1 新型针布与高产梳棉机

　　金属针布的采用不仅能提高梳棉机的产量和质量，更重要的是为高速梳理创造了条件。它在高速回转中不变形，并加强了分梳除杂等作用，锡林刺辊速度成倍提高，锡林从180r／min逐步提高到360r／min～600r／min，刺辊也从450r／min逐步提高到1000r／min～1300r／min，梳棉机的产量更是从4kg／h提高到20kg／h～50kg／h～100kg／h，从而促进了高产梳棉机的迅速发展。可以说，没有金属针布的应用，就不会有今天的高产梳棉机。20世纪90年代以来，国内外各公司(厂)相继推出了具有当时国际先进水平的C51型、DK803型、DK903型、MK5D型、C501型、FA203型、FA204型、FA218型、FA225型等设计产量可达50kg／h～140kg／h的高产梳棉机。随着锡林转速的提高，离心力增加，梳针上纤维滑脱趋势增加，为改善握持分梳的能力，针齿工作角必须随锡林速度的提高而减小(见表1)。随着梳棉机产量的增加，针布负荷增加，梳理度下降，为此必须设法减轻针布负荷，增加梳理度，因而锡林针布的齿高随产量增加而减矮，齿密随产量增加而加密(见表2)。由此就形成锡林针布向“矮、浅、尖、薄、密、小(212作角和齿形小)”发展的特点，相配套的道夫、盖板针布也向相应的方向发展。

　　2 新型针布的特点及其梳理效果

　　2．1 新型金属针布的特点

　　新型锡林针布(棉型)的特点为“矮、浅、尖、薄、密、小(工作角小、齿形小)”，由它决定了新型针布具有优良的纺纱性能。近年来这些特点有了进一步的发展。

　　(1)采用小工作角。梳棉机的分梳主要由刺辊部分的握持分梳和锡林盖板部分的自由分梳组成(不计各附加分梳件的自由分梳)，而且后者是更为细致充分的梳理，为使两针面间产生优良的自由分梳作用，必须使两针面(锡林盖板)的梳针具有良好的穿刺纤维层及棉束的能力和良好的抓取与握持纤维的能力。只有这样，才能使梳针刺入并牢牢握持纤维和棉束进行两针面间的梳理。新型针布首先把工作角减小，以尽量满足分梳的要求，而采用矮齿浅齿、提高光洁度及道夫针布采用小工作角度并增大齿深等措施来解决转移问题，因而锡林新型针布的工作角越来越小，有75°、65°、60°，甚至50°，极大地提高了针布对纤维的分梳作用，减少了滑脱纤维，使浮游纤维减少，生条棉结、纤维伸直度、均匀度、梳理度及成纱质量得到极大改善。

　　(2)采用矮齿浅齿。采用矮齿浅齿针布，使纤维处于齿尖，与另一针面(盖板、道夫)的接触长度和作用齿数增加，有利于纤维的分梳、交替和转移等作用，提高了梳理效果和均混效果。转移率大，针布纤维负荷轻，对减少棉结有利，并解决了更小工作角针布的转移问题。为进一步减小工作角和增加齿密创造条件，同时使小工作角的针布扩大适应锡林速度和纤维种类的范围。因此，减小工作角，就必须采用更矮更浅的针齿。采用矮齿，还能提高针齿的抗轧强度，使锡林针布不易轧伤，且不易嵌破籽。由此可见，矮齿、浅齿虽然制造困难，但由于上述梳理工艺上的优点，随着高产梳棉机的发展，针齿还将不断地减矮减浅(见表2)。过去曾经认为“随着梳棉机产量的加大，锡林负荷增加，齿深hc如不加大，纤维会容纳不下”。但加大hc后，并未达到预期的质量效果，反而引起锡林负荷增加，棉结增多。实践说明，适当减小hc对高产优质有利。从使用1年～2年后的锡林针齿电子显微镜照片可以看出，纤维仅与针齿上半部的工作面、棱边棱角、齿顶相接触，根据大量电镜照片说明，纤维磨损针布深入齿根的高度hcv，(称纤维作用深度)与针布规格有关。可把齿深hc分为两部分，hc＝hc1 hc2

　　式中：

　　 hc1—针齿工作面自齿顶开始直线部分的深度，工作角为αc；

　　hc2—针齿工作面直线下部带负角或圆弧形部分的深度，其角度大于αc，且大于90°(或很快将大于90°)对纤维有上浮作用。

　　十分明显，纤维作用深度与hcl有关，且hcv＝hc1 Δh，而Δh：0．05mm～0．1mm。由于Δh很小，故纤维作用深度hc主要取决于hcl，目前世界各国针布制造厂普遍改用浅齿设计，hc1值一般在0．3mm～0．5mm左右。设计一种针布，hc1一旦确定，hcv也就随之基本确定，因此hcv是可以由人为因素加以控制的。 根据A186型梳棉机的产量25 kg／台·h、FA201型梳棉机的产量40kg／台·h，假设转移率为13％左右，可计算出每齿作用的纤维仅为0．3根～0．4根，而纤维的平均直径为0．012mm～0．019mm，各种针布的hc在0．4mm～0．6mm是完全能够满足梳理作用的，这就是说高产梳棉机采用浅齿矮齿是不成问题的。

　　(3)采用薄齿、密齿。增加齿密，有利于增强对纤维的握持、分梳能力，特别是横向增加齿密，更有利于增强把纤维束分梳成单纤维的能力，因而密齿、薄齿具有增加分梳，降低棉结，改善棉条均匀度、棉网结构、纤维伸直度和提高成纱质量，减轻齿尖磨损的功能。采用薄齿后，必须与矮齿相结合，以利于针布包卷。当进一步采用薄齿后，产生另一特点是增大横纵向齿密比，更有利于纺纱质量的改善。

　　(4)采用矮齿。齿深h可以相应减小，齿深减小后(即更浅)，对于工作角小的针齿针布，有利于纤维的转移和纺纱质量的提高，而且还有齿尖、平整、光洁、耐磨等特点。

　 新型道夫针布主要的特点是解决锡林针布矮齿、小工作角后的纤维转移和引导高速气流问题。道夫针布的特点是：

　　①道夫采用小角度；

　　②增高齿高以增大齿间容量；

　　③采用圆弧形如N4025B型针布。因而新开发的产品有M5025型、M5030型、M4025B型(Graf)、5025型、4327型(Ecc)和5030型(金井)等针布。

　　比利时尚有总齿高为3．7mm、工作角分别为63°、62°、60°的道夫针布，虽齿总高减矮，但齿深并未减小。表3为我国初期(仿苏型)、中期(JT34型、JT38型、JT206型、SAD3A型、JD4型等)及近期国内外道夫针布(40系列、50系列、37系列)的主要规格参数。为了证实齿间容量对道夫转移的影响，曾以刺辊锯条包于道夫表面(H＝5．6，α=75°，P＝5．65，h=3．85，W＝1．09，N=105齿)进行三班生产，运转正常，生条质量良好，仅因齿密太稀，略影响棉网外观。这足以说明，齿距、齿深(齿高)加大，齿间容量增大，有利于转移。

　　2．2 新型盖板针布的特点

　　圆形钢丝的老盖板弹性针布，因在高产梳棉机上纤维过量充塞和脉冲梳理力显著增大，超过其承受能力而发生较大的变形，实际握持角增大，使棉束和纤维不能牢固的握持在梳针上，甚至使纤维从梳针上滑脱，因而分梳作用降低，棉结增加。尤其是老型号盖板针布的横向针尖距一般在1．0mm～0．8mm左右，而新型锡林针布基部厚度已减小到0．65mm～0．4mm，二者不相配套，影响了梳理效果。故新型盖板针布有以下特点。

　　 (1)增强梳针的抗弯性能并加强底布，采取的措施为减短梳针的高度；采用异形钢丝，以提高梳针的抗弯性能和梳理性能，如扁圆形、椭圆(双凸)形钢丝等；加大钢丝直径和截面尺寸；采用高碳钢和合金钢，提高钢丝材质，改善梳针抗弯性能和耐磨性能；改进底布结构，增加底布厚度(胶合层次增多)，表面复合硫化橡胶层，以使植针稳固，并富有弹性。

　　(2)改进针布的植针排列和减小横向针尖距。试验证明：减小针齿的横向针尖距能加强分梳，改善梳理质量，因此，目前新型锡林金属针布的基部厚度已减小到0．65mm～0．50mm，甚至0．40mm，而国内与其配套的盖板针布其横向针尖距一般在1．0mm～0．8mm左右，这是一个矛盾。因此，新型盖板针布都采用各种特殊排列(包括稀密错位排列)，例如JST系列，TS系列等，使横向针尖距缩小到0.5mm以下，纵向针尖由稀到密渐增，以改善分梳除杂效能，达到减少棉结，减少纤维损伤，提高产品质量的目的，例如PT型、JPT型、TP型、MCH52型等。

　　(3)提高盖板针布针尖的锋利度、光洁度、平整度和耐磨度；在保证抗弯性能的情况下适当增加盖板针布的齿密；盖板针布采用较小的工作角。

　　2．3 新型刺辊齿条的特点

　　刺辊的主要任务是对纤维和棉束进行握持分梳，并清除其中的杂质，然后把分梳过的纤维顺利地转移给锡林，并在此握持分梳过程中，应尽可能地少损伤纤维。刺辊锯齿的优良规格参数是完成上述任务的保证。为此新型锯齿应有以下特点。

　　(1)适当加大锯齿工作角。长期以来，国内刺辊锯齿工作角一直采用75°，新型锯条锯齿工作角纺棉时应增加到80°～85°，棉型化纤增加到85°～90°，而中长化纤增加到90°～95°左右。

　　 (2)适当增加齿密，提高齿尖的锋利度。齿密增加，使齿尖锋利度提高，有利于对纤维的分梳作用。但齿密的适当增加，有可能影响后车肚落杂作用，因而必须要与适当加大锯齿工作角相结合，以便既增加分梳，又提高后车肚除杂效率。化纤由于没有杂质，而且纤维长度长，因而可以加大齿距(即减稀)，也即大角度稀齿，但英国ECC公司在加工化纤时，随着纤维长度增加，角度增大，而齿距略有减小，如800为4．5齿／25．4mm，850为5齿／25．4mm，900为5．3齿／25．4mm。

　　(3)提高齿尖耐磨性能。由于刺辊锯齿是握持分梳，梳理作用剧烈，梳理力加大；刺辊齿密小(即比锡林针布稀)，每个锯齿的作用纤维较锡林针布多；喂人棉卷的开松度较差，棉束多且大，因而刺辊锯齿的磨损远较锡林针布严重而且迅速。故新型刺辊锯齿应提高耐磨性(包括钢号、热处理等)。

　　(4)在可能情况下研制自锁式刺辊锯条，以改善包卷后齿尖的平整度。

　　2．4 新型针布显著优良的纺纱效果

　　根据许多纺织厂推广应用新型针布的对比试验，说明生条和成纱结杂大幅度降低，特别