1 我國(guó)精梳機(jī)的現(xiàn)狀 

    我國(guó)精梳設(shè)備經(jīng)過(guò)近40年的發(fā)展，取得了巨大成就。截止到2000年，我國(guó)精梳機(jī)的臺(tái)數(shù)己達(dá)到13264臺(tái)，是1990年精梳機(jī)臺(tái)數(shù)(為7081臺(tái))的1．87倍；自1990年到2000年每年平均增加103套(每套按6臺(tái)計(jì)算)，精梳機(jī)的萬(wàn)錠配臺(tái)由原來(lái)的1．8臺(tái)增加到3．9臺(tái)，1998年精梳紗所占比例為15．1％，到2000年增加到19％。精梳機(jī)的速度己由原來(lái)A201A型的116鉗次／min提高到FA266型的350鉗次／min，精梳機(jī)的產(chǎn)量提高了3倍。精梳機(jī)的綜合質(zhì)量水平(如精梳條質(zhì)量、精梳落棉質(zhì)量及機(jī)器的穩(wěn)定性等)及自動(dòng)化水平有很大提高。 
    目前，我國(guó)精梳機(jī)的機(jī)型繁多、品種不一，精梳機(jī)的速度水平與紡紗質(zhì)量水平差別很大；按精梳機(jī)的工藝速度可化分為四個(gè)層次：第一層次是工藝速度在300鉗次／min以上的高效能精梳機(jī)，如FA266型、F1268型及PX2-J型精梳機(jī)；第二層次是工藝速度在200鉗次／min～280鉗次／min的精梳機(jī)，如FA261型等；第三層次是工藝速度在160鉗次／min／～190鉗次／min的精梳機(jī)，如FA251型等；第四層次是工藝速度在120鉗次／min～155鉗次／min的精梳機(jī)，如A201B、C、D型。在這四個(gè)層次中，以A201系列精梳機(jī)最多，約為7200臺(tái)[2]，該機(jī)速度低、紡紗質(zhì)量差。因此在積極推廣應(yīng)用高效能精梳機(jī)的同時(shí)，利用精梳新技術(shù)對(duì)不同層次的精梳機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，使精梳設(shè)備的整體技術(shù)水平和紡紗質(zhì)量全面提高，為改善我國(guó)棉紗的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提高產(chǎn)品檔次和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力奠定技術(shù)基礎(chǔ)。 

   2 高效能精梳機(jī)的推廣應(yīng)用 
    采用高效能精梳機(jī)的經(jīng)濟(jì)與技術(shù)優(yōu)勢(shì)如下： 
    (1)高效能精梳機(jī)速度高、產(chǎn)量高，萬(wàn)錠配臺(tái)、用人及占地面積少。 
    精梳機(jī)產(chǎn)量與精梳機(jī)的速度、小卷定量、給棉長(zhǎng)度及每臺(tái)精梳機(jī)的眼數(shù)成正比。用公式表示為： 
    G＝60×A×g×n×a×(1一c％)／10002 ① 
    式中： 
    A——給棉羅拉的給棉長(zhǎng)度(mm)； 
    g——精梳小卷定量(g／mm)； 
    n——精梳機(jī)的速度(r／min)； 
    a——每臺(tái)精梳機(jī)的眼數(shù)； 
    c——精梳機(jī)的落棉率(％)。 
    由①式算得FA266型、F1268型與A201D型精梳機(jī)產(chǎn)量見(jiàn)表1。 
    表1 精梳機(jī)的產(chǎn)量比較 
      
    由表1可知：在精梳機(jī)的給棉長(zhǎng)度與精梳落棉率相同的情況下，F(xiàn)A266型、F1268型精梳機(jī)的產(chǎn)量為A201D型精梳機(jī)產(chǎn)量的4．15倍。 
    紡14．5 tex及18．2 tex精梳紗精梳機(jī)的萬(wàn)錠配臺(tái)數(shù)見(jiàn)表2。 
    表2 精梳機(jī)的萬(wàn)錠配臺(tái)數(shù)量 
     
    由此可知：FA266型、F1268型精梳機(jī)的萬(wàn)錠配臺(tái)數(shù)只有A20lD型精梳機(jī)的l／4；占地面積和用人也只有A20lD型精梳機(jī)的l／4；萬(wàn)錠精梳機(jī)耗電量大大減少。因此采用高效能精梳機(jī)具有的巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 
    (2)高效能精梳機(jī)的機(jī)械性能與紡紗質(zhì)量水平高。由于高效能精梳的分離羅拉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鉗板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及鉗板組件等關(guān)鍵機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，機(jī)器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，故障少、壞車(chē)少、穩(wěn)定性好。精梳條的質(zhì)量指標(biāo)(如條干CV值、重量不勻率、精梳條含短絨率等)及精梳落棉指標(biāo)(精梳落棉率、落棉含短絨率等)都能達(dá)到規(guī)定要求。 
    (3)高效能精梳機(jī)自動(dòng)化水平高，勞動(dòng)強(qiáng)度低。 
    在高效能精梳機(jī)上普遍采用了高靈敏度的自停裝置、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、PLC程序控制系統(tǒng)等。

   3  A201系列精梳機(jī)的技術(shù)改造
3．1  A201B(C、D)型精梳機(jī)存在的問(wèn)題
3．1．1  整體基礎(chǔ)差
    A201B型、C型精梳機(jī)車(chē)頭、機(jī)中、車(chē)尾及圈條器整體緊固作用差，特別是車(chē)尾和圈條器之間僅用兩根撐桿連接，缺乏牢固性；高速時(shí)機(jī)器振動(dòng)加劇。另外在車(chē)頭內(nèi)傳動(dòng)分離羅拉的差動(dòng)齒輪、分離齒輪及傳動(dòng)鉗板機(jī)構(gòu)的滑桿、滑塊等主要機(jī)件的潤(rùn)滑條件差，機(jī)器高速時(shí)機(jī)件的磨損大、損壞多。
3．1．2  承卷羅拉慣性大、給棉量難以控制由于A201系列精梳機(jī)的承卷羅拉為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，承卷羅拉與精梳小卷的慣性力隨車(chē)速的提高而急劇增加，因此機(jī)器的振動(dòng)和噪聲增大，且承卷羅拉每次的給棉量難以控制。
3．1．3  紡紗適應(yīng)性差
    由于A201系列精梳機(jī)只有前進(jìn)給棉，棉叢的梳理效果與精梳落棉量受到限制，難以適應(yīng)紡高檔精梳紗的要求。
3．1．4  鉗板組件的重量大
    A201系列精梳機(jī)鉗板機(jī)構(gòu)復(fù)雜，有上給棉羅拉、下給棉羅拉、給棉棘輪、上鉗板座、下鉗板座、上搖架及上下鉗板等組成；且機(jī)件的材料是鑄鐵與鋼，比重大，整個(gè)鉗板組件重量為16．2 kg[3]。因此精梳機(jī)高速時(shí)，鉗板組件的慣性力和沖擊力大，機(jī)器的振動(dòng)和噪聲很高。


 
3．1．5  鉗板鉗唇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理
    A201系列精梳機(jī)鉗板鉗唇結(jié)構(gòu)存在以下兩個(gè)問(wèn)題：一是鉗板鉗口對(duì)棉層的握持狀態(tài)是一點(diǎn)(或稱(chēng)單線(xiàn))握持，當(dāng)精梳小卷的定量較小時(shí)，易形成對(duì)棉層的橫向握持不勻，在錫林梳理時(shí)出現(xiàn)“抽筋拔皮”現(xiàn)象，造成棉網(wǎng)破洞與破邊；且速度越高，“抽筋拔皮”的現(xiàn)象越嚴(yán)重。二是鉗板鉗口的“死隙”長(zhǎng)度較長(zhǎng)，約為7．43 mm[4]；從而使鉗板鉗口外棉叢的受梳長(zhǎng)度減短，影響錫林對(duì)棉叢的梳理效果。
3．1．6  梳理隔距大、梳理效果差
    由于A201系列精梳機(jī)鉗板擺動(dòng)的支點(diǎn)在錫林軸心的下方(稱(chēng)為下支點(diǎn)式鉗板擺動(dòng)機(jī)構(gòu))，與中支點(diǎn)式(即鉗板擺動(dòng)支點(diǎn)與錫林軸同心)及上支點(diǎn)鉗板擺動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，梳理隔距的極差值與變異系數(shù)都大；因此梳理效果差。

3．3  技術(shù)改造的措施
    90年代初期，上海一紡機(jī)、無(wú)錫紡機(jī)等單位對(duì)國(guó)產(chǎn)A201B型、C型精梳機(jī)進(jìn)行了技術(shù)改造，其改造的主要內(nèi)容是：
    (1)車(chē)頭部分采用整體油浴箱，以改善車(chē)頭傳動(dòng)齒輪的潤(rùn)滑狀態(tài)、增強(qiáng)車(chē)頭的整體鋼度；
    (2)植針錫林改為整體錫林，以提高錫林的壽命與梳理效果；
    (3)分離羅拉由內(nèi)差動(dòng)輪系改為外差動(dòng)輪系，以減小差動(dòng)齒輪的運(yùn)動(dòng)慣量；
    (4)采用毛刷單獨(dú)傳動(dòng)，以提高毛刷對(duì)錫林的清潔效果[8]。機(jī)器經(jīng)改造后，工藝速度水平達(dá)到155鉗次／min，紡紗質(zhì)量水平也有所提高，達(dá)到了A201D型精梳機(jī)的水平。為了實(shí)現(xiàn)技術(shù)改造的目標(biāo)，需對(duì)A201系列精梳機(jī)進(jìn)行深層次的技術(shù)改造，建議改造內(nèi)容如下。
3．3．1  采用承卷羅拉連續(xù)回轉(zhuǎn)
    采用承卷羅拉連續(xù)回轉(zhuǎn)的優(yōu)點(diǎn)是：
    (1)可消除承卷羅拉間歇回轉(zhuǎn)時(shí)的慣性力，并消除了由此產(chǎn)生的沖擊和噪聲；
    (2)承卷羅拉的給棉量可得到有效的控制。
3．3．2  縮短短軸銷(xiāo)偏心距
    A201系列精梳機(jī)短軸銷(xiāo)偏心距的大小對(duì)機(jī)器的高速性能及工藝性能都有較大影響：
    (1)短軸銷(xiāo)偏心距的減小，鉗板擺軸的角位移、鉗板的運(yùn)動(dòng)量、鉗板的最大加速度值等將減小，其對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表5[9]；由此可知，短軸銷(xiāo)偏心距由70mm減為60 mm時(shí)，鉗板擺軸的最大角加速度減小 22．48％，鉗板的最大加速度值減小23．48％；因此減小短軸銷(xiāo)偏心距是減輕機(jī)器振動(dòng)、降低噪聲及進(jìn)一步提高車(chē)速的重要技術(shù)措施。
    (2)短軸銷(xiāo)偏心距的減小，錫林的梳理時(shí)間、分離接合工作時(shí)間均延長(zhǎng)；由此可知：減小短軸銷(xiāo)偏心距，分離接合定時(shí)提早，分離工作長(zhǎng)度及棉網(wǎng)的接合率都增加，有利于提高棉網(wǎng)的接合質(zhì)量。
    (3)短軸銷(xiāo)偏心距的減小，分離接合過(guò)程中鉗板與頂梳向前運(yùn)動(dòng)的速度減小，有利于減少棉網(wǎng)中纖維彎鉤和“魚(yú)鱗斑”的形成；
 
3．3．3  減輕鉗板組件的重量
    鉗板組件的重量越輕，其慣性力越小，由此可減小鉗板高速時(shí)的沖擊力，有利于減輕振動(dòng)和降低噪聲。幾種精梳機(jī)的鉗板組件質(zhì)量比較見(jiàn)表8。由此可知：A201C型精梳機(jī)的鉗板組件的重量為FA266型精梳機(jī)的5．4倍，其原因是FA266型精梳機(jī)的鉗板組件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且主要機(jī)件采用了輕質(zhì)合金，從而大大減輕了其重量。由于A201系列精梳機(jī)鉗板組件復(fù)雜、零件個(gè)數(shù)多，將全部機(jī)件改用輕質(zhì)合金，改造費(fèi)用太高；若有重點(diǎn)地選擇若干重量大的機(jī)件采用輕質(zhì)合金，可取得較好的效果。例如，將下鉗板座、下?lián)u架、上搖架改用鋁合金材料，每套鉗板組件可減輕4．4 kg；改造后機(jī)器的振動(dòng)和噪聲明顯降低。 

3．3．4  改進(jìn)鉗板的鉗唇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    在鉗唇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，應(yīng)吸取FA266型精梳機(jī)鉗唇結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想及加工制造技術(shù)，變一點(diǎn)握持為兩點(diǎn)握持，提高加工質(zhì)量和制造精度，以改善鉗板對(duì)棉叢的鉗持效果。另外，盡可能減短上、下鉗唇對(duì)棉層的握持長(zhǎng)度(即為“死隙”長(zhǎng)度)，以增大鉗口外棉叢的梳理長(zhǎng)度，提高梳理效果。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，將A201C型精梳機(jī)的上鉗板鉗唇減短1．4mm，精梳條的棉結(jié)雜質(zhì)總數(shù)可減少12．5％～14．8％[11]，效果明顯。
3．3．5  增加后退給棉機(jī)構(gòu)
    采用后退給棉是提高梳理效果和成紗質(zhì)量的重要手段，因此，在現(xiàn)代精梳機(jī)上都配備了前進(jìn)與后退兩種給棉機(jī)構(gòu)。在其他條件相同的情況下，采用后退給棉，可增加鉗板鉗口外棉叢的受梳長(zhǎng)度，使棉叢的重復(fù)梳理次數(shù)增加；另一方面，還可使精梳落棉率增加，從而使精梳條中的棉結(jié)雜質(zhì)及短絨含量減少。不同給棉方式的落棉隔距、精梳落棉率、精梳條的棉結(jié)雜質(zhì)粒數(shù)的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表10[4]。由此可知：采用后退給棉與前進(jìn)給棉相比，精梳落棉率增加4．7％～20．9％，棉結(jié)雜質(zhì)總數(shù)減少13％～40％。因此采用后退給棉是紡制高檔精梳紗的必備手段。
3．3．6  改進(jìn)分離羅拉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
分離羅拉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的改造應(yīng)考慮以下三個(gè)方面：
(1)差動(dòng)齒輪與分離齒輪應(yīng)由原來(lái)的內(nèi)差動(dòng)改為外差動(dòng)方式，既可減輕齒輪的沖擊和傳動(dòng)噪聲，又可減少分離齒輪與差動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；實(shí)踐表明：改后分離齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可減少52％，差動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可減少35．3％[12]。
(2)優(yōu)化平面連桿機(jī)構(gòu)的尺寸，以使分離羅拉運(yùn)動(dòng)的最大角加速和慣性力矩最小，有利于提高精梳機(jī)的車(chē)速。
(3)減小分離羅拉的有效輸出長(zhǎng)度，以增大棉網(wǎng)的接合長(zhǎng)度與接合率、提高棉網(wǎng)的接合質(zhì)量與精梳條的條干質(zhì)量，防止精梳機(jī)高速時(shí)棉網(wǎng)破邊破洞現(xiàn)象的發(fā)生。建議分離羅拉的有效輸出長(zhǎng)度控制在32 mm～34 mm為宜；如果過(guò)小，分離羅拉輸出的棉網(wǎng)過(guò)厚，會(huì)使?fàn)可煅b置的牽伸負(fù)擔(dān)過(guò)重。
3．3．7  車(chē)面條由原來(lái)的三并一改為六并一
車(chē)面條改為六并一是提高精梳條條干水平、降低精梳條重量不勻率的有效途徑。設(shè)C0為精梳條并合前的不勻率，C為并合后精梳條的不勻率，n為并合根數(shù)，根據(jù)并合理論則有：
                                                 
又設(shè)C1為三根條子并合時(shí)的不勻率，C2為六根條子并合時(shí)的不勻率，則由②式得采用六根棉條并合不勻率降低百分率為：
                       

由此可知：采用六并一時(shí)精梳條的不勻率比三并一時(shí)降低了29％。因此采用六并一時(shí)，對(duì)降低精梳條的條干CV值和重量不勻率有顯著效果。
3．3．8  改進(jìn)牽伸裝置
A201系列精梳機(jī)的牽伸裝置是兩上兩下簡(jiǎn)單羅拉牽伸，如果牽伸倍數(shù)過(guò)大，會(huì)使精梳條條干惡化，因此此種牽伸裝置只適宜在牽伸倍數(shù)較小及低速下使用。當(dāng)精梳機(jī)的車(chē)面條采用六并一及分離羅拉的有效輸出長(zhǎng)度縮小后，牽伸倍數(shù)將會(huì)成倍增加，必須對(duì)原牽伸裝置進(jìn)行改造。建議牽伸裝置采用三上四下或二上三下曲線(xiàn)牽伸。A201系列精梳機(jī)鉗板擺動(dòng)采用下支點(diǎn)式，梳理隔距大；將其改造成為中支點(diǎn)擺動(dòng)式需改動(dòng)精梳機(jī)的總體設(shè)計(jì)，難度太大，可不作為改造內(nèi)容。
3．4  不同機(jī)型的改造內(nèi)容
由于A20l B(C、D)型精梳機(jī)結(jié)構(gòu)不同，因此改造內(nèi)容應(yīng)有所區(qū)別，三種不同精梳機(jī)的改造類(lèi)型見(jiàn)表11。
4．1  FA261型精梳機(jī)存在的問(wèn)題
    FA261型精梳機(jī)是我國(guó)在吸收消化E7／5型精梳機(jī)基礎(chǔ)上研制的，工藝速度在250鉗次／min。隨著精梳工藝技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，F(xiàn)A261型精梳機(jī)與當(dāng)前新型精梳機(jī)相比，存在以下問(wèn)題：
    (1)在鉗板傳動(dòng)部分，由于曲柄半徑及鉗板組件的質(zhì)量較大，精梳機(jī)高速運(yùn)動(dòng)時(shí)鉗板組件的沖擊力大，振動(dòng)與噪聲高；
    (2)分離羅拉的有效輸出長(zhǎng)度及分離羅拉運(yùn)動(dòng)的角加速度較大；  
    (3)當(dāng)纖維長(zhǎng)度發(fā)生變化而調(diào)整錫林定位時(shí)，鉗板鉗口的開(kāi)啟定時(shí)無(wú)法調(diào)整；另外，當(dāng)落棉隔距過(guò)大(如超過(guò)8分度)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)不給棉現(xiàn)象[7]，使機(jī)器的適紡性受到限制；
    (4)牽伸裝置后區(qū)牽伸倍數(shù)與后區(qū)牽伸隔距不能隨喂入條子的定時(shí)及纖維長(zhǎng)度調(diào)整，紡紗適應(yīng)性差[13]。
4．2  技術(shù)改造的目標(biāo)
    FA261型精梳機(jī)經(jīng)技術(shù)改造后，達(dá)到以下目標(biāo)：
    (1)車(chē)速提高30鉗次／min～50鉗次／min，產(chǎn)量提高12％～20％；
    (2)精梳機(jī)的振動(dòng)和噪聲有所降低，紡紗質(zhì)量有所提高；
    (3)機(jī)器的適紡性增強(qiáng)。
4．3  技術(shù)改造的措施
4．3．1  更換鉗板傳動(dòng)部分的曲柄機(jī)構(gòu)[14，15]
    將鉗板傳動(dòng)部分的曲柄半徑由77．5 mm減為70 mm，以減小鉗板擺軸、鉗板組件運(yùn)動(dòng)的角加速度，減輕高速時(shí)的振動(dòng)和噪聲。根據(jù)計(jì)算當(dāng)曲柄半徑由77．5 mm減為70 mm時(shí)，鉗板擺軸的最大角加速度降低24％、鉗板在水平方向上的最大加速度降低20．4％；還可增大錫林對(duì)棉叢的梳理時(shí)及分離接合工作時(shí)間[3]。
4．3．2  更換鉗板機(jī)構(gòu)機(jī)件[14，15]
    例如，后退給棉機(jī)構(gòu)由內(nèi)棘輪式改為由外棘輪直接傳動(dòng)給棉羅拉，以簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)、減輕鉗板組件的重量；再如，在保證鉗板強(qiáng)度的情況下，減輕上、下鉗板的厚度，以減輕鉗板組件的重量。在進(jìn)行此項(xiàng)改造時(shí)，可采用FA266型精梳機(jī)的成熟技術(shù)，使鉗板組件的重量由原來(lái)的4．3 kg減小到3kg。
4．3．3  增加鉗板開(kāi)口定時(shí)調(diào)整裝置
    當(dāng)纖維長(zhǎng)度、給棉方式及落棉刻度改變后，能進(jìn)行鉗板開(kāi)啟定時(shí)的調(diào)整，以增強(qiáng)適應(yīng)性。瑞士立達(dá)公司的E61型、E62型精梳機(jī)已對(duì)此作了改進(jìn)[16]。
4．3．4  縮短分離羅拉的有效輸出長(zhǎng)度
    縮短分離羅拉的有效輸出長(zhǎng)度，一方面可增大棉網(wǎng)的接合長(zhǎng)度，提高接合率，防止棉網(wǎng)破邊、破洞現(xiàn)象的發(fā)生；另一方面還可減少分離羅拉的運(yùn)動(dòng)量及分離羅拉的最大角加速度。瑞士立達(dá)的E61型、E62型精梳機(jī)，分離羅拉的有效輸出長(zhǎng)度由原來(lái)E60H型的31．71 mm減為26．48mm[16]，降低了16．5％。
4．3．5  優(yōu)化分離羅拉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連桿部分的尺寸優(yōu)化分離羅拉平面連桿機(jī)構(gòu)的尺寸，使連桿機(jī)構(gòu)滿(mǎn)足工藝要求的同時(shí)，使分離羅拉運(yùn)動(dòng)加速度最小，以減小分離羅拉運(yùn)動(dòng)的慣性力矩。
4．3．6  改造牽伸機(jī)構(gòu)
    與FA266型精梳機(jī)一樣，牽伸機(jī)構(gòu)的后區(qū)牽伸倍數(shù)可設(shè)置大、中、小三種，以適應(yīng)精梳條的不同定量及不同牽伸的要求；另外，后區(qū)羅拉握持距設(shè)為可調(diào)式，以滿(mǎn)足紡不長(zhǎng)度纖維的需要，提高紡紗適應(yīng)性。
4．4  不同精梳機(jī)的改造內(nèi)容
    不同機(jī)型的改造內(nèi)容見(jiàn)表12。對(duì)于E7／5型、E7／5A型、FA254型、FA26lA型、FA26l／ZF型可按FA261型精梳機(jī)的模式進(jìn)行改造；對(duì)于FA266型精梳機(jī)可按E7／6的改造方式進(jìn)行。