半精紡工藝與梳理制條成套設備研究
簡要介紹了近幾年發展的半精紡工藝特點，重點介紹了該工藝流程中梳理成套設備的組成特點和結構創新性能。該套設備可組合成十幾種工藝流程供用戶選擇使用。主要設備有合毛機、自動混料機、風機、棉箱、梳理制條機等。最后簡要介紹了幾種其他形式半精紡改造單元機，特別是最新研制的羅拉蓋板結合式梳理機。
半精紡工藝是介于精紡和粗紡之間的一種工藝創新。它在國內已興起多年，由于它填補了粗梳毛紡用短纖維不能紡較高紗支，精梳毛紡紡高支紗而不能使用短纖維的空檔才走俏市場?，F在其產品不單是毛紡和棉紡，已發展到絲類、麻類等混紡色紗的生產，一般采用毛紡、棉紡、絹紡相結合的工藝路線。
半精紡工藝實際上也是用多元化纖維紡紗的一個創新。它打破了棉紡、毛紡、麻紡、絹紡在原料應用上的單一性和局限性，規避了單一原料纖維本身的缺陷。半精紡紡紗可以運用天然纖維素纖維、天然蛋白質纖維、再生纖維素纖維、再生蛋白質纖維、細旦化學纖維、復合纖維及功能性纖維、進行任意配比的混紡。在纖維的長度上，可以紡制16毫米以上，76毫米以下的任何纖維，在纖維的細度上，可以紡制0.5-6dtex之間的任何纖維。
半精紡的工藝流程大致相同，主要為棉紡設備與毛紡設備有機的結合，但因原料的品種和紡紗支數的不同，因而在設備的選型和配置等方面有一定的區別。
半精紡的生產與傳統的大批量生產有很大的區別，其主要特點：
1、批量小，翻批多。
2、色澤多樣，對環境、機臺衛生要求高。
3、原料成分雜，工藝更改頻繁。
4、檔次高，車速底。各企業都是針對自己市場的需要應運而生。市場變化了，品種的格局也隨著而變。今年主要仿制毛類產品，明年很可能主要仿制絲類產品。因此半精紡生產工藝的配置須打破傳統思路，其設備兼顧各種性能原料的加工及多品種工藝的需要進行合理配置。要充分體現工藝更改的實用性，靈活性等特點。
原料性能、產品風格決定了半精紡工藝路線。一般工藝路線如下：
和毛機→開松機→自動喂毛機→梳理機→并條（2-4道）→粗紗→環錠→細紗→絡筒電清→并紗倍捻→絡筒→成品→打包 。
清鋼聯→并條（2-4道）→氣流紡→絡筒電清→并紗倍捻→絡筒→成品→打包 。
為了滿足不同用戶需要，改善生條的不勻率，提高生條的質量和產量，我們設計了系列組合式半精紡梳理制條成套設備。
一、成套設備的組成特點
該成套設備是一種新的半精紡梳理制條聯合設備，它不同于一般的半精紡梳理設備，改變了原料喂入方式，其工藝流程是：和毛機→自動混料機→風機→棉箱→梳理制條機。生產用短纖維經和毛開松加油后喂入混料機進行混和開松，后經輸棉風機把原料平均分配至各棉箱的上棉箱，經棉箱的喂入、開松輥的開松，細小均勻的筵棉層被均勻連續地輸送給梳理制條機，最后制成一定克重的生條有規律地圈入條筒內，供后道工序使用。其設備的選型和配置與紡制的原料有很大差別。該設備適合棉麻絲毛等各種短纖維的純紡和混紡，可配置2-4臺棉箱和梳理制條機，對輸棉壓力的控制要求非常高，采用的是不同于棉紡清梳聯系統的簡易半精紡工藝流程。
總的工藝路線如下：
根據產量和原料的不同，用戶可靈活選用各單元機，組合出多種配置型式，其中基本型為： B261A和毛機1臺→ A006E自動混料機1臺 → 輸棉風機1臺 → FA179D棉箱2臺 → FA204K梳理制條機2臺。若用戶要做批量較大的訂單，可選用和毛機1臺、自動混料機1臺，棉箱2~4臺，梳理制條機2~4臺；選擇棉箱最大的區別就在于FA179S棉箱更適合于紡羊絨及羊絨混紡等高檔紗支，因為它的喂入方式決定了對纖維的損傷比較小；而FA206B梳理制條機則屬于高速高產梳理設備，適于產量要求較高的配置，其流程中也可配置自動抓棉機。
二、各單元機主要部件結構創新概述
B261A和毛機
本機由喂毛簾、喂毛輥、錫林、工作輥、剝毛輥、道夫、機架等組成。道夫圓周裝有六排角釘及三條皮翼，以剝取和清潔錫林角釘上的纖維，并利用道夫自身高速回轉所產生的風力將纖維送入機外。
A006E自動混料機
該機主要由混棉組件與U形打手構成?；烀藿M件由輸棉簾、壓棉簾、角釘簾、均棉羅拉等部件組成?；炝蠙C的斜簾和平簾均設計為變頻調速。以適用原料品種變化。
GL100給料機
GL100給料機是一種自動喂料系統。
該機主要由底平簾、斜釘簾、均毛輥、 永久磁鐵裝置、剝毛輥、容積箱等組成。該機斜簾采用變頻調速控制，斜簾與平簾傳動采用獲專利的步進減速裝置。
FA179D棉箱
該機是為配套該成套設備而專門設計的一種連續
自動喂棉裝置，它能根據輸棉管道及下棉箱的壓力 變化控制喂棉量，該機主要由配棉頭、上棉箱、給絨羅拉、給絨板、開松輥、下棉箱、振動板、空氣靜壓箱、輸出羅拉、導棉板等組成。輸棉風機變頻調速，給絨羅拉與給絨板夾持并順向喂入，振動板在凸輪軸的作用下有規律的振動，其中振動軸的偏心量設計為可調節的，可以根據產量或原料不同調節振幅 。
下棉箱中的壓力經壓力傳感器檢測，壓力傳感器將信號送給變頻器，變頻器經過內部PID計算，控制給棉電機運轉，保證棉箱輸出較為恒定的筵棉定量。
FA179S棉箱
FA179S棉箱與FA179D棉箱的工作原理基本相同，不同之處是二者的原料喂入方式不同，FA179S棉箱中的原料是由一對喂入輥夾持順向積極喂入的，纖維受到開松輥的分梳力較給棉羅拉、給棉板喂入方式會相對柔和，纖維損傷輕。
FA204K梳理制條機
包括主梳理部分、道夫剝取部分和圈條部分。
主梳理部分主要由給棉板、給棉羅拉、刺輥、除塵刀、錫林、蓋板、漏底等零部件組成。
該機主要創新點有：喂入羅拉為螺旋式結構；道夫和給棉羅拉變頻調速；配有前四后二固定蓋板和棉網清潔器；設計傾斜式三羅拉機構，不宜掉網；設計了階梯式出條大壓輥，出條緊湊。
FA206B梳理制條機
FA206B與FA204K梳理機作用及工作原理基本相同。其主要創新點有：1、 給棉羅拉與給棉板間設有金屬物探測，能防止金屬物進入梳理區，起到保護針布的作用。
1、給棉羅拉表面為棱形花紋結構，直徑為φ100mm。給棉羅拉速度可變頻調整。
2、刺輥包覆金屬針布，其下方的機架上裝有除塵刀、分梳板、小漏底、落雜吸罩等組件，以增強預分梳和除雜的能力。它與錫林之間的隔距可調節。
3、大錫林為整體式結構（堵頭與錫林一體），精度高，不變形，穩定性好，運行速度可變頻調整。
4、在錫林圓周上分別裝有前四后七固定蓋板及前一后一棉網清潔器；固定蓋板和棉網清潔器中的除塵刀可單獨調節與錫林之間的隔距；錫林速度可變頻調整；蓋板反轉增強分梳。
5、道夫速度可變頻調整。
6、剝棉裝置為傾斜三羅拉形式。剝棉裝置前為輸出棉條部分，由弧形反轉式集束器、大壓輥座等組成。棉條生頭時和生頭后由氣缸控制上下翻轉至工作位置。
7、圈條器為上、下傳動的大圈條型式，導棉管為螺旋曲線形，有利于出條順暢。
全機設多吸點集中連續吸落棉，單臺風量3500 m3/h，機上吸和機下車肚吸口吸收的落棉及雜質通過風道由機處連續吸落棉系統吸走。風道壓力由微差壓控制器控制。
三、成套設備的創新點
設計開發的FB系列半精紡梳理制條成套設備主要有以下幾項新技術：
2.1 采用組合式結構，根據用戶原料情況和批量大小可任意選擇幾種單元機進行有機組合，以滿足不同客戶的要求。
2.2 在混棉機斜釘簾釘針的設計上由原來的直針設計為L型彎針，使釘針不易脫落，保持了簾子的正常工作。
2.3 用微差壓傳感技術。整個系統在運轉過程中受到微差壓傳感器的控制。輸送原料管道、濾塵管道通過傳感器連續監測，通過氣、電轉換信號，控制整個系統的正常運行。
2.4 大量采用變頻調速技術，以便于工藝調整。流程中的主要工藝部件：喂給機或混棉機的平簾速度、斜簾速度、輸棉風機風速、棉箱喂入輥、梳理機錫林和道夫的傳動均采用變頻調速，便于工藝調整，提高整個流程的適應性。
2.5 采用自調勻整技術。自調勻整系統有效改善了條干的不勻率。位移傳感器監測梳理機給棉羅拉與給棉板之間喂入棉層的厚度變化以控制給棉羅拉的轉速，運算時間快，信號反饋及時，保證了輸出條干的不勻率要求。
2.6 采用新型針布即多功能針布。由于半精紡的原料范圍廣，包括棉、麻、絲、毛等天然纖維、再生纖維和化學纖維。新型針布在設計上兼顧了多種原料的特性，在針布的角度、高度等參數上能夠滿足不同原料的梳理工藝要求，保證高速、高產、優質。
2.7 采用大直徑棱形花紋給棉羅拉或螺旋槽式給棉羅拉，保證了喂入的均勻性和良好的纖維握持能力。該結構已獲國家實用新型專利。
四、其他幾種形式的半精紡梳理機
1 粗紡梳毛機改造型：其主要結構組成如下：
稱重式自動喂毛機→一對喂入羅拉→開毛輥→開毛胸錫林（三對工作輥）→轉移輥→主錫林（五對工作剝毛輥和一個風輪）→道夫——斬刀→圈條器。
該機機幅1550毫米，出條速度最高50米/分，該設備使用彈性針布梳理，對纖維損傷很輕。特別適合于羊絨含量較高的半精紡梳理，且出條均勻，梳理充分。
該機主要特點是自動喂毛機為機械稱重或電子稱重，斜簾變頻調速。喂入輥設計為一對針布羅拉握持喂入，經過刺輥開松后轉移到胸錫林上，在胸錫林上布置了三對工作輥，工作輥與胸錫林均包覆金屬針布。原料經開松后再經轉移輥被大錫林剝取，大錫林上布置了五對工作輥和一個風輪，均包覆彈性針布，以減少纖維損傷。后經道夫轉移斬刀剝取，經過大壓輥后進入圈條器圈條成筒。傳動采用一個電機帶動梳理成條部分，同步性能好。自動喂毛機單獨電機傳動。
2 中小批量梳理機型
FB219羊絨制條機。自動喂毛機配有三種形式，稱重式、容積式、稱重容積式。稱重式又分為機械稱重和電子稱重——梳棉機配置兩種喂入方式。一是給棉板給棉羅拉喂入式，二是兩對羅拉齒條喂入式。共可組合成八種梳理機形式。自動喂毛機斜釘簾均采用變頻技術，適用機械二次稱重和電子無級稱重。啟動停止平穩，減速平和，減少沖擊，消除每斗不勻量，使條干更趨均勻。設計的“喂毛機用擋毛板機構”獲國家實用新型專利。該機構能提供一種噪音低、壽命長、精度較高的喂毛機用擋毛板。其動力源為汽缸，由電磁換向閥控制開閉。它能在瞬間打開或關閉擋毛板。當喂毛時打開擋毛板，喂毛結束時迅速關閉擋毛板，以便擋住喂毛過程上部下落的多余毛量，防止多余毛量落入下部的盛毛斗中，以求保證喂毛稱重精度。斜釘簾上方安裝磁鐵裝置，用來吸附原料中的金屬物，保護針布不受損傷。電子稱重喂毛不勻率可達1.5%以下。
容積式自動喂毛機的容積箱由光電控制原料高度，當原料達到設定高度時，光電控制斜簾延時后停止轉動，當原料下降到光電高度時，斜簾重新啟動。容積箱的容積大小可調整有機玻璃檔板。壓毛輥的中心距可調節以使輸出原料厚度變化。
稱重容積式自動喂毛機是先進行稱重后再落入容積箱，使原料可連續喂入。容積箱的容積大小可調整有機玻璃擋板。喂入輸送平簾上設計了一個壓毛輥。使原料進入梳理機時較平整均勻。FB219主機錫林道夫變頻調速；配置前三后二固定蓋板，電器控制配有參數儀可調整和檢測有關參數。
3 羅拉與蓋板聯合式半精紡梳理機
其基本型為：雙聯自動喂毛機→羅拉梳理機→蓋板梳理機→自動換筒圈條器。其主要作用是用于加工混紡纖維；將前道工序送來的均勻混合原料進行開松除雜。并在此過程中除掉雜質和短絨，然后集束成一定規格的毛條，儲存于條筒內，供并條工序使用。我們在該機設計過程中，充分利用已有的先進成熟技術，使設備的技術性能更加先進。主要是梳理充分，降低短絨避免后道起毛起球。
3.1設計了梳針式刺輥部分
3.1.1、主要組成：刺輥表面排列有一定密度的梳針，改變了通常針布包卷式結構。
3.1.2、主要作用是 : 將纖維進行開松、轉移到大錫林上。采用梳針式最大限度地降低纖維損傷。
3.2蓋板梳理機
3.2.1、梳理要充分，短絨要除掉?；顒由w板設計為總84根，工作蓋板30根。前四后四固定蓋板和前一后一棉網清潔器。
3.2.2、蓋板支撐全部由滑動軸承改用滾針軸承傳動
3.2.3、自配吸風裝置，以除掉短絨和雜質。
3.2.4、出條壓輥部分，采用了一對階梯壓輥，出條夾緊效果好，并設有斷條自停裝置。
3.2.5、全機傳動主要采用同步帶和平皮帶傳動，傳動平穩噪聲小。
3.2.6、鋼板卷制的錫林、道夫，壁厚均勻，平衡好，啟停迅速。
3.3圈條器部分
設計為大圈條斜管，不易堵塞，圈條排列整齊。圈條器噪音小，運轉靈活，三工位自動換筒。
五、應用情況
該成套設備適用原料范圍較廣，自動化程度高，制成的生條條干清晰、均勻，是一種適合于中小批量生產的高檔半精紡梳理制條設備，可提高用戶的生產效率和產品質量，因此該套設備具有較好的市場發展前景。該機試制成功后已銷往江蘇、張家港、黑龍江、大慶、山東濰坊、煙臺、禹城等國內多家用戶使用，而且已出口越南。特別是羅拉與蓋板結合式半精紡梳理機纖維損傷相對較輕，出條短絨少。其纖維平均損傷程度一般在2毫米左右 ，主錫林采用合理的速度，對于絲光羊毛可近乎零損傷，以下是用戶的幾組實測數據。
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