軋花機中清花部對棉纖維原生品質影響的探究

■閻秀廣 郭大偉 苗才華 路秋松 姚所幸

〔邯鄲金獅棉機有限公司，河北邯鄲 056046〕

軋花機是棉花加工過程中最主要的加工設備，把軋花機分為清花部和軋花部上下兩部分，其中清花部的喂料方式和籽棉清理方式是影響棉纖維原生品質的主要因素。為了更好地借鑒過去有用的經驗，筆者對現有軋花機清花部的喂料和清理方式進行了全面的分析和研究，詳細了解這些軋花機的優缺點，為確定軋花關鍵技術參數提供參考。

一、喂料對棉纖維原生品質的影響

1.軋花機喂料方式的研究。

主要研究軋花機不同的喂料方式，使軋花機喂料更加均勻，盡可能保持工作箱中棉卷的密度不變，從而使棉纖維在被鋸齒勾拉的過程中受力均勻，不易被拉斷，降低皮棉中的短纖維率，最大限度地保持棉纖維的原生品質。

2.針對不同喂料方式進行分析。

筆者以軋花廠使用的不同型號的軋花機為研究對象，研究喂料方式及喂料均勻狀況對棉纖維原生品質的影響。

我國早期的5571型軋花機和80B型軋花機，其喂花輥轉速的調整是通過一個九齒輪驅動花盤（圖1）進行的，在花盤的不同圓周上分布有6組不同數量的孔，分別是30、39、48、57、66、75對應6種不同的喂花輥轉速 3.33 r/min、2.56 r/min、2.08 r/min、1.75 r/min、1.52 r/min、1.33 r/min。由于傳動系統中的各零件存在制造誤差，致使喂花輥的轉速不穩定，因此造成喂料不均勻，喂花輥轉速不能進行無級調整，操作者也不能根據工作箱中籽棉卷的運轉情況進行精準的調整。工作箱中的棉卷時松時緊，工作箱壓力不斷變化，迫使籽棉在被勾拉的過程中受力不均勻，增加了皮棉的短纖維率。

現在的98型軋花機和128型軋花機喂花輥由交流減速電機驅動，采用變頻調速（圖2）方式，實現喂花無級調速，取代了以往的花盤調速裝置，喂花時連續可調。操作者可以根據工作箱中籽棉卷的運轉情況實時進行精準地調整，使喂料更均勻，保持軋花機最佳的工作狀態。

圖1 花盤調速

圖2 變頻調速

二、清花部對棉纖維的影響

1.清花部籽棉清理方式的研究。

主要研究軋花機清花部結構，刺釘輥筒和齒條輥的個數及清理路徑對籽棉清理效果和棉纖維原生品質的影響。

2.針對清花部清理結構進行分析。

雖然目前軋花廠使用的軋花機清花部的結構各異，但是主要結構均由刺釘輥加鋼板網或格條柵、齒條輥加鋼絲刷、撥棉輥、排雜絞龍和各種鈑金件組成。

刺釘輥加鋼板網（格條柵）的作用是對籽棉進行開松，清理籽棉中的棉葉、塵土等細小雜質及不孕籽。刺釘輥的直徑大小和數量是影響其清理效果的直接因素，開松刺釘輥筒直徑大、數量多，籽棉受清理的路徑越長，清理效果越好；刺釘輥下面鋼板網的網眼越大或格條柵間隙越大，排雜效果越好。可是，刺釘輥數量過多，籽棉受到的打擊次數增加，棉纖維也會受損；鋼板網的網眼過大或格條柵間隙過大，掉落的單粒籽棉也會增多。

研究5571型、98型、128型3種軋花機，5571型軋花機（圖3）清花部只有1個Φ600 mm的開松刺釘輥；98型軋花機（圖4）清花部由1個Φ350 mm的開松刺釘輥，1個Φ350 mm的大齒條輥和1個Φ250 mm的小回收齒條輥組成；128型軋花機（圖5）清花部由2個Φ350 mm的開松刺釘輥和1個Φ350 mm的回收齒條輥組成。

圖3 5571型軋花機

圖4 98型軋花機

圖5 128型軋花機

從刺釘輥對籽棉的開松清理效果看，5571型軋花機清理路徑最短，效果最差；128型軋花機對籽棉清理的路徑最長，徹底開松籽棉，格條之間的間距為10 mm，排除的雜質最多；98型軋花機對籽棉清理的路徑較短，籽棉沒有完全被開松，格條之間的間距為8 mm，排出的雜質相對128較少，部分雜質隨籽棉一起進入下一道清理工序中。

清花部齒條輥的安裝位置不同，其作用也不同。98型軋花機中的上面大齒條輥的作用是清理籽棉中的鈴殼、僵瓣、棉稈等大雜，下面小齒條輥的作用是回收初級清理中隨雜質排出的單粒籽棉；128型軋花機中的齒條輥的作用是回收初級清理中隨雜質排出的單粒籽棉。進入98型軋花機的籽棉被1個刺釘輥清理后，全部再由大齒條輥勾拉清理，在清理籽棉中的鈴殼、僵瓣、棉稈等大雜的同時，齒條會進一步損傷棉纖維。進入128型軋花機籽棉經2個刺釘輥開松清理后進入軋花部，齒條輥只對由格條柵排出的單粒籽棉進行勾拉回收，而對大部分籽棉不進行勾拉清理。從總的清理路徑來說，籽棉進入98軋花機經過1個刺釘輥再經過1個齒條輥，而128經過2個刺釘輥，因為齒條輥對棉纖維的損傷大于刺釘輥，但清理效果要好于刺釘輥，所以98機型的短纖維含量高，清理效果好。經過“5571型、98型、128型3種機型短纖維含量的檢測對比，其結果如表1。

再對比一下刺釘輥外部的鋼板網和格條柵對籽棉清理效果的影響。早期的98型軋花機采用鋼板網排雜（圖6），2010年開始98型軋花機采用格條柵排雜（圖7）。近幾年改造的軋花廠好多在同一生產線上同時存在新老兩種98型軋花機，經觀察發現鋼板網被棉花堵塞的幾率更大，而采用格條柵新結構的軋花機排出的不孕籽、棉葉等雜質更多，清理效果更好。

圖6 鋼板網

圖7 格條柵

3.探討分析結果。

通過對清花部各輥清理作用和結構的分析可知，5571型軋花機清理部對籽棉的清理作用最差；98型軋花機的清理部對籽棉的清理作用最好，而且經過齒條輥清理的籽棉流更均勻，有利于籽棉卷在工作箱中的運轉及鋸片對棉纖維的鉤拉；128型軋花機的清理部的清理作用介于5571型軋花機和98型軋花機之間。但是，由于考慮到齒條輥的鉤拉對棉纖維損傷較大，不可避免地造成皮棉中短纖維含量的增加，因此單純從保持棉纖維的原品質來說，5571型軋花機軋出的皮棉中短纖維含量最少，98型軋花機軋出的皮棉中短纖維含量最多，128型軋花機軋出的皮棉中短纖維含量介于5571型軋花機和98型軋花機之間。

綜合分析，128型軋花機綜合加工性能最佳，既達到了對籽棉的開松清理目的，又最大限度地保證了棉纖維的原生品質。

三、結論

通過理論數據分析和多種設備現場采樣對比，清花部在滿足籽棉開松、清理效果的前提下，盡量縮短籽棉在清理過程中的路徑，減少齒條輥對籽棉的勾拉，避免對棉纖維造成的損傷，為此必須選擇合理的軋花機清花部清理結構。