新機采棉加工工藝中清理型螺旋配棉裝置的設(shè)計

■屈 怡 王澤武

〔鄭州棉麻工程技術(shù)設(shè)計研究所，河南鄭州 450004〕

配棉的目的是要把經(jīng)過清理的籽棉連續(xù)、均勻地分配給生產(chǎn)線上的每臺軋花機，使軋花機能連續(xù)生產(chǎn)，并使皮棉加工質(zhì)量具有一致性。

1 配棉的形式

在軋花生產(chǎn)線中，配棉形式主要是負(fù)壓配棉、正壓配棉和螺旋配棉。負(fù)壓配棉主要指的是三管配棉。三管配棉一般只能應(yīng)用于4臺型的小型軋花生產(chǎn)線，在內(nèi)地中小型軋花廠較常見；正壓配棉由于應(yīng)用于兩臺或兩臺以上的軋花設(shè)備時，難于均勻配棉，含塵空氣容易散發(fā)到車間內(nèi)，風(fēng)機在車間內(nèi)，增加了車間內(nèi)的噪音。改大包型后正壓配棉的形式已見不到了；螺旋配棉是利用螺旋在螺旋槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)，將籽棉輸送到螺旋槽下面的各個軋花機儲棉箱中。螺旋配棉配棉均勻，能耗小，沒有大的噪聲和灰塵飛揚，易于維修保養(yǎng)。目前經(jīng)過棉花檢驗體制改革的軋花企業(yè)基本上都采用了螺旋配棉的方式。在機采棉工藝中，用的全都是螺旋配棉的方式。

2 目前機采棉工藝中螺旋配棉裝置的應(yīng)用

圖1 機采棉螺旋配棉裝置

圖2 絞龍殼出口與軋花機儲棉箱

如圖1、圖2所示，配棉螺旋裝置由螺旋本體（絞龍）、料槽（絞龍殼）、頭部軸承、尾部軸承、中間軸承、驅(qū)動裝置及進、出料口組成。有的還在料槽加裝蓋板防止異物落入或灰塵外揚。為了使籽棉在出料口能順利落入軋花機儲棉箱，絞龍葉片采用特殊的實體面型，是根部厚，端部薄的梯形結(jié)構(gòu)。料槽也可稱做絞龍殼，料槽用的是斜壁槽，絞龍偏向不對稱斜壁槽一側(cè)安裝，絞龍葉片與料槽最小間隙是15 mm。中間軸承固定在料槽側(cè)壁上，呈斜向懸掛，起支撐、加強絞龍強度的作用。

圖3 配棉螺旋裝置在機采棉工藝中的應(yīng)用

配棉螺旋裝置的應(yīng)用是一個系統(tǒng)的應(yīng)用，它需要同其它裝置和風(fēng)機一同配合起來，才能應(yīng)用。如圖3所示，經(jīng)籽棉清理機清理后的籽棉依靠重力作用落入配棉螺旋內(nèi)5，再由配棉螺旋送往各個軋花機6的儲棉箱。當(dāng)籽棉被送到第1臺軋花機儲棉箱上的出料口時，一部分籽棉墜落到第1臺軋花機的儲棉箱里；其余籽棉被繼續(xù)向前輸送，當(dāng)經(jīng)過最后一臺軋花機后槽內(nèi)還有剩余的籽棉時，剩余的籽棉則被輸送至端部的溢流棉箱7內(nèi)。溢流棉箱內(nèi)的籽棉通過溢棉卸料器吸棉管8被吸入溢棉卸料器4內(nèi)，重新排入配棉螺旋裝置5內(nèi)形成一個循環(huán)。溢棉卸料器4接有風(fēng)機。風(fēng)機通過溢棉卸料器吸風(fēng)管3利用塵籠將籽棉和空氣分離。配棉系統(tǒng)的應(yīng)用保證了軋花工作的正常進行，是大型、高自動化軋花工程不可或缺的一部分。

3 機采棉清理型螺旋配棉裝置的設(shè)計

3.1 設(shè)計思路

機采棉在新疆棉區(qū)得到了強勁發(fā)展，機采棉加工工藝也通過多年的實踐，目前也已趨成熟。

圖4 垛位上的手摘棉（前）與機采棉（后）

圖5 機采棉軋花機棉籽卷中撿拾出的大量棉桿

機采籽棉含雜量大是其最主要的特點。如圖4，垛位上雪白的手摘棉（前）與含大量雜質(zhì)的機采棉（后）的色澤反差強烈。在機采棉加工中幾乎所有的設(shè)備都是圍繞著開松、除雜的目的進行的。機采籽棉含雜量遠(yuǎn)大于手摘棉，工藝產(chǎn)量的配置也遠(yuǎn)大于手摘棉，雖然機采棉加工工藝一般比手摘棉加工工藝多配置了一套預(yù)清理系統(tǒng)和一次或兩次烘干系統(tǒng)，但最終的皮棉含雜還是比手摘棉多。機采棉加工中一般配置了兩臺鋸齒皮清機，對皮棉進行兩次強力鋸齒皮棉清理，而手摘棉的皮棉清理一般只一次。機采棉生產(chǎn)線中刺輥對籽棉的打擊次數(shù)遠(yuǎn)大于手摘棉。這些因素是纖維長度變短、損傷，索絲、疵點、短纖維含量增加，皮棉原生品質(zhì)不如手摘棉的原因。如圖5，在機采棉軋花機棉籽卷中撿拾出的大量棉桿。象棉桿類雜質(zhì)，在機采棉生產(chǎn)線中不易清除。棉桿類雜質(zhì)在機采棉雜質(zhì)中占了很大比例，大量棉桿被清理機多次打擊后進入軋花機的棉籽卷，部分棉桿被鋸片切割成小的雜質(zhì)進入皮棉，增加了皮棉含雜量；大量的棉桿占據(jù)了棉籽卷的有效空間，難以排出，延長了軋花機排雜速度，同時也降低了軋花產(chǎn)量；大量的棉桿對鋸片也會造成過早磨損。工人每過半小時就得開箱清一次棉桿，嚴(yán)重影響了產(chǎn)量和生產(chǎn)的正常運行，增加了工人的工作量。

筆者認(rèn)為，可有效利用配棉裝置，對其進行再設(shè)計，使其也參與到對籽棉的清理工作中，最好是針對性的參與到對棉桿的清除中，以減少被軋花機的鋸片軋碎進入皮棉的幾率，降低皮棉含雜率；對配棉裝置再設(shè)計中，應(yīng)使其盡量少的強力打擊籽棉，以盡量保護皮棉品質(zhì)。

3.2 清理型螺旋配棉裝置的設(shè)計

圖6 清理型螺旋配棉裝置原理簡圖

在本設(shè)計中（圖6），筆者在傳統(tǒng)配棉絞龍的基礎(chǔ)上重新再設(shè)計，將刺釘11與絞龍葉片9等距的焊接在一起，刺釘11高出絞龍葉片9的圓周50 mm。增加了格條漏底13及塵雜罩殼14、出雜口15、排雜絞龍16、排雜吸管17。

在本設(shè)計中：從籽棉清理機出口2排出的籽棉從螺旋配棉進口8進入配棉螺旋罩殼7內(nèi)。焊接有刺釘11的絞龍葉片與格條漏底13對進入的籽棉邊向前推進，邊用刺釘打擊籽棉。籽棉受到攪動、打擊，在與格條漏底13作用下，使籽棉上附帶的雜質(zhì)被進一步松解，在輕柔打擊中更利于棉桿類的雜質(zhì)脫離籽棉，雜質(zhì)從格條漏底13的棒條間隙中排出。排出的雜質(zhì)進入塵雜罩殼14內(nèi)滑向出雜口15。排雜絞龍16將所有雜質(zhì)絞到排雜吸管17的位置，最后塵雜由風(fēng)機通過排雜吸管17抽走。

3.3 清理型螺旋配棉裝置的設(shè)計特點

圖7 清理單元放大圖與螺旋葉片受力分析

圖8 籽棉清理機清理單元簡圖

3.3.1 如圖7所示，本設(shè)計的葉片與鉛垂線具有一定的角度，這個角度使籽棉受到沿絞龍葉片向上的f（在漏底處為向下）和向前的推力N作用，f與N的合力為F，F(xiàn)將籽棉向前推進的同時使籽棉受f的力滑向葉片的外圓。在f與重力作用下籽棉沉在格條漏底13的底部，在刺釘與格條漏底13的作用下打擊籽棉，完成清理。在軋花機的進棉口，格條漏底13是斷開的。這時葉片的傾斜角使籽棉被壓向軋花機的儲棉箱內(nèi)，利于箱內(nèi)的籽棉在整個幅寬方向均勻。

3.3.2 絞龍螺距是傳統(tǒng)絞龍螺距尺寸的一半，為了輸送大量的籽棉，絞龍的速度也將提高，這樣籽棉在向前推進中，除了受重力、f力外還受離心力的作用。能使籽棉更好的進入清理區(qū)。本設(shè)計中的絞龍轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)低于籽棉清理機的刺輥轉(zhuǎn)速，對籽棉主要起振動、翻攪的作用，對籽棉的打擊力度較小，不易產(chǎn)生強力打擊造成的棉纖維損傷的情況。

3.3.3 本機的清雜效果較好。本機與籽棉清理機聯(lián)合使用，能將籽棉清理機強力松解開的雜質(zhì)，包括大量棉桿類雜質(zhì)，進行翻攪、擊打、抖動并在推進中使棉桿類雜質(zhì)從漏底塵棒縫隙中排出。從而在進軋花機前提前清出大部分雜質(zhì)。圖8是普通六輥籽棉清理機的清理單元，塵棒漏底與刺釘輥的包角為110°；對比圖7，本機的包角將近180°，也就是刺釘輥在轉(zhuǎn)一周時，本機的設(shè)計將使籽棉與塵棒接觸的時間或路程增加1/3還多。在長度方向上，一般目前大型軋花機兩機之間的間距超過2米。籽棉在2米長度上被推進和清理。綜合清理時間遠(yuǎn)大于六輥筒式清理機。

3.3.4 本機的塵雜由排雜絞龍絞到預(yù)定的位置后，由風(fēng)機負(fù)壓抽走。在塵雜罩殼內(nèi)是負(fù)壓，避免了灰塵外泄污染車間環(huán)境。

4 結(jié)束語

綜上所述，清理型螺旋配棉裝置將配棉與清理的功能集于一身，筆者認(rèn)為將其應(yīng)用到機采棉工藝中能起到事半功倍的效果。