多功能鋸齒式籽棉衣分試軋機的研究

文/李 朋 劉 盼 連素梅 劉 俊 傅科杰

引言

近幾年，新疆機采棉種植面積和產量逐步擴大，機采棉收購企業也相應大規模增加，但是，在實際收購工作中，存在一些具體問題：一是現有試軋機無法對機采棉的衣分率進行準確檢測，造成實際加工皮棉的嚴重虧重，給企業帶來直接經濟損失；二是機采棉和手摘棉土雜扣補率主要靠經驗估算，這種估算方法與棉農之間產生較大爭議，極大影響了收購進度；三是采取先試軋再通過雜質分析機將雜質清理估算，估算數據穩定性較差，并且對每日大批量收購試軋而言效率極低，根本無法操作；四是試軋出來的皮棉含雜率太高，顏色級、馬克隆值，甚至于長度檢驗都受影響；五是現有試軋機和大鋸齒生產線工藝配置不符，無論對機采棉還是手摘棉，現有試軋設備缺少籽棉清理和皮棉清理環節，試軋衣分率偏高0.5%～1%左右，且試軋皮棉前、中、后顏色均勻性較差，不能直接通過感官對樣品進行顏色級檢驗。

為了解決收購環節的檢驗問題，目前很多棉花收購加工企業都在尋求自己的一套收購方式以避免衣分虧損，如人為壓低衣分率，致使棉農利益受損。由此可見，現行的試軋機既不能滿足手摘棉試軋需求，更不能用于機采棉試軋。研制的多功能鋸齒式籽棉衣分試軋機能夠滿足當前大鋸齒加工工藝的需要，既適用于手摘棉又適用于機采棉收購環節，能夠客觀準確反映棉花的衣分率，有利于傳統的“一試五定”方法在棉花采摘方式、加工技術、檢驗方法等新技術大規模應用中可以更加有效實施，從技術上得到了可靠保障。同時可以有效維護棉農、棉花收購企業及用棉企業的合法權益。

1 多功能鋸齒式籽棉衣分試軋機工作原理

多功能鋸齒式籽棉衣分試軋機是由籽棉清理、軋花及皮棉清理三部分組成，根據機械空氣動力學原理設計，籽棉經U型齒條一次擊打與輥筒刺釘多次擊打籽棉及粘附的雜質，在機械與氣流的作用下，使鈴殼及粗大雜質與籽棉分離；清理后的籽棉用高速旋轉的鋸齒鉤拉和肋條阻隔共同作用，使棉纖維與棉籽分離；松散棉纖維再經過高速旋轉刺輥鋸齒鉤拉，在離心力的作用下，達到棉纖維二次排雜及梳理，最后由皮棉塵籠收集棉纖維。

2 多功能鋸齒式籽棉衣分試軋機結構

多功能鋸齒式籽棉衣分試軋機，由籽棉清理、籽棉軋花、皮棉清理、風力除塵、自動稱重、數據采集六部分構成，結構更加合理，與大鋸齒加工設備功能完全對應。其中籽棉清理部分由鈴殼清理及雜質清理組成，兩個部件分區獨立，更加適合手摘棉及機采棉不同的雜質清理需求，設備重量約900kg，外形尺寸1700mm×1500mm×750mm，適合實驗室檢驗使用。其外觀結構見圖1所示。

圖1 多功能鋸齒式籽棉衣分試軋機正面圖、側面圖

3 多功能鋸齒式籽棉衣分試軋機工作過程

3.1 使用方法

（1）用隨機取樣或對分法抽取籽棉試樣，按有關標準要求稱重籽棉試樣1kg。

（2）機采棉或手摘棉由專用盛棉箱裝入1kg試樣籽棉，并置于設備相應的喂花口。

（3）開機：打開液晶屏，按照相關提示進行開啟。

（4）關機：試軋結束后，按照相關提示進行關閉。

（5）稱量計算：點擊液晶屏“計算”按鈕，系統自動稱量并計算衣分率和籽棉含雜率。

3.2 操作過程注意事項

（1）操作人員應嚴格執行操作規定，按順序開機或停機，并時刻注意籽棉整個流程，防止出現各種堵塞。

（2）機械正常運轉時，不得進行打掃衛生和加注潤滑油的工作，機械的表面不準放置任何工具和雜物。

（3）各種運轉部位，每班次開機前檢查是否需加注潤滑油。

（4）在設備工作中，出現任何異響和震動，應立即按緊急停車裝置進行停車檢查。

（5）每測試一次需對各排雜出口清理一次，時刻保持機械的工作通暢和衛生。

4 多功能鋸齒式籽棉衣分試軋機的特點

4.1 功能集成化

設備集成籽棉清理、籽棉軋花、皮棉清理、風力除塵、自動稱重、數據采集6個功能。

4.2 設備小型化

模擬成套加工設備全部功能，重量約900kg、體積1700mm×1500mm×750mm，可方便實驗室檢驗使用；操作簡單，檢測快速，設備功能簡單明了，使用方便，測試時間（60±10）s，便于實驗室快速收購檢驗，適用于基層棉花檢驗人員使用。

4.3 穩定性好

測試數據準確、穩定，儀器重復性誤差（95%水平）

r

=0.8，再現性誤差

R

=1，臺間差＜0.2。

此外，多功能鋸齒式籽棉衣分試軋機同時適用機采棉和手摘棉的試軋收購；徹底解決了土雜扣補的估算問題；解決了原來試軋機試軋衣分率偏高于大鋸齒衣分率問題；完全復制了大鋸齒加工生產線（400噸生產線）工藝配置，使得試軋皮棉的形態、均勻性、衣分率、棉花物理性能指標等都和成包皮棉高度一致。

同時，多功能鋸齒式籽棉衣分試軋機的衣分差、含雜率及樣品均勻性相比現有試軋機更加接近大鋸齒加工后的數據要求，在籽棉收購環節可以使加工企業和棉農之間的交易更加公正、合理。

5 結論

5.1 解決收購時機采棉土雜扣補和衣分率無法檢測問題

目前的土雜扣補主要靠經驗估測，估算誤差極大地影響了收購進度，導致籽棉收購重量損失；土雜扣補的估算，同時嚴重影響籽棉衣分率的檢測準確性，給企業帶來直接經濟損失。新型試軋機可在收購環節快速檢測衣分，使企業與棉農之間更加公正、公平。

5.2 可以準確檢測試軋皮棉物理指標

由于目前衣分試軋機試軋出來的皮棉含雜率太高，導致皮棉樣品的顏色級、馬克隆值，甚至于長度檢驗，都無法準確檢測。新型試軋機具備籽棉清理、籽棉試軋、皮棉清理等全功能，良好的除雜效果，確保了在收購時，試軋樣品可以準確檢測出與大貨相符的物理指標。

5.3 提高收購效率

目前采取的先試軋再通過雜質分析機將雜質清理估算的方法，不僅估算數據穩定性較差，并且極大地降低了每日大批量收購試軋的工作效率。新型試軋機可大幅度提高籽棉收購的現場工作效率。

5.4 提高試軋樣品與大鋸齒生產線工藝加工產品的指標相符性

現有試軋機和大鋸齒生產線工藝配置不符，無論對手摘棉還是機采棉，現有試軋設備缺少籽棉清理和皮棉清理環節，且試軋皮棉前、中、后顏色均勻性較差，不能直接通過感官對樣品確定等級。新型試軋機解決了試軋樣品與大鋸齒生產的皮棉指標不相符的問題，實現了在籽棉試軋環節準確測試，能準確代表加工后皮棉各項物理指標的測試需求，實現了籽棉收購環節加工企業和棉農之間的交易更加公正、合理。