纺纱工艺设计与质量控制

1、      开清棉机械的任务  

开清棉是纺纱工艺的第一道工序，由不同类型开清棉机组成的联合机完成下列任务：

① 将紧压的原棉开松成约0.1mg的棉束；

② 清除混在原棉中的杂技和棉结，除杂效率达到40~70；

③ 将各种品级的原棉进行均匀混和；

④ 制成均匀的棉卷或棉丛供梳棉工序使用。

2、开清棉机械类型

 开清棉机械按其功能划分有：

① 开棉机械：例如自动抓棉机、棉箱给棉机等，其主要作用是开棉和给棉，无明显的除杂作用；

② 混棉机械；例如多仓混棉机、混棉帘等，其主要作用是完成原棉的混和；

③ 开清棉机械；例如双辊轴流开棉机、豪猪式开棉机、单打手成卷机、锯齿辊筒清棉机等，其主要作用是开松原棉和清除杂质。 根据纱线品种和用途、原棉等级和含杂、生产加工方法等选用腾的开清棉单机，用气力输送管道联接起来组成产线，此即开清棉联合机。一台好的联合机应具有工艺流程短，适纺性强，工作效能高等特点。

3、开清棉联合机组成

LA004开清棉联合机工艺流程：

A002A型抓棉机→A006B型混棉机→A034型多滚筒开棉机→A036型豪猪开棉机→A036豪猪开棉机→A092型双棉箱给棉机→A076型单打手清棉机。

LFA001型开清联合机用于加工含杂率为3%～4%原棉。纺15tex纱时，除杂效率达65%左右，棉卷重量不匀率在1%以内。联合机的组成如下：

FA002型圆盘式抓棉机(2台)→FA121型除金属装置→FA104型六辊筒开棉机(附A045型凝棉器)→FA022型多仓混棉机→FA106型豪猪式开棉机(附A045型凝棉器)→FA107型豪猪式开棉机(附AO45型凝棉器)→AO62型二路电气配棉器→AO92AST型双棉箱给棉机(附AO45型凝器)(2台)→FA141型单打手成卷机(2台)。

用含杂率3%的原棉纺制14~18tex精梳纱的开清梳联合机组成如下： FA006型往复抓棉机→TF27型桥式吸铁装置→TF30型重物分离器→F016型自动混棉机(附AO45型凝棉器)→FA103型双辊轴流开棉机→FA133型二路气动配棉器→FA022-8型多仓混棉机(2台)→FA106B型豪猪式开棉机(附AO45B-5.5型凝棉器)(2台)→FA031型中喂棉机 (附AO45B-5.5型凝棉器)(2台)→FA108E型锯齿辊筒清机机(2台)→FA151型除微尘机→FA202B输棉风机→FA177型喂棉箱和FA221型梳棉机(2×8台)。

开清棉联合机的终端是成卷机并且制成棉卷，该棉卷在梳棉机上退绕喂入；近年来由于高产高速梳棉机取得成功，这种棉卷喂入方式被摒除。纺机制造厂则纷纷推出了开清梳联合机在该机上，棉丛经最后一个清棉打手处理之后就进入气力输送管道，由输棉风机吹送到各台梳棉机的喂棉箱内，形成均匀棉丛而喂给梳棉机刺辊。每套开清机组供应6~8台梳棉机，实现了开清棉与梳棉生产连续化和自动化。在国外，开清梳联合机已占开清机机组的50%以现了开清棉与梳棉生产连续化和自动化。在国外，开清梳联合机已占开清棉机组的50%以上，但在国内仅点7%。联合机的六个作用区

现代开清棉或开清梳联合机在组成上可划分为六个作用区：

（1）、开松区 使用自动抓同从排列好的各只棉包里抓取原棉，并将混合料送往前方机器进行加工。现在所有用的大多是直行式自动抓棉机，其高速回转的打手从排列好的各棉包顶面移过即抓走一层原棉；然后，打手降位再抓走一层，一直到棉包被抓空为止。这种抓棉机的优点是可以安排较多的棉包-----例如60只棉包，4~5种等级的原棉进行排列加工。若打手同时从2只棉包中抓取，则打手每次移动可取出30只棉包长度段上的原棉进行混和。

（2）、粗清区 使用的机器为多仓混棉机。原棉经初步开清之后在本区位进行混和。

（3）、细清区 使用猪式开棉机或类似机器。棉块在握持状态下受打手打击开松，打手上刀片轴向间距稍小，制成棉块的体积小、开松好，并能清除出细小杂质。

（4）、精开清区 在老式清棉机上采用三翼梳针打手，甚至现代有一些准清棉机采用锯齿打手，目的使棉块在本区位变得更细小而成为棉束，同时进一步除去细小杂质和棉结。

（5）、梳棉机喂给区 向梳棉机刺辊的喂给方式有棉丛喂给和棉卷喂给二种：采用棉丛喂给方式时，棉丛须保持质量密度均匀恒定，才能制出均匀的棉条。在棉卷喂给方式中棉卷做成定长和定重，而且保持在一定的精度范围内，做到均匀喂给。

开清棉工艺质量要求

据有关试验介绍，应用开清棉打手开松原棉，棉束质量大致达到0.1mg(相当于16根纤维聚在一起)就可，反复开松加工并不能再显著地降低棉束质量，反而会增加纤维损失和损伤。开清棉机组一般只能去除原棉中40%~70%的杂质。具体结果决定于原棉含杂率大小、机器隔距配置及生产环境条件等。原棉含杂多，落杂也较多；含杂少，落杂也较少。机器的落棉包含落杂和落纤两部分，在一般情况下，落纤约占落棉的40%~50%。 在考核开清机器除效能时常用到下列算式：

落棉率=落棉总重/喂入棉总重×100%

落棉含杂率=试样含杂重量/试样总重×100%

单机除杂效率=单机落棉含杂重量/喂入品中含杂重量×100%

统破籽率=所有开清棉机械车肚落棉总重/喂入原棉总重

联合机除杂效率≈各组成单机除杂效率之和。

6、梳棉机的任务

梳棉机的任务是：

(1)开松棉束制成单纤维：由于开清棉机械只能开检原棉制成棉束，所以梳棉机就须继续把棉束开松成单纤维状态。这是为了清除细小杂质和进行下道牵伸工序所必需的。事实上，大多数棉束，甚至棉结都是在梳棉机刺辊区和锡林一盖板区内被梳理解开的，只有少量的进入盖板花被清除。

(2)清除杂质和短绒：清除杂质的任务主要由刺辊区承担，它能除去喂入棉层含杂的50%~60%，另有一小部分尘杂则进入盖板花而得到排除或在其它部位落出。由于现代梳棉机的除杂效率约为80%~95%，所以由开清棉和梳棉机器共同完成的除杂效率可达95%~99%，最后在梳棉条中的含杂只有0.05%~0.3%。梳棉机也能去除凝集在纤维上的尘埃，后者是在针尖梳理时被清除。梳棉机还能去除部分短绒和短纤维，在锡林一盖板区梳理过程中，长纤维与锡林针齿接触面积较多，较监狱看守被锡林针齿带走；而短绒和短纤维则常停留在盖板针齿上及被压入针齿内，形成盖板花而被除去。盖板花的一半就由这些短绒、短纤维组成。

(3)纤维混和：在道夫凝集纤维的过程中剩留在锡林表面的纤维多次返回到锡林一盖板区重复接受针齿的梳理，完成了纤维沿棉流纵向的混和；接着在成网过程中又完成了纤维沿棉流横向的混和。

(4)纤维纵向定位：一般梳理作用能产生纤维平行化的效果，但在道夫凝集纤维和输出过程中纤维是相互重叠和交错的(不完全平行)，最后仅达到沿顺向排列和定位的程度。

(5)成条：梳棉机输出的条子要规则地放在条筒内，供下道工序加工。

梳理机的种类及梳棉机的发展梳理机有盖板式和罗拉式两大类。前者有若干根慢行的盖板环列在锡林的上半周，其优点是锡林分梳区面积大，且盖板有除杂作用，加工棉及棉型化纤效果好，所以专名为梳棉机。后者有数对荼罗拉和剥取罗拉环列在锡林的上半周，适于加工毛、麻、绢丝等较长纤维，所以专名为梳毛(麻、绵)机。梳棉机双联型，即两台梳棉机串接起来成为一台，其目的是提高棉网梳理、除杂、混和的效果。但此类机器制造成本高、占地大、维修不便；况且现代梳棉机的棉网产量，质量都能达到要求，故双联型机已采用了。

我国在20世纪50年代就已批量生产A186型梳棉机，锡林改包弹性针布，产量为4~6kg/h。60年代生产A186型梳棉机，锡林改包金属针布，产量为25kg/h。80年代发展为FA201型梳棉机，产量为30~40kg/h。梳棉机的锡林和道夫包上金属针布是提高机器产关键措施。梳棉机产量提高后，纺纱厂里每一万纱锭配备的梳棉机由原来的30~40台减少到6~8台，效益显著。然而梳棉机的高速高产涉及到较多的生产技术进步，例如金属针布材质及制造质量的提高，梳理技术的发展，喂棉箱棉层的均均输出，生条的质量控制，梳棉机的结构改进及其主要机件制造精度的提高等等。目前国外梳棉机的单机产量已达到80~100kg/h，我国也已发展到这一水平。

在中、低产量梳棉机上采用棉卷喂入，而在高产量梳棉机上则采用棉丛畏入。为了适应目前纺纱厂的不同生产需要，在FA201型梳棉机后部同时采用了以上两种喂给方式的设计，可供选用：① 棉卷喂给方式，如图3-1所示，棉卷扦的两端分别置于棉卷架左、右沟槽内、棉卷靠自重紧压在下方的棉卷罗拉上随其回转而退角，并向前输送到给棉装置；② 棉丛喂给方式，在梳棉机后部装上喂棉箱，接受由输棉管道的棉丛，并制成均匀紧压的棉层，由箱底输出罗拉向前输送到给棉装置。梳棉机的给棉装置基本上是统一的，它由给棉罗拉，给棉板和弹簧加压机构组成。

梳棉机工序

工艺过程  

棉层在给棉罗拉和给棉板共同握持下，也接受高速回转刺辊的开松梳理，并排出杂质。刺辊的下方装有分梳板及除尘刀，可使留在刺辊表面上的薄棉层再次得到梳理和排杂。在刺辊与锡林相遇处，锡林的针布剥下刺辊表面的薄棉层，通过后固定盖板的预梳理区，进入锡林一盖板工作区。全机活动盖板有106根，其中40根参与分梳工作。纤维在锡林一盖板的两个针面作用下被分梳成单纤维，其中的细小尘杂和短绒则被排出。短绒多半充塞在盖板针面上，被盖板带出工作区后，由斩刀剥下来而成为盖板花。附着在锡林表面上的纤维在通过前固定盖板区时又得到分梳理直；当和道夫相遇时，锡林上的部分纤维在分梳过程中被凝集到道夫表面，形成薄纤维层输出；而余下部分仍留锡林表面，在经过大漏底后再喂进的纤维一起又重新进入锡林一盖板区接受重复梳理。道夫表面纤维层经剥棉罗接剥下后，再通过上下轧成网输出。棉网通过一喇叭口集拢成条，然后进入大压辊和圈条器，规则地被圈放在棉条筒内。梳棉条常被称为生条，以区别于并条机输出的熟条。

精梳工序

纺纱工程中精梳工序完全是为了提高条子及成纱的质量而设。例如，在棉精梳系统里梳棉条先由精梳准备机械制成小卷，再由精梳机加工制成精梳条。在精梳机上喂给小卷的棉层在钳板握持下，其前端先由锡林梳理；接着送交分离罗拉钳口握持和分离，再由顶梳梳针梳理其后端。这样就完成了下列任务：

① 排除了生条(即梳棉条)内的较短纤维，提高了纤维长度的整齐度；

② 排除了生条内的棉结、杂质和疵点；

③ 精梳条内的纤维获得了进一步的伸直平行和分离。

则精梳条制成的精梳纱较同号普梳纱强度提高10%~15%，棉结杂质降低50%~60%，成纱条干均匀，毛羽少而外观光洁。然而，上述纱线质量的提高是在原料成本提高基础上得到的；在精梳过程中产生较多的落棉，且随着落棉率的变化，精梳效果有以下几种区别：

(1) 半精梳：落棉率5%~10%，原棉中的短纤维和杂质大部分被除去，相当于原棉提高1或2个等级，纱强提高10%，纱疵降低10%~38%；

(2) 全精梳：落棉率10%~20%，纱疵降低40%~62%。

(3)高级精梳：落棉率20%以上，用于纺最优纱，但使用不多。 棉精梳系统用于纺10tex以下的细特纱，纺10~20tex但要求光泽和美观的中粗特纱，以及涤/棉混纺纱中的棉条加工。这些纱用于制作高档缝纫线、刺绣线、轮胎帘子线、高档汗衫和府绸等。