清梳聯主要工藝和質量問題探討（一）

    國產清梳聯經過近十年的研發、完善，已臻成熟。國產清梳聯加工品種，從純棉粗、中、細號普梳紗、細號精梳紗、轉杯紗擴展到化纖、麻等非棉纖維，最近已可加工生產長絨棉特細號紗。國產清梳聯機電一體化水平有了進一步提高，目前已向信息化、智能化水平發展，抓棉機、軸流開棉機、精清棉機等可以在線調整工藝，使原先一條生產線僅可加工單一品種發展到適應多品種生產，可以生產相同原料但品級差異較大的二個品種。 
     清梳聯的技術經濟效果和傳統棉卷工藝相比，具有明顯的優勢，據“99全國清梳聯學術研究交流會”總結資料，清梳聯比傳統棉卷工藝降低用工58%；節約用電9%～14%；在生條質量指標相當條件下，配棉品級可降低0.5級～1級；減少回卷提高制成率3%左右；車間含塵量1.1 mg/m3，比傳統棉卷工藝降低62.5%，噪聲降低8%；還可騰出廠房面積70 m2以上，可安裝精梳設備，有利于調整產品結構。 
    清梳聯生條質量，在正常原料條件下，經優化工藝、優選器材元件、合理配套，清梳聯可以達到的水平為：
（1）生條內不勻率：H（5m）≤1.0%；
（2）生條不勻率：H（5m）≤1.5%；
（3）生條條干CV≤3.5%；
（4）開清棉棉結增長率≤80%（AFIS儀檢測）；
（5）梳棉棉結去除率≥85%（AFIS儀檢測）；
（6）清梳棉結總去除率≥70%；
（7）開清棉短絨增長率<1%（FⅢ測試，16mm以下）；
（8）清梳短絨總增長率<6%（FⅢ測試，16mm以下）；
（9）清梳總除雜效率>96%。 
    由于清梳聯具有以上優勢，在國內用戶中的信任度與日俱增，尤其近幾年國產清梳聯得以長足發展，據調查進入21世紀以來，每年均以200多條生產線遞增，截止2004年年底國產清梳聯已超過1000條，加上進口300多條，全國共有清梳聯生產線1300多條，約可供應2000萬枚棉紡紗錠，占全部棉紡紗錠的25%左右（按8000萬錠計算）。
現就大家所關心的清梳聯工藝質量問題進行探討。 
    1 關于混棉均勻 
     對清梳聯質量，大家最為關心的是棉結和短絨，但對混棉不勻造成的后果--色花色差，成紗強力低，成紗強力CV低等則關注甚少。 
    自動抓棉機的出現，改變了傳統的人工混棉方法，徹底改善了工人的勞動強度和勞動環境，但也帶來了混棉不勻的問題。 
    1.1 自動抓棉機改變了混棉效果 
    自動抓棉機改變了混棉效果的原因，主要表現在以下幾個方面。 
    1.1.1 由“立體混棉”變為“時差混和” 
    由“立體混棉”（也稱棉堆混棉）變為“時差混和”，破壞了輸出棉流瞬時都要按比例全成分混棉的要求。“立體混棉”在人工鋪棉堆時，就按照配棉成分的要求逐個成分按比例一層層鋪設，在喂棉時從上到下切塊抱起棉堆中一部分喂入輸棉簾，因此從喂入開始就做到按比例全成分的要求。 
    “時差混和”在自動抓棉機瞬間所抓取的3~5個棉包僅為配棉成分中一部分，因此喂入多倉混棉機逐個棉倉的原棉本身就不是按比例全成分的，各倉不同成分的原棉通過時差效應再混和以達到按比例全成分的混和要求。 
    1.1.2 由傳統的“開混結合”變成“開混分離” 
    傳統開清棉流程使用混開棉機，一方面喂入原棉是全成分的，在混開棉機中是開混結合，混合較充分；而清梳聯的開清棉流程是抓棉[FY]開棉[FY]混棉，是順序抓取，順序輸出，因此開棉機只能使瞬時輸入的棉流做到“開混結合”，而全成分的混合主要由多倉混棉機來完成，因此它是局部的開混結合而整體是“開混分離”的。 
     1.1.3 快速自動平包，造成混棉質量的不穩定 
    快速平包即對較高的棉包，在設定次數內增加抓棉羅拉抓取深度，直到使其達到正常棉包高度，所以在快速平包過程中，某種成分是超量抓取和某種成分空缺同時存在，棉塊開松度也不穩定，所以平包過程是往復抓棉機混棉質量的不穩定時期。這個不穩定期較長，BDT019為例一般在22分到54分，將近1個~2個條筒，雖經并條也很難補償其缺陷。 
    1.2 對清梳聯中開清棉流程混棉效果分析 
    在20世紀80年代曾有文獻報導，對開清棉梳程中混棉效果進行探討和分析。主要原因如下。 
    1.2.1 用混合比來評價開清棉機的混棉效果 
    混合比是評價抓棉機和混棉機的混合性能，比值越大，說明各混棉單元之間混和機會越多?；旌媳瓤杀硎緸?/span> 
    ρ=Q/u （1） 
    其中，Q為混棉機實際生產狀態下的存棉量；u為一個混棉單元所抓取的棉量。 
     混棉單元可用下式表示： 
    u（kg）=NL/V·P/60 （2） 
    其中，P為抓棉機產量(kg/小時)；L為每混棉單元棉包堆放長度（m）；N為常數，大單元混棉雙向抓取為2，單向為1，小單元混棉為1；V為抓棉小車行走速度（m/min）。 
    從方程(1)、(2)可見，提高混棉機的儲存量（Q）或減少混棉單元（u），可以提高混合比，因此過于放長抓棉機長度并采用大單元排包混棉方式，對混棉效果不利，往復抓棉機排50包～70包，基本上能滿足配棉的要求。采取降低生產線總量（P）或提高抓棉小車行走速度（V），尤其采取小單元排包混棉方式，不僅有利于清棉，也有利于混棉。小單元排包即把一個大單元按混棉成分分為若干個小單元（2個～3個）排包，每個小單元就是基本的全成分混棉；采用寬幅抓臂，由于橫向排包數由3個增加到5個，因此在小單元混棉包數相同時，棉包堆放長度（L）可減小，有利于混棉；采用圓盤抓棉機，由于排包量小，相當于往復抓棉機小單元排包，對混棉效果極為有利，如采用并聯時效果更明顯。 
    1.2.2 用缺包率和混棉不勻周期評價混棉效果 
    由于往復抓棉機和多倉混棉機都是順序輸入，順序輸出，各倉之間沒有混和作用，僅在各倉輸出的棉層進行并合混和；同時各倉每單位棉層中僅含有自動抓棉機每次抓取若干個棉包的原棉，只有抓完一個全程，才能抓取一個按比例的全成份的混棉單元，因此多倉混棉機輸出棉流的混棉成份是不完全的，而且是周期性的。 
    1.2.2.1 缺包率Y 
    Y=〖（1-（Kn-b）/N）×100 （3） 
    其中，N 為一個混棉單元的配棉包數（混棉包數）；K 為抓棉機瞬時混和包數；b 為排包圖中重復包數；n 為多倉的倉數即并合數。 
    當往復抓棉機一個混棉單元的配棉包數（N）為72包，瞬時抓取棉包數（K）為3包，六倉混棉機n為6，如b為0，則混棉機輸出棉流的任何截面中僅含有3×6=18包的纖維成分，而要求達到配棉要求的成分和比例，必須包含72包纖維，現只用18/72=25%，因之缺包率為75%。 
    圓盤抓棉機，尤其雙圓盤要好于往復式抓棉機。 
    1.2.2.2 混棉不勻周期 
    混棉不勻周期的長短，即為一個全程抓取棉包數的時間，混棉不勻周期的棉量即每個混棉單元的棉量u。按大單元排包，抓棉臂寬1.7 m，抓棉機長20.4 m，每個混棉單元量為32 kg，折合棉卷長度為32/0.42=76.2 m（棉卷定量為0.42 kg/m）,這就反映混和不勻的周期很長。 
    這種長周期的缺包、混和不勻是目前抓棉機、多倉混棉機混棉工作的一大缺點。 
    1.2.3 用數學方法分析多倉混棉機的混棉效果 
    前紡織工業部及上海紡織科學研究院，曾對FA022-10型多倉混棉機的混和效能用數學方法進行解析。由于各種因素使各棉倉水平方向的同一截面上的混棉單元各不相同，且呈隨機排列狀態，又由于各倉底部的輸出羅拉在同一水平線上，所以各對羅拉輸出的原棉來自不同時刻，不同單元的混合體，羅拉在輸出過程中每一瞬時混和原棉的組成單元和配比也都不一樣，在這千變萬化的過程中，試用數學方法、排列定義，來討論混和原棉中的組成單元及其出現的機率，便于對多倉混棉機的混和效能有所了解和認識。 
    現將6倉混棉機混和原棉中可能出現的各種組成成分（單元）及幾率如表1所示。 
    表1 6倉混棉機混和原棉中可能出現的各種組成成分（單元）及幾率 
    情況 6倉輸出的混和 
    原棉中M個成分 
    全部出現的情況計算公式 M成分