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軸流開棉機結構與性能分析

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軸流開棉機結構與性能分析

發布時間: 2006/10/3 文章出處: 　

為了在開清工序中實現"自由打擊、大雜先落、早落少碎、少傷纖維"的工藝原則，紡機制造廠對起初步開松作用的開棉機進行了改進和完善，推出許多先進的使用技術，并先后成功研制了雙軸流開棉機和單軸流開棉機。這種機型開松除雜性能及設備控制性能顯著提高，為紡制出優良的棉紗創造了良好的條件。但許多棉紡廠對兩種軸流開棉機的使用情況存在一些誤解，片面追求某項指標，使軸流開棉機不能充分發揮其性能。本文對兩種軸流開棉機的結構原理、工藝性能進行初步分析探討，為各個廠家依據實際情況，因地制宜、靈活采用軸流開棉機的形式提供參考依據。
1 兩種軸流開棉機的結構與工作原理
1．1 雙軸流開棉機的結構與工作原理
FAl03型雙軸流開棉機的結構如圖1所示。

雙軸流開棉機由機架、進棉口、開松打手、棉流導向板、塵棒、分梳板、排塵隔離打手、出棉口等組成。棉流在氣流的作用下，通過進棉口的控制進入打手室，在氣流和棉流導向板的控制下，沿開松打手軸向作螺旋線前進，開松打手與分梳板結合對纖維進行自由打擊和分梳，籽棉等大雜沿打手切線方向通過塵棒落下，開松除雜后的棉流靠下一臺設備或凝棉器風機的抽吸通過出棉口管道輸送到下一臺單元機，機器下方的排雜隔離打手能聚攏塵雜，起穩定塵室內氣壓的作用。由于該機對棉流采用自由打擊方式，故對纖維損傷小。
1．2 單軸流開棉機的結構與工作原理
FAll3型單軸流開棉機的結構如圖2所示。

單軸流開棉機由機架、進棉口、開松打手、棉流導槽、塵棒、微塵分離板、排塵隔離打手、出棉口等組成，棉流在氣流的作用下，沿開松打手切線方向通過進棉口進入打手室，在氣流和棉流導槽的控制下，沿開松打手軸向作螺旋線前進，籽棉等大雜沿打手切線方向通過塵棒作用落下，部分微塵和短絨通過微塵分離板在負壓的作用下被排出，開松除雜后的棉流靠下一臺設備或凝棉器風機的抽吸通過出棉口管道輸送到下一臺單元機，機器下方的排雜隔離打手能聚攏塵雜，起穩定塵室內的氣壓等作用。
2 兩種軸流開棉機的開松機理
軸流開棉機的開松作用主要是通過棉塊在氣流的作用下，反復經過角釘以及角釘和塵棒的自由打擊、扯松來實現的。
在雙軸流開棉機中，棉塊的開松如圖3所示。

P是角釘對棉塊的打擊力，它可分解為P1和P2兩個分力，在分力戶，的作用下，產生瞬間的拉伸應力，當P1大于棉塊內部纖維間的連接力時，棉塊即被分離成幾個較小的棉塊，從而將棉塊開松。當分力P1小于棉塊內部纖維間的連接力時，棉塊的運動就會產生兩種情況，一是整個棉塊沿著合力P的方向，完全以角釘的角速度運動；二是棉塊圍繞它的軸心產生回轉運動。此時，棉塊不再受打擊，可以減少對纖維的損傷，所以雙軸流開棉機是自由打擊，開松作用較為緩和。
在單軸流開棉機中，棉塊的開松如圖4所示。

P是角釘對棉塊的打擊力，它可分解為P1和P2兩個分力；F是棉塊與棉流導槽間的摩擦力，它可分解為F1和F2兩個分力。在F1和P1的作用下，棉塊受瞬間的拉伸應力，當F1與P1之和(棉塊受瞬間的拉應力)大于棉塊內部纖維間的連接力時，棉塊即被分離成幾個較小的棉塊，從而將棉塊開松。當F1與P1之和小于棉塊內部纖維間的連接力時，棉塊將滯留在棉流導槽內或緩慢移動，瞬間又受下一角釘打擊，對纖維有一定的損傷。所以，單軸流開棉機的開松力大于雙軸流開棉機，是一種半自由打擊，開松作用較強。
3 兩種軸流開棉機的除雜機理
軸流開棉機的除雜作用主要是通過打手開松原棉分離雜質的離心力和塵棒刀口的分離作用來實現的，同時它受打手室和落雜室氣流的影響較大。
在雙軸流開棉機中，為使棉流沿打手軸線螺旋前進順暢，其人棉口要求風量3000 m3／h，風壓-80Pa~-500Pa；出棉口要求風量3500m3／h，風壓-270 Pa~-900 Pa；其落雜室處于負壓狀態，負壓方向向著打手室。在落雜室里，當雜質的離心力或重力大于雜質的負壓浮力時，雜質就能順利落下，被排雜隔離打手排出；當雜質的離心力或重力小于雜質的負壓浮力時，雜質將隨棉流被抽吸出出棉口。所以，該機對大的雜質如不孕籽、棉籽、籽棉等清除效果明顯，對細小雜質清除效果不好，它符合開清初始階段的加工要求，有利于大雜先落、少碎，提高紡紗質量。
在單軸流開棉機中，棉流沿打手切線方向喂人，切線方向輸出，為使棉流沿打手軸向螺旋前進順暢，其人棉口要求風量2500m3／h，風壓+50 P~+150 Pa；出棉口要求風量3500 m3／h，風壓-50Pa~-200 Pa；其落雜室幾乎處于常壓狀態。在落雜室里，被分離的雜質靠離心力和塵棒刀口的分離作用都能夠順利落下，被排雜隔離打手排出；它對大的雜質如不孕籽、棉籽、籽棉等清除效果明顯，對細小雜質也有清除效果，并且它具有微塵分離板和負壓吸口，能排除部分微塵和短絨。因此，這更符合開清初始階段的加工要求，有利于大雜先落、少碎，提高紡紗質量。
4 兩種軸流開棉機的生產試驗對比
為了進一步研究兩種軸流開棉機的工藝性能，對單軸流開棉機和雙軸流開棉機開展工藝對比試驗，在兩者產量、落棉率大致相當的情況下，采用原棉含雜率分別為1．0％和3．5％左右的兩種原棉，進行棉結、短絨、落棉和除雜等測試。測試結果見表1。

從表1數據對比分析，我們看出：
(1)當原棉含雜率在1％左右(低含雜)時，單軸流開棉機比雙軸流開棉機的實際除雜效率略高，但棉結增長率高于雙軸流開棉機。說明低含雜時，單軸流開棉機比雙軸流開棉機除雜效率略高，對纖維損傷大。
(2)當原棉含雜率在3．5％左右(中高含雜)時，單軸流開棉機比雙軸流開棉機的實際除雜效率高，但棉結增長率略高于雙軸流開棉機。說明中高含雜時，單軸流開棉機比雙軸流開棉機除雜效率高，對纖維損傷略大。兩種軸流開棉機的應用與改進措施
通過上述分析與試驗，我們認為：
(1)兩種軸流開棉機的選用應根據所紡棉紗的品種和使用原棉的情況決定，當原棉含雜較低、品質較好，用于紡中細號紗或精梳紗時，特別要求對纖維損傷要小，產生的棉結少，兩種軸流開棉機除雜一般都能達到要求，這時應選用雙軸流開棉機；當原棉含雜較高、品質較差，用于紡粗號紗或轉杯紗時，要求對原棉的除雜效率要高，纖維損傷要求不嚴，這時應選用單軸流開棉機。
(2)應改進雙軸流開棉機喂棉方式，使棉流從切線喂人，切線輸出，使落雜室幾乎處于常壓狀態，便于雜質的下落和排除，同時適當提高其打手速度，增加雜質的離心力，提高除雜效率。對于已有的軸向喂人、軸向輸出的雙軸流開棉機應將排雜隔離打手取消，使用連續吸落棉方式，將落雜室控制在常壓狀態，以改善落雜效果。
(3)應改進單軸流開棉機棉流導向板安裝方式，將焊接結構改為螺栓連接結構，使導流槽的寬度可根據工藝要求調整，減少對纖維的損傷，拓寬使用泛圍。

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