在纺纱过程中，梳棉机成条质量好坏直接影响到成纱质量。作为梳棉机直接作用于纤维的部件，针布的选配尤为重要。锡林作为梳棉机的核心梳理原件，锡林针布的选择则是重中之重。本文对锡林针布的种类及锡林针布配套时考虑因素等进行总结，并在此基础上对锡林针布的发展趋势进行展望。1锡林针布的作用对于梳棉机而言，涉及到针布问题的共有7处，即锡林、道夫、盖板、刺辊、刺辊下分梳板以及前后固定盖板针布，即所谓的“7配套”，前4种针布也被称为“4配套”针布[1]。锡林针布与其他针布配合，承担了梳棉机梳理、除杂及混和的作用，使棉束分离成单纤维，同时清除杂质和短绒。2锡林针布的主要齿形针布的4种基础齿形主要有直齿圆弧、直齿平底、直齿圆弧负角、直齿直线负角。在此基础上发展，如今几种常见齿形的锡林针布如高负荷锡林针布、双曲面锡林针布、T形齿锡林针布齿条、纵向高低齿锡林针布等正被广泛应用[2]。文献[3]总结了9种新型锡林齿形，即圆弧齿形、大平顶齿形、单驼峰齿形、双驼峰齿形、双齿形、双峰齿形、驼峰双阶齿形、斜平顶齿形、尖齿平顶锡林针布。近几年还有一些锡林针布的新专利，如主辅齿工作角逐渐减小的锡林针布[4]、高密度锡林针布[5]、不等距不等工作角锡林针布[6]、带有多级弹性柔性梳理针齿的锡林针布[7]等。2.1基础齿形锡林针布直齿圆弧、直齿平底、直齿圆弧负角、直齿直线负角4种齿形为锡林针布的基础齿形（见图1），其他功能性锡林针布都是在此基础上，通过齿形的创新赋予针布独特的适梳性能而形成的。图1传统锡林针布齿形.F001（a）直齿圆弧齿形.F002（b）直齿平底齿形.F003（c）直齿圆弧负角齿形.F004（d）直齿直线负角齿形2.2常见锡林齿形针布2.2.1高负荷锡林针布研究精细粗梳工艺时，德国邓肯道夫纺织工艺研究所采用了高负荷锡林针布[8]（见图2）。该针布针尖平坦的顶面向后延伸、针齿深度0.5 mm，减小了针齿间空间容积，使得纤维更多地停留在锡林表面,从而获得更好的棉结开松效果。此类针布对棉结粗节的去除效果较好，而且针布耐磨性较好。.F005图2高负荷锡林针布2.2.2双曲面锡林针布国内某公司自主研制的双曲面锡林针布[9]（见图3），其特点是采用双曲面齿背，目的在于防止被齿尖握持的纤维下滑，有利于提高道夫转移率，加强对纤维的梳理能力，提高平行伸直度，同时可以提高锡林一次分梳能力，减少二次梳理对纤维的损伤。经试验表明，生条结杂大幅度降低，特别是棉结降低更为明显。.F006图3双曲面锡林针布2.2.3T形齿锡林针布为解决梳棉机高产带来的锡林针面纤维负荷不断增加，导致梳理度下降的问题，国内某公司于2011年推出了一种适用于高速梳棉机，纺中、细号纱用的T形齿锡林针布[10]（见图4）。这种T形齿锡林针布，齿顶长是普通锡林针布的17倍多，但齿顶有小偏角，能够保证穿刺，纤维的握持深度保持在齿尖以下0.05 mm以内；前角比普通锡林针布大5°~10°，以增强对纤维的握持能力；齿距比以往纺中、细号纱用的锡林针布增大0.2 mm~0.5 mm，以缩短纤维未梳理长度，强度高、耐磨性较好。.F007图4T形齿锡林针布2.2.4纵向高低齿锡林针布该类型锡林针布的特征是，以增加横向齿密提高分梳性能为基础；以纵向深浅齿保持针齿间隙为补充；以纵向不同工作角度来调节分梳力；以纵向高低齿作为接力分梳的手段。通过对比试验得出，该种齿形的锡林针布在生条棉结、短绒、伸直度、细纱条干等指标方面均表现为优于其他几种对比产品。图5为JT211型锡林针布,可以看出，其不仅仅在针齿的纵向齿距上和高低上不同，同时高齿和低齿的齿尖宽度也不同，因为高齿与低齿相比更容易被磨损，所以齿尖宽度更大一些。试验结果表明，高低齿在磨痕上表现出明显的差异。.F008图5JT211型纵向高低齿锡林针布3新型锡林针布近年来，随着梳理技术的发展，根据加工对象和产量提升等技术需要，出现了一些新型的锡林针布。3.1圆弧齿形大圆弧齿形锡林针布（见图6），主要是在工作面的曲率半径方面进行了优化，使纤维在工作面运动过程中利于转移，配合大的齿距减少纵向握持的强度，使锡林和盖板间的浮游纤维进一步减少，提高了分离度和伸直度，有效提高了杂质的清除率，提高了一次分梳力，使棉网质量和成纱质量得到明显的改善。.F009图6大圆弧齿形针布3.2平顶齿形平顶齿形锡林针布主要有3种：大平顶齿形（见图7）、斜平顶齿形（见图8）、尖齿平顶齿形（见图9）。大平顶齿形锡林针布在锡林盖板间梳理时，平顶平背托持纤维，摩擦阻力增加，利于纤维与纤维之间的分离，提高伸直效果。适用于杂质大的纤维，利于高速高产。斜平顶齿形保留了大平顶齿形高转移率的同时，可以很好地去除棉结杂质和短绒，这是因为纤维从刺辊转移到锡林上后易停留在齿尖处。相较于大平顶齿形针布，斜齿面齿形保证了长纤维的分梳度，更适于纺长纤维。尖齿平顶齿形针布在大平顶齿形的基础上，齿尖角改为40°，相较于大平顶齿形针布和斜平顶齿形针布，其对纤维层的穿刺能力有所提高。.F010图7大平顶齿形针布.F011图8斜平顶齿形针布.F012图9尖齿平顶齿形针布3.3驼峰齿形驼峰类齿形锡林针布主要有3种：单驼峰（见图10）、双驼峰（见图11）、驼峰双阶齿形（见图12）。相较于传统的锡林针布，它们的共同特点是齿背采用驼峰曲线形式，可以在针布表面形成气流托持纤维，避免纤维下沉，提高锡林盖板间纤维的转移率，更利于去除棉结和杂质。.F013图10单驼峰齿形针布.F014图11双驼峰齿形针布.F015图12驼峰双阶齿形针布不同的是，单驼峰齿形锡林针布适纺精梳纯棉纱，在梳棉早期可以去除不成熟纤维及死纤维[11]。双驼峰相较于单驼峰，双曲线齿背改面控制为点控制，可以更细腻地引导气流实现柔性分梳，尤其适用于短纤维，可提高其伸直效果，且双驼峰齿高1.8 mm，抗压能力强，利于梳棉机锡林盖板间的交替分梳；驼峰双阶齿形锡林针布最大的特点是采用低台阶设计，齿深0.35 mm，位于0.25 mm处的低台阶能更好地托持纤维，使驼峰双阶齿形锡林针布有更好的释放性能和转移性能。3.4双齿形本发明专利[12]的目的是以“双齿梳理针齿”为关键技术，将传统的金属针布（单齿）自主设计为双齿锡林针布，双齿针布第1齿与原来锡林针布针齿作用相同，第2齿的作用主要是对纤维进行分梳；对纤维有托持作用，因而有利于第1齿对纤维的分梳；增加齿密，使针布齿密在原有基础上增加30%以上。因而在正常生产条件下，可使梳棉机的梳理能力得到加强，产量得到进一步的提高。两种双齿锡林针布示意图分别见图13和图14。实践表明,双齿锡林针布对棉结的去除效果较好[13⁃14]。.F016图13圆弧齿形双齿锡林针布示意图.F017图14直线齿形双齿锡林针布示意图3.5双峰齿形双峰齿形锡林针布(见图15)，是由原来一个单纯的针齿衍生出现在由两个驼峰和一个针齿组成，同双齿锡林针布一样，可以防止纤维下滑，有效托持纤维，利于充分梳理。实践表明，双峰齿形锡林针布对半成品棉结的改善效果较为明显，并可以节约用棉[15]。.F018图15双峰齿形锡林针布3.6其他新型针布3.6.1主辅齿工作角逐渐减小的锡林针布国内某公司研发了一种新型锡林针布（见图16），其特征在于：齿部包括主齿、第1辅齿和第2辅齿，所述主齿、第1辅齿和第2辅齿依次排列，工作角逐渐减小。此种排列可以有效减少工作角过大对纤维的损伤；对没有握持的纤维可以起到良好的阻梳作用，通过第1辅齿和第2辅齿进行补充式拉拽、梳理，起到辅助梳理作用，从而减少棉结和短绒。.F019图16主辅齿工作角逐渐减小的锡林针布3.6.2高密度锡林针布梳理效果与单位分梳面上针齿数呈正比，但针布的密度却不能一味地增加。为解决这个矛盾，国内某公司研发了一种高密度锡林针布（见图17），包括基部、针齿和副针齿，主针齿与副针齿夹角角度、副针齿与基部夹角角度皆为60°，突破了一个分梳角度上只有一个分梳针齿的固有思想，并且提高对纺纱用纤维的梳理效果，同时提升了成纱的质量。.F020图17高密度锡林针布3.6.3不等距不等工作角锡林针布国内某公司推出了一种不等距不等工作角锡林针布（见图18），该针布齿间距不等，各针齿工作角不等。此种设计可以减少因针齿密度、滚筒直径等的不同所造成的挤针现象，且该种设计适用纤维范围广，品种变换方便，能有效地减少并丝，出网质量较好。.F021图18不等距不等工作角锡林针布3.6.4带有多级弹性柔性梳理针齿的锡林针布该种锡林针布上并排设有若干多级弹性柔性梳理针齿（见图19），针齿由针齿单元组成，每个针齿单元有3个齿尖。第1齿尖向左侧弯曲，可以有效地抓取纤维，对纤维进行初步梳理并控制纤维的分梳导向。第2、3齿尖均向右侧弯曲。第2齿尖强化梳理纤维，可以对转移过程中的上层纤维进行再次梳理，增大梳理面积，同时对纤维有一个托持作用，增加纤维转移率。在梳理过程中，前一针齿单元的第3齿尖在下一针齿单元第1齿尖的包围角内，可以减少下一单元第1齿尖的磨损,还可以起到预分梳作用。3个齿尖对纤维进行多级分梳，增加纤维的梳理次数和分梳几率。.F022图19带有多级弹性柔性梳理针齿的锡林针布第1齿尖和第2齿尖设有第一V形缓冲区，第2齿尖和第3齿尖设有第二V形缓冲区。缓冲区可以分散各齿尖间的内部作用力，缓解单元内部的结构承载力，减少齿尖的硬性磨损度并且减少对纤维的损伤。针齿单元下方为圆弧形拱身，弹性橡胶基部位于拱身两侧连接针齿单元。这些设计都最大程度的量化了弹性、柔性的梳理理念。4锡林针布配套考虑因素锡林在梳棉机中处于中心位置，锡林针布前与道夫针布，上与盖板针布，后与刺辊针布都有直接的接触，最为主要的是锡林与盖板、锡林与道夫之间的配合。4.1锡林与盖板之间的配合如今在梳棉机高速高产的发展趋势下，增加锡林速度,虽然可以提高梳理能力、减少生条棉结、有利于除杂，但同时也会损伤纤维，造成生条中纤维平均长度变短,生条短绒率升高,盖板花杂质增多、充塞盖板,增大了针布齿尖上纤维滑脱的趋势[16]。所以在除杂、梳理能力提高的同时，增加锡林针布握持力以及对纤维的控制力和容纳纤维的能力，避免纤维滑脱对于锡林盖板梳理区很重要。梳理度是衡量梳棉机梳理能力的标准，即每根纤维受到的梳理针齿数。梳理度与齿密有很大的关系。文献[17]介绍了4种锡林盖板针齿密度的配置方法：稀密搭配、密稀搭配、密密搭配、稀稀搭配，并总结了每种配置的利弊及适纺纤维。本文不再赘述。针齿密度和锡林盖板间隔距大小共同决定了梳理能力的好坏以及短绒率的高低。文献[18]提到了一种适用于高产梳棉机的紧隔距、低速度工艺，即在锡林针布高密度的前提下，盖板出口处配以较紧隔距，适当降低锡林和盖板速度来减少纤维损伤；提高盖板的速度，防止盖板花充塞盖板，利于排除杂质、短绒。4.2锡林与道夫之间的配合纤维不断在道夫上凝聚的过程也是纤维不断从锡林转移到道夫上的过程。锡林向道夫转移纤维的能力常用道夫转移率表示，转移率的高低也衡量了锡林与道夫之间的配置合理性。锡林、道夫针布的种类、规格、针齿形态以及两者的配合非常重要；锡林与道夫隔距、锡林速度及产量、生条定量和道夫速度、道夫针布的工作角、齿高等技术参数都是影响转移率的主要因素。所以梳棉机锡林针布规格、种类、齿形的选择要考虑到转移率的问题。费青[19]指出在齿形方面，直角、负角转移率大，齿密小、工作角(齿前面与底面垂线间夹角)小、齿深小、针齿隙容量小，锡林的转移率就大，道夫则反之。5国内外锡林针布的发展趋势5.1齿密齿密，即针齿密度，指的是单位面积针面上的针齿数。针齿密度直接影响纤维的梳理度，针齿的总密度是横向齿密和纵向齿密两者之积。纵向齿密决定针齿对纤维的重复梳理次数，横向齿密决定针齿对纤维束分劈的细致程度[20]。从目前发展趋势看，针齿仍向高密度发展，目前最大的针布密度仍在1 080齿/(25.4 mm)2左右。增大锡林齿密一般都是增大横向齿密，这样既可以增加纤维转移能力，减少盖板上纤维充塞，又能减轻针齿的磨损,避免纤维损伤。增加锡林针布横向齿密，主要靠降低针齿基部厚度来实现（目前横向基部厚度最小为0.35 mm），这对针布加工和包卷技术都提出了更高的要求。针布横纵齿密有一定的比例，确定具体横纵针齿密度时应考虑到针布的配套与纤维种类问题。一般锡林针布横向齿密要大于纵向齿密，大多数针布横纵齿密比为1.75∶1以上，高产时较高的配置达到4∶1，纺棉时要比纺化纤的比值更大一些，以加强横向梳理,减少漏梳纤维。这样的配置既可以将棉束更好地分梳成单纤维，又可以尽量减少纤维的损伤[21]。5.2角度锡林针布的前角决定着锡林针布抓取和握持纤维的能力，它的大小对纤维的梳理、转移、均匀混和、除杂和伸直等均有影响。文献[22]指出：前角（针齿与垂直方向夹角）大，抓取、握持纤维能力强，有利于对纤维的穿刺、分梳及均匀混和，纤维伸直度好；前角小，针布的释放能力强，有利于纤维的转移，减轻了盖板和锡林负荷。此外锡林速度对锡林针布的前角也有很大影响。随着锡林速度增加，纤维离心力增大，针齿上纤维也更容易滑脱，所以锡林针布的前角也要随之增加，以便更好地控制纤维。5.3齿高与齿深随着梳棉机产量的增加，锡林针齿高度有逐渐变矮的趋势，齿高从早期的3.2 mm发展至今的1.5 mm。齿深与齿高密切相关，一般来说，随着齿高的降低，齿深也趋向变浅。齿高与齿深的选择要充分考虑梳棉机产量与原料的状态。针齿较浅时，齿隙容纤量少，针布负荷减轻，有利于实现强分梳和高产，而且会提高道夫转移率，减少纤维缠绕针齿的可能性，有利于纤维浮在针齿表面，有利于加强分梳，并且有利于棉结数量的减少和棉结平均尺寸的降低。0.3 mm~0.4 mm齿深的锡林针布已经实现。值得注意的是，浅齿锡林针布的强化梳理效果较适合高产梳棉机，在低产量时容易造成杂质破碎，棉结数量增加。5.4齿顶面积梳棉机锡林针布齿深变浅，穿刺纤维层的能力必然会受到影响。为了增加针布的穿刺能力，针布的齿顶面积要相应的偏小选定。齿顶面积越小，针齿越锋利，越有利于穿刺分梳。但毛纺、麻纺时，考虑到针齿的损伤，齿顶面积可以适当增大。5.5齿底形态和曲率半径齿底形态和曲率半径关系纤维在工作面上的摩擦点是固定还是多点摩擦。齿底改为圆弧形,减少纤维在齿底固定部位转移的作用力，可以减少对针布的磨损[23]。从目前发展趋势来看，齿底形态和曲率半径逐步在放大，齿底以容纤量适度、利于转移为好，曲率半径以扩大变角为主，减少好纤维控制点的集中，使纤维在控制过程中较为分散，延长针布使用寿命，以直角边、浅底、负角度和圆底齿为主[24]。根据近年的统计资料可知，锡林针布主要技术参数的变化:齿距从1.3 mm向2.2 mm有逐步扩大的趋势；基部的厚度逐步由0.8 mm减小到0.35 mm；工作角由10°~40°度逐步加大，目前最大为50°；针齿高度方面，1.8 mm高度已经很普遍，针齿高度最低可达1.5 mm；为了提高穿剌能力，齿尖厚度由0.08 mm逐步减小到0.05 mm；4点硬度主要在提高第1、2点的硬度、降低第4点的硬度，前者为了提高梳理质量，后者为了包卷的方便；表面处理技术主要有机械抛光处理、等离子处理、化学处理、镀层处理、表面强化处理、金刚石纳米颗粒涂层等，通过表面强化处理的针布硬度由960 HV提升到1 200 HV以上，重点解决锡林针布的工作面不耐磨的问题[25]。6结语本文主要介绍了锡林针布的齿形种类及其性能特点，并归纳了锡林针布与盖板、道夫针布配套时的参考因素，最后对锡林针布的发展趋势进行了总结。在实际生产中，生产者要充分了解原料状态，根据齿形参数对成品的影响选择适当的锡林针布。除此之外，梳棉机机型、锡林速度、台时产量、地域环境因素也要统筹考虑。