轧花机中清花部对棉纤维原生品质影响的探究

2013-10-04阎秀广郭大伟苗才华路秋松姚所幸

中国棉花加工 2013年3期

■阎秀广郭大伟苗才华路秋松姚所幸

〔邯郸金狮棉机有限公司，河北邯郸 056046〕

轧花机是棉花加工过程中最主要的加工设备，把轧花机分为清花部和轧花部上下两部分，其中清花部的喂料方式和籽棉清理方式是影响棉纤维原生品质的主要因素。为了更好地借鉴过去有用的经验，笔者对现有轧花机清花部的喂料和清理方式进行了全面的分析和研究，详细了解这些轧花机的优缺点，为确定轧花关键技术参数提供参考。

一、喂料对棉纤维原生品质的影响

1.轧花机喂料方式的研究。

主要研究轧花机不同的喂料方式，使轧花机喂料更加均匀，尽可能保持工作箱中棉卷的密度不变，从而使棉纤维在被锯齿勾拉的过程中受力均匀，不易被拉断，降低皮棉中的短纤维率，最大限度地保持棉纤维的原生品质。

2.针对不同喂料方式进行分析。

笔者以轧花厂使用的不同型号的轧花机为研究对象，研究喂料方式及喂料均匀状况对棉纤维原生品质的影响。

我国早期的5571型轧花机和80B型轧花机，其喂花辊转速的调整是通过一个九齿轮驱动花盘（图1）进行的，在花盘的不同圆周上分布有6组不同数量的孔，分别是30、39、48、57、66、75对应6种不同的喂花辊转速 3.33 r/min、2.56 r/min、2.08 r/min、1.75 r/min、1.52 r/min、1.33 r/min。由于传动系统中的各零件存在制造误差，致使喂花辊的转速不稳定，因此造成喂料不均匀，喂花辊转速不能进行无级调整，操作者也不能根据工作箱中籽棉卷的运转情况进行精准的调整。工作箱中的棉卷时松时紧，工作箱压力不断变化，迫使籽棉在被勾拉的过程中受力不均匀，增加了皮棉的短纤维率。

现在的98型轧花机和128型轧花机喂花辊由交流减速电机驱动，采用变频调速（图2）方式，实现喂花无级调速，取代了以往的花盘调速装置，喂花时连续可调。操作者可以根据工作箱中籽棉卷的运转情况实时进行精准地调整，使喂料更均匀，保持轧花机最佳的工作状态。

图1 花盘调速

图2 变频调速

二、清花部对棉纤维的影响

1.清花部籽棉清理方式的研究。

主要研究轧花机清花部结构，刺钉辊筒和齿条辊的个数及清理路径对籽棉清理效果和棉纤维原生品质的影响。

2.针对清花部清理结构进行分析。

虽然目前轧花厂使用的轧花机清花部的结构各异，但是主要结构均由刺钉辊加钢板网或格条栅、齿条辊加钢丝刷、拨棉辊、排杂绞龙和各种钣金件组成。

刺钉辊加钢板网（格条栅）的作用是对籽棉进行开松，清理籽棉中的棉叶、尘土等细小杂质及不孕籽。刺钉辊的直径大小和数量是影响其清理效果的直接因素，开松刺钉辊筒直径大、数量多，籽棉受清理的路径越长，清理效果越好；刺钉辊下面钢板网的网眼越大或格条栅间隙越大，排杂效果越好。可是，刺钉辊数量过多，籽棉受到的打击次数增加，棉纤维也会受损；钢板网的网眼过大或格条栅间隙过大，掉落的单粒籽棉也会增多。

研究5571型、98型、128型3种轧花机，5571型轧花机（图3）清花部只有1个Φ600 mm的开松刺钉辊；98型轧花机（图4）清花部由1个Φ350 mm的开松刺钉辊，1个Φ350 mm的大齿条辊和1个Φ250 mm的小回收齿条辊组成；128型轧花机（图5）清花部由2个Φ350 mm的开松刺钉辊和1个Φ350 mm的回收齿条辊组成。

图3 5571型轧花机

图4 98型轧花机

图5 128型轧花机

从刺钉辊对籽棉的开松清理效果看，5571型轧花机清理路径最短，效果最差；128型轧花机对籽棉清理的路径最长，彻底开松籽棉，格条之间的间距为10 mm，排除的杂质最多；98型轧花机对籽棉清理的路径较短，籽棉没有完全被开松，格条之间的间距为8 mm，排出的杂质相对128较少，部分杂质随籽棉一起进入下一道清理工序中。

清花部齿条辊的安装位置不同，其作用也不同。98型轧花机中的上面大齿条辊的作用是清理籽棉中的铃壳、僵瓣、棉秆等大杂，下面小齿条辊的作用是回收初级清理中随杂质排出的单粒籽棉；128型轧花机中的齿条辊的作用是回收初级清理中随杂质排出的单粒籽棉。进入98型轧花机的籽棉被1个刺钉辊清理后，全部再由大齿条辊勾拉清理，在清理籽棉中的铃壳、僵瓣、棉秆等大杂的同时，齿条会进一步损伤棉纤维。进入128型轧花机籽棉经2个刺钉辊开松清理后进入轧花部，齿条辊只对由格条栅排出的单粒籽棉进行勾拉回收，而对大部分籽棉不进行勾拉清理。从总的清理路径来说，籽棉进入98轧花机经过1个刺钉辊再经过1个齿条辊，而128经过2个刺钉辊，因为齿条辊对棉纤维的损伤大于刺钉辊，但清理效果要好于刺钉辊，所以98机型的短纤维含量高，清理效果好。经过“5571型、98型、128型3种机型短纤维含量的检测对比，其结果如表1。

再对比一下刺钉辊外部的钢板网和格条栅对籽棉清理效果的影响。早期的98型轧花机采用钢板网排杂（图6），2010年开始98型轧花机采用格条栅排杂（图7）。近几年改造的轧花厂好多在同一生产线上同时存在新老两种98型轧花机，经观察发现钢板网被棉花堵塞的几率更大，而采用格条栅新结构的轧花机排出的不孕籽、棉叶等杂质更多，清理效果更好。

图6 钢板网

图7 格条栅

3.探讨分析结果。

通过对清花部各辊清理作用和结构的分析可知，5571型轧花机清理部对籽棉的清理作用最差；98型轧花机的清理部对籽棉的清理作用最好，而且经过齿条辊清理的籽棉流更均匀，有利于籽棉卷在工作箱中的运转及锯片对棉纤维的钩拉；128型轧花机的清理部的清理作用介于5571型轧花机和98型轧花机之间。但是，由于考虑到齿条辊的钩拉对棉纤维损伤较大，不可避免地造成皮棉中短纤维含量的增加，因此单纯从保持棉纤维的原品质来说，5571型轧花机轧出的皮棉中短纤维含量最少，98型轧花机轧出的皮棉中短纤维含量最多，128型轧花机轧出的皮棉中短纤维含量介于5571型轧花机和98型轧花机之间。

综合分析，128型轧花机综合加工性能最佳，既达到了对籽棉的开松清理目的，又最大限度地保证了棉纤维的原生品质。