多功能鋸齒式籽棉衣分試軋機(jī)的研究

文/李 朋 劉 盼 連素梅 劉 俊 傅科杰

引言

近幾年，新疆機(jī)采棉種植面積和產(chǎn)量逐步擴(kuò)大，機(jī)采棉收購企業(yè)也相應(yīng)大規(guī)模增加，但是，在實(shí)際收購工作中，存在一些具體問題：一是現(xiàn)有試軋機(jī)無法對機(jī)采棉的衣分率進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，造成實(shí)際加工皮棉的嚴(yán)重虧重，給企業(yè)帶來直接經(jīng)濟(jì)損失；二是機(jī)采棉和手摘棉土雜扣補(bǔ)率主要靠經(jīng)驗(yàn)估算，這種估算方法與棉農(nóng)之間產(chǎn)生較大爭議，極大影響了收購進(jìn)度；三是采取先試軋?jiān)偻ㄟ^雜質(zhì)分析機(jī)將雜質(zhì)清理估算，估算數(shù)據(jù)穩(wěn)定性較差，并且對每日大批量收購試軋而言效率極低，根本無法操作；四是試軋出來的皮棉含雜率太高，顏色級、馬克隆值，甚至于長度檢驗(yàn)都受影響；五是現(xiàn)有試軋機(jī)和大鋸齒生產(chǎn)線工藝配置不符，無論對機(jī)采棉還是手摘棉，現(xiàn)有試軋?jiān)O(shè)備缺少籽棉清理和皮棉清理環(huán)節(jié)，試軋衣分率偏高0.5%～1%左右，且試軋皮棉前、中、后顏色均勻性較差，不能直接通過感官對樣品進(jìn)行顏色級檢驗(yàn)。

為了解決收購環(huán)節(jié)的檢驗(yàn)問題，目前很多棉花收購加工企業(yè)都在尋求自己的一套收購方式以避免衣分虧損，如人為壓低衣分率，致使棉農(nóng)利益受損。由此可見，現(xiàn)行的試軋機(jī)既不能滿足手摘棉試軋需求，更不能用于機(jī)采棉試軋。研制的多功能鋸齒式籽棉衣分試軋機(jī)能夠滿足當(dāng)前大鋸齒加工工藝的需要，既適用于手摘棉又適用于機(jī)采棉收購環(huán)節(jié)，能夠客觀準(zhǔn)確反映棉花的衣分率，有利于傳統(tǒng)的“一試五定”方法在棉花采摘方式、加工技術(shù)、檢驗(yàn)方法等新技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用中可以更加有效實(shí)施，從技術(shù)上得到了可靠保障。同時(shí)可以有效維護(hù)棉農(nóng)、棉花收購企業(yè)及用棉企業(yè)的合法權(quán)益。

1 多功能鋸齒式籽棉衣分試軋機(jī)工作原理

多功能鋸齒式籽棉衣分試軋機(jī)是由籽棉清理、軋花及皮棉清理三部分組成，根據(jù)機(jī)械空氣動力學(xué)原理設(shè)計(jì)，籽棉經(jīng)U型齒條一次擊打與輥筒刺釘多次擊打籽棉及粘附的雜質(zhì)，在機(jī)械與氣流的作用下，使鈴殼及粗大雜質(zhì)與籽棉分離；清理后的籽棉用高速旋轉(zhuǎn)的鋸齒鉤拉和肋條阻隔共同作用，使棉纖維與棉籽分離；松散棉纖維再經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)刺輥鋸齒鉤拉，在離心力的作用下，達(dá)到棉纖維二次排雜及梳理，最后由皮棉塵籠收集棉纖維。

2 多功能鋸齒式籽棉衣分試軋機(jī)結(jié)構(gòu)

多功能鋸齒式籽棉衣分試軋機(jī)，由籽棉清理、籽棉軋花、皮棉清理、風(fēng)力除塵、自動稱重、數(shù)據(jù)采集六部分構(gòu)成，結(jié)構(gòu)更加合理，與大鋸齒加工設(shè)備功能完全對應(yīng)。其中籽棉清理部分由鈴殼清理及雜質(zhì)清理組成，兩個(gè)部件分區(qū)獨(dú)立，更加適合手摘棉及機(jī)采棉不同的雜質(zhì)清理需求，設(shè)備重量約900kg，外形尺寸1700mm×1500mm×750mm，適合實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)使用。其外觀結(jié)構(gòu)見圖1所示。

圖1 多功能鋸齒式籽棉衣分試軋機(jī)正面圖、側(cè)面圖

3 多功能鋸齒式籽棉衣分試軋機(jī)工作過程

3.1 使用方法

（1）用隨機(jī)取樣或?qū)Ψ址ǔ槿∽衙拊嚇?，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求稱重籽棉試樣1kg。

（2）機(jī)采棉或手摘棉由專用盛棉箱裝入1kg試樣籽棉，并置于設(shè)備相應(yīng)的喂花口。

（3）開機(jī)：打開液晶屏，按照相關(guān)提示進(jìn)行開啟。

（4）關(guān)機(jī)：試軋結(jié)束后，按照相關(guān)提示進(jìn)行關(guān)閉。

（5）稱量計(jì)算：點(diǎn)擊液晶屏“計(jì)算”按鈕，系統(tǒng)自動稱量并計(jì)算衣分率和籽棉含雜率。

3.2 操作過程注意事項(xiàng)

（1）操作人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)定，按順序開機(jī)或停機(jī)，并時(shí)刻注意籽棉整個(gè)流程，防止出現(xiàn)各種堵塞。

（2）機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不得進(jìn)行打掃衛(wèi)生和加注潤滑油的工作，機(jī)械的表面不準(zhǔn)放置任何工具和雜物。

（3）各種運(yùn)轉(zhuǎn)部位，每班次開機(jī)前檢查是否需加注潤滑油。

（4）在設(shè)備工作中，出現(xiàn)任何異響和震動，應(yīng)立即按緊急停車裝置進(jìn)行停車檢查。

（5）每測試一次需對各排雜出口清理一次，時(shí)刻保持機(jī)械的工作通暢和衛(wèi)生。

4 多功能鋸齒式籽棉衣分試軋機(jī)的特點(diǎn)

4.1 功能集成化

設(shè)備集成籽棉清理、籽棉軋花、皮棉清理、風(fēng)力除塵、自動稱重、數(shù)據(jù)采集6個(gè)功能。

4.2 設(shè)備小型化

模擬成套加工設(shè)備全部功能，重量約900kg、體積1700mm×1500mm×750mm，可方便實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)使用；操作簡單，檢測快速，設(shè)備功能簡單明了，使用方便，測試時(shí)間（60±10）s，便于實(shí)驗(yàn)室快速收購檢驗(yàn)，適用于基層棉花檢驗(yàn)人員使用。

4.3 穩(wěn)定性好

測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、穩(wěn)定，儀器重復(fù)性誤差（95%水平）

r

=0.8，再現(xiàn)性誤差

R

=1，臺間差＜0.2。

此外，多功能鋸齒式籽棉衣分試軋機(jī)同時(shí)適用機(jī)采棉和手摘棉的試軋收購；徹底解決了土雜扣補(bǔ)的估算問題；解決了原來試軋機(jī)試軋衣分率偏高于大鋸齒衣分率問題；完全復(fù)制了大鋸齒加工生產(chǎn)線（400噸生產(chǎn)線）工藝配置，使得試軋皮棉的形態(tài)、均勻性、衣分率、棉花物理性能指標(biāo)等都和成包皮棉高度一致。

同時(shí)，多功能鋸齒式籽棉衣分試軋機(jī)的衣分差、含雜率及樣品均勻性相比現(xiàn)有試軋機(jī)更加接近大鋸齒加工后的數(shù)據(jù)要求，在籽棉收購環(huán)節(jié)可以使加工企業(yè)和棉農(nóng)之間的交易更加公正、合理。

5 結(jié)論

5.1 解決收購時(shí)機(jī)采棉土雜扣補(bǔ)和衣分率無法檢測問題

目前的土雜扣補(bǔ)主要靠經(jīng)驗(yàn)估測，估算誤差極大地影響了收購進(jìn)度，導(dǎo)致籽棉收購重量損失；土雜扣補(bǔ)的估算，同時(shí)嚴(yán)重影響籽棉衣分率的檢測準(zhǔn)確性，給企業(yè)帶來直接經(jīng)濟(jì)損失。新型試軋機(jī)可在收購環(huán)節(jié)快速檢測衣分，使企業(yè)與棉農(nóng)之間更加公正、公平。

5.2 可以準(zhǔn)確檢測試軋皮棉物理指標(biāo)

由于目前衣分試軋機(jī)試軋出來的皮棉含雜率太高，導(dǎo)致皮棉樣品的顏色級、馬克隆值，甚至于長度檢驗(yàn)，都無法準(zhǔn)確檢測。新型試軋機(jī)具備籽棉清理、籽棉試軋、皮棉清理等全功能，良好的除雜效果，確保了在收購時(shí)，試軋樣品可以準(zhǔn)確檢測出與大貨相符的物理指標(biāo)。

5.3 提高收購效率

目前采取的先試軋?jiān)偻ㄟ^雜質(zhì)分析機(jī)將雜質(zhì)清理估算的方法，不僅估算數(shù)據(jù)穩(wěn)定性較差，并且極大地降低了每日大批量收購試軋的工作效率。新型試軋機(jī)可大幅度提高籽棉收購的現(xiàn)場工作效率。

5.4 提高試軋樣品與大鋸齒生產(chǎn)線工藝加工產(chǎn)品的指標(biāo)相符性

現(xiàn)有試軋機(jī)和大鋸齒生產(chǎn)線工藝配置不符，無論對手摘棉還是機(jī)采棉，現(xiàn)有試軋?jiān)O(shè)備缺少籽棉清理和皮棉清理環(huán)節(jié)，且試軋皮棉前、中、后顏色均勻性較差，不能直接通過感官對樣品確定等級。新型試軋機(jī)解決了試軋樣品與大鋸齒生產(chǎn)的皮棉指標(biāo)不相符的問題，實(shí)現(xiàn)了在籽棉試軋環(huán)節(jié)準(zhǔn)確測試，能準(zhǔn)確代表加工后皮棉各項(xiàng)物理指標(biāo)的測試需求，實(shí)現(xiàn)了籽棉收購環(huán)節(jié)加工企業(yè)和棉農(nóng)之間的交易更加公正、合理。