河南理工大學(xué) 鄭州宏大新型紡機(jī)有限責(zé)任公司 郭志杰/文

1 概述

開棉機(jī)是清梳聯(lián)流程中的預(yù)開松機(jī)器，一般安裝在抓棉機(jī)和混棉機(jī)之間，是開清棉或清梳聯(lián)流程中不可或缺的重要設(shè)備之一，在提高紗線產(chǎn)品性能和質(zhì)量中起著重要作用。鄭州宏大新型紡機(jī)有限責(zé)任公司開發(fā)了FA113、JWF1102 系列等多種規(guī)格的開棉設(shè)備，為滿足紡織廠高質(zhì)、高效、高產(chǎn)(不低于1500kg/h)及適紡機(jī)采棉的需要，公司在多年開清棉紡紗設(shè)備技術(shù)沉淀，通過科技創(chuàng)新研制出了JWF1104 型高產(chǎn)開棉機(jī)。

2 JWF1104 型高產(chǎn)開棉機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

該機(jī)區(qū)別于傳統(tǒng)軸流開棉機(jī)管道喂棉，大棉塊自由打擊的工作原理，創(chuàng)造性地采用寬幅薄棉箱層式握持給棉，纖維暴露面積更大，打手打擊更充分，開棉除雜效率更高。創(chuàng)新設(shè)計(jì)的除塵氣壓棉箱、雙羅拉喂入、V 形彈性角釘、三角形塵棒及中間吸落棉結(jié)構(gòu)，保證了JWF1104 高產(chǎn)開棉機(jī)高質(zhì)、高產(chǎn)、不傷纖維、高效除雜的性能優(yōu)勢(shì)。

2.1 電氣混控氣壓儲(chǔ)棉棉箱

為了適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)高產(chǎn)開棉機(jī)的需求，JWF1104 型開棉機(jī)采用氣壓儲(chǔ)棉棉箱（見圖1），替代以往制約開棉機(jī)產(chǎn)量瓶頸的凝棉器纖維自重給棉方式，提高了開棉機(jī)產(chǎn)量，最高達(dá)到1600kg/h。該型棉箱由機(jī)架、撐擋、罩板及網(wǎng)眼板等組成。棉箱下部由排雜管、排雜軟管及罩板組成一個(gè)封閉型排風(fēng)回路與回風(fēng)管相連，以將喂入原料中的氣流排至濾塵系統(tǒng)，從而將原料壓密實(shí)壓均勻，有助于提高儲(chǔ)棉量及喂棉的連續(xù)性、均勻性。該棉箱裝置一方面采用氣電混控模式，可靠性強(qiáng)，為紡織廠連續(xù)化生產(chǎn)提供了有力保障。另一方面，產(chǎn)量大，并有很強(qiáng)的去除微塵、短絨及細(xì)小雜質(zhì)的能力，克服了現(xiàn)有棉箱裝置產(chǎn)量小，不能排除微塵、短絨及細(xì)小雜質(zhì)，不宜適紡機(jī)采棉工藝要求的弊端，為現(xiàn)代開清梳流程滿足高質(zhì)、高產(chǎn)、高效的要求提供了一種理想的新裝置。

圖1 儲(chǔ)棉棉箱機(jī)構(gòu)

2.2 大間距給棉羅拉

為了實(shí)現(xiàn)大雜先落，早落少碎的工藝目的，JWF1104型高產(chǎn)開棉機(jī)采用大幅寬大間距給棉羅拉（見圖2），使羅拉對(duì)原料起托持轉(zhuǎn)移作用，不損傷纖維。該型給棉羅拉裝置由星形給棉羅拉與翼片給棉羅拉組合而成，實(shí)現(xiàn)對(duì)棉層的握持。并可通過后續(xù)機(jī)臺(tái)的反饋實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速，實(shí)現(xiàn)均勻給棉。為了防止喂入棉層過厚發(fā)生噎車，該型給棉羅拉裝置設(shè)置了保險(xiǎn)銷裝置，保證了設(shè)備的安全性。

圖2 給棉羅拉機(jī)構(gòu)

2.3 彈性打手

為實(shí)現(xiàn)打手對(duì)纖維的柔和打擊，減少纖維損傷，該機(jī)型開松打手（見圖3）采用大直徑V 形彈性角釘， V 形角釘呈螺旋狀排列分布在打手筒體上。V 形彈性角釘采用40Cr特殊處理圓鋼制成,韌性好、強(qiáng)度高,具有對(duì)纖維開松柔和，纖維損傷小，棉結(jié)、短絨增長(zhǎng)率低，除雜效率高的優(yōu)點(diǎn)。

圖3 打手機(jī)構(gòu)

2.4 塵格裝置

JWF1104 型高產(chǎn)開棉機(jī)采用截面形狀為三角形的塵格裝置（見圖4），塵棒分左右兩組，每組塵棒間隔距可通過安裝于機(jī)器兩端的手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，方便快捷。使用現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)落雜效果,方便的對(duì)塵格進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)時(shí)，可轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)手柄,調(diào)節(jié)手柄通過偏心軸裝置帶動(dòng)調(diào)節(jié)板轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)板帶動(dòng)在其上邊安裝的調(diào)節(jié)桿以及塵棒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，最終達(dá)到調(diào)節(jié)塵棒隔距的目的。調(diào)節(jié)方便快捷，準(zhǔn)確有效，對(duì)開棉機(jī)除雜能力的提升具有很大意義。

圖4 塵格裝置

3 JWF1104 型高產(chǎn)開棉機(jī)應(yīng)用分析

國(guó)內(nèi)某著名紡織廠50 萬紗錠智能高端紡紗項(xiàng)目采用鄭州宏大清梳聯(lián)設(shè)備，其中JWF1104 型高產(chǎn)開棉機(jī)于2018 年3 月在該廠進(jìn)行了工藝優(yōu)化試驗(yàn)及對(duì)比試驗(yàn)，具體情況如下。

3.1 工藝流程

JWF1104 型高產(chǎn)開棉機(jī)是一臺(tái)預(yù)開棉機(jī)，采用氣流除塵棉箱給棉，大幅寬單打手均勻打擊，纖維損傷小，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)大雜及微小短絨、塵雜等的清理。根據(jù)“雜質(zhì)早落少碎”的工藝原則，該機(jī)一般安裝在抓棉機(jī)與混棉機(jī)之間。根據(jù)該廠實(shí)際情況，將其安裝在一機(jī)一線流程中進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)。試驗(yàn)原棉等級(jí)：3.0級(jí)。紡紗品種：JMC80S，具體工藝流程如下：

JWF1012 型往復(fù)抓棉機(jī)→AMP3000 金屬火星探除器→FA126 型重物分離器→ZF9104 型輸棉風(fēng)機(jī)→TF2201A 型手動(dòng)間道器→JWF1104 型高產(chǎn)開棉機(jī)→TF2201A 型手動(dòng)間道器→FA051A 型凝棉器+FA113C 型單軸流開棉機(jī)→FA028C 型混棉機(jī)+JWF1124 型開棉機(jī)→JWF1112 型清棉機(jī)→（JWF1204A 型梳棉機(jī)+TF2513 型圈條器）×16。

在該流程中，通過TF2201A 型手動(dòng)間道器的不同配置組合，可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)使用JWF1104，也可單獨(dú)使用FA113C，還可同時(shí)使用JWF1104 與FA113C。這為開展JWF1104 與FA113C 的對(duì)比提供了可能。

3.2 打手轉(zhuǎn)速優(yōu)化試驗(yàn)

JWF1104 型高產(chǎn)開棉機(jī)打手轉(zhuǎn)速變頻可調(diào)，根據(jù)同該紡織廠共同制訂的工藝方案，在打手轉(zhuǎn)速分別為400r/min、480r/min、590r/min、750r/min、860r/min 時(shí)，采用AFIS 儀及打雜機(jī)測(cè)定了開棉機(jī)的幾項(xiàng)工藝性能指標(biāo)。具體測(cè)試結(jié)果，見表1。

表1 不同打手轉(zhuǎn)速情況下機(jī)器工藝性能指標(biāo)

通過測(cè)試結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)隨著打手轉(zhuǎn)速的提高，除雜效率也隨之提高，但在轉(zhuǎn)速超過590 r/min 后，除雜效率提升不明顯，棉結(jié)、短絨增長(zhǎng)率卻由負(fù)轉(zhuǎn)正，所以通過綜合考量，將標(biāo)準(zhǔn)工況下打手轉(zhuǎn)速設(shè)定為590r/min。

3.3 對(duì)比實(shí)驗(yàn)

對(duì)比實(shí)驗(yàn)分為單機(jī)對(duì)比和清花流程對(duì)比，實(shí)驗(yàn)條件均為原棉等級(jí)：3.0 級(jí)。紡紗品種：JMC80S，打手轉(zhuǎn)速：590r/min，塵棒間隔距：6.5mm。

3.3.1 單機(jī)對(duì)比試驗(yàn)

單機(jī)對(duì)比測(cè)試結(jié)果，見表2。

表2 不同流程下開棉機(jī)單機(jī)性能指標(biāo)

FA113C 入口棉取自進(jìn)棉斗口處，出口棉取自FA028C 棉箱處；JWF1104 進(jìn)口棉取自FA126 處，出口棉取自FA028C 棉箱處。

從 表2 可 知：JWF1104 除 雜 效 率（22.6%） 高 于FA113C（16.3%）, JWF1104 棉結(jié)增長(zhǎng)率（-0.04%）低于FA113C（3.4%）, JWF1104 短絨增長(zhǎng)率（-1.5%）低于FA113C（0%）, JWF1104 總除雜效率（19.2%）高于FA113C（16.8%）。

3.3.2 流程對(duì)比試驗(yàn)

FA113C 流程：JWF1012 型往復(fù)抓棉機(jī)→AMP3000金屬火星探除器→FA126 型重物分離器→FA113C 型單軸流開棉機(jī)+FA051A 型凝棉器→FA028C-160 型混棉機(jī)+JWF1124 型開棉機(jī)→JWF1112 型清棉機(jī)→（JWF1204A型梳棉機(jī)+TF2513 型圈條器）×16。

JWF1104 流程：JWF1012 型往復(fù)抓棉機(jī)→AMP3000金屬火星探除器→FA126 型重物分離器→JWF1104 型開棉機(jī)→FA028C-160 型混棉機(jī)+JWF1124 型開棉機(jī)→JWF1112 型清棉機(jī)→（JWF1204A 型梳棉機(jī)+TF2513型圈條器）×16。

FA113C+JWF1104 流 程:JWF1012 型 往 復(fù) 抓 棉機(jī)→AMP3000 金屬火星探除器→FA126 型重物分離器→JWF1104 型開棉機(jī)→FA113C 型單軸流開棉機(jī)+FA051A 型凝棉器→FA028C-160 型混棉機(jī)+JWF1124型開棉機(jī)→JWF1112 型清棉機(jī)→（JWF1204A 型梳棉機(jī)+TF2513 型圈條器）×16。

清花流程測(cè)試結(jié)果，見表3。

表3 不同流程下清梳聯(lián)流程工藝性能指標(biāo)

從表3 可知：

落棉率及落棉含雜率對(duì)比：JWF1104 流程清花落棉率（2.8%）略高于FA113C 流程（2.63），二者清花落棉含雜率相當(dāng)。

除雜效率對(duì)比：JWF1104 流程清花理論除雜效率（35.2%）低于FA113C 流程（39.8%），但JWF1104 流程實(shí)際除雜效率（34.7%）高于FA113C 流程（32.5%），全流程除雜效率，JWF1104 流程（96.1%）高于FA113C流程（93.5%）。

綜上所述，通過單機(jī)對(duì)比試驗(yàn)及流程對(duì)比試驗(yàn)可以看出，JWF1104 型高產(chǎn)開棉機(jī)具有開松效果好，除雜效率高，棉結(jié)、短絨增長(zhǎng)率低的優(yōu)異工藝性能。

4 結(jié)語(yǔ)

JWF1104 型高產(chǎn)開棉機(jī)開創(chuàng)性使用的除塵氣壓棉箱，中間吸落棉方式等新機(jī)構(gòu)、新工藝，使開棉機(jī)整機(jī)工藝性能得到了大幅提升。根據(jù)應(yīng)用情況來看，該機(jī)開松效果好，除雜效率，棉結(jié)、短絨增長(zhǎng)率等各項(xiàng)指標(biāo)均有了較大提升，在紡織廠取得了良好的使用效果。FZJX