浅析影响轧花机轧花质量因素

■ 许传禄 高兴春 毛新艳 客林廷

〔山东天鹅棉业机械股份有限公司，山东济南250032〕

在棉花加工过程中，影响皮棉质量的因素有很多种，既有籽棉在其生长过程形成的内在品质因素（如：籽棉成熟度，纤维长度、断裂比强度、整齐度、色度、含杂率、回潮率等），又有籽棉在收获、运输、储存、加工过程中所用机械状态和人员操作技能形成的外在因素；这些因素在棉花加工过程对皮棉质量的影响表现出不同的特性，并且在不同的棉花加工工艺配置中所产生的影响也各不相同。必须根据不同的籽棉品质，选择不同的棉花加工工艺，调整出相应的机械工作状态，实行因花配车，达到提高轧花产量、保证皮棉质量、增加经济效益的目的。为此，我们必须清楚这些因素对棉花加工具有怎样的影响，下面具体对这些因素进行简单的剖析。

一、籽棉状态

高等级的籽棉由于成熟度好、纤维弹力高、断裂比强度大、纤维整齐度好、含杂少，色泽洁白，加工出的皮棉质量就好；低等级籽棉由于成熟度差、纤维弹力弱、断裂比强度小、纤维整齐度差，含杂多，色泽发黄，加工出的皮棉质量就差。

二、籽棉回潮率

籽棉回潮率的大小主要影响纤维的弹力和纤维的断裂比强度。回潮率大的籽棉纤维弹力小，但纤维断裂比强度大，表现在皮棉加工质量上就是纤维含杂多、索丝多、纤维不蓬松、纤维排列方向性差、纤维不顺溜、感官差，并且排出的棉籽毛头率大，光毛不均，有时棉籽带有小尾巴纤维，但纤维损伤小、短纤维率低。回潮率小的籽棉纤维弹力大，但纤维断裂比强度小，表现在皮棉加工质量上就是纤维含杂少、索丝少、纤维蓬松、纤维排列方向性好、纤维顺溜、感官好，排出的棉籽光毛均匀，但纤维损伤大、短纤维率高。籽棉回潮率太大或太少都不利于皮棉整体质量的提高，综合多种因素，付轧籽棉的回潮率在6%～6.5%最好。

三、籽棉清理效果

籽棉清理主要是在籽棉清理机、籽棉提净机和轧花机上部进行的，籽棉清理有两方面的好处：清除籽棉中的杂质和蓬松籽棉，为籽棉付轧创造良好的条件。清花喂棉效果对轧花机的加工质量起着非常重要的作用。均匀的籽棉流连续地进入工作箱，有利于在棉卷中形成均匀连续的排籽空洞，便于控制棉籽的毛头率；蓬松的单粒籽棉有利于锯齿钩拉纤维，同时减少了纤维间的纠缠、摩擦，减少了索丝的产生；籽棉含杂低减少了大杂质被锯齿打碎变成更多、更难清理的细小杂质的可能性。如果籽棉中含有较多的铃壳、僵瓣棉、不孕籽、棉叶、棉枝等杂质，不仅增加了皮棉中细杂的含量，而且使皮棉容易产生索丝、僵片，短纤维率高，纤维整齐度差，皮棉感官质量差。

四、工作箱形状

工作箱是锯齿轧花机最重要的部件，棉纤维与棉籽的分离是在这里完成的，工作箱形状对轧花质量有至关重要的影响。工作箱是由肋条、胸板、抱合板、棉籽梳、锯轴组件组成；有的工作箱还有排籽管或搅拌轴组件。肋条、胸板、抱合板的外形尺寸和曲率半径是影响轧花质量的最重要因素，锯齿前面角与肋条工作点曲面形成的压力角应为58°～60°。压力角小，轧花产量低，但皮棉质量好；压力角大，轧花产量高，但皮棉质量差。籽棉在工作箱中运动时形成棉卷，棉卷在各处的运转速度和密度是变化的，工作箱各处部件的功用也是不同的。

（一）肋条

从肋条曲面下端开始锯齿钩拉带纤维的籽棉沿肋条向上方运动，同时分选掉已轧净纤维的棉籽；在此过程中棉卷运转速度和密度逐渐增大，至工作点处达到最大值，此时棉卷对肋条的压力最大，在锯齿的钩拉下有利于纤维脱离棉籽，提高产量。但压力过大，虽然产量提高，但钩拉纤维过多，有的纤维没能进入锯齿的下部，加上棉卷对纤维的阻滞作用增强，部分容易拉脱，在工作箱中形成游离纤维，游离纤维在工作箱中重复运转容易形成索丝；被锯齿钩拉通过肋条的纤维因产量高被束缚得过于紧实，纤维不蓬松，不利排杂，影响轧花质量。

（二）胸板

肋条以上是胸板，胸板是棉卷运转的控制组件，胸板压合的角度决定了此段棉卷运转阻力，进一步影响了肋条工作点处棉卷的运转速度和密度，影响轧花产量和质量。胸板压低，棉卷运转半径减少，运转阻力增大，轧花产量提高，但质量有所下降；反之，胸板抬高，棉卷运转半径增大，运转阻力减少，轧花质量提高，但产量有所下降。

（三）抱合板

棉卷沿胸板逆时针旋转，过了胸板进入抱合板控制区。胸板曲率半径很大，上下比较陡直，棉卷进入此区域时密度逐渐变小，有利于籽棉间的扩散，轧净纤维的棉籽因密度大、离心力大，逐渐向外层移动。在抱合板下端工作箱空间进一步加大，棉籽和籽棉分层更加明显，棉卷密度更小。

（四）棉籽梳

棉籽梳布置在抱合板下端，棉卷进入棉籽梳区域，工作箱曲率半径最大，棉卷密度最小，棉籽和籽棉分层最为明显，给棉籽和籽棉的分选创造了有利条件，部分棉籽通过棉籽梳条间隙漏下。

棉籽梳和肋条拐点之间达空间断隔形成了棉籽排出的主要通道。棉卷运动到此处，锯齿钩拉带纤维的籽棉瞬间加速，在棉卷表层形成一个个孔洞；受到离心力的作用，轧净的棉籽便从棉卷表层孔洞中排出。通过调节棉籽梳位置、梳条角度，可以改变排籽道的尺寸和棉籽排出的流向，进而控制棉籽的排出量；在排籽道的入口处，排出的棉籽含纤维有多有少，含纤维少的棉籽由排籽道直接排出；而含纤维多的棉籽被锯齿二次钩拉，重新进入工作箱。棉籽梳的方位控制着排出棉籽的毛头率大小，棉籽梳位置低、梳条角度陡，排出的棉籽毛头率大；反之，排出的棉籽毛头率小。

五、锯齿状态及锯轴转速

锯片状态及锯轴转速是影响轧花机轧花产量和质量的重要条件。锯片厚度δ=0.94，锯齿前角为40°，齿尖厚度为0.35mm～0.55mm，这些参数对锯齿钩拉纤维的效果有重要影响：薄齿轧花对皮棉质量有益处，但锯齿过薄，锯齿强度减少，高产量情况下，棉卷过紧，锯齿容易损坏。锯齿前角小于40°时，被勾住的纤维容易拉脱产生游离纤维，形成索丝，影响皮棉质量。锯齿前角大于40°时，被钩拉的纤维聚集齿根部，纤维束过紧不利于纤维中杂质的扩散、排出。

锯片运转线速度一般为11m/s～14m/s。锯轴转速快，虽然有利于提高轧花产量，降低皮棉含杂量，但是受棉纤维强度所限，容易拉断棉纤维，造成短纤维率过高，影响皮棉质量。

六、刷棉效果

刷棉是利用毛刷或气流将棉纤维从锯齿上吹刷下来，无论是毛刷刷棉还是气流刷棉，吹刷速度必须大于锯齿旋转线速度的2.5倍以上，吹刷速度越快，刷棉越净，皮棉品质越好；但是受机械强度和轧花工艺配置的限制，吹刷速度也不能过快。再者，吹刷点位置的高低和吹刷方向的选择非常重要，吹刷点位置的确定必须考虑纤维排杂和气流补风等综合因素，吹刷方向必须切向锯齿运动方向。只有刷棉干净，才便于锯齿进入工作箱重新钩拉纤维，提高轧花产量；才能避免棉纤维被重新带入工作箱产生索丝，影响轧花质量。

七、排杂效果

轧花机排杂有上排杂和下排杂两处。上排杂主要排除一些较大的不孕籽和僵片，上排杂板或排杂刀与锯齿的间隙影响排杂效果，间隙大，排杂效果差；间隙小，排杂效果好。受结构强度限制，为避免机械碰撞，上排杂板或排杂刀与锯齿的间隙也不能过小，一般为2mm～3mm；下排杂主要排除一些细小的不孕籽、僵片棉、棉叶等杂质，下排杂板前端距离锯片一般为50mm，距离毛刷一般为38mm。

八、皮棉道引风

皮棉道引风的风压风量主要影响轧花机下排杂、皮棉道中皮棉输送顺畅与否。风压风量大，风的引力大，杂质容易回吸，皮棉含杂量高；风压风量小，容易产生落棉，造成不必要的衣亏。同时，皮棉输送不顺畅，容易产生回棉造成索丝，影响皮棉质量。皮棉道引风的确定必须综合考虑轧花机本身产生的风和工艺配置中皮棉输送需要的风等因素；皮棉道引风的风压风量既要满足将轧花机本身产生的风量消耗掉，又要满足皮棉输送和皮清机集棉所需的风压风量。各种轧花机、皮清机配置工艺不同，所需皮棉道引风的风压风量也不同。一般由理论计算和现场实际测量共同确定。

九、小结

明晰了籽棉状态和加工机械对皮棉质量影响的特性，我们就可以全面考虑这些因素，并根据籽棉的不同品质，结合市场需求，选择最佳的棉花加工工艺。例如，对于高等级的籽棉，因其成熟度好，纤维弹力大、断裂比强度大、纤维整齐度好、含杂少、含水少、色泽洁白，可以采取减少部分清花设备、停止烘干工序、提高机械转速、加大轧花产量的加工工艺，这样既可以提高轧花产量，又能保证皮棉质量，使企业的整体效益得到提高。对于低等级的籽棉，由于成熟度差，纤维弹力小、断裂比强度小、纤维整齐度差、含杂多、含水多、色泽差，可以采取加强籽棉烘干、降低机械转速、在轧花和皮清过程中新增加湿工序、减少轧花产量的加工工艺，这样虽然降低了轧花产量，但是却保证了皮棉质量，满足了市场要求，稳定了企业效益。当然，籽棉品质和加工机械状态多种多样，对加工质量的影响有大有小；在工作中我们还要具体分析对皮棉质量有突出影响的哪些因素，抓住重点，采取有针对性的、行之有效的措施，确保轧花产量和皮棉质量均衡提高，提高企业的市场竞争力。