國產(chǎn)清梳聯(lián)經(jīng)過近十年的研發(fā)、完善,已臻成熟。國產(chǎn)清梳聯(lián)加工品種,從純棉粗、中、細(xì)號(hào)普梳紗、細(xì)號(hào)精梳紗、轉(zhuǎn)杯紗擴(kuò)展到化纖、麻等非棉纖維,最近已可加工生產(chǎn)長絨棉特細(xì)號(hào)紗。國產(chǎn)清梳聯(lián)機(jī)電一體化水平有了進(jìn)一步提高,目前已向信息化、智能化水平發(fā)展,抓棉機(jī)、軸流開棉機(jī)、精清棉機(jī)等可以在線調(diào)整工藝,使原先一條生產(chǎn)線僅可加工單一品種發(fā)展到適應(yīng)多品種生產(chǎn),可以生產(chǎn)相同原料但品級差異較大的二個(gè)品種。
清梳聯(lián)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果和傳統(tǒng)棉卷工藝相比,具有明顯的優(yōu)勢,據(jù)“99全國清梳聯(lián)學(xué)術(shù)研究交流會(huì)”總結(jié)資料,清梳聯(lián)比傳統(tǒng)棉卷工藝降低用工58%;節(jié)約用電9%~14%;在生條質(zhì)量指標(biāo)相當(dāng)條件下,配棉品級可降低0.5級~1級;減少回卷提高制成率3%左右;車間含塵量1.1 mg/m3,比傳統(tǒng)棉卷工藝降低62.5%,噪聲降低8%;還可騰出廠房面積70 m2以上,可安裝精梳設(shè)備,有利于調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
清梳聯(lián)生條質(zhì)量,在正常原料條件下,經(jīng)優(yōu)化工藝、優(yōu)選器材元件、合理配套,清梳聯(lián)可以達(dá)到的水平為:
(1)生條內(nèi)不勻率:H(5m)≤1.0%;
(2)生條不勻率:H(5m)≤1.5%;
(3)生條條干CV≤3.5%;
(4)開清棉棉結(jié)增長率≤80%(AFIS儀檢測);
(5)梳棉棉結(jié)去除率≥85%(AFIS儀檢測);
(6)清梳棉結(jié)總?cè)コ?/span>≥70%;
(7)開清棉短絨增長率<1%(FⅢ測試,16mm以下);
(8)清梳短絨總增長率<6%(FⅢ測試,16mm以下);
(9)清梳總除雜效率>96%。
由于清梳聯(lián)具有以上優(yōu)勢,在國內(nèi)用戶中的信任度與日俱增,尤其近幾年國產(chǎn)清梳聯(lián)得以長足發(fā)展,據(jù)調(diào)查進(jìn)入21世紀(jì)以來,每年均以200多條生產(chǎn)線遞增,截止2004年年底國產(chǎn)清梳聯(lián)已超過1000條,加上進(jìn)口300多條,全國共有清梳聯(lián)生產(chǎn)線1300多條,約可供應(yīng)2000萬枚棉紡紗錠,占全部棉紡紗錠的25%左右(按8000萬錠計(jì)算)。
現(xiàn)就大家所關(guān)心的清梳聯(lián)工藝質(zhì)量問題進(jìn)行探討。
1 關(guān)于混棉均勻
對清梳聯(lián)質(zhì)量,大家最為關(guān)心的是棉結(jié)和短絨,但對混棉不勻造成的后果--色花色差,成紗強(qiáng)力低,成紗強(qiáng)力CV低等則關(guān)注甚少。
自動(dòng)抓棉機(jī)的出現(xiàn),改變了傳統(tǒng)的人工混棉方法,徹底改善了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和勞動(dòng)環(huán)境,但也帶來了混棉不勻的問題。
1.1 自動(dòng)抓棉機(jī)改變了混棉效果
自動(dòng)抓棉機(jī)改變了混棉效果的原因,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1.1.1 由“立體混棉”變?yōu)?/span>“時(shí)差混和”
由“立體混棉”(也稱棉堆混棉)變?yōu)?/span>“時(shí)差混和”,破壞了輸出棉流瞬時(shí)都要按比例全成分混棉的要求。“立體混棉”在人工鋪棉堆時(shí),就按照配棉成分的要求逐個(gè)成分按比例一層層鋪設(shè),在喂棉時(shí)從上到下切塊抱起棉堆中一部分喂入輸棉簾,因此從喂入開始就做到按比例全成分的要求。
“時(shí)差混和”在自動(dòng)抓棉機(jī)瞬間所抓取的3~5個(gè)棉包僅為配棉成分中一部分,因此喂入多倉混棉機(jī)逐個(gè)棉倉的原棉本身就不是按比例全成分的,各倉不同成分的原棉通過時(shí)差效應(yīng)再混和以達(dá)到按比例全成分的混和要求。
1.1.2 由傳統(tǒng)的“開混結(jié)合”變成“開混分離”
傳統(tǒng)開清棉流程使用混開棉機(jī),一方面喂入原棉是全成分的,在混開棉機(jī)中是開混結(jié)合,混合較充分;而清梳聯(lián)的開清棉流程是抓棉[FY]開棉[FY]混棉,是順序抓取,順序輸出,因此開棉機(jī)只能使瞬時(shí)輸入的棉流做到“開混結(jié)合”,而全成分的混合主要由多倉混棉機(jī)來完成,因此它是局部的開混結(jié)合而整體是“開混分離”的。
1.1.3 快速自動(dòng)平包,造成混棉質(zhì)量的不穩(wěn)定
快速平包即對較高的棉包,在設(shè)定次數(shù)內(nèi)增加抓棉羅拉抓取深度,直到使其達(dá)到正常棉包高度,所以在快速平包過程中,某種成分是超量抓取和某種成分空缺同時(shí)存在,棉塊開松度也不穩(wěn)定,所以平包過程是往復(fù)抓棉機(jī)混棉質(zhì)量的不穩(wěn)定時(shí)期。這個(gè)不穩(wěn)定期較長,BDT019為例一般在22分到54分,將近1個(gè)~2個(gè)條筒,雖經(jīng)并條也很難補(bǔ)償其缺陷。
1.2 對清梳聯(lián)中開清棉流程混棉效果分析
在20世紀(jì)80年代曾有文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo),對開清棉梳程中混棉效果進(jìn)行探討和分析。主要原因如下。
1.2.1 用混合比來評價(jià)開清棉機(jī)的混棉效果
混合比是評價(jià)抓棉機(jī)和混棉機(jī)的混合性能,比值越大,說明各混棉單元之間混和機(jī)會(huì)越多?;旌媳瓤杀硎緸?/span>
ρ=Q/u (1)
其中,Q為混棉機(jī)實(shí)際生產(chǎn)狀態(tài)下的存棉量;u為一個(gè)混棉單元所抓取的棉量。
混棉單元可用下式表示:
u(kg)=NL/V·P/60 (2)
其中,P為抓棉機(jī)產(chǎn)量(kg/小時(shí));L為每混棉單元棉包堆放長度(m);N為常數(shù),大單元混棉雙向抓取為2,單向?yàn)?/span>1,小單元混棉為1;V為抓棉小車行走速度(m/min)。
從方程(1)、(2)可見,提高混棉機(jī)的儲(chǔ)存量(Q)或減少混棉單元(u),可以提高混合比,因此過于放長抓棉機(jī)長度并采用大單元排包混棉方式,對混棉效果不利,往復(fù)抓棉機(jī)排50包~70包,基本上能滿足配棉的要求。采取降低生產(chǎn)線總量(P)或提高抓棉小車行走速度(V),尤其采取小單元排包混棉方式,不僅有利于清棉,也有利于混棉。小單元排包即把一個(gè)大單元按混棉成分分為若干個(gè)小單元(2個(gè)~3個(gè))排包,每個(gè)小單元就是基本的全成分混棉;采用寬幅抓臂,由于橫向排包數(shù)由3個(gè)增加到5個(gè),因此在小單元混棉包數(shù)相同時(shí),棉包堆放長度(L)可減小,有利于混棉;采用圓盤抓棉機(jī),由于排包量小,相當(dāng)于往復(fù)抓棉機(jī)小單元排包,對混棉效果極為有利,如采用并聯(lián)時(shí)效果更明顯。
1.2.2 用缺包率和混棉不勻周期評價(jià)混棉效果
由于往復(fù)抓棉機(jī)和多倉混棉機(jī)都是順序輸入,順序輸出,各倉之間沒有混和作用,僅在各倉輸出的棉層進(jìn)行并合混和;同時(shí)各倉每單位棉層中僅含有自動(dòng)抓棉機(jī)每次抓取若干個(gè)棉包的原棉,只有抓完一個(gè)全程,才能抓取一個(gè)按比例的全成份的混棉單元,因此多倉混棉機(jī)輸出棉流的混棉成份是不完全的,而且是周期性的。
1.2.2.1 缺包率Y
Y=〖(1-(Kn-b)/N)×100 (3)
其中,N 為一個(gè)混棉單元的配棉包數(shù)(混棉包數(shù));K 為抓棉機(jī)瞬時(shí)混和包數(shù);b 為排包圖中重復(fù)包數(shù);n 為多倉的倉數(shù)即并合數(shù)。
當(dāng)往復(fù)抓棉機(jī)一個(gè)混棉單元的配棉包數(shù)(N)為72包,瞬時(shí)抓取棉包數(shù)(K)為3包,六倉混棉機(jī)n為6,如b為0,則混棉機(jī)輸出棉流的任何截面中僅含有3×6=18包的纖維成分,而要求達(dá)到配棉要求的成分和比例,必須包含72包纖維,現(xiàn)只用18/72=25%,因之缺包率為75%。
圓盤抓棉機(jī),尤其雙圓盤要好于往復(fù)式抓棉機(jī)。
1.2.2.2 混棉不勻周期
混棉不勻周期的長短,即為一個(gè)全程抓取棉包數(shù)的時(shí)間,混棉不勻周期的棉量即每個(gè)混棉單元的棉量u。按大單元排包,抓棉臂寬1.7 m,抓棉機(jī)長20.4 m,每個(gè)混棉單元量為32 kg,折合棉卷長度為32/0.42=76.2 m(棉卷定量為0.42 kg/m),這就反映混和不勻的周期很長。
這種長周期的缺包、混和不勻是目前抓棉機(jī)、多倉混棉機(jī)混棉工作的一大缺點(diǎn)。
1.2.3 用數(shù)學(xué)方法分析多倉混棉機(jī)的混棉效果
前紡織工業(yè)部及上海紡織科學(xué)研究院,曾對FA022-10型多倉混棉機(jī)的混和效能用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行解析。由于各種因素使各棉倉水平方向的同一截面上的混棉單元各不相同,且呈隨機(jī)排列狀態(tài),又由于各倉底部的輸出羅拉在同一水平線上,所以各對羅拉輸出的原棉來自不同時(shí)刻,不同單元的混合體,羅拉在輸出過程中每一瞬時(shí)混和原棉的組成單元和配比也都不一樣,在這千變?nèi)f化的過程中,試用數(shù)學(xué)方法、排列定義,來討論混和原棉中的組成單元及其出現(xiàn)的機(jī)率,便于對多倉混棉機(jī)的混和效能有所了解和認(rèn)識(shí)。
現(xiàn)將6倉混棉機(jī)混和原棉中可能出現(xiàn)的各種組成成分(單元)及幾率如表1所示。
表1 6倉混棉機(jī)混和原棉中可能出現(xiàn)的各種組成成分(單元)及幾率
情況 6倉輸出的混和
原棉中M個(gè)成分
全部出現(xiàn)的情況計(jì)算公式 M成分
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