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浅谈梳理机的发展与针布工艺配量
冯学本（无锡嘉元非织造布研究所）
0 前言
发展新思路和新构想，为我们了解行业的发展趋向、指导非织造机械的技术进步提供了依据，国外厂商都非常强调自主创新，重视自我知识产权，形成有个性化的产品及核心竞争力。非织造布机械以其独有方式蓬勃发展，创新点点滴滴发生于我们周边，只要善于思考，努力钻研，就能激发无穷的灵感，开发出市场需求的产品，为企业赢得最大利润。
对于干法非织造生产系列，无论开清还是梳理，只要是短纤维开松，就必须用各种规格型号针布来满足不同功能变化的针布辊。梳理机历来又是干法非织造产业、质量的核心及生产线的命脉，现就国外设备供应商对梳理机的开发创新作一简介与大家分享。
1 典型梳理机制造商创新特点
1.1 梳理机的起源
原HERGETH HOLLNGSWORTH公司是梳理机的领军公司，其早年开发的WZMK5-6.330杂乱梳理机可以生产出横向高强度非织造布。通过纤维随机排列，形成各向均匀棉网，非织造布的拉伸性能可以通过前道工艺及成型工艺来改善。
该公司具有多年的罗拉设计经验、高精度罗拉尺寸控制和HERGETHHOLLNGSWORTH金属针布，这些综合因素生产出高质量非织造布。为了生产出定向纤维类型的棉网，将锡林固定在道夫和剥棉辊中间。并可根据实际工作需要拆卸各罗拉。喂入辊由直流电机控制，工作罗拉和转移罗拉由无极变速箱和直流电机控制，道夫和剥棉辊由三相电机和涡轮离合器控制，锡林由直流电机控制。该电器系统能够适用于较大范围的纤维。现这套系统功能已由HERGETH HOLLNGSWORTH的合作伙伴开发实现，经过长时间使用，已达到成熟系统。
新的剥棉体系可配合高速度，最大达200 m/min。选择合适纤维规格、重量及喂入速度，利用HERGETH HOLLNGSWORTH梳理机可生产出纵横向比从10∶1~3∶1的棉网。该棉网适用于任何非织加固形式和相应要求。
1.2 K12-DIRECT气流梳理机
该设备是在原菲勒公司RSP-V21/R-K12+HL气流成网机的基础上经过优化整合的升级型气流梳理机，其结构保留了原V21设备的一部分精华，并将其与K12出口结构有机结合，大大简化了结构、减少了纤维的损伤、降低了加工成本、缩小了占地面积。见图1。
图1 K12-DIRECT气流梳理机的改进点
1.3 带西格玛输出装置的戴尔塔梳理机
德国丝宾宝公司开发出带西格玛输出装置的戴尔塔梳理机，可以改善在线梳理机和交叉铺网的纤网均匀性，提高生产能力。公司应用这一开发技术建立了纤网均匀度高性能梳理机的新标准。梳理机上的锡林和罗拉被设计和制造得非常非常精密，并由钢、铝或碳纤维等材料制成，并配置不同规格型号的金属针布。纤维的转移是通过位于胸锡林和主锡林之间多个转移辊上针布的特殊排列来完成。转移辊是以三角形（戴尔塔）的排列并形成一个双向转移装置。这种转移系统获得了极佳的纤维混合效果，并且可调节转移比。
丝宾宝公司公司的DeltaCard是一台普通的双道夫梳理机，在这里预梳锡林和主体部分通过三个三角形分布的传送辊连在一起，其中一个是随机辊，目的是为了增加输送量并改善纤维的混合。双层的网传送到DiIo的Hyperlayer机器上，该设备看起来类似老式的驼峰，但必须说明它是唯一能接受喂入速度200 m/min的交叉铺网设备。在交叉铺网喂入端的Profiline CVl纤维网控制装置将重量轻的部分准确地定位于絮片的边缘，对以后在针刺过程中这些边缘的增厚提供一个事先的补偿。Profiline CVl被新开发的Proximax单元控制，作为闭路系统的一部分，还有测定纤维网侧面的X—光扫描系统。Hypetlayer与Proximax的结合使得纵向与横向的重量分布高度均匀。这一自动调节和纤维网成型过程为节省纤维提供了保证。横向与纵向纤维网重量控制的越好，最终产品的重量就可能越小，从而节省纤维原料。
1.4 WM2+2梳理机及喷射梳理机
意大利F.O.R是一家历史悠久的梳理机专业制造公司，所提供的梳理技术设备具有灵活、高速、高效这三大要素，现介绍两个产品。
1.4.1 WM2+2梳理机
它是以高产、优质为目的而设计的梳理机，它在两个锡林之间装有专利的双道夫系统，其特点是使纤维在第一锡林产生最佳剥离，并在中间区域将纤维分开，从而改善了纤维的混合以及在第二锡林上的分配。另外，与传统的梳理技术相比，中间区域采用双道夫以及外加2个工作辊，梳理机的产能有所提高。
WM2+2梳理机的产能可提高到12 吨/日，目前在国内已有多家用户使用。见图2、3。
图2 WM2+2梳理机
图3 WM2+2的结构形式
1.4.2 喷射梳理机
射流梳理机，利用射流原理，取消主锡林上的剥取辊，使产量大大提高，日最高产量可达30吨以上。带有吸风系统的气流控制装置，在这种机型上，喷射气流梳理取代了传统的工作辊、剥取辊式的机械梳理方式，其特殊装置所产生的气流将纤维从工作辊上剥离下来，从而避免了施加在纤维上的机械应力，而传统机型上这种应力不可避免地施加在剥取辊上。其特点是：
（1）梳理发生在两个凸面的切点上，梳理柔和；
（2）纤维梳理途径最短，减少机械应力和热应力；
（3）减少棉结。
带EV03凝聚装置的射流梳理机：
（1）独特的功能：
a．最快的梳理机；b．顶级质量和均匀性；c．对纤维作用柔和；d．纤维全面可控。见图4。
图4 空气射流高速梳理机
（2）射流工作原理：配置了转动较慢、包裹针布的工作辊，取消了剥取辊，在剥取辊位置安装罩板来形成压差式的射流功能，形成带有EV03凝聚装置的射流梳理机，在主锡林上方的工作辊之间配有的罩板，有利于减少纤维的损伤，改善纤维网的稳定性。由于锡林高速运转在其周边形成负压，工作辊~罩板的狭缝就会有大量空气形成一股气流冲向主锡林，“射流”就会使工作辊上带住的纤维重新返回到主锡林上，从而取代了传统的剥取辊。见图5。
图5 射流梳理机工作原理
1.5 盖板式梳理机
博尼诺（Bonino）公司于2008年收购比利时著名的毛纺/非织造设备制造商HDB公司后，继而推出了高速梳理机“BOOSTER CARD”和高速交叉铺网机。融合了HDB最新技术的“BOSSTER CARD”以及其他设备的推出，使得这家具有近100年历史的BONINO公司企业的产品结构更加丰富，客户在购买生产线时将有更多的选择。
意大利BONINO—HDB公司经过重新设计制造的高速高产梳理机：胸锡林直径1270 mm，配置大于其他同行梳理机；胸锡林到主锡林采用双转移，有利纤网的转移；具有完善的气流管理体系，稳定了纤网的CV值；漏底为专用结构型材，刚性好并可自动开闭；同时配有高速杂乱结构，梳理速度可达200 m/min，推出的盖板式梳理机，其特性能适应特殊的纤维、减少棉结的产生。
盖板式梳理机与罗拉式梳理机不同，主要区别在于梳理单元由转动罗拉改为固定盖板。这种结构由于盖板是静止的，它与锡林的相对速度较大，避免了纤维的缠辊现象，而且盖板与纤维的梳理接触为面接触（罗拉式梳理机纤维为线接触），梳理较充分，纤网均匀、机内飞花棉尘少、不紊流、可局部更换针布、针布可以逐步由疏变密、梳理工作面大、纤维可短到18 mm、维修调节方便；但对纤维有一定程度的损伤。见图6。
图6 盖板式梳理机
据Bonino公司提供的盖板式梳理机与罗拉式梳理机的性能对比见表1。
1.6 三锡林梳理机
意大利Bematic的HI91—2T型梳理机，其门幅3000 mm、采用Volumetric容量式供棉箱；梳理机的每只锡林外边以及出料锡林的全幅宽都附有抽风装置，所以飞纤会被吸附并重新喂到开棉机去。见图7。
图7 三锡林梳理机
2 梳理隔距与针布
2.1 梳理机隔距比较表
梳理机上全套大大小小几十根辊筒，均按照其作用配置了针布，而且各辊筒隔距也有各家公司的考虑，列举国外公司的隔距配置，见表2。
2.2 针布配置的选择依据
2.2.1 梳理原理
（1）分梳：两齿面平行；同向运动；速度差五倍以上，纤维凝聚在速度较慢的针齿上。
（2）剥取：两齿面交叉；反向运动（或者按针齿方向互为同向）；纤维传递到速度较快的针齿上。
2.2.2 各部件相互作用及针布配置
（1）锡林/工作辊——分梳作用；工作辊针布工作角度25°~40°；锡林针布工作角度10°~15°。
（2）工作辊/转移辊——剥取作用；转移辊针布工作角度25°~30°。
（3）转移辊/锡林——剥取作用；周而复始。
（4）锡林/道夫——分梳、剥取作用；道夫针布工作角度30°~40°；齿深约2.2 mm。
2.2.3 针布性能要求
（1）较强的握持能力、锋利度与合适的工作角度。
（2）粗糙度小于0.4 μm；齿尖硬度HV720~820，淬火硬度大于2/3齿深，2/3齿深处硬度大于HV600，齿高偏差小于0.02 mm，不能有毛刺。
（3）良好的齿形与容隙。
（4）适当的密度：锡林250~400 齿/（25.4mm）2、道夫220~300 齿/（25.4mm）2、横向/纵向大于1.75。
（5）材质为合金钢或优质中高碳钢（宝钢SWRH57B、72B、82B）。
2.2.4 针布参数对产品的影响：
工作角影响对纤维的握持力、分梳与转移。
（1）锡林工作角：
工作角较小——纤维不易沉入齿底，有利于转移。
工作角较大——纤维沉向齿根，抓取梳理作用强。
工作角过小——握持力差、纤维易外滑。
工作角过大——纤维沉量太大，充塞齿间隙，不利于转移。
锡林针布工作角度10°~15°。
（2）道夫和工作辊工作角：
工作角大——转移率高，纤维缠结少。
工作角过大——影响分梳与均棉效果。
道夫和工作辊工作角取30°~40°。
（3）齿背角：
齿背角大——齿尖穿刺能力强，分梳效果好。
齿背角过大——齿尖强度减弱，易断裂，抗轧性能差。
齿背角取15°~30°。
（4）齿密：
齿密N=25.42/（P·b1）
P：齿距 b1：基部宽
纤维越细，密度越大；密度过大，齿间隙变小，降低容棉量，产能下降，握持力增大；一旦拉断纤维，产生短绒，增加落棉，易充塞针布，形成纤网破洞和棉结。
梳理速度越快，纵向齿密应越小；此时可适当加大横向齿密（高速梳理机纵向齿密已由一般梳理机的12~14 齿/25.4mm降为10齿/25.4mm）
2.2.5 总高H1、齿深H 6、基部高H2
H1由H6与H2决定。
锡林H6取0.6~1.1 mm；道夫、工作辊、凝聚辊H6取2.2~3.2 mm；H2一般取1.2~1.4 mm；齿密N与总高H1成反比。
今天，我国非织造机械产量已成为世界大国，但我们还不是非织造机械的世界强国，站在世界的舞台上，以全球化的视角来衡量自己，我们的企业务必静下心来，脚踏实地做一些探讨性、研发性的工作，利用新技术的不断研发，以成果转化为生产力的快速优势，加快价值的创新和往价值链上游的延伸。
当下全球经济疲软、而中国又是个快速发展、人口众多的博大市场，欧洲全进口设备的高额生产成本使中国市场逐渐降低了对全进口的依赖性；国内设备供应商在不断提升设备结构、材料、热处理、加工精度、规范装配的基础上，努力改进自身的短板；而进口设备供应商针对中国市场也纷纷开始在中国组建独资生产组装基地，以满足中国及全球不同市场的需求，这些现状都为中国非织造机械的发展带来了商机，也给国内设备供应商带来新的思考。
《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！
