⾼峰论坛▎梳棉机固定盖板系统的发展及作⽤分析
⽂/张永平杨巧云
卓郎（常州）纺织机械有限公司
编者按：2018年6⽉2-3⽇，由中国纱线⽹主办、⾦轮针布（江苏）有限公司协办的第四届“⾦轮杯”全国梳理技术⾼峰论坛在南通⾦⽯国际⼤酒店隆重召开，来⾃全国各地的100多位梳理界顶级精英齐聚⼀堂，共同探讨当前最前沿的梳理技术，在梳理技术的发展⽅向等⽅⾯达成了⼀些共识。
在会议上，卓郎（常州）纺织机械有限公司总经理助理杨巧云从附加分梳元件作⽤及对产品质量的影响⽅⾯作了系统阐述，现将报告内容整理编发，以飨业界同仁！
⼀固定盖板系统发展概况
1、固定盖板诞⽣
梳棉机从诞⽣到20世纪60年代，发展⾮常缓慢。七⼗年代末，随着⾦属针布的出现，梳棉机得到了较快发展, 产量也有了较⼤提⾼。此时较有代表性的机型有⽴达的C1/3，特吕的DK2，⽇本的CK7C，CKW，英国的PLATT-300 和
MK3/80。同时弹性针布梳棉机存在的⼀些弊端得到解决。⼈们开始琢磨如何进⼀步提⾼梳棉机产量。此时，⽇本丰⽥公司CK7C梳棉机率先采⽤后固定盖板，英国克罗斯罗尔MK3⾸先采⽤锡林前固定盖板，之后⽴达公司C1/3推出前4后4固定盖板结构。PLATT-300也采⽤前3后3固定盖板。各梳棉机⽣产⼚家认识到固定盖板的作⽤，纷纷在主机上增加固定盖板。
国内青岛纺机⼚于1987年参加国际法国纺织机械展览会展出的FA201型⾼产梳棉机开始安装固定盖板，以加强预分梳和整理分梳。
2、棉⽹清洁器的诞⽣
随着对梳棉机研究的深⼊，特吕茨勒公司⾸先意识到固定盖板梳理之后增加吸⼝的必要性。1983年⽶兰举⾏的ITMA纺机展上，特吕茨勒率先在DK715上推出棉⽹清洁系统，标志着固定盖板+棉⽹清洁系统的诞⽣。该系统在前罩板处。1987年，特吕茨勒在其DK740梳棉机后罩板处也增加固定盖板+棉⽹清洁系统。
之后其他公司也逐渐增加，如⽴达91年推出的C1/4上增加棉⽹清洁系统，93年C10上推出TRex系统，1995年⽴达推出的C50梳棉机上继续加装这个系统。在1997年推出的C51梳棉机上⼜推出了TREXPLUS系统，该系统与TREX不同之处是在前罩板处⼜增加了⼀把除尘⼑、⼀个吸罩。
C10梳棉机的TREX系统。如下图：
克罗斯罗尔公司于1987年推出的MK型梳棉机没有加装棉⽹清洁系统装置，20世纪90年代初推出的MK5梳棉机开始在前、后罩板处加装棉⽹清洁系统装置。
意⼤利马佐⾥公司于20世纪80年代推出的C300梳棉机没有棉⽹清洁器装置。20世纪90年代初推出的CX300的前罩板处加装有棉⽹清洁器装置，在90年代中期推出的CX400梳棉机前罩板处继续加装有棉⽹清洁器装置，与CX300不同之处是固定盖板多达9根。在20世纪末，马佐⾥公司C501梳棉机，在前后罩板处装有两把除尘⼑、两个吸罩和两组固定盖板，每组固定盖板有三根单联固定盖板。
1992年郑州纺织机械⼚设计制造FA221型梳棉机，锡林前后各3根固定盖板、前⼆后⼀棉⽹清洁器。
这个阶段固定盖板结构百花齐放，单根组合，三根组合，多根组合皆有应⽤。
3、固定盖板系统的快速发展
2000年以后各主机⼚对固定盖板+棉⽹清洁器系统的研究⽇益深⼊，梳棉机产量⼤幅提升。根据不同原料的特性，固定盖板与棉⽹清洁器模块化组合搭配形式开始出现（DK903）。特吕茨勒陆续推出了TC系列梳棉机，型号有TC03、TC5-
盖板与棉⽹清洁器模块化组合搭配形式开始出现（DK903）。特吕茨勒陆续推出了TC系列梳棉机，型号有TC03、TC5-1/TC5-3、TC06、TC07、TC08、TC11。固定盖板数量最多可以达到前14后14的配
置。为适应盖板隔距快速调整、平车之后直接安装，隔距不变的需求，固定盖板基本采⽤双联结构，棉⽹清洁器最多前3后3配置，更是把模块化应⽤推到了新⾼度。
同⼀时期，瑞⼠⽴达公司C60开始推向市场，也采⽤双联盖板结构。固定盖板和棉⽹清洁器数量根据原料进⾏增减。另外，C60的棉⽹清洁器可以通过插件更改棉⽹清洁器开⼝以便控制棉⽹清洁器的落棉量，这是⽴达公司的⼀个创意和应⽤。
克罗斯罗尔的MK7D梳棉机依然坚持原来固定盖板结构，为前5后5单联固定盖板配置马佐⾥C501/C701 型⾼产梳棉机固定盖板采⽤前6后6配置，固定盖板采⽤单根单联调节⽅式，每3根结合成⼀个组合件。
国内郑纺机JWF系列梳棉机开始采⽤双联固定盖板结构，前期棉⽹清洁器依然前2后1配置。2005年之后，JWF1204机型开始固定盖板系统模块化设计，可根据原料进⾏固定盖板和棉⽹清洁器的增减。
图9
JWF1204刺辊区固定盖板+棉⽹清洁器系统
图10
JWF1204道夫区固定盖板+棉⽹清洁器系统
青纺机采⽤单根固定盖板的时间较长，直到2010年JWF1211机型推出，模块化的固定盖板系统得以⼴泛应⽤。
卓郎（常州）2000年开始研究梳棉机，JFA226系列采⽤单联多根成组固定盖板系统，2010年JFA228机型开始应⽤双联固定盖板结构，2014年推出的JSC326梳棉机开始采⽤双联固定盖板和棉⽹清洁器成组系统，前后固定盖板区呈完全对称设计。
图11
JFA226系列固定盖板+棉⽹清洁器系统
图12
JSC326系列固定盖板+棉⽹清洁器系统
⼆固定盖板系统分析
1、单联固定盖板的优势、劣势及出现过的问题
单联盖板最初出现时⼀般采⽤铸铁基体，其特点是结构简单，价格低廉，调整⽅便。缺点是外观相对粗糙，铸件精度较难保证。后来随着新材料的应⽤，铝合⾦盖板⾻以其美观轻便得到主机⼚青睐。但相⽐铸铁盖板，铝合⾦盖板⾻热变形⼤，冷热车时稍不注意容易出现接针问题。尤其在梳棉机产量越来越⾼，锡林速度越来越⾼时盖板⾻的温升更加明显。由此带来的⼀个值得关注的问题：单根盖板⾻的刚性。⽽三联盖板的调节⼜不如双联盖板⽅便。特吕和⽴达公司⼏乎同时采⽤双联固定盖板结构。
2、双联固定盖板+棉⽹清洁器系统作⽤及其影响因素
2.1 固定盖板+棉⽹清洁器系统对产量提⾼影响巨⼤。
铝合⾦双联盖板的刚性和调节便捷程度已得到⽤户认可。固定盖板与棉⽹清洁器的组合搭配问题得到⼤家的深切关注。过去⼤家认为：后固定盖板起预分梳作⽤，除能改善进⼊锡林活动盖板区原料结构外，主要对减轻活动盖板的磨损，提⾼活动盖板寿命有较⼤益处。前固定盖板主要起整理作⽤，改善分梳好的纤维排列⽅式。据资料介绍，在单产40kg／台．h左右的梳棉机上安装7根固定盖扳，对回转盖板受⼒测试，发现回转盖板第⼀区(后10根左右盖板)⼯作盖板分梳⼒下降2～3倍，这说明后固定盖板的预分梳作⽤是明显的。前固定盖板的作⽤是整理分梳，是锡林转移前的最后⼀次分梳，⾼产情况下，⼯艺合理的话，对棉结、籽屑棉结的减少很有帮助。下表是我公司研究⼈员在不同固定盖板⼯艺下测试的指标。
纺纱品种：16S纯棉⽓流纺，70%落棉
⽣条定量：6.36克/⽶；梳棉机出条速度：190⽶/分钟；产量：77公⽄/⼩时
固定盖板隔距调整之后，出乎意料的是对带纤维籽屑的排除作⽤有较⼤提升，或许固定盖板隔距收⼩后可以将籽屑上的纤维剥离开来，从⽽通过棉⽹清洁器排除籽屑，⽽短绒有所增加刚好验证了猜测。
最近⼏年⾼产梳棉机在纺中⾼⽀环锭纱时产量可以达到50kg/h以上，对于只有活动盖板的梳棉机来说这是不可想象的事情，甚⾄在固定盖板和棉⽹清洁器配置数量少的机型上也是不可能实现的。固定盖板和棉⽹清洁器数量增加后，⽣条质量的稳定性有较⼤改善。因此，现代⾼产梳棉机固定盖板和棉⽹清洁器数量越来越多，甚⾄全固定盖板梳棉机已经出现。梳棉机产量的提升主要得益于固定盖板和棉⽹清洁器的增多。固定盖板的分梳作⽤在⾼产梳棉机上表现突出，只不过其分梳作⽤必须与棉⽹清洁器结合起来才能达到理想效果。
2.2 棉⽹清洁器对于⽣条质量的影响
说起棉⽹清洁器，⼤家认为其排杂作⽤主要通过调整导流板与锡林隔距和除尘⼑与锡林隔距来实现。（图13）
孙鹏⼦⽼师当年研究棉⽹清洁器时提出：导流板或反齿导向盖板与除尘⼑的距离可在5-10mm之间选择。
从⽣产情况看，棉⽹清洁器对排除杂质和短绒的影响效果与除尘⼑与导流板之间距离关系密切（图13中红⾊尺⼨线显⽰区域）。下表是我们对⾼⽀纱棉⽹清洁器开⼝宽度的⼀个试验结果。
丰田论坛
我们单独收集更改前后每个棉⽹清洁器的落物，发现即便开⼝宽度增加到10mm，落物中基本没有长纤维。这⼀点⼜验证了⽴达公司对棉⽹清洁器导流板采⽤插件以更改棉⽹清洁器落杂的技术。我们分析⼀下棉⽹清洁器的⼯作原理：如果导流板隔距太⼤，排除的落物中肯定会有长纤维，同时，由于棉⽹清洁器负压⾼，负压对锡林上的纤维有⼀定的吸引造成纤维有向主吸风⽅向移动的趋势，可能会造成纤维的横向移动。这是不利于纤维分梳的。纤维长度⼀般25mm，导流板宽度 22-25mm，如果放⼤
距离到1.5mm以上，那么从导流板到除尘⼑⼝距离可以达30mm左右，刚好与纤维长度⼀致，棉⽹清洁器容易落⽩。如果导流板隔距保持正常，除尘⼑与导流板开⼝宽度变化，从吸⼝排除的就只有短绒没有长纤维了。固定盖板分梳完成之后紧接着棉⽹清洁器是现代⾼产梳棉机的显著特点，也是⼤家的共识。关键是如何保证既排杂⼜不浪费，棉⽹清洁器结构和位置是必须考虑的。
对于后棉⽹清洁器究竟如何放置才会得到理想的效果呢？我们看⼀下纤维由刺辊向锡林转移的状态。有四种形态：
第⼀种：纤维经过转移区间时锡林针布抓住刺辊针尖部分纤维转移（下图15）；
第⼆种：刺辊针布上纤维尾端被锡林抓取⽽转移（图16）；
第三种：上⾯两者同时存在；
第四种：没有被刺辊针布抓取的纤维直接抛向锡林；
图14
刺辊针布与锡林针布之间是剥取转移的针布配置，锡林速度远⼤于刺辊切线速度，由于观察⼯具的局限，我们不得⽽知哪种转移形式是主要的，但可以肯定的是，不同的转移形式，不同的原料特性对应的固定盖板和棉⽹清洁器的排列⽅式也是不同的。
对于锡林直接从刺辊针尖抓取纤维，正向转移，由于刺辊离⼼⼒的因素，⼤部分纤维尾端已经伸直，转移到锡林针布上，主要由于速⽐的问题，⽽使纤维由束状到更⼩的微束状，这种状态不需要太多固定盖板，仅仅通过较少固定盖板后就可以由棉⽹清洁器排除短绒和尘杂；
对于锡林针布先从刺辊针布上尾端抓取的形式，由于刺辊针布握持纤维时纤维呈钩挂形式，前端未被梳理，在向锡林转移过程中纤维倒向，头端变成尾端⽽被梳理，这时，由于纤维头端弯钩多，长短纤维都能被刺辊握持，在转移到锡林上时需要较多稀齿固定盖板对其梳理然后再由棉⽹清洁器排除梳理下来的尘杂、短绒等。
或许更多的是两种转移⽅式都存在。具体⼏根固定盖板后紧跟棉⽹清洁器可以得到较好的效果，还真不能简单下结论。⽐如纤维长短不同，转移的状态肯定会有差异，需要我们借助现代化的研究⼯具进⾏研究。
对于刺辊针布未能握持的纤维（相当于浮游状态），在锡林针布握持住的那⼀刻，纤维就可能被锡林周围的⽓流梳理，这种情况配置较多稀齿固定盖板之后再由棉⽹清洁器排除尘杂或短绒可能效果更好。
图15
图16
对于前棉⽹清洁器，除能把不被锡林握持的短绒排除掉，其排泄掉的⽓流也减⼩了锡林与道夫三⾓区⽓流对转移纤维的冲击，有利于纤维顺利转移。但由于前棉⽹清洁器负压会对纤维的整齐定向度产⽣影响，在向道夫转移前必须经过固定盖板的整理才能实现较好的⽣条质量，具体经过⼏根固定盖板才能达到整理效果，我认为不能少于4根固定盖板。笔者曾做过⼀个试验，将前下棉⽹清洁器下⾯的固定盖板取消⽽采⽤光罩板代替，查看棉⽹，发现棉⽹上⾯的云斑剧烈增加。
因此，对于⾼产梳棉机来说，棉⽹清洁器与固定盖板就像⼀代孪⽣兄弟，相互之间联系紧密，缺⼀不可。即使对于含尘杂较少的⾮棉原料，棉⽹清洁器对锡林周围⽓流的排泄作⽤也是不可或缺的。
2.3、原料对固定盖板作⽤的影响：细绒棉和长绒棉对固定盖板冲击⼒不同，锡林针布握持能⼒对固定盖板状态的影响
相对细绒棉，长绒棉纤维之间的纠缠更加错综，梳开的难度也更⼤。刺辊针布密度相对锡林⼩得多，其抓取纤维的能⼒有限。因此，对于长绒棉，刺辊上纤维束的离散度会更⼤。尤其最近⼏年为减少纤维损伤，各主机⼚都在推⼴顺向给棉梳棉机，转移到锡林上的纤维束更⼤，束状纤维会更多。这些束状纤维在进⼊固定盖板之后由于固定盖板与锡林之间隔距较⼩，会对固定盖板⼀定冲击。如果锡林针布锋利度衰退或者锡林针布过于矮⼩，其握持纤维能⼒减弱，对盖板的冲击⼒会更⼤。这也是最下⾯⼀组后固定盖板针布密度不能⼤，隔距不能⼩的原因。也是后下固定盖板容易磨损的因素。
2.4、刺辊区结构对固定盖板作⽤的影响。与筵棉相⽐，刺辊上棉束的厚度和⼤⼩发⽣了很⼤变化。以筵棉定量450g/m,⽣条定量4.5g/m，刺辊速度850rpm，出条速度180m/min计算，刺辊上原料⼤约1.28g/m. 刺辊采⽤⾃锁针布，齿密40/平⽅英⼨，总齿数48694齿，每齿上纤维量0.02mg。如果棉纤维的纤维公制⽀数为5000，纤维的平均长度为25mm，那么纤维分布根数n=5000/25=200根/mg。每个齿上⾯4-5根纤维。
这是平均到每个齿上的纤维，事实上，由于纤维尚未梳理开，纤维以⼩束状存在于针齿上。⽽三刺辊机构第三刺辊上每个齿上纤维的平均根数为 0.5-0.7根。说明三刺辊对筵棉的单纤化有帮助。单纤化越好，进⼊锡林固定盖板区时对后固定盖板的冲击⼒会越⼩，杂质越容易显露出来，被棉⽹清洁器除尘⼑铲掉的可能性越⼤。
2.5、刺辊区落棉与棉⽹清洁器落棉的差异使得棉⽹清洁器的功能更加重要。通过哪种形式可以达到更合理的兼顾落棉率和⽣条指标的要求，⾮常值得研究。结合固定盖板和棉⽹清洁器结构优化，简化刺辊区结构，将刺辊区预分梳功能移⾄锡林区完成，除可以减少刺辊区维护⼯作，还可以优化落棉，提⾼原料的制成率，这也更适合现代企业对产品的要求。⼀般⽽⾔，刺辊落物中的可纺纤维在30％～50％，可纺纤维越少说明落物中包含短纤维愈多，分梳过程愈佳，因⽽落物中所含短纤维量也可以作为评定分梳质量的⼀个重要参考（）。清梳联绝⼤部分是封闭式的，⼀般在安装、调试或平车保养后较少有⼈会去关注刺辊落棉，同时因是封闭且集体吸风，落棉测起来也不太⽅便。我们通过收集器收集刺辊区落棉和棉⽹清洁器的落物，分析发现，棉⽹清洁器落物中极少含长纤维，因为锡林针布的⼯作⾓远⼤于刺辊针布，对长纤维的控制能⼒远⾼于刺辊，⽽且，随着固定盖板的增加，固定盖板针齿对⼀些微棉束的分梳作⽤较强，这样结合棉⽹清洁器，短绒易排除，从原料进⼊锡林区⽅向依次看棉⽹清洁器的落物量和落物情况就可以更好验证棉⽹清洁器排除的短绒杂质含量远⾼于刺辊区落物。
三固定盖板系统的研究现状及对未来梳棉机的影响
最近两年，国内对固定盖板⽣产应⽤领域有较深研究的⾦轮和锦峰公司分别从不同的⾓度，以不同的理念在做深层次探究。⾦轮公司从固定盖板数量受锡林周长的局限以及固定盖板齿⽚磨损⾓度提出以下观点：