■苗才華 郝桂蘭 翟鴻鵠

〔邯鄲金獅棉機(jī)有限公司，河北邯鄲 056046〕

隨著棉花體制改革的深化和棉紡織工業(yè)的快速發(fā)展，巨大的市場(chǎng)潛力帶動(dòng)了我國(guó)棉花加工產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，棉花加工技術(shù)水平不斷提高。但是，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)棉花加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展相應(yīng)的技術(shù)儲(chǔ)備較為薄弱。目前，我國(guó)棉花加工設(shè)備對(duì)棉花纖維損傷大，導(dǎo)致高等級(jí)棉花少。隨著棉紡織行業(yè)的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)棉花質(zhì)量提出了更高的要求，迫切要求棉花加工企業(yè)更加注重棉纖維的原生品質(zhì)。

邯鄲金獅棉機(jī)有限公司在實(shí)施國(guó)家科技支撐項(xiàng)目“保持棉纖維原生品質(zhì)的軋花關(guān)鍵技術(shù)研究”課題過(guò)程中，分析確定了軋花部影響棉纖維原生品質(zhì)的主要因素，并對(duì)其進(jìn)行了研究分析。

一、確定研究方向

對(duì)于“保持棉纖維原生品質(zhì)的軋花關(guān)鍵技術(shù)研究”來(lái)說(shuō)，也就是要確定軋花過(guò)程中那些軋花因素對(duì)保持棉纖維原生品質(zhì)起到了關(guān)鍵作用。根據(jù)以往研究設(shè)計(jì)軋花機(jī)經(jīng)驗(yàn)，軋花部對(duì)棉纖維原生品質(zhì)的影響主要有以下幾個(gè)方面：工作箱幾何形狀、肋條形狀、鋸片線速度、鋸片間距和鋸片齒形。

1.工作箱幾何形狀的研究。

棉纖維和棉籽的分離是在工作箱中完成的，工作箱的幾何形狀關(guān)系到籽棉卷轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的受力情況，決定了籽棉卷能否轉(zhuǎn)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)速度及其轉(zhuǎn)動(dòng)是否順暢。保持棉纖維的原生品質(zhì)就是要使籽棉卷在工作箱中轉(zhuǎn)動(dòng)順暢、自然。因此，研究工作箱的幾何形狀對(duì)保持棉纖維的原生品質(zhì)是十分必要的。工作箱是由4個(gè)曲率半徑不同的非同心圓弧組成的，分別是：軋花肋條工作點(diǎn)部分的圓弧，其曲率半徑為R1；后抱合板部分的圓弧，其曲率半徑為R2；前抱合板部分的圓弧，其曲率半徑為R3；活動(dòng)頁(yè)板部分的圓弧，其曲率半徑為R4。如圖1所示。

圖1 工作箱結(jié)構(gòu)示意圖

工作箱各曲率半徑的值順棉卷的運(yùn)動(dòng)方向，從R1至R4是逐漸變大的，因而籽棉卷表面密度從R1到R4逐漸變小，工作箱對(duì)棉卷的磨擦阻力也隨著由大變小，籽棉卷運(yùn)轉(zhuǎn)更加順暢。R1肋條工作點(diǎn)處籽棉的密度最大，可以對(duì)鋸齒保持局部較大的壓力，有利于鋸齒對(duì)棉纖維進(jìn)行有效的鉤拉。在R4活動(dòng)頁(yè)板處籽棉卷的密度最小，單粒籽棉間的粘連作用減弱，有利于棉籽排出工作箱。所以說(shuō)，工作箱幾何形狀的研究就是對(duì)R1、R2、R3和R4的各個(gè)大小和安裝位置及其組合方式的研究。通過(guò)改變R1、R2、R3和R4的各個(gè)大小和安裝位置來(lái)改變籽棉卷在工作箱中的受力情況，盡量減小籽棉卷切向阻力，使籽棉卷轉(zhuǎn)動(dòng)更加順暢。

2.肋條形狀的研究。

市場(chǎng)上肋條種類(lèi)眾多，形狀各異。主要表現(xiàn)在肋條工作點(diǎn)處弧度和肋條中部弧度各不相同。肋條工作點(diǎn)處弧度R1大小影響籽棉卷的運(yùn)轉(zhuǎn)和棉纖維的勾拉效率，主要配合工作箱幾何形狀的其他3個(gè)弧度R2、R3、R4一起研究。而肋條中部弧度影響排籽和棉籽的毛頭率，其曲率半徑越大排籽越慢，毛頭率越小，產(chǎn)量低，皮棉短纖維含量高。反之，排籽順暢，毛頭率越大，產(chǎn)量高，皮棉短纖維含量低，但皮棉損耗大。所以說(shuō)，肋條的形狀對(duì)皮棉的產(chǎn)量和質(zhì)量均有影響。

3.鋸片線速度的研究。

鋸片的作用力是棉卷轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力，它對(duì)棉卷產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，鋸片的線速度決定著單位時(shí)間通過(guò)工作箱籽棉卷鋸齒的數(shù)量，決定著軋花機(jī)的產(chǎn)量。線速度高，產(chǎn)量高。但是，鋸片在鉤拉棉纖維的同時(shí)對(duì)籽棉卷產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊，過(guò)高的線速度會(huì)使沖擊增大，使得鋸齒勾拉的棉纖維斷裂，破壞棉纖維的原生品質(zhì)。

現(xiàn)在市場(chǎng)上使用的軋花機(jī)鋸片線速度從12 m/s到15.5 m/s不等，按鋸片線速度分析軋花機(jī)機(jī)型類(lèi)別：線速度在13.5 m/s以下軋花機(jī)大多為保質(zhì)型軋花機(jī)，多用于種子棉，破籽少、皮棉質(zhì)量好；線速度在13.5 m/s以上軋花機(jī)多為高產(chǎn)型軋花機(jī)，片時(shí)產(chǎn)量高。課題組選用鋸片線速度從12 m/s到14 m/s作為研究范圍。

4.鋸片間距的研究。

蓬松的籽棉直徑一般為16～20 mm，因此兩鋸片之間的間距一般在16到20 mm之間。片間距減小，籽棉在工作箱中會(huì)被更多的鋸齒勾拉，產(chǎn)量增加，但棉纖維被拉斷的幾率增加。片間距過(guò)大，則兩鋸片之間可能有不被鋸齒作用的籽棉存在，這一方面影響鋸齒鉤拉棉纖維的效率；另一方面，這些籽棉將不能被有效地傳遞到牽引力，影響籽棉卷的轉(zhuǎn)動(dòng)。

現(xiàn)有軋花機(jī)鋸片間距有15.7 mm、16 mm、17 mm、18 mm和19.4 mm等幾種。課題組選用16 mm、17 mm、18 mm和19.4 mm為研究對(duì)象。

5.鋸片齒形的研究。

鋸齒的主要作用就是勾拉棉纖維。而鋸齒的鋸角大小直接影響鋸片勾拉棉纖維的效率。鋸齒鋸角大，齒尖的方向更接近其運(yùn)動(dòng)方向，而且使齒凹內(nèi)面積擴(kuò)大，因此穿刺鉤拉纖維的能力和效率均提高。但當(dāng)齒距確定之后，鋸角增大意味著齒尖減小，齒身細(xì)長(zhǎng)，影響鋸齒的強(qiáng)度和剛度，鋸角過(guò)大還會(huì)造成刷棉困難。鋸齒鋸角過(guò)小，鋸齒穿刺及鉤拉纖維的效率低，提前角也比較小，影響產(chǎn)量。從刷棉上考慮，鋸角過(guò)小，纖維尚未運(yùn)動(dòng)到刷棉部位，就會(huì)離開(kāi)鋸齒，并且鋸角小的鋸齒在工作箱內(nèi)易滑脫纖維，索絲、棉結(jié)等增加，影響皮棉質(zhì)量。

二、結(jié)論

通過(guò)對(duì)工作箱幾何形狀、肋條形狀、鋸片線速度、鋸片間距和鋸片齒形等關(guān)鍵軋花技術(shù)的理論研究分析，課題組對(duì)保持棉纖維原生品質(zhì)的加工關(guān)鍵技術(shù)有了明確的研究方向，為課題組下一步進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)和軋花試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)提供了有力的理論支持和參考。