梳理在毛纺工艺中，处于非常重要的地位。对于粗梳毛纺，它是核心工艺；对于精梳毛纺，它被用于多道工序，都对产品品质起决定性作用。
1梳理在毛纺中的地位
梳理是现有生产技术条件下，松解纤维的主体工艺。松解是纤维从横向联系基本破除到纵向联系初步建立的过程，分“开松”和“梳理”两个阶段，前者是后者的准备［１］。梳理是通过大量的梳针对纤维群体的反复作用来实现的。在毛纺，除了“分梳”和“剥取”两大作用之外，还有（风轮的）“提升”作用。
梳理的目的是纤维群体的分离和定向，也就是使群体中各根纤维尽可能互相分离，且初步顺直平行，排列在一定的方向上。
梳毛机（见图1）和精梳机是以梳理为主的设备。梳毛机由自动喂毛机、梳理机、过桥机（用于粗梳毛纺，连接两台串联的梳理机，同时进行铺叠混和）、成条机（精梳毛纺为圈条器，粗梳毛纺为分条成卷机）等组成。梳毛机上除了喂入部分外，实现自由状态下的梳理，使纤维群体从小束分散成单根，但多数单纤维还带有弯钩，所以松解还是不彻底的。精梳机上实现一端握持状态下的梳理，能补梳毛机的不足，去除弯钩，排除杂质，使纤维群体顺直、定向，分离更加完善，同时还可实现长、短纤维的分拣，留长去短。梳毛机略加改装，可以用于山羊绒粗腔毛和细绒毛的分拣。针梳机是通过牵伸进一步使纤维定向，牵伸区中的针板主要起控制纤维运动的作用，梳理降为次要。
图1粗梳毛纺梳毛机工艺流程简图
2梳理的实质
3沿针运动——剥取（全部转移）的基础
梳毛机的核心部分是梳理机（见图2），其上，各个滚筒（锡林、工作辊、剥毛辊）表面包有针布，因滚筒英文音译为罗拉，故称罗拉梳理机。大量的梳针相对于滚筒圆周面回转方向，前俯或后仰一定角度。纤维挂于针上后，受到外力的作用，可能沿着针杆向针尖方向滑出，或往针根方向沉入，就像戒指在手指上滑动一般，即为沿针运动。纤维在针杆上的沿针运动有“自制”、“滑脱”（向针尖）、沉入（向针根）三种（或“自制”与“滑动”两种）状态，决定于作用在纤维的外力方向和针杆之间夹角大小。好比小孩骑在圆木棍上由两个人一前一后抬着。如果木棍与地面平行，即重力垂直于木棍，小孩可以稳稳当当地骑着，如果前端或后端往地面方向斜下去，斜的角度不大，小孩仍然可以骑着不动，叫做“自制”。这是因为往下滑的重力分力小于其法向分力所造成的摩擦力。倾斜角度增大到一定值后，摩擦力就阻挡不了下滑的分力，小孩便向低的一端滑落下去，叫做滑动（“滑脱”或“沉入”）。这个一定大小的倾斜角叫做“自制（摩擦）角”。作用力与针杆法线的夹角小于自制（摩擦）角，即作用力接近垂直于针杆，便发生自制，超过自制（摩擦）角便发生滑脱（或沉入）。
图2毛纺罗拉梳理机
试验显示，毛纤维套在圆针上时，自制（摩擦）角为20°左右。这是毛纺针布植针角大致为70°左右的主要理由。梳针如果不呈圆形，或不是针而是锯齿，情况大同小异。纤维对梳针的作用力与针轴向约成70°至110°交叉时，发生自制，进行分梳。
4绕针运动——分梳（一分为二）的基础
如上所述，当作用于纤维的外力与针杆法线间的夹角小于自制（摩擦）角时，纤维不会沿针滑动而发生自制。此时，如果外力足够大，纤维可能发生绕针运动，即套在针杆上的纤维的较短（或纠结程度较轻）的一端，有可能绕着针杆游动，而随着较长（或纠结较严重）的一端被拉离梳针，好像蛇绕树干游动（或像绳子兜扯铃）一般。从纤维群体来说，绕针运动可使大的纤维块被扯散，其中一部分被转移到另一个针面上去（例如锡林上的一部分纤维被分梳到工作辊上去），部分纤维尾端被顺直，纠缠被松开。
沿针运动的工艺表现主要是“剥取”，纤维群体全部转移。绕针运动的工艺表现是“分梳”，纤维群体一分为二，在相互作用的两个针面之间进行分配。
图3为锡林工作辊/剥毛辊组成的梳理环。锡林带着毛转向工作辊，发生分梳，部分纤维留在锡林上，随锡林前进；另一部分分配到工作辊上，转向剥毛辊，被剥毛辊剥取，交回给锡林，参与进一步的梳理。这样，就发生反馈，成为毛纺梳理的特征。
图3梳理环
5锡林针面纤维层厚度——决定梳理隔距的根据
纤维挂在锡林针面上，随着锡林高速回转，受空气阻力影响，翘出的尾端大致排在圆周的切向平面上。从总体来看，锡林表面浮纤层厚度与翘出的尾端长度有关，近似值约为尾端长度L的平方除以锡林直径D之商［3］，即浮纤层厚度B可由下式求得：
B=L2/D
如隔距为b，则b＜B。
例如翘出尾端长30mm，锡林直径1250mm时，浮纤层厚度约为
302/1250=（900/10000）×8=0.72mm
因此，当工作辊与锡林的隔距为0.72mm时，翘出锡林针面超过30mm的纤维尾端都将受到梳理。隔距愈小，受梳理的尾端就愈多，梳理作用愈普及，如隔距缩小到0.24mm，则尾端超过17.2mm的纤维都将受到梳理。这项近似值计算未计入翘出纤维尾端所受离心惯性力。由此可得到确定隔距的第一个原则，要考虑加工纤维长度和锡林直径。加工的纤维长，隔距要放大些。进口设备锡林直径大，隔距要适当减小。如考虑离心惯性力的影响，则锡林线速度大时，浮纤层会变厚，隔距宜适当放大，这是第二条原则。此外，加工的纤维偏细。隔距可紧一些；毛块较多或较大时，隔距要略微放大。剥取点（剥毛辊、运输辊）隔距无严格要求，一般可取0.5mm。
6两交会针面间梳针相互作用
大锡林上面安放了工作辊、剥毛辊、风轮、道夫等多种包针布的辊子。按转向和针的倾斜方向不同，可以在交会针面间发生分梳、剥取、提升等作用。现定义针尖朝回转方向倾斜为“进”，针背朝着回转方向为“退”。那么，锡林、剥毛辊的针为进，工作辊、道夫、风轮的针为退。交会处两针面的针可以是互相平行，见图4（1）；或互相交叉，见图4（2）。
图4针向配置
其作用以下有7种可能。
针平行（作用力都与针接近垂直）：进/进，进/退（进＞退）……分梳；
针平行（作用力都斜向针尖）：退/退，进/退（进＜退）……提升；
针交叉……剥取（作用力接近垂直于一个针面的针，而对另一针面的针是斜向针尖）：进/进（快剥慢），退/退（慢剥快），进/退（进剥退）。
“针平行-进/进”是强烈分梳，梳毛机上不用；“针平行-进/退（进＞退）”是工作辊和道夫与锡林之间的分梳；“针平行-退/退”梳毛机上不用；“针平行-进/退（进＜退）”是粗纺梳毛机上的风轮提升；“针交叉-进/进”是锡林对剥毛辊的剥取；“针交叉-退/退”梳毛机上不用；“针交叉-进/退”是剥毛辊对工作辊的剥取。所以，梳毛机上实际使用的只有4种。
7风轮针对锡林针面的插入——负隔距
锡林上的毛在向道夫输出后，由于两者是分梳关系，一分为二，一部分留在锡林上，要在锡林以后许多回转中，逐渐而且渐减地向道夫输出，这就是'返回负荷'。由于羊毛特性，在使用弹性针布时，返回负荷中的部分短毛会沉入针底，不再参与梳理，这便是抄针毛。为了提高道夫转移率，减少锡林针布充塞，往往装上风轮。其上包有长脚软钢丝针布。针和锡林针平行。在汇合处两针面的线速度方向相同，风轮针略快（约快15%~30%），而且针尖插入锡林针面1mm左右。
风轮针的插入深度无法直接测量，一般采用“扫弧法”间接算出。如图5所示，锡林上撒上一个宽10cm左右轴向白粉条。然后装上风轮，手工回转，使风轮针在白粉条中扫出一条无粉带（见图5中ACB⌒）来。
图５风轮与锡林作用示意
如无粉带宽Hmm，则插入深度d（见图5中EC线段长度），可由下式求得：
d=H2/（4r）
式中r为风轮和锡林的调和半径，即两者半径的调和平均数，可由两者倒数平均值的倒数获得。例如锡林半径625mm，风轮半径175mm，则调和半径r=2/（1/625+1/175）=273.4mm。此值也可由两直径之积除以两直径之和的商算出。于是，如果量得扫弧宽为32mm，插入深度即负隔距为：
d=322/（4×273.4）=0.94mm
调和半径还可以用图解法求得。以锡林直径和风轮直径为两直角边，作直角三角形，自直角顶点作直角的平分角线，与斜边相交，再量由交点到直角边的垂线的垂足到直角顶点的距离，即为调和半径之值。
8梳理机上的负荷分配
图6为锡林负荷示意图。W为工作辊，S为剥毛辊，每一组W、S与锡林C构成一个如图3所示的梳理环。在图6中，S1为运输辊，把新喂入的羊毛带向锡林。锡林针把S1上的毛剥到锡林上，构成负荷II（所谓负荷是指折算出来的每平方米锡林针面上所挂的纤维重量克数），往前与W1交会，进行分梳，一部分留在锡林上，成为负荷III，另一部分挂到W1上，随W1转向S1，与新喂进来的纤维及返回负荷I混在一起，又被锡林剥取进行下一轮的梳理。负荷III随锡林前进，与S2从W2剥来的纤维混在一起，成为II1，向前与W2进行分梳。一部分留在锡林上，成为负荷III1。另一部分随W2转向S2，被S2剥取，转向锡林，与负荷III混和。如此反复，最后，负荷III3与道夫D分梳，一部分随道夫输出；另一部分留在锡林上，成为返回负荷I。返回负荷I再与由S1喂入的新纤维及由W1剥来的纤维混和，进行下一轮的梳理。
图６锡林负荷示意
锡林通过某一条分梳线，如留在锡林上继续前进的为70%，经由工作辊反馈的比例为30%。这部分反馈纤维重新通过分梳线时，又按70∶30分配，则留在锡林继续前进的纤维将增加30%×0.7=21%，总量达到91%。工作辊上反馈的将增加30%×0.3=9%，总量达到39%。这9%的反馈增量，再通过分梳线时，还将按70∶30分配。于是随锡林前进的纤维达到91%+6.3%=97.3%；新增反馈量为2.7%，反馈总量达到41.7%。如此反复，示于表1。
随锡林前进的纤维量为：
70×（1+0.3+0.32+0.33+…）=70×1/（1-0.3）=100（%）
随工作辊反馈纤维量为：
30×（1+0.3+0.32+0.33+…）=30×1/（1-0.3）=30/0.7=42.857（%）
再来看道夫，和工作辊有所不同。因为道夫直接输出，不再反馈。由于有风轮，分梳时分配到的比例可能比工作辊大些，假定为40%。所以，100%纤维到达道夫分梳线时，输出的只有40%。其余60%随锡林前进，成为反馈负荷。它与新喂入的100%纤维混合，变成160%。第二轮到达道夫时，输出量就增加到160%×0.4=64%；返回负荷增加到160%×0.6=96%。它与新喂入的100%纤维混合变为196%，第三轮到道夫时，输出量增加到196%×0.4=78.4%；返回负荷增加到196%×0.6=117.6%。如此反复，到返回负荷到增加150%时，到达道夫分梳线的纤维达到250%，道夫输出将达到250%×0.4=100%。此后，进入稳定状态，达到动态平衡（见表2）。
随锡林返回的纤维量为：
60×（1+0.6+0.62+0.63+…）=60/（1-0.6）=150（%）
道夫输出纤维量为：
40×（1+0.6+0.62+063+…）=40/（1-0.6）=100（%）
达到动态平衡后，图6中的负荷I与新喂入纤维量之和将与负荷III相等。而道夫输出纤维，则与新喂入纤维量相等。
由运输辊喂入锡林折合成每平方米针面的新纤维量克数称为喂入负荷a（g/m2）。通过分梳线时，由锡林每平方米针面分配到工作辊上去的纤维量称为交工作辊负荷b（g/m2）。则b/（a+b）之值称为工作辊分配系数［5］。在上述数字例中，工作辊分配系数为30/（30+70）=30%。进入道夫分梳线的纤维量中，向道夫输出的纤维量所占比率，称为道夫转移率。在上述数字例中，道夫转移率为40/（40+60）=40%。此时，达到动态平衡后，图6中负荷I为a的150%；负荷III为a的250%；交工作辊负荷为a的250×30/70%=107%。从以上分析可见，毛纺梳理机有很强的纵向（上、下游方向）的匀整能力。但左右方向的均匀一致还无法保证。这对精梳毛纺制成毛条，问题不大。而对粗梳毛纺，因为是毛网直接分割成为粗纱，必须另有横向匀整的专门设备——粗纺梳毛过桥机。
9粗纺梳毛过桥机
粗纺梳毛过桥机如图7所示，混料经梳理后，从道夫1经斩刀2斩下成毛网，经出毛帘3及摇摆架垂直往下，送交往复滚筒4和5，折叠成一定宽度的毛带，由底帘6往侧向运至毛帘7，往上经天平帘8，移交往复帘9，均匀地平铺在过桥水平帘11上，再经三角斜帘13及喂毛帘14喂入下一节梳理机。
图7过桥示意
（1）纵向折叠
如图7所示，毛网经斩刀斩下后，送交摇摆架上一对转动的并防止毛网破裂的上滚筒4之间，然后再经一对滚筒5在底帘6上做一定宽度的往复滚动，对毛网进行纵向折叠铺层，并压实成宽毛带。由于底帘6与道夫轴有一定的倾斜角度（一般为6°~10°），使被折叠的宽毛带两边相互错开，呈近似平行四边形截面（见图8），这样折叠的宽毛带的两边较薄，有利于横向折叠时毛层的均匀性。
图8纵向折叠示意
（2）横向折叠
如图9所示，毛网经纵向折叠后，随底帘6缓缓向机侧前进，经升毛帘7，将宽毛带送至天平帘8，再交给横向摆动的往复铺毛帘9，将宽毛带横向铺在水平帘11上，从而实现了横向铺层，横向折叠后的毛层，便由三角斜帘13（见图7）送到下节梳理机的喂毛帘14上，送入喂毛罗拉，再进行梳理。
图9横向折叠示意
横向折叠后的毛片见图10，毛片的宽度应与下道梳理机的喂毛罗拉宽度相配合。可通过改变铺毛帘的横向动程或速度来调节。往复梳毛帘速度快时，毛片宽度会变窄。
图10横向折叠后的毛片
通过过桥机的纵向和横向的多次折叠，输出的毛层无论在纵向还是横向，都得到充分的匀整，保证了粗纱的品质。
10罗拉针对锡林上纤维层的作用轨迹
锡林上有工作辊、风轮、剥毛辊等多种罗拉，对纤维层起作用。因为都在回转，作用轨迹不易看出。如果把参考系放到锡林的某一点上，则好像一张大纸贴在锡林端面上，随锡林转动，让罗拉的针尖在此纸上画出轨迹，就很清楚了。
图11外摆线（圆外轮旋线）
也可以根据运动的相对性，设想一个微形的人站在锡林圆弧面上，则锡林的自转在微形人看来，是工作辊绕锡林公转。因工作辊也有自转，其上任一点的运动，在微形人看来，是既有公转又有自转，其轨迹是“圆外轮旋线”，即“外摆线”［6］。
在锡林和罗拉的交汇处，罗拉针和锡林针的线速度方向是相同的。工作辊针的线速度远小于锡林针，作用轨迹为短幅外摆线，见图11（2）；风轮针线速度略大于锡林针，其作用轨迹为长幅外摆线，见图11（1）*。这一分析方法，可以推广到钢丝起毛机。所谓“零点起毛”，便是在钢丝针尖与织物表面接触的瞬间，使针尖和织物线速度相等，其轨迹是标准外摆线，见图11（3）。此时，拉出的绒毛会竖立起来［7］。还可以推广到圈条器条筒中的条子摆放轨迹。
*工作辊针的作用点M在小圆C的里面，即CM－＜半径，轨迹是短幅外摆线；
风轮针的作用点M在小圆C的外面，即CM－＞半径，轨迹是长幅外摆线；
图11（3）是标准外摆线（CM－=半径，即作用点在圆C的圆周上）。
11羊毛梳理的特点
有人以为纺纱对于棉、毛、丝、麻没有多大差别，这是很大的误解。登高望远，只见万绿丛中几片红，绿的是树，红的是花。粗一看，看不出树中、花里有多大差别；但细细看来，树中的松与柏、花中的牡丹和芍药就有说不完的差别。搞工程重在于专，要有针对性。
羊毛梳理主要特点有：
（1）喂入羊毛要加和毛油（油和水的乳化液），目的在于使羊毛变得柔软，易于弯曲和伸长，不至妨碍绕针运动；
（2）喂入采用自动喂毛机，保证定时、定量喂入；
（4）有风轮来提高道夫转移率，且风轮与锡林针面之间有“负隔距”；
（5）串联的两台梳理机之间配过桥机，保证左右方向的充分均匀混合；
（6）有的机台上配有压草、去（打）草机构，以去除草刺。
12结束语
由于羊毛纤维的特殊性，梳理机器的结构与梳棉机不相同。延时反馈式分梳为其最主要特点。分配系数成为衡量梳毛效果的独有技术指标。由于梳毛效果对产品品质起决定性的影响，梳毛机成了毛纺整套设备的核心。因其调节点很多，它又是毛纺工艺中最为难伺候的设备，需要精心研究和控制。
参考文献：
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［7］周启澄，等.话说毛纺织［M］．上海：东华大学出版社，1997：96.
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