传统工艺的生条定量一般在18.5-22.5g/5m之间，随着高速梳棉机的出现和梳理重定量工艺的推行，目前生条定量已经提高到25-50g/5m，甚至更高。重定量工艺可以有效减少前纺开台量、减少用工、用电和机物料消耗，在提高经济效益方面带来的好处是显而易见的，但生条定量的调整对半成品内在结构影响较大，特别是梳理度受梳理工艺限制，提高幅度受成纱质量提高的限制明显。
一、重定量梳理的特征以及存在的问题
梳理工艺理论一般采用“梳理度”来分析梳棉机的数量效能，即在梳理过程中，平均每根纤维受到梳理作用的齿数。
梳理度C=KC×NC×nCLr/P/NB
式中：
KC为系数（0.3769）。
NC为锡林针布齿密。
nC为锡林转速（r/min）。
L为纤维长度（mm）。
r为转移率。
P为梳棉机产量（kg/台时）。
NB为纤维特数。
一般锡林的梳理度C应在3左右。
在原料不变的情况下，通过以下措施可提高梳理度：
（1）提高针布的齿密.
（2）增加梳理面积，如增加锡林宽度、增加附加分梳元件等.
（3）提高分梳件的运转速度（如锡林速度），以提高单位时间内参与分梳的针齿齿数.
（4）通过调整工艺参数使纤维及时转移输出，保持较低的针齿表面纤维数量.
（5）减小梳棉机产量，降低单位时间内被梳理纤维的数量。
显然，从传统的工艺思路来看，提高定量有悖于质量的提升。但重定量工艺不是简单地提高生条定量，而是在满足纤维梳理效果的基础上，充分发挥梳棉机的机械效能和工艺效能，使后工序的牵伸质量不受到影响。例如在生条定量由19g/5m提高到25g/5m以上，要在增加纤维梳理量的情况下保证等同的梳理效果，就必须从工艺上进行合理的调整。
因此重定量梳理的特征表现为：
（1）输入定量增加。
（2）输出定量增加。
（3）梳理速度适度提高。
（4）增加附加分梳器材。
（5）扩大梳理面积。
（6）优化梳理结构。
从而满足单纤维的伸直度、分离度和定向度。
梳棉机的机械能力产量，可以保证输入和输出速度；而工艺能力产量，可以保证生条质量。借助金属针布、罗拉连续剥棉，清梳联气流输送等PID连续喂给，梳棉机的机械能力得到了有效的提升，出条速度得到了很大的提高，但是工艺能力限制了梳棉机的实际生产产量，要真正的实现梳棉机的高产，就必须提高梳棉机的工艺能力，以满足梳理产量和质量的有效统一。
1.2 重定量梳理质量与工艺存在的问题
产量的提升，单位时间内梳理的纤维量数倍增加，由此锡林、刺辊速度、梳理针布的齿密、分梳辅助原件的齿密都要相应增加，还要配置合理的工艺参数，从而满足梳理的需要。梳理工艺存在的四组矛盾：
（1）强分梳与柔性分梳对纤维损伤和保护的问题。强分梳造成纤维损伤，柔性分梳梳理效果不充分之间的矛盾。
（2）梳理质量与产量间的矛盾。产量高，定量重梳理的生产效率高梳理质量差；产量低，定量轻梳理质量好，但生产效率低。
（3）落棉率与成本之间的矛盾。落棉多，落棉含杂率低，有效纤维损失大，生产成本高；落棉少，落棉含杂率高，梳理质量差。
（4）分梳与转移之间的矛盾。高速梳理与重复梳理，快速转移与梳理质量之间的矛盾。
如果上述这些矛盾不解决，定量重就实现不了高质量，部分梳理带来的问题就需要在后道工序的牵伸过程中采取措施进行补救，这样就制约了梳棉工序的发展。因此，如果只是在提高出条速度方面提高梳棉机单产，会受制于梳理质量和后工序的牵伸能力，定量的增加就不能实现突破。同时生产中还可能会出现以下问题：
（1）锡林等梳理辊筒高速带来的附面层气流运动的改变，纤维容易飞散.
（2）纤维在针齿上的运动轨迹和路径发生改变，针齿高速对纤维的正面强力分梳产生严重的损伤。
（3）锡林刺辊高速条件下纤维损伤，针布使用寿命急剧缩短。
（4）杂质排出效率低、容易出现针布嵌杂。
（5）棉结清除率低、梳理效果差等问题。
（6）道夫三角区落网，积聚轧辊抱死，速度受到影响。
为解决上述问题，实现重定量条件下梳理质量的提高，必须对梳棉工艺进行优化，保证工艺能力的提升。
二、重定量条件下梳理工艺的设计原理分析
2.1 重定量条件下工艺速度的设计要点
2.1.1 刺辊速度
重定量条件下，纤维梳理量增加，同时筵棉的厚度增加，刺辊作为预分梳原件，其速度必须相应提高才能满足梳理的需求。实践中较高的刺辊速度有利于保护锡林和盖板，延长针布的寿命；较高的刺辊速度会减少棉结、杂质以及成纱疵点；但是如果速度过高将会造成大量的纤维损伤（生条棉结增加以及成纱疵点增加），成熟度以及强力偏低的纤维更容易在刺辊高速下被损伤。因此，在重定量条件下，为了达到在保证梳理效果的前提下减少纤维损伤，可以采用适度速度与高齿密刺辊锯条相结合的工艺原则，这样既保证了适宜的刺辊梳理度C，又可以减少纤维损伤。在单刺辊梳棉机上，定量由19.5g/5m增加到23.5g/5m，刺辊速度由1000r/min降低到870r/min，刺辊齿密由36齿/25.4mm2增加到44齿/25.4mm2，梳理质量AFIS棉结优化前63粒/g，优化后61粒/g；采取同样的措施将三刺辊梳棉机的刺辊针布齿密加密，在定量28g/5m的梳理条件下，速度合理降低，质量得到了稳定，具体对比见表1。
从表可知，在针布加密的情况下，虽然定量增加了，但单纤维受梳齿数保证在合理的范围内，质量得到了明显的改善。适当降低刺辊转速，有利于缓和针齿对纤维的打击力度。
2.1.2 锡林速度
锡林作为主要梳理原件，采用较高的锡林速度会降低生条棉结杂质、增加盖板花、改善分梳效果（更好的棉结去除率）。但是如果锡林速度过高，将会增加纤维的损伤，成纱疵点也会随之增加。在生条重定量的条件下，要想满足梳理效果，就必须相应提高锡林速度才能满足梳理和纤维伸直的需求。在重定量条件下，生产纯棉锡林一般要在430r/min以上，小锡林速度相应提高到650r/min，稳定一定的锡刺比；生产化学纤维要考虑保护纤维、防止静电，锡林低速、大锡刺比为主，一般锡林可选择330r/min。此外，在锡林高速度的情况下适当加大锡刺比，可以提高刺辊与锡林之间的纤维转移率。但要注意锡刺比也不宜很大，否则纤维转移时受到的锡林针齿与刺辊针齿间的作用力加大，也会造成纤维受损伤。重定量条件下，锡刺比一般棉2.5以上，化学纤维2.1-2.6。
2.1.3 盖板速度
提高盖板速度将会提高棉结去除效率，增加盖板花。重定量条件下盖板花的厚度相应增加，同时盖板受锡林离心力增加的影响，其充盈时间会有所降低，盖板间交替分梳的次数有所增加，排除短绒任务有所加大，因此提高盖板速度对排除短绒有利。从梳理区锡林和盖板间交替分梳转移的角度分析，重定量条件下纤维的数量增加，过高的盖板速度，使盖板的容纤维量增加，沉积层的纤维增加，不利于纤维在锡林和盖板针布间交替转移分梳，因此偏低的盖板速度，有利于盖板间的交替分梳。在重定量条件下，纺棉时盖板速度一般掌握在220mm/min，纺化学纤维时，因杂质和疵点数量较少，盖板速度一般偏低掌握，可选择60-110mm/min。在原料的含疵量较高时，适度提高盖板速度对降低生条疵点含量具有明显的效果。
2.1.4 道夫速度
道夫速度关系纤维的转移效果和产量、质量。道夫转移率的大小影响锡林针面负荷及梳理质量。在产量不变的情况下，道夫转移率过高，锡林分梳强度太弱，纤维梳理不充分，混和不均匀，成纱的强力和条干、千米粗节数会明显恶化；若道夫转移率过低，锡林分梳强度过强，会造成纤维损伤，生条短绒率增高，同样会影响成纱条干和强力、千米细节数等。
重定量条件下，锡林速度的提高，刺辊预分梳的加强，纤维伸直条件的改善，梳理效果得到了保证，因此转移率可偏高控制，适度提高道夫速度对产品质量有利。道夫转移率一般为7-15%。
2.2 重定量条件下梳理隔距的设计要点
2.2.1 棉箱工艺的设计要点
棉箱的主要功能是要实现纤维的充分开松，为梳理提供较好的条件。在重定量条件下，棉箱内输出的棉层厚度增加，必须以相对较高的开松度进入后部刺辊喂给部分。此处的工艺设计，应适度提高开松打手速度，适度收窄棉箱宽度，偏紧掌握给棉输送宽度的隔距，以实现开松度好、棉束小、易于分梳的效果。
2.2.2 给棉板-刺辊隔距的设计要点
给棉板-刺辊之间是握持分梳，此处的隔距是解决纤维开松和梳理问题的关键工艺参数，设计合理开松效果好、梳理效果好、纤维损伤少；设计过大开松不足、纤维落棉多，设计过小纤维损伤大、短绒多。在重定量的条件下，筵棉厚度增加，未开松的纤维束数量也在增加，此处隔距设计需偏大掌握。使分梳切点适当下移，相当于增加了工艺分梳长度，减少刺辊握持打击时对纤维的损伤，降低短绒增长率，同时增加刺辊第一落杂区的弧长，有利于该落杂区对短绒和杂质的排除。一般刺辊与给棉板的隔距:逆向给棉，生产棉时0.46—0.56mm，生产化纤时0.48—0.61mm。顺向给棉：0.71-0.91mm，具体隔距设定见表2。
2.2.3 预分梳板-刺辊、除尘刀-刺辊隔距的设计要点
预分梳板可以对纤维束完成预开松，减轻主分梳区的梳理负荷。预分梳板对提高刺辊梳理度，改善筵棉上下层、纵横向分梳差异有一定的效果。隔距小易于分梳，可减少大棉束进入盖板区，保护锡林和盖板针布，但过小易损伤纤维，造成短绒率过高，影响成纱强力。在重定量条件下，纤维束的数量增加，因此必须以较小的渐紧隔距实现对纤维束的充分分离。预分梳板-刺辊隔距几种形式对比，见表3.
重定量条件下，一般采用渐紧隔距设计，能够实现纤维束的细化，为后部梳理创造条件。
除尘刀既有除杂功能，又有托持纤维的功能。除尘刀-刺辊的工艺设计主要是排除杂质。除尘刀和刺辊间隔距小，落棉率大（短纤维以及杂质）；隔距大，落棉少；过小的隔距容易损伤纤维，除尘刀口必须光洁，不能有毛刺或凹坑；隔距过大时刺辊针面所带纤维与除尘刀刀口的撞击量及撞击力减小，降低了短绒，降低了落棉率。除尘刀过低会影响对纤维的托持作用，后部落棉量增多。除尘刀的工作面与机框面线的夹角小，刀背对气流的阻力大，气流流动不畅，纤维易积聚在刀背上造成落棉；角度大，除尘刀对气流的阻力小，气流流动畅通。在重定量条件下，输入棉层增厚，除尘刀-刺辊隔距应适当偏大掌握，一般在0.30mm左右。
2.2.4 锡林-刺辊隔距的设计要点
锡林-刺辊隔距一般情况下设计为0.18mm左右，随着目前锡林速度的提高和梳棉机机幅宽的增加，锡林-刺辊隔距有放大的趋势。在重定量条件下，锡林针布抓取的棉束数量增加，隔距必须稍微放大，一般控制在0.23mm左右。
2.2.5后固定盖板-锡林隔距的设计要点
后固定盖板-锡林隔距的作用主要是预分梳，设计方案有等隔距、渐紧隔距、渐开隔距三种形式。等隔距的进出口隔距相等；渐紧隔距是隔距进口大、出口小，使纤维束在后部进行分离细化，进而通过棉网清洁排除杂质，理念是先开松后梳理；渐开隔距是进口小出口大，使纤维束在进口处实现梳理，杂质充分的暴露，在后部的棉网清洁器中排除，是先梳理后排除的理念，能够更加充分把细小的杂质排除掉。在重定量条件下，棉束数量增多，采用渐紧隔距能够在减少纤维损伤的情况下实现下充分的梳理。具体隔距形式对比，见表4。
在重定量条件下，锡林与后固定盖板起到预分梳作用，锡林从刺辊上转移来的纤维束，首先抛向固定盖板，作用比较剧烈，易损伤纤维，隔距宜由大到小；采用渐紧隔距能够使纤维在锡林和固定盖板间实现位移，同时随隔距的渐小，齿密的渐增，实现纤维的有序分离。
2.2.6 锡林-棉网清洁器隔距的设计要点
棉网清洁器主要是利用气流附面层的变化将充分暴露的杂质、棉结和部分短绒去除掉。除尘刀棉网清洁器隔距（除尘刀-锡林）的调整，利用棉网清洁器吸风口处利用除尘刀（或相当于除尘刀）的分割作用，使气流附面层发生变化，将杂质、棉结和部分短绒与正常纤维分离。
在重定量条件下，提高锡林速度，锡林气流附面层增厚，梳理区内容易形成正压运行，出现纤维外溢、飞花等问题。前棉网清洁器工艺设计的重点是利用除尘刀主动分割锡林附面层气流，达到杂质和短绒分离的目的；锡林-棉网清洁器隔距小分离作用强，隔距过大清除效果降低，过小落棉中的长纤维增多。后棉网清洁器的除尘刀与锡林隔距一般采用0.30mm左右，同时吸风口负压要保持在-180Pa为好。
2.2.7 锡林到盖板隔距的设计要点
在轻定量条件下，前苏联C.C.伊万诺夫研究了锡林和盖板针面间隔距对梳理质量的影响，证实了梳理隔距越小，未被分梳到的纤维长度越短，越有利于提高分梳质量。另根据G.Mandl的梳理理论，只有当纤维的一端被盖板针抓取，另一端被锡林针抓取时，才会发生分梳过程，因而最佳隔距是指大部分纤维要同时被锡林和盖板针布所握持，而这种情况只有当隔距较小时才能够达到。在重定量条件下，锡林的针密、盖板的针密、锡林的速度都有不同程度的增加，针齿参与梳理及控制纤维的概率增加，采用过紧的隔距，纤维的转移率降低，针密的负荷加重，不利于分梳。
锡林与盖板的隔距，应由纤维在锡林表面的附着面状态来决定，主要取决于以下几个因素：
（1）锡林的表面线速度，锡林转速越高盖板的隔距应大。
（2）冷车与热车的隔距不一样，冷车时的实际隔距要大于热车时的实际隔距。
（3）与锡林针齿的高度有关，针齿高度高的针布（像28、25系列）隔距不宜过大，针布针齿矮的针布（20系列）针尖表面的纤维附着量大，隔距应适当放大。
（4）锡林针布针齿纵向齿距大，纤维后端不易被控制而容易上扬，锡林与盖板的隔距可以适当放大。
（5）梳棉产量高、定量重时可适当放大隔距。
锡林-盖板隔距大，梳理强度减弱，盖板花减少；隔距小，梳理强度增大，盖板花增多，接针几率增加。在重定量条条件下，随着锡林速度的增加，锡林-盖板隔距目前有增大的趋势；同时采用等隔距和进口稍大的隔距，可减少盖板花中长纤维的含量；结合针布往“矮、浅、尖、薄、密、小”的发展方向，隔距设定最紧点一般在0.20-0.25mm。其工艺设置类型对比见表5。
在重定量条件下，锡林盖板分梳区间的纤维量增加，锡林的速度相应提高，由此带来纤维间交替分梳的次数增加。
2.2.8 锡林到前固定盖板隔距的设计要点
锡林到前固定盖板隔距主要是加强整理，提高纤维的伸直平行度。此处的梳理对象是单纤维，经过梳理后，纤维的分离充分，伸直状态良好，同时杂质的暴露较为明显，一部分纤维经过前固定盖板区后，直接转移给了道夫。在重定量条件下，锡林针布携带纤维量增加，针面负荷加重，锡林速度提高附面层气流厚度增加，此处的隔距一般采用渐紧隔距，进口大出口小，最紧点隔距与锡林盖板间隔距接近，同时结合棉网清洁器除尘刀的隔距，加大短绒和微尘的排除效果。以TC10-3梳棉机为例：前固定盖板-锡林隔距自上而下依次为0.26、0.24、0.24、0.22、0.20、0.20mm。
2.2.9 锡林-道夫隔距的设计要点
锡林-道夫隔距一般要求隔距较小为好，以提高锡林道夫间一次转移率，减少锡林返回负荷。隔距偏大或两侧不一致，会影响纤维顺利转移，严重时会出现棉网云斑，棉结增加，短绒增多。道夫与锡林隔距一般设置为0.175毫米。在重定量条件下，即使把道夫针布做成一些变形的齿顶，采取增加针齿高度（4.5、5.0mm）的措施，也是想法把锡林-道夫隔距缩小。重点是提高纤维转移效果，减少质量波动。
（未完待续）
作者：陈玉峰 光山白鲨针布有限公司
陆振挺 项城市纺织有限公司
