任务二 梳理机的原理与工艺设计

知识准备

纤网是非织造布最重要的半成品，纤网的均匀度、面密度及纤网中纤维排列的方向性，直接影响非织造布产品的质量。不同用途的非织造布对纤网的质量有不同的要求。

一、非织造梳理机的主要任务

1.分梳 对开松后的纤维束进行彻底松解，使之成为单纤维状态。

2.除杂 进一步清除混料中的各种杂质和疵点。

3.混和 使混料中的各种纤维进一步细致而均匀地混和。

4.杂乱成网 制成一定规格面密度的均匀薄网。为使产品的纵横向强力不能差异太大，可使用带杂乱机构的梳理机。

5.并合均匀 双道夫及三道夫梳理机可将多层纤网叠合，起到均匀作用，并改善产品的外观。

二、梳理机喂入机构

喂入梳理机的纤维，有棉卷状、条子状和筵棉状三种形态。旧式盖板梳理机以棉卷状喂入，非织造生产多数是以筵棉状喂入梳理机。为了保证筵棉能均衡、准时、定量地喂入梳理机，从而使输出的薄网重量均衡，有称重式和定容式两种均匀喂入方式。这两种方式在原理和机构上差别较大，后者使用得较多，只有在原料回潮较大、容易结块时才采用称重式喂入。

1.称重式喂入 毛纺梳理机一直沿用这种喂入方式，它有一套自控机构，能定时定量地称取相同重量的原料喂入梳理机，如图3-3所示。

图3-3 称重式自动喂毛机

1—储毛箱 2—底帘 3—升毛帘 4—均毛耙 5—剥毛耙 6—挡毛板 7—称毛斗 8—喂毛帘 9—推毛板 10—拍毛板

由人工或气流将原料送入储毛仓，由光电管监控喂入量在毛仓总体积的三分之二处，原料太多或太少都会引起喂入不匀。仓内底帘的转动将原料送到升毛帘，升毛帘向上转动带动纤维上升，均毛耙将升毛帘上过多的纤维剥下。升毛帘转到右侧，再由剥毛耙将升毛帘上纤维全部剥下，落入称毛斗内。在一个喂毛周期称毛斗内原料重量达到设定值，升毛帘停转，毛斗自动打开，落入水平喂毛帘，再由喂入罗拉喂入梳理机。喂料完成后毛斗自动关闭，升毛帘又开始转动，开始下一喂毛周期的工作。这种喂入方式对天然纤维比较适用，因为天然纤维吸湿性高，容易产生分散不匀和纤维团块集聚情况。

2.定容式喂入 定容式喂入是在梳理机上加装专门的喂棉箱，如清梳联梳棉机的喂棉箱。

FA177A型双棉箱喂棉机是我国清梳联流程梳棉机的主要配置。

该设备采用上下棉箱结构，如图3-4所示，主要通道采用进口镜面钢板，密封性好。在配棉总管中，设有压力传感器，根据压力大小来控制清棉设备给梳棉系统的喂入量，来保证清梳联喂棉箱上棉箱的压力稳定，保证了上棉箱内棉花密度的均匀。下棉箱采用风机通过静压扩散箱循环吹气，使整个机幅内下棉箱压力均匀。采用压力传感器，根据下棉箱的压力来控制上棉箱给棉罗拉变频电动机连续喂棉，保证了下棉箱压力更稳定。下棉箱在300Pa压力工作时压力波动小于20Pa，为梳棉机提供了均匀稳定的棉层，为保证纤网重量均衡提供了良好的基础。气压棉箱具有横向均匀自调作用。

图3－4 FA177A型清梳联棉箱

1—清梳联棉箱送棉管 2—排尘风管 3—上储棉管气流出口 4—上棉箱 5—闭路循环气流风机 6—喂棉罗拉 7—开棉打手 8—压力检测反馈系统 9—压力传感器 10—下棉箱 11—下储棉管气流出口 12—送棉罗拉 13—梳棉机喂棉罗拉

FBK533型喂棉机是德国Trutzschler（特吕茨勒）公司生产的棉箱喂棉机，原理和工作过程与FA177A型双箱喂棉机相似。德国斯宾宝（Spinnbau）公司专门开发了称重、称容组合式喂入系统，综合了上述两种喂入方式的优点。

三、梳理原理

梳理就是通过钢针、气流以及拉伸等作用，将原料由束状变成单纤维状。

梳理机针面间的三大作用是指针齿间的分梳作用、剥取作用和起出作用。三大作用发生的条件见表3-2所述及图3-5～图3-7所示。

表3-2 梳理机的三大作用

图3-5 两针面之间的分梳作用

图3-6 两针面之间的剥取作用

图3-7 起出作用的发生情况

1.分梳作用分析 如图3-5所示，由于两针面的隔距较小，任一针面携带的纤维束都能被两针面的针齿所同时握持，纤维束产生张力R。将R力分解为平行于针面的分力P和垂直于针面的分力Q，两个针面的分力P都是指向针根的方向，因而两个针面都有握持纤维的能力，纤维束在两个针面之间反复交替转移和梳理，绝大部分成为单纤维状态。

梳棉机上分梳作用发生在盖板和锡林之间，梳毛机则在锡林和工作辊之间。

2.剥取作用分析 剥取作用是将一个针面上的纤维转移到另一个针面上，速度大的针面剥取速度小的针面。如图3-6所示，B针面的P分力指向针尖外，纤维向外移动，B针面上的纤维被剥取。A针面的速度大于B针面，A针面的P分力指向针根，纤维向内移动，A针面将B上握持的纤维剥取到自己身上。

在梳棉机上，剥取作用发生在锡林和刺辊之间的部位；梳毛机上，剥取作用发生在锡林和剥毛辊、剥毛辊和工作辊之间的部位。

四、梳理机的类型

非织造梳理机一般是从传统梳棉机和梳毛机改造而来。梳棉机经过改装和调整可以加工65mm以下的纤维，梳毛机可以加工50～130mm的纤维原料。国外进口的设备则都是非织造布专用梳理机。

（一）盖板式梳理机

图3-8 盖板式梳理机示意图

1—锡林 2—刺辊 3—盖板 4—道夫

盖板式梳理机的分梳作用发生在刺辊和给棉板以及锡林和盖板之间。纤维束受高速刺辊的开松后，进入锡林、盖板工作区，受到细致分梳而成为单纤维状态，同时进行充分混和及排除细小杂质。盖板有106根（工作区41根），借链条联结，可沿梳理机墙板上的曲轨缓缓滑动。盖板针面上充塞的纤维和杂质在移出工作区后，被剥下成为盖板花，经毛刷刷清的盖板从机后刺辊上方重新进入工作区，如图3-8所示。

锡林、盖板和道夫针布的针隙内都能容纳一定量的纤维，在原料喂入发生波动时，能从针隙之间获得补充或将多余纤维“存入”针齿缝隙里，即具有一定的“吸、放”作用，从而使梳理机具有均匀混和作用。这样，同时喂入的纤维可能不同时输出，同时输出的纤维则可能不同时喂入，使纤维在不同的片断上进行混和。

图3-9 非织造布专用盖板梳理机

1—给棉板 2—刺辊 3—预梳锡林 4—转移罗拉 5—大锡林 6—下道夫 7—上道夫 8—凝聚罗拉 9—剥取罗拉 10—压辊 11—尘格 12—罩板 13—固定盖板 14—转移罗拉

梳理机的各种滚筒表面均包覆针布，对纤维的梳理就是依靠这些钢针进行的。用于非织造布生产的针布大多采用金属针布，因为金属针布对纤维的分梳效果较好，不容易被拉断、拉弯；能防止纤维充塞针隙，减少了抄针次数；有利高速度﹑紧隔距﹑强分梳的工艺要求。

非织造专用的盖板式梳理机配置专门的预梳系统。传统梳棉机的梳理系统由移动式盖板和大锡林构成，而非织造专用的盖板式梳理机则配置固定式盖板。

图3-9为意大利Bonino公司的CC246NT型盖板式梳理机。

（二）罗拉式梳理机

图3-10为罗拉梳理机的一节，它由一个或两个、甚至多个大锡林组成，适合加工长度为51mm以上的纤维。罗拉梳理机的分梳、混和、剥取作用主要由锡林上工作罗拉、剥毛罗拉和锡林三者组成的梳理环完成。梳理环结构如图3-11所示。在梳理环内部，工作罗拉和锡林之间发生的是分梳作用，工作罗拉带走的纤维被剥毛罗拉所剥取，锡林再剥取剥毛罗拉上的混料，使纤维又回到锡林针面，在这一循环过程中，完成纤维的梳理和混和作用。

图3-10 罗拉式梳理机

1—喂毛帘 2—上下喂毛罗拉 3—清洁罗拉 4—开毛辊 5—胸锡林 6—胸锡林工作辊 7—胸锡林剥毛辊 8—运输辊 9—锡林 10—工作辊 11—剥毛辊 12′、12—上、下挡风辊 13—风轮 14—道夫 15—斩刀

图3-11 梳理环

1—锡林 2—工作罗拉 3—剥取罗拉

梳理环的总数越多，梳理机的分梳混和效能越高。但锡林较高的转动速度限制了锡林直径不能随意加大，进而限制了每一个锡林上只能配置4～6个梳理环。因此，大锡林的数目越多，梳理环的总数就越多，罗拉梳理机的梳理作用就越好。有两个大锡林的梳理机称为双联式梳理机，也有三联式、四联式梳理机。在梳理和混和作用要求较高的情况下，应选用四联式梳理机。

罗拉梳理机的锡林、工作罗拉和剥毛罗拉针齿同样具有“吸、放”纤维的作用，因此罗拉梳理机也具有较好的均匀混和作用。由于纤维原料在梳理环之间的反复转移，而每个大锡林又有5个以上的梳理环，应该说罗拉梳理机比梳棉机的均匀混和作用更好。

（三）杂乱式梳理机

杂乱式梳理机的类型很多，适应不同的梳理要求。

1.分梳辊式梳理机（图3-12） 它由六只直径为415mm的分梳辊（也可称锡林）和八只直径为215mm的工作罗拉组成，其成网方式被称为离心动力成网。由于分梳辊的直径较小，因此可以采用较高的转速，通过分梳辊针齿的分梳、剥取、混和及高速气流作用使纤维分离，使纤维获一定程度的杂乱。在道夫的后面还有凝聚罗拉的处理，使纤网得到进一步的杂乱，最后纵横向强力比可达（3～4）∶1。

图3-12 分梳辊式梳理机

1—喂给罗拉 2—给棉板 3—漏底（封闭式） 4—分梳辊 5—工作罗拉 6—道夫 7—凝聚辊 8—成网帘

2.单锡林单道夫梳理机 在单锡林前可以增设多种形式的预梳机构，如开毛辊、胸锡林及多刺辊等。图3-13所示均为单锡林单道夫梳理机，图3-13（1）、（2）为在锡林道夫的后面加装了两个凝聚罗拉，图3-13（3）为在锡林和道夫之间插入杂乱罗拉，在道夫之后又加装了两个凝聚罗拉。

图3-13 单锡林单道夫式梳理机（德国）

3.单锡林双道夫式梳理机 梳理机为保证输出单纤维状态的均匀纤网，通常锡林表面的纤维负荷是很轻的，每平方米的纤维负荷量不到1g。理论上来说，纤网负荷量越小，分梳效果越好。在锡林转速恒定情况下，

图3-14 单锡林双道夫式梳理机

要降低纤维负荷，就要限制纤维喂入量，因此也限制了梳理机的产量。锡林转速提高后，单位时间内纤维携带量增加，使锡林上的纤维及时被剥取转移，避免剥取不清，否则残留纤维在以后梳理过程中会因纤维间搓揉形成棉结，影响纤网质量。在锡林后配置两只道夫，可转移出两层纤网，达到了增产目的。单锡林双道夫式梳理机如图3-14所示。

4.双锡林双道夫式梳理机（图3-15） 单锡林双道夫是通过提高锡林转速，在锡林表面单位面积纤维负荷量不增加情况下，增加单位时间内纤维量，即在保证纤维梳理质量前提下提高产量。双锡林双道夫式梳理机是在原单锡林双道夫基础上再增加一个锡林，使梳理工作区面积扩大了一倍，即在锡林表面单位面积纤维负荷量不变情况下，通过增加面积来提高产量，与单锡林双道夫比较同样取得增产效果，但梳理质量更容易控制。

图3-15 双锡林双道夫式梳理机

五、梳理工艺

（一）盖板式梳理机

梳理是非织造布生产非常重要的环节，棉网的单纤维化程度直接影响非织造纤网质量，进而影响非织造布质量的好坏。梳理机的工艺参数设置对梳理质量的影响至关重要。例如传统梳理机的工艺参数主要是涉及锡林的速度、隔距等。

1.盖板式梳理机的各部位隔距 在机械状态允许的条件下，使用紧隔距有利于提高分梳效能。两针面在隔距较小时纤维更容易受到分梳和转移。表3-3是FA201型梳棉机的各部位隔距。

表3-3 FA201型梳棉机的各部位隔距

续表

2.速度

（1）刺辊的速度一般是900r/min，提高刺辊转速可减少束纤维数量，但如果超过1000r/min，则对纤维的损伤较大。

（2）由于锡林的直径较大，为保证锡林回转平稳、隔距准确，对锡林的圆整度、辊筒与轴的同心度以及锡林辊筒的动平衡都要求很高。尽管提高锡林的转速可极大提高分梳质量，现国产梳棉机锡林转速使用最多的就是360r/min，清梳联的梳棉机锡林转速可达400～500r/min。另外，锡林与刺辊的线速度之比要大于1.9，否则锡林不能完成对刺辊的正常剥取，造成刺辊返花现象。若被梳理的纤维长度长一些，此线速比值应更大。如加工中长纤维锡林与刺辊的线速度之比要大于2.3。

（3）道夫的转速为18～50r/min。

（4）盖板的速度是最小的，仅143～266mm/min。

（二）罗拉式梳理机

以梳毛机为例，工艺设计包括喂毛周期、喂入量、隔距、速比、针号等。

1.喂毛周期和喂毛量 喂毛周期（20～60s）：喂毛周期与输出纤维网的厚薄有关，厚网为30～40s，中厚网为40～50s，薄网为50 ～ 60s。每分钟喂毛量=每分钟出条总重量+损耗量，毛斗每次喂入重=每分钟喂毛量/每分钟喂毛次数。

2.梳理机的各部位隔距 梳毛机的隔距由喂入→出机是由大→小，粗长纤维选稍大些，细短纤维选小些。在同一个锡林上，从第一个工作辊开始，愈向后隔距逐渐减小。

以双联梳毛机为例，各部位间的隔距见表3-4。

表3-4 双联梳毛机各部位间的隔距

由于风轮的钢针是插入锡林针齿里面的，因此风轮和锡林是负隔距。这个负隔距的大小由风轮和锡林的接触弧长决定，接触弧长又称风轮的扫弧长度。

3.速度 非织造梳理机各运转件的速度见表3-5。

表3-5 非织造梳理机各运转件的速度

速比指的是大锡林和工作辊或剥毛辊的线速比。速比大，速差就大，梳理力也就大，梳理作用越强烈。由于原料进入梳理机的状态是逐渐由块状到束状，再到单纤维状，罗拉梳毛机又常由多个大锡林构成，在速比配置上一般后车小、中车中、前车大。同一锡林上，第一工作辊速比小，因为第一工作辊处纤维还有纠结，速比太大易拉断纤维。速比从第一工作辊到第五工作辊逐渐增大，梳理作用缓和上升。到第五工作辊处，纤维已比较松散，速比大不会拉断纤维，另一方面还可以提高梳理效果。

技能训练

一、目标

1.设置梳毛机各部件速度和隔距。

2.练习隔距片的使用。

二、器材或设备

BC272型梳毛机或非织造梳理机。

思考题

1.纤维原料混配的目的是什么？

2.在混料中某成分的含量小于10%，要保证该种纤维均匀地分布于纤维网，应该采用什么方法进行处理？

3.混和的原理是什么，需要使用哪些设备？

4.非织造开清混和流程是怎样配置的？

5.梳理机的均匀喂入采用哪两种原理？各用于什么纤维原料？

6.分析梳理机分梳作用和剥取作用发生的条件和作用的区别。

7.什么是梳理单元？梳理单元是如何工作的？

8.梳理机的主要种类有哪两种？各自特点及其主要差异是什么？