（纺织工程专业论文）新型清梳联喂棉箱的研制[纺织工程专业优秀论文].pdf

摘要 在当今纺织机械发展趋势中，清梳联是个必然过程，而起连接作用的喂棉箱 在清梳联中有着重要的作用。清梳联喂棉箱喂入梳棉机的筵棉的不匀程度，直接 影响到梳棉机生条条干的不匀率。而筵棉的不匀，主要是由于喂棉箱的结构和工 艺造成的。因此，如何改进和优化喂棉箱的结构和工艺，进而最大限度的提高筵 棉的均匀性，一直是纺织工业所研究的问题之一。 本文介绍了清梳联喂棉箱的发展历程和国内外研究现状，详细分析了喂棉箱 的结构和工艺，并对比分析了国内外主要喂棉箱的结构，指出各种结构的优缺点， 以及实际生产运用中工艺参数的合理调节范围。 本文从梳棉机的除杂原理出发，介绍了梳棉机的除杂过程，并通过与梳棉机 除杂结构的对比，确定了喂棉箱中的除杂机构的设计方案。喂棉箱中增加除杂机 构，既是创新点，也是亮点。 本文在综合分析的基础上，提出了新型喂棉箱的发展方向和具体设计方案。 该方案在满足梳棉机高质高产需求的同时，解决或避免了现有喂棉箱日常应用中 普遍存在的粘、缠、挂、堵、漏等问题。 为了验证新型喂棉箱结构的合理性，成功的制作了样机，并进行了过棉试验， 结果表明，该样机符合设计要求。 最后，本文从清梳联整条生产线的角度出发，指出新型喂棉箱不仅提高了本 机的单机性能，还能够满足清梳联“高效、短流程”的需求，其发展前景非常广 阔。 关键词清梳联喂棉箱除杂高效短流程工艺参数 a b s t r a c t i nt h ep r e s e n td e v e l o p i n gt r e n do ft h et e x t i l em a c h i n e r i e s ，t h eb l o w i n gc a r d i n gi sa n i n e v i t a b l ep r o c e s s ，a n dt h ef e e d i n gh o p p e r , w h i c hp l a y sc o n n e c t i v ef u n c t i o n s ，t a k e s i m p o r t a n tr o l e sd u r i n gt h ep r o c e s so fb l o w i n gc a r d i n g t h es l i v e ru n e v e n n e s sw a s e f f e c t e db yt h ei r r e g u l a r i t yo ft h eb a t ，w h i c hw a sf e di n t ot h ec a r d i n gm a c h i n e r y t h r o u g ht h ef e e d i n gh o p p e ro ft h eb l o w i n g c a r d i n gu n i t t h eu n e v e n n e s so ft h eb a t w a sc a u s e db yt h es t r u c t u r ea n dp r o c e s so ft h ef e e d i n gh o p p e r t h e r e f o r e ，h o wt o m o d i f ya n do p t i m i z et h es t r u c t u r ea n dp r o c e s so ft h ef e e d i n gh o p p e r , t h e ni m p r o v e t h e u n i f o r m i t yo ft h eb a tt ot h em a x i m u me x t e n t ，w a sap r o b l e mw h i c hn e e d e ds o l v e d u r g e n t l y t h ed e v e l o p i n gc o u r s ea n dt h er e s e a r c hs t a t u sh o m ea n da b r o a do ft h ef e e d i n gh o p p e r o ft h eb l o w i n g - c a r d i n gu n i tw e r ei n t r o d u c e di nt h i sp a p e r t h es t r u c t u r ea n dp r o c e s s o ft h ef e e d i n gh o p p e rw e r ea n a l y z e di nd e t a i l a f t e rt h ec o m p a r i s o na n da n a l y s i so f t h es t r u c t u r e so ft h ef e e d i n gh o p p e rh o m ea n da b r o a d ，t h em e r i t sa n dd e m e r i t so fe a c h u n i t ，t h ea d j u s t m e n t sr a n g eo fp r o c e s sp a r a m e t e r si na c t u a lp r o d u c t i o nw e r ep o i n t e d o u t t h ep r o c e s so fi m p u r i t yr e m o v a lw a si n t r o d u c e do nt h eb a s eo ft h ep r i n c i p a lo f i m p u r i t yr e m o v a li nc a r d i n gm a c h i n e r y t h ed e s i g ns c h e m eo fi m p u r i t yr e m o v a l m e c h a n i s mo ft h ef e e d i n gh o p p e rw a sc o n f i r m e dt h r o u g ht h ec o m p a r i s o nw i t ht h e m e c h a n i s mi nc a r d i n gm a c h i n e r y t h i sd e s i g ns c h e m ei so n eo ft h ei n n o v a t i v ep o i n t s t h ed e v e l o p i n gd i r e c t i o na n dc o n c r e t ed e s i g ns c h e m ew e r ep u tf o r w a r do nt h eb a s i s o fc o m p r e h e n s i v ea n a l y s i s t h i ss c h e m em e tt h ed e m a n df o rh i g hq u a l i t ya n dh i g h y i e l d ，m e a n w h i l e ，i ts o l v e do ra v o i d e dt h eu b i q u i t o u sp r o b l e m sd u r i n gt h ed a i l y a p p l i c a t i o n ，s u c ha sa d h e r i n g , w i n d i n g , h a n g i n g ，b l o c k i n g ，l e a k i n g t h ep r o t o t y p ew a sm a n u f a c t u r e ds u c c e s s f u l l yi no r d e rt ov e r i f yt h er a t i o n a l i t yo ft h e s t r u c t u r eo ft h en e wt y p eo ff e e d i n gh o p p e r r e l e v a n te x p e r i m e n t sw e r ec a r r i e do u t a n dt h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ep r o t o t y p ew a si na c c o r d a n c ew i t ht h ed e s i g n r e q u i r e m e n t s f i n a l l y , t h ei m p r o v e m e n to ft h es e r i a lp e r f o r m a n c ea n dt h es a t i s f a c t i o nf o rh i g h e f f i c i e n ta n ds h o r t p r o c e s s w e r ep o i n t e do u tf r o mt h ea n g l eo ft h ew h o l e p r o d u c t i o nl i n eo fb l o w i n g - c a r d i n g t h ep r o s p e c t so ft h en e wt y p eo ff e e d i n gh o p p e r i s w i d e k e y w o r d s ：b l o w i n g - c a r d i n g ；f e e d i n gh o p p e r ；i m p u r i t yr e m o v a l ；h i g he f f i c i e n c y s h o r t e n e dp r o c e s s ；t e c h n o l o g i c a lp a r a m e t e r s 学位论文独创性声明、学位论文知识产权权属声明 学位论文独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文系本人在导师指导下独立完成的研究成果。文中 依法引用他人的成果，均已做出明确标注或得到许可。论文内容未包含法律意义上 已属于他人的任何形式的研究成果，也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成 果。 本人如违反上述声明，愿意承担由此引发的一切责任和后果。 做储躲构永兰嗍呻年乡月多日 学位论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的学位论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。 学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校 后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为 青岛大学。 本学位论文属于： 保密口，在年解密后适用于本声明。 不保密母 导师签名 ( 本声明 嗍叫年彭月多日 日期：7 巧年占月心日 ，未经许可，任何单位及任何个人不得擅自使用) 4 9 ) z - 一 厶p 小 r 杈 打 厶乡 蝴移 框 、 方 名 上 签 以 者 在 作 请 文 0 论 第一章绪论 1 1 清梳联喂棉箱简介 第一章绪论 1 1 1 清梳联简介 开清棉工序和梳棉工序是纺纱生产工艺过程中的第一道工序，也是关键的工 序，主要完成开松、混合、除杂、梳理和成条等任务。传统的成卷工艺流程是将开 清棉工序处理的较大棉束通过成卷机制成符合要求的棉卷，储存起来，再根据需要 喂给梳棉机。清梳联就是将传统的开清棉和梳棉两个工序有机地连接起来，实现开 清工序和梳棉工序的连续化和自动化生产。应当指出的是，把原棉开松后再压紧成 卷、压紧后再开松梳理的工艺路线并不符合系统优化的理论。所以如何合理的将 两道工序衔接起来一直是纺织工业研究探索的课题。最早提出清梳联设想的，可以 追溯到1 9 2 4 年。但由于当时梳棉机用的是弹性针布，产量仅为1 5 k g 台时 - - 3 k g 台时，是清棉机产量的1 5 0 i 1 0 0 ，条件不具备。2 0 世纪5 0 年代国际棉纺织生 产开始了高速试验，梳棉机高速高产为开清棉和梳棉两个工序的直接连接创造了条 件刳。 清梳联合以后，由于清棉机输出的筵棉经过清梳联喂棉箱直接喂入梳棉机，避 免了因棉流在成卷机集棉尘笼上凝聚、成卷时压紧和在梳棉机上退卷时造成的粘连 以及换卷搭接时造成的不匀等，提高了生条的质量，特别是生条的重量不匀率和条 干均匀度等指标得到明显改善。清梳联在提高设备自动化水平和产品质量、减轻工 人劳动强度、提高劳动生产率、节省设备占地面积、降低能源消耗等方面都有突出 的优点。 清梳联有两种类型：一种是将清棉机输出的棉量通过输棉管道输送给各台梳棉 机，多余的棉量再经回棉管返回中间的储棉箱，称为有回棉清梳联；另一种是输棉 管道将棉流均匀地分配给各台梳棉机，称为无回棉清梳联。有回棉清梳联存在的突 出问题是：对每台梳棉机分配棉量的均匀性不能保证，因此纺出生条的均匀度差， 并且在纺纱品种多时，翻盖调整不便，趋于淘汰。无回棉清梳联节省了中间储棉箱， 没有回棉重复打击的问题，因此减少了棉结产生的机会，有利于提高生条质量，是 发展的方向。 连接两道工序的连接设备主要有输棉管道、输棉风机、连续给棉装置和清梳联 喂棉箱，各喂棉箱之间通过输棉管道相连，靠近末道清棉机的第一台喂棉箱的配棉 头上装有电子压力丌关。从末道清棉机出来的棉束，由输棉风机输送入输棉管路， 棉流通过各台喂棉箱的配棉头时，小部分落入喂棉箱，进入梳棉机，大部分继续向 青岛大学硕士学位论文 前输送，最后一台则接受剩余的全部原料。输棉管路内的压力达到一定值，压力开 关控制末道清棉机输出罗拉停止供棉。但风机继续运行，随着输棉管内棉流的不断 下落，输棉管道内的压力逐渐降低，当低于给定压力值时，压力开关控制末道清棉 机输出罗拉的重新开始供棉，实现开清工序和梳棉工序的连续化和自动化生产h 1 。 其工艺流程见图1 1 4321 l 一末道清棉机2 输棉风机3 输棉管路4 一喂棉箱5 一梳棉机 图1 - l无回棉清梳联工艺流程 清梳联以其工艺的先进性和合理性在工业发达国家得到了迅速发展，成为实现 纺织厂现代化的重要标志之一。到了2 0 世纪9 0 年代初，发达国家和地区纺织行业 中清梳联所占比重己达到7 0 以上。纺织工业“十一五 发展纲要提出了纺织工 业发展的指导思想、方向和重点，要求积极推广使用国内外先进的棉纺织设备，大 力提升“三无一精 产品的比重，鼓励节能降耗技术设备的应用和推广。到“十一 五 未，棉纺织行业国2 0 世纪9 0 年代及国际水平的设备比重要达到6 5 ，其中清 梳联普及率要达到5 0 。因此，清梳联工艺取代传统成卷工艺的趋势越来越明显。 1 1 2 清梳联喂棉箱简介 清梳联喂棉箱是开清梳联合机的连接设备，位于梳棉机的后部，借输棉风机的 作用，将清棉机处理好的纤维均匀分配到各台喂棉箱的上棉箱，经进一步开松落入 下棉箱，借循环风机的吹风作用，产生均匀筵棉喂给梳棉机。所以在清梳联生产线 中的作用至关重要，它的好坏影响到整条生产线能否正常运转，影响到梳棉机的生 条质量。 目前清梳联流程中连接棉箱有两种结构，一种是储棉箱式，主要是用于多仓混 棉机和清棉机之间；一种是气压式，主要用于清棉和梳棉之间。 本文研究的清梳联喂棉箱是位于清花机组与梳棉机之间的连接装置，属于气压 2 第一章绪论 式棉箱，其作用是将经过清花机组开松、混合后的纤维形成均匀的筵棉喂入梳棉机， 确保梳棉机的连续均匀供棉，实现清梳联工序连续化。 1 2 清梳联喂棉箱工作原理 当前用于梳棉机上的喂棉箱，基本上都是无回花，连续喂棉的双层棉箱，绝大 部分是双气压控制，在下棉箱内还有不同形式的匀棉措施，以保证下棉箱存棉密度 均匀和横向均匀。各公司的喂棉箱的工作原理基本相同，以青岛宏大的f a l 7 9 b 为 例，具体结构见图1 2 。 1 配棉头2 给棉罗拉3 开松辊4 小风机5 静压箱 6 振动栅7 输出罗拉8 导料槽9 梳棉机 图1 2f a l 7 9 b 喂棉箱 经清棉机组开松、除杂后的原棉，经输棉风机、输棉管道送到喂棉箱的上棉箱 l ，由于配棉头的扩散及排气作用而落下。从上棉箱落下的原棉，又经给棉罗拉2 3 青岛大学硕士学位论文 加压形成3 m m 厚的棉层，顺向喂入，再经开松罗拉3 开松成细小棉束，在小风机4 产生的气流作用下，被吹向棉箱下部堆积，振动板6 在凸轮的作用下，做有规律的 振动，使下棉箱的原棉产生出均匀而紧凑的筵棉，再由输出罗拉7 向梳棉机给棉罗 拉9 同步输出哺1 。 双气压控制是指上棉箱和下棉箱均采用压力控制。上棉箱的压力开关安装在第 一台喂棉箱的配棉头上，用来检测输棉管道的压力。输棉风机从术道清棉机连续吸 取纤维，通过输棉管道到达喂棉箱的配棉头，因为配棉头的突然扩散及排气作用， 使纤维和气流分离，空气由排气网排出，棉流落下，随着各机台上棉箱棉层高度增 加，管道压力逐渐上升，上升到预定压力上限值时，末道清棉机停止供棉，输棉风 机继续运转使各上棉箱保持一定的压力。随着喂棉箱棉层的不断输出，储棉量减少， 各上棉箱排气量增加。管道压力下降到压力开关下限值时，末道清棉机恢复供棉。 由于输棉管道内压力值及上棉箱纤维充满高度波动小，上棉箱内纤维密度较为均匀 恒定引。 每台喂棉箱的下棉箱都装有压力检测装置，纤维被风机吹入下棉箱，通过下棉 箱两侧的网眼板( 或透气栅) 实现气流和纤维的分离，下棉箱压力经压力检测装置 检测后，将信号输送给梳棉机的p l c ，p l c 根据梳棉机的道夫速度，结合工艺设定值， 经转换计算后控制给棉电机速度，通过给棉电机速度的不断连续调整以保证输出恒 定的筵棉定量。 对气压式喂棉箱来浣，气流是设计和工作的灵魂，使用中必须保证棉箱各零部 件连接处密封可靠，来保证气流的稳定。 1 3 对清梳联喂棉箱的要求 清梳联喂棉箱在清梳联流程中的位置决定了其主要功能就是按规定重量，将棉 絮均匀、稳定的喂入梳棉机。因此清梳联喂棉箱必须达到如下几点： 1 落下棉絮做到雪花飘。经过开松辊开松后落入下棉箱的棉絮不仅横向要一 致，并且纵向也要均匀稳定。 2 密度要稳定。下棉箱堆积的棉絮密度要稳定一致，波动小，使输出的棉层 重量稳定。 3 棉结增长率低。要做到喂棉罗拉不缠花，开松罗拉不返花。 1 4 国内外研究状况 最早提出清梳联设想的，可以追溯到1 9 2 4 年。但当时梳棉机用的是弹性针布， 产量仅为1 5 3k g 台时，是清棉机产量的1 5 0 1 1 0 0 ，条件远不具备，只是一 4 第一章绪论 种理想。1 9 4 0 年瑞士立达( r i e t e r ) 公司不停车的自动落卷成卷机进入市场，直到 2 0 世纪5 0 年代这段时期，可以说是成卷机的时代，各种型号的自动落卷成卷机相 继出现，人们又把研究的目标扩展到加大卷装方面。大卷装加大了棉卷直径，提高 了棉卷重量，几乎达到非人力所能应付，于是又研究棉卷的储存与自动运输。 由于棉卷直径加大，卷绕过程又遇到偏心问题，因此到了1 9 5 6 年，立达公司 认为成卷机的发展已接近极限，而开始转向清梳联。对于大卷装引起的偏心问题， 尔后由原西德的赫格特( h e r g e t h ) 公司和特吕茨勒( t r u t z s c l e r ) 公司进一步发 展、完善、开发出棉卷外加压，最大卷装达l o o m ，采取电气气动一机械联动的具 有自动计长、切断、释压、落卷、放扦、过磅、打印、放签、记录、调磅等十大自 动化的全自动落卷成卷机，型号为s w 3 和s w f ，成卷机的发展到了6 0 年代，可谓真 正到了顶峰，此后再没有新的进展。 1 9 5 0 年开始用金属针布代替弹性针布，应用范围由粗到细。金属锯条的出现和 推广，为梳棉机高速高产创造了条件。随后，高产梳棉机接连更新换代，产量由1 9 5 0 年的1 5 - - 。3k g 台时提高到1 9 6 3 年的6 1 0k g 台时；到九十年代，提高到1 0 0 1 2 0 k g 台时；进入2 1 世纪，进一步提高到1 5 0 k g 台时。 从1 9 5 7 年开始，瑞士立达公司开始把清梳联作为工业技术问题进行研究，采 取了一种类似与清棉配棉系统的问道、阀门，用气流输送到梳棉机的所谓 “a e r o f e e d 。1 9 6 2 年立达公司先后将第一批a e r o f e e d 系统提供给瑞士的f i g i 纺 纱厂和美国的g r a t e x 工厂。1 9 6 3 年第四届国际纺机展( i t m a ) 首次展出替代成卷机 的清梳联连接装置。差不多同时期，原西德、日本、前苏联等国家相继开发出清梳 联设备。原西德特吕茨勒公司开发的e x a c t a - f e e df b k 棉箱也于1 9 6 3 年开始进入 市场。 特吕茨勒公司自1 9 6 3 年把e x a c t a - f e e df b k 棉箱推入市场后不久，1 9 6 5 年就 取消了回棉箱。取消回棉箱在清梳联技术上是一大进步，其重要意义在于它为清梳 联提高适应性，灵活性创造了条件。1 9 7 3 年特吕茨勒公司又推出了f l e x a f e e d ，可 以在一组梳棉机上同时加工两个品种口1 。 同时期，国际上屈指可数的几家知名清梳联设备生产商中，坚持采用有回棉的 只有瑞士立达公司的a e r o f e e d - n 这种结构只能纵向喂棉，即从机器的前后方向输 棉，供应台数不能变，缺乏灵活性。因此，立达公司在坚持了一段时间后，终于走 向无回棉，于1 9 8 2 年推出应变性能较好的a e r o f e e d f ；1 9 8 5 年又以通用型 a e r o f e e d u 取代。 这样，国际上几家知名的清梳联制造商全部统一到双节棉箱、无回棉方式上来 哺1 。到目前为止，特吕茨勒公司先后推出的喂棉箱有d k 7 6 0 、d k 8 0 3 、d k 9 0 3 、t c 0 3 ， 立达公司先后推出的喂棉箱有c 5 1 、c 6 0 ，意大利马佐罩b 1 3 9 ，英国克罗斯罗尔 5 青岛大学硕士学位论文 ( c r o s r 0 1 ) 有m k 2 - - - m k 6 系列喂棉箱等等。 我国纺织厂使用清梳联始于1 9 5 8 年。是纺织厂的工人与技术人员自己动手， 拆去成卷部分，简单的把两个工序连接起来。主要形式是单节棉箱，有的带振动板 均匀装置，在减轻工人劳动强度上有一定效果，但是运转中机械故障多，堵车多， 产品质量差，不稳定，成纱重量也不均匀，重量偏差常出现问题，因此淘汰。 1 9 6 4 年 - - 1 9 6 6 年由科研单位和机械制造厂正式立项研究，在消化吸收基础上 推出a 1 7 6 型清梳联喂棉箱，即双节皮老虎打气式棉箱，并不断改进完善。 1 9 8 3 年至今，青岛纺机先后研制出f a l 7 1 系列、f a l 7 2 系列、f a l 7 8 、f a l 7 9 系列、j 1 | i f 1 1 7 1 喂棉箱；郑州纺机则研制出f a l 7 7 系列喂棉箱，f a 2 5 5 喂棉箱，金坛 纺机研制的f a l 7 2 b 、f a l 7 2 d 喂棉箱。近几年随着国外设备的大量引进，国内研制 的f a l 7 9 系列、j w f l l 7 1 、f a l 7 7 系列喂棉箱，在消化吸收国外设备基础上，技术日 趋成熟，操作简捷，并逐渐与梳棉机一体化设计，可以与国外设备相媲美。 1 5 课题意义与主要研究内容 梳棉机生条质量的好坏，特别是生条的不匀率，在很大程度上取决于清梳联喂 棉箱提供的筵棉是否均匀稳定。而筵棉的均匀、稳定则取决于喂棉箱内的压力。喂 棉箱内上棉箱的压力大小控制末道清棉机给棉罗拉的转速，下棉箱压力大小控制上 棉箱给棉罗拉的转速，喂入梳棉机给棉罗拉的棉层实际上经过两道匀整，最后才进 入梳棉机的匀整系统。因此，通过喂棉箱调整筵棉的均匀性，属于宏观方面的调整； 而梳棉机上的自调匀整器，只是起微调作用归1 。如果喂棉箱提供的筵棉不均匀，不 仅增加了梳棉机的匀整负担，并且也无法从根本上解决条干的不匀率。所以说，清 梳联喂棉箱的作用非常重要。目前清梳联喂棉箱普遍存在的问题是筵棉不均匀，不 稳定，存在漂移。因此本课题主要研究内容如下： 1 国内外现有清梳联喂棉箱的结构和工艺； 2 除杂机构在清梳联喂棉箱中的应用： 3 新型清梳联喂棉箱的研制和开发。 本课题的目的和意义就是：通过对清梳联喂棉箱工艺及结构的研究，消化吸收 国外先进的技术，形成一整套独特的、先进的理论，开发出新型喂棉箱，解决目 前清梳联喂棉箱普遍存在的问题，争取达到国际先进水平，并对以后的生产制造起 到一定的指导作用。 6 第二章清梳联喂棉箱结构对比分析论 第二章清梳联喂棉箱结构对比分析 目前国内外市场上推出的清梳联喂棉箱都是无回花、双节喂棉箱结构，主要有 两种代表形式：一种是以德国特吕茨勒为代表的“下棉箱采用压力控制筵棉定量”， 如d k 9 0 3 、t c 0 3 喂棉箱，意大利马佐里的b 1 3 9 喂棉箱，台湾明正c h f l 喂棉箱， 青纺机f a l 7 9 b 、j w f l1 7 1 喂棉箱，郑纺机f a 2 2 5 、f a l 7 7 a b 喂棉箱，金坛纺机f a l 7 2 b c 喂棉箱；另一种是以立达公司为代表的“下棉箱采用光电控制筵棉定量 ，如c 5 1 、 c 6 0 喂棉箱，台湾王田u f - 8 0 a 喂棉箱，英国克罗斯罗尔c f 喂棉箱n 引。具体情况见 表2 1 1 。 表2 1 喂棉箱主要规格 7 青岛大学硕士学位论文 2 1 喂棉箱的结构 根据喂棉箱的工作原理，按照从上到下的顺序，可将喂棉箱分为上棉箱部件、 开松部件和下棉箱部件三大部分。给棉罗拉以上为上棉箱，给棉罗拉到丌松辊之间 为开松部件，开松辊以下一直到输出罗拉为下棉箱。上棉箱主要起储棉作用，开松 部件则起开松转移作用，下棉箱也起储棉作用，并保证输出的棉层有良好的密度和 均匀度n 2 1 。具体结构见图2 1n 3 1 。 上棉箱 下棉箱 1 滤尘管2 配棉头3 小风机4 给棉罗拉5 给棉板 6 开松辊 7 过棉通道8 透气栅9 输出罗拉 图2 1 马佐里b 1 3 9 喂棉箱 2 1 1 上棉箱部件 上棉箱部件包括配棉头、上棉箱和滤尘管道，主要起储棉作用。 ( 1 ) 配棉头 8 第二章清梳联喂棉箱结构对比分析论 配棉头在气流输送系统中起着均匀分配原棉的作用，它利用输棉管道与棉箱的 压力差，使原棉从棉气两相流中分离出来，向各单台梳棉机喂入原料。所以各单台 喂棉箱的配棉头是保障与其相连的梳棉机所需原料的供给，且又不影响全系统其他 机台的正常运行。首台喂棉箱附近的输棉总管由压力传感器控制，根据梳棉机输出 速度与开台数的需棉量和压力值变化相连锁，控制末道清棉机连续均匀的喂棉 。 初次调试或管道压力不足时，纤维原料有可能落不下来，堆积在配棉头内，因此配 棉头上都设有活门，便于系统调试和设备的维护清理。 清花机组的原料在输棉风机( 变频调速) 的作用下，沿着输棉管道被吹送到各 台喂棉箱的配棉头。因此配棉头内是正压，这就要求配棉头的各接缝处必须密封良 好，不漏气，否则纤维易从接缝处吹出，造成挂花现象，既浪费风量风压，又影响 美观。所以配棉头的内表面必须要进行喷粉处理，达到光滑不挂纤维的要求。 配棉头截面积的大小决定输棉通道内纤维流速的大小，它与整个系统的风量风 压有关。经过长期的实践验证，喂棉箱配棉头的截面面积已经能够满足使用要求， 具体详见表2 2 ： 表2 2 配棉头截面积 注a ：c 6 0 是因为加大整个幅宽，f a l 7 9 b 是冈为加大给棉罗拉直径，故截面积适当放大。 在一条清梳联线中，一般配置6 - - - , 8 台喂棉箱( 喂棉箱与梳棉机作为一个单元) ， 管道内的风量风压会随喂棉箱台数的增加而逐渐减小，到最后一台喂棉箱时风量风 压降到最小。所以要保证将纤维原料顺利输送到最后台喂棉箱，风力一般较大， 但风力过大将造成第一台梳棉机的风管口进入喂棉箱时，棉层翻滚形成萝i - 丝，分 梳后产生大量棉结n5 1 。因此在风力达到一定值后，可通过逐渐减少连接各台喂棉箱 输棉管道的横截面积，来保证将纤维原料顺利输送到最后一台喂棉箱。以f a l 7 2 喂 棉箱为例，详见图2 2 ： 9 青岛人学硕士学位论文 戢 其中棉箱连接管的配备法： 1 喂棉箱2 喂棉箱连接管3 压力传感( 控制清棉机) 4 输棉风机 5 末道清棉机6 排尘管7 梳棉机 图2 2 工艺流程示意图 在输送过程中，原料随输送量变化而造成管道棉的波动，为此对输棉管道的长 度应加以控制，一般不宜超过3 0 米，同时进入棉箱前的气流应保持稳定，与棉箱连 接管须保持2 米的直管。 ( 2 ) 上棉箱 从配棉头落下的纤维继续下落，进入上棉箱，并在给棉罗拉上方逐渐堆积。上 棉箱容积的大小决定着喂棉箱容量的大小，我们所指的加大喂棉箱的容量就是加大 这部分的容量。配棉头中的纤维能否顺利、均匀地落下来，也取决于上棉箱的结构。 因为配棉头的扩散作用，气体带着纤维从配棉头落入上棉箱，然后，气流从上棉箱 一侧( 或两侧) 的网眼板排出，带走部分微尘和短绒，纤维则继续下落( 见图2 3 ) 。 1 0 第二章清梳联喂棉箱结构对比分析论 广1 ll il a 储棉室单侧排风 b 储棉室两侧排风c 储棉室四面排风 图2 3 储棉室的落棉效果 纤维是以气流为载体被输送到各处的，所以气流的流动方向，就是纤维的运动 方向。从这一点来看，两侧排风要比一侧排风效果好，这样落下的纤维不会出现一 边高一边低的现象，能保证纤维密度在纵向的均匀性；四面排风比两面排风效果还 要好，因为这样纤维的密度不光在纵向比较均匀，在横向也比较均匀。特吕茨勒 d k 9 0 3 、t c 0 3 喂棉箱就采用这种四面排风的结构，在上棉箱两侧的有机玻璃板上开 了几排排气孔( 如c 图所示) ，来保证纤维密度的均匀性。考虑到流程中各台喂棉箱 的落棉情况不一样，所以网眼板后都带有调节板，根据各台喂棉箱的落棉情况调节 网眼板开口的大小。各机上棉箱排气面积的总和不大于输棉管道的截面积，否则最 末一台喂棉箱得不到足够的棉量，纤维密度也难趋于一致“剖。 ( 3 ) 滤尘管道 滤尘管道主要是排风作用，棉流进入上棉箱后，在网眼板处开始气、棉分开， 棉纤维继续下落，气体则携带者部分短绒、微尘从网眼板排出，进入滤尘管道，最 终回到滤尘室。滤尘管道的风量风压有一定的要求，可根据需要进行调节，满足不 同用户的要求。 2 1 2 开松部件 开松部件主要包括给棉罗拉、给棉板、开松辊等部分，起给棉、开松作用。 ( 1 ) 给棉罗拉 给棉罗拉与给棉板鼻尖部分组成一个强有力的握持钳口，依靠摩擦作用，握持 棉层并喂给开松辊丌松。为使握持牢靠，喂给均匀，罗拉表面包裹锯齿针布。给棉 罗拉的给棉方式有两种，详见图2 4 ：a 图为逆向给棉，给棉罗拉与开松辊的旋转方 向相同，当棉层通过给棉板时，流动方向要经过急速转向，棉层与给棉板之间所产 生的摩擦力较大，纤维在开松辊梳针的高速撕扯下，很容易拉断纤维，形成短绒， 影响纱线的质量。早期的喂棉箱几乎都采用这种给棉方式，如德国特吕茨勒d k 7 6 0 青岛大学硕士学位论文 喂棉箱，青岛纺机的f a l 7 2 喂棉箱；b 图为顺向给棉，在纤维握持处，给棉罗拉与 开松辊的旋转方向相反，都是顺沿纤维流向，这样棉层与给棉板之间的摩擦力极小， 它既能使纤维充分开松，又不会拉断纤维，减少了短绒的产生，提高了纱线的强度。 因此现在的喂棉箱几乎都采用顺向给棉方式，如德国特吕茨勒d k 8 0 3 、d k 9 0 3 、t c 0 3 喂棉箱，青岛纺机的f a l 7 8 、f a l 7 9 系列喂棉箱，郑州纺机的f a l 7 7 a b 喂棉箱，瑞 士立达的c 5 1 、c 6 0 喂棉箱，等等。 1 给棉罗拉2 给棉板3 开松辊 a 逆向给棉b 顺向给棉 图2 4 给棉方式 在生产实践中，给棉罗拉有时会被纤维缠住造成堵车，或者给棉板被挤压变形， 这种现象在纺长绒棉时尤甚。因此有的厂家尝试取消给棉板，采取两个给棉罗拉喂 入的方式，两个给棉罗拉不再包裹锯齿针布，均采用沟槽形式，给棉罗拉之间的距 离由原来的2 5 毫米放大到8 毫米左右，开松辊位于两个给棉罗拉的正下方( 见图 2 5 ) 。结果发现因缠罗拉而造成的堵车现象大大减少。但因为双罗拉喂入的纤维没 有经过给棉板的握持作用，开松度较差，所以采用双罗拉喂入的喂棉箱主要适合纺 长绒棉，目前有青岛纺机的j 1 | f 11 7 1 喂棉箱，台湾明正的c h f 1 喂棉箱。 1 2 第二章清梳联喂棉箱结构对比分析论 1 小风机2 给棉罗拉3 开松辊 图2 5j f 1 1 7 1 喂棉箱双罗拉喂入 l 2 3 ( 2 ) 给棉板 给棉板的作用是同给棉罗拉一起握持棉层并喂给开松辊开松，给棉板前端的几 何形状应满足开松辊开松棉层由厚到薄的要求。给棉板鼻尖与给棉罗拉之间有一定 的隔距，来保证最佳握持纤维。但从配棉头落下的棉层，只经过清花设备的粗略开 松，棉块有大有小，当棉层的厚度大大超过该隔距时，势必卡在该处，造成堵车或 挤坏给棉板，影响正常生产。因此，如何做到既能保证给棉板与给棉罗拉之间隔距， 又能使这个隔距随棉层厚度自动调节，是解决这个问题的关键。 一般情况下，都采用给棉罗拉保持不动，通过自动调节给棉板的位置，来达到 改变给棉板与给棉罗拉之间的距离。如德国特吕茨勒d k 9 0 3 、t c 0 3 ，将整体给棉板 分为五个单元件，每个元件均带弹簧，预先给弹簧一个力，给棉板与给棉罗拉之间 的距离就可根据棉层厚度自动调节，如图2 6 ：立达公司在喂棉罗拉侧增加一个 摇摆的给棉槽，如图2 7 n 引；马佐里b 1 3 9 型棉箱，郑州宏大纺机f a l 7 7 b 型喂棉箱 等，都是可调给棉板。 1 3 青岛大学硕士学位论文 1 大容量上棉箱2 一体化气流分离器3 与梳棉机喂棉罗拉电联的给棉罗拉4 给棉板 5 装有角钉的开松棍6 装有一体化风机的闭合空气同路7 自我清洁排风蓖 图2 6d k 9 0 3 喂棉箱 1 给棉板2 给棉罗拉3 开松辊 图2 7 立达c 6 0 喂棉箱 1 4 第二章清梳联喂棉箱结构对比分析论 对于没有给棉板的双罗拉喂棉结构，可以使一个给棉罗拉保持不动，通过调节 另一个给棉罗拉的位置，来达到改变两个罗拉之间的距离。如青岛宏大纺机j w f l1 7 1 型喂棉箱( 如图2 8 ) n 9 1 1 加压弹簧2 给棉罗拉一3 给棉罗拉二4 浮动轴承座 图2 8j w f l l 7 1 型棉箱双给棉罗拉 ( 3 ) 开松辊 开松辊作用是：一是筵棉在管道中输送有聚集作用，对落入上棉箱的筵棉作进 一步开松；二是纤维被给棉罗拉喂入到开松辊时，还处于较大的棉块状态，在开松 辊表面梳针的开松作用下，较大棉块被开松成细小棉束，送入下棉箱啪1 。开松辊采 用梳针型，钢针针尖呈圆弧形，即能穿透纤维又能减少纤维的损伤乜。开松辊的梳 针结构有以下两种： 1 ) 针板结构：在开松辊简体上安装几排针板，梳针植在针板上。这种结构的梳 针只能呈直线排列( 参考图2 9 ) ，针板有四排的，如英国克罗斯罗尔的c f 喂棉箱； 有六排的，如青岛纺机的j w f l l 7 1 喂棉箱；有八排的，如台湾明正的c h - f 1 喂棉箱； 有十二排的，如意大利马佐里的b 1 3 9 喂棉箱、台湾王田的u f 一8 0 a 喂棉箱。 因为针板与针板之间有一定的间隔，所以无法实现连续不间断的开松剥棉。但 该结构简单可行，操作方便，成本较低。并且适当增加针板的排数，能有效改善剥 棉情况，但棉结、短绒增加也较多瞳2 1 。 2 ) 植针结构：取消针板，梳针直接植在开松辊筒体表面。这样梳针可以按曲线 排列，如特吕茨勒d k 9 0 3 、t c 0 3 喂棉箱，郑州纺机的f a l 7 7 a b 喂棉箱，梳针采取四 排螺旋线排列；立达c 6 0 喂棉箱，梳针采取满天星排列，详见图2 1 0 。 1 5 青岛大学硕士学位论文 l 梳针2 针扳3 滚筒 图29j 肝1 1 7 1 颦喂棉箱开松辊 图21 0d k 9 0 3 的开松辊 从理论r 来讲，螺旋f l 线排列的梳针能做到连续不问断的丌松，丌松比较均匀、 有序，所p j , ) f 松效粜比直线排列的要好。但直接在筒体j 植引，工艺复杂，成本较 高。 21 3 下棉箱 下棉箱包括过棉通道、小风机、输出罗拉等等。小风机将开松辊开松的纤维吹 到f 棉箱的过棉通道储存起米，然后经一对输出罗拉输送到梳棉机。 ( 1 ) 过棉通道 下棉箱的过棉通道与上棉箱过棉通道的原理一样，功能也基本相同。小风机将 丌松辊丌松的纤维吹落到下棉箱后，气流从过棉通道一侧( 或两侧) 的网眼板( 或 透气栅) 排出，带走部分微尘、杂质和短绒纤维则堆积在通道内。改通道的宽度 即为下棉箱的厚度，根据所纺原料的不同t 】丁在定范幽内调整。调整幅度在3 0 m m 左 右。 下棉箱过棉通道内堆积的纤维是否均匀决定着输她建棉的均匀度。它也有单侧 排风和两侧排风两种形式，其中两侧排肌的效果要比单侧排风的效果好( 前面已经 分析过) 。至于采用网眼板还是透气栅，则因厂家而定。但从实际使用效果束看，透 1 6 第二章清梳联喂捅箱结构对比分析论 气栅结构比网眼板要好一些。因为网眼板或透气栅不光起着将棉流和空气分离的功 能，还要均衡喂棉箱整个幅宽方向上纤维均匀分布的功能。具体见图2 1 l 露嚣嚣嚣拳篇嚣譬= 墨= = 鬻嚣霜露嚣翟露蕊荔= = 墨= 篇墨茹= = 霉薯露= 蜀罱嚣孺墨= 曩 叫瑟霾霜墓墓琵瑟瑟瘟产q 瑟蚕强瑟警蠹函蕾 ab 图2 1 1 透气栅工作原理 a 图为均匀下落的纤维，b 图为纤维在下落过程中，由于各方面因素，幅宽方向 出现局部低压区，该处纤维高度低于透气栅的上表面，出现了纤维在幅宽方向上分 布不匀，于是该处空气通过量增加，带动更多的纤维向该低压区堆积，从而实现纤 维在幅宽方向上均匀分布，大大提高了输出筵棉的横向均匀度。 图2 1 2 为网眼板结构，虽然网眼板也能调节落棉的横向均匀，但实践证明不如 透气栅灵敏，纤维在幅宽方向易出现一边高一边低的现象。 l ii il li ll i li lll ll l l l ii llj il ii l 一 图2 1 2 网眼板工作原理 1 7 青岛大学硕士学位论文 ( 2 ) 小风机 小风机部分包括小风机、扩散通道、补风等，主要负责将开松辊开松的纤维吹 到下棉箱。为减轻重量，小风机的叶轮、蜗壳尽量采用铸铝材料。扩散通道就是气 流的扩散通道，其作用就是把从小风机送过来的气体( 风机出口一般为圆形或矩形， 其截面积大小已定) 经静压腔风道扩散，达到在机副宽度内横向均匀一致，来保证 纤维在横向的均匀性，并将排气栅排出的含尘空气回收循环使用。因此，扩散通 道的形状要符合气流的扩散原理，保证气流至少经过两次扩散。喂棉箱循环风机出 口设计有利于给棉罗拉对握持纤维的转移，避免给棉罗拉产生返花，并且优化工艺 配置，实现向下棉箱喂给的纤维如“雪花飘”状。由于小风机的加压，纤维在下棉 箱中的密度及均匀性得到提高乜引。 ( 3 ) 输出罗拉 一对输出罗拉将过棉通道中形成的棉层送入梳棉机的给棉罗拉，其通过链轮传 动与梳棉机的给棉罗拉保持同步，并可根据原料情况改变链轮齿数以选择合适的牵 伸比，保证棉层的合理输出。有些厂家的喂棉箱到梳棉机给棉罗拉之间的距离很短， 所以取消了输出罗拉，但如果出现特殊情况，筵棉有可能喂入不到梳棉机。 2 2 喂棉箱的容量 自1 9 5 0 年金属针布代替弹性针布以来，梳棉机的产量发生了巨大的变化，由 1 5 - - 3k g 台时提高到1 5 0 k g 台时，与之配套的喂棉箱的产量也相应提高。从表2 1 可以看出，特律茨勒d k 9 0 3 、瑞士立达c 6 0 喂棉箱的产量已分别提高到2 0 0 k g h 和 2 4 0 k g h 。而国内喂棉箱的最高产量仍停留在l o o k g h ，因此，开发高产喂棉箱势在 必行。 为了研究清梳联喂棉箱的结构和工艺，进行了大量的调研，结果发现： ( 1 ) 喂棉箱的储棉高度与生条重量c v 值有密切关系。 当棉箱储棉量不稳定或过少时，将直接影响输出棉层的密度，容量大的棉箱的 棉层波动和5 米生条重量不匀率明显小于容量小的棉箱。因为容量过小时会存在棉 箱变空的危险，这不光严重影响下道设备的正常运行，纤维在棉箱中停留时间太短 会造成压紧不充分，筵棉不均匀，增加了梳棉机自调匀整器的工作负荷，并且自调 匀整器只能进行微调，最终会在c v 值上体现出来。表2 3 和2 4 是在棉箱的密度、 输出定量和自由状态下的棉花开松度相同的条件下，对两种棉箱储棉高度不同的波 动和5 米生条不匀率所做的实验研究瞳引，结果如下： 1 8 第二章清梳联喂棉箱结构对比分析论 输出定量( g m ) 储棉高度( a m ) 实测l m 的波动量( g m ) 换算的实际波动量( g m ) 实际棉箱储棉量( g ) 实际波动率( ) 6 0 0 1 8 1 7 5 7 3 2 8 1 1 7 9 8 2 8 7 6 0 0 7 8 6 8 7 2 7 5 3 0 6 7 4 7 0 1 1 4 表2 4 棉箱储棉高度对生条5 米不匀率的影响 从表2 4 可见，棉箱2 的短片断不匀率明显优于棉箱l ，并与表2 3 的结果吻 合。对每台一筒内1 0 0 2 5 m 内不匀进行测定，结果棉箱2 的条干不匀c v 是棉箱1 的5 0 - - - - 6 0 。由此可见，容量大的喂棉箱短片断不匀率要好。 ( 2 ) 喂棉箱的容量与梳棉机的产量有密切关系。 容量大的棉箱能满足高速梳棉机高产的要求，减少棉量波动的影响。 ( 3 ) 容量大的棉箱的适纺性好。 生产化纤等密度较蓬松的纤维时，特别需要大的容量。 因此，目前市场都倾向于大容量的棉箱。但受棉纺厂厂房高度的限制( 现代厂 房高度一般为4 5 米，以前的旧厂房更低) ，不宜再继续加高棉箱的高度( 目前我公 司喂棉箱高度为2 8 0 0 毫米，加上下面电气柜高度9 2 0 毫米，总高为3 7 2 0 毫米) ，只 能加宽棉箱的宽度，即宽幅棉箱。目前德国特吕茨勒d k 9 0 3 喂棉箱幅宽1 2 0 0 毫米唧1 ， 立达c 6 0 喂棉