纺纱学开清棉.docx

1、纺纱学开清棉第二章 开清棉内容和要求：& 了解开清棉工序的任务，熟悉抓棉机械、混棉机械、开棉机械、清棉机械的作用原理和结构；& 了解开松、除杂、混和、均匀的目的和要求，掌握开松、除杂、混和、均匀的基本原理、主要工艺参数，以及一般工艺参数的调节方法。& 了解开清棉机械的联接、联动和组合原则。& 掌握棉卷（层）的质量控制方法。难点和重点：& 开松、除杂、混和、均匀作用的基本原理，主要工艺参数对开松、除杂、混和、均匀效果的影响。授课方式： 课堂讲授和现场教学相结合，以及课堂讨论。计划学时：8学时第一节概 述一、开清棉工序的任务 开清棉是纺纱过程的第一道工序。因原棉中含有各种杂质和疵点，并以压紧的棉包

2、送进本工序，所以，为了保证棉包质量和满足后道工序的加工要求，开清棉工序应完成下列任务。 开棉 把棉包中压紧的棉块松解成较小的棉块或棉束。 混棉 按配棉成分，使各种不同性状的原棉或化纤得到充分混和。 清棉 清除原棉中的大部分尘杂、疵点和部分短绒。 成卷 制成一定规格的均匀棉卷，以满足下道工序加工的需要（若采用清钢联合机，则不需成卷）。棉与化纤混纺时，因两者的性状和工艺要求不同，可在清棉和梳棉两个工序分别加工成卷和成条，然后在并条机上进行混和。不同种类的化纤进行混和时，由于其工艺性能接近，可在开清棉工序直接混和。二、开清棉机械的分类和排列组合（一）开清棉机械的分类 按其作用和流程中所处位置可分为以

3、下五类。 抓棉机械 从棉包或化纤包中抓取原料喂给下机台的一种机械，具有开送和喂给作用，如A002C、FA002、FA006等自动抓棉机等。 混棉机械 将原料充分混和的一种机械，具有一定的扯松和除杂作用，如A0006B、FA026、FA022型多仓混棉机等。 开棉机械 采用打手机件对原料进一步开松并除去大部分杂质的一种机械，如六辊有开棉机（A034、FA104）、豪猪式开棉机（A036、FA106、FA108）等。 给棉机械 靠近成卷机，是以均匀给棉为主并有一定扯松混和与除杂作用的一种机械，如双棉箱给棉机（A092AST）等。 清棉、成卷机械 采用打手机件和均匀机构对原料进行较细微开松和除杂，并

4、制成均匀棉卷的一种机械，如单打手成卷机（A076A、FA141）等。 若采用清钢联合机，则清棉机是利用气流输出均匀的纤维流直接供梳棉机使用的。（二）开清棉机械的排列组合开清棉工序各类机械的单机是通过凝棉器、配棉器和联动开关而连接组合成开清棉联合机的。排列组合：“多包取用、精细抓棉、先松后打、早落少碎、强化均匀混和和少损伤纤维”为原则。国产FA系列开清棉联合机的排列组合分棉型和化纤型两种。 棉型工艺流程FA002型自动抓棉机（2台并联） FA121型除金属杂质装置 FA104型六滚筒开棉机（附A045型凝棉器） FA022型多仓混棉机（附A045型凝棉器） FA106型豪猪式开棉机（附A045型

5、凝棉器） FA107型豪猪开棉机（附A045型凝棉器） A062型电气配棉器（2路） A092AST型振动式双棉箱给棉机（2台，附A045型凝棉器） FA141型单打手成卷机（2台）。 化纤型工艺流程 FA002型自动抓棉机（2台并联） FA121型除金属杂质装置 FA022型多仓混棉机（附A045型凝棉器） FA106A型梳针滚筒开棉机（附A045型凝棉器） A062型电气配棉器（2路） FA107A型梳针打手开棉机（2台，附A045型凝棉器） FT201型梳棉风机（2台） FA171型清钢联喂棉装置。第二节 抓棉机械主要作用：实现喂棉工作自动化并使原棉得以初步开松、混和。按其结构特点分为：

6、环行式和往复式两类。发展趋势是采用多包混和并实施微机监控。一、FA002型环行式抓棉机的机构、作用由抓棉小车、梳棉管道和地轨等组成。抓棉小车由抓棉打手和肋条等组成。抓棉打手包括锯齿形刀片、隔盘和打手轴。每个隔盘上的刀片齿数由内向外分为三组，里面一组为9齿，中间一组为12齿，外面一组为15齿，其作用是补偿打手径向的抓棉差异，力求均衡。锯齿刀片的刀尖角为600，对原料的抓取角为100。小车机架由支架连接，内侧由中心轴支承，外侧由两只转动滚轮支承。滚轮沿地轨作顺时针环行回转。抓棉小车回转一周，打手下降一次，故打手下降是间歇性的。抓棉机在满足产量的条件下，要求抓棉的棉块尽量小些，以利于混棉机械的混合和

7、除杂。影响抓棉效果的主要因素：打手刀片伸出肋条的距离、打手下降的距离、打手速度和小车回转速度。二、FA006型往复式抓棉机的结构、作用FA006型往复式抓棉机适于加工各种原棉和76mm以下的化学纤维。主要由抓棉器、直行小车和转塔等组成。抓棉器内装有抓棉打手和压棉罗拉。抓棉打手配有两只，直径均为300mm，打手刀片为锯齿形，刀尖排列均匀。三根压棉罗拉表面速度与直行小车的速度同步，以保证棉包两侧不散花而且压棉均匀。抓棉器设有限位保险装置，使其升降到极限位置时自动停止。直行小车通过支承的四个行走轮在地轨上作往复运动。由于抓棉器和转塔与小车联在一起，所以同样作往复运动。转塔由塔顶、塔底等组成。一般情况

8、下，棉包堆放在轨道的两侧，当一侧抓棉时，另一侧可堆放新包。若抓棉器由地轨一侧转向另一侧抓棉时，需先将拔销机构的定位销拔起，人工转塔旋转1800后，再将定位销插入另一销孔内定位，这样就完成了抓棉器的转向。FA006型往复式抓棉机堆放棉包数量比FA002型多，可以进行多包混棉。抓棉打手速度提高，抓取棉块减小，为提高产品质量打下了良好的基础，并且具有更换品种方便等优点。三、影响抓棉质量的因素（一）撕扯、开松作用 高速回转的抓棉打手抓取棉块时，受到肋条的阻滞，其工艺作用就是撕扯。要求抓棉机抓取的棉束尽可能小，即所谓精细抓棉。开松作用：利用抓棉小车上的肋条压紧棉包表面，打手刀片自肋条间插入棉层抓取棉块来

9、实现的。抓棉机的开松只是初步的，使棉包变成棉块。棉块平均重量减少70% 左右。 影响开松效果的工艺参数： 锯齿刀片伸出肋条的距离 距离小，锯齿刀片插入棉层浅，抓取棉块的平均重量轻，开松效果好。 抓棉打手的转速 转速高，作用强烈，棉块平均重量轻，打手的动平衡要求高。 抓棉小车间歇下降的距离 距离大，抓棉机产量高，开松效果差。 抓棉小车的运行速度 速度高，单位时间抓取的原料成分多，开松效果差。在工艺流程一定时，精细抓棉可提高开清棉全流程的开松效果，并有利于混和、除杂和均匀成卷。（二）混和作用 抓棉小车运行一周按比例顺序抓取不同成分的原棉，实现原料的初步混和。 影响抓棉机混和效果的工艺参数： 抓棉小

10、车的运转效率运转效率=在满足前方机台产量供应的前提下，抓棉小车的运转效率高，单位时间抓取的原棉成分多、混和效果好。抓棉小车的运转效率一般不低于80%，提高运转效率必须掌握“勤抓少抓”的原则。“勤抓”：单位时间内抓取的配棉成分多；“少抓”：抓棉打手每一回转的抓棉量要少。 上包工作 每台抓棉机可堆放2040包原棉，棉包排列要做到：“周向分散、径向叉开”，以保证抓棉小车每一瞬时抓取不同成分的原棉，上包时要：“削高嵌缝、低包松高、平面看齐、一唛到底”。使用回花、再用棉时，要用棉包夹紧，最好要打包后使用。第三节 混棉机械主要作用是混和作用，根据机型不同伴有扯松、开松、除杂、均匀给棉等作用。一、自动混棉机

11、的机构图2-1 ZFA026自动混棉机二、混棉机的作用（一）开松作用：开松是混合、除杂的保证表现在四处 ： 角钉帘对水平帘喂入棉堆的加速抓取。 角钉帘与压棉帘间撕扯。 均棉罗拉与角钉帘间的撕扯。 剥棉打手对角钉帘上棉块的剥取和打击。归纳起来就是如下两种情况：(1)一个角钉机件对棉块开松。 (2)两个角钉机件对棉块开松。 单一角钉机件的扯松作用图2-2 单一角钉机件对棉块开松时棉块受力分析角钉尖端受到三个力：上方棉块垂直压力；梳棉帘输送棉块的水平压力；角钉快速向上运动时，周围棉块的阻力。利用力的合成，得，的合力为（ 为角钉尖端受力 ）将分解所以 式中：角钉植针角。因为沿角钉方向，反过来是角钉刺入

12、并抓取棉块的力。当减小时，S增大，N减小，对抓取棉块有利，开松增加：但当过小时，S过大，棉块易嵌入钉内，影响棉块脱离角钉，且植针过于平直，降低抓棉量。=3050，在ZFA026上 40。 两个角钉机件的扯松作用图2-3 两个角钉机件对棉块开松时棉块受力分析只要F大于棉块中纤维间联系力，棉块就分解，从而得到开松。其实，混棉机在实际运转过程中，有少数棉块会沉入角钉帘的根部，未能得到开松，所以，对棉块的开松作用是随机的。 影响开松程度的工艺参数主要是隔距、速度、角钉规格、喂棉量和原棉密度、回潮率的大小等。 角钉规格：角钉规格包括角钉密度、倾角、长短、粗细等，其中以密度和倾角对开松影响较大。角钉密度通

13、常以单位面积的钉数表示，亦可用角钉的纵距乘横距表示。密度过大，棉块浮在角钉表面，抓取能力减小；密度过小，棉块沉在角钉内部，开松效果减小。角钉倾角：（植钉角）：一般在较小时，利于棉块抓取、开松。（棉块被抓取是开松的必要条件，不能抓取，就无从开松。） 压棉帘于角钉帘隔距： 隔距小，开松效果增加，常用6080 mm。 均棉罗拉与角钉帘隔距： 隔距小，开松效果增加，常用4080mm。 角钉帘与均棉罗拉速度：角钉帘速度增加，产量增加，但单位长度的角钉帘上受均棉罗拉的打击次数减少，开松减小。均棉罗拉转速增加，开松增加。通常：均棉罗拉转速为200300r/min 角钉帘线速为60100m/min（二）混和作

14、用 夹层混和（A006B、ZFA026上的横铺直取） 翻滚混和（A092A中部棉箱） 延时混和（多仓混棉机）1、直取式自动混棉机的混和原理A006B、ZFA026属横铺直取式混棉机，因为棉层被铺放成一层一层的，所以叫夹层混和。自动抓棉机输出的棉块由凝棉器从侧向喂入储棉箱，通过摆斗往复摆动，把棉块逐层横铺在输棉帘上，如图2-4所示。图2-4 棉堆“横铺直取”示意图角钉帘则作垂直向上运动，抓取的棉块铺放成五层。采用Z向喂棉，来实现“横铺直取，多层混和”的目的。 影响混和的工艺参数 堆铺放层数堆铺放层数愈多，混和效果愈好。对于混和通过数理统计方法，可求出如下的公式：C = 式中：C原料混和后的各项性

15、能不匀率（变异系数） 原料混和前的不匀率，即各层的原料不匀率（变异系数） 铺放的层数（棉堆）若C大，即不匀率大，则说明混和效果不好。从上式可以看出：不变时：增大，则C减小，混和效果好；不变时：减小，则C减小，混和效果好。所以，要收到较好的混和效果，必须设法使增大，减小。这就要充分开松，所以，开松是混和的先决条件。设：水平帘速度为V（m/min），摆斗的摆动次数为n(次/min)，在水平帘长度方向辅棉长度为L(m)，因为摆斗往复一次，可铺放两层棉层，所以单位时间内，可铺放2n层棉层。水平帘走完一个L长的时间为： 所以在t时间内，即在走完L长时间内，铺放棉层数m为： 通常，L约等于尘笼幅度，约1m

16、左右。要提高混和效果，即 ：n增大（摆斗摆动速度）或V减小（输棉帘速度） 混棉比斜板的倾角为了保证棉箱内多层棉堆不被破坏，便于角钉帘抓取全部配棉成分，在棉箱的后侧装有混棉比斜板。 当水平输棉帘速度增大时，混棉比斜板的倾角要增大。此倾角通常在22.540范围内调态，过大影响棉箱中的存棉量，结果影响到混和作用。 输棉帘线速度V V小则m增大，C减小，混和效果好 箱内棉堆高度控制高度高，棉堆铺放层数m增大，混和效果好。高度波动小，则输出棉堆均匀、稳定。通常，此高度控制在机侧观察窗的中部附近。2、A092AST型双棉箱给棉机的混和作用混和作用是靠原料在中棉箱内翻动而实现的。原料在箱内翻动快慢与角钉帘速

17、度有关。速度快，翻动快，混和效果好。翻动的快慢还与棉箱内棉量有关，棉量过多，不易翻动，且易产生面团。总的说来，A092A型双棉箱给棉机的混和作用是不显著的。（三）除杂作用 除杂作用的实现自动混棉机：在剥棉打手和角钉帘两处下方装有尘格，可以清除部分较大杂质。此外，在出棉口装有磁铁装置，也能清除部分铁杂。A092A双棉箱给棉机：在角钉帘下方也装有尘格，亦能清除部分杂质，不过，不显著。自动混棉机的除杂效率较高，一般在10%左右，落棉含杂率可达70%以上。 影响除杂的工艺参数 尘棒间的隔距：为了充分排除棉籽等大杂，尘棒间的隔距应大于棉籽的长直径。常采用1012mm。通常此隔距适当增大，则落棉率增大，除

18、杂效率增大。 剥棉打手以尘棒的隔距：采用进口小，出口大的配置，以增强棉块在进口处的开松作用，同时，随着棉块的松解，有利于杂质的下落和棉块向前输出。通常：进口隔距是：815mm；出口隔距是：1020mm 剥棉打手的转速：转速增大，则落棉率增大，除杂效率也增加。但当转速过高时，打手易返花。通常，打手转速是400600转/分。 尘格包围角与出棉形式： 当上出棉时，尘格包围角大，棉块与尘棒撞击次数多，开松、除杂效果增加； 当下出棉时，即A006B与六辊筒开棉机联结，尘棒包围角较小，除杂效率略有降低。（四）均棉作用A006B、ZFA026自动混棉机与A092A型双棉箱给棉机均有均棉作用，但主要是体现在A

19、092A上。A006B、ZFA026的均棉作用是由于棉箱中的摇栅控制了存棉量的多少，当棉箱中棉量波动时，棉堆的密度以及与角钉帘的接触高度较稳定，从而出棉稳定，从而达到均棉作用。 FA022型多仓混棉机的机构、作用适于各种原棉、棉型化纤和中长化纤的混和。由输棉风机、配棉道、棉仓、给棉罗拉、打手、混棉道、出棉管、回风道和电气控制等组成，如图2-5所示。图2-5 FA002型多仓混棉机1-电气控制 2-输棉风机 3-进棉管 4-回风道 5-挡板活门6-给棉罗拉 7-打手 8-混棉道 9-配棉道 10-棉仓11-网眼板 12-光电管 13-出棉管 14-压差开关（五）不同混棉方式的混和效果 时差混棉

20、不同时间输入混棉机的不同成分纤维同时输出形成时差混和。延时时间愈长，混和效果愈好。 程差混棉 同时喂入混棉机内的同一成分纤维，因在混棉机内各自经过的路程不同，使输出时分布在较长片段的棉流中。程差愈大，混和效果愈好。 夹层混棉 凝棉器输出的棉层经摆斗逐层“横铺”在梳棉帘上，角钉帘“直取”不同棉层中的纤维。因纤维性质的差异，角钉抓取纤维的能力不同，加之棉箱容量小，混和能力较差。 翻滚混棉 水平帘将棉堆向前输送，角钉斜帘抓取原棉引起纤维在棉仓内翻滚。因原棉翻滚剧烈，极易产生束丝和棉团且混和效果不佳。第四节 开棉机械主要任务：对原棉开松、除杂。开棉机械分为：自由打击开棉机和握持打击开棉机两种。一、开棉

21、的方法： 自由开棉 原料在自由状态下受角钉了得打击开松。比较温和，损伤纤维少。A034型、FA104六辊筒开棉机、A035A型混开棉机。 握持开棉 原料在握持状态下（通常用两根罗拉握持），受到打手的打击开松 。比较强烈，除杂效果较高。A036型、FA106、FA107、FA108豪猪开棉机 其它开棉方法 振动开棉等。它在六辊筒开棉机有应用，其上有振动式扁钢尘棒装在打手下方，利于开棉。二、自由打击开棉机（六辊筒开棉机）主要特点：开松作用缓和、纤维不易损伤、杂质不易破碎、除杂效果较差。（一）FA104型及A034型六辊筒开棉机 图2-6 FA104型六滚筒开棉机六辊筒开棉机是由六只直径相同，上有四

22、列角钉的辊筒，尘格和剥棉刀等组成。辊筒上的角钉是细长截头圆柱体。辊筒依次自下而上成45角倾斜排列，辊筒直径均为455mm。辊筒的转速是依次自下而上递增的，以及前方气流的吸引。所以，原料自下而上逐步运动，将原料送到前方机台。在各辊筒上方装有“V”形剥棉刀，减少辊筒返花。尘棒数量在第一、第二、三只辊筒下方是35根。第四、第五辊筒下方是39根。尘棒的间距均可调节。在15只辊筒的下方装有由振动式扁钢尘棒组成的尘格。第六只辊筒下方没有。采用振动式扁钢尘棒，尘棒受棉块撞击后而产生振动，发生振动开棉。采用振动式扁钢尘棒与固定式尘棒相比较，具有籽棉和棉籽等大杂质不嵌塞尘棒的优点，因此，本机对清除棉籽、籽棉、不

23、孕籽等大杂质有较高的效能。棉块进入六辊筒开棉机后，在自由状态下受角钉的打击。在辊筒与尘棒间被反复作用而开松、杂质从尘棒间隙落出。六辊筒开棉机的除杂效率一般是20左右。值得注意的是：辊筒在加工较长的纤维时，易产生绕花现象，所以，加工化纤时不宜使用。1、开松作用棉块在自由状态下，受角钉打击的受力情况如下图2-7所示：图 2-7 棉块在角钉打击下的受力情况由P分解的两力P1和P2，分别起着不同的作用。2、除杂作用六辊筒开棉机在第15只辊筒下方装有尘棒，形成尘格，进行除杂。由于连续采用六只角钉辊筒自由开松以及采用振动式扁钢尘棒，开松作用缓和，除杂面积较大，且杂质不易碎裂。因此，六辊筒开棉机具有较高的除

24、杂性能。六辊筒开棉机清除不孕籽、棉籽和籽棉的效果较显著。清除细小杂质也较好。符合开清棉初始阶段的要求，有利于杂质早落、少碎，提高成纱质量。前三只辊筒落棉较多，后三只落棉较少。一般后三只辊筒的除杂效率只是前三只的1/31/4,当使用不好时，后几只辊筒的尘棒还会缠绕纤维。六辊筒开棉机的开松、除杂作用与转速、隔距等工艺参数有密切关系，合理选择工艺参数，可充分发挥该机的开松、除杂性能。3、影响开松、除杂的工艺参数 辊筒转速转速提高，则开松效果好，从而除杂效果好。还有相邻辊筒的速比增加（即相邻辊筒速差增加），则开松效果好。同时，落棉率增加，除杂效率好。辊筒转速，常采用递增的方法配置，相邻两辊筒的速比常为

25、1：1.11.3。需注意的是，辊筒转速过高，易造成辊筒返花或落白花（即有用的好纤维被击落），使落杂率降低。辊筒转速要根据原棉的品级决定，一般采用450750转/分。转速提高，则除杂效率高。 辊筒与尘棒隔距辊筒下方的尘棒组成的尘格是一圆弧，这一圆弧半径大于辊筒半径且不同心。所以，辊筒与尘格进出口处隔距较大并相同（2640），中点隔距最小（620）。辊筒与尘棒隔距常指中点隔距，此隔距减小，棉块受到的作用力强，则开松、除杂效果好，但隔距过小，喂入原棉较多时，易打落尘棒。为了适应原棉逐步开松的需要，中点隔距应逐渐增大，即后面辊筒与尘棒的隔距要大于前面辊筒与尘棒间的隔距。通常 ： 第一、二、三辊筒与尘棒

26、隔距为8，第四、五辊筒与尘棒隔距为12，第六辊筒与其下方过棉板隔距为18，增大或减小此隔距可通过升降辊筒两端轴承进行调节。 尘棒间隔距隔距增大，则落棉率提高，除去杂质效果好，但除杂效果的不一定高。因为，此隔距过大，有可能引起落棉。这样，不利于除杂效率提高。通常：第一、二、三辊筒处尘棒间隔距较大，为10第四、五辊筒处尘棒间隔距较小，为8这样配置的目的是为了做到先落大杂，后落小杂。 辊筒与剥棉刀间的隔距剥棉刀是为了防止辊筒有返花，影响开松、除杂。减少返花而引起的棉结而设置的在保证辊筒既不与剥棉刀相碰，又不返花的前提下，辊筒与剥棉刀间的隔距是1.5左右。总之，对于六辊筒开棉机来说，棉块是在自由状态下

27、开松、除杂的。因此损伤纤维少。在原棉含杂3时，要求本机的落棉率控制在1左右，落棉中应去处的不孕籽占10。三、握持打击开棉机（豪猪式开棉机）主要特点：打击力大、除杂作用强、杂质容易破碎、纤维容易损伤。（一）FA106型豪猪式开棉机 图2-9 FA106型豪猪式开棉机1、影响打手开松和除杂的工艺参数 打手速度 打手转速高，开松效果好。但杂质易破裂，而且有可能造成落白花或输出紧棉束（受到过分撞击而产生的）。落棉含杂率反而减小。通常：打手转速为500700r/min。对于加工的纤维长、含杂少或成熟度差的原棉时，采用较低的打手转速。 打手至给棉罗拉的隔距 隔距减小，则开松效果好。但隔距过小，易损伤纤维。

28、加工棉时，隔距6；加工化纤时，隔距11。 打手至尘棒隔距：随着棉块逐渐松解，体积增大，此隔距自进口到出口逐渐放大。当隔距小时，棉块受尘棒阻击的机会增多，落棉增加。反之，隔距大时，落棉减少。一般纺中特纱（2132tex以下）时，进口隔距为1012，出口隔距为1718.5。由于此隔距不容易调节，所以，在原棉性状变化不大时，一般不调节。 打手至剥棉刀隔距：为防止返花，造成束丝，此隔距以小为宜。通常：此隔距采用1.52。所以，要求制造精度较高。2、尘棒的结构和作用在豪猪开棉机上，沿打手圆周3/4面积为尘格所包围，尘格由68根尘棒组成，分为四组，进口一组为14根，中间两组为17根，出口一组为20根。图2

29、-10 尘棒的结构尘棒acdf面为工作面，用以反射撞击在尘棒上的杂质。尘棒bcde面为底面，尘棒adef面为顶面。尘棒顶面与工作面间的夹角为清除角，安装时迎着棉块的运动方向，具有分离杂质和阻滞棉块与打手共同扯松棉块的作用。清除角的大小，对清除杂质，开棉是有影响的。小，则原棉容易被尘棒钩住，棉块所受打击次数多，而且，小，则工作面acdf和顶面adef的方向将有利于杂质的排除。因此，除杂效率。但是，太小时，容易损伤纤维，一般角取4050。多数为48。尘棒顶面与底面的交线到相邻尘棒工作面间的垂直距离称为尘棒间的隔距。尘棒工作面与工作面顶点到打手轴心的连线间的夹角为尘棒安装角。安装角的大小，可在机外用手输调节。当变更安装角时，尘棒间的隔距也相应改变。安装角减小，尘棒之间隔距增大。尘棒间隔距不仅随安装角而变化，而且与尘棒安装位置有关。3