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〔1奎屯銀力棉油機(jī)械有限公司，新疆奎屯833200〕

〔2江蘇鑫德隆環(huán)保科技有限公司，江蘇鹽城224100〕

一、機(jī)采棉對加工設(shè)備的要求

棉花機(jī)械化采收是運(yùn)用機(jī)械方式替代原有手工采摘的先進(jìn)生產(chǎn)方式，面對國內(nèi)日益高昂的人工工資及務(wù)工人員的減少，棉花機(jī)采不失為一種高效且廉價(jià)的采收手段，機(jī)采棉完全替代手摘棉的趨勢也越來越明顯。但機(jī)采棉的各項(xiàng)指標(biāo)都明顯不如手摘棉，尤其是雜質(zhì)含量。在機(jī)械化采收這種不可逆的發(fā)展趨勢下，市場對棉花加工機(jī)械提出了更高的要求，以滿足機(jī)采棉加工的質(zhì)量需要。

機(jī)采棉的主要優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)量高、易管理、異纖含量低；主要缺點(diǎn)是含雜率高、各類疵點(diǎn)多、短絨率高、整齊度差、強(qiáng)力低、成熟度差、籽棉加工流程長等。機(jī)采棉的加工對籽棉加工工藝流程和籽棉清理設(shè)備的性能提出了更高的要求，機(jī)采棉想要達(dá)到或接近手采棉的含雜量標(biāo)準(zhǔn)，一般需要加長棉花加工線的長度，經(jīng)過多道籽棉清理機(jī)的清理才能做到。但這樣一味地增加清理設(shè)備勢必會(huì)對棉纖維造成較大的損傷，使得皮棉質(zhì)量大幅下降，造成經(jīng)濟(jì)和能源損失。為了避免這樣的情況發(fā)生，市場急需高性能的籽棉清理機(jī)，單機(jī)清雜效率能大幅度超過市場上一般的籽棉清理機(jī)，可以顯著縮短機(jī)采籽棉清理加工流程，減少纖維損傷。

二、籽棉清理機(jī)的發(fā)展歷程

現(xiàn)代棉花加工設(shè)備起源地在美國，其發(fā)展和成熟也是在美國，主要的棉花清理設(shè)備包括重雜清理器、籽棉提凈機(jī)（大雜清理機(jī)）、刺釘式清花機(jī)等，現(xiàn)代軋花廠所使用的籽棉清理設(shè)備也主要包括這幾種設(shè)備，目前國內(nèi)生產(chǎn)及使用的多為刺釘式清花機(jī)，雙層籽棉清理機(jī)也是以此為藍(lán)本研發(fā)設(shè)計(jì)的。

刺釘式清花機(jī)的應(yīng)用較早，適用于開松籽棉，清除籽棉中的細(xì)小雜質(zhì)如土粒、碎葉片、不孕籽、碎棉稈等。該機(jī)型是利用篩分原理設(shè)計(jì)的，刺釘輥將籽棉團(tuán)打松并將籽棉送到篩網(wǎng)表面，籽棉在篩網(wǎng)表面滾動(dòng)并與網(wǎng)面發(fā)生摩擦，部分小面積或小顆粒的雜質(zhì)被清理出去，其主要的工作部件是刺釘輥筒和除雜篩網(wǎng)。

圖1 6MQ-4四輥清花機(jī)的主要結(jié)構(gòu)

圖1為早期刺釘式清花機(jī)的主要結(jié)構(gòu)，后續(xù)的發(fā)展機(jī)型也是以此為設(shè)計(jì)思路，通過增加刺輥數(shù)量（斜六輥清花機(jī)等）或者增大刺輥直徑和轉(zhuǎn)速，以期達(dá)到更好地清花效果。然而過多的清花刺輥也會(huì)對籽棉造成損傷。實(shí)踐證明，當(dāng)清花刺輥的線速度和與篩網(wǎng)配合面積一定時(shí)，輥筒直徑、數(shù)量多少對清雜、松花效果的提升沒有顯著影響，故而這種單一結(jié)構(gòu)的清花機(jī)已無法滿足日益增加的市場需求特別是機(jī)采棉加工的要求。

結(jié)合我國棉花的現(xiàn)狀，以及世界其他產(chǎn)棉國的籽棉清理加工機(jī)械發(fā)展和應(yīng)用的狀況，奎屯銀力棉油機(jī)械有限公司將研究的重點(diǎn)放在對多功能綜合型籽棉清理機(jī)的研究，將單一型和成套型相結(jié)合，努力向適用性強(qiáng)、對棉花纖維損傷小以及節(jié)能節(jié)地的方向發(fā)展，成功地研制出了雙層籽棉清理機(jī)，經(jīng)鑒定達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平，現(xiàn)已成為機(jī)采棉加工流程中的必備設(shè)備。

三、雙層籽棉清理機(jī)的結(jié)構(gòu)

雙層籽棉清理機(jī)采用全新的結(jié)構(gòu)，由一組上清花機(jī)、一組提凈機(jī)、一組下清花機(jī)組成，相當(dāng)于2臺清花機(jī)1臺提凈機(jī)。上清花機(jī)網(wǎng)底采用格條柵式，可清除大小雜質(zhì)、不孕籽僵瓣、棉稈等，提凈機(jī)將上清花機(jī)排出的雜質(zhì)和部分小花頭進(jìn)行分離，用鋸齒拉鉤將花頭提取后進(jìn)入上清花機(jī)，下清花機(jī)網(wǎng)底采用網(wǎng)孔板和格條柵式兩種，以清除剩余的小型雜質(zhì)及葉屑，一般機(jī)采棉采用格條柵式，清除中細(xì)雜質(zhì)效率更高。

圖2 復(fù)式籽棉清理機(jī)主要結(jié)構(gòu)

雙層籽棉清理機(jī)的工作過程：籽棉由進(jìn)料口4進(jìn)入上層清雜裝置，通過上層刺釘輥筒2與上層除雜篩網(wǎng)3清雜后，由上層出棉口5進(jìn)入下層清雜裝置，而大的雜質(zhì)與花頭則從上層淌雜板11進(jìn)入小花頭回收裝置中，進(jìn)入下層清雜裝置的籽棉通過下層刺釘輥筒6與下層除雜篩網(wǎng)7進(jìn)行二次清雜，清理干凈的籽棉由出棉口進(jìn)入下道工序，雜質(zhì)由排雜口10排出，進(jìn)入花頭回收裝置的花頭經(jīng)由鋸齒輥筒14、毛刷輥筒15和刺釘輥筒16進(jìn)行回收，回收的花頭通過回收口17再次進(jìn)入上層清雜裝置進(jìn)行清雜，而雜質(zhì)通過回收出雜口12排出，完成籽棉清理全過程。

四、雙層籽棉清理機(jī)的性能特點(diǎn)

（一）降低纖維損傷

雙層籽棉清理機(jī)的清雜腔通過網(wǎng)眼板或格條柵將通道分隔成棉花腔和雜質(zhì)腔，籽棉在輥筒高速回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的氣流作用下在棉花腔中運(yùn)動(dòng)，在與網(wǎng)眼板撞擊和摩擦下翻滾，雜質(zhì)經(jīng)網(wǎng)眼板進(jìn)入雜質(zhì)腔并排出，從而提高了對籽棉中的雜質(zhì)，特別是對籽棉中的細(xì)小雜質(zhì)的清除效果，降低了對籽棉纖維的損傷程度。

（二）提高除雜效率

將目前籽棉清理機(jī)械中，除雜棒除雜、篩網(wǎng)（格條柵）落雜、齒條回收纖維和清除僵瓣等機(jī)構(gòu)通過上下清雜腔和提凈腔內(nèi)部件相互配合融為一體，除雜效率得到極大提高，由一般籽棉清理機(jī)的50%～60%提高到80%以上。

（三）減少占地面積，節(jié)約資源

將機(jī)殼體內(nèi)清雜腔設(shè)計(jì)為多層，相對于目前市場上的單層清理機(jī)相當(dāng)于將平房改為樓房，清雜效率大幅度提高，占用場地卻明顯減少，可節(jié)約廠房和土地。

（四）提高回收率

通過對清雜腔、提凈腔內(nèi)氣流的分析，將以前簡單的分流平板設(shè)計(jì)為V形或Y形，防止回收腔堵塞，可以更好地除雜和回收纖維。

（五）降低落棉率

下層篩網(wǎng)的網(wǎng)孔小于上層篩網(wǎng)的網(wǎng)孔（或下層格條柵的間隙小于上層格條柵的間隙），可先后排除較大和較小雜質(zhì)，控制落棉量。

（六）縮短加工流程

手摘棉僅需使用一道、機(jī)采棉僅需使用兩道雙層籽棉清理機(jī)，即可高效清除籽棉中的中細(xì)雜質(zhì)，機(jī)采棉清理流程可減少一到兩道籽清工序，再減少一道皮清工序?？s短流程即意味著減少纖維損傷，為此雙層籽棉清理機(jī)加工出來的皮棉質(zhì)量明顯高于其他機(jī)型，再搭配同樣可減少纖維損傷的高性能鋸齒軋花機(jī)，此機(jī)采棉加工流程的軋工質(zhì)量可達(dá)到或接近手摘棉的質(zhì)量水平，為軋花廠帶來可觀的效益。