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精梳棉条条干不匀率探析
刘荣清 (上海纺织工程学会棉纺专业委员会)
0 导言
精梳机棉条条干不匀率(以下简称精梳条干不匀率)是精梳机主要的质量指标，它是精梳纱线、织物质量优劣的基础，精梳织物属高档产品，其布面条干均匀、平整、纹路清晰、条影、手感在很大程度上与精梳条干不匀率有关。我国精梳织物与国外对比，棉结杂质、条干均存在较大差距。国际高端精梳服装面料对棉结、结头和条干不匀要求很高，我国能达到企业不多。
精梳条干不匀率具有周期波，如经并条工序不能较好消除，就将直接影响成纱和织物质量，使织物产生长片段带状或波纹状阴影，同时会形成有规律性的弱环，使织物、纱线强力不匀率增加，后工序断头增多，精梳后并条若采用一道的影响更加明显。
精梳条干不匀率是高速精梳机质量水平的标志，条干不匀率低的精梳机才是优质的精梳机。
近年来，随着技术进步，精梳条干不匀率的整体水平有较大幅度的好转，2001年Uster精梳条干CV统计值水平和幅度均有较大的降低，5%水平为2.74%～2.95%(1989年为3.0%)，50%水平为3.04%～3.38％(1989年为4.8%)，95%水平为3.60%～3.80%(1989年为8.0%)，目前我国一般水平在3.5%～4.0%，仅达95%的较差水平，差距很大。我国精梳机硬件，已与世界先进水平接近，但软件尚有距离，这是导致条干不匀率较差的主要原因。
精梳条干不匀率是纺纱原料、精梳机设备工艺、温湿度等的综合反映，需要综合治理。
1 精梳条干不匀率的特点
1.1 条干不匀的周期性
精梳机锡林每转一次，进行一个钳次的分梳、分离、接合。每一钳次由分离罗拉输出一定长度的须条，这个输出长度因精梳机设计的差别有所不同，被称为“有效输出长度”。它由一定长度的纤维层叠合而成，具有周期性厚薄的变异。分离罗拉输出棉条经台面多根并合喂入牵伸机构。由圈条压辊输出的棉条，很难完全去除条干不匀的周期性。
精梳条干周期波波长可按精梳机传动图计算。
分离罗拉输出棉条的波长λ1=分离罗拉的有效输出长度
台面压辊输出棉条的波长λ2=锡林每一转时台面压辊的输出长度
圈条压辊的输出棉条的波长λ3=锡林每一转时圈条压辊的输出长度
显然λ1与分离机构设计有关。λ2与λ3分别与台面张力变换齿轮和牵伸变换齿轮有关。根据传动图计算: A201E型λ1=37．34 mm，λ2=32～33 mm，λ3=240～300 mm，CJ40λ1=26.59 mm，λ2=31～35.5mm, λ3=320～400 mm。λ2是台面棉条接合波并合同补偿计算的依据，λ3是追踪精梳条接合波存在的依据。
1.2 台面棉条接合强度低，容易造成条干不匀
经梳理的棉网通过分离罗拉接合，一般须条纤维伸直度的抱合力差，强度较弱，经台面牵引时容易产生意外牵伸，造成接合处移位，甚至脱开，形成条干不匀和细节。台面条张力牵伸应偏小控制，但太小又会产生拥条不正常现象。加重台面条定量可以提高接合强度，但又会增加台面的摩擦阻力，而加大意外牵伸，因此这是一个应予充分重视和值得研究的课题，对条干影响较大。
2 改善精梳条干不匀率的探析
2.1 减小分离罗拉有效输出长度增加分离丛结合率
精梳机分离工作长度K是指第一根纤维头端进入分离罗拉钳口到最后一根纤维到分离罗拉钳口的工作长度，也就是分离罗拉运动曲线上开始和结束分离的位置之间纵坐标距离，它加上纤维长度I，即为分离丛长度L，即L=K+I。须丛接合长度G，取决于分离丛长度和分离罗拉有效输出长度S，它们之间的关系如图1，图中L=S+G。
图1 纤维分离丛接合状态
由此可见，L一定时，S愈小，G愈大。
纤维丛接合重叠程度常用接合率η表示，即η=G／S。当G=S时，η=1，纤维丛为两层叠合；当G＞S时，1＜η＜2，纤维丛有部分三层叠合，如图1中W；当G=2S时，η=2，纤维丛为全三层迭合，如图2所示。
当L一定时，减少S值，可使G值加大，增加叠合。须丛差位的叠合数加大，类似并合作用一样，可以改善须条条干不匀率。须丛接合长度G的加大，也可使须丛接合强度加大，可减少以后在牵伸牵引过程中的意外牵伸。
根据分离罗拉运动曲线计算，A201型精梳机K≈60 mm，一般高速精梳机K≈50 mm，如设纤维长度为30 mm，则L=I+K≈80~90 mm，如需须丛三层叠合，G=2S，则L=3S，S=24～30 mm，S中心值=27 mm，表明要达到3层叠合，分离有效输出长度应在27 mm左右，实践证明．A201型分离有效输出长度从46.56 mm(AB型)减少到37.24 mm(C、D型)，PX2型有效输出长度从32.26 mm发展到CJ40型的26.5 mm，条干不匀率均有显著的改善。A201型机台分离有效输出长度应通过改造予以减短。但从理论分析，加工纤维长度改变时，分离有效输出长度需相应变化，这是今后设计新型精梳机必须考虑的。
2.2 按纤维长度、小卷定量、落棉隔距等调节分离罗拉定时
分离罗拉定时关系到须丛的接合质量、分离丛外形及分离丛接合长度。纤维的长度及其分布、短纤维的含量、钳板的定时定位、前进或后退的给棉方式、落棉隔距的大小，都对须丛外形和纤维丛长度有一定的影响。就生产厂而言，分离丛有效输出长度已经定局，不能改变，但分离罗拉定时可以在一定范围内调整，从而对接合长度有所改变。A201型分离顺转定时从9分度调整至10分度，接合长度G从53.01mm增加至53.89mm，对条干的改善也有一定的效果。
加工长绒棉时，纤维长度较细绒棉长，分离顺转定时可适当提早，不然分离开始时容易产生接合弯钩。小卷定量增加，落棉隔距放大，分离顺转定时也宜适当提早，以保证接合良好，国外新型精梳机分离罗拉运动曲线可按加工纤维长度、定量等方便调整，值得借鉴。
2.3 提高接合强度
精梳条干不匀率变差，不少是由于棉条抱合力低，造成接合处位移或脱开造成意外牵伸所致，因此要研究提高棉条接合强度，可采用适当压缩、加大压辊沟槽深度等方法来实现。台面条要求紧密，并呈圆型截面，以减少与台面摩擦。
2.4 改善高速后条干不匀率问题
精梳条干不匀率是精梳机生产水平的质量反映和标志。某机械厂精梳锡林转速与条干不匀率实测数据见表1。
精梳部件是一个非均质、不对称、不平衡机件，速度越高，不均衡性越大，在变负荷的工作条件下，高速条干恶化是必然的。当前采用电脑程序控制的无凸轮、无连杆的新型精梳机为精梳机高速化提供了新的途径，并能方便地调整分离罗拉的运动位移曲线，适应不同长度纤维定量小卷，是新的尝试。
2.5 减少精梳台面条意外牵伸
精梳机的棉条平行伸直度好，抱合力差，须丛接合处是弱环，在台面被动牵引中容易伸长，造成接合处脱开形成细节，恶化条干，可采用如下措施：
(1)尽可能减小台面条的张力牵伸；(2)台面保持光洁，减少摩擦系数；(3)尽可能缩小台面棉条行程距离。(4)增加台面条的强度。
曾对三种机型的台面压辊输出处和后罗拉喂入前棉条作条干不匀率的比较，数据见表2。
从表2可见：
(1)棉条经过台面摩擦，条干不匀率均有不同程度恶化。
(2)FA251B型因台面张力牵伸较大，且台面较毛糙，条干不匀率恶化最严重，条干不匀的增长率达26.39％。
(3)A201C由于小卷质量较差及精梳工艺等原因，本身条干不匀率较高。
(4)采用台面压辊输出处与后罗拉输入前棉条的条干不匀率对比，可以鉴别台面张力牵伸和台面状态是否正常。
同时对FA251B型逐眼条干不匀率进行追踪，从1~8眼的棉条行程从大到小。1~8眼的逐眼条干不匀率（%）为：27.5、22.6、20.5、16.8、18.4、16.9、19.7、18.9，平均为20.16。
可以证实，在台面光洁度较差的情况下，棉条经台面距离愈长，摩擦阻力愈大，意外牵伸造成不匀也愈大。
2.6 调整台面条输出路程补偿周期波的条干不匀
图3为理想周期正弦波的并合。如果能人为地使台面并合时将规律性周期波的波峰和波谷合并，则可取得一定的效果。
设A为甲棉条条干不匀率理论曲线，B为乙棉条条干不匀率理论曲线，如图3所示，两者如按二分之一波长λ合并，则不匀率趋向于零。
图3 理想周期正弦波的并合
实际上精梳条条干不匀率理论曲线是头部较为尖锐，不完全对称的非正弦波曲线，但与正弦波近似，可以借鉴其合并原理，用台面棉条输出路程的差距获得周期波的补偿，降低条干不匀率。
如图4所示，将输出的6或8根棉条通过改变偏心导柱形成不同的路程，其差距为0.5λ×奇数整数，使周期波互相补偿。新型精梳机设计台面导柱均有较大的偏心距，可调节其位置并结合测试条干以取得最佳效果。
图4 台面条的周期波补偿
目前多数精梳机在分离罗拉输出棉网进入压辊时，采用斜向汇聚进入喇叭口的方法，也可达到不匀波的补偿，但由于波长差距较小，对于λ较大的周期波效果并不显著。但对片段较小的牵伸不匀，则有一定的效果。
台面压辊输出棉条的波长λ2等于锡林每一转(即每一钳次)台面压辊的输出长度，见标题1.1的计算，由于台面条张力牵伸，波长会有所增大。A201E型一般为33~35 mm，CJ40型一般为33~36 mm。
2.7 推荐采用“预并条机→条并卷机”的精梳准备工艺
目前采用的精梳准备工艺有：预并条机→条卷机、条卷机→并卷机、预并条机→条并卷机三类，综合评价以“预并条机→条并卷机”较好。条卷的纤维伸直平行度最好，精梳落棉中短绒率较高，精梳条条干也较好。
2.8 推行自调匀整装置改善中短条干不匀率
如Uster Sliverguard棉条中短片段自调匀整装置，可以安装在精梳机上。
3 精梳条常见条干不匀的原因和其波谱图
七种情况的波谱图如图5。
(1)棉条接合不良、定时不当或棉条输送张力太大。图5（a）A201E的波长一般为240～300 mm；CJ40型一般为320～400 mm。
(2)下分离罗拉不良、罗拉轴承损坏，见图5（b）。
(3)台面张力太大、牵伸罗拉缺陷、卷条效应见图5（c）
(4)分离罗拉定时不当、偏心和顶梳碰上分离罗拉，见图5（d）。
(5)给棉罗拉缺陷或轴承损坏，见图5（e）。
(6)罗拉隔距太大、压力不足，见图5（f）。
(7)前罗拉偏心、弯曲或前罗拉齿轮不良，见图5（g）。
图5 精梳条条干不匀及其波谱图
4 结语
(1)精梳条条干不匀率是精梳纱线、织物质量的基础，是精梳机能否高速运行的标志。
(2)精梳条条干不匀率的特点是具有周期性，它是由于棉条周期性分离、接合造成的。可通过优选工艺、精心调整以减小其影响。推荐采用26mm分离罗拉有效输出长度，确保须丛三层叠合以改善条干。
(3)改进精梳机台面条和牵引路程设计等考虑精梳条周期波的补偿，提高并合效果，减少意外牵伸，降低条干不匀率。
(4)改善精梳条条干不匀率必须针对加工纤维的性能，小卷定量、给棉长度、分离罗拉顺转定时和精梳机速度作相应调整，并正常设备状态、加强温湿度控制等进行综合治理。
5）改善精梳条条干不匀率，最关键的应着眼于纤维分离丛形态的研究，形态不良，分离接合质量不可能有较大改变。因此分离罗拉运动中的分离工作长度应该作为课题研究的重点，也就是分离罗拉运动中变速调制部分的合理性问题，尽量延长分离工作长度，确保分离接合质量的提高。
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