作用区分析：分梳机梳理作用空间及工作辊和道夫的作用

（一）分梳作用区工作分析

分梳作用区是指对纤维产生分梳作用的空间。在盖板梳理机上主要发生在锡林与盖板、锡林与道夫以及刺辊与分梳板之间。在罗拉梳理机上主要发生在锡林与工作辊、锡林与道夫之间。

1.分梳作用区的特点

（1）锡林与盖板。锡林与活动盖板和固定盖板间都会发生分梳作用，纤维连续受梳理的区域长，也称为大分梳区。

首先，讨论锡林和活动盖板组成的分梳区，如图4-9 所示。工作盖板移动方向与锡林转向相同，它具有以下特点。

图4-9　锡林与活动盖板组成的分梳区

①纤维在两针面间多次反复交替转移。由于锡林针面A 和盖板针面B 间的隔距很小，针齿为平行配置，转向相同时VA 远大于VB （盖板反转时VA 和VB 反向），因此，纤维在针面A和针面B 间发生分梳作用。在梳理力的作用下，针面A 上的部分纤维能很快转移到针面B上，结果使针面B 抓取的纤维受到针面A 上梳针的梳理。被针面A 携带的纤维受到针面B 上梳针的梳理。在锡林和盖板的连续梳理过程中，纤维受到的梳理力也在改变，因此，使纤维在两针面间反复转移，多次交替调头。

②部分纤维能再次受到梳理区的梳理。针面A 上的纤维层走出盖板梳理区后，进入由锡林和道夫组成的作用区内。针面A 和针面C 的针布平行配置，VA 远大于VC，二者发生分梳作用。因此，一部分纤维分配给道夫，另一部分纤维仍然滞留在大锡林针面上，随针面A 返回，并与喂入的新纤维合并，再次进入盖板梳理区进行梳理。锡林和道夫之间的作用不仅使分梳较充分，而且伴随着一定的均匀混合作用。

③两针面具有不同的纤维层结构。纤维层结构可以分为两部分，一部分为充塞在针齿内部，不参与梳理和转移的内层纤维，称为残留层；另一部分为参与梳理和转移的外层纤维，称为工作层。针面A 采用金属针布速度快，离心力大，在针面A 上的杂疵易被抛向针面B。由于针面B 采用的是弹性针布，速度慢，这些杂疵不易再回到针面A 上，因此，在针面B 上从后区向前区的残留层厚度逐渐增加，工作层纤维逐渐减少。盖板反转时，从前区到后区的残留层厚度逐渐增加，工作层纤维逐渐减小。针面上多数纤维为工作层纤维，只有少量杂疵充塞在针齿内部。随着梳理时间的增长，因挤压力作用，也需抄针去除针面A 上的杂疵等，以确保梳理效果。

其次，现在的高产梳理机多采用反向盖板，并增加前后固定盖板，以增加梳理区域。如后固定盖板对喂入锡林针面的纤维和纤维束进行预分梳作用，减轻锡林盖板的梳理负荷。前固定盖板增加梳理，提高了纤维单根化程度，适当降低了道夫上的纤维转移率，有利于减少棉网中仅经一次梳理的纤维数。前后固定盖板需要具有梳理纤维的能力，能够分梳纤维；同时具有自洁能力，即固定盖板锯齿梳理纤维后，有部分纤维握持在固定盖板针齿上，随后由锡林不断带走，保持固定盖板不充塞纤维。这与固定盖板的针齿规格有关，如工作角、齿深、齿形和齿密等，固定盖板锯齿工作角可取90°～85°之间。刺辊与分梳板的作用特点类似锡林与固定盖板，只是分梳区域短，起到预梳作用。

（2）锡林与工作辊或道夫。二者的分梳特点类似，且梳理区域相较于锡林与盖板小，也称为小梳理区。

图4-10　锡林与工作辊或道夫的分梳作用区

①分梳范围。梳毛机具有多个工作辊，达到对原料的梳理效果。锡林A 与工作辊或道夫B 之间的分梳作用区，如图4-10 所示。横向长度等于毛层宽度，纵向长度为构成的区间。当锡林携带纤维层接近工作辊时，纤维层首先与工作辊针面的a 点处接触，这些纤维的另一端为锡林上的b 点，线就是分梳作用区的开始边界。是分梳作用区的最终边界。当纤维走出位置时，一部分纤维随锡林继续向前运动，另一部分纤维随工作辊回转。

②分梳过程。大致分为两个阶段：第一阶段是分撕阶段，当锡林携带的纤维进入作用区时，一部分纤维挂在工作辊或道夫上，另一部分仍留在锡林上，从而实现把纤维束分撕成小的纤维束、更小的纤维束或单根纤维。第二阶段是分劈阶段，也就是使挂在道夫或工作辊上的纤维，在由a 到c 的时间内，受到锡林钢针的梳理，有利于把纤维束分成单根纤维状，并使之尽量平行伸直。而锡林上挂的纤维也受到道夫或工作辊钢针的梳理。

③梳理弧长及其他特点。工作辊或道夫和锡林针面能梳理纤维的弧长叫做梳理弧长，工作辊或道夫的梳理弧长最大为，大锡林的梳理弧长可以计算出来。设工作辊的速度为VB，大锡林的速度为VA，在一个分梳作用区内的梳理时间为t，大锡林的梳理弧长为L，则：

由于VA 远大于VB，锡林的速度远大于工作辊或道夫的速度，一般为20～40 倍，锡林的梳理弧长比工作辊或道夫的梳理弧长大几十倍。因此，工作辊和道夫的梳理作用是有限的，主要起握持纤维的作用。大量的梳理工作主要靠锡林对工作辊或道夫所握持的纤维进行梳理来完成。

另外，由于锡林速度快，原料在道夫、工作辊表面都会有凝聚作用。因为慢速工作辊或道夫在一个单位面积上的纤维是从快速锡林许多个单位面积上转移过来的，因此，在慢速工作辊或道夫上会发生凝聚作用，并且工作辊或道夫一转仅凝聚锡林纤维层中的部分纤维，不是全部纤维，这也正是两针面间分梳作用的实质所在，其使锡林与工作辊、锡林与道夫间具有很好的均匀混合作用。

从道夫输出的纤维网中大部分纤维呈弯钩状，而且以后弯钩居多。由道夫握持的纤维被快速锡林梳理，锡林梳理的一端为前端，道夫握持的一端为后端，因此，随道夫输出时，生条中含有较多的后弯钩纤维。

2.分梳作用区的影响因素

（1）锡林与盖板。就盖板梳理机而言，锡林与盖板之间是很重要的梳理区域，影响因素如下。

①隔距。隔距的设置直接影响对纤维梳理强度的大小。“紧隔距，强分梳”是锡林与盖板间的设计原则，也是梳理的工艺原则。锡林与活动盖板的隔距点设置有3～8 个，多采用5点隔距。隔距配置如下：

平滑隔距工艺：入口隔距大，中间由大至小平滑过渡或不变，出口隔距稍大，如5点隔距分别为0.20mm、0.18mm、0.15mm、0.15mm、0.18mm；4点隔距分别为0.23mm、0.20mm、0.20mm、0.23mm；

渐缩隔距工艺：入口隔距大，其他点隔距渐减或中间变小至出口不变，如3 点隔距为0.28mm、0.25mm、0.23mm；6 点隔距为0.30mm、0.30mm、0.28mm、0.28mm、0.25mm、0.25mm；

不变隔距工艺：入口至出口隔距保持不变，如5 点隔距均为0.18mm。

波浪隔距工艺：入口、出口隔距稍大，中间点时大时小，呈波浪状态，如7 点隔距为1.00mm、0.28mm、0.25mm、0.30mm、0.25mm、0.25mm、0.69mm，主要用在加工大豆蛋白复合纤维等原料上，目前很少有这种配置。

传统梳理机多采用活动盖板正转，“平滑隔距工艺”配置较多。分析原因为活动盖板出口处与盖板传动机构比较接近，由于盖板容易上下走动，采用较小的出口隔距，可能会造成碰针现象；还可以使锡林针面上纤维上浮，有利于锡林与道夫间纤维的凝聚和转移；出口隔距增加，进入前上罩板上口附近的附面层增厚，较多的气流在前上罩板上口溢出，使盖板花的数量增加，从而有利于除杂；在出口处盖板负荷已经饱和，出口隔距略大一些对梳理质量影响不大。

高产梳理机多采用活动盖板反转，“渐缩隔距工艺”配置较多。分析原因为出口部分不存在盖板传动机构，因而不会发生碰针问题；出口部分盖板是清洁的，因此，隔距大小对盖板花数量没有影响，但是隔距小对纤维的分梳作用加强；高产梳理机活动盖板块数是减少的，使得分梳区长度缩短，因而出口隔距小一些，可以充分发挥分梳作用。“不变隔距工艺”和“波浪隔距工艺”不符合“紧隔距，强分梳”的工艺原则，使用较少。

总体隔距较小，刺入纤维会深，接触纤维较多，分梳作用强。两针面间挤压力大，浮于两针面的纤维少，不易被搓纠成纤维结，但易造成纤维损伤。依据紧隔距的工艺原则，高产梳理机锡林与盖板间的隔距可以随针布等技术的发展进一步减少。

②锡林速度。产量一定的情况下，锡林速度大，离心力大，排杂能力强，梳理作用强。但生产一旦选定，锡林速度很少改变。如果产量提高，锡林速度会增大，以保证纤维的梳理度，同时也要考虑针布密度与速度的配合使用。如纤维长度长，强力低，锡林速度要降低。尤其在加工色纺纱时，由于纤维强力变低，锡林速度通常要低一些选择。

③盖板速度与转向。提高活动盖板速度，每块盖板在作用区的时间变短，每块盖板的负荷减少，有利于分梳作用。当活动盖板正转时，分梳作用主要在后区，前区由于纤维充塞，作用微弱；当活动盖板反转时，分梳作用主要在中前区。

④盖板的梳理弧长。为了适应高产梳理机，需要增加梳理弧长，尤其是增加固定盖板梳理区的梳理弧长，使固定盖板数量进一步增加，如图4-11 所示。梳理机增加的弧长主要体现在后固定盖板梳理区1 和前固定盖板梳理区2。如活动盖板梳理区3 为1.2m，后固定盖板梳理区1 和前固定盖板梳理区2 由0.4m 或0.5m 增加到0.8m。通过增加前后固定盖板的数量，增加了梳理弧长4，提高了纤维受到分梳的机会，可以保证高产梳理机的梳理质量。

刺辊与分梳板之间的分梳作用类似于锡林与固定盖板间的分梳，都会受到锡林速度、二者之间的隔距、梳理弧长等因素的影响。

（2）锡林与工作辊或道夫。

①隔距。减少隔距，两针面刺入纤维深，抓取强，梳理效果好。但隔距过小，工作辊或道夫针面负荷增加，增加纤维损伤。当超出握持纤维能力时，梳理力下降，揉搓纤维粒增加。如果产量增加，隔距应适当放大。隔距与原料的种类和性质有关，细而卷曲的羊毛，隔距小；粗羊毛，隔距大。隔距与原料的松解程度有关，由后向前，随着原料的逐渐分梳，小块变得更小，最后分解为单根纤维。原料在分梳区域的状态，开始变化快，随后变化逐渐减慢。隔距的变化也是逐渐变小，开始变化大，随后变化小。锡林和道夫的隔距，小于最末工作辊和锡林隔距，利于梳理和转移。当原料不同时，纺纱支数越高，隔距相对越小；纺纱支数低，原料差，隔距放大。

②工作辊或道夫速度。罗拉梳理机主要靠多组梳理区完成。同一组梳理机上，由后向前，工作辊速比逐渐增加，以增强分梳作用。工作辊速比或道夫速比是指锡林线速度与工作辊线速度或道夫线速度之比。因此，在多组梳理机中，由后向前，工作辊的速度是逐步降低的。

（3）其他影响因素。

除了隔距和速度，其他因素也会影响分梳效果，如针布的规格和针面状态。针布是完成梳理工作的最主要元件，针布规格中的工作角、齿密、齿高等都影响梳理效能。在罗拉梳理机上，由于纤维块和纤维束的细致开松是逐步实现的，所以沿纤维进机到出机，针布号数由低到高，钢针的直径由粗到细，针尖的密度由小到大。在使用弹性针布的粗纺梳理机上，一般有2～4 个大锡林和相应的工作针面，根据加工原料状态和性能，要首先选配大锡林针布，然后合理搭配其他元件上的针布。除此之外，针布的平整度和锋利度等针面状态也是提高针齿穿刺能力、增强梳理、减少挂花和疵点的重要因素。因此，要认真做好保修、保养，定期抄车、磨车。在使用弹性针布的梳理机上，各工艺部件在生产过程中，因挤压力而使一些短纤和杂疵沉入针根部形成抄针毛层。它虽不参加梳理，但占用针隙空间，因此影响梳理效能。如梳理机配置盖板清洁装置清洁盖板花，配置吸风罩清除短纤和杂疵。在运转过程中，根据梳理设备清除杂质的方法和效果可采取连续或定期抄车。

图4-11　梳理机的梳理区分布

在锡林速度不变的情况下，锡林单位面积上喂入纤维的多少是梳理机生产效率高低的标志。单位面积上喂入的纤维多，产量大。但是喂入纤维过多，增加梳理负担，降低纤维的梳理效果。(www.xing528.com)

（二）起出作用区工作分析

起出作用区主要发生在锡林与风轮之间。在粗纺梳毛机的大锡林上会包有弹性针布，因此，在大锡林的最后一道工作辊和道夫之间，一般会配置风轮。

1.起出作用区的特点

（1）起出作用的必要性。起出的产生主要是由弹性针布引起的。弹性针布的特点是易使纤维充塞针齿内，不易转移。该特点影响了梳理效果和针齿握持纤维的能力。由于针齿不能保持清晰，纤维不容易向工作辊或道夫转移。因此，设置风轮，利用风轮钢针的起出作用将锡林携带的纤维由针根向针尖方向移动。保持了针齿的清晰，增强了分梳效能，有利于纤维转移，从而使锡林上的纤维能比较容易且均匀地转移到道夫和工作辊上。

但是弹性针布不容易转移纤维的特点，会使得从道夫单位时间返回到大锡林上的纤维量增加，可以改善原料的混合效果。因此，在粗纺梳毛机的工作辊和锡林上多包有弹性针布。主要是由于粗梳毛纺系统流程短，原料经过和毛机、粗纺梳毛机直接进入细纱工序，没有经过针梳机的并合混合作用。通过植有弹性针布的罗拉梳理机，弥补了粗梳毛纺中的混合不足。

另外，如盖板梳理机中的盖板利用弹性针布易使纤维充塞针齿内的特点，可以去除细小的杂质和短绒。针对不易转移的不足，设置了盖板清洁系统清除杂质，达到了协调统一。

图4-12　起出作用区

（2）起出作用区的范围。锡林与风轮的作用，如图4-12所示。1 为锡林，2 为风轮，锡林与风轮的钢针互相插入，两个弧形针面互相交叉，形成“起出作用区”，即由ACBDA 组成。锡林和风轮针向平行配置，风轮线速度大于锡林线速度。

在锡林针面上的弧长叫做接触弧长，C 点为锡林、风轮的中心连线与锡林针面的交点，D 点为中心连线与风轮针面的交点，为锡林与风轮两针面的交叉深度。它们之间的关系可以用下式计算：

可简化为下式：

式中：——交叉深度，mm；

　　　D （R）——大锡林直（半）径，mm；

　　　d （r）——风轮直（半）径，mm；

　　　——接触弦长对应的弦长，mm。

由简化计算式（4-4）可以看出，插入深度与接触弦长的平方近似成正比。接触弦长，是风轮的重要工艺参数之一。

2.起出作用区的影响因素 风轮的起出作用必须适当。起出不足达不到预期目的，但起出作用过分强烈，会破坏毛网结构，增加飞毛。不但不能得到均匀的毛网，而且会降低制成率，增加动力消耗与机器磨损。因此，要很好地掌握风轮的工艺条件，具体如下。

（1）锡林与风轮的速比。速比是风轮表面线速度与锡林表面线速度的比值。由于风轮表面线速度大于锡林表面速度，所以比值大于1。一般速比是利用改变风轮速度来调节，速比越大，风轮与锡林钢针对纤维的作用力越大，起出的作用越显著。但速比过大，意味着风轮速度的提高，风轮钢针对锡林的冲击力大，对纤维层有破坏作用，而且飞毛多，机器振动大，风轮钢针的变形也大。在实践生产中，速比一般掌握在1.2～1.4 为宜。如在粗纺梳毛机中，由于前、中、后车的混料状态不同，前车混料松散状态好，纤维易沉入齿根，所以速比适当大些。

（2）风轮与大锡林的接触弦长或插入深度。插入深度过深，破坏毛网并且损伤针布；插入过浅，起出作用太弱。因此，应根据原料种类、原料状态等合理选择。在实际生产中，用接触弦长表示插入深度，一般在20～40mm 之间。纯毛由于长短不齐，插入较深。化纤长度整齐度好，插入可浅一些。如在粗纺梳毛机的前、中、后车，后车插入深度浅，前车插入深度深。

（3）速比与接触弦长的配合。接触弦长和风轮速比是互相关联的。在速比较大的情况下，接触弦长可以小一些；反之，在接触弦长较大时，可以选择较小的速比。在生产实践中，这两个工艺条件应该仔细调试后确定。

（三）剥取作用区工作分析

在盖板梳理机上，剥取作用发生在1～3 个刺辊、刺辊与锡林、道夫与剥取罗拉之间。在罗拉梳理机上，发生在工作辊与剥取辊、剥取辊与大锡林、运输辊与大锡林、道夫与斩刀之间。剥取作用除了可以完成纤维由一个工艺部件向另一个工艺部件的转移外，还可使纤维层逐渐减薄，同时伸直纤维和排除尘杂。

1.剥取作用区的特点

（1）同向剥取和异向剥取。根据在作用区内两个回转机件的回转方向可分为同向剥取和异向剥取两种。如剥取辊与大锡林、胸锡林和运输辊以及运输辊和大锡林之间，运动方向相同，均为同向剥取。而工作辊与剥取辊、道夫和剥取罗拉、胶圈、斩刀的回转方向相反，属异向剥取。

图4-13　工作辊与剥取辊组成的梳理环

图4-13 所示为由罗拉梳理机锡林1、工作辊2、剥取辊3 组成的梳理环。其中，速度关系为V1＞V3＞V2，2—3、3—1 作用区的针布交叉配置，都为剥取作用。但在剥毛辊与锡林作用区内，3—1 针面的运动方向相同，称为同向剥取；在工作辊与剥取辊作用区内，2—3 针面的运动方向相反，称为异向剥取。

剥取作用的实质是使原来携带握持纤维的工艺部件失去握持能力。同时在剥取过程中，纤维层分解减薄，在离心力的作用下，部分杂质和短纤维有可能被排除。特别在剥取辊处，由于剥取辊直径较小，速度较高，离心力的作用更明显。

（2）输出剥取装置。纤维经梳理机梳理后，由道夫凝聚。道夫携带的纤维层由剥取装置的剥取完成输出任务。最常见的剥取装置有罗拉剥取、胶圈剥取和斩刀剥取方式。任何一种剥取装置都必须满足道夫输出的纤维网能被连续不断地稳定输出；被剥取的纤维网应保持其结构均匀；机构简单，使用和维修方便。目前，在盖板梳理机上基本使用罗拉剥取、胶圈剥取装置。罗拉剥取是利用表面包有一定规格锯齿的罗拉做连续圆周运动完成的，有三罗拉和四罗拉剥取装置之分。胶圈剥取是借回转胶圈的摩擦作用剥取输出的。在罗拉梳理机上主要是采用斩刀剥取装置。

图4-14　锡林与刺辊的剥取区

2.剥取作用区的影响因素

（1）速比。锡林与刺辊二者的线速度比值，直接影响纤维的转移效果，要求是纤维顺利转移和不返花。如图4-14 所示，纤维ab 的转移是在刺辊A 与锡林B 靠近的弧面间S 区内进行的。在相同的时间内，纤维ab 要顺利从刺辊转移到锡林B 上，在转移开始时，纤维ab 的头端a 被锡林B 抓取。转移结束时，纤维ab 的尾端b 需要在接近后罩板底边之前转移。因此，锡林转过的长度至少为S+L，刺辊转过的长度为S。即当刺辊A 通过转移区S 时，锡林B 通过的长度要比刺辊多一个纤维长度L。

因此，纤维从刺辊转移到锡林，最小速比可用下式计算。

式中：VC——锡林表面速度，mm/min；

　　　VT——刺辊表面速度，mm/min；

　　　L ——纤维长度，mm。

当锡林与刺辊速比较小时，如果在开车、关车时，刺辊还没有形成正常速度，此时容易形成返花。如果刺辊处于正常的运转速度，依靠刺辊的离心惯性力和气流作用，即使速比较小，也不影响纤维转移。因此，在生产中，速比要偏大掌握。化纤与棉相比，长度长且与刺辊锯齿的摩擦系数较大，转移较难，因此速比比纺棉时大。随着产量的提高，国产盖板梳理机纺棉时，通常速比宜在1.7～2.4 之间，纺化学纤维时宜在2.0 以上。国外盖板梳理机锡林与刺辊的速比多在2.0 以上。

锡林刺辊速比对生条中纤维结和杂质的影响也较大，采用较高的锡林刺辊速比对于降低生条中纤维结和杂质的含量是有利的。对于成纱质量而言，当所纺纱线线密度较低时，宜采用较大的锡林刺辊速比；当所纺纱线线密度较大时，则并不是速比越大越好。锡林刺辊的速比需要与锡林、刺辊速度综合考虑，首先合理选择锡林和刺辊速度，然后考虑速比的合适性。

（2）隔距。隔距小，锡林抓取刺辊锯齿上的纤维机会多，纤维与锡林针尖接触的数量多，有利于纤维转移。在正常情况下，以偏小掌握。