鋸齒軋花機影響產(chǎn)量的因素分析

〔山東天鵝棉業(yè)機械股份有限公司，山東濟南250032〕

軋花機是棉花加工過程中的主要設備，軋花的過程就是籽棉通過鋸片鉤拉、肋條阻隔來實現(xiàn)纖維與棉籽分離的過程。工作時，進入軋花機前箱的籽棉通過撥棉刺輥送至軋花鋸片，鋸齒鉤拉住籽棉進入工作箱，在通過肋條工作點時，鋸片將所鑲嵌在鋸齒中的纖維鉤走，剩下未被鉤拉的隨棉卷繼續(xù)運轉(zhuǎn)，直到纖維被鉤凈為止。在工作箱下方，隨著籽棉的不斷喂入，被鋸片鉤拉的籽棉快速進入工作箱內(nèi)，棉卷和鋸片在此處的速度差最大，棉卷被撕開，軋凈纖維的棉籽從此處接連不斷地被擠出工作箱，順著軋花肋條和阻殼肋條中間的排籽道排出，實現(xiàn)軋花機的工作過程。

軋花機產(chǎn)量的高低，直接影響棉花加工生產(chǎn)線的效率。影響軋花機產(chǎn)量的因素很多，下面僅就鋸齒軋花機本身的主要結構對產(chǎn)量的影響分析如下。

一、鋸片因素對產(chǎn)量的影響

鋸片拉脫纖維的能力決定著軋花機的產(chǎn)量，工作箱中棉卷的形成是靠鋸片的旋轉(zhuǎn)完成的，棉卷對鋸片施加一定的壓力，使鋸片在旋轉(zhuǎn)過程中，鋸齒插入纖維，經(jīng)過肋條的阻隔拉脫纖維，實現(xiàn)軋花過程。

（一）鋸片轉(zhuǎn)速對產(chǎn)量的影響

在工作箱棉卷密度一定的情況下，鋸片速度越高，單位時間內(nèi)工作齒數(shù)越多，鋸片鉤拉纖維越多，皮棉產(chǎn)量越高。

但是鋸片速度太高容易拉斷纖維，且棉卷速度相對較高致使棉籽不能及時排出，導致棉卷停轉(zhuǎn)。鋸片線速度一般在12 m/s～14 m/s為宜。

（二）鋸片伸出量c對產(chǎn)量的影響

鋸片伸出量（見圖1）為鋸片工作點下100 mm處鋸片伸出肋條的量。伸出量大，鋸片深入棉卷，鉤拉力大，產(chǎn)量高；但伸出量過大，鋸片拉動棉卷運轉(zhuǎn)的力降低，同樣可能造成棉卷停轉(zhuǎn)，影響產(chǎn)量。應結合工作箱的截面參數(shù)選擇適當數(shù)值，一般在40 mm～46 mm。

圖1 工作箱橫截面

（三）鋸片齒形對產(chǎn)量的影響

在軋花過程中，并不是所有鋸齒都能鉤住纖維，究其原因，一是纖維長度是鋸齒齒距a 的7～9 倍，當一個鋸齒嵌滿纖維時，鋸齒上的纖維束會阻擋后面3 個～4 個鋸齒對纖維的鉤拉；二是鋸齒經(jīng)常遇上棉卷中的棉籽，無法鉤拉纖維。以上兩種情況對軋花機產(chǎn)量有很大影響，應盡可能使用鉤拉力強的鋸齒鉤拉纖維，以彌補無法鉤拉纖維的鋸齒對產(chǎn)量的影響。由此推論，在充分考慮到鋸齒強度的前提下（如圖2 所示），增大鋸片齒距a，齒深b 和面積s 的數(shù)值可以提高單齒鉤拉纖維量，提高產(chǎn)量。

圖2 鋸片齒形

（四）鋸片片距對產(chǎn)量的影響

片距小，工作箱棉卷單位長度內(nèi)參與鉤拉的鋸片齒數(shù)多，產(chǎn)量高。但片距不宜過小，否則影響排籽和皮棉質(zhì)量，一般在14 mm～19.4 mm。

二、工作箱對產(chǎn)量的影響

（一）工作箱形狀

工作箱形狀應有利于棉卷運轉(zhuǎn)，盡量減少阻力。工作箱截面太大，棉卷松散，運轉(zhuǎn)圓周距離長，鋸片克服阻力大容易停轉(zhuǎn)，影響產(chǎn)量。工作箱截面太小，棉卷運轉(zhuǎn)近似剛性體，棉卷過緊不利于排籽，同樣影響產(chǎn)量。工作箱胸板Rx和抱合板Rb的曲率半徑參數(shù)的設計應與鋸片參數(shù)和肋條的曲線參數(shù)R1相對應（如圖1所示）。

肋條根部圓弧j、回轉(zhuǎn)孔f 及肋條工作點間隙d的大小對軋花機的棉卷運轉(zhuǎn)順暢也起著重要作用（見圖3）。肋條工作點間隙合適，根部圓弧和回轉(zhuǎn)孔大小合適，鋸齒鉤拉的纖維順暢通過且又能阻擋住棉籽。

圖3 肋條

（二）肋條與鋸片的相對位置

鋸齒從棉籽上拉脫纖維的能力與軋花肋條和鋸片之間的相對位置有關（如圖4），相互關系可以用參數(shù)壓力角α、提前角λ 和齒傾角β 表述。壓力角α是軋花肋條工作點處的圓弧切線和鋸片圓周切線之間的夾角，壓力角越大，鋸齒在工作點處從棉籽上拉脫纖維的作用力越強。提前角λ 是位于工作點處的鋸齒工作邊與軋花肋條工作點圓弧切線之間的夾角，鋸齒凹口內(nèi)的纖維能否全部進入軋花肋條排間隙，這在很大程度上取決于提前角λ 的數(shù)值。提前角越小，鋸齒凹口內(nèi)的纖維在進入軋花肋條排間隙時越容易滑出；提前角越大，鋸齒鉤拉纖維力大，纖維不容易滑出齒凹；但提前角過大，齒凹內(nèi)的纖維在軋花肋條作用下嵌入齒根，給后箱刷棉帶來困難。提前角γ 一般在10°左右，即齒尖先于齒根10°進入軋花肋條排間隙。

齒傾角β 為鋸齒斜面與鋸片徑向線的夾角，λ=α+β-90°，齒傾角β為一定數(shù)值時，則壓力角大，提前角大。鋸齒在工作點處從棉籽上拉脫纖維的作用力強、產(chǎn)量高，壓力角一般在58°～60°之間。

圖4

（三）工作箱加裝助轉(zhuǎn)裝置

工作狀態(tài)下，工作箱中棉卷外層是籽棉，中間層是籽棉、帶纖維棉籽混合層，內(nèi)層是棉籽。由于鋸片的作用，外層帶動內(nèi)層轉(zhuǎn)動，但由于內(nèi)層質(zhì)量大，速度慢，棉籽被動篩選下落。而棉卷中心近似空心狀態(tài)，在棉卷中心位置增加助轉(zhuǎn)裝置，旋轉(zhuǎn)方向與棉卷轉(zhuǎn)動方向相同，帶動棉卷運轉(zhuǎn)，棉卷密度降低，減少鋸片壓力，同時使棉卷內(nèi)部棉籽均勻，利于棉籽下落，提高產(chǎn)量。中箱助轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)也帶動了棉卷的轉(zhuǎn)動，因而減少了棉卷的停轉(zhuǎn)現(xiàn)象，使軋花機產(chǎn)量得到提高。

目前工作箱助轉(zhuǎn)裝置主要有兩種：一是排籽管，二是助排器。排籽管是一根布滿大約?11孔的不銹鋼圓管，孔按螺旋線布局，排籽管位于工作箱內(nèi)棉卷中心位置以一定速度旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動方向與棉卷一致，排籽管轉(zhuǎn)動使棉卷排籽區(qū)域的毛籽團變得松散，毛籽順利脫離棉卷束縛迅速排落下來；同時排籽管將毛籽團中的相當一部分毛籽卷入管中，由圓管中的絞龍從兩端排出，增加了排籽量。

軋花機棉籽助排器是單個齒形葉片呈一定角度焊接在軸上形成的葉片輥，位于工作箱的棉卷中心位置，并以一定的速度旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動方向與棉卷旋轉(zhuǎn)方向一致。助排器上的齒形葉片在做圓周運動的同時，在軸向上擺動，使得工作箱排籽區(qū)域處的毛籽團變得松散，毛籽順利脫離棉卷束縛和相互的牽引而迅速排落下來。

三、軋花機其他因素對產(chǎn)量的影響

（一）刷棉

刷棉要凈，毛刷鬃毛齊且插入鋸齒，每個循環(huán)鋸片齒干凈，鋸齒上無殘留纖維，鋸齒的鉤拉力降低會影響產(chǎn)量。

（二）鋸齒狀態(tài)

保證工作中的鋸齒全、新、凈，更有利于鉤拉且盡可能在鋸齒上包容更多纖維。倒齒、壞齒、斷齒達到一定數(shù)量后要更換，否則影響軋花機產(chǎn)量，還可能造成棉卷停轉(zhuǎn)。

（三）排籽

排籽道通暢，要提高產(chǎn)量就要多進多出。有效措施主要有：一是增大排籽道，二是選擇合適的鋸片片距，三是運用棉籽助排裝置。

（四）喂花均勻

喂入工作箱的籽棉均勻，棉卷橫向各位置密度變化小，近似于穩(wěn)定狀態(tài)，鋸片所受壓力均勻，棉卷運轉(zhuǎn)狀態(tài)波動小，有利于穩(wěn)定生產(chǎn)和提高產(chǎn)量。

軋花機的產(chǎn)量還受整條生產(chǎn)線的制約，只有選用加工工藝合理、生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)設備配置適當，才能更好地發(fā)揮軋花機的效力。