第三章 开清棉

第三章开清棉第1页，课件共98页，创作于2023年2月第一节开松及除杂的原理一、目的1.开松：将大块（束）纤维松解为小块（束）;2.除杂：初步除去（大）杂质;二、要求1.开松：既开松充分，又少损伤纤维和少破碎杂质原则—“先缓和后剧烈、渐进开松、少碎少破”2.除杂：根据排杂的难易程度有先有后原则—“早落少碎”第2页，课件共98页，创作于2023年2月三、开松的方法分类（1）按机件对原料的作用方式不同分：扯松：角钉或针齿—撕扯、松解打松：打手（刀片、翼片、角钉或针齿）—打击分割开松：（2）按原料喂给方式的不同分：自由开松：原料处于自由状态握持开松：原料被握持第3页，课件共98页，创作于2023年2月自由开松

分自由撕扯（扯松）和自由打击（打松）（一）自由撕扯1.一个角钉单独撕扯作用P―原料压向角钉的垂直压力A―角钉帘向上运动时受到的阻力T―原料对角钉帘的水平推力W―三力的合力（分解为S和N）

―角钉工作面与植钉平面间的夹角第4页，课件共98页，创作于2023年2月S使原料沉入角钉根部，称为抓取力N垂直作用在角钉上，与角钉及纤维块间的摩擦系数形成抓取阻力角显著地影响抓取能力，但过小会影响充满量。可用代表角钉抓取原料的能力，应尽量大。从上式分析可以看出：角变小，则S大，N小，S’增大。第5页，课件共98页，创作于2023年2月2.两个角钉间的撕扯作用F－撕扯力（分解为S和N）

－角钉工作面与角钉帘间的夹角S－使棉块沉入角钉根部N－垂直作用在角钉上，与角钉及棉块间的摩擦系数形成阻止棉块向角钉根部移动的摩擦阻力要使角钉具有抓取能力，则必须使S>P，即：从上式可见：为加强角钉对棉块的抓取作用，就应当减小角， 但角过小，棉块嵌入角钉过深，则影响纤维脱离角钉帘。 所以，一般角采用30°~50°第6页，课件共98页，创作于2023年2月（二）自由打击定义：纤维块在自由状态下受到高速打击机件（如刀片、角钉等）的打击作用而实现纤维块松解 如：三锡林开毛机中锡林之间的作用设纤维块是由彼此相互联系着的质量为m1和m2的两部分纤维块组成，质量中心分别在A、B点处。P

―A点处的打击力，沿打手运动轨迹的切线方向P可分解为：P1―沿A、B之间的连线方向，对纤维块m1撕扯，若大于纤维块间联系力，则纤维块分解；若小于纤维块间联系力，则纤维块振动；P2―使纤维块绕B点转动避开直接打击，减少纤维损伤。第7页，课件共98页，创作于2023年2月握持开松

分握持分割和握持打击（打松）

（一）握持分割定义：靠锯齿或梳针刺入被握持的纤维层内，对纤维束进行分割，是纤维束获得较细的开松。P1

―喂给机构对纤维束的控制力P2―开绵锡林的梳针对纤维束的抓取力P束―纤维束的强力当P2<P1<P束，须从头端被梳理，纤维束分解；当P2>P束，P1>P束，纤维束被扯断，须从一分为二；当P束

>P2>P1，整束被开绵锡林带走，开松不良。第8页，课件共98页，创作于2023年2月（二）握持打击定义：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。如：FA106豪猪式开棉机打击力P可以分解为：P1―垂直外露纤维须丛方向

P2

―沿外露纤维须丛方向设P握为给棉罗拉对纤维须丛的握持力；

P束为纤维束的强力，则：当P2

<

P握

<

P束，外露须丛被松解为较小的纤维束；当P2、P握

>

P束，须从被分成二束；当P握

<P2

<

P束，纤维束整束从给棉罗拉拖出。第9页，课件共98页，创作于2023年2月

打击强度--通常用打击冲量和打击次数来衡量。1.打击冲量打击冲量表示打击力与打击时间的乘积。

由上式可知：J

随打击力P的增加而增大。随着打手速度的提高，打击力将增加，开松作用加强，但易损伤纤维并且杂质容易破碎。设P为整个须丛上的打击力；Pj

为小段须丛上的打击力；△t

为打击时间，则：作用于任意小段喂入须丛上的打击冲量Ij

为：整个喂入须丛上的打击冲量I

等于作用于须丛上所有部分上的冲量和：第10页，课件共98页，创作于2023年2月2.打击次数定义：指喂入的单位重量纤维层上受到刀片的打击次数。随打击次数的增加，每次扯下的纤维束重量减小，开松作用好。设Vn为纤维层每分钟喂入长度（cm/min）；W为喂入纤维层每厘米长度重量（g/cm）；K为打手刀片数；n为打手转速（r/min），则：打手每次撕扯下的纤维束重量为G(g)：由上式可知：

K

、n

↑或Vn、W↓，

G↓

，开松作用↑。第11页，课件共98页，创作于2023年2月小结自由状态开松的特点：开松作用缓和，纤维损伤和杂质破碎程度小。握持状态开松的特点：开松作用剧烈，开松好，但纤维易损伤，杂质易破碎。开清棉流程组合原则：逐渐开松顺序：先自由打击，再握持打击目的：减少纤维损伤，杂质早落少碎第12页，课件共98页，创作于2023年2月四、影响开松作用的因素1.开松机件的形式2.开松机件的速度3.工作机件之间的隔距4.开松机件的角钉、梳针、刀片、锯齿等的配置13第13页，课件共98页，创作于2023年2月五、开松效果的评定1.重量法2.比体积法3.速度法4.气流法14第14页，课件共98页，创作于2023年2月15第二节开清棉概述一、开清棉工序的任务

1.开松将棉包中压紧的块状纤维开松成小棉块或小棉束。

2.除杂去除原棉中50%～60%的杂质。

3.混合将各成份进行均匀混合。

4.成卷制成均匀的棉卷或棉丛（清梳联）供梳棉工序使用。第15页，课件共98页，创作于2023年2月16二、开清棉联合机的组成

1.抓棉机械：抓取原棉喂给前方(下一台)机械。2.开棉机械：打击、松解棉块，进行除杂。3.混棉机械：将原料充分混和。4.给棉机械：将原料均匀输出。5.清棉成卷机械：细致开松除杂，成卷或由气流将棉丛送至梳棉机。6.辅助机械：如金属探测器、输棉风机等。第16页，课件共98页，创作于2023年2月17开清棉联合机工艺流程组合示意图抓棉松解混合喂给成卷从棉包抓取成纤维块将纤维块松解成膨松的纤维块将纤维成分混和将膨松纤维块分解成更小的纤维块开解恒定喂给、控制纤维流制成均匀的棉卷或棉丛第17页，课件共98页，创作于2023年2月18开清棉联合机举例：

FA002型圆盘抓棉机×2FA104型六辊筒开棉机FA022型多仓混棉机FA106型豪猪开棉机FA107型豪猪开棉机A092AST型双棉箱给棉机×2FA141型单打手成卷机×2第18页，课件共98页，创作于2023年2月19第三节抓棉机械

（BalePlucker）

一、抓棉机的作用

1.抓取原棉喂给下一台机械

2.初步开松、混和二、抓棉机的分类

1.环行回转式：如FA002

2.直行往复式：如FA006第19页，课件共98页，创作于2023年2月20FA002型环行式抓棉机第20页，课件共98页，创作于2023年2月21FA006型直行式抓棉机第21页，课件共98页，创作于2023年2月22三、环行式抓棉机（P42）（一）结构及其作用1-输棉管2-抓棉小车3-抓棉打手及肋条4-中心轴5-内圈墙板6-堆棉台7-外圈墙板8-行走轮第22页，课件共98页，创作于2023年2月23（二）抓棉打手(Beater)结构分析打手第23页，课件共98页，创作于2023年2月241.刀盘锯齿：抓取角10℃，刀尖角60℃。2.稀密刀齿：里稀外密，目的是补偿打手轴向的抓棉差异。3.各盘刀片3个一组，相对于圆盘平面作左斜、平行、右斜分布，使抓棉点互相错开。刀盘（锯齿圆盘）第24页，课件共98页，创作于2023年2月25（三）打手的运动1.打手自转实现对原棉的抓取。2.打手环行实现对原棉的多包抓取，0.59~2.96r/min。3.打手升降实现对原棉的连续抓取，每绕一周下降3~6mm。第25页，课件共98页，创作于2023年2月26（四）肋条压紧棉包。第26页，课件共98页，创作于2023年2月27四、直行抓棉机第27页，课件共98页，创作于2023年2月28第28页，课件共98页，创作于2023年2月29特点：（1）2只抓棉打手，2组肋条；刀盘锯齿均匀排列；3只压棉罗拉。（2）双向往复运行。（3）左右打手反向旋转，盘齿斜向相反。（4）前面打手低于后面的打手。第29页，课件共98页，创作于2023年2月30五、抓棉机的作用分析与工艺调整（一）开松作用

影响开松的工艺参数：P431.刀片伸出肋条的距离小，好

2.抓棉打手的转速高，好3.抓棉打手间歇下降的距离小，好4.抓棉小车的速度快，差

第30页，课件共98页，创作于2023年2月5.打手形式、刀片（或锯齿）数量、分布及其状态

锯齿式和鼻形打手开松效果较好；刀片或锯齿数量适当多，开松效果好；分布：直行式均匀分布好，环形式外密内稀分布好31第31页，课件共98页，创作于2023年2月32

（二）混和作用影响混和的因素：1.运行效率高，效果好。（80%以上）

2.棉包的排列(1)周向分散、径向叉开（横向错开、纵向分散）(2)棉包的松紧、高低一致，一唛到底；(3)回花打包后使用。第32页，课件共98页，创作于2023年2月33第四节混棉机械

(MixerorBlender)

一、混棉机的作用与分类1.特点有较大棉箱、角钉机件。2.作用混和为主伴有开松除杂，或给棉为主伴有混和。3.类型（1）棉箱式：如ZFA026型自动混棉机，以混棉为主；A092A型双棉箱给棉机，以均匀给棉为主。（2）多仓式：6、8、10仓第33页，课件共98页，创作于2023年2月34二、ZFA026型自动混棉机（一）结构和工艺流程

摆斗光电管混棉比斜板输棉帘压棉帘角钉帘均棉罗拉第一打手第二打手尘格漏底第34页，课件共98页，创作于2023年2月35第35页，课件共98页，创作于2023年2月36（二）作用分析1.混和作用分析

原理：夹层混和（横铺直取），棉层通过摆斗往复平铺后，由角钉帘同一时间内多层垂直抓取各配棉成分。

第36页，课件共98页，创作于2023年2月372.开松作用分析（1）角钉帘子对棉堆的高速抓取；（2）角钉帘子与压棉帘间的撕扯；（3）角钉帘子与均棉罗拉间的撕扯；（4）打手对棉块的快速剥取和打击；（5）打手与尘棒对棉块的撕扯。第37页，课件共98页，创作于2023年2月三、A092A型双棉箱给棉机381-输出罗拉2-光电管3-振动板4-剥棉打手5-角钉帘6-均棉罗拉7-储棉箱8-梳棉帘9-角钉罗拉10-进棉箱11-摇板12-调节板第38页，课件共98页，创作于2023年2月39四、多仓混棉机（一）FA022型多仓混棉机（如FA022-6）1.FA022的结构和工艺过程

第39页，课件共98页，创作于2023年2月40第40页，课件共98页，创作于2023年2月412.混和原理

时差混和——不同时喂入的原料同时输出。3.空仓喂料

自然梯度：先依次将各仓喂满，再开车自动运转。人工梯度：先人工控制各仓喂料高度差，再开车自动运转。第41页，课件共98页，创作于2023年2月424.棉仓个数个数越多，混合效果好。

5.光电管安装高度太高、太低都会出现空仓现象，一般安装在棉仓高度的1/3～1/2处。

第42页，课件共98页，创作于2023年2月43(二)FA025型多仓混棉机1.结构和工艺流程1-喂棉管道2-棉仓3-小混棉箱4-均棉罗拉5-角钉帘6-剥棉罗拉7-水平导带第43页，课件共98页，创作于2023年2月442.混合原理

程差混棉——同时喂入的原料因路程差而不同时输出。3.工作特点同时输入、多层并合、先后输出、多层混和。第44页，课件共98页，创作于2023年2月45第五节开棉机

(Opener)一、主要任务1.开松将大块（束）纤维松解为小块（束）。2.除杂除去（大）杂。第45页，课件共98页，创作于2023年2月46作用形式1.自由打击：棉块在无握持状态下接受打击。开松作用缓和、纤维不易损伤、杂质不易破碎、除杂效果稍差。2.握持打击：棉块在握持下接受高速打手打击。打击力大、除杂作用强、杂质容易破碎、纤维容易损伤。开棉机械的排列顺序：

先自由打击，后握持打击。第46页，课件共98页，创作于2023年2月47一、自由打击开棉机（一）六辊筒开棉机（如A034A、FA104）（二）轴流开棉机第47页，课件共98页，创作于2023年2月48（一）FA104六辊筒开棉机光电管给棉罗拉V形剥棉刀辊筒尘格结构与工艺过程现已淘汰。第48页，课件共98页，创作于2023年2月492、作用分析①开松作用辊筒角钉对棉块的自由打击角钉与尘棒对棉块的撕扯②除杂作用尘格与打手共同完成第49页，课件共98页，创作于2023年2月50（二）轴流开棉机卧式角钉辊筒，对自由状态下的原棉进行打击和扯松。原料入口和出口分别在辊筒的两端。1、类型单辊筒轴流开棉机双辊筒轴流开棉机

第50页，课件共98页，创作于2023年2月2、结构和工艺过程（1）FA102单辊筒轴流开棉机棉流绕辊筒2.5圈，3次通过尘格而外出。进棉管辊筒出棉管尘棒尘箱上罩盖第51页，课件共98页，创作于2023年2月52（2）FA105A单轴流开棉机主要特点：自由开松，不损伤纤维；V形角钉富有弹性，开松柔和充分，除杂效率高（25％以上）；棉流绕打手5.5圈，开松除杂时间长。第52页，课件共98页，创作于2023年2月53

本机的开松作用发生在辊筒的自由打击、辊筒与尘棒、辊筒与螺旋导板之间的撕扯，边走边开松，边开松边除杂，故开松充分，除杂面积大。具有高效而柔和的开松除杂作用，适合开清初始阶段的加工要求，除杂效率达25%～30％左右（当原棉含杂为2％左右时），有利于大杂早落少碎，对纤维损伤小，避免短绒增加。第53页，课件共98页，创作于2023年2月54（3）双轴流开棉机两辊筒平行排列，转向、转速相同；棉流落在两辊筒之间，受自由打击和扯松；棉流绕2-3圈输出；第54页，课件共98页，创作于2023年2月55第55页，课件共98页，创作于2023年2月56第56页，课件共98页，创作于2023年2月571-输棉帘2-储棉箱3-光电管4-开棉辊5-推棉辊6-清棉辊7-尘格8-落物帘9-剥棉刀10-托棉板11-压棉辊12-棉卷辊（三）FA101型四剌辊开棉机第57页，课件共98页，创作于2023年2月58二、握持打击开棉机

1.FA106豪猪开棉机工艺过程木罗拉：初步压缩棉层金属给棉罗拉：紧密握持棉层豪猪打手：握持开松尘格：除杂、开松凝棉器储棉箱出棉口输杂帘调节板第58页，课件共98页，创作于2023年2月592.主要机构与作用（1）豪猪打手打手由19只圆盘组成，每个圆盘12片矩形刀片，以不同距离向圆盘两侧弯曲，均匀打击；全部228把刀片击棉点在轴向无重复无空档。第59页，课件共98页，创作于2023年2月FA106系列豪猪开棉机打手型式豪猪打手梳针辊筒锯片辊筒第60页，课件共98页，创作于2023年2月61①尘棒作用开松：棉块撞击尘棒；打手和尘棒撕扯棉块。除杂：分离出来的杂质从尘棒间落出。

（2）尘棒截面为不等边三角形。¾圈尘格，隔距可调（据原棉含杂进行调节）。第61页，课件共98页，创作于2023年2月62②尘棒结构abef为顶面，托持棉块;acdf为工作面，承受撞击；bcde为底面，与相邻尘棒的工作面构成排杂通道。第62页，课件共98页，创作于2023年2月63α为清除角，与开松除杂及顶面托持作用有关。α小，开松除杂好，托持作用差。θ为安装角θ↑，尘棒隔距↓，棱角钩住原棉能力↓，托持作用↑，开松除杂↓，落物↓。θ↓，尘棒隔距↑，棱角钩住原棉能力↑，托持作用↓，开松除杂↑，落物↑。第63页，课件共98页，创作于2023年2月64③除杂作用分析打击排杂：打手打击使杂质和纤维分离。冲击排杂：打击后杂质和纤维未分离，抛向尘棒后杂质冲破纤维块从尘棒间排出。撕扯分离排杂：打手与尘棒的撕扯使杂质与纤维分离，杂质由尘棒间落下。第64页，课件共98页，创作于2023年2月653.气流对除杂和落纤的影响P38（1）气流压力分布规律

喂棉罗拉附近2～3根尘棒处：为负压区，向打手室进气，开设后近风补风口；

死箱处：为正压区，打手室向外排气，为主要落杂区。

死活箱交界处：气流压力不稳定

活箱处：为负压区，开设补风口，可回收部分纤维。第65页，课件共98页，创作于2023年2月66（2）落物控制主要方法是控制气流分布。①合理配置打手和风扇的转速：风扇转速↑，回收↑、除杂↓打手转速↑，落杂、落物↑若打手转速不变，风扇转速↓，棉停留时间↑、开松↑除杂↑②合理调整尘棒隔距：影响补风量与气流速度进口区：棉块大,若隔距大,有利大杂质排除,补风强主要落杂区：棉块小,向外气流急,落杂多,隔距应收小,减少落物出口回收区：棉块更小，杂质更小，隔距可更小些。加大隔距，补入气流增多，可回收纤维。第66页，课件共98页，创作于2023年2月67③合理控制各处进风方式和路线：原则上落杂区少补风，回收区多补风。一般采用将车肚隔开，形成“死箱”和“活箱”。“死箱”为主要落杂区；“活箱”回收纤维和小杂，落出大杂。改变上、下进风量比例或补风口位置，改变气流分布。第67页，课件共98页，创作于2023年2月684.影响开松除杂的主要因素（1）打手速度：转速↑，开松除杂↑，但纤维损伤↑。（2）打手与给棉罗拉间隔距：隔距↓，开松↑，但纤维损伤↑。（3）尘棒间隔距：隔距↑，除杂↑，但落纤↑。

入口一组大（11-15mm）中间两组中（6-10mm）出口一组小（4-7mm），也可适当放大第68页，课件共98页，创作于2023年2月69（4）打手与尘棒隔距：隔距↓，开松除杂↑。进口到出口应逐渐放大，进口为10-12mm，出口为17-18.5mm。（5）清除角：α↓，开松除杂↑。（6）安装角：θ↑，开松除杂↓，落物↓；θ↓，开松除杂↑，落物↑。（7）气流控制：原棉含大杂较多时，采用后“死箱”，在增加尘棒间隔距加强落杂的同时，通过前“活箱”可回收落下的可纺纤维。加工化纤时可采用全“活箱”，减少纤维下落。第69页，课件共98页，创作于2023年2月5.开松效果的评定 P36（1）重量法（2）比体积法（3）速度法（4）气流法70第70页，课件共98页，创作于2023年2月6.除杂效果评定P41评定指标

落物率

落物含杂率

落物含纤维率

除杂效率

落杂率

第71页，课件共98页，创作于2023年2月1、落物率：反映开松除杂机械的落物数量

落物率=落物重量/喂入原料重量×100%

2、落物含杂率：反映落物中落杂的数量

落物含杂率=落物中杂质重量/落物重量×100%3、落杂率：反映喂入原棉原料中杂质被去除的数量

落杂率=落物中杂质重量/喂入原料重量×100%4、除杂效率：反映除去杂质的效能大小

除杂效率=落杂率/原棉含杂率×100%5、落物含纤率：反映落物中好纤维的数量

落物含纤维率=落物中纤维重量/落物重量×100%

第72页，课件共98页，创作于2023年2月73第六节清棉成卷机

（Cleaner）

一、作用1.细致开松2.清除小杂和部分短纤维3.控制和提高棉层纵、横向的均匀度，制成一定规格的棉卷。

第73页，课件共98页，创作于2023年2月74

二、FA141单打手成卷机的工艺过程第74页，课件共98页，创作于2023年2月75A092A双棉箱给棉机第75页，课件共98页，创作于2023年2月76

三、机构分析1.天平调节装置（均匀控制机构）（1）作用：当棉层厚度发生变化时，天平罗拉速度改变，使单位时间内的喂棉量不变。（2）机构分析及调节过程（见下页图）

第76页，课件共98页，创作于2023年2月77调节过程：棉层厚度↑→天平杆头端↓(尾端↑)→平衡杠杆上摆→双臂杠杆逆时针摆动→主动铁炮皮带向铁炮小头移动→被动铁炮减速→天平罗拉减速钢琴式天平调节机构1—天平罗拉2—天平杆3—天平杆刀口棒4—天平连杆5—支连杆6—总连杆7—平衡杠杆8—平衡杠杆支点9—平衡锤10—调节螺杆11—双臂杠杆12—双臂杠杆支点13—连杆14—铁炮皮带叉15—铁炮皮带16—主动铁炮17—被动铁炮18—蜗杆19—蜗轮20—天平罗拉传动齿轮刀口天平杆连杆总连杆平衡杠杆连杆

双臂杠杆支点主动铁炮（恒速）天平罗拉第77页，课件共98页，创作于2023年2月78

2.综合打手P35由翼式打手与梳针打手综合组成。翼式打手：打手的刀片具有一定的刀口角度（约70º），横跨整个棉层宽度，不能深入棉层，但打击冲量大，除大杂的能力强。第78页，课件共98页，创作于2023年2月79梳针打手：疏针刺入棉层内部，对棉层进行分割、撕扯，开松效果好，但打击冲量小，除杂作用较弱，排除小杂的能力强。第79页，课件共98页，创作于2023年2月80综合打手：刀片在前梳针在后，兼有两种打手的优点，开松除杂效果好。第80页，课件共98页，创作于2023年2月813.尘笼和风机P40作用：均匀凝聚棉层，并清除部分沙土和细小杂质（过滤原理）。工作过程：风机转动→气流沿风道流动→尘笼表面形成负压→散棉均匀凝聚在尘笼表面；细小杂质进入尘笼，经风扇进入尘道。第81页，课件共98页，创作于2023年2月82四.成卷1、对成卷的要求①棉卷要有一定的长度：定长自停②减少退卷时棉层粘连：棉层加压、防粘罗拉③棉卷成形良好、卷绕紧密：棉卷加压

防止退卷时棉层粘连，用凹凸防粘罗拉轧出槽纹；凹凸错开。第82页，课件共98页，创作于2023年2月832、成卷过程

成层→棉层加压→成卷→棉卷加压→定长控制

↓↓↓由紧压罗拉完成由棉卷加压装置完成由定长控制装置完成第83页，课件共98页，创作于2023年2月84五.作用分析

（1）开松作用综合打手的细致开松。（2）除杂作用尘笼除杂。（3）均匀成卷作用天平调节装置改善棉卷的纵向均匀度；上下尘笼的均匀吸附和并合改善棉卷的横向均匀度。第84页，课件共98页，创作于2023年2月85第七节开清棉机械的连接和组合一、加工原棉的组合实例

二、清梳联加工原棉组合实例三、加工化纤实例第85页，课件共98页，创作于2023年2月86开清棉机械的组合1.原则精细抓棉、混和充分、逐渐开松、早落防碎、以梳代打、少伤纤维、防火防爆。2.开清点数量原棉含杂3％左右时：3~4个开清点（开松除杂机械）化纤：2～3个开清点为适应不同原料加工，流程中设有间道，必要时可跳过某一机台。第86页，课件共98页，创作于2023年2月一、加工原棉实例FA002环行（2台）FA121

除金属杂