国内外精梳机的现状及发展趋势

　　摘要：介绍了国内外精梳机的发展现状；分析了瑞士Rieter公司、意大利Marzoli公司及日本原织机公司几种精梳机的性能特征。认为当前精梳机的发展方向是：速度高、质量优、自动化和大卷装。
　1 国产精梳机的发展及现状
　　1958年上海国棉二厂参照国外精梳机，设计制造了我国第一台精梳机，命名为红旗牌精梳机。20世纪60年代初期，研制了A 201型及A 201A型精梳机，从而结束了我国不能生产精梳机的历史。到了20世纪70年代，针对A 201A型精梳机分离罗拉传动机构中存在的磨损大、振动大等问题进行了改进，即将"平面凸轮一扇形齿轮一爪牙离合器一圆柱凸轮"改为"平面连杆运动机构一行星差动装置"，出现了A 201B型精梳机；之后将A 201B型精梳机的单筒双条改为双简单条，更名为A 201C型精梳机。
　　20世纪70年代末，我国引进了瑞士Rieter(立达)公司的E 7／4精梳机。通过对引进设备的消化吸收，于80年代初研制开发了FA 251型精梳机。同时又对A 201C型精梳机进行了多项改进，设计制造了A 201D型精梳机。20世纪90年代初，上海纺织总厂对FA 251型精梳机进行了8项技术改进，发展成为FA 251B型精梳机。1991年到1993年参照Rieter E 7／5精梳机，相继开发了FA 261型、SXFA 254型及FA 255型精梳机。
　　1993年开始，我国相继与意大利Marzoli(马佐里)公司、Rieter公司达成协议合作生产精梳机，加速了我国精梳机设计与加工技术水平的提高。自1998年到2002年我国相继开发了FA 266、CJ 40、SXF 1269、F 1268、JSFA286等精梳机。
　　我国精梳设备经过40年的发展，取得了巨大成就。截止到2000年，我国精梳机的台数已达到13 264台，是1990年精梳机台数(为7 081台)～的1．87倍；自1990年到2000年每年平均增加103套(每套按6台计算)，精梳机的万锭配台由原来的1．8台增加到3．9台。1998年精梳纱所占比例为15．1％，到2000年增加到19％。精梳机的速度已由原来A 201A的116钳次／min提高到350钳次／min，精梳机的产量提高了3倍。精梳机的综合质量水平(如精梳条质量、精梳落棉质量及机器的稳定性等)及自动化水平有了很大提高。总之，我国精梳机技术水平及设备加工制造水平与世界先进水平的差距正在缩小。
　　我国精梳机的机型繁多、品种不一，精梳机的速度水平与纺纱质量水平差别也很大。按精梳机的工艺速度可划分为4个层次：第一层次是工艺速度在300钳次／rain以上的高效能精梳机，如FA 266、CJ 40、SXF 1269、F1268、JSFA 286型精梳机；第二层次是工艺速度在200～280钳次／min的精梳机，如FA 261型等；第三层次是工艺速度在160～190钳次／min的精梳机，如FA 251 型等；第四层次是工艺速度在120～155钳次／min的精梳机，如A 201B、C、D型。在这4个层次中，以A 201系列精梳机最多，约为7 200台。
　2 国外精梳机的发展及现状
　　2．1国外精梳机的发展 在国外，精梳机最早发明于1846年，钳板为固定式，以发明者海尔曼的名字命名。1900年，英国的纳斯米氏将海尔曼式精梳机加以改进，使钳板在工作过程中前后摆动，称为纳斯米式精梳机。国外精梳机，经历了较长的缓慢发展时期，到了20世纪80年代，世界科学技术的发展推动了精梳机的快速发展。
　　20世纪70年代，Rieter公司推出了E 7／4型精梳机，车速为250钳次／min。20世纪80年代，Rieter公司对钳板机构、分离罗拉传动机构等进行技术改进后又推出了E 7／5型，之后又推出了E 7／6型精梳机，车速分别为300钳次／rain、350钳次／min。20世纪90年代，Rieter公司对 E 7／6型精梳机钳板机构、牵伸系统等进行了多项改进后，又相继推出了E 60型、E 60H型精梳机，机器的稳定性及纺纱质量水平有了进一步提高。2000年，Rieter公司利用计算机辅助过程优化技术对E 60型、E 60H型精梳机的钳板传动机构及分离罗拉传动系统进行优化设计，推出了E 6l型、E 62型及E 72型精梳机，车速达到了400钳次／min，具国际领先水平。
　　Marzoli公司20世纪70年代推出了P 1型精梳机，20世纪80年代初期推出了P 2型精梳机。到了1985年之后，又相继推出了PX 1型及PX 2型精梳机，PX 2型精梳机的最大速度为400钳次／min。
　　20世纪90年代，除Rieter公司和Marzoli公司生产精梳机之外，日本原织机公司也先后开发出VC-250型、VC-300型精梳机，日本Toyota(丰田)公司在吸收消化VC-300型精梳机技术的基础上，推出了HZ型精梳机，最高速度为360钳次／min。意大利沃克公司也开发出了CM 500型精梳机，最高速度为400钳次／min。
　　2．2国外精梳机的主要技术特点
　　　2．2．1 Rieter公司的E 61型、E 62型及E 72型精梳机
　　　(1)钳板摆轴传动采用曲柄摇杆机构，与E 7／6型精梳机相比优化了曲柄长度，使钳板运动动程及最大角加速度值减小，有利于减小高速时的振动与冲击。
　　　(2)钳板组件的质量由E 7／6型精梳机的3．5 kg减小到2．9kg，从而减小了钳板组件的运动惯量，对精梳机的高速及减轻振动有利。
　　　(3)与E 7／6型精梳机相比，增加了钳板开启定时调整机构，钳板开口定时可根据给棉方式及落棉隔距的不同进行调整。从而避免了落棉刻度过大时给棉罗拉不给棉现象的发生，同时也解决了接合分离开始前钳口开启过晚而影响棉丛抬头的问题。
　　　(4)分离罗拉传动部分采用平面连杆运动机构一行星轮系，并利用计算机辅助设计技术优化了平面连杆机构的尺寸及行星轮系齿轮的配比，使分离罗拉的有效输出长度由E 7／6型精梳机的31．7l mm减小到26．48 mm，使分离罗拉的运动量及最大角加速度值减小，同时使棉丛的接合长度增大，有利于车速的进一步提高，机器的适纺性能增强。
　　　(5)牵伸系统采用三上五下牵伸，由4根罗拉和3根胶辊组成两个牵伸区，前牵伸区为主牵伸区，后区为预牵伸区。两个牵伸区都为曲线牵伸，都能使中后部的摩擦力界向前部扩展，有利于精梳条的条干均匀度。牵伸倍数为1．14～1．5倍，总牵伸倍数为9～19．3倍。
　　　(6)牵伸系统采用齿形带传动，可降低噪声。
　　　2．2．2 Marzoli公司的PX 2型精梳机
　　　Marzoli公司的PX 2型精梳机与Rieter公司的E 61型、E 62型及E 72型精梳机的不同点是：
　　　(1)分离罗拉传动机构采用共轭凸轮一平面四连杆机构一行星轮系，分离罗拉的运动参数及角速度大小主要取决于共轭凸轮的外形曲线。分离罗拉的有效输出长度为32．25 mm。
　　　(2)采用自洁顶梳系统，即在顶梳的上部设有压缩空气管，精梳机每两个工作循环，压缩空气管自动吹气一次，清除顶梳表面的结杂以提高顶梳的梳理效果。
　　　(3)牵伸系统采用四上五下牵伸装置，由5根罗拉和4根胶辊组成3个牵伸区，前区和后区都为简单罗拉牵伸，中区为曲线牵伸。后区为预牵伸区，其牵伸倍数为1．1 5～1．37倍，中区为主牵伸区，总牵伸倍数为8．42～17．16倍；前区为整理区，牵伸倍数为1．02倍。主牵伸区的罗拉隔距可根据所纺纤维长度的不同进行调整。主牵伸区前设有一个整理区，有一定的张力牵伸，可以防止纤维经过高倍牵伸后产生回缩现象(因为纤维经牵伸后会产生急弹性变形)，有利于纤维的伸直及精梳条的条干均匀。
　　　2．2．3日本原织机公司的VC-300型精梳机
　　　VC一300型精梳机与Rieter公司的E 61型、E 62型及E 72型精梳机不同点是：
　　　(1)钳板的摆动为上支点式，在锡林梳理时，下钳板钳唇沿锡林表面作外接圆运动，且紧贴锡林表面，梳理隔距变化很小，几乎是等隔距梳理。
　　　(2)钳板钳口与分离钳口的相对高度可根据纤维品种的不同进行调整，以利于新旧棉丛的接合。
　　　(3)在给棉罗拉与下钳板钳唇之间采用辅助钳板(P、P钳板)，其作用：一是在分离牵伸过程中，加强对纤维运动的控制，减少纤维的损失，在同等条件下，精梳落棉可减少l％～2％；二是在分离牵伸过程中，可增加牵伸中后部的摩擦力界，增强对浮游纤维的控制，有利于提高精梳条的条干均匀度；三是在新旧棉丛接合时，辅助钳板的下压有利于受梳棉丛的抬头，便于新旧棉丛的接合。但由于辅助钳板的存在，钳板组件的质量增加， 不利于精梳机的高速。
　　　(4)采用大直径锡林，即锡林直径为150 mm(E 7／6型精梳机为125．4 mm)，增大了梳理面与梳理效果。
　　　(5)分离罗拉的运动参数(如分离罗拉的倒转量、有效输出长度)可利用改变连杆尺寸的方法进行调整，以适应不同原料及不同品种的纺纱要求。
　　　(6)精梳机的牵伸系统采用五上四下曲线牵伸，也可采用二上二下牵伸装置。3精梳机的发展趋势
　　3．1 速度高
　　精梳机的速度高低是衡量其现代化水平的重要标志。因为精梳机的速度越高，单机产量和劳动生产率就越高，精梳机的万锭配台、占地面积、用人和耗电也相应减少。经测算可知，在精梳机的给棉长度与精梳落棉率相同的情况下，新型精梳机的产量为A 201D型精梳机产量的4．15倍。新型精梳机的万锭配台数只有A 201D型精梳机的四分之一，占地面积和用人也只有A 201D型精梳机的四分之一，万锭精梳机耗电量大大减少。因此采用高效能精梳机具有巨大的经济效益。
　　为了适应高速的要求，新型精梳机在设计上采取了减轻钳板组件重量、优化钳板传动机构及分离罗拉传动机构的尺寸等技术措施，以减小钳板及分离罗拉运动惯性力和惯性力矩、减轻机器的振动、降低机器的噪音与能耗。
　　3．2质量优
　　质量优是指精梳机在高速运转时，纺纱质量要好，即精梳条的各项质量指标和精梳落棉指标要达到高效能精梳机的要求。在正常配棉的情况下纺纱质量指标为：
　　(1)精梳条的条干CV值在3．8％以下；
　　(2)精梳条含短绒率在8％以下；
　　(3)精梳条重量不匀率在0．6％以下，机台问的精梳条不匀率在0．9％以下；
　　(4)精梳后棉结的清除率不低于17％；
　　(5)精梳落棉含短绒率在70％以上；
　　(6)精梳后杂质的清除率在50％以上。
　　为实现优质，新型精梳机在机构设计方面采用了钳板钳口两点握持、减小梳理隔距的变化幅度(钳板支撑为中支点式)、缩小分离罗拉有效输出长度、牵伸机构采 用曲线牵伸等技术措施。
　　3．3 自动化
　　自动化水平也是精梳机现代化的重要标志。提高精梳机的自动化水平，不仅可以减轻挡车工的劳动强度和看管负担，还可提高精梳产品的质量。精梳机的自动化
　　水平主要体现在以下几个方面：
　　(1)采用多种高灵敏度的自停装置
　　如采用断头自停、满筒自停、涌条自停、空卷自停、绕罗拉绕皮辊自停、分离和牵伸皮辊加压不足自停、各种安全自停等。
　　(2)采用多种自动装置
　　如采用自动换筒、小卷自动运输、自动上卷、顶梳自动清洁、停车钳板自动复位等。
　　(3)采用工艺参数的在线调整
　　如在精梳机正常转动时，若精梳条的某项质量指标出现问题，可以直接操纵键盘按钮进行工艺调整。
　　(4)采用精梳质量的在线检测与计算机监控系统
　　如可快速显示精梳机的产量与质量信息、显示机器出故障的位置，当质量达不到要求时自动报警等。
　　3.4 大卷装
　　精梳机的高速化，使棉条筒的满筒时间和喂入小卷的使用时间大大缩短，换筒和换卷次数急剧增加，挡车工的劳动强度增大，导致挡车工的看台数减少。因此，采用大容量的棉条筒和大卷装的小卷喂入也是当代精梳机的发展方向之一。几种精梳机的卷装水平见表1。
表1精梳机的卷装水平

　　由表l中可知：国产F 1268型精梳机棉条筒的容积是A 201B型的4倍，F 1268型精梳机精梳小卷的体积是A 201B型的2．7倍。除此之外，采用大卷装还有以下特 点：
　　(1)有利于提高产品质量。因为棉条筒的容量与精梳小卷的体积愈大，换筒和换卷次数就越少，精梳小卷的接头和精梳棉条的接头次数愈少，由于操作不良而引起的后工序产品的断头和本工序产品的疵病也愈少。
　　(2)可减小棉条筒和精梳小卷的周转量和存放面积。因为棉条筒的容量和精梳小卷的卷装愈大，其周转周期愈长，棉条筒和精梳小卷的储备量可相应减少，从而可简化生产管理、降低成本。