DK903梳棉机棉结控制实践
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DK903梳棉机棉结控制实践
李杰（常州常顺纺织印染有限公司）
1 工艺流程
DK903型梳棉机配套清梳联工艺流程：BDT0 19抓棉机→LVSA高效凝棉器→MFC双轴流开棉机→SC155金属火星探测器→MCM6多仓混棉机→CXL3三打手清棉机→DX高效除尘机（SCFO异性纤维检测机) →DK903梳棉机。
2 设备简介
DK903清梳联设备自动化程度高，安全性能好，流程短，工艺适应性能强，加工精度高等。DK903梳棉机是特吕茨勒公司继DK803后于1999年推出的更新一代的高产梳棉机，最高产量达140 kg/h，并附带自调匀整。长片段匀整与短片段匀整相结合保证了台内5米重量不匀率在1％左右，条干不匀率也在3.9%左右。采用直接式棉絮喂棉机DFK，给棉罗拉直流变频调速，速度范围0~4.8 r/min。刺辊部分：第一刺辊采用梳针式，减少握持打击力度，直径172.5 mm，速度范围621~1373 r/min。第二刺辊自由打击采用锯齿针布，直径172.5 mm，速度范围806~1780 r/min。第三刺辊也是锯齿针布，直径一样，速度范围1066~2488 r/min。锡林直径1287mm，转速300~600 r/min。道夫直径700 rnrn，转速0~96 r/min。移动盖板84根，工作根数30根，工作方向与锡林相反；锡林~盖板分梳区采用了PFS精确调校盖板隔距系统，可使锡林与盖板隔距更加精确。
3 原棉各项指标
新疆棉：品级3.0，长度28.5 mm，含水率7％，含杂率1.5％，细度1.7 dtex，马克隆值4.0，品质长度31 mm，成熟度系数1.65，短绒率13.5％，单纤维强力3.5 cN，断裂长度19.5 mm，均匀度980，手拣棉结500 个/g，手拣索丝200 个/g，手拣疵点总数3000 个/g；美棉：品级2.5，长度28.8 mm，含水率6.5％，含杂率2.0％，细度1.7 dtex，马克隆值4.0，品质长度31.5 mm，成熟度系数l.78，短绒率14％，单纤维强力4.0 cN，断裂长度22 km，均匀度1000，手拣棉结500 个/g，手拣索丝150个/g，手拣疵点总数3000 个/g。
4 影响生条棉结的几大因素
4.1 原棉及配棉
“好棉纺好纱”。原棉的好坏直接影响成纱的质量，成纱结杂同原棉纤维细度、成熟度、带纤维籽屑有密切关系。而成熟度与棉结的关系更是密切，这是因为原棉的成熟度好，即纤维细度粗，其吸湿性就小，单纤维强力大，因而它的抗压抗弯能力就好，在加工中不易损伤，在加工中受搓揉纠缠而形成棉结的机会就少；而成熟度低的原棉纤维刚性低，容易扭曲，且缺乏恢复的能力，在生产过程中易形成棉结。
配棉与棉结的关系非常重要。成熟度好、纤维长度长、细度适当的原料对纺纱过程中的棉结控制有利。因此，要控制生条棉结，首先要在配棉上把关，低成熟度纤维要慎用，原则上在混棉时不要超过20％。特别是成熟度系数小于1.4，细度在1.6 dtex以下的原棉要少用，防止纺纱过程中棉结急剧上升。此外在配棉时，回花、下脚料的使用也是导致棉结上升的因素之一，因为下脚料、回花中短绒、不成熟纤维和疵点多，再加上生产中反复加工，纤维强度降低就更容易造成棉结增多。
我们公司配棉采用30％的美棉和70％新疆棉，不用回花和下脚料。
4.2 温湿度条件
合适的温湿度是保证成纱质量尤其是棉结的前提条件。原棉回潮率较低时，杂质容易下落，棉结和索丝也可减少。其回潮控制范围为：清花8％±0.5％，梳棉6.6％±0.2％。梳棉车间温度控制在25～28℃，相对湿度控制在55％~60％，使纤维放出水分，增加纤维的刚性和弹性，减少纤维与针齿间的摩擦和齿隙间的充塞。但相对湿度过低，一方面易产生静电，棉网易破损或断裂，尤其在纺化纤时，这种现象更为明显，另一方面会降低生条的回潮率，对后道工序的牵伸不利。
4.3 针布配置
梳理能力的好坏与针布有着直接的关系。DK903梳棉机锡林针布采用的是当今世界上工作角度最小、齿高最小、基厚最小、齿密较高的Graf P-2040S×0.4针布；盖板针布采用Graf Spacetop高密度针布，以加强对纤维的细致分梳；道夫针布采用L-4030×1.0；第一刺辊是梳针型，第二、三刺辊采用Graf K/N 5020×16G/CS；预分梳板和前后固定盖板分别采用Graf 9A、24A、32A、42A、64A型针布。
4.4 速度
4.4.1 盖板速度
盖板速度对梳理过程、生条质量、原料节约都有一定影响。盖板速度加快时，盖板在工作区停留时间减少，每根盖板针面负荷略有减少，盖板花量略有减少；但单位时间内走出工作区的盖板根数增加，总盖板量有所增加。例如盖板速度增加一倍时，每块盖板在工作区中运行的时间缩短为原来的一半，若每块盖板的盖板花量由0.5 g减少到0.4 g，其含杂率由10％降低为8％；但在相同时间内，盖板走出工作区的块数增加一倍，相应带出的盖板花量为2×0.4 g，而慢速时仅为0.5 g。两者相比，增速后盖板花重量增加了60％，而增速后盖板花的绝对除杂量也提高了28％。由此可见，在一定范围内加快盖板速度，可提高盖板的除杂效率，但增加了落棉，提高了纺纱成本，为提高成纱质量兼顾原料使用，我们选择260 mm/min盖板速度。
4.4.2 锡林、刺辊速度
锡林速度增加，纤维的梳理力提高，改善了纤维的平行度，且锡林的离心力增加，可持续不断地将杂质甩到盖板上，这些杂质又被盖板带走而被排除，这对除杂是有利的；但锡林速度增加，纤维损伤加剧，生条中纤维的平均长度下降，短绒率增加，而且随着锡林速度的增加，弯钩纤维数量增加，伸直度下降，导致棉结的增加。因此，控制生条棉结要系统的看锡林速度，并非越高越好。
梳棉机的刺辊部分担负着分梳、除杂和转移纤维的任务。在一定范围内增加刺辊速度，相对地延长了对棉层的作用时间，使锯齿对纤维束的分梳更加充分，有利于棉束的分解，可以减少生条中的棉结粒数；刺辊速度增加，使杂质获得了充分暴露的条件，有利于对杂质的清除。大刺辊速度过大，使大杂易碎，小杂难以清除，使生条中的棉杂粒数增加，而且由于锯齿对纤维的打击力增强，会导致短绒增加。锡林速度一定时增加刺辊速度，锡林与刺辊的线速比下降，不利于纤维的转移。一般情况下，线速比在1.4~1.7，即可顺利完成纤维的转移。经多次试验，保持一定的锡林速度，降低刺辊速度，增加线速比，对改善生条棉结有利。表1为各种锡林速度和刺辊速度时的手拣棉结试验。试验时间2008年7月，车间温度27℃，相对湿度63％。表1中A、B、C、D、E分别对应不同的刺辊速度和锡林速度，见表2。
4.5 隔距
4.5.1 锡林与盖板隔距
1954年，C C 伊万诺夫研究了锡林和盖板针面间隔距对梳理质量的影响，得出了隔距与盖板上纤维须丛未受到梳理部分长度的数学关系式（参见图1）：
b2=2Ra
式中：b为纤维须丛未受到梳理部分的长度；R为锡林针面半径；a为锡林盖板间隔距。
图1 被握持的梳理不到的纤维长度计算示意
根据上述理论所做的试验结果证实了梳理隔距越小，未被分梳到的纤维长度越短，越有利于分梳质量的提高。
根据G Mandl的梳理理论，只有当纤维的一端为盖板针抓取、另一端为锡林针抓取时才会发生分梳过程，这一假设应是我们讨论隔距作用的重要依据。因而最佳隔距是指大部分纤维要同时被锡林和盖板针布所握持。而这种情况只有当隔距较小时才能够达到。
图2 盖板隔距对棉结去除的影响
锡林与盖板分梳区是除杂、减少棉结最重要的区域。图2结果显示了棉结除杂效率与盖板隔距间的关系。从图中可以看出，紧隔距、强分梳，对改善生条棉结有利。特吕茨勒公司也认为占90％的结杂在此清除，因而此隔距选择极为重要。DK903 型梳棉机由于采用了PFS精确调校盖板隔距系统，可使锡林与盖板隔距相当精确，而精确隔距可使棉结平均含量降低20％左右。
DK903梳棉机测量锡林和盖板分梳区隔距有专用工具：FlatcontrolFCT，整个测量过程分4部分：建立标准、校正盖板、静态测量(6个测量点)、动态测量绘制曲线图。每个部分均由计算机控制，一般情况下新针布上车，6点隔距做到0.275、0.275、0.25、0.25、0.25、0.25 mm（1/1000 in为11、11、10、10、10、10）。正常开车一周后可调至目标隔距0.25、0.225、0.225、0.2、0.2、0.2（1/1000 in为10、9、9、8、8、8）。为改善棉结，优选工艺试验将隔距调至0.225、0.225、0.225、0.2、0.2、0.2 mm。
4.5.2棉网清洁器除尘刀与锡林隔距
DK903另一个特点就是在棉网清洁器上安装了除尘刀，并装有吸风罩，可连续不断地将棉网上清理下来的杂质吸走。前面两个吸风罩加两把除尘刀。在后上罩板上安装除尘刀，前两把除尘刀与锡林隔距分别为0.3、0.35 mm。后除尘刀与锡林隔距0.55 mm。通过工艺优选试验将前除尘刀调整为0.275，0.325 mm，后除尘刀调整为0. 5mm。
4.5.3 其他隔距
刺辊与锡林隔距0.175 mm，后3根固定盖板与锡林隔距分别为0.4、0.35、0.25 mm，前固定盖板与锡林隔距0.25 mm，道夫与锡林隔距0.15 mm。
为测试更改工艺后的效果，对一台梳棉机生产的棉条从前至后进行了拉纺试验，表3为试验前后工艺更改对照，表4、表5分别为试验前和拉纺后精梳14.6 tex管纱的乌斯特报告。
5 结语
（1）改善棉结，基本的生产条件是必不可少的，温度应控制在25~28℃，相对湿度应控制在60％左右；好的原棉及合理配棉也是纺好纱的必要条件，一般马克隆值应在3.9~4.5；纤维细度1.667~1.724 dtex：短绒率控制在14％以内；原棉含杂率在1.5％以下；原棉回潮率在6.0%~7.5％左右对改善棉结有利。
（2）锡林速度过低不利于纤维的梳理，锡林速度选择470 r/min为宜，刺辊速度太大对纤维的打击力大，棉结反而增加，DK903清梳联具有较强的除杂能力，根本不必担心除杂，而应选择较低的速度，确保锡林与刺辊线速度比在2.0以上。
（3）盖板速度的增加，提高了分梳区梳理能力和除杂的效率，但是盖板花增加，落棉加大了，纺纱成本也就上去了，需要统筹考虑，平衡掌握，一般春夏季节温湿度高，棉结压力大，盖板速度可大一些，取260 mm/min左右；而秋冬季节适当慢些，可取200 mm/min左右。
（4）根据“紧隔距、强分梳”的理念，在保证设备安全正常运行的前提下偏紧掌握，尤其是锡林盖板隔距和棉网清洁装置的除尘刀隔距。
参考文献
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