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机采棉在降低采摘成本和提高劳动效率方面具有较大优势，同时由于机采棉中异性纤维少，原棉回潮率稳定，因而得到了迅速推广。在机采棉的加工过程中， 由于机采棉籽棉采摘成熟度差异大，需经过多道清理、烘干、皮清，导致了机采棉含杂率高、短绒率高、疵点多等问题，影响到纺纱厂对机采棉的正常配用，也制约了清梳联梳理过程中高速高产。加强对机采棉在清梳联梳理中的工艺研究，是提高清梳联梳理效果、保证成纱质量的关键。
1 清梳联工序梳理机采棉的难点分析
1.1 机采棉物理指标低的原因分析 在机采棉采摘过程中，由于不同期成熟同期集中采摘，造成了成熟度差异大；为降低籽棉含水率，减少杂质与棉纤维之间的附着力，利于清除杂质，采取了两道籽棉烘干工序；为提高清理质量，工艺中共设置了4道籽棉清理；为进一步提高皮棉质量，采取3道皮棉清理工序。综合以上因素出现了含杂率高、各类疵点数量多、短绒率高、整齐度差、原棉的强力低、马克隆值离散度大等问题。总体上讲，由于机采棉轧工工艺流程较长，致使原棉主要物理指标较低，这是在纺纱梳理过程中需要解决的难点问题。
1.2 清梳联流程梳理过程中的难点分析 清梳联实现了清棉与梳棉两个工序的有机连接，是实现连续化、自动化、现代化生产的重要标志。较为先进的清梳联流程在梳理中还具有以下优势：提高锡林速度，增加梳理度；提高梳棉机预梳能力，采用双刺辊、三刺辊预分梳结构，增加分梳板数量或面积；采用新型高密度针布，提高梳理度；抬高锡林高度，充分利用沿锡林表面空间，增加前、后盖板及梳理空间；重定量、高速度、连续生产，提升效率，稳定质量；在生条质量指标方面，梳棉棉结清除率在85%以上，总除杂效率在96%以上，短绒率增长率±2%，同时也使潜在的短绒增长几率减少。 以高速、高产为核心的传统理念能有效降低棉结，充分梳理纤维，但短绒增长多，对纤维损伤严重，影响到了成品质量，特别是机采棉在梳理过程中，排杂不充分容易造成锡林、盖板、道夫针布嵌杂；棉纤维马克隆值一致性差、短绒率高易造成成纱强力低、条干差、毛羽多、棉结杂质高、梳棉生产效率低等问题。
2 机采棉在梳理过程中采取的工艺措施
2.1 充分除杂,减少纤维损伤 在清梳联流程中为排除杂质棉结，一般采用“薄喂、高速、强清”的工艺。加工机采棉时，由于杂质、疵点多且纤维强力偏低，强清工艺会造成短绒大量增加。在机采棉梳理流程中宜采取“薄喂快给，渐进暴露，精细排除，柔和梳理”的工艺原则，使机采棉杂质在清棉部分经过抓棉机→开棉机→混棉机→清棉机→除微尘机的流程时充分暴露出来，开棉机和清棉机的尘棒可去除杂质60%以上，同时使纤维以较好的分离度进入喂给棉箱；在棉箱工艺进一步提高纤维的伸直平行度，减少大棉束对棉结和杂质的包裹，使杂质和棉结充分暴露于单纤维或纤维丛外，便于刺辊、锡林、盖板和棉网清洁器梳理与排除。基于上述思路，对有关工艺进行优化如下。
原工艺：FA006型抓棉机打手速度1 000 r/min，打手下降距离8 mm，行走速度16 m/min；FA103型开棉机打手速度780 r/min；FA028-6型混棉机打手速度768 r/min，换仓压力150 Pa；FA109型清棉机第一打手速度900 r/min，第二打手速度1 600 r/min，第三打手速度2 200 r/min；FA177B型棉箱针辊式打手速度600 r/min；FA221E型梳棉机锡林速度458 r/min，刺辊速度1 040 r/min，盖板速度360 mm/min。 优化后工艺：FA006型抓棉机打手速度1 200 r/min，打手下降距离4 mm，行走速度18 m/min；FA103型开棉机打手速度580 r/min；FA028-6型混棉机打手速度518 r/min，换仓压力300 Pa；FA109型清棉机第一打手速度700 r/min，第二打手速度1 100 r/min，第三打手速度1 600 r/min；FA177B型棉箱针辊式打手速度784 r/min；FA221E型梳棉机锡林速度406 r/min，刺辊速度870 r/min，盖板速度407 mm/min。 原工艺对纤维的损伤较大，同时部分工艺速度过高，容易返花造成棉结增加。采用优化后工艺，在清棉源头实现了薄喂快给，适度提高了抓棉机打手速度，降低了抓取深度，提高了小车行走速度，为后工序除杂提供了有利的条件；混棉工艺主要是借助轴流的优势除大杂，速度不能过高，稍低的速度可减少棉流在轴流通道内接触面积以及停留时间，从而控制棉结的增加；多仓混棉机对马克隆值离散度大、纤维整齐度一致性差的原棉能够进行有效混和，工艺上加大棉箱密度，增强混和效果，同时翼式打手速度只起剥取作用，其速度不宜过大，否则会造成返花，使棉结增加；精清棉机一般是单辊或多辊打手，对纤维的分离和开松有积极的作用，但是过高的速度虽对排杂有利，但对纤维的损伤较大，因此采取合理的速度，使短绒、棉结和杂质3项指标兼顾；棉箱打手一般有锯齿和针辊两种，对棉束的开松预分离能力强，可以适当提高打手速度，减少刺辊握持分梳的不足，为降低刺辊速度提供条件，避免强清带来的损伤；锡林速度可以适度提高，利用较大的离心力排杂；在盖板梳理排杂区采取较高速度，使短绒和杂质快速转移，减少纤维损伤，稳定产品质量。
原工艺使用机采棉时半制品质量AFIS指标为：出条速度100 m/min，生条定量19.5 g/5 m，原棉棉结杂质367粒/g，多仓前棉结杂质404粒/g，过多仓棉结杂质480粒/g，棉箱筵棉棉结杂质508粒/g，生条棉结103粒/g，原棉短绒率17.3%，多仓前短绒率18.5%，过多仓短绒率16.1%，棉箱筵棉短绒率14.9%，生条短绒率16.8%。 优化后工艺使用机采棉时半制品质量AFIS指标为：出条速度120 m/min，生条定量19.5 g/5 m，原棉棉结杂质367粒/g，多仓前棉结杂质380粒/g，过多仓棉结杂质409粒/g，棉箱筵棉棉结杂质420粒/g，生条棉结79粒/g，原棉短绒率17.3%，多仓前短绒率15.4%，过多仓短绒率14.8%，棉箱筵棉短绒率13.2%，生条短绒率15.9%。 原工艺JC 14.6 tex纱质量指标为：条干CV 12.81%，管间CVb 3.2%，-40%细节102.0个/km，-50%细节3.0个/km，+35%粗节96.0个/km，+50%粗节11.0个/km， +140%棉结194.0个/km，+200%棉结48.0个/km，毛羽H值3.88。 优化后工艺JC 14.6 tex纱质量指标为：条干CV12.39%，管间CVb 3.6%，-40%细节92.0个/km，-50%细节1.0个/km，+35%粗节83.0个/km，+50%粗节9.0个/km，+140%棉结192.0个/km，+200%棉结40.0个/km，毛羽H值3.06。 可以看出，采用“逐渐暴露，合理速度”的工艺后，能够实现杂质的有效排除和纤维的充分梳理，减少了纤维损伤，稳定了成纱质量。
2.2 合理分配清梳排杂落杂 机采棉的含杂率一般在2.3%左右，个别批号可达4%以上。在清梳联流程中对增强排杂能力与提高分梳效果必须有机结合，否则会出现清棉与梳棉排杂落杂分配不合理，造成针布嵌杂等问题。清棉工序的除杂效率一般要达到50%以上才能避免后部压力过大造成的不良影响。由于清梳联排杂分配不当会造成梳棉道夫及盖板严重嵌杂。 在排杂分配方面，开清要达到50%以上的除杂效率，依靠“一开一落一清”的配置往往达不到要求，反而会增加梳棉机后部的落杂负担和盖板区的梳理负荷，最终影响产品质量。在加工含杂率在2.7%的机采棉时，配用单轴流开棉机或双轴流开棉机时易出现盖板嵌杂、梳理效果差等问题。分析主要原因是流程中的排杂除杂效率低，造成梳棉工序的梳理负荷过重，最终影响产品质量。采用开松除杂效果较好的FA106B型开棉机代替自由落杂，增加了开清点，有效地提高了除杂效率，可使开清部分的除杂效率达到50%以上，对减少成纱结杂有利。采用FA106B型开棉机代替FA125型重物分离器的对比效果如下，试验品种为C 14.6 tex纱。 采用FA125型重物分离器时半制品及成纱指标：重量CV值2.0%，生条AFIS棉结103粒/g，AFIS杂质总数40粒/g，条干CV 16.5%，细节14个/km，粗节243个/km，棉结480个/km，管间CVb 2.4%，十万米纱疵12个。 改用FA106B型开棉机后半制品及成纱指标：重量CV值1.9%，生条AFIS棉结78粒/g，AFIS杂质总数12粒/g，条干CV15 .1%，细节10个/km，粗节208个/km，棉结378个/km，管间CVb 2.0%，十万米纱疵6个。
2.3 采用“渐紧强分梳”工艺 清梳联流程中梳棉工艺主要作用是梳理纤维、清除棉结、排除短绒，同时要减少对纤维的损伤。随着梳棉机速度的提高，针面纤维数量的增加，梳理时短绒率相应增加。为了提高梳理度，降低棉结，一般采取“紧隔距、强分梳”工艺，由此会带来短绒率的增加，因此合理配置工艺对降低短绒的增长至关重要。加工机采棉时，这一点尤为突出。 锡林梳理区的传统工艺配置一般以紧隔距、滑变隔距为主。梳理工艺设置有以下特点：刺辊与分梳板隔距0.4 mm～0.5 mm；后固定盖板分梳区进出口以0.4 mm～0.6 mm为主；锡林盖板主分梳区进口0.18 mm,中间为0.15 mm，出口为0.18 mm；锡林前固定盖板整理区进出口以0.2 mm～0.3 mm为主。排杂工艺隔距：盖板速度一般以降低用棉为主，前后棉网清洁器隔距按照气流规律设置0.8 mm～1.5 mm。按照上述工艺加工机采棉，存在梳理隔距过紧，造成纤维损伤、杂质和短绒排除负荷重，影响了生条质量。 根据机采棉的特点，需要加强对纤维长度保护、对杂质的充分排除，采用渐紧工艺隔距设计，有利于解决上述质量问题。渐紧工艺即进口大、出口小，减少紧隔距强分梳造成的纤维损伤。试验品种为C14.6 tex纱，有关工艺配置与生条质量对比如下。 原工艺：分梳板与刺辊隔距0.38 mm，后固定盖板与锡林隔距0.30 mm、0.30 mm、0.30 mm，后棉网清洁器刀口与锡林隔距0.76 mm，盖板与锡林隔距0.18 mm、0.15 mm、0.15 mm、0.18 mm，前上棉网清洁器刀口与锡林隔距0.40 mm，盖板速度306 mm/min。生条短绒率15.16%，生条棉结31粒/g，杂质88粒/g。成纱质量：条干CV15.36%，细节20个/km，粗节280个/km，棉结210个/km。 优化工艺：分梳板与刺辊隔距（进口×出口）0.60 mm×0.40 mm，后固定盖板与锡林隔距0.30 mm、0.28 mm、0.26 mm，后棉网清洁器刀口与锡林隔距（根据落杂调）0.60 mm，盖板与锡林隔距0.18 mm、0.17 mm、0.15 mm、0.15 mm，前上棉网清洁器刀口与锡林隔距0.25 mm，盖板速度407 mm/min。生条短绒率14.8%，生条棉结25粒/g，杂质76粒/g。成纱质量：条干CV 14.2%，细节12个/km，粗节220个/km，棉结197个/km。 通过“渐紧分梳”的工艺设置，避免了纤维在高速下过度分梳，且保持有充分的梳理伸直度，对成纱质量有利。
2.4 合理选择针布，减少纤维损伤 合理的针布配套能够减少纤维在梳理过程中的拉断损伤，提高排杂能力。针布选配中不仅要考虑针布密度，还要考虑针尖的几何尺寸和齿形。 加工机采棉时锡林针布的选配应以“纵稀、横密、总体密”为主，这对控制短绒的增长率有利。应适度增加盖板针布齿密，增强对纤维的握持能力，截面以椭圆形为主，减少其截断纤维的几率；同时减少纤维运动的阻力，减少纤维损伤，控制短绒增长。盖板植针方式采用斜纹横稀的大梳理通道配置，减少嵌杂。刺辊针布应提高纤维的梳理度，使纤维排列从无序变有序、从大棉束变为小棉束，减少盖板锡林梳理区的负担；降低齿高，增加工作角，增加齿密，可以有效减轻对纤维的损伤，提高梳理质量。锡林刺辊针布的几何尺寸要求变形齿背，便于气流通过时对纤维有较强的控制能力；齿尖薄穿刺能力强，齿身光洁度高，可减少穿刺过程中对纤维的损伤。针布配套原则应以锡林针布为基准进行配套，每一个分梳区的针齿密度应按照由稀到密进行配置，配合渐紧工艺隔距，减少对纤维的损伤。道夫针布AD4030×02090，前固定盖板针布330、440、550、660，后固定盖板针布160、250、270、330，预分梳板针布60、90，刺辊针布AT5010×5030V，生条定量19.5 g/5 m;方案1，锡林针布AC2040×01740， 盖板针布TP43；方案2，锡林针布AC1835×01740， 盖板针布TP52；方案3，锡林针布AC2040×01850（双齿），盖板针布TP52；方案4，锡林针布AC2030×01550（大白鲨薄齿），盖板针布MCH55。 其他工艺及生条试验结果如下。 方案1锡林速度406 r/min，刺辊速度910 r/min，出条速度110 m/min，AFIS棉结104粒/g，AFIS籽皮棉结11粒/g，AFIS短绒率（≤16 mm）15.9%，AFIS杂质6粒/g。 方案2锡林速度406 r/min，刺辊速度960 r/min，出条速度120 m/min，AFIS棉结95粒/g，AFIS籽皮棉结14粒/g，AFIS短绒率（≤16 mm）16.51%，AFIS杂质8粒/g。 方案3锡林速度458 r/min，刺辊速度960 r/min，出条速度110 m/min，AFIS棉结90粒/g，AFIS籽皮棉结12粒/g，AFIS短绒率（≤16 mm）16.5%，AFIS杂质4粒/g。 方案4锡林速度406 r/min，刺辊速度870 r/min，出条速度130 m/min，AFIS棉结81粒/g，AFIS籽皮棉结9粒/g，AFIS短绒率（≤16 mm）16.3%，AFIS杂质6粒/g。 配棉原指标为短绒率16.3%,马克隆值4.2，长度28.3 mm,级别3128，含杂率2.4%，棉结379粒/g，籽皮棉结24粒/g，杂质109粒/g。从试验情况看，选用密齿、薄齿、纵向齿尖距大的锡林针布及密齿的盖板针布对机采棉梳理有利。综合分析，方案4薄齿针布穿刺能力强，纤维损伤少，盖板针布密，参与梳理齿数增加，预分梳板渐紧隔距，同时提高盖板速度利于排除杂质和短绒，利于对马克隆值大、含杂高、短绒率高的机采棉进行梳理。
3 结语
清梳联工序担负着开松梳理、均匀混和、排杂除绒等作用。由于机采棉含杂率高、各类疵点数量多、短绒率高、强力低、马克隆值离散度大等问题，给清梳联工序工艺效果的发挥带来了一定的挑战，也造成了成纱强力低、棉结杂质大等质量问题。通过工艺分析，结合试验，我们体会到，针对机采棉梳理问题，应采取渐进暴露，合理分配排杂落杂，梳理渐紧工艺，合理针布选型等措施，可使清梳联梳理质量和成纱质量得到明显的提高。 (作者单位为光山白鲨针布有限公司) |
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