清梳过程中棉结与短绒变化分析
周 宇 王 兟 摘要:对AFIS纤维测试仪与传统目测方法就半制品棉结含量的测试进行了比较。揭示了棉结含量在清梳加工过程中的一般演变情况。通过对C4型梳棉机与棉结相关的主要工艺性能分析及与FA201型梳棉机的比较,提出盖板倒转是C4型梳棉机在高产量、高喂入品棉结含量情况下生条棉结数优于FA201型梳棉机的主要原因之一,而使用好这一技术的关键是优选较小而合理的盖板入口第一点隔距。对棉结的处理,排除比梳解更有利。高产梳棉机应注意在主梳理区之前增强棉结和短绒的排除。从棉结及纤维损伤的角度看,高产梳棉机锡林转速在381r/min、刺辊转速在1099r/min时增速仍有一定空间。
关键词:棉结;AFIS纤维测试仪;清梳加工;短绒率
棉结一直是纺纱工作者感兴趣的主要问题之一,研究人员对此进行了许多研究。从棉结的检测到棉结的控制,从棉结的形成机理到棉结对最终产品的影响,都已获得许多成果,并以此促进了纺纱技术的发展。现代梳棉机的发展与棉结的研究成果关系密切。随着纺纱技术、检测技术的不断发展,出现了许多与棉结有关的新问题,如现代高产清梳联系统对生条棉结、成纱棉结有何影响,现代高产梳棉机棉结梳解对短纤维含量的影响等,因此需要对棉结问题进一步研究。
1半制品棉结的概念和检测
1.1半制品棉结概念
根据美国D1446—53T标准,棉结为单根或多根杂乱纠缠的纤维组成,其中含杂棉结内有籽屑,籽屑上粘附有长短不一的短绒。我国一般对棉结的理解是:纤维纠缠而成的圆形小结或粒状纤维结。迄今为止在仪器检测中以核心部分投影直径大于某一极限值的纤维结为棉结。
1.2半制品棉结的检测
中国大部分企业目前大多采用目测来评定半制品棉结数。这种方法的测试结果很大程度上取决于测试人员的感观,而且由于人眼分辨率的限制,细小棉结往往不能测出。
UsterAFIS纤维测试仪是近几年进入商业化阶段的纤维检测系统,能够进行棉结数和棉结大小分布的自动检测。该仪器首先将试样分离成单纤维、棉结、杂质三个部分,纤维和棉结在气流输送过程中通过一个可产生波形的光电传感V/T器一个棉结形成一个“波峰”曲线按棉结大小划分成个20个参考等级，其极限值是0.1mm。仪器输出每克重试样的棉结数(粒/g)及变异系数(CV/%)、棉结平均投影直径(mm)、棉结大小分布直方图。其检测结果具有良好的重现性。
本文在无特别指明时,有关棉结的指标均指AFIS纤维测试仪测试指标。
2 瑞士立达清梳联与国产清梳机组棉结含量的演变
瑞士立达清梳联由下列单机组成:A1/2型抓棉机,Mono型开棉机,Unimix型混棉机,ERM型锯齿开棉机,Aerofeed型棉箱喂棉机,C4型梳棉机。加工过程中棉结变化的情况见图1。从图1中可见,瑞士立达开清棉流程中,棉结含量随加工过程逐步增加,最终输出半制品的棉结含量是一个随加工过程逐步积累的过程,输出半制品的棉结含量约为原棉的2.5倍。C4型梳棉机使棉结含量大大减少其生条棉结含量约为原棉棉结含量的1/2。
国产清梳机组配置如下:FA002型自动抓棉机,FA104型六辊筒开棉机,A036B型豪猪开棉机,A092AST型双棉箱给棉机,A076型单打手成卷机,FA201型梳棉机。加工过程中棉结变化的情况见图2。从图2中可见,国产开清棉流程中原料经FA002型抓棉机其棉结数增加最多,然后经FA104型六辊筒开棉机减少,再经A036B型豪猪开棉机减少,经A092AST型双棉箱给棉机增加较多,再经A076型单打手成卷机略减,棉卷棉结数约为原棉的1.4倍。FA201型梳棉机使棉结含量大大减少,其生条棉结含量约为原棉的5/9。
  3锡林速度、输出速度与生条棉结短绒含量的关系
3.1试验方案
C4型梳棉机锡林速度、输出速度与生条棉结含量的关系,采用二因子三水平试验方案(见表1),按L9(34)正交表进行试验,生条定量4.5g/m,并、粗、细同锭,纺纱品种为C13.9tex。
 3.2锡林速度、输出速度与生条棉结含量
据正交试验,得到此关系的回归方程为:
Y7=45.901-0.092X1+0.292X2(1)
式中:Y7为生条棉结数(粒/g),X1为锡林转速(r/min),X2为输出速度(m/min)。
该回归方程的显著性检验值为:
t1=2.299Pt=0.061
t2=2.022Pt=0.090
t3=3.163Pt=0.019
F=7.048PF=0.027
从以上各P值可见该回归方程成立,其图形
见图3
 从图3可见:生条棉结数随输出速度(产量)增加而增多,这是因为随产量增加,棉结平均受梳理时间减少,使棉结梳解的几率降低。生条棉结数随锡林转速的增大而减少,这是因为锡林增速降低了梳理负荷,且棉结平均受梳理时间增加。生条棉结数与锡林转速呈线性相关,曲线中部无凹凸处,且无临界点,说明C4型梳棉机的梳理场布置对附加棉结的控制是有效的。从棉结的角度看,在保证锡林、刺辊一定速比的条件下,刺辊转速随锡林同步增速仍有一定空间。
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