高產(chǎn)開棉機的結構特點及應用分析

河南理工大學 鄭州宏大新型紡機有限責任公司 郭志杰/文

1 概述

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

2 JWF1104 型高產(chǎn)開棉機的結構特點

該機區(qū)別于傳統(tǒng)軸流開棉機管道喂棉，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)新設計的除塵氣壓棉箱、雙羅拉喂入、V 形彈性角釘、三角形塵棒及中間吸落棉結構，保證了JWF1104 高產(chǎn)開棉機高質、高產(chǎn)、不傷纖維、高效除雜的性能優(yōu)勢。

2.1 電氣混控氣壓儲棉棉箱

為了適應市場對高產(chǎn)開棉機的需求，JWF1104 型開棉機采用氣壓儲棉棉箱（見圖1），替代以往制約開棉機產(chǎn)量瓶頸的凝棉器纖維自重給棉方式，提高了開棉機產(chǎn)量，最高達到1600kg/h。該型棉箱由機架、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封閉型排風回路與回風管相連，以將喂入原料中的氣流排至濾塵系統(tǒng)，從而將原料壓密實壓均勻，有助于提高儲棉量及喂棉的連續(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，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，并有很強的去除微塵、短絨及細小雜質的能力，克服了現(xiàn)有棉箱裝置產(chǎn)量小，不能排除微塵、短絨及細小雜質，不宜適紡機采棉工藝要求的弊端，為現(xiàn)代開清梳流程滿足高質、高產(chǎn)、高效的要求提供了一種理想的新裝置。

圖1 儲棉棉箱機構

2.2 大間距給棉羅拉

為了實現(xiàn)大雜先落，早落少碎的工藝目的，JWF1104型高產(chǎn)開棉機采用大幅寬大間距給棉羅拉（見圖2），使羅拉對原料起托持轉移作用，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，實現(xiàn)對棉層的握持。并可通過后續(xù)機臺的反饋實現(xiàn)變頻調速，實現(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置了保險銷裝置，保證了設備的安全性。

圖2 給棉羅拉機構

2.3 彈性打手

為實現(xiàn)打手對纖維的柔和打擊，減少纖維損傷，該機型開松打手（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、強度高,具有對纖維開松柔和，纖維損傷小，棉結、短絨增長率低，除雜效率高的優(yōu)點。

圖3 打手機構

2.4 塵格裝置

JWF1104 型高產(chǎn)開棉機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器兩端的手動調節(jié)裝置進行調節(jié)，方便快捷。使用現(xiàn)場可根據(jù)落雜效果,方便的對塵格進行調節(jié)。調節(jié)時，可轉動調節(jié)手柄,調節(jié)手柄通過偏心軸裝置帶動調節(jié)板轉動，調節(jié)板帶動在其上邊安裝的調節(jié)桿以及塵棒進行旋轉，最終達到調節(jié)塵棒隔距的目的。調節(jié)方便快捷，準確有效，對開棉機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)開棉機應用分析

國內(nèi)某著名紡織廠50 萬紗錠智能高端紡紗項目采用鄭州宏大清梳聯(lián)設備，其中JWF1104 型高產(chǎn)開棉機于2018 年3 月在該廠進行了工藝優(yōu)化試驗及對比試驗，具體情況如下。

3.1 工藝流程

JWF1104 型高產(chǎn)開棉機是一臺預開棉機，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，可同時實現(xiàn)對大雜及微小短絨、塵雜等的清理。根據(jù)“雜質早落少碎”的工藝原則，該機一般安裝在抓棉機與混棉機之間。根據(jù)該廠實際情況，將其安裝在一機一線流程中進行生產(chǎn)試驗。試驗原棉等級：3.0級。紡紗品種：JMC80S，具體工藝流程如下：

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

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

3.2 打手轉速優(yōu)化試驗

JWF1104 型高產(chǎn)開棉機打手轉速變頻可調，根據(jù)同該紡織廠共同制訂的工藝方案，在打手轉速分別為400r/min、480r/min、590r/min、750r/min、860r/min 時，采用AFIS 儀及打雜機測定了開棉機的幾項工藝性能指標。具體測試結果，見表1。

表1 不同打手轉速情況下機器工藝性能指標

通過測試結果，我們發(fā)現(xiàn)隨著打手轉速的提高，除雜效率也隨之提高，但在轉速超過590 r/min 后，除雜效率提升不明顯，棉結、短絨增長率卻由負轉正，所以通過綜合考量，將標準工況下打手轉速設定為590r/min。

3.3 對比實驗

對比實驗分為單機對比和清花流程對比，實驗條件均為原棉等級：3.0 級。紡紗品種：JMC80S，打手轉速：590r/min，塵棒間隔距：6.5mm。

3.3.1 單機對比試驗

單機對比測試結果，見表2。

表2 不同流程下開棉機單機性能指標

FA113C 入口棉取自進棉斗口處，出口棉取自FA028C 棉箱處；JWF1104 進口棉取自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 棉結增長率（-0.04%）低于FA113C（3.4%）, JWF1104 短絨增長率（-1.5%）低于FA113C（0%）, JWF1104 總除雜效率（19.2%）高于FA113C（16.8%）。

3.3.2 流程對比試驗

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

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

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

清花流程測試結果，見表3。

表3 不同流程下清梳聯(lián)流程工藝性能指標

從表3 可知：

落棉率及落棉含雜率對比：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。

除雜效率對比：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，通過單機對比試驗及流程對比試驗可以看出，JWF1104 型高產(chǎn)開棉機具有開松效果好，除雜效率高，棉結、短絨增長率低的優(yōu)異工藝性能。

4 結語

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