關(guān)于高產(chǎn)單軸流開棉機(jī)的研究

楊軍艷，何洪柱

（青島宏大紡織機(jī)械有限責(zé)任公司，山東 青島266101）

單軸流開棉機(jī)應(yīng)用在純棉清梳聯(lián)流程中，對(duì)抓棉機(jī)輸送來(lái)的原料進(jìn)行開松和除雜，起開松除雜的作用。本文通過(guò)對(duì)單軸流開棉機(jī)的研究，進(jìn)一步提升企業(yè)高產(chǎn)清梳聯(lián)在市場(chǎng)的應(yīng)用和推廣，提升企業(yè)在紡機(jī)行業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

1 清梳聯(lián)發(fā)展?fàn)顩r

清梳聯(lián)是棉紡工程實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、自動(dòng)化、現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一，是新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備、新材料在紡紗生產(chǎn)中應(yīng)用的結(jié)果，它能穩(wěn)定和提高生條與成紗質(zhì)量，減少回花，提高制成率；節(jié)省占地面積，節(jié)約用人，節(jié)省能源，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)環(huán)境。清梳聯(lián)工藝已經(jīng)普遍應(yīng)用于環(huán)錠紡普梳、精梳、氣流紡及新型紡紗工藝，而且用來(lái)加工棉與非棉原料均取得了優(yōu)異的品質(zhì)。

目前生產(chǎn)清梳聯(lián)設(shè)備的主要廠家在國(guó)內(nèi)有三家：經(jīng)緯紡機(jī)、上?？肆_斯羅爾公司和蘇拉（金壇）公司。國(guó)外生產(chǎn)全流程清梳聯(lián)設(shè)備的生產(chǎn)商有德國(guó)特呂茨勒公司和瑞士立達(dá)公司，目前這兩家企業(yè)也已經(jīng)在國(guó)內(nèi)建立了加工制造廠，其中德國(guó)特呂茨勒公司的清梳聯(lián)流程開清部分產(chǎn)量最大可達(dá)2000kg／h，并向高效短流程方向發(fā)展。國(guó)內(nèi)高產(chǎn)清梳聯(lián)流程配置工藝優(yōu)化研究一方面要不斷消化吸收國(guó)外同類先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還要大膽創(chuàng)新，擁有完全屬于自己的核心技術(shù)和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，這樣才能不斷縮小與國(guó)外先進(jìn)水平的差距，才能進(jìn)一步提高國(guó)產(chǎn)清梳聯(lián)技術(shù)水平，滿足市場(chǎng)和用戶需求。

2 單軸流開棉機(jī)關(guān)鍵機(jī)構(gòu)分析

2.1 研究軸流開棉機(jī)的重要性

單軸流開棉機(jī)在清梳聯(lián)流程中起著首道開松除雜的作用，為后序均勻混合奠定基礎(chǔ)，并為精細(xì)清棉功能創(chuàng)造條件。這就要求單軸流開棉機(jī)對(duì)抓棉機(jī)輸送來(lái)的原料進(jìn)行高效開松、除雜。原棉的開松和除雜作用過(guò)程是相輔相成的，在將原棉松解成小棉束的同時(shí)，使纖維與雜質(zhì)分離，通過(guò)機(jī)械落雜部分完成除雜作用。

開清棉工藝的重點(diǎn)應(yīng)放在抓棉、預(yù)開松及除雜方面。清梳聯(lián)采用往復(fù)抓棉機(jī)后實(shí)現(xiàn)精細(xì)抓棉，棉束重量比原傳統(tǒng)清棉要小得多。清梳聯(lián)要求各棉箱密度穩(wěn)定，因而要求開清棉各機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率在95%～100%；要求各機(jī)對(duì)原棉的打擊力度比傳統(tǒng)清棉工藝要低，才能防止纖維扭結(jié)和損傷的產(chǎn)生、短絨和棉結(jié)的產(chǎn)生及雜質(zhì)的破碎。其工作重點(diǎn)應(yīng)放在抓棉與預(yù)開松除雜（重力除雜和自由打擊的軸流開棉機(jī)）階段，最大可能地使抓棉機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率在90%以上，以實(shí)現(xiàn)抓小、抓細(xì)、抓勻、抓全和將大雜、硬雜、不孕籽等雜質(zhì)在自由打擊的設(shè)備中盡最大可能除掉，就可以改善原棉的均勻混和與精開棉的開松除雜效果，并為精開棉減少打擊力度創(chuàng)造條件。隨著清梳聯(lián)系統(tǒng)產(chǎn)量的提升，單軸流開棉機(jī)更要滿足高產(chǎn)清梳聯(lián)系統(tǒng)的需求，并充分發(fā)揮開松除雜的功能。

2.2 單軸流開棉機(jī)結(jié)構(gòu)分析

單軸流開棉機(jī)如何適應(yīng)高產(chǎn)量時(shí)對(duì)棉束開松和除雜的要求，這是單軸流開棉機(jī)提高產(chǎn)量需要解決的問(wèn)題之一。提高單位時(shí)間原料的開松率是提高打手開松效果的一條途徑。在打手筒體有效工作幅寬區(qū)域內(nèi)增大打手角釘密度，即增大打手對(duì)原料的打擊次數(shù)，以確保產(chǎn)量提高時(shí)打手對(duì)原料的開松和除雜質(zhì)量。打手結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 打手結(jié)構(gòu)

棉流通道在單軸流開棉機(jī)中主要起引導(dǎo)氣流和棉流的作用，棉流通道由導(dǎo)流板組成。原料由進(jìn)棉口切向進(jìn)入打手室內(nèi)，在氣流的作用下沿導(dǎo)流板圍繞打手輥筒外表面螺旋前進(jìn)，沿著輥筒打手軸向在打手室內(nèi)旋轉(zhuǎn)開松梳理。提高單軸流開棉機(jī)的產(chǎn)量，既要提高單位時(shí)間原料的開松、除雜率，還要減少原料在棉流通道的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，減少原料在打手室的時(shí)間。減少原料在打手室內(nèi)停留時(shí)間的同時(shí)增大棉流通道橫截面積，以確保原料在單軸流開棉機(jī)內(nèi)單位時(shí)間的轉(zhuǎn)移率。棉流通道結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 棉流通道結(jié)構(gòu)示意圖

在單軸流開棉機(jī)中，棉流沿打手切線方向喂人，在機(jī)內(nèi)沿棉流通道旋轉(zhuǎn)，最后沿打手切線方向輸出。在落雜室里，被分離的雜質(zhì)靠離心力和塵棒刀口的分離作用都能夠順利落下，被排雜隔離打手排出；它對(duì)大的雜質(zhì)如不孕籽、棉籽、籽棉等清除效果明顯，對(duì)細(xì)小雜質(zhì)也有清除效果，并且它具有微塵分離板和負(fù)壓吸口，能排除部分微塵和短絨。因此，這更符合開清初始階段的加工要求，有利于大雜先落、少碎，提高紡紗質(zhì)量。

基于上述的研究，我們?cè)贘WF1107型單軸流開棉機(jī)的基礎(chǔ)上試制了一臺(tái)高產(chǎn)單軸流開棉機(jī)樣機(jī)，樣機(jī)不僅減少原料在打手室的循環(huán)次數(shù)，而且還增加對(duì)原料的打擊密度，打手角釘密度提高至原來(lái)的1.4倍，棉流通道相應(yīng)拓寬。

3 樣機(jī)生產(chǎn)試驗(yàn)

3.1 青紡聯(lián)生產(chǎn)試驗(yàn)流程

JWF1009往復(fù)抓包機(jī)→FT245F（B）輸棉風(fēng)機(jī)→AMP2000金屬火星探除器→FT215B微塵分離器→FA125A重物分離器→JWF1107單軸流開棉機(jī)／樣機(jī)→JWF1029多倉(cāng)混棉機(jī)→JWF1115精開棉機(jī)→（JWF1171棉箱＋FT025B自調(diào)勻整器＋JWF1203梳棉機(jī)）×6×2。

3.2 工藝參數(shù)設(shè)置

生產(chǎn)環(huán)境溫度：22℃，生產(chǎn)環(huán)境濕度：50%。

入口壓力：＋62.5Pa，入口風(fēng)量：2839m3／h，入口FT240F風(fēng)機(jī)設(shè)定頻率：50Hz。

出口壓力：－710Pa，出口風(fēng)量：4053m3／h，出口FT222風(fēng)機(jī)設(shè)定頻率：40Hz。

順棉流第一組、第二組、第三組、第四組塵棒隔距皆為8mm。

開松輥轉(zhuǎn)速：570rpm， 開松輥電機(jī)設(shè)定頻率：36.1Hz。

3.3 除雜效率試驗(yàn)

打手在570rpm與720rpm時(shí)的配棉如表1、表2所示。

表1 樣機(jī)打手在570rpm時(shí)原棉的含雜品種

表2 樣機(jī)打手在720rpm時(shí)原棉的含雜品種

JWF1107與樣機(jī)在原棉含雜及各項(xiàng)工藝參數(shù)設(shè)置一致的情況下所做對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3、表4所示，青紡聯(lián)清梳聯(lián)總落棉率按照平均7%來(lái)計(jì)算。

表3 1小時(shí)樣機(jī)／JWF1107型單軸流開棉機(jī)除雜效率

表4 1小時(shí)樣機(jī)／JWF1107型單軸流開棉機(jī)除雜效率

3.4 試驗(yàn)結(jié)論

3.4.1 在打手速度均為570rpm，其它工藝參數(shù)相同，用棉相同，抓棉機(jī)參數(shù)設(shè)定相同時(shí)，樣機(jī)與JWF1107實(shí)際除雜效率相當(dāng)，樣機(jī)略高，均在20%左右。

3.4.2 在原棉含雜率低的情況下，提高打手轉(zhuǎn)速能夠較明顯地提高除雜效率。

4 總結(jié)

通過(guò)對(duì)JWF1107型單軸流開棉機(jī)開松除雜機(jī)構(gòu)的研究與改進(jìn)試驗(yàn)，初步驗(yàn)證了減少原料在打手室的循環(huán)次數(shù)、增加對(duì)原料的打擊密度，有利于提高單軸流開棉機(jī)的除雜效率。此次單軸流開棉機(jī)改進(jìn)試驗(yàn)取得了良好的效果，下一步在高產(chǎn)流程中提高單軸流開棉機(jī)的產(chǎn)量以進(jìn)一步驗(yàn)證改進(jìn)效果。

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