軋花機中清花部對棉纖維原生品質(zhì)影響的探究

■閻秀廣 郭大偉 苗才華 路秋松 姚所幸

〔邯鄲金獅棉機有限公司，河北邯鄲 056046〕

軋花機是棉花加工過程中最主要的加工設(shè)備，把軋花機分為清花部和軋花部上下兩部分，其中清花部的喂料方式和籽棉清理方式是影響棉纖維原生品質(zhì)的主要因素。為了更好地借鑒過去有用的經(jīng)驗，筆者對現(xiàn)有軋花機清花部的喂料和清理方式進行了全面的分析和研究，詳細(xì)了解這些軋花機的優(yōu)缺點，為確定軋花關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)提供參考。

一、喂料對棉纖維原生品質(zhì)的影響

1.軋花機喂料方式的研究。

主要研究軋花機不同的喂料方式，使軋花機喂料更加均勻，盡可能保持工作箱中棉卷的密度不變，從而使棉纖維在被鋸齒勾拉的過程中受力均勻，不易被拉斷，降低皮棉中的短纖維率，最大限度地保持棉纖維的原生品質(zhì)。

2.針對不同喂料方式進行分析。

筆者以軋花廠使用的不同型號的軋花機為研究對象，研究喂料方式及喂料均勻狀況對棉纖維原生品質(zhì)的影響。

我國早期的5571型軋花機和80B型軋花機，其喂花輥轉(zhuǎn)速的調(diào)整是通過一個九齒輪驅(qū)動花盤（圖1）進行的，在花盤的不同圓周上分布有6組不同數(shù)量的孔，分別是30、39、48、57、66、75對應(yīng)6種不同的喂花輥轉(zhuǎn)速 3.33 r/min、2.56 r/min、2.08 r/min、1.75 r/min、1.52 r/min、1.33 r/min。由于傳動系統(tǒng)中的各零件存在制造誤差，致使喂花輥的轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，因此造成喂料不均勻，喂花輥轉(zhuǎn)速不能進行無級調(diào)整，操作者也不能根據(jù)工作箱中籽棉卷的運轉(zhuǎn)情況進行精準(zhǔn)的調(diào)整。工作箱中的棉卷時松時緊，工作箱壓力不斷變化，迫使籽棉在被勾拉的過程中受力不均勻，增加了皮棉的短纖維率。

現(xiàn)在的98型軋花機和128型軋花機喂花輥由交流減速電機驅(qū)動，采用變頻調(diào)速（圖2）方式，實現(xiàn)喂花無級調(diào)速，取代了以往的花盤調(diào)速裝置，喂花時連續(xù)可調(diào)。操作者可以根據(jù)工作箱中籽棉卷的運轉(zhuǎn)情況實時進行精準(zhǔn)地調(diào)整，使喂料更均勻，保持軋花機最佳的工作狀態(tài)。

圖1 花盤調(diào)速

圖2 變頻調(diào)速

二、清花部對棉纖維的影響

1.清花部籽棉清理方式的研究。

主要研究軋花機清花部結(jié)構(gòu)，刺釘輥筒和齒條輥的個數(shù)及清理路徑對籽棉清理效果和棉纖維原生品質(zhì)的影響。

2.針對清花部清理結(jié)構(gòu)進行分析。

雖然目前軋花廠使用的軋花機清花部的結(jié)構(gòu)各異，但是主要結(jié)構(gòu)均由刺釘輥加鋼板網(wǎng)或格條柵、齒條輥加鋼絲刷、撥棉輥、排雜絞龍和各種鈑金件組成。

刺釘輥加鋼板網(wǎng)（格條柵）的作用是對籽棉進行開松，清理籽棉中的棉葉、塵土等細(xì)小雜質(zhì)及不孕籽。刺釘輥的直徑大小和數(shù)量是影響其清理效果的直接因素，開松刺釘輥筒直徑大、數(shù)量多，籽棉受清理的路徑越長，清理效果越好；刺釘輥下面鋼板網(wǎng)的網(wǎng)眼越大或格條柵間隙越大，排雜效果越好。可是，刺釘輥數(shù)量過多，籽棉受到的打擊次數(shù)增加，棉纖維也會受損；鋼板網(wǎng)的網(wǎng)眼過大或格條柵間隙過大，掉落的單粒籽棉也會增多。

研究5571型、98型、128型3種軋花機，5571型軋花機（圖3）清花部只有1個Φ600 mm的開松刺釘輥；98型軋花機（圖4）清花部由1個Φ350 mm的開松刺釘輥，1個Φ350 mm的大齒條輥和1個Φ250 mm的小回收齒條輥組成；128型軋花機（圖5）清花部由2個Φ350 mm的開松刺釘輥和1個Φ350 mm的回收齒條輥組成。

圖3 5571型軋花機

圖4 98型軋花機

圖5 128型軋花機

從刺釘輥對籽棉的開松清理效果看，5571型軋花機清理路徑最短，效果最差；128型軋花機對籽棉清理的路徑最長，徹底開松籽棉，格條之間的間距為10 mm，排除的雜質(zhì)最多；98型軋花機對籽棉清理的路徑較短，籽棉沒有完全被開松，格條之間的間距為8 mm，排出的雜質(zhì)相對128較少，部分雜質(zhì)隨籽棉一起進入下一道清理工序中。

清花部齒條輥的安裝位置不同，其作用也不同。98型軋花機中的上面大齒條輥的作用是清理籽棉中的鈴殼、僵瓣、棉稈等大雜，下面小齒條輥的作用是回收初級清理中隨雜質(zhì)排出的單粒籽棉；128型軋花機中的齒條輥的作用是回收初級清理中隨雜質(zhì)排出的單粒籽棉。進入98型軋花機的籽棉被1個刺釘輥清理后，全部再由大齒條輥勾拉清理，在清理籽棉中的鈴殼、僵瓣、棉稈等大雜的同時，齒條會進一步損傷棉纖維。進入128型軋花機籽棉經(jīng)2個刺釘輥開松清理后進入軋花部，齒條輥只對由格條柵排出的單粒籽棉進行勾拉回收，而對大部分籽棉不進行勾拉清理。從總的清理路徑來說，籽棉進入98軋花機經(jīng)過1個刺釘輥再經(jīng)過1個齒條輥，而128經(jīng)過2個刺釘輥，因為齒條輥對棉纖維的損傷大于刺釘輥，但清理效果要好于刺釘輥，所以98機型的短纖維含量高，清理效果好。經(jīng)過“5571型、98型、128型3種機型短纖維含量的檢測對比，其結(jié)果如表1。

再對比一下刺釘輥外部的鋼板網(wǎng)和格條柵對籽棉清理效果的影響。早期的98型軋花機采用鋼板網(wǎng)排雜（圖6），2010年開始98型軋花機采用格條柵排雜（圖7）。近幾年改造的軋花廠好多在同一生產(chǎn)線上同時存在新老兩種98型軋花機，經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)鋼板網(wǎng)被棉花堵塞的幾率更大，而采用格條柵新結(jié)構(gòu)的軋花機排出的不孕籽、棉葉等雜質(zhì)更多，清理效果更好。

圖6 鋼板網(wǎng)

圖7 格條柵

3.探討分析結(jié)果。

通過對清花部各輥清理作用和結(jié)構(gòu)的分析可知，5571型軋花機清理部對籽棉的清理作用最差；98型軋花機的清理部對籽棉的清理作用最好，而且經(jīng)過齒條輥清理的籽棉流更均勻，有利于籽棉卷在工作箱中的運轉(zhuǎn)及鋸片對棉纖維的鉤拉；128型軋花機的清理部的清理作用介于5571型軋花機和98型軋花機之間。但是，由于考慮到齒條輥的鉤拉對棉纖維損傷較大，不可避免地造成皮棉中短纖維含量的增加，因此單純從保持棉纖維的原品質(zhì)來說，5571型軋花機軋出的皮棉中短纖維含量最少，98型軋花機軋出的皮棉中短纖維含量最多，128型軋花機軋出的皮棉中短纖維含量介于5571型軋花機和98型軋花機之間。

綜合分析，128型軋花機綜合加工性能最佳，既達到了對籽棉的開松清理目的，又最大限度地保證了棉纖維的原生品質(zhì)。

三、結(jié)論

通過理論數(shù)據(jù)分析和多種設(shè)備現(xiàn)場采樣對比，清花部在滿足籽棉開松、清理效果的前提下，盡量縮短籽棉在清理過程中的路徑，減少齒條輥對籽棉的勾拉，避免對棉纖維造成的損傷，為此必須選擇合理的軋花機清花部清理結(jié)構(gòu)。