[纺纱设备]短流程清梳联有关问题讨论

       短流程清梳联是90年代最新发展。清梳联20世纪60年代以来，历经了40年的发展，尤其是20世纪80年代末到90年代初，由于电子计算机技术、传感技术、变频调速技术与开清棉梳棉纺技术的结合，使清梳联不仅实现了各单机之间的联合及自动化，而且实现了精密的自动监控系统，使清梳联走向成熟。在短流程清梳联中充分发挥各单机工作效能，做到精细抓取、自由打击、高效除杂、多仓混棉、精细开棉及自动给棉，并在高产梳棉机梳理技术不断提高及完善的基础上，生条的产质量大大提高梳棉机单产有50公斤/台、100公斤/台及120公斤/台时的生产水平。一套开清棉装置可供6～8台高产梳棉机，生条重不匀由4～5%改善到2%以下，有的可达到1.5%以下，原棉经过清梳联加工后，累计除杂效率达到95-98%，其中开清棉除杂效率为60～70%；棉结在开清棉部分增加50～100%，而梳棉机生条棉结含量下降到80粒/克以下，下降率为80%，开清棉短绒率增加9～10%，生条短绒降低16～17%。

       清梳联中的开清棉机组在完成混合开松除杂任务的同时，使棉结及短绒相应增加，梳棉机在除杂分梳作用下去除大量棉结及杂，对纤维有一定的损伤，使短绒增加，因此在清梳联工艺中存在着清除杂质与减少棉结、短绒的矛盾，这是现代清梳联加工原棉时的重要焦点。

       以特吕茨勒清梳联为例，短流程清梳联主要编组如下：

       自动往复式抓棉机→双轴流开棉机→多仓混棉机→精细开清棉机→双棉箱无回花式给棉机→高产梳棉机。

       在完成降低短绒、减少棉结、开松除杂任力中，精细抓棉的抓包机与轴流开棉机、多剌辊开棉机〔精细开清棉机〕DK803、DK903后部多剌辊分梳除杂系统的工作都十分相关，现就有关问题讨论如下。

1 动往复式抓棉机的精细抓取与轴流开棉机的清除杂质之间的关系

       新型短流程清梳联中往复式抓包机担负着精细抓取、初步开松及混棉的任务，向轴流开棉机输送经过初步开松与混合的精细的抓取的原棉主要任务是：

       对棉包进行精细抓取，抓包机下降动程最小为0.1mm，抓取棉束重量为30mg～60mg，为了降低抓棉双打手的速度，尽量减少对纤维的损伤，使机幅适当加宽。目前最宽机幅2200mm～2300mm，机幅宽，抓取量大，在一定的产量供应条件下，打手速度可相应降低，以减少抓取时对纤维的损伤。但对于抓包机的任务来讲，最重要的是向轴流开棉机输送开松程度较好，杂质能充分暴露在外面，供应均匀的棉絮。德国BDT019自动抓包机是电子计算机程序控制的抓棉机，由于采用变频调速电机，因此抓棉动作是连续不停的，均匀的向轴流开棉机供应初步开松的原棉。由于机幅加宽横向排包由3包～4包增加到5包～6包，抓棉机排包长度50m，排包量已超过180包，混棉量大，控制生产8组配棉棉包，供应1条～3条开清棉生产线，BDT019抓包机上反向抓棉罗拉在抓包机向前运行时可自动升高10mm，不会因刀片方向与抓棉移动方向相同而引起抓取较大的棉块。

       由于棉包高度开始生产时不同，可按不同高度排放的棉包，抓包机会自动升降处理，使抓取量一致。

       特品茨勒程序控制型抓包机BDT019的设计最大产量为1500kg/h，其最大抓取量也只有30mg。表1所示为抓包机抓取重量与产量间的关系。 
       表1

       国外抓包机的生产厂有许多，如瑞士立达、德国特吕茨勒、英国克鲁斯诺、意大利马左里等都是电脑程控式自动抓包机，这些先进的抓包机要完成初步开松与混合，均匀供棉、精细抓取等项任务。

       单轴流及双轴流开棉机都是无握持喂入、自由打击式开棉机，棉絮由气流喂入轴流开棉机后，棉流围绕轴流开棉机内部，高速回转3周～4周，使棉束在离心力与周围尘棒碰撞作用下，较大的杂质被排出。这种自由打击式的开棉机，棉结可少产生40%～60%，轴流开棉机工作的好坏，杂质能不能早落、多落，取决于抓包机是否完成精细抓取的任务，抓包机抓取棉束越小、越细，杂质暴露在纤维外面的机会越多，杂质被打碎的机会越小轴流开棉机排除杂质的能力越能发挥、纤维会得到很好地净化。被净化与进一步开松了的棉束，随气流输送到下工序，而清除下来的条种杂质〔籽壳、尘屑等〕被气流从另一方面排出。

       轴流开棉机工作的好坏，一方面受到抓包机抓取棉块大小的制约，另一方面，轴流开棉机的各部隔距也会影响到轴流开棉机排除杂质的能力，尘棒间隔距大，排杂能力好，尘棒隔距小，排除杂质杂的能力差。

       有的生产厂为了单方面获得较高的制成率，将轴流开棉机尘捧隔距做小，致使许多杂质不能排除而带到下工序，从而加重了下游单机，像精细开棉机各部剌辊的排杂负担，甚至会损坏多剌辊开棉机的针布。

       因此，正确使用轴流开棉机，发挥其排杂作用，是工艺设计的重要环节。

       特吕茨勒的AXI—FLO双轴流开棉机，瑞士UNICLIN单轴流开机棉机都属于自由打击式开清棉机,使原棉受到柔和的开松,并使杂质早落,减轻了下工序的除杂负担, 除杂效率高。总之，自动抓包机的精细抓取与轴流开棉机的除杂效率是十分相关。而轴流开棉机杂质落的多、排杂效果好会，会减轻下游单机的除杂负担。

2 精细开棉机与DK803、DK903高产梳棉机后部喂入部分的三剌辊分梳除杂系统的性能比较

 

       （1）德国特吕芡勒CVT3、CVT4型精细开棉机的特点是由握持罗拉积极喂入，从多仓混棉机输送来的棉束层受到精细开棉机的加工，CVT3由三个剌辊罗拉组成，分别包复不同密度的锯齿针布，针密从第一剌辊开始逐渐加密，剌辊速度逐个提高，应用梳棉机剌辊分梳除杂的原理，采用锯齿滚筒、分梳板、除尘刀工艺，其除杂辊速度都很高，清除力大，CVT3除杂效率可达到34%，但棉结增加较高，单机增长60%～70%。

       CVT3的工作质量好坏与轴流开棉机加工的原棉含杂多少直接相关，它必须建立在轴流开棉机高效除杂的基础上。经过精细清棉机加工后，虽然棉束含杂有降低，但短绒与棉结的增多是其缺点。

       CVT3的设计符合梳理渐增性原则，使纤维受到比较柔和的加工处理，但受CVT3加工后的棉纤维中棉结、短绒增加的较多。 
       表2  

  
       从抓包机到精细开棉机，原棉经过许多梳理与打击后棉结增加、含杂减少，见表2〔单机棉结增长率〕 
       从表中看出，精细开棉机虽然具有一定的除杂能力，但棉结增加较多。

       （2）DK803、DK903型高产梳棉机后部喂入部分取消单剌辊系统，参考CVT3的工作原理，配置了新型的三剌辊系统〔webfeed〕,包括三个分梳除杂剌辊,每个都剌辊都配有一块分梳板和一个带吸风管的除尘刀组合件，三个剌辊包有三种不同的针布，速度逐步增加，第一剌辊为短梳针型，第二、第三剌辊为锯齿形针布。具体有如下特征：

       ①三个剌辊的直径较小，均为172.5mm，各剌辊表面线速度逐步增大，纺棉时第一梳针剌辊转速957r/min相当于普通剌辊速度为660r/min。如第一、二、三剌辊与夕林间的表面速度依次为1.49、1.37及1.87～2.04 ，第二、三剌辊转速约为1426r/min及r/min〔相当于普通剌辊速度984r/min及1348r/min，锡林速度达到465r/min～533r/min〕，剌辊直径越小，转速提高，离心力大，分梳除杂作用加强。

       ②剌辊的齿密依次渐增，如纺超细纤维时，其三个剌辊的齿密分别为32齿/英寸2、161齿/英寸2、205齿/英寸2，针齿的工作角逐渐变小，大约分别是90°、80°及70°。

       ③第一剌辊采用短梳针，并放大与给棉罗拉隔距〔1mm〕，分梳作用缓和，损伤纤维少，针的磨损小，梳针寿命比锯齿长；与吸风尘刀、分梳板相结合，更能提高清除尘杂，特别是较大杂质的能力，第二、第三剌辊采用特殊钢材料成，锯齿形针布使用寿命较长。

       ④三个剌辊针齿和速度的配置，均为剥取作用。

       ⑤每个剌辊的上方或下方都配有分梳板和吸风尘刀，达到进一步分梳和除杂的目的。第一剌辊采用吸风尘刀一分梳板，第二、第三剌辊采用分梳板一吸风尘刀的配置，前者是为了先清除大杂质，避免大杂质破裂，后者二、三剌辊的配置是为了更有利于小杂质、微尘及短纤维的清除。

       三剌辊系统提高了剌辊部分的分梳除杂效率和纤维网的梳理度、清洁度，减轻了锡林盖板的梳理负荷，为夕林采用更密的梳理针布、提高夕阳林速度〔600r/min及以上〕和采用更紧的隔距创造条件。

       （3）CVT3与梳棉机后部三剌辊系统对比讨论

       ①梳棉机后部喂入三剌辊系统是为了进一步提高夕林速度，增加梳理度及梳棉机产量，参考CVT3的工作原理而设计的，效果明显。

       从开清棉的发展历程来看，棉束重量逐渐变小，60～70年代开松水平为34mg～37mg，80年代初国际先进水平为5.89mg/块，90年代初国际先进水平为4.44～5.05mg/块，90年代中期CVT3，MACⅢ开松水平为1.45～1.78毫克/块，经过双层喂箱后，棉块重量续续减少，像DK803双层喂棉箱，其喂入罗拉、开棉罗拉及两个与吸尘管道系统相联接的分梳板，对纤维都有进一步开松作用。

       目前的开棉技术已有可能使纤维束以均匀的纤维网形式喂入到剌辊区，DK803梳棉机高精度的Directfeed及Sensofeed〔喂入传感器〕组件能使剌辊区的纤维以更细小的均匀纤维网形式出现。

       三剌辊分梳除杂系统第一剌辊采用梳针加工纤维，使纤维受到的损伤最小，而被开松分梳。
DK系列三剌辊的针密的配置原则，基本与CVT3一样，都是剥取配置。

       DK系列三剌辊系统中第一剌辊下方配有分梳板和除杂吸口，第二剌辊上方配有一个分梳板和除尘吸口，第三剌辊下方也配有一个分梳板及除尘吸口，大大提高了分梳除杂作用，这种功能比CVT3功能及老式单剌辊系统，除杂功能有所提高，从而减少了锡林盖板分梳负担。

       此外，配置的除尘吸口是DK系列三剌辊系统取得成功的重要部分之一，当剌辊高速回转时，带动的气流会在剌辊周围产生高压，这种高压会造成气流运动紊乱，进而影响纤维分梳及除杂，而加上除杂吸口后，使气流运动平稳，有利于纤维转移与分梳，也有利于杂质的清除。

       所有这些改进，都使梳棉机喂入部分三剌辊的功能大大提高。

       据测试，生产20英支精梳纱、梳棉机单产40kg/h,三剌辊系统的梳棉机比DK760〔单利辊〕的纱疵数减少25.9%，强力提高0.7%产量增加33%。

       此外，在DK803、DK903上，后部采用倒置式顺向喂入形式，可调节给棉板握特点至隔距点的距离，调节方便，能减少内外层握持点至分梳点的长度差异，有利于改善分梳及减少损伤纤维。 
      

       ②三剌辊系统的分松除杂功能是很成功的,除了上述一些重要理论上的进步以外还在于：

       a清梳技术的迅速发展及其相互影响; 
       b高精度机器嘀咕件的加工生产; 
       c新型针布的应用; 
       d采用了自动调整夕林—盖板隔距、自动磨夕林盖板针布技术，稳定了梳棉机的生产； 
       e电子计算机等先进技术的应用，自调匀整系统，电子监控系统及变频调速系统等，使清梳联在高质量状态下连续不停的生产，不再出现单机停车，等待供应或等待需求的现象，整个生产系统完全处于计算机控制下，长流不断的连续生产状态。

       总之，梳棉机喂入部分三剌辊系统是比较成熟的技术，为梳棉机优质高产创造了先决条件，也是将开清棉任务引向梳棉机的重大的改进。

       ③从实际生产中可看出：CVT3虽然对进一步提高除杂效果有一定的积极作用，但棉结、短绒的增加是显著的。〔见表2〕棉结单机增加率为21.52%。

       ④此外，梳棉机三剌辊系统梳理负荷50-100kg/h，〔梳棉机单产水平〕，而CVT3分梳处理能力为400 kg/h ～500 kg/h，梳理开松负荷比梳棉机三剌辊系统大4倍～8倍，造成梳理不透，棉结增多，纤维受损伤短绒增加的机会增多。

       ⑤根据以上对比分析，新的短流程清梳联CVT3的存在是否有必要做进一步的研究与思考。可否将CVT3取消，再增加一道精细轴流开棉机或者CVT1，作为梳棉机后部三剌辊系统精细分梳除杂的初步处理，充分发挥梳棉机三剌辊系统的分梳除杂的予处理。

       （4）自动抓包机抓棉机构设计的思考：

       往复式抓包机由于采用双打手抓棉机构，因此对原棉有一定的损伤，也会产生棉结，抓包机棉结单机增长率约为10%，基本上与轴流开棉机接近，〔轴流开棉机棉结增加率为11.5%〕。是精细开棉机CVT3的50%左右，〔精细开棉机CVT3的棉结单机增长率为21.52〕 因此自动抓棉机虽然很先进，但增加棉结及短绒却是不足之处。

       机械式的刀片打手抓棉是使棉结产生的重要因素，如果将抓包机的抓棉功能改为负压气流吸棉，在抓棉过程中产生短绒及棉结的机会将可能显著减少，将来新型抓棉机有可能变为气流吸棉方式，使供应轴流开棉朵的原棉质量进一步提高。

       （5）多仓混棉机垂直棉箱下所设立的开棉剌辊，使棉结增加较多，达到333粒/克。也应加以改进。

3 结语

       短流程清梳联是当代高科技生产联合机，自动化，连续化生产水平高，自动控制水平高，除本文讨论的抓棉机、轴滚开棉机、精细开棉朵及梳棉机三剌辊喂入系统外，多仓混棉机、双层无回花式结棉机、微除尘机以及高产梳棉机本身都有许多重大改进，都是当代清梳联的重要内容，使短流程清梳联走向成熟。目前国外发达国家像美国清梳联已占纺纱能力的90%以上，西欧、日本等也达到50%以上，其它发展中国家的清梳联正快速发展，我国“九五”期间建立的郑纺机、青纺机等吸收外国清梳联先进技术，生产出具有90年代国际水平的国产清梳联生产线也很成熟，我国应在21世纪初加快清梳联的发展，使我国纺织企业清梳联的比例在短期内达到30%以上，向50%努力。清梳联不仅节约劳动力及用地面积更重要的是清梳联的产品质量得到很大的提高，生条不匀在1.5%左右，含结杂少，纺纱质量高，是生产各类高档纱线如紧密纺纱线、高支精梳纱线、新型纺纱的理想配套设备，应引起我国企业的重视。