新疆機(jī)采棉紡紗工藝實(shí)踐

胡振龍

(東營(yíng)宏遠(yuǎn)紡織有限公司，山東 東營(yíng) 257500)

1 新疆機(jī)采棉與手摘棉的性能對(duì)比

手摘棉分級(jí)好，但生產(chǎn)成本高。尤其近年來(lái)，隨著用工荒問(wèn)題的凸顯，摘棉工人越發(fā)難找，加上人工采摘棉花難度大、費(fèi)用高、效率低，已嚴(yán)重限制了新疆棉花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。使用機(jī)器采摘可大幅提高棉花采摘效率、顯著降低采摘成本，促使國(guó)產(chǎn)棉價(jià)向國(guó)際棉價(jià)靠近，但是，由于機(jī)器采摘無(wú)法分批，棉花從棉桿上一次性采摘的籽棉中含有大量的棉葉、棉桿，以致加工困難且除雜效果差、性能差異較大且纖維成熟度和線密度差，纖維長(zhǎng)度也不一致。

新疆機(jī)采棉與手摘棉的主要性能對(duì)比如下。

a) 等級(jí)。機(jī)采棉以白棉3級(jí)為主，手摘棉以白棉2，3級(jí)為主，整體看手摘棉顏色優(yōu)于機(jī)采棉。

b) 馬克隆值。機(jī)采棉均值為4.03，在B1級(jí)區(qū)間內(nèi)；手摘棉均值為4.35，在B2級(jí)區(qū)間內(nèi)。

c) 成熟度。機(jī)采棉均值為0.847，手摘棉均值為0.857；可見(jiàn)二者成熟度差異小，成熟度較為合適。

d) 上半部平均長(zhǎng)度。機(jī)采棉均值為28.18 mm，手摘棉均值為28.79 mm，同為28 mm標(biāo)準(zhǔn)級(jí)時(shí)的手摘棉主體長(zhǎng)度較機(jī)采棉稍長(zhǎng)。

e) 長(zhǎng)度整齊度指數(shù)。機(jī)采棉主要分布在U3級(jí)(86.4%)，部分分布在U4級(jí)(12.7%)，手摘棉主要分布在U2級(jí)(59.4%)和U3級(jí)(40.6%)；手摘棉長(zhǎng)度整齊度優(yōu)于機(jī)采棉。

f) 短纖維率。機(jī)采棉為15.48%，手摘棉為14.53%，二者短纖維指數(shù)都很高，手摘棉稍?xún)?yōu)于機(jī)采棉。

g) 斷裂比強(qiáng)度。機(jī)采棉主要分布在S3級(jí) (86.06%)，手摘棉主要分布在S2級(jí)(43.90%)和S3級(jí)(53.00%)，手摘棉斷裂強(qiáng)度優(yōu)于機(jī)采棉。

h) 回潮率。機(jī)采棉均值為4.5%，手摘棉均值為正常，處于較低水平、使用時(shí)應(yīng)適當(dāng)加濕。

i) 斷裂伸長(zhǎng)率。機(jī)采棉均值為7.30%，手摘棉均值為7.10%，二者均值差異小，均在正常范圍內(nèi)。

2 清梳工藝流程

清梳工序的任務(wù)主要應(yīng)為清除雜質(zhì)和短絨，同時(shí)減少纖維損傷，對(duì)機(jī)采棉的清花工藝尤為重要，既要減少各區(qū)域打擊，又要利用清花各打手速度和各落雜區(qū)的隔距配置、合理分配氣流，達(dá)到降低棉結(jié)和短絨、增強(qiáng)除雜效能的目的。

應(yīng)用新疆農(nóng)八師機(jī)采細(xì)絨棉紡CJ 9.7 tex紗時(shí)，配棉指標(biāo)為：技術(shù)等級(jí)為1級(jí)，回潮率為7.73%，配棉含雜率為2.28%，馬克隆值為4.37，成熟度為0.88，上半部平均長(zhǎng)度為29.23 mm，總含雜率為4.33%，棉結(jié)為210粒/g，16 mm以下短絨率為7.65%。

采用的清梳工藝流程為：JWF1009型往復(fù)自動(dòng)抓棉機(jī)→FA125型重物分離器→JWF1107型單軸流開(kāi)棉機(jī)→JWF1029型多倉(cāng)混棉機(jī)→JWF1115型精開(kāi)棉機(jī)→FGY-90H型異纖分離器→JWF1171型喂棉箱→JWF1203型梳棉機(jī)。

3 清棉工序工藝優(yōu)選

清花采用“一抓、一開(kāi)、一混、一清”短工藝流程配置，做到精細(xì)抓棉、漸進(jìn)開(kāi)松、混和均勻及高效除雜，開(kāi)松點(diǎn)采用自由打擊和梳理開(kāi)松，對(duì)纖維損傷小。

3.1 JWF1009型往復(fù)自動(dòng)抓棉機(jī)

影響抓棉機(jī)功能的主要工藝因素有：打手轉(zhuǎn)速、打手下降的動(dòng)程，小車(chē)的運(yùn)行速度以及刀片伸出肋條的距離[1]。抓棉機(jī)工藝確定的標(biāo)準(zhǔn)，是在保證前后供應(yīng)的條件下做到勤抓、少抓，因?yàn)槊奘叫t開(kāi)松效果越好、越有利于除雜和混和。

打手轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速對(duì)纖維損傷大，轉(zhuǎn)速低則抓取棉塊大，不利于開(kāi)松和混和。不同打手轉(zhuǎn)速對(duì)質(zhì)量的影響對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 抓棉機(jī)打手轉(zhuǎn)速對(duì)短絨和棉結(jié)的影響(AFIS)

由表1可知，打手轉(zhuǎn)速降低時(shí)短絨率、棉結(jié)粒數(shù)明顯降低，棉束質(zhì)量增大。

不同的打手下降動(dòng)程與抓棉行走速度，對(duì)棉束質(zhì)量的影響對(duì)比見(jiàn)表2；由表2可知，下降動(dòng)程小、行走速度快時(shí)的棉束平均質(zhì)量小、開(kāi)松效果好。

表2 打手下降動(dòng)程與行走速度對(duì)棉束質(zhì)量的影響

3.2 JWF1107型單軸流開(kāi)棉機(jī)

抓棉機(jī)抓取的棉束，在輸棉風(fēng)機(jī)作用下進(jìn)入單軸流開(kāi)棉機(jī)內(nèi)，在V型角釘?shù)淖杂纱驌粝旅蘖餮貙?dǎo)流板呈螺旋狀在機(jī)內(nèi)回轉(zhuǎn)5.5圈后輸出，微塵通過(guò)網(wǎng)眼板上的網(wǎng)眼被吸入濾塵機(jī)組內(nèi)排出。角釘打手轉(zhuǎn)速為變頻調(diào)速，塵棒隔距調(diào)節(jié)范圍為5.5 mm～11.0 mm，通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)口和排塵雜口的風(fēng)量達(dá)到“大雜早落少碎、少傷纖維”的目的。

塵棒隔距根據(jù)機(jī)采棉含雜情況和產(chǎn)品質(zhì)量要求可進(jìn)行調(diào)整，刻度由原來(lái)的18，15，12，9調(diào)整為21，18，15，12,塵棒間隔距加大可提升除雜能力。出口氣壓設(shè)為-150 Pa，車(chē)肚排雜口負(fù)壓小于-90 Pa，保持負(fù)壓穩(wěn)定，除雜效率高；微塵除雜口負(fù)壓約為-110 Pa，能排除短絨、微塵又不糊網(wǎng)眼；對(duì)打手轉(zhuǎn)速進(jìn)行優(yōu)化的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

根據(jù)表3的數(shù)據(jù)對(duì)比，確定單軸流開(kāi)棉機(jī)的打手轉(zhuǎn)速為550 r/min時(shí)，棉結(jié)少且短絨呈負(fù)增長(zhǎng)。

3.3 JWF1115型精開(kāi)棉機(jī)

精開(kāi)棉機(jī)的主要功能是開(kāi)松、除雜，其特點(diǎn)是采用鋼針打手對(duì)原料進(jìn)行打擊分梳，梳理效果好、纖維損傷小，打手3/4被塵棒包圍，除雜作用強(qiáng)。4組塵棒可根據(jù)原料含雜情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，原料含雜小時(shí)可拆掉入口1組改用弧形板代替，起到節(jié)約用棉的目的。其打手轉(zhuǎn)速對(duì)棉結(jié)、短絨的影響對(duì)比見(jiàn)表4。

表3 單軸流開(kāi)棉機(jī)打手轉(zhuǎn)速對(duì)棉結(jié)和短絨的影響(AFIS)

表4 JWF1115型精開(kāi)棉機(jī)打手轉(zhuǎn)速對(duì)棉結(jié)和短絨的影響(AFIS)

由表4可知，打手轉(zhuǎn)速高，棉結(jié)和短絨率則高增長(zhǎng)。根據(jù)纖維特性適當(dāng)降低打手轉(zhuǎn)速，可有效減少纖維損傷、降低棉結(jié)和短絨。

3.4 JWF1171型喂棉箱

喂棉箱主要功能是均勻給棉、開(kāi)松并排除細(xì)小塵雜。因?yàn)槊奘?jīng)過(guò)喂棉箱開(kāi)松輥打擊時(shí)棉結(jié)也有增長(zhǎng)，故開(kāi)松輥轉(zhuǎn)速宜慢不宜快，以減少打擊強(qiáng)度和纖維損傷。開(kāi)松輥轉(zhuǎn)速對(duì)質(zhì)量的影響對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 喂棉箱開(kāi)松輥轉(zhuǎn)速對(duì)棉結(jié)和短絨的影響對(duì)比(AFIS)

4 優(yōu)化梳棉工藝

由于新疆機(jī)采棉比手摘棉的短纖維含量高，未成熟纖維、不孕籽、軟籽表皮等危害性疵點(diǎn)多，清梳聯(lián)開(kāi)清棉與梳棉2個(gè)工序應(yīng)有機(jī)結(jié)合。清棉工序須做到大雜早落、少碎和少傷纖維；梳棉要求做到細(xì)致梳理，去除細(xì)小雜質(zhì)、棉結(jié)和短絨，避免因梳理不充分造成錫林、回轉(zhuǎn)蓋板和道夫等針布的嵌雜，所以梳棉機(jī)各部工藝參數(shù)的選擇應(yīng)綜合考慮[2]。

4.1 JWF1203型梳棉機(jī)后部工藝的調(diào)整

4.1.1刺輥轉(zhuǎn)速: 轉(zhuǎn)速高有利于棉束梳理和雜質(zhì)暴露，加大雜質(zhì)離心力使落棉增加、除雜效率提高。

4.1.2除塵刀高低及角度:若給棉板與小漏底位置不變，放低除塵刀位置會(huì)增加第1落雜區(qū)長(zhǎng)度，較大雜質(zhì)落下概率增大；同時(shí)，第1落雜區(qū)的氣流附面層增厚，使浮在附面層中的雜質(zhì)被除塵刀擋落的較多。

4.1.3刺輥與其固定蓋板隔距:隔距小時(shí)，在入口處被分割掉的附面層厚度大、落入車(chē)肚的雜物多；機(jī)采棉含雜多其固定蓋板入口的隔距宜縮小。

4.1.4小漏底與刺輥隔距:入口隔距大時(shí)，進(jìn)入小漏底的氣流多、小漏底內(nèi)氣壓增大，排出的雜質(zhì)多[3]。

4.1.5根據(jù)上述分析，對(duì)工藝進(jìn)行調(diào)整并進(jìn)行試紡對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 后部工藝調(diào)整試紡對(duì)比

方案1：除塵刀位置為-2 mm，除塵刀角度為95°，刺輥到分梳板入口隔距為0.5 mm。

方案2：除塵刀位置為-5 mm，除塵刀角度為105°，刺輥到分梳板入口隔距為0.4 mm。

由表6的試紡對(duì)比結(jié)果可知，方案2比方案1的除雜效率高。

4.2 梳理部件的轉(zhuǎn)速

4.2.1 錫林與刺輥轉(zhuǎn)速比

錫林與刺輥轉(zhuǎn)速比不宜過(guò)大，兩者線速比約為2.5∶1，二者轉(zhuǎn)速對(duì)生條質(zhì)量影響對(duì)比見(jiàn)表7、表8。

表7 錫林轉(zhuǎn)速對(duì)生條質(zhì)量的影響(AFIS)

表8 刺輥轉(zhuǎn)速對(duì)生條質(zhì)量的影響(AFIS)

由表7、表8中的試紡對(duì)比結(jié)果可以看出，錫林、刺輥的轉(zhuǎn)速高，可提高纖維分離度和平行度，有利于降低棉結(jié)，然而也帶來(lái)纖維損傷、短絨增加的問(wèn)題，生產(chǎn)中應(yīng)合理設(shè)定。

4.2.2 回轉(zhuǎn)蓋板線速

回轉(zhuǎn)蓋板線速高時(shí)其上針布負(fù)荷稍減小，單位時(shí)間走出梳理區(qū)的蓋板根數(shù)增加，提高了纖維質(zhì)量，有利于減少纖維損傷和結(jié)雜，回轉(zhuǎn)蓋板線速對(duì)生條質(zhì)量的影響見(jiàn)表9。從試紡結(jié)果可知，回轉(zhuǎn)蓋板線速越高，棉結(jié)越少、短絨率越低。

表9 回轉(zhuǎn)蓋板線速對(duì)生條質(zhì)量的影響(AFIS)

5 針布配置

梳棉機(jī)是紡織廠的心臟，而針布則是梳棉機(jī)的心臟?？茖W(xué)合理的針布配置，是提高梳棉機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，針布的選型要根據(jù)原料特性、含雜多少進(jìn)行。目前，制造廠家根據(jù)原料特性、客戶(hù)需求設(shè)計(jì)制造了多種新型金屬針布齒條，如雙齒型齒條、雙峰型齒條、駝峰型齒條，齒條光滑、齒部硬度高，金屬針布使用壽命長(zhǎng)，比普通的金屬針布梳理效果好、對(duì)纖維損傷小、嵌雜概率小。

雙齒型齒條是在一個(gè)齒距內(nèi)有3個(gè)不同的齒(2個(gè)高齒，1個(gè)低齒)，高齒齒頂為平面，總高為2 mm，低齒為尖頂，總高為1.7 mm，工作角為40°，齒密為1400齒/(25.4 mm)2。齒條的這種特征使纖維被錫林梳理時(shí)托持在齒頂、避免纖維滑脫到齒根，有利于纖維在錫林金屬針布與蓋板間的自由梳理，排棉雜、短絨率高，使用效果表明雙齒型錫林金屬針布對(duì)紡制新疆機(jī)采棉的效果很好。

雙峰型齒條專(zhuān)為棉紡研發(fā)，用于生產(chǎn)中能顯著提高纖維的“一次梳理力”；獨(dú)特的齒型有利于纖維梳理、交替和轉(zhuǎn)移，能顯著降低棉結(jié)，并且具有高效率、低能耗的優(yōu)點(diǎn)。梳理新疆機(jī)采棉使用雙齒型、雙峰型與普通金屬針布的梳理效果對(duì)比見(jiàn)表10、表11。

表10 雙齒型、雙峰型與普通金屬針布梳理機(jī)采棉的效果對(duì)比

表11 雙齒型、雙峰型與普通金屬針布紡機(jī)采棉的成紗質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比

6 生產(chǎn)管理

為保證機(jī)采棉紡紗質(zhì)量，還需要做好生產(chǎn)管理：

a) 保證優(yōu)質(zhì)配棉，確保上盤(pán)質(zhì)量穩(wěn)定；

b) 做好清潔工作，保證各通道光潔、無(wú)掛花、無(wú)纏繞；

c) 定期檢查自調(diào)勻整裝置，保證各部位反應(yīng)靈敏、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；

d) 加強(qiáng)除塵系統(tǒng)管理，定期檢測(cè)設(shè)備，保持良好潤(rùn)滑效果，確保設(shè)備正常運(yùn)行，保持優(yōu)良吸雜排塵效果；

e) 加強(qiáng)溫濕度控制，原棉的回潮對(duì)紡紗質(zhì)量影響很大，回潮率高棉塊不易開(kāi)松，除雜效率低，纏、掛、堵問(wèn)題嚴(yán)重；

f) 回潮率低加工過(guò)程中纖維易被打斷，導(dǎo)致短絨增加，清梳工序回潮率宜控制為6.8%～7.5%[4]。

7 結(jié)語(yǔ)

隨著紡織機(jī)械的發(fā)展，機(jī)采棉已逐步替代手摘棉成為紡紗的主要原料。使用時(shí)應(yīng)根據(jù)原料特性?xún)?yōu)化配棉方案、優(yōu)選清梳工藝，同時(shí)優(yōu)先選用新型梳理器材，再配合優(yōu)良的基礎(chǔ)管理，方能用好機(jī)采棉、保證成紗質(zhì)量，達(dá)到降低消耗、穩(wěn)定生產(chǎn)的目的。