第三章 開清棉

第三章開清棉

－－開松與除雜

(Openingandcleaning)第一節(jié)開松及除雜的原理一、目的1.開松：將大塊（束）纖維松解為小塊（束）;2.除雜：初步除去（大）雜質(zhì);二、要求1.開松：既開松充分，又少損傷纖維和少破碎雜質(zhì)原則—“先緩和后劇烈、漸進(jìn)開松、少碎少破”2.除雜：根據(jù)排雜的難易程度有先有后原則—“早落少碎”三、開松的方法分類（1）按機(jī)件對原料的作用方式不同分：扯松：角釘或針齒—撕扯、松解打松：打手（刀片、翼片、角釘或針齒）—打擊分割開松：（2）按原料喂給方式的不同分：自由開松：原料處于自由狀態(tài)握持開松：原料被握持自由開松

分自由撕扯（扯松）和自由打擊（打松）（一）自由撕扯1.一個角釘單獨(dú)撕扯作用P―原料壓向角釘?shù)拇怪眽毫―角釘簾向上運(yùn)動時(shí)受到的阻力T―原料對角釘簾的水平推力W―三力的合力（分解為S和N）

―角釘工作面與植釘平面間的夾角S使原料沉入角釘根部，稱為抓取力N垂直作用在角釘上，與角釘及纖維塊間的摩擦系數(shù)形成抓取阻力角顯著地影響抓取能力，但過小會影響充滿量?？捎么斫轻斪ト≡系哪芰?，應(yīng)盡量大。從上式分析可以看出：角變小，則S大，N小，S’增大。2.兩個角釘間的撕扯作用F－撕扯力（分解為S和N）

－角釘工作面與角釘簾間的夾角S－使棉塊沉入角釘根部N－垂直作用在角釘上，與角釘及棉塊間的摩擦系數(shù)形成阻止棉塊向角釘根部移動的摩擦阻力要使角釘具有抓取能力，則必須使S>P，即：從上式可見：為加強(qiáng)角釘對棉塊的抓取作用，就應(yīng)當(dāng)減小角， 但角過小，棉塊嵌入角釘過深，則影響纖維脫離角釘簾。 所以，一般角采用30°~50°（二）自由打擊定義：纖維塊在自由狀態(tài)下受到高速打擊機(jī)件（如刀片、角釘?shù)龋┑拇驌糇饔枚鴮?shí)現(xiàn)纖維塊松解 如：三錫林開毛機(jī)中錫林之間的作用設(shè)纖維塊是由彼此相互聯(lián)系著的質(zhì)量為m1和m2的兩部分纖維塊組成，質(zhì)量中心分別在A、B點(diǎn)處。P

―A點(diǎn)處的打擊力，沿打手運(yùn)動軌跡的切線方向P可分解為：P1―沿A、B之間的連線方向，對纖維塊m1撕扯，若大于纖維塊間聯(lián)系力，則纖維塊分解；若小于纖維塊間聯(lián)系力，則纖維塊振動；P2―使纖維塊繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)動避開直接打擊，減少纖維損傷。握持開松

分握持分割和握持打擊（打松）

（一）握持分割定義：靠鋸齒或梳針刺入被握持的纖維層內(nèi)，對纖維束進(jìn)行分割，是纖維束獲得較細(xì)的開松。P1

―喂給機(jī)構(gòu)對纖維束的控制力P2―開綿錫林的梳針對纖維束的抓取力P束―纖維束的強(qiáng)力當(dāng)P2<P1<P束，須從頭端被梳理，纖維束分解；當(dāng)P2>P束，P1>P束，纖維束被扯斷，須從一分為二；當(dāng)P束

>P2>P1，整束被開綿錫林帶走，開松不良。（二）握持打擊定義：采用高速回轉(zhuǎn)的刀片打手對握持的喂入原料進(jìn)行打擊，使原料獲得沖量而被開松。如：FA106豪豬式開棉機(jī)打擊力P可以分解為：P1―垂直外露纖維須叢方向

P2

―沿外露纖維須叢方向設(shè)P握為給棉羅拉對纖維須叢的握持力；

P束為纖維束的強(qiáng)力，則：當(dāng)P2

<

P握

<

P束，外露須叢被松解為較小的纖維束；當(dāng)P2、P握

>

P束，須從被分成二束；當(dāng)P握

<P2

<

P束，纖維束整束從給棉羅拉拖出。

打擊強(qiáng)度--通常用打擊沖量和打擊次數(shù)來衡量。1.打擊沖量打擊沖量表示打擊力與打擊時(shí)間的乘積。

由上式可知：J

隨打擊力P的增加而增大。隨著打手速度的提高，打擊力將增加，開松作用加強(qiáng)，但易損傷纖維并且雜質(zhì)容易破碎。設(shè)P為整個須叢上的打擊力；Pj

為小段須叢上的打擊力；△t

為打擊時(shí)間，則：作用于任意小段喂入須叢上的打擊沖量Ij

為：整個喂入須叢上的打擊沖量I

等于作用于須叢上所有部分上的沖量和：2.打擊次數(shù)定義：指喂入的單位重量纖維層上受到刀片的打擊次數(shù)。隨打擊次數(shù)的增加，每次扯下的纖維束重量減小，開松作用好。設(shè)Vn為纖維層每分鐘喂入長度（cm/min）；W為喂入纖維層每厘米長度重量（g/cm）；K為打手刀片數(shù)；n為打手轉(zhuǎn)速（r/min），則：打手每次撕扯下的纖維束重量為G(g)：由上式可知：

K

、n

↑或Vn、W↓，

G↓

，開松作用↑。小結(jié)自由狀態(tài)開松的特點(diǎn)：開松作用緩和，纖維損傷和雜質(zhì)破碎程度小。握持狀態(tài)開松的特點(diǎn)：開松作用劇烈，開松好，但纖維易損傷，雜質(zhì)易破碎。開清棉流程組合原則：逐漸開松順序：先自由打擊，再握持打擊目的：減少纖維損傷，雜質(zhì)早落少碎四、影響開松作用的因素1.開松機(jī)件的形式2.開松機(jī)件的速度3.工作機(jī)件之間的隔距4.開松機(jī)件的角釘、梳針、刀片、鋸齒等的配置13五、開松效果的評定1.重量法2.比體積法3.速度法4.氣流法1415第二節(jié)開清棉概述

一、開清棉工序的任務(wù)

1.開松將棉包中壓緊的塊狀纖維開松成小棉塊或小棉束。

2.除雜去除原棉中50%～60%的雜質(zhì)。

3.混合將各成份進(jìn)行均勻混合。

4.成卷制成均勻的棉卷或棉叢（清梳聯(lián)）供梳棉工序使用。16二、開清棉聯(lián)合機(jī)的組成

1.抓棉機(jī)械：抓取原棉喂給前方(下一臺)機(jī)械。2.開棉機(jī)械：打擊、松解棉塊，進(jìn)行除雜。3.混棉機(jī)械：將原料充分混和。4.給棉機(jī)械：將原料均勻輸出。5.清棉成卷機(jī)械：細(xì)致開松除雜，成卷或由氣流將棉叢送至梳棉機(jī)。6.輔助機(jī)械：如金屬探測器、輸棉風(fēng)機(jī)等。17開清棉聯(lián)合機(jī)工藝流程組合示意圖抓棉松解混合喂給成卷從棉包抓取成纖維塊將纖維塊松解成膨松的纖維塊將纖維成分混和將膨松纖維塊分解成更小的纖維塊開解恒定喂給、控制纖維流制成均勻的棉卷或棉叢18開清棉聯(lián)合機(jī)舉例：

FA002型圓盤抓棉機(jī)×2FA104型六輥筒開棉機(jī)FA022型多倉混棉機(jī)FA106型豪豬開棉機(jī)FA107型豪豬開棉機(jī)A092AST型雙棉箱給棉機(jī)×2FA141型單打手成卷機(jī)×219第三節(jié)抓棉機(jī)械

（BalePlucker）

一、抓棉機(jī)的作用

1.抓取原棉喂給下一臺機(jī)械

2.初步開松、混和二、抓棉機(jī)的分類

1.環(huán)行回轉(zhuǎn)式：如FA002

2.直行往復(fù)式：如FA00620FA002型環(huán)行式抓棉機(jī)21FA006型直行式抓棉機(jī)22三、環(huán)行式抓棉機(jī)（P42）（一）結(jié)構(gòu)及其作用1-輸棉管2-抓棉小車3-抓棉打手及肋條4-中心軸5-內(nèi)圈墻板6-堆棉臺7-外圈墻板8-行走輪23（二）抓棉打手(Beater)結(jié)構(gòu)分析打手241.刀盤鋸齒：抓取角10℃，刀尖角60℃。2.稀密刀齒：里稀外密，目的是補(bǔ)償打手軸向的抓棉差異。3.各盤刀片3個一組，相對于圓盤平面作左斜、平行、右斜分布，使抓棉點(diǎn)互相錯開。刀盤（鋸齒圓盤）25（三）打手的運(yùn)動

1.打手自轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)對原棉的抓取。

2.打手環(huán)行實(shí)現(xiàn)對原棉的多包抓取，0.59~2.96r/min。

3.打手升降實(shí)現(xiàn)對原棉的連續(xù)抓取，每繞一周下降3~6mm。26（四）肋條壓緊棉包。27四、直行抓棉機(jī)2829特點(diǎn)：（1）2只抓棉打手，2組肋條；刀盤鋸齒均勻排列；3只壓棉羅拉。（2）雙向往復(fù)運(yùn)行。（3）左右打手反向旋轉(zhuǎn)，盤齒斜向相反。（4）前面打手低于后面的打手。30五、抓棉機(jī)的作用分析與工藝調(diào)整（一）開松作用

影響開松的工藝參數(shù)：P43

1.刀片伸出肋條的距離小，好

2.抓棉打手的轉(zhuǎn)速高，好

3.抓棉打手間歇下降的距離小，好

4.抓棉小車的速度快，差

5.打手形式、刀片（或鋸齒）數(shù)量、分布及其狀態(tài)

鋸齒式和鼻形打手開松效果較好；

刀片或鋸齒數(shù)量適當(dāng)多，開松效果好；

分布：直行式均勻分布好，環(huán)形式外密內(nèi)稀分布好3132

（二）混和作用影響混和的因素：

1.運(yùn)行效率高，效果好。（80%以上）

2.棉包的排列

(1)周向分散、徑向叉開（橫向錯開、縱向分散）

(2)棉包的松緊、高低一致，一嘜到底；

(3)回花打包后使用。33第四節(jié)混棉機(jī)械

(MixerorBlender)

一、混棉機(jī)的作用與分類

1.特點(diǎn)有較大棉箱、角釘機(jī)件。

2.作用混和為主伴有開松除雜，或給棉為主伴有混和。

3.類型（1）棉箱式：如ZFA026型自動混棉機(jī)，以混棉為主；A092A型雙棉箱給棉機(jī)，以均勻給棉為主。（2）多倉式：6、8、10倉34二、ZFA026型自動混棉機(jī)（一）結(jié)構(gòu)和工藝流程

擺斗光電管混棉比斜板輸棉簾壓棉簾角釘簾均棉羅拉第一打手第二打手塵格漏底3536（二）作用分析

1.混和作用分析

原理：夾層混和（橫鋪直?。?，棉層通過擺斗往復(fù)平鋪后，由角釘簾同一時(shí)間內(nèi)多層垂直抓取各配棉成分。

372.開松作用分析（1）角釘簾子對棉堆的高速抓?。唬?）角釘簾子與壓棉簾間的撕扯；（3）角釘簾子與均棉羅拉間的撕扯；（4）打手對棉塊的快速剝?nèi)『痛驌?；?）打手與塵棒對棉塊的撕扯。三、A092A型雙棉箱給棉機(jī)3839四、多倉混棉機(jī)（一）FA022型多倉混棉機(jī)（如FA022-6）

1.FA022的結(jié)構(gòu)和工藝過程

40412.混和原理

時(shí)差混和——不同時(shí)喂入的原料同時(shí)輸出。3.空倉喂料

自然梯度：先依次將各倉喂?jié)M，再開車自動運(yùn)轉(zhuǎn)。人工梯度：先人工控制各倉喂料高度差，再開車自動運(yùn)轉(zhuǎn)。424.棉倉個數(shù)個數(shù)越多，混合效果好。

5.光電管安裝高度太高、太低都會出現(xiàn)空倉現(xiàn)象，一般安裝在棉倉高度的1/3～1/2處。

43(二)FA025型多倉混棉機(jī)1.結(jié)構(gòu)和工藝流程1-喂棉管道2-棉倉3-小混棉箱4-均棉羅拉5-角釘簾6-剝棉羅拉7-水平導(dǎo)帶442.混合原理

程差混棉——同時(shí)喂入的原料因路程差而不同時(shí)輸出。3.工作特點(diǎn)同時(shí)輸入、多層并合、先后輸出、多層混和。45第五節(jié)開棉機(jī)

(Opener)一、主要任務(wù)

1.開松將大塊（束）纖維松解為小塊（束）。

2.除雜除去（大）雜。46作用形式1.自由打擊：棉塊在無握持狀態(tài)下接受打擊。開松作用緩和、纖維不易損傷、雜質(zhì)不易破碎、除雜效果稍差。2.握持打擊：棉塊在握持下接受高速打手打擊。打擊力大、除雜作用強(qiáng)、雜質(zhì)容易破碎、纖維容易損傷。開棉機(jī)械的排列順序：

先自由打擊，后握持打擊。47一、自由打擊開棉機(jī)（一）六輥筒開棉機(jī)（如A034A、FA104）（二）軸流開棉機(jī)48（一）FA104六輥筒開棉機(jī)光電管給棉羅拉V形剝棉刀輥筒塵格結(jié)構(gòu)與工藝過程現(xiàn)已淘汰。492、作用分析①開松作用輥筒角釘對棉塊的自由打擊角釘與塵棒對棉塊的撕扯②除雜作用塵格與打手共同完成50（二）軸流開棉機(jī)臥式角釘輥筒，對自由狀態(tài)下的原棉進(jìn)行打擊和扯松。原料入口和出口分別在輥筒的兩端。

1、類型單輥筒軸流開棉機(jī)雙輥筒軸流開棉機(jī)

2、結(jié)構(gòu)和工藝過程（1）FA102單輥筒軸流開棉機(jī)棉流繞輥筒2.5圈，3次通過塵格而外出。進(jìn)棉管輥筒出棉管塵棒塵箱上罩蓋52（2）FA105A單軸流開棉機(jī)主要特點(diǎn)：無握持開松，不損傷纖維；V形角釘富有彈性，開松柔和充分，除雜效率高（25％以上）；棉流繞打手5.5圈，開松除雜時(shí)間長。53

本機(jī)的開松作用發(fā)生在輥筒的自由打擊、輥筒與塵棒、輥筒與螺旋導(dǎo)板之間的撕扯，邊走邊開松，邊開松邊除雜，故開松充分，除雜面積大。具有高效而柔和的開松除雜作用，適合開清初始階段的加工要求，除雜效率達(dá)25%～30％左右（當(dāng)原棉含雜為2％左右時(shí)），有利于大雜早落少碎，對纖維損傷小，避免短絨增加。54（3）雙軸流開棉機(jī)兩輥筒平行排列，轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速相同；棉流落在兩輥筒之間，受自由打擊和扯松；棉流繞2-3周輸出；5556571-輸棉簾2-儲棉箱3-光電管4-開棉輥5-推棉輥6-清棉輥7-塵格8-落棉簾9-剝棉刀10-托棉板11-壓棉輥12-棉卷輥（三）FA101型四剌輥開棉機(jī)58二、握持打擊開棉機(jī)

1.FA106豪豬開棉機(jī)工藝過程木羅拉：初步壓縮棉層金屬給棉羅拉：緊密握持棉層豪豬打手：握持開松塵格：除雜、開松凝棉器儲棉箱出棉口輸雜簾調(diào)節(jié)板592.主要機(jī)構(gòu)與作用（1）豪豬打手

打手由19只圓盤組成，每個圓盤12片矩形刀片，以不同距離向圓盤兩側(cè)彎曲，均勻打擊；全部228把刀片擊棉點(diǎn)在軸向無重復(fù)無空檔。FA106系列豪豬開棉機(jī)打手型式豪豬打手梳針輥筒鋸片輥筒61①塵棒作用開松：棉塊撞擊塵棒；打手和塵棒撕扯棉塊。除雜：分離出來的雜質(zhì)從棒間落出。

（2）塵棒

截面為不等邊三角形。?圈塵格，隔距可調(diào)（據(jù)原棉含雜進(jìn)行調(diào)節(jié)）。62②塵棒結(jié)構(gòu)abef為頂面，托持棉塊;acdf為工作面，承受撞擊；bcde為底面，與相鄰塵棒的工作面構(gòu)成排雜通道。63α為清除角，與開松除雜及頂面托持作用有關(guān)。α小，開松除雜好，托持作用差。θ為安裝角θ↑，塵棒隔距↓，棱角鉤住原棉能力↓，托持作用↑，開松除雜↓，落棉↓。θ↓，塵棒隔距↑，棱角鉤住原棉能力↑，托持作用↓，開松除雜↑，落棉↑。64③除雜作用分析打擊排雜：打手打擊使雜質(zhì)和纖維分離。沖擊排雜：打擊后雜質(zhì)和纖維未分離，拋向塵棒后雜質(zhì)沖破纖維塊從塵棒間排出。撕扯分離排雜：打手與塵棒的撕扯使雜質(zhì)與纖維分離，雜質(zhì)由塵棒間落下。653.氣流對除雜和落纖的影響（1）氣流壓力分布頭2～3根塵棒區(qū)為負(fù)壓，向打手室進(jìn)氣；隨后為正壓區(qū)，打手室向外排氣，為主要落雜區(qū)。靠近出口，為負(fù)壓區(qū)，可回收部分纖維。66（2）落棉控制主要方法是控制氣流分布。①合理配置打手和風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速：風(fēng)扇↑，回收↑、除雜↓打手↑，落雜、落棉↑打手速度不變，風(fēng)扇↓，棉停留時(shí)間↑、開松↑落棉↑②合理調(diào)整塵棒隔距：影響補(bǔ)風(fēng)量與氣流速度進(jìn)口處：棉塊大,若隔距大,補(bǔ)風(fēng)強(qiáng),有利落雜主落區(qū)：棉塊小,向外氣流急,落雜多,隔距應(yīng)小些,減少落棉出口回收區(qū)：棉塊↓↓，雜質(zhì)↓，隔距大可回收纖維，若回收少可用小隔距67③合理控制各處進(jìn)風(fēng)方式和路線：原則上落雜區(qū)少補(bǔ)風(fēng)，回收區(qū)多補(bǔ)風(fēng)。一般采用將車肚隔開，形成“死箱”和“活箱”?！八老洹睘橹饕潆s區(qū)；“活箱”回收纖維和小雜，落出大雜。改變上、下進(jìn)風(fēng)口比例或補(bǔ)風(fēng)口位置。684.影響開松除雜的主要因素（1）打手速度：轉(zhuǎn)速高，開松除雜效果好，但纖維損傷多。（2）打手與給棉羅拉間隔距：隔距小，開松好，但纖維損傷多。（3）塵棒間隔距：隔距大，除雜好，但落纖多。入口一組大（11-15mm）中間兩組中（6-10mm）出口一組小（4-7mm），也可適當(dāng)放大69（4）打手與塵棒隔距：應(yīng)逐漸放大。若隔距小，開松除雜好。（5）清除角：α↓，開松除雜作用↑（6）安裝角：θ↑，開松除雜↓，落棉↓

θ↓，開松除雜↑，落棉↑。（7）氣流控制：原棉含大雜較多時(shí)，采用后“死箱”。加工化纖時(shí)可采用全“活箱”，減少纖維下落。70

第六節(jié)清棉成卷機(jī)（Cleaner）

一、作用

1.細(xì)致開松

2.清除小雜和部分短纖維

3.控制和提高棉層縱、橫向的均勻度，制成一定規(guī)格的棉卷。

71

二、FA141單打手成卷機(jī)的工藝過程72A092AST雙棉箱73

三、機(jī)構(gòu)分析1.天平調(diào)節(jié)裝置（均勻控制機(jī)構(gòu)）（1）作用：當(dāng)棉層厚度發(fā)生變化時(shí)，天平羅拉速度改變，使單位時(shí)間內(nèi)的喂棉量不變。（2）機(jī)構(gòu)分析及調(diào)節(jié)過程（見下頁圖）

74調(diào)節(jié)過程：棉層↑→天平桿頭端↓(尾端↑)→平衡杠桿上擺→雙杠桿逆時(shí)針擺動→鐵炮皮帶向鐵炮小頭移動→被動鐵炮減速→天平羅拉減速。鋼琴式天平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)1—天平羅拉2—天平桿3—天平桿刀口棒4—天平連桿5—支連桿6—總連桿7—平衡杠桿8—平衡杠桿支點(diǎn)9—平衡錘10—調(diào)節(jié)螺桿11—雙臂杠桿12—雙臂杠桿支點(diǎn)13—連桿14—鐵炮皮帶叉15—鐵炮皮帶16—主動鐵炮17—被動鐵炮18—蝸桿19—蝸輪20—天平羅拉傳動齒輪刀口天平桿連桿總連桿平衡杠桿連桿

雙臂連桿支點(diǎn)主動鐵炮（恒速）752.綜合打手由翼式打手與梳針打手綜合組成。翼式打手：打手的刀片具有一定的刀口角度（約70o），橫跨整個棉層寬度，不能深入棉層，但打擊力大，除大雜的能力強(qiáng)。76梳針打手：能刺入棉層內(nèi)部，使棉層開松，但打擊力小，排除小雜的能力強(qiáng)。77綜合打手：刀片在前梳針在后，兼有兩種打手的優(yōu)點(diǎn)，開松除雜效果好。783.塵籠和風(fēng)機(jī)作用：均勻凝聚棉層，并清除細(xì)小雜質(zhì)。工作過程風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動→氣流沿風(fēng)道流動→塵籠表面形成負(fù)壓→散棉均勻凝聚在塵籠表面；細(xì)小雜質(zhì)進(jìn)入塵籠。79四.成卷

①棉卷定長：定長自停②減少退卷時(shí)棉層粘連：棉層加壓、防粘羅拉③棉卷成形良好、卷繞緊密：棉卷加壓

防止退卷時(shí)棉層粘連，用凹凸防粘羅拉軋出槽紋；凹凸錯開。80五.作用分析（1）開松作用綜合打手的細(xì)致開松。（2）除雜作用塵籠除雜。（3）均勻成卷作用

天平調(diào)節(jié)裝置改善棉卷的縱向均勻度；上下塵籠的均勻吸附和并合改善棉卷的橫向均勻度。81第七節(jié)開清棉機(jī)械的連接和組合一、加工原棉的組合實(shí)例

二、清梳聯(lián)加工原棉組合實(shí)例三、加工化纖實(shí)例82開清棉機(jī)械的組合

1.

原則精細(xì)抓棉、混和充分、逐漸開松、早落防碎、以梳代打、少傷纖維、防火防爆。

2.開清點(diǎn)數(shù)量原棉含雜3％左右時(shí)；3~4個開清點(diǎn)（開松除雜機(jī)械）化纖：2～3個開清點(diǎn)為適應(yīng)不同原料加工，流程中設(shè)有間道，必要時(shí)可跳過某一機(jī)臺。一、加工原棉實(shí)例FA002環(huán)行（2臺）FA121