开清棉机设备作用原理及典型设备介绍

(一)喂入设备的作用原理及典型设备

1.开松作用原理 当肋条压紧棉层时，肋条与肋条之间的纤维将上凸，利用打手高速转动的刀片快速抓取上凸的纤维，从而一方面实现抓取，另一方面使抓取的块状不至于过大。

要求：抓棉机抓取的纤维块尽量小而均匀，即所谓“精细抓棉”，以便后道机台能更好地开松、除杂、混和均匀。

影响开松效果的工艺参数：抓棉打手的转速、打手刀片伸出肋条的距离、抓棉打手间歇下降的动程、抓棉小车的回转速度。

2.混和作用原理 混和作用在很大程度上取决于排包图的正确性及与实际情况的一致性。

抓棉小车运行一周(或一个单程)按配棉方案依次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因素有排包图的编制(图1-3-9)和抓棉小车的运转效率。

图1-3-9 圆盘式抓棉机排包图

上包工作要点：

(1)圆盘式：周向分散，径向错开；

(2)往复式：横向分散，纵向错开；

(3)削高填平、低包抬高、平面看齐、一唛到底。

抓棉小车工作要求：少抓、勤抓、抓细、抓全、适度的运转效率。运转效率一般控制在90%左右。

3.设备的结构

(1)圆盘式喂入设备：圆盘式喂入设备，如图1-3-10所示。其基本运动：小车圆周运动、小车上下运动、打手转动。抓取棉束为30～50mg，产量为500kg/h。采用双打手锯齿刀片，自里向外由稀到密(9，12，15)齿/盘，如图1-3-11所示。

图1-3-10 圆盘式抓棉机

图1-3-11 圆盘式抓棉机打手

(2)往复式喂入设备：如图1-3-12、图1-3-13所示。机幅有1700mm、2300mm、3100mm三种，对应单机实际产量可达1000kg/h、1500kg/h、2000 kg/h及以上。设备幅宽2300mm堆放棉包长度为20m的可排100～110包，最多可以达到180包(设备幅宽3100mm)。

图1-3-12 往复式抓棉机截面图

1—光电管 2—抓棉头 3—打手 4—肋条 5—压棉罗拉 6—伸缩输棉管 7—转塔 8—抓棉小车9—卷绕装置 10—覆盖带 11—输棉道

图1-3-13 立达A11往复式自动抓棉机

抓取棉束可达30～50mg，机幅为1700mm、产量为500kg/h时，抓取棉束可达约30mg。

(二)棉箱设备的作用原理及典型设备

1.棉箱类设备的混和原理

棉箱类设备的混和原理及方法可分为时间差混和、程差式混和、夹层式混和、翻滚式混和，其设备又可分为带开松功能及不带开松功能两个大类。

(1)直放横取法混和：将原料并排放置，然后从上至下一层层取出进行混和，其每次取出的原料混和比例应与设计的比例相符。

(2)横铺直取法混和：首先根据原料的每次投放定量，根据混和比例确定各种原料的具体重量，然后再根据原料铺放面积、每层铺放厚度等决定铺层数量。铺层时各成分要交错进行，每层厚度要均匀，然后从铺层的垂直方向同时抓取所有各层原料。用于棉纺生产加工中的FA016 A型自动混棉机采用的也是横铺直取法混和，如图1-3-14、图1-3-15所示。

图1-3-14 FA016A型横铺直取法铺层

1—凝棉器 2—摆动装置 3—输棉帘 4—压棉帘 5—角钉帘

图1-3-15 横铺直取原理图

(3)多仓铺放法混和：这是利用时间差异或路程差异，使不同时间喂入混棉机的不同成分纤维同时输出(或同一时间喂入的相同成分不同时输出)，从而达到混和的目的。

图1-3-16所示为FA022-6型多仓混棉机，开松的原棉通过输送管2和管道内的活门3进入垂直棉仓1，当棉仓中的棉量达到预定容量后，将使前、后仓隔板上半部分的网眼堵塞，该棉仓静压升高，当达到标定压力时，由微压差控制器控制气动机构关闭活门3，即第六仓棉量灌满了，这时所有仓位的活门都闭合了，棉流只能流向无活门而棉位最低的第一仓，随着时间的延续，顺序进料，直至装满最前一仓(即第一仓)。在第二仓位上装有光电控制器6，监视仓内原料存量的高度。在最前一仓装满时，若第二仓内原棉低于光电管位置，则打开第二仓位的活门，喂料就进入到第二仓，进入第二循环喂料。若最前一仓充满时，第二仓的原棉仍遮住光电管，则进棉口总活门关闭，停止供棉。各仓底部均装有一对给棉罗拉4和一只打手5，纤维经罗拉输出，由打手开松后落到混棉通道内混和并由气流输出。

图1-3-16 FA022-6型多仓混棉机

1—棉仓 2—输送管 3—活门 4—给棉罗拉 5—打手 6—光电控制器

图1-3-17说明从FA022-6型六仓混棉机同一时间输出的原料中包括不同时间喂入的原料(图中以A6、B5、C4、D3、E2、F1表示)，成分数与仓数相等。这只是一种理想情况，实际情况将更为复杂。在图中第一仓与最后一仓(仓位数6～10个)喂料间隔的时间差为20～40min，这种混和方式称为时间差混和。时间差越大，同时参与混和的原料成分越多，混和效果越好。

图1-3-17 多仓混棉机时间差混合原理

(4)称量式混和：这是一种可以使混和比例达到很准确的混和方法，适用于化纤与化纤或与其他多种纤维在对混和比例要求很准确时的混和。

2.棉箱类设备

(1)自动混棉机：如图1-3-18所示。

图1-3-18 FA016A自动混棉机结构图

1—磁铁装置 2—剥棉打手 3—尘格 4—角钉帘尘棒 5—均棉罗拉 6—压棉帘 7—凝棉器 8—输棉帘 9—光电管

①典型设备：A006BS、A006CS、FA016A、ZFA026等。

②影响混和作用的因素：棉堆铺层数、输棉帘速度、混棉比斜板的角度。

③影响开松、除杂作用的因素：隔距、角钉帘与均棉罗拉的速度、输棉帘的速度、角钉倾角与密度、尘棒间隔距、剥棉打手与尘棒间的隔距、剥棉打手转速、尘格包围角与出棉形式。

(2)多仓混棉机：

多仓混棉机可分为两类：一类以混和为主，另一类除以混和为主外，还具有一定的开松和除杂功能，如图1-3-19所示。

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图1-3-19 FA028多仓混棉机结构图

1—进棉管 2—活门 3—混棉仓 4—配棉道 5—光电装置 6—排风口 7—网眼板 8—给棉罗拉 9—混棉帘10—开棉打手 11—输出棉帘

①典型设备：FA022-10、FA028、FA025、FA029、GB051、GB053、立达B72R、特吕茨施勒MX-I、MX-U等。

②影响混和的因素：仓位数量、满仓容量、换仓压力、光电管的位置、喂入和输出量、棉箱的初状态的定位(如图1-3-16)、供应能力GJ与输出能力GCH的匹配性(必须保证GJ＞GCH这一条件，否则将出现多仓位“空仓”，不能发挥设备的有效作用)。

(3)双棉箱给棉机：如图1-3-20所示。该机具有较强的混和能力，在实际应用中相当于起到三个棉箱的定量控制，给出棉层厚薄相对较均匀，一般与成卷机FA141或A076C(E)(F)相连。

图1-3-20 FA046双棉箱给棉机结构图

1—角钉罗拉 2—光电管 3—震动棉 4—剥棉打手 5—角钉帘 6—均棉罗拉 7—中棉箱 8—输棉帘 9—给棉罗拉 10—后棉箱

①典型设备：A092、A092AST、FA046、SFA161A等。

②影响混和、均匀作用的因素：定量控制、供应匹配问题。

(三)开松、除杂设备的作用原理

1.开松、除杂的目的 纺纱原料多数以紧压包形式进厂，为了顺利纺纱并获得优质纱线，首要任务是对原料进行开松。另外，各种纤维原料，如棉、毛、麻、绢绵等都含有各种各样的杂质，化学短纤维含有疵点，这些杂质或者疵点的存在会影响纱线的加工和品质，因此必须尽可能地去除。

2.开松、除杂的要求 将原料纤维块松解，逐渐解除纤维之间以及纤维和杂质之间的联系，通过开松器件的作用，使大块纤维变成小块、小块变成小束，为提供给后道梳棉工序的梳理创造条件。在开松的过程中，应尽量避免损伤纤维，并要求将原料中相对易清除的大部分杂质和疵点清除。

在开松过程中，应遵循“先缓和后剧烈、渐进开松、少碎少破”的工艺原则。在排杂过程中应按“早落少碎”的工艺原则进行。

3.开松的原理 开松的原理可分为：自由开松和握持开松两类。

(1)自由开松：自由开松按机件对原料的作用方式分为自由撕扯(扯松)和自由打击(打松)。

自由撕扯包括由一个运动着的角针机件或者两个相对运动着的角钉机件对处于自由状态下的原料产生撕扯作用。撕扯的先决条件是角钉具有抓取纤维的能力。

(2)握持开松：原料在被握持状态下向机内喂入的同时，受到开松件的作用称为握持开松。

采用高速回转的刀片打手对握持的喂入原料进行打击，使原料获得冲量而被开松，称作打松或握持打击；由锯齿或梳针刺入被握持的须丛中，对纤维束进行分割，使纤维束获得较细致的开松即为扯松，又称作握持分割。

4.除杂的原理 机械除杂是伴随着打手机械的开松作用同时进行的，开松作用越好，杂质的去除效果越彻底。

一种是利用打手与尘棒之间纤维流的通过，使尘棒产生震动，排除纤维块表面的杂质；另一种是利用杂质和纤维的密度不同，从而产生的惯性不同，使杂质通过尘棒与尘棒之间的空隙，实现杂质与纤维块(束)分离。

5.开松、除杂的典型设备

(1)自由开松设备：FA016A混开棉机如图1-3-21所示。

图1-3-21 FA016A混开棉机结构图

1—凝棉器 2—摆斗 3—输棉帘 4—压棉帘 5—均棉罗拉 6—角钉帘 7—尘格 8—角钉打手 9—豪猪打手 10—漏底

(2)握持开松设备：FA106豪猪式开棉机如图1-3-22所示。

图1-3-22 FA106豪猪式开棉机

6.影响开松除杂设备除杂效果的因素

(1)打手速度：打手速度的高低直接影响对棉层的打击强度。

①速度高，开松杂质作用好，落棉率高。但过高，杂质易破损，纤维易受损，且易产生束丝(对棉结有直接关系)。

②确定打手速度主要考虑的因素：加工纤维的长度、成熟度及含杂大小。

③打手速度确定原则：当加工纤维长，含杂少，或成熟度较差的原棉时，打手转速适当低些，一般在500～700r/min。

(2)打手与给棉罗拉之间的隔距：该隔距较小时，开松作用较大，纤维易损伤。

注意：该隔距一般很少变动，一般当纤维长度或棉层厚度发生变化时隔距应作调整，应变大些。一般加工51～76mm长纤维隔距采用10～11mm，加工短纤维38～51mm，一般隔距采用8～9mm，加工棉纤维一般隔距采用6～7mm。

(3)打手与尘棒之间的隔距：此隔距按由小至大进行配置，该隔距越小，棉块受尘棒阻击的机会就越大，在打手室停留的时间也越长。注意：该隔距不易调节，原棉性质变化不大时一般不进行调节。

一般中特纱进口隔距采用10～18.5mm，出口隔距采用16～20mm。

(4)尘棒与尘棒之间的隔距：通过安装角来调整，一般不常改变。原棉含杂变化较大时，该隔距需要调整。该隔距有两类：

①用于回收纤维。隔距配置为：大(入口)、小(中间)、大(出口)。

②用于多落杂。隔距配置为：大(入口)、小(出口)。

(5)给棉罗拉的转速：决定处理产量。14～70r/min，FA106为800kg/h，一般开到处理产量为500～600kg/h，其他为500～600kg/h。

(6)打手与剥棉刀之间的隔距：此隔距以小为适，一般为1.5～2mm，过大易产生反花变成束丝。

(7)“死箱”“活箱”的采用。FA106型开棉机的落棉箱分前、后两部分。所谓“活箱”是落棉箱与外界连通成回收区。所谓“死箱”是落棉箱与外界不连通成落杂区。

①高含杂棉一般采用前后死箱，并采用前后进风。

②3%左右的原棉含杂，一般采用前活箱(负压区)(不补风)，后死箱(正压区)(补风)。

③处理化纤时，一般则采用全活箱(前后不补风)。

(四)成卷设备的典型设备

使用开松器件，对纤维块进行更细致的开松、除杂，使纤维的块状变得更小，有利于下道工序梳棉顺利进行。

1.基本作用要求

(1)进一步开松、除杂；

(2)实现纵向、横向均匀；

(3)成卷为下道工序提供合格的半制品。

2.常用基本设备 A076F型成卷机(图1-3-23)、FA146型单笼成卷机、FA141型单打手成卷机。

图1-3-23 A076F型成卷机结构图

3.影响成卷设备开松除杂的因素 打手速度、打手形式、打手与天平曲杆工作面的隔距、打手与尘棒之间的隔距、尘棒与尘棒之间的隔距、尘笼的内部气流上下平衡和均匀度。