上的纖維束較小且均勻，故采用較小隔距是可以理解的。由表4可看出，FA201型梳棉機采用隔距較小一些，可能其短絨、雜質較高是原因之一(因與其配套開清棉開松、除雜能力較差).
    錫林與蓋板分梳區隔距：該區是除雜、減少棉結最重要的區域，特呂茨勒公司認為占90％的結雜在此清除，因而此隔距選擇極為重要。DK903型梳棉機由于采用了PFS精確調校蓋板隔距系統，可使錫林與蓋板隔距相當精確，而精確隔距可使棉結平均含量降低20％左右，可見隔距準確的重要性。
    DK903型梳棉機在產量高的情況下，其隔距仍比DK760型梳棉機要小DK760型梳棉機紡棉為0．25 mm，0．23 mm，0．20 mm，0．20 mm)。從表4數據可以看出，DK903型梳棉機與FA201型梳棉機相比要大一些，但其實際運行隔距卻相差不大。分析如下：當錫林高速時，因離心力等原因會引起滾筒膨脹，其膨脹與速度關系見圖l。

    根據圖1可以看出，當錫林轉速為360 r／min時，錫林膨脹約為0．02 mm，而450 r／min約為0．03 mm，故DK903型梳棉機因滾筒膨脹而導致的實際隔距為0．20 mm，0．20 mm，0．20 mm，0．17mm，0．17mm，0．17 mm。FA201型梳棉機實際隔距為O．21 mm，O．18 mm，0．16 mm，0．16 mm，0．18mm。另外，當錫林加速時，因受熱也可引起滾筒膨脹，其膨脹與時間關系見圖2。值得注意的是圖2是在空車時梳理受熱膨導致隔距變化，可以推斷如有纖維生產、高產、錫林速度高時，因受熱膨脹而引起滾筒隔距變小情況要比低產低速時數值要更大一些，因為此時纖維與針布滾筒、纖維與纖維間摩擦作用都比較大一些。這種情況在隔距小時尤為嚴重，這是由于當隔距小時，錫林受熱升溫膨脹情況加劇，導致隔距變小；隔距變小，又會使升溫進一步加劇，錫林進一步膨脹，隔距進一步變小。
    因而，我們可以認為DK903型梳棉機的錫林膨脹在隔距小時更為嚴重。在高產時由于受熱和離心力等因素影響，其實際隔距可能是要小于FA201型梳棉機。當紡超細纖維時，為避免纖維損傷，其隔距比棉要大些。
    一般認為，錫林與道夫隔距小些纖維轉移和分梳比較有利，因為此點隔距小，可使錫林與道夫間梳轉區長度更大，這樣既有利于纖維轉移，又可加強纖維梳理。由表4可看出，DK903型梳棉機紡棉時其隔距要大于FA201型梳棉機，但根據以上分析，實際上相差不大，紡超細纖維時，DK903型梳棉機隔距比紡棉要小一些，這是可以理解的，因為要加強纖維轉移。
    從表4中可以看出，前固定蓋板與錫林隔距DK903型梳棉機紡棉時要比FA201型梳棉機大，但如果考慮高速與受熱引起錫林滾筒膨脹這一因素，可以推斷二者隔距相差無幾，如果再考慮到DK903型梳棉機產量是FA201型梳棉機的2．6倍，那么纖維的分梳強度還是相當高的。
    5  結論
    以上就DK903型梳棉機的產量、定量、針布、隔距、速度等方面的特點進行了簡要分析，從中可以看出，DK903型梳棉機提高產量質量的主要工藝措施是采用較重定量；采用Graf針布并應用其配套思想，以此來提高對纖維的分梳能力；固定附加分梳件根數、密度增加，其動態分梳度遠大于普通帶固定附加分梳件的高產型梳棉機；三刺輥系統第一刺輥采用較低速度(再加上采用較低密度梳針和大隔距)以防止纖維損傷，第二、三刺輥則采用較高速度和較高齒密以加強纖維分梳與除雜，錫林采用450 r／min較高速度，以加強纖維分梳；錫林與道夫采用較小隔距，以加強對纖維的分梳與轉移。