ITMA2023 新型梳棉機的技術特點評析

董志強

（鄭州宏大新型紡機有限責任公司，河南鄭州，450001）

2023 年6 月8 日 至14 日，ITMA2023 國 際 紡織機械展覽會在意大利米蘭新國際展覽中心舉行，此次展會以“變革紡織世界”為主題，共有來自44 個國家的1 600 多家展商參展，涵蓋了從纖維、紡紗、整理、印染、織物、軟件、物流等紡織行業的全產業鏈。

1 清梳設備展出概況

本次展會上展示清梳聯技術裝備的企業共6家，分別是德國特呂茨施勒公司、瑞士立達公司、印度LMW 公司、意大利馬佐里公司、青島宏大紡織機械有限責任公司、卓郎（江蘇）紡織機械有限公司。其中，意大利馬佐里公司沒有展出梳棉機樣機。

1.1 德國特呂茨施勒公司

德國特呂茨施勒公司以樣機形式展出了BOP 型龍門式往復抓棉機、CL-X 型預清棉機、TC19Ri 型梳棉機（前配置帶有IDF3 型預牽伸裝置的小直徑圈條器）、TC30i 型梳棉機、自動稱量設備的稱量部件（可以進行稱重展示）以及BO-A型往復抓棉機等組成的清梳聯模型設備，其中TC30i 型梳棉機為首次展出。

1.2 瑞士立達公司

瑞士立達公司展出了最新的C81 型梳棉機，其配置了帶有RSB-Module 55 型預牽伸裝置的圈條器。C81 型梳棉機與2019 年巴塞羅那國際紡機展上展出的C80 型梳棉機的機械結構保持一致，均采用了一體化喂棉箱結構，配置輔助生頭裝置等。在智能化在線檢測和自動調整方面，配置了Trash Level Monitor（TLM）系統的C81 型梳棉機更進一步。

1.3 印度LMW 公司

印度LMW 公司展出的梳棉機型號為LC636-SX，配置帶CDS 型預牽伸裝置的直線換筒圈條器。CDS 型預牽伸裝置通過伺服精準控制，可實現最大兩倍牽伸，經過該預牽伸裝置后最高出條速度可達700 m/min。LC636-SX 型梳棉機工作幅寬1 500 mm，錫林直徑1 017 mm，錫林有效梳理面積3.95 m2；錫林和刺輥分別獨立采用變頻驅動；采用一體化喂棉箱，配置輔助生頭裝置。梳棉機后固定蓋板配置3 組，前固定蓋板配置2 組；棉網清潔器前2 后2。梳棉機采用鋁型材活動蓋板，活動蓋板上部采用鋁型材架空結構，共配置101根活動蓋板，其中工作蓋板36 根單獨傳動；錫林與活動蓋板隔距具備自動調整功能。

1.4 青島宏大紡織機械有限責任公司

青島宏大紡織機械有限責任公司展出了JWF1217 型單刺輥梳棉機，工作幅寬1 280 mm。該梳棉機于2021 年6 月在ITMA 上海國際紡機展上首次展出，設計最高出條速度400 m/min。該梳棉機在結構技術上全面對標德國特呂茨施勒TC15 型梳棉機，突破傳統階梯結構錫林機架的限制，采用小梯形機架結構，刺輥座采用鋁型材結構傾斜設置在梳棉機機架上，刺輥座、道夫墻板通過支點與錫林機架相聯。梳棉機共配置108 根活動蓋板，其中工作蓋板38 根，活動蓋板采用鋁型材架空結構。本屆展會上的JWF1217 型梳棉機在外觀上又進行了全新設計，梳棉機前部流線形的外觀與設備型號字體融合，更為流暢美觀。

1.5 卓郎（江蘇）紡織機械有限公司

卓郎（江蘇）紡織機械有限公司展出的梳棉機型號是Autocard SC7，其工作幅寬1 380 mm，全新工業設計的設備外觀與Autocard SC 系列梳棉機一脈相承。從梳棉機的機械結構上看，與Autocard SC6 型梳棉機基本保持一致。該公司2019年在ITMA 巴塞羅那展會展出了Autocard SC6型梳棉機，目前Autocard SC6 型梳棉機在國內逐步成為該公司的主推機型。Autocard SC7 型梳棉機采用一體化喂棉箱、三刺輥結構，刺輥呈V 形傾斜排列?；顒由w板采用了鋁型材架空結構，共配置96 根活動蓋板，其中工作蓋板34 根，單獨傳動。從樣機結構上看，Autocard SC7 型梳棉機配置了錫林活動蓋板自動調節裝置，通過步進電機帶動曲軌偏心運動。

在此次展會上，各公司展出的梳棉機盡管亮點紛呈，但是從展出的設備機械結構和技術特點上看，德國特呂茨施勒公司和瑞士立達公司展出的梳棉機在行業領域內依然處于領跑的第一梯隊，尤其是在智能化控制、大數據應用等方面遙遙領先。以下對這兩個公司展出梳棉機的技術特點進行重點介紹。

2 德國特呂茨施勒梳棉機的主要技術特點

德國特呂茨施勒公司在本屆展會上展出了TC19Ri 型和TC30i 型兩款梳棉機。

2.1 TC19i 型梳棉機

TC19i 型梳棉機前部采用了斜面大倒角結構，避免了操作人員被倒角磕碰，安全性增強。TC19i 型梳棉機安全罩殼的工業設計感更強，外觀識別度更高。

從機械結構及工作原理上看，TC19i 型梳棉機與TC11 型、TC15 型梳棉機一脈相承，采用一體化喂棉箱結構，配置三刺輥。TC19i 型梳棉機錫林直徑1 300 mm，共配置84 根活動蓋板，其中工作蓋板28 根；錫林固定蓋板滿配為前分梳區6組后分梳區6 組，對應棉網清潔器配置為前3 后3。

TC19i 型梳棉機在TC15 型梳棉機的基礎上，對活動蓋板部件的結構進行了大幅優化，取消了活動蓋板中支撐，改為型材架空結構，活動蓋板曲軌調整隔距點從6 點增加到8 點，使活動蓋板與錫林之間的隔距更加精確。人工調整活動蓋板和錫林之間的隔距時，操作空間更大更方便，有利于保證錫林主梳理區范圍內工藝隔距值的相對精準。

TC15 之前系列梳棉機蓋板隔距的檢測是通過TC-FCT 型精確蓋板檢測裝置進行的，操作時需要停車后拆卸兩根活動蓋板，將TC-FCT 型精確蓋板檢測裝置安裝在活動蓋板導帶上進行測量。TC19i 型梳棉機活動蓋板在線檢測和自動調整裝置，由安裝在錫林曲軌周邊的多個測量點進行實時溫度檢測，依據溫度的變化，通過疊加眾多因素的數學模型計算得出檢測點的隔距值，同時根據設定的工藝參數完成活動蓋板隔距值的在線自動調整。

德國特呂茨施勒公司根據用戶所紡原料的物理特性差異，在錫林周圍配置不同數量的前后固定蓋板和棉網清潔器，對應不同的梳棉機型號。例如：加工棉纖維的梳棉機對應型號為TC19i，加工化學纖維的梳棉機對應型號為TC19Si，加工再生纖維的梳棉機對應型號為TC19Ri。

2.2 TC30i 型梳棉機

展會上德國特呂茨施勒公司展出的TC30i 型梳棉機是一款概念機，按照TC 系列梳棉機型號編制的傳統，這是一款應該在2030 年發布的梳棉機，其技術結構特點代表了該公司對未來高產梳棉機發展方向的理解和探索。

展會最大亮點之一是TC30i 型梳棉機將錫林直徑增加至1 400 mm，錫林周長增加至4.4 m。在2011 年發布的TC11 型梳棉機，其錫林直徑已經從1 282 mm 增加到了1 300 mm，TC11 型 和TC15 型梳棉機的樣本中均有梳棉機錫林面積展開圖。由于TC11 型梳棉機推出時，最引人注目的是首次將梳棉機工作機幅從1 020 mm 增加到1 280 mm。錫林周長從4.05 m 增加到4.10 m，增加幅度相對很小，且TC11 型梳棉機錫林周邊的前后固定分梳元件和活動蓋板配置數量沒有發生變化，因此未引起太多關注。

TC30i 型梳棉機錫林直徑1 400 mm，道夫直徑700 mm，錫林與道夫的接觸弧長有所增加。TC30i 型梳棉機錫林直徑增加后，錫林與道夫的直徑比正好達到了2∶1。也許是巧合，前些年英國Crosrol 公司通過大量研究認為錫林道夫直徑比2∶1 為最佳。研究認為該直徑比能夠最大程度提升道夫的一次轉移率，減少纖維損傷，提高梳理質量，并以此為理論基礎推出了MK5 型梳棉機。該梳棉機的錫林直徑1 016 mm，道夫直徑508 mm，這種錫林道夫直徑比的設計一直沿用到MK7 系列梳棉機[1-2］。

TC30i 型梳棉機工作幅寬1 280 mm，采用一體化喂棉箱結構，配置三刺輥。TC30i 型梳棉機錫林直徑增加后，活動蓋板區分梳弧長增加，達到了1 345 mm，活動蓋板數量由84 根增加到108根，工作蓋板數量由28 根增加至38 根，活動蓋板隔距調節點由TC19i 型梳棉機的8 個調節點增加到10 個調節點。TC30i 型梳棉機錫林前、后分梳區弧長有所變化，但分梳區配置的固定蓋板和棉網清潔器數量沒有變化，其他機械部件與TC19i型梳棉機相同。

TC30i 型梳棉機配置了新的吸落棉系統，將傳統的一個吸落棉系統分成了兩個區，分別連接兩套吸落棉管道。吸落棉一區連接刺輥落棉區和錫林后棉網清潔器；吸落棉二區連接活動蓋板、錫林前棉網清潔器以及剝棉部分吸口，通過這種方式實現不同品質落棉的收集和回用。當然，這種雙吸落棉區的結構并不是首次提出，MK7 型梳棉機就已經采用了這種結構，國內有梳棉機制造企業根據用戶要求也進行過該結構的生產。

2.3 智能控制技術

從TC19i 型梳棉機開始，德國特呂茨施勒公司對梳棉機智能控制技術進行了系統的定義和升級，并且在梳棉機型號后增加了“i”后綴，以凸顯梳棉機的智能化。其梳棉機智能化概念主要有三方面內容，即T-GO 隔距自主優化智能技術、WASTECONTROL 落棉感應系統和NEPCONTROL 生條棉結控制系統。

T-GO 隔距自主優化智能技術，是梳棉機錫林與活動蓋板之間隔距的實時檢測、精確調整技術。TC19i 型梳棉機的T-GO 隔距自主優化控制系統，由TCON3 系統通過安裝在錫林曲軌兩側的多個傳感器，根據梳棉機生產運行的參數信息（錫林轉速、產量、原料屬性、環境溫度等），通過數學模型計算，在大數據應用的基礎上，自動調整梳棉機活動蓋板與錫林之間的工藝隔距值，使之保持相對穩定和準確。

WASTECONTROL 落棉感應系統，通過落棉感應裝置實時檢測梳棉機刺輥第一吸口落棉中的雜質含量，根據參數設定，通過步進電機在線自動調整刺輥第一落雜區長度，從而控制梳棉機第一落雜區的落棉含雜率及落棉量。該系統目前已經在特呂茨施勒清棉機CL-U、三輥筒清棉機CLC3 和預清棉機CL-X 等設備實現了標配。

NEPCONTROL 生條棉結控制系統。生條棉結是梳棉機的一個重要質量指標，目前國內對于梳棉機的生條棉結檢測，都是在條筒內取樣后送實驗室檢測，檢測結果嚴重滯后。NEPCONTROL 生條棉結控制系統安裝在梳棉機道夫剝棉部件位置，對高速輸出的棉網進行實時檢測，攝像頭以每秒20 幀的速度拍攝經過的棉網。通過專用的分析軟件對圖像進行分析，對檢測棉網中的棉結、帶籽屑棉結及雜質進行區分，檢測結果在梳棉機顯示屏上可以實時查看。此外，NEPCONTROL 生條棉結控制系統可以創建對應梳棉機機臺剝棉羅拉輸出棉網的棉結、雜質和棉網清晰度的樣本數據庫，梳棉機在生產過程中，通過將檢測的棉網與數據庫中棉網形狀數據比對，能夠及時發現棉網指標惡化以及梳棉機錫林、道夫針布的潛在損壞情況，并進行報警。

3 瑞士立達公司梳棉機的主要技術特點

瑞士立達公司展出的梳棉機型號為C81 型，主打“高效智能”技術。C81 型梳棉機工作機幅1 500 mm，錫林直徑1 178 mm，梳理弧長3.16 m，梳棉機的錫林分梳區包角達到307°，錫林底部只安裝一塊罩板，實現了梳棉機錫林弧長最大程度的利用。梳棉機共配置116 根活動蓋板，其中工作蓋板40 根。梳棉機棉網清潔器和固定蓋板采用一體化設計，稱之為Q-Packages，最大程度利用了有限的錫林梳理弧長。錫林前分梳區可配置4 個棉網吸口和9 根固定蓋板分梳條。

C81 型梳棉機配置了CGC 系統（即Carding Gap Control 系統）。CGC 系統通過氣彈簧推動特質的彎曲連桿部件，連桿部件帶動5 組錫林曲軌調節支軸，以偏心運動的方式調整活動蓋板與錫林之間的隔距，通過安裝在曲軌和錫林墻板之間的彈簧進行機械定位。CGC 系統會檢測每根正在運行的活動蓋板與錫林間的隔距，并可進行在線調整。不同于德國特呂茨施勒公司梳棉機錫林曲軌周邊的多檢測點檢測，C81 型梳棉機只在活動蓋板與錫林入口處的固定位置進行檢測，根據檢測點的溫度變化，通過數學模型的智能化運算，得到梳棉機活動蓋板與錫林之間的隔距值。

C81 型梳棉機的Trash Level Monitor 系統（即TLM 系統）是瑞士立達公司梳棉機的另一個亮點。該系統設置有兩個雜質識別檢測裝置，一個安裝在上喂棉箱中部，檢測喂棉箱內棉層的雜質水平；另一個安裝在圈條器帽檐上，檢測圈條筒內生條的雜質水平。在生產過程中，TLM 系統通過檢測、對比梳棉機上棉箱部位棉層的雜質水平和圈條筒內生條的雜質水平，以此為基礎計算梳棉機的除雜效率，然后依據梳棉機除雜效率是否在限定范圍內，自動對活動蓋板隔距進行在線自動調整，使梳棉機的除雜效率保持相對穩定，間接使梳棉機活動蓋板的梳理質量保持相對穩定。需要注意的是：通過TLM 系統檢測、計算得到的除雜效率，并不是我們在日常除雜試驗過程中得到梳棉機除雜效率，而是TLM 系統檢測自定義、規定的一個數量值。

4 從展會看梳棉機的技術特點

4.1 增加梳棉機錫林直徑

增加梳棉機錫林直徑能夠提高梳理質量和梳理效率。梳棉機錫林的有效梳理面積是影響梳理質量和梳理效率的關鍵因素之一，增加梳棉機錫林有效梳理面積的方式可以是增加梳棉機工作幅寬，也可以是增加梳棉機錫林的工作直徑。TC30i 型梳棉機和C80 型梳棉機是通過增加梳棉機錫林直徑，提升了梳棉機的梳理質量和梳理效率。

梳棉機錫林直徑增大后，梳棉機錫林周長的曲率變小，錫林周邊分梳元件齒面與錫林圓弧面的接觸面積隨之增大，理論上能夠一定程度提升錫林周邊分梳元件的梳理效率和梳理質量。C60型梳棉機錫林直徑814 mm，C80 型梳棉機錫林直徑增加至1 178 mm[3］；初步計算，錫林直徑增大后，單根活動蓋板針齒面與錫林的接觸梳理弧長增加了約21%。因此，在梳棉機增加錫林有效梳理面積相等的條件下，通過增加梳棉機錫林直徑來提高梳理質量和梳理效率更顯著。

4.2 適當增加梳棉機工作蓋板數量

適當增加梳棉機工作蓋板數量，可以提高梳棉機的梳理質量和梳理效率?；顒由w板在梳理過程中具有分梳、混和、過濾、排除等功能，具備全過程中的握持分梳、轉移分梳、交替分梳、接觸分梳等分梳形態，其分梳作用和分梳效果是其他固定分梳元件所不能替代的。

德國特呂茨施勒公司TC30i 型梳棉機工作蓋板增加到38 根。瑞士立達公司梳棉機的工作蓋板數量在過去20 年時間里經歷了從40 根到22根、32 根、再到40 根的發展過程[4-5］。這是德國特呂茨施勒公司和瑞士立達公司在梳棉機創新發展和生產應用中，不斷摸索和實踐得到的經驗，也是對現代高產梳棉機工作蓋板數量與梳理質量正相關性高度關聯的再一次確認。兩家公司的經驗是：38 根~40 根工作蓋板是目前梳棉機的最佳配置數量。

4.3 準確、穩定的活動蓋板隔距

準確、穩定的活動蓋板隔距是保證高質量梳理的關鍵因素?；顒由w板采用鋁型材結構，單獨變頻傳動已經是現在高產梳棉機的標準配置。在梳棉機高速高產運行時，活動蓋板梳理區的溫度變化必將導致活動蓋板產生熱變形，進而帶來梳理質量的變化，嚴重時甚至可能損壞設備[6］。德國特呂茨施勒公司的T-GO 隔距自主優化智能技術和瑞士立達公司的CGC 系統，都是通過檢測溫度變化，計算推導出檢測點位置活動蓋板與錫林之間的隔距值，通過自動精確的活動蓋板調整裝置，調整活動蓋板與錫林之間的工藝隔距，使之保持相對的準確和穩定，避免活動蓋板與錫林的工藝隔距因為溫度變化而發生改變，從而降低活動蓋板的梳理質量和梳理效率。

由于活動蓋板智能控制系統在計算時考慮了錫林筒體、活動蓋板鋁型材骨架熱膨脹因素，因此能夠進一步縮小活動蓋板與錫林之間的工藝隔距值，突破目前梳棉機活動蓋板與錫林0.18 mm 的極限工藝隔距值，提升梳棉機活動蓋板的梳理質量和梳理效率。

4.4 一體化喂棉箱結構和輔助生頭裝置擴大應用

展會上大部分參展樣機都采用了喂棉箱一體化結構和配置了輔助生頭裝置。一體化喂棉箱結構是指從喂棉箱打手的出口到梳棉機給棉羅拉的入口，通過扁管道連接，經喂棉箱打手剝取的筵棉在風機作用下直接輸送到梳棉機給棉羅拉握持點。由于取消了出棉羅拉，喂棉箱輸送的筵棉沒有凝聚和牽伸，不再經過出棉羅拉的握持，減少了筵棉輸送過程的阻滯因素，有利于提升梳棉機高產時的穩定性。

輔助生頭裝置為梳棉機生頭提供了極大便利，使梳棉機的生頭操作更容易。目前配置了輔助生頭裝置的特呂茨施勒公司梳棉機和立達公司梳棉機在國內已有廣泛應用，并獲得了使用者的一致好評，是現階段先進梳棉機的一個技術亮點和優勢，也是先進梳棉機在細節上處處體現出穩定、易操作、易維護的技術特點。

4.5 智能化控制水平再上新高度

德國特呂茨施勒公司展出了WASTECONTROL 落棉感應系統、T-GO 隔距自主優化智能技術和NEPCONTROL 生條棉結控制系統。這些在線檢測、精確調整技術在推出TC01 型梳棉機時，已經提出相對應的技術概念，經過20 多年的發展和進步，這些技術從最初的概念，經過技術升級完善，精度不斷提升，成本不斷降低，已經可以大規模應用于生產實踐當中。特呂茨施勒公司和立達公司的智能控制技術也從另一個視角展示了先進梳棉機在加工制造、裝配精度、大數據應用等方面的高度和廣度，可以說國外先進梳棉機的智能化控制水平又上了一個新高度。

4.6 預牽伸技術與裝置已經成熟

國外預牽伸技術與裝置經過10 多年的迭代升級已經成熟。梳棉機的圈條器配置預牽伸裝置，加工出來的生條可以直接應用到轉杯紡紗設備上紡制粗號紗，這種發展及應用趨勢越加明顯。展會上德國特呂茨施勒公司的IDF 3 型圈條器、瑞士立達公司的RSB-Module 55 型圈條器、印度LWM 公司的CDS 型圈條器，從側面反映出國外用戶對配置預牽伸裝置梳棉機的市場需求。

5 結語

總體而言，從本屆展會上可以看出德國特呂茨施勒公司和瑞士立達公司運用網絡化、數字化、大數據等先進的智能控制技術給梳棉機賦能，很大程度減少了因錫林筒體、活動蓋板鋁型材骨架熱膨脹導致的活動蓋板梳理隔距變形，突破了傳統梳棉機活動蓋板工藝隔距極限值，通過自動在線調整技術，使梳棉機在錫林高速旋轉中保持活動蓋板隔距值的相對穩定，不僅展現了世界一流梳棉機的智能化水平，也展示了兩家公司在智能化制造方面的新水平和新高度。相比而言，近年來的國產梳棉機在加工、制造、裝配精度等方面也取得了長足的進步，差距也在不斷縮小，但是在設備的一致性、智能化控制、大數據應用、專家系統等方面基本還處于起步的概念設計和研發試驗階段，這也是國產梳棉機今后需要努力的方向。