新型國產清梳聯合機及其工藝性能
清梳聯是我國棉紡工業(yè)急待解決的關鍵技術之一。由于我國以往清梳聯設備技術成熟度不夠，國內使用的清梳聯多為進口設備。為了盡早滿足我國棉紡行業(yè)對清梳設備技術改造的需求，國家計委在國家“八五”攻關項目中列入“開清梳聯合機研制”子項目，分別由不同紡機廠承擔。本文介紹由鄭州紡織機械廠和中國紡織科學研究院等單位研制開發(fā)的新型國產清梳聯合機及其工藝效能。
1研制新型清梳聯合機工作中應考慮的幾個問題
開發(fā)和應用清梳聯合機已是棉紡行業(yè)技術發(fā)展的一個趨勢，它的先進性、優(yōu)越性已為人們所共識。國外此項技術已廣泛推廣使用。據資料介紹，清梳聯推廣率已在50％以上，成卷機已不再生產。
國內清梳聯技術研究源于60年代，起步不算晚。到80年代已先后研制出打氣式“A”系列喂棉箱和"FA”系列的吹氣式喂棉箱，樣機也通過了鑒定，但最終由于機械的可靠性、穩(wěn)定性差而未能很好地推廣應用。分析其原因可大體歸納為兩個方面：其一是機械制造質量差，運轉使用中穩(wěn)定性可靠性差，尤其是在生產過程中故障率高、停臺數多而影響生產；其二是工藝質量不能保證，主要是生條重偏、重不勻，特別是機臺之間、班與班之間生條的長片段、超長片段的重偏與重不勻較差，直接影響細紗工序而使成紗質量不能保證。
多年來消化吸收和研制清梳聯的經歷表明，造成上述問題的原因很多，在機械設計、加工制造、工藝技術上都存在，但總的來說未能把清梳聯作為一個完整的系統工程來考慮，尤其是在清梳聯合機中采用產量不高的梳棉機且配置機臺較多的條件下更為突出。因此不應把清梳聯看成為開清工序與梳棉工序簡單的連接和組合，而應把設計、制造、工藝、設備配置各方面有機地結合在一起，對清梳聯系統進行全面地考慮及解決存在的問題。
1．1注意提高加工制造質量
應當徹底改變對開清棉設
1．2要研制出適合清梳聯系統的性能好、生產穩(wěn)定的高產梳棉機
梳棉機臺時產量在35～40kg，每條線配置6～8臺為宜，每套開清棉流程可配1～2條梳棉機生產線。
1．3從系統的觀點選配好適當的機臺
除與原有開清棉、梳棉工序一樣的機臺外，還應從系統的觀點注意選配好如下一些設備：
(1)選用多包抓取的抓棉機(約50包)，且換包時抓棉打手做到不停車地供應筵棉，并保證抓取的棉束小，為后續(xù)工序的加工打下一個良好的基礎。
(2)為提高纖維的混和質量，除采用混棉機外，還宜配置大容量的混和棉箱，保證清棉流程喂入梳棉機的棉流混和均勻且給棉穩(wěn)定。
(3)作為高產清梳聯合機在安全防火上應注意選用適當的防金屬除雜器、防火裝置以保證高產生產的安全。
(4)要保證清梳聯合機運轉穩(wěn)定，還應重點考慮選配合適的濾塵系統，沒有合適的濾塵系統是無法工作的。
1．4根據生產質量要求，系統地考慮工藝技術措施
推廣使用高產梳棉機后，生條質量的要求應注意如下幾點：
(1)開清棉工序應采取逐步開松、早落少碎的工藝原則，對筵棉開松選用自由打擊和握持打擊相結合，由弱到強逐步開松，使雜質早落少碎，并盡可能減少纖維損傷。
(2)清梳工序合理分工，加強開清工序的開松及除雜作用，減輕高產梳棉機的工作負擔，為紡制優(yōu)質、高產的生條創(chuàng)造條件。
(3)應注意加強梳棉機梳理和排除細小雜質及短絨的功能。
為解決生條重偏和重
(1)研究和應用性能好、精度高及穩(wěn)定性好的自調勻整器。性能優(yōu)良的自調勻整器無疑是解決重偏、重不勻的一個強有力的手段。但應當指出，自調勻整只能對各種片段的不勻有不同程度的改善，但卻不能完全消除多種不勻，因此創(chuàng)造各種條件使輸入棉流穩(wěn)定而均勻是解決生條重偏、重不勻的前提。
(2)重視、加強清梳連接系統、管道氣流輸送系統、筵棉均勻喂給及穩(wěn)定性的研究，以及喂棉箱上下棉箱喂棉穩(wěn)定性的研究。
(3)采用變頻調速或其它調速機構控制筵棉輸送，使其均勻、連續(xù)喂棉，以保證輸出筵棉的均勻。
2單機與流程的工藝特點
新型清梳聯合機的流程如下：
FA006型往復抓棉機→TF27型橋式吸鐵裝置→TF30型重物分離器→FA016型自動混棉機(附A045B)→FAl03型雙軸流開棉機(可跳過)→FA022—8型多倉混棉機→FT27型橋式吸鐵裝置→FA106B型鋸片打手開棉機(附A045B)(可跳過)→ZFA031型中間喂棉機→ZFA108E型鋸齒輥筒開棉機→FF31型吸鐵裝置→TF26型凝棉器高架(附A045B)→FT202B型輸棉風機→ZFA177型×8清梳聯棉箱→FA221型×8梳棉機
本流程是適合處理含雜為3％以下原棉，產量為300～350kg／h的流程，作為清梳聯合機在單機上和整個流程配備上都有其工藝特點。
本流程的首臺設備選用往復抓棉機。由鄭州紡機廠研制的FA006系列往復抓棉機為“八五”國家攻關項目之一，其中FA006型機已通過鑒定。FA006型抓棉機堆包可達50包(一側)，抓取棉塊小而均勻，棉束重量為30mg(產量為500kg／h)。它
FA016型機是在原A006B型自動混棉機的基礎上改進的，保留了原“橫鋪直取”的混棉的原理，在剝棉打手后部增設一開松打手，對棉流進行自由打擊，以求在進入雙軸流開棉機之前對大雜有較好的清除作用。
FAl03型雙軸流開棉機通過棉流的旋轉運動將其中的大雜落下，減少后面配置的打手將其打碎。
FA106B、ZFA031和ZFA10BE型機分別配置了各種打手，其中FAl06B型機為鼻形打手，ZFA031型機為角釘打手，ZFA10BE型機為鋸齒輥筒。它們分別對棉流進行不同程度的開松、除雜。其中的ZFA108E型機是專為清梳聯合機研制的鋸齒輥筒開棉機，其目的是棉流經打手開松后采用密集鋸齒進行較為精細的開松，除雜機構采用預分梳板結構，除雜效率高，開松效果好。
ZFA177型棉箱主要是為梳棉機提供均勻的棉層，分上、下棉箱，下箱采用連續(xù)吹氣式設計，氣壓控制上箱喂給，喂給采用兩種速度，以減少下棉箱的氣壓波動。由于采用了鏡面鋼板材料和較優(yōu)良的加工設備和加工技術，棉箱光潔度好，精度高，穩(wěn)定性能好。棉箱在300Pa壓力工作時波動小于30Pa，為保證生條重不勻提供了較好的基礎。
FA221型梳棉機是在消化吸收引進的DK715、DK740、C4型等梳棉機基礎上進行設計、制造的高產梳棉機，從安裝到現在都穩(wěn)定運行在37kg／臺h，已達到“八五”攻關中對梳棉機的產量要求。梳棉機錫林采用鋼板件結構，在較為先進的加工設備條件下，各工件加工精度較高，其中錫林滾筒徑跳小于0．01mm，為梳棉機的高產優(yōu)質打下了一定基礎。在梳理措施上，除了選用新型的金屬針布、
從整個流程看，本流程具有以下幾個特點：
(1)貫徹了早落少碎，逐步開松的工藝思想，對棉流開松，由自由打擊到握持打擊，由大到小逐步進行，減少對纖維的損傷和雜質的早落、少碎有利，達到了提高質量的目的。
(2)較注意合理的清梳分工。清梳聯為一系統工程的觀點逐步被人們認識，清梳聯合機并不等于開清棉機與梳棉機簡單的管道連接與組合。在除雜開松上，尤其是使用高產梳棉機后，清、梳合理分工也是基本合適的。本流程開清棉部分配置了逐步開松的打手，尤其是應用了鋸齒輥筒以梳代打，采用分梳板加強了開清部分的開松、除雜作用，減輕了高產梳棉機的負擔，從而保證了生條質量，從初步試驗結果看，這一目的已基本達到。
(3)為提高清梳聯系統的穩(wěn)定性和生條的均勻性，本流程在開清棉與梳棉管道連接喂給中采用了變頻調節(jié)的喂給裝置。這種以管道壓力來進行無級調速裝置的應用，提高了清梳聯管道系統的工作效率(>95％)，減少了管道壓力波動以及由停止喂棉到喂棉的沖擊，穩(wěn)定了上棉箱的壓力，為提高棉箱棉層均勻喂給和清梳聯系統穩(wěn)定性起到了較大作用。過去清梳聯少開幾臺車就無法正常工作，使用這種裝置后。即使僅開一臺或兩臺梳棉機也能穩(wěn)定工作。采用兩個自由度的PLD調節(jié)器加上模擬控制后，使供棉量穩(wěn)定地適應梳棉機不同開臺數，整個流程無論開幾臺梳棉機，管道壓力都能始終維持在800Pa士50Pa的壓力范圍內，各棉箱的上棉箱棉層密度均勻，而且隨梳棉機開臺數不同ZFA
(4)為適應不同含雜原棉的加工要求，開清棉上配置了不同單機和相應可跳開的間道裝置，使本生產線流程可適應含雜3％以上各種原棉的加工，提高了流程對不同原棉的加工適應性。為了適應不同目的，流程可有不同處理：當流程用于處理含雜率為2％，成熟度較好，含籽棉數較少的原棉時，可從流程中取消FAl03型雙軸流開棉機。當流程需配置16臺梳棉機即產量要達到600～700kg／h時，可采用下列配置(以型號表示)：
(5)為了防火、減少事故，流程中設計了多道除金屬、去大雜裝置，并在流程中設計了數道防火裝置，盡量避免事故發(fā)生。
為了進一步縮短流程，更有效地發(fā)揮單機作用，鄭州紡機廠正著手試制ZFAl09型三輥清棉機，三個輥筒針布排列為粗針、粗鋸齒和細鋸齒，能更有效地開松原棉，三個清棉輥都帶有連續(xù)抽吸風的除雜管和可調節(jié)落雜量的除塵刀閥門。該機的最顯著特點是具有較高的開松除雜性能，尤其適合去除帶纖維籽屑一類的雜質。應用該機可加強清梳聯合機的工作效果，該機不久將可推廣應用。
3工藝試驗情況
該新型清梳聯合機樣機于1994年底在山東省曹縣棉紡織廠進行安裝試運轉。1995年2月22日進入調試試驗階段?，F將其工藝試驗初步情況作一介紹。
3．1生條重偏及重不勻
清梳聯系統從1995年2月22日開始進入邊調試、邊運轉的第一階段，這一階段由于機械調試用電和空調不到位等原因，系統未處于較正常狀態(tài)。3月17日后，各方面條件基本具備，因此3月17日后作為第二階段。根據曹縣棉紡織廠兩個階段的5m片段重不勻、重偏的試驗數據進行如下分析：
(1)生條不同重偏的分布情況(見表1)
在分析過程中以重偏為士4．5％時，即相當于5m片段棉條為±1g為標準進行分類。從表1分布情
(2)5m重不勻的U％分布情況(見表2)
從表2看，本系統較穩(wěn)定，重不勻情況較好，U％的平均值在第一階段為2．69，在第二階段達2．36的較好水平，說明本系統棉箱狀態(tài)較好。
3．2不同片段的不勻
3．2．1總不勻
為了了解不同片段總不勻情況，8臺車同時取樣，分別計算出不同片段的總不勻(見表3)。
從表3看，整個不同片段總不勻情況較好，尤其是25m片段，其CV％為1．77，已達到攻關項目要求的指標。
3．2．2內不勻
為了了解不同片段內不勻，選一臺梳棉機連續(xù)取樣，分別計算出不同片段的內不勻情況(見表4)。
從整個情況看，內不勻基本良好，但100m片段尚不理想，還有待于進一步調試。
3．3生條的棉結、雜質、短絨及條干情況
3．3．1日常試驗所檢測棉結及結雜總數
分車號采樣檢測棉結及結雜總數(見表5)
3．3．2棉結雜質儀器測試及本機與不同進口
設備生條質量的對比
由于棉結雜質存在各廠間目光差異無法進行相對比較，為了解決這個問題也為了與不同進口設備進行比較，將本機生產的棉條與各進口設備生產的棉條一起送到北京第三棉紡織廠的AFis檢驗儀進行測試。同時對德國特呂茨施勒爾公司(DK760)，意大利馬佐利公司(C300)及瑞士立達公司(C4)等不同型號的清梳聯生產線的生條進行檢測，結果如表6所示。
注：其短絨含量檢測為<12．7mm長度的比例
從表6看，FA211型機即本清梳聯生產線，其棉結、雜質及短絨含量水平已達到了各種進口設備的水平。
3．3．3生條條干水平
根據曹縣棉紡織廠2月22日～4月12日的檢測
3．3．4短絨
高產梳棉機的生條短絨含量采用國內手工試驗方法，都有不同程度的增長。為減少短絨，除梳棉機具有棉網清潔器等措施之外，在工藝配置上對后部工藝、蓋板速度等進行試驗。通過各種措施的試驗，短絨含量及短絨增加量有較明顯的降低。
現將各種工藝調整后短絨的試驗情況列入表7(<16mm長度手工試驗法)、表8(AFis檢驗儀測試)所示。
從表8看，儀器測試表明梳棉機具有一定排除短絨的能力。從測試出的長度分布圖看，梳棉機對于棉層中<10mm以下的短絨排除較好，生條中<10mm以下的短絨僅占3．4％。
以上只是初步的試驗，本試驗還將進一步完善。
3．4成紗質量情況
由于曹縣棉紡織廠為新建一萬錠紗廠，且全部為新設備，清梳聯部分由我們攻關組負責調試，而后續(xù)的精梳、并、粗、細等工序亦開車不久，有關工藝尚在調試摸索，因此反映在成紗質量方面尚不正常。為了了解清梳聯加工的生條對成紗質量影響情況，我們將生條送到北京第二棉紡織廠進行快速試紡。由于生條干重不一樣，我們選用了近似的19．5tex普梳紗(北京第二棉紡織廠生條重量為19g／5m，曹縣棉紡織廠為21g／5m)，同時在末道并條上調換齒輪調整定量進行試紡，試驗結果見表9。
根據1993年新標準，優(yōu)級紗指標為CV％<17，棉雜總數<60粒/g，棉結<32粒/g，因此確定為優(yōu)級紗。
北京第二棉紡織廠紗號品種各項成紗指標均控制在Uster89公報50％水平，表9的各項指標與北京第二棉紡織廠的成紗指標對比均已達到該廠較好的成紗質量水平。
3．5清梳聯合機開棉除塵效率的試驗
為適應加工不同含雜的原棉，在開清棉工藝中配置了多種性能的單機?？筛鶕藓s的
有關開清棉機除雜效率的試驗，選用了三種不同工藝流程進行試驗，其結果如表10所示。
從試驗結果可以看出：原棉含雜在1．88％的條件下，開清梳全流程不跳臺的除雜效率為60％。當跳過一單元機臺則除雜效能下降。又從開清梳全流程的計算除雜效能來看，全流程為50％左右，而跳機臺后除雜效能亦下降，僅為40％左右。
在開清棉流程跳機臺的試驗中，同時選用了梳棉機進行了相應的除雜效能試驗，其結果如表11所示。
從試驗結果初步看出，開清梳流程中不跳臺，其除雜效能較高，至梳棉工序則除雜效能稍有偏低情況。在開清棉流程減少機臺其除雜效率將有所下降，而至梳棉其除雜效能則有所提高。
在梳棉機除雜效能的試驗過程中還應考慮生條的內在質量及生條中的棉結雜質情況，為此相應的進行了生條結雜的試驗，其結果如表12所示。
從上述試驗結果看出，開清棉工藝全流程對原棉進行開松，雖有較高的除雜效率，但由于原棉條件的限制，可能因打擊點多將雜質打碎而形成較多的細小雜質，也可能因打擊過度而產生棉結，從試驗數據看，就目前使用的原棉，開清棉流程以跳FAl06B型機較為合適。
4結語
從初步試驗結果看，新型國產清梳聯合機機器運轉穩(wěn)定正常，經初步調試，生條的質量已達到較好水平。尤其是鄭州紡機廠在引進較多新裝備、新加工技術的條件下，提高了加工制造質量，使機臺工作穩(wěn)定性較好，從而使那種國產清梳聯穩(wěn)定性差、不可靠的老觀點初步得到了糾正。
目前試驗尚在進行，工藝調試工作還在進一步的優(yōu)選和完善，但可以預料，國產清梳聯合機在不久的將來可較為成熟地、大批量地用于我國棉紡工業(yè)生產中，這一經我國幾代紡織科技工作者努
中國紡織科學研究院梅建華趙強
鄭州紡織機械廠徐勵綸薛定海張炎昌
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