第三章2-开清棉技术的新发展

开清棉机械的类型：1、抓棉机：环行抓棉机、往复式抓棉机。2、混棉机：自动混棉机、多仓混棉机、振动棉箱给棉机。3、开棉机：六滚筒开棉机、豪猪开棉机、单轴流、双轴流开棉机等。4、清棉成卷机：清棉机、单打手成卷机。5、辅助机械：凝棉器、配棉器、除金属装置、异纤分离器。开清棉工序是整个纺纱生产流程的首道工序，其工艺的优劣，与纺纱、织造、染整、后整理各工序的加工质量关系密切。开清棉工序具有流程长、机台多、加工复杂、技术难度大等特点。近年来国内外对开清棉新设备、新工艺的研究开发予以极大关注，取得一定成绩。发展背景一、开清棉工艺路线新概念与新原则（一）新概念：精细抓棉均匀混合以梳带打强力除尘机电一体化流程组合系统论1．精细抓棉（1）传统概念认为抓棉只是解决原棉自动喂入的手段，以代替繁重的手工喂棉劳动，这已很片面。（2）精细抓棉、多包抓取是高效开松除杂、充分混和的基础。2．均匀混和（1）不是传统概念中一般的成份混和；（2）而是要充分应用时差混和，叠并混和、瞬时强化混和、密集混和、成份混和、气流交替混和等多种技术手段，实现棉流超长片段大范围的纤维间充分均匀细致的混和。3．以梳代打（1）区别于传统概念中的刀、箱工艺；（2）不以强烈的握持打击为手段来开松除杂；（3）多采用具有梳理性能的新型打手，如角钉锡林、鼻形打手，梳针打手等使其作用细微而柔和，既可提高除杂效率，又可少损伤纤维。4．强力除尘以较高真空度的气流充分除去棉层中的微尘。5．机电一体化把机械设备与电气控制、气动控制技术、计算机等统一于新型设备，即机电一体化。它是高新技术向传统工艺渗透的结果。6．流程组合系统论开清棉工序作为首道工序，与纺纱质量及后工序质量关系密切，一切工艺措施的实行应以系统优化的原则为指导。（二）新原则多包抓取，精细抓棉，均匀混和；渐进开松，早落少碎；以梳代打，少伤纤维；输出棉卷（或棉流）结构均匀。二、开清棉新技术发展方向总趋势：

高效能、高质量、自动化、连续化，并伴随着高新技术的渗透1．抓棉精细化抓棉棉束尽量小，便于后方机台进一步开松除杂、均匀混和。为实现抓棉精细化：（1）国外先进设备：采用抓棉打手高速、高密度锯齿等技术。（2）国内先进设备：FA系列圆盘式抓棉机采用抓棉刀片改锯齿，等密度排列改稀密锯齿排列，双台并列等技术。国内外新型抓棉机，棉束理论重量均可达到0.03g。自动抓棉机的“精细抓棉”德国特吕茨勒公司的BDT019型全自动电脑抓包机

采用锯齿盘式双抓棉打手，双向回转，直径为250mm，每只打手由24片锯齿盘组成，每片8齿，速度高达1500r/min。这种高速度多锯齿打手，可以满足“精细抓棉”的要求，纤维束平均理论重量为0.025g/束。

两个抓棉打手，无论抓棉小车向前或向后运动，总有一个抓棉打手是顺向抓棉，而另一个则逆向抓棉。因此，由电动机驱动的抓棉打手抬高转换装置将逆向抓棉打手抬高大约10mm（高度可调），防止了该逆向抓棉打手的抓棉深度过大，保证两个抓棉打手抓取的棉块重量均等，确保“精细抓棉”。FA009型往复抓棉机（青岛纺机厂）主要特点：（1）产量1000㎏/台·h（FA002为800㎏/台·h）。（2）堆放棉包的数量多，一侧不少于5000㎏（FA002二台为4000㎏），可进行多包混和。（3）打手速度更高，为1650r/min，抓取的棉块更小，有利于开松除杂（FA002为900r/min）。（4）更换品种方便，打手间歇下降的距离为0.1~20㎜/次（FA002为3~6㎜/次）。（5）由微机控制，自动检测，实现全自动抓棉。2．多仓混棉技术：根据“时差混棉”新工艺理论，达到充分混和的目的，国外研究了不同类型的多仓混棉机，通过加大棉仓的容量来实现。瑞士立达B7/3型，德国特吕茨勒MPM多仓混棉机的储棉量达到了300㎏以上。FA022型多仓混棉机：该机是郑纺机对德国特吕茨施勒尔公司的MPM型多仓混棉机消化吸收，结合国情研制的。利用多个棉仓以棉流不同时喂入，而同时输出，形成“时差混和”来达到混棉目的，该系列分为6、8、10仓三种形式。FA025型多仓混棉机：

该机是金坛纺机厂对瑞士RIETER公司的B7/3型多仓混棉机消化吸收，结合国情研制的。该机以棉流同时喂入，而偏转90度后产生路程差，形成不同时输出的时差混和。新型一体化混棉机FA028本机最大的特点是通过一组输棉帘子直接将棉筵喂入清棉机给棉罗拉。给棉速度由交流变频无级调节，与清棉机给棉速度同步，保证喂入清棉机的棉筵能够达到极高均匀度。同时，此种连接方式能节省一台凝棉器或输棉风机，使开清棉流程更为简洁，减少了设备占地面积。3．高效能开松除杂技术（1）原则：高效除杂的同时作用柔和，大杂被剔除而不破碎。（2）机型：FA102轴流开棉机，FA112四刺辊开棉机，FA111单刺辊开棉机等。（3）工艺特点：自由打击，避免损伤，以梳代打，细微开松，以利除杂。（4）独特的打手结构设计：如单轴流开棉机采用螺旋排列的角钉锡林，锯齿开棉机锯齿刀点排列成螺旋线，FA106、107、108豪猪开棉机有刀片、梳针和锯齿等不同形式的打手，一些开棉机上采用鼻形打手等，开松除杂效率有明显提高。FA105A型单轴流开棉机（青岛纺机厂）主要特点：（1）“V”形角钉富有弹性，开松柔和充分，除杂效率高（2）变频电机传动打手，实现无级调速。（3）具有连续或间歇式吸落棉装置。（4）产量：1000kg/h。（5）角钉打手：直径750㎜，转速：480~800rpm。4．强力除尘技术

在纺纱开清棉流程中，采用强力除尘设备，可大量吸除棉层中的微尘，对减少积尘非常重要。5．均匀给棉新技术

主要采用振动棉箱，棉流采用振动片的振动和箱内空气压力的作用，使纵横向棉层密度均匀，改善了棉卷的均匀度，如A092AST、FA046振动式棉箱给棉机。A092AST型给棉机采用振动棉箱（由振动板和输出罗拉等组成），棉束在棉箱内自由下落，棉层横向均匀度较均匀，为降低棉卷重量不匀率和提高生条质量创造了条件。FA046型给棉机同A092AST，振动板以200次/分的频率振动，使振动棉箱内的原料密度增大，输出棉层均匀。6．自调匀整（1）传统天平调节装置，因其作用滞后，传递误差大，调整困难等原因，已不适应匀整要求。（2）我国自研的SYH301自调匀整仪，以机电结合的方式，用单相交流调速电机替代了整套铁炮的变速装置，匀整作用灵敏可靠，显著提高了匀整效果。1-变频调速电动机2-匀整控制器3-位移传感器7．自动控制和监测技术

防火、防堵车等安全保护方面的监测与自动控制，是开清棉工序一项很重要的技术工作。国内外新型机器均采用了新的技术，如：（1）对各机打手的速度监测；（2）打手绕花降速自停、噎车自停；（3）金属杂物探测和清除装置；（4）火警、烟雾监测和报警装置等。异性纤维在线检测和清除装置德国特吕茨勒公司的SCFO异纤检测及分离装置。安装位置：安装于开清棉生产线最后一道刺辊开棉机之后，梳棉工序之前工作原理：在清棉机工作宽度上分布多个CCD数码像机，对开松辊上形成的棉网进行高速扫描，扫描信号送计算机进行图像识别，分析判断异纤和杂质，当探测到异性纤维或杂质时，计算机准确控制相应位置处的喷嘴电磁阀瞬间开启，喷嘴会射出一股压缩空气，将异纤和杂质吹入废棉收集装置。探测点到分离点的距离非常短，以确保异纤和杂质分离的可靠性。人工异纤检出在机器1.6ｍ宽度范围内，均匀分布了32个喷嘴，当发现异纤和微小杂质时，只启动1～2个喷嘴，因此每次清除动作损失的纤维很少(仅1～2ｇ)，这种有选择性的清除，及通过调节检测的敏感度，可使好纤维的损失降至最低。原料开松度的在线检测原料的开松程度一般用棉束或棉块的大小衡量。传统的开松度评定方法如重量法，比体积法等，均属于离线检测，不客观，不准确。原料的开松程度的在线检测常用声吸收法。多数纤维是良好的吸声材料，吸声的强弱与纤维单位体积的重量直接有关系。体积重量大，吸收声波的能力也大。所以，可以用纤维吸声的大小表示其蓬松程度。声吸收法开松度检测原理纤维V2V1振荡器功放发声器件声传感器测量电路声吸收法中，纤维对声音的吸收不是完全的，部分被吸收，部分穿过纤维。V