新型高效清梳聯(lián)設(shè)備及其紡精梳棉紗的生產(chǎn)實踐

王　利

經(jīng)緯紡織機(jī)械股份有限公司(中國)

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新型高效清梳聯(lián)設(shè)備及其紡精梳棉紗的生產(chǎn)實踐

王利

經(jīng)緯紡織機(jī)械股份有限公司(中國)

摘要：介紹了國產(chǎn)新型高效清梳聯(lián)在加工精梳棉紗時的流程配置、設(shè)備技術(shù)特點及上機(jī)工藝。通過紡紗生產(chǎn)實踐證實，新型高效清梳聯(lián)在高產(chǎn)工作狀態(tài)下性能可靠，生條棉結(jié)去除率穩(wěn)定在80%以上，成紗質(zhì)量指標(biāo)處于2013年USTER統(tǒng)計公報25%的水平，部分指標(biāo)達(dá)到公報5%的水平。

關(guān)鍵詞：清梳聯(lián)；工藝；高產(chǎn)；高效；高質(zhì)

近年來，隨著科技的快速發(fā)展及各種現(xiàn)代精密技術(shù)和設(shè)備的普及應(yīng)用，國產(chǎn)清梳聯(lián)設(shè)備在設(shè)計、加工、制造、裝配及生產(chǎn)使用等方面取得了巨大進(jìn)步。鄭州宏大新型紡機(jī)有限責(zé)任公司是一家最早研發(fā)清梳聯(lián)技術(shù)和裝備的企業(yè)，其最新設(shè)計研發(fā)出的新一代JWF系列高效清梳聯(lián)設(shè)備，緊貼市場需求，以高產(chǎn)高質(zhì)為目標(biāo)，以高效穩(wěn)定為基本要求，充分發(fā)揮了企業(yè)多年的技術(shù)和經(jīng)驗優(yōu)勢[1]。本文以JWF系列新型清梳聯(lián)生產(chǎn)線的實際生產(chǎn)應(yīng)用為例，進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1清梳聯(lián)生產(chǎn)線的流程配置

新型清梳聯(lián)流程的具體設(shè)備配置如下：

JWF1012型往復(fù)抓棉機(jī)(配備TF27型橋式吸鐵+TF2412A型風(fēng)機(jī)裝置)→AMP3000型金屬火星探除器→TF45A型重物分離器→FA051A凝棉器+JWF 1102型單軸流開棉機(jī)→JWF1026(10)-160型多倉混棉機(jī)+JWF1124C-160型單輥筒清棉機(jī)(配備TF34A型橋式吸鐵)→JWF1054型除微塵機(jī)→TF2202B型配棉三通→2×8×(JWF1204B-120型梳棉機(jī)+TF2513型自動圈條器)

圖1為該流程設(shè)備排列示意圖。

圖1　清梳聯(lián)一機(jī)一線配16臺梳棉機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

2清梳聯(lián)設(shè)備的特點

2.1JWF1012型往復(fù)抓棉機(jī)

抓棉機(jī)是紡紗工序中的第一道工序，擔(dān)負(fù)著精細(xì)抓取、初步開松及混合的任務(wù)。JWF1012型抓棉機(jī)打手采用雙刃刀片順向抓棉的創(chuàng)新設(shè)計。相比于傳統(tǒng)抓棉機(jī)，這種創(chuàng)新設(shè)計不僅使單次抓取的棉束質(zhì)量減小,而且每次抓取的棉束的質(zhì)量均勻度也大幅提升，實現(xiàn)了現(xiàn)代紡紗工藝中對抓棉機(jī)抓取棉束小而勻的技術(shù)要求，抓棉機(jī)抓取棉束的試驗測試結(jié)果如表1所示。

表1　JWF1012型抓棉機(jī)抓取棉束的統(tǒng)計結(jié)果

由表1可以看出，在相同的工作條件下，JWF1012型抓棉機(jī)抓取的棉束較同類型的傳統(tǒng)雙打手抓棉機(jī)小，且均勻度更高。抓棉機(jī)抓取棉束小且均勻意味著在生產(chǎn)過程中，雜質(zhì)暴露在外的機(jī)率更高，更容易在不損傷或輕損傷纖維的狀態(tài)下將雜質(zhì)去除[2]。

產(chǎn)量是衡量抓棉機(jī)品質(zhì)的一個重要指標(biāo)，作為清梳聯(lián)源頭，抓棉機(jī)的產(chǎn)量對整條清梳聯(lián)生產(chǎn)線具有重要的意義。為此，對JWF1012型抓棉機(jī)產(chǎn)量進(jìn)行了試驗測試。試驗時，將抓棉機(jī)出口處的輸棉管道打開，用大編織袋收集纖維，記錄不同工作條件下抓棉機(jī)的工作時間和停止時間。試驗結(jié)束后，對收集得的纖維質(zhì)量進(jìn)行稱量，并結(jié)合抓棉機(jī)的運轉(zhuǎn)時間估算抓棉機(jī)的產(chǎn)量。不同下降量條件下JWF1012型抓棉機(jī)的產(chǎn)量測試結(jié)果如表2所示。由表2可知，JWF1012型抓棉機(jī)的實際產(chǎn)量與其理論設(shè)計產(chǎn)量(1 500 kg/h)基本相符。

表2　不同下降量條件下JWF1012型抓棉機(jī)的產(chǎn)量測試結(jié)果

2.2JWF1102型單軸流開棉機(jī)

JWF1102型單軸流開棉機(jī)采用棉流沿打手切線方向進(jìn)出的方式，創(chuàng)新設(shè)計后的打手室內(nèi)導(dǎo)流槽數(shù)優(yōu)化為5槽，并且沿進(jìn)棉至出棉方向，導(dǎo)流槽間距依次增大。JWF1102型單軸流開棉機(jī)運行過程中，棉流受打擊和開松的強(qiáng)度適中，更有利于高效除雜、減少棉結(jié)和保護(hù)纖維。打手采用復(fù)合打手結(jié)構(gòu)(已獲國家發(fā)明專利)，即進(jìn)棉口一側(cè)安裝V形角釘，工作直徑為740 mm；出棉口一側(cè)安裝矩形刀片，工作直徑為720 mm，從而使得開松更柔和，高產(chǎn)量時JWF1102型單軸流開棉機(jī)運行更加穩(wěn)定可靠。

2.3JWF1026系列多倉混棉機(jī)

JWF1026系列多倉混棉機(jī)是在FA028系列多倉混棉機(jī)基礎(chǔ)上，對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行大幅優(yōu)化后推出的新一代高產(chǎn)多倉混棉機(jī)，有1 200、1 600和1 800 mm這3種機(jī)幅，6倉和10倉兩種倉位，可靈活選用配置，最大產(chǎn)量可達(dá)1 500 kg/h。

該新型混棉機(jī)的打手采用 406 mm的大直徑打手，設(shè)備適紡性強(qiáng)，工作時纖維損傷小且不纏繞打手?；烀迿C(jī)輸棉斜簾的向上傾角由47°調(diào)整為32°，增強(qiáng)了斜簾與壓棉簾對纖維的夾持作用，防止棉塊下滑堆積，同時提高壓棉簾最高點位置，以防壓棉簾返花。平簾減速電動機(jī)位置由斜簾下方改為壓棉簾上方，不僅使其清潔方便，而且可防止短絨與灰塵進(jìn)入，延長清潔周期。打手電動機(jī)由機(jī)前改為機(jī)后，可有效解決傳統(tǒng)混棉機(jī)上打手電動機(jī)與羅拉電動機(jī)配置在一起，長期連續(xù)運轉(zhuǎn)易導(dǎo)致散熱不暢的問題。羅拉間鋼板隔板改為鋁材結(jié)構(gòu)及“小隔板+網(wǎng)眼板”結(jié)構(gòu)改為“大網(wǎng)眼板”結(jié)構(gòu)，可增加多倉內(nèi)部的透氣性，改善灌倉時因氣流排除不暢造成的灌倉不實情況。打手之間的隔板由直板改為弧板對扣結(jié)構(gòu)，有利于棉流下落和轉(zhuǎn)移。護(hù)木改用鋁合金材料，表面更光滑，結(jié)合創(chuàng)新開發(fā)的護(hù)木定位接縫結(jié)構(gòu)，可確保定位準(zhǔn)確，接縫嚴(yán)密，并有效防止塞花、掛花現(xiàn)象[3]。

2.4JWF1124C系列清棉機(jī)

JWF1124C系列單輥筒清棉機(jī)也有1 200、1 600和1 800mm 3種機(jī)幅可選，最大實際產(chǎn)量高達(dá)1 250 kg/h。 打手采用 400 mm大直徑矮密鋁合金梳針輥筒，質(zhì)量小、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)且振動小；梳針輥筒的工作轉(zhuǎn)速通過變頻實現(xiàn)無級在線調(diào)節(jié)，有利于對原料的開松、除雜，并且紡長絨棉和中長纖維時不易纏繞纖維。梳針輥筒下方排列有3把除塵刀、2塊分梳板、2塊調(diào)節(jié)板和3個吸風(fēng)口。第一落雜區(qū)長度分4檔可調(diào)，方便用戶根據(jù)自身工藝要求，調(diào)整除雜效率及落棉。該清棉機(jī)的吸落棉系統(tǒng)采用創(chuàng)新設(shè)計的中間吸落棉技術(shù)(已獲國家發(fā)明專利)，可有效解決落棉吸口塵雜堆積的問題，同時該結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)雙側(cè)吸結(jié)構(gòu)可節(jié)省30%以上的濾塵風(fēng)量。

2.5JWF1054型除微塵機(jī)

除微塵機(jī)的主要作用是將經(jīng)充分開松的棉束抽吸到除微塵機(jī)上，經(jīng)纖維分配器將棉束均勻、高速排打至除微塵機(jī)的濾網(wǎng)板上，使纖維中所含的細(xì)小雜質(zhì)、微塵及短絨經(jīng)濾網(wǎng)板過濾，被排塵管道抽吸至濾塵設(shè)備，過濾后的纖維由出棉風(fēng)機(jī)送至梳棉機(jī)組[4]。

JWF1054型除微塵機(jī)充分考慮了高產(chǎn)時纖維的運動軌跡，對進(jìn)棉風(fēng)機(jī)出口進(jìn)行了創(chuàng)新的弧形結(jié)構(gòu)設(shè)計，使纖維分配器向斜上方分配纖維，由進(jìn)棉風(fēng)機(jī)輸入的棉束沿圓弧曲線自上往下滑移，纖維運動更加流暢，產(chǎn)量更大，避免了原有技術(shù)為適應(yīng)高產(chǎn)需要提升進(jìn)棉風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，致使大量棉束強(qiáng)烈撞擊濾網(wǎng)板后產(chǎn)生短絨和棉結(jié)的問題。此外，新設(shè)計的JWF1054型除微塵機(jī)增大了濾網(wǎng)板面積，由原來的2.57 m2增至3.70 m2，使設(shè)備的微塵與短絨去除能力進(jìn)一步提高。

2.6JWF1204B-120型梳棉機(jī)

新一代JWF1204B型單刺輥高產(chǎn)梳棉機(jī)有1 000 和1 220 mm兩種工作機(jī)幅，其最高出條速度設(shè)計為260 m/min，1 000 mm機(jī)幅的梳棉機(jī)的最大理論產(chǎn)量為100 kg/h，1 220 mm機(jī)幅的最大理論產(chǎn)量為120 kg/h。

較傳統(tǒng)常用機(jī)幅的梳棉機(jī)而言，JWF1204B-120型梳棉機(jī)(工作機(jī)幅為1 220 mm)的有效梳理面積增加了20%，但生條的工藝定量仍處于并條機(jī)的牽伸范圍內(nèi)，因此無需在梳棉機(jī)出條位置增加預(yù)牽伸裝置，從而降低了設(shè)備的設(shè)計制造及維護(hù)成本。

JWF1204B-120型梳棉機(jī)的喂棉箱與梳棉機(jī)給棉均采用順向給棉，彈性握持加壓，對纖維的損傷小。梳棉機(jī)刺輥第一落雜區(qū)長度可以根據(jù)原料和工藝需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，以有效控制除雜效率和落棉量。此外，JWF1204B-120型梳棉機(jī)采用同步齒形帶傳動的鋁合金活動蓋板，由獨立的電動機(jī)變頻傳動，超耐磨材質(zhì)踵齒棒及摩擦因數(shù)極低的特制尼龍導(dǎo)帶配合滑動結(jié)構(gòu)，使得傳統(tǒng)的面接觸轉(zhuǎn)變?yōu)榫€接觸，活動蓋板運動更平穩(wěn)、磨損更小。錫林采用特別定制的變頻驅(qū)動裝置驅(qū)動和控制，啟動平穩(wěn)柔和，不僅大幅減輕了錫林皮帶的磨損，而且使錫林的工藝轉(zhuǎn)速實現(xiàn)了無級調(diào)節(jié)。梳棉機(jī)剝棉部件、道夫部件均采用鋁合金墻板，結(jié)構(gòu)更簡單，易清潔，不會產(chǎn)生墻板花。梳棉機(jī)的所有罩板、刺輥下吸口及錫林周圍的棉網(wǎng)清潔器采用的鋁合金型材剛性好，光滑美觀，不勾掛纖維。優(yōu)化設(shè)計了梳棉機(jī)吸落棉系統(tǒng)，使各吸點的風(fēng)量分配更合理、高效；吸風(fēng)罩采用最新的丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)材料整體注塑技術(shù)，美觀大方，不勾掛纖維。梳棉機(jī)的自動化控制進(jìn)一步完善，棉箱給棉、短片段、長片段三位一體的自調(diào)勻整控制系統(tǒng)實現(xiàn)了智能在線自動調(diào)節(jié)的棉條質(zhì)量控制，同時可在線監(jiān)控生條的質(zhì)量不勻、條干不勻等重要指標(biāo)。采用棉箱與梳棉機(jī)一體化設(shè)計，整體封閉罩殼，將棉箱、電器柜包含在內(nèi)，使整機(jī)長度縮短50 mm，減小了占地面積[5-7]。

3清梳聯(lián)流程工藝配置

清梳聯(lián)工藝是清梳工序穩(wěn)定、連續(xù)、高速及高效生產(chǎn)的必要條件。新型清梳聯(lián)流程配置的工藝參數(shù)如下所述。

3.1清花機(jī)組的工藝參數(shù)

清梳聯(lián)清花機(jī)組的生產(chǎn)工藝參數(shù)如表3所示。

表3　清花主要設(shè)備及工藝參數(shù)

清梳聯(lián)流程中各主要設(shè)備的工作壓強(qiáng)如表4所示。

表4　清梳聯(lián)主要單元機(jī)的系統(tǒng)工作壓強(qiáng)　Pa

3.2梳棉機(jī)的工藝配置

——主要針布配置為

錫林針布：AC2040×01850D-Ⅱ

道夫針布：N-4030B×0.9

活動蓋板針布：RSTO C-55/0

——JWF1204B-120型梳棉機(jī)的主要上機(jī)工藝參數(shù)為

錫林工藝轉(zhuǎn)速：420 r/min

活動蓋板工作速度：210 mm/min

刺輥轉(zhuǎn)速：890 r/min

給棉板工藝分梳長度：110 mm

給棉板-給棉羅拉隔距：0.175 mm

給棉羅拉-刺輥隔距：1 mm

第一除塵刀-第一刺輥隔距：0.8 mm

預(yù)分梳板輥-刺輥隔距：0.75、0.75 mm

第二除塵刀-刺輥隔距：0.8 mm

三角罩板-刺輥隔距：1 mm

三角罩板-錫林隔距：1.15 mm

刺輥-錫林隔距：0.175 mm

錫林-道夫隔距：0.125 mm

后固定蓋板-錫林隔距：0.80、0.80、0.70、0.70、0.60、0.60、0.50及0.50 mm

后第一棉網(wǎng)清潔器刀口-錫林隔距:0.75 mm

后第二棉網(wǎng)清潔器刀口-錫林隔距:0.65 mm

后第三棉網(wǎng)清潔器-錫林隔距:1.2 mm

后下罩板入口隔距：1.05 mm

后上罩板入口/出口隔距：0.8～0.9 mm/0.7 mm

活動蓋板-錫林隔距：0.250、0.200、0.200、0.175、0.175及0.175 mm

前固定蓋板-錫林隔距：0.250、0.250、0.225、0.225、0.200、0.200、0.200及0.200 mm

前第一棉網(wǎng)清潔器刀口-錫林隔距：0.30 mm

前第二棉網(wǎng)清潔器刀-錫林隔距：0.25 mm

前下罩板出口隔距：0.75 mm

前上罩板入口/出口隔距：0.8 mm/1.0 mm

剝棉羅拉-道夫隔距：0.175 mm

軋碎輥隔距：0.175 mm

大壓棍隔距：0.20 mm

小壓輥隔距：0.20 mm

4生產(chǎn)試驗數(shù)據(jù)

4.1配棉指標(biāo)

該清梳聯(lián)生產(chǎn)線加工的品種主要為14.8 tex的精梳環(huán)錠紡紗線。配棉全部采用新疆棉，配棉等級約為3級，原棉的含雜率約為2.6%，棉纖維主體長度為27.63～28.22 mm，品質(zhì)長度為30.40 mm。利用AFIS測試儀對原棉參數(shù)進(jìn)行測試，主要數(shù)據(jù)如表5所示。

表5　原棉的主要測試數(shù)據(jù)

4.2梳棉機(jī)試驗數(shù)據(jù)

JWF1204B-120型梳棉機(jī)出條速度為180 m/min，生條定量為26 g/5 m，梳棉機(jī)單臺產(chǎn)量約為56 kg/h。整條清梳聯(lián)生產(chǎn)線的產(chǎn)量約為960 kg/h。清梳聯(lián)生產(chǎn)線連續(xù)3個月梳棉機(jī)的生條不勻指標(biāo)如表6所示。

表6　JWF1204B-120型梳棉機(jī)生條不勻率試驗結(jié)果

由表6可以看出，在連續(xù)高產(chǎn)的工作條件下，JWF1204B-120型梳棉機(jī)的生條均勻程度相對穩(wěn)定，說明原料在梳棉機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)移、分梳狀態(tài)良好，系統(tǒng)供棉及梳棉機(jī)自調(diào)勻整系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠。

JWF1204B-120型梳棉機(jī)生條的AFIS試驗結(jié)果如表7所示。

表7　JWF1204B-120型梳棉機(jī)生條的AFIS試驗結(jié)果

由表7可以得出：JWF 1204B-120型梳棉機(jī)平均棉結(jié)去除率達(dá)83.2%；重量法短絨率下降了0.3%，根數(shù)法的短絨率下降了2.5%。試驗結(jié)果表明：在較高產(chǎn)量的工作狀態(tài)下，梳棉機(jī)對原料的梳理較充分，梳理效果良好；梳理過程中，梳棉機(jī)工藝設(shè)置合理，纖維在分梳過程中損傷較小，短纖維與不成熟纖維得到了有效去除。

4.3成紗質(zhì)量

經(jīng)該清梳聯(lián)加工后，紡制線密度為14.8 tex的精梳棉紗，并測試其質(zhì)量指標(biāo)，成紗質(zhì)量測試結(jié)果如表8所示。

表8　成紗質(zhì)量測試結(jié)果

比較發(fā)現(xiàn)，該生產(chǎn)線生產(chǎn)的成紗的質(zhì)量指標(biāo)優(yōu)于2013年USTER統(tǒng)計公報的25%水平，部分質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到了2013年USTER統(tǒng)計公報的5%水平。并且紗線質(zhì)量較為穩(wěn)定，這從側(cè)面說明了鄭州宏大公司的新一代清梳聯(lián)生產(chǎn)線在連續(xù)生產(chǎn)過程中，清梳聯(lián)系統(tǒng)及設(shè)備運行穩(wěn)定、可靠，其梳棉機(jī)生條質(zhì)量優(yōu)良，能夠滿足用戶對清梳聯(lián)生產(chǎn)線的質(zhì)量和產(chǎn)量要求。

5結(jié)語

本文介紹了國產(chǎn)新型高效清梳聯(lián)生產(chǎn)線流程配置，分析了適應(yīng)高效生產(chǎn)的清梳聯(lián)專屬相關(guān)設(shè)備的技術(shù)特點，給出了其工藝參數(shù)配置，并通過生產(chǎn)實踐，紡

制了線密度為14.8 tex的精梳棉紗，測試了生條及成紗的質(zhì)量指標(biāo)。研究結(jié)果表明，該新型高效清梳聯(lián)生產(chǎn)線在高產(chǎn)工作狀態(tài)下性能可靠，生條的棉結(jié)去除率穩(wěn)定在80%以上，成紗質(zhì)量指標(biāo)接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平。

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New high-efficiency blowing & carding equipment and producing practice of spinning combed cotton yarn

Wang Li

Jingwei Textile Machinery Co.Ltd.，Zhengzhou/China

Abstract:The process configuration,technical features and machining process of domestic new type high-efficiency associated blowing & carding equipment in the processing of combed cotton yarn were introduced.By spinning producing practice,it was indicated that the performance of new type high-efficiency associated blowing & carding equipment was reliable under the state of working,the removal rate of article raw cotton knot was stable and above 80%，and the yarn quality index was kept 25% in 2013 based on USTER communique and the indicator of some parts would be 5% based on communique.Key words:blowing-carding equipment；process；high-production；high-efficiency；high-quality