1.国外清梳联的发展
1.1从自动落卷到清梳联
要说最早提出清梳联设想的,从手头的资料看,可以追溯到1924年[1]。但是,当时梳棉机用的是弹性针布,产量不过1.5kg/台·h~3kg/台·h,是清棉机产量的1/50~1/100,条件远不具备,只是一种理想。
1940年瑞士立达(Rieter)公司不停车的自动落卷成卷机进入市场,一直到50年代这段时期,可以说是成卷机的时代,各种型号的自动落卷成卷机相继出现,人们又把研究的目标扩展到加大卷装方面。大卷装加大了棉卷直径,提高了棉卷重量,几乎达到非人力所能应付,于是又研究棉卷的储存与自动运输。
由于棉卷直径加大,卷绕过程又遇到偏心问题,因此到了1956年,立达公司的观点认为-成卷机的发展已接近极限,而开始转向清梳联。对于大卷装引起的偏心问题,尔后由原西德的赫格特(Hergeth)公司和特吕茨施勒尔(Trutzschler)公司进一步发展、完善,开发出棉卷外加压,最大卷装达100m,采取电气一气动一机械联动的具有自动计长、切断、释压、落卷、放扦、过磅、打印、放签、记录、调磅等十大自动化的全自动落卷成卷机,型号为SW3和SMF,成卷机的发展到了60年代,可谓真正到了顶峰,此后再没有新的进展。
与此同时,1950年开始用金属锯条替代弹性针布,应用范围由粗号纱发展到细号纱。金属锯条的出现和推广,为梳棉机高速高产创造了条件。随后,高产梳棉机接连更新换代,产量由1950年的1.5kg/台·h~5kg/台·h提高到1963年的6kg/台·h~10kg/台·h,1969年提高到16kg/台·h~35kg/台·h,1979年进一步提高到70kg/台·h。
从1957年开始,立达公司开始把清梳联作为工业技术问题进行研究,采取了一种类似于清棉配棉系统的间道、阀门,用气流输送到梳棉机的所谓“Aerofeed”。1962年立达公司先后将第一批Aerofeed系统为瑞士的Figi纺纱厂和美国Gratex工厂提供。1963年第四届国际纺机展(ITMA)首次展出替代成卷机的清梳联连接装置。差不多同时期,原西德、日本、前苏联等国家相继开发出清梳联设备。最早把无卷喂棉推向工业化生产的,恐怕是日本国,据日本杂志报导[2],日本是在1960年开始工业化使用清梳联技术的。原西德特吕茨施勒尔公司开发的ExactafeedFBK棉箱也紧接于1963年开始进入市场。
1.2从初级阶段走向现代化
1.2.1清梳联遇到的问题
清梳联虽有许多优越性,但是,用清梳联取代成卷,取消了天平调节装置对棉卷不匀的控制。特别是撤消了满卷后挡车工的“调磅”,失去了对生条超长片段的控制;传统工艺对棉卷储存时采取的“横放竖取”的操作管理带来的“延时混棉”作用也消除了,总之,清梳联遇到了新的麻烦,主要有:
(1)生条定量飘移,台间差异大,稳定性差。
(2)多品种生产适应性差。
(3)某些形式的清梳联连接装置,例如简易单节棉箱,交接班和节假日关车时对生条质量有影响。
(4)设备效率降低。
这些问题的逐步解决,是清梳联技术不断进步、完善、成熟的过程,这过程大约持续了二十多年,在此期间,清梳联的推广速度在世界范围内说来相对是缓慢的。
1.2.2从有回棉到无回棉
清梳联随后的改进与完善工作,正是针对以上问题进行的。
特吕茨施勒尔公司自1963年把.Ex-actafeedFBK棉箱推入市场后不久,1965年就取消了回棉箱。取消回棉在技术上是一大进步,它不在于取消回棉会对减少棉结产生带来多少好处,其重要意义还在于它为清梳联提高适应性、灵活性创造了条件。到1973年,他们就推出了Flexafeed,可以在一组梳棉机上同时加工两个品种,只要移动配棉管上的闸板位置,就可以很方便地调整其品种的生产量。1975年又进一步发展了Multiflexafeed,可以在同一时间内向一组梳棉机供应1~4种不同原料品种[3]。这种设备虽然在实际生产中很少见到,因为经济性并不好,但已说明只要用户需要,技术上有可能性。
同时期,国际上屈指可数的几家知名的清梳联设备生产厂中,坚持采用有回棉的只有立达公司的Aerofeed-N这种形式,只能纵向即从机器的前后方向输棉,供应台数不能变,缺乏灵活性;但也有不少优点:①单节棉箱,结构简单。②棉箱充满度稳定,输出生条定量稳定。⑨在设计上,配棉管采取大截面,低风速,低棉气比。其棉气比值约为FBK棉箱的一半,因而棉块在管道输送过程中较为蓬松,有利于降低生条不匀率。尽管如此,立达公司在坚持一段时间后,还是走向无回棉,采用应变性能较好的Aerofeed-F,于1982年投放市场,不久又在1985年以通用型Aerofeed-U所取代。
这样,国际上几家知名的清梳联制造厂均走到双节棉箱、横向喂棉、无回棉方式上来,但是立达公司要比特吕茨施勒尔公司晚了18年。
1.2.3从初级阶段走向现代化
清梳联现代化有如下特征:
(1)生条质量上新水平,而且影响到成纱条干CV%、三节(结)、单强CV%,6等重要指标,能适应纱线高标准要求,明显优于成卷工艺。
(2)具有适应多品种生产功能。
(3)普遍采用微机控制技术、可编程序控制器和变频调速技术,自调匀整、连续喂棉、机电一体化水平有新的提高。
(4)单元机台特别是抓棉机的结构、性能走向成熟,维护保养少,安全性、可靠性高,具有连续三班无故障运行的性能。
(5)具有设施齐全、性能可靠的故障报警,火星、金属、重物探除等配套的安全装置。
根据以上观点,从总体上看,国际上清梳联开始于60年代初期,真正成熟,达到现代化,在80年代末期,走过了将近三十年时间。
对于现代化清梳联来说,值得指出的是,纤维损伤与混棉不足将是有待进一步分析探讨的问题。
2.引进清梳联简析
2.1引进概况
从70年代末到90年代初,我国陆续引进了大批具有当代水平的清梳联设备。根据中国纺织工程学会1995年11月在青岛召开的清梳联学术讨论会上的粗略统计,到1995年底投产的共有209条线,占全国棉纺总锭数的7.1%。其中清棉、梳棉全线引进的180多条线,绝大部分属于当今国际上知名的制造厂提供的,代表着当代世界先进水平。这些引进设备主要集中在广东、江苏、山东、河北、湖北等省。引进的设备,按制造厂家分:德国特吕茨施勒尔公司占56.2%;瑞士立达公司占31.4%;意大利马佐利公司占4.1%;其他公司占8.3%。
2.2生条质量
生条重量不匀率虽不是生条唯一的质量指标,但它是清梳联技术系统好坏的重要反映,清梳联技术能否过关,首先与它有关,与其他指标如棉结杂质相比,更具有可比性,因而经常首先用它作比较。当然,生条重不匀率与装备的技术特征、材质、加工精度直接有关;同一种设备不同工厂,由于管理水平不同,也会产生很大差异。
在纺纯棉品种方面,如果把生条H(5m)%值分为三档的话,试按下述范围进行分档。
一档:<2%
二档:2%~3%
三档:>3%
国内棉纺织厂生条重量不匀率照传统试验方法,片段长度取5m,计算H%,但亦有部分工厂取10m长度,计算CV%,为充分利用这些数据,可作如下换算:
而5m、10m不同片段间关系,根据资料积累,呈下列近似关系: