陶繼昊 邢明杰 倪敬達(dá) 任光業(yè)
(1.青島大學(xué),山東青島,266071;2.青島宏大紡織機(jī)械有限責(zé)任公司,山東青島,266000)
在追求個(gè)性化、精致化的現(xiàn)今社會(huì),人們對(duì)紗線質(zhì)量的要求也在日益嚴(yán)格,因此減少棉結(jié)、增強(qiáng)紗線強(qiáng)力是廠家和客戶迫切的需求[1-3]。曾有多位學(xué)者研究梳棉工藝對(duì)成紗質(zhì)量的影響[4-5],有針對(duì)錫林速度對(duì)紗線毛羽、條干、含雜率進(jìn)行的研究[6-8],也有錫刺比對(duì)生條質(zhì)量的影響研究[9-11],眾所周知單產(chǎn)也是影響紗線質(zhì)量的一項(xiàng)重要因素,但對(duì)單產(chǎn)的研究數(shù)據(jù)相對(duì)較少。單產(chǎn)同其他工藝參數(shù)共同影響成紗質(zhì)量,單產(chǎn)的多少直接影響紗線棉結(jié)、短絨指標(biāo),并且對(duì)條干指標(biāo)也會(huì)有相當(dāng)大的影響。JWF1203 型梳棉機(jī)是國產(chǎn)最為經(jīng)典的中等單產(chǎn)梳棉機(jī),其單產(chǎn)主要在20 kg/h~50 kg/h,在品種適應(yīng)性、設(shè)備機(jī)械狀態(tài)穩(wěn)定性、優(yōu)異的質(zhì)量指標(biāo)方面都非常突出。本試驗(yàn)主要探討相同上機(jī)工藝參數(shù)時(shí)JWF1203 型梳棉機(jī)在紡C 18.2 tex 紗生產(chǎn)實(shí)踐中紗線質(zhì)量最優(yōu)的單產(chǎn)特征。
本次試驗(yàn)所用原料為美棉和澳棉。其原棉棉結(jié)(MD100)345 粒/g,短絨率10.25%,含雜率2.77%,清棉落棉率2.24%,成熟度0.81,馬克隆值4.40,上半部長度為29.36 mm。
JWF1009 型往復(fù)抓棉機(jī)→AMP3000V5-P TH 型火星金屬重雜物探除器→FT217 型氣流分流器+FA125B 型重物分離器→JWF1107 型單軸流開棉機(jī)→JWF1029 型多倉混棉機(jī)→JWF1121型清棉機(jī)→JWF1053 型除微塵機(jī)→JWF1171 型棉箱→FT025B 型自調(diào)勻整+JWF1171 型棉箱+FT209A 型圈條器+JWF1203 型梳棉機(jī)
試驗(yàn)用JWF120 型梳棉機(jī)。清棉工序工藝:JWF1009型抓棉機(jī)打手速度1 000 r/min;FA125B型重物分離器第一組塵棒隔距為22 mm、第二組塵棒隔距為25 mm;JWF1107 型單軸流開棉機(jī)四組塵棒隔距分別為12 mm、12 mm、12 mm、12 mm,打手速度717 r/min(頻率45 Hz);JWF1029 型多倉混棉機(jī)均棉羅拉速度726 r/min;JWF1121 型清棉機(jī)兩分梳板隔距為2.5 mm、1.5 mm,四把除塵刀隔距為1.2 mm、1.2 mm、1.3 mm、1.3 mm,除塵刀進(jìn)口四塊托板隔距為12 mm、13 mm、12 mm、12 mm,打手速度750 r/min;JWF1171 型棉箱的開松輥速度735 r/min。其筵棉棉結(jié)(MD100)為550 粒/g,短絨率10.9%,含雜率1.52%。
梳棉機(jī)單產(chǎn)采用22 kg/h、26 kg/h、30 kg/h、32 kg/h、36 kg/h、40 kg/h 六 檔;刺 輥 速 度 采 用975 r/min,錫 林 速 度480 r/min,蓋 板 速 度260 mm/min。錫林針布選取R-2030×0.5 型、道夫針布N-4030B×0.9 型、活動(dòng)蓋板SPACETOP型,生條定量為22 g/5 m,不同種單產(chǎn)配合所紡的紗線均為18.2 tex。并對(duì)紡制的紗線進(jìn)行條干、棉結(jié)、短絨等進(jìn)行檢測(cè)。JWF1203 型梳棉機(jī)其他工藝參數(shù):給棉羅拉~給棉板隔距0.15 mm,刺輥~給棉板隔距0.61 mm,刺輥~除塵刀隔距0.30 mm,第一落雜區(qū)長度65 mm,第二落雜區(qū)長度30 mm,第三落雜區(qū)長度16 mm,刺輥~分梳板隔距0.75 mm,刺輥~錫林隔距0.18 mm,錫林~后固定蓋板隔距0.40 mm、0.43 mm、0.46 mm、0.48 mm,后棉網(wǎng)清潔器~錫林隔距0.40 mm、1.52 mm,錫林~后上罩板隔距0.56 mm,錫林~后下罩板隔距0.79 mm,錫林~活動(dòng)蓋板隔距0.20 mm、0.18 mm、0.18 mm、0.18 mm、0.20 mm,錫林~前上罩板隔距0.78 mm,錫林~前下罩板隔距0.56 mm,錫林~前棉網(wǎng)清潔器隔距1.52 mm、0.40 mm,錫林~前固定蓋板隔距0.25 mm、0.23 mm、0.20 mm、0.20 mm,錫林~道夫隔距0.10 mm。
為保證誤差盡可能小,因此每種條件均使用四臺(tái)相同參數(shù)的梳棉機(jī)進(jìn)行紡制,分別編號(hào)1#、2#、3#、4#,同種約束條件下取平均值,依據(jù)平均值進(jìn)行分析。有關(guān)質(zhì)量指標(biāo)見表1 和表2。
表1 不同單產(chǎn)時(shí)棉結(jié)和短絨檢測(cè)結(jié)果
表2 不同單產(chǎn)時(shí)成紗條干檢測(cè)結(jié)果
由表1 和表2 可知,當(dāng)錫林、刺輥、蓋板速度和其他工藝隔距相同時(shí),不同單產(chǎn)對(duì)應(yīng)成紗條干、棉結(jié)和短絨的指標(biāo)是不同的。為了更綜合和方便的衡量各參數(shù)對(duì)生條質(zhì)量的影響,引用模糊評(píng)價(jià)的方法[12]。本次試驗(yàn)共設(shè)置6 組限定條件,并且每個(gè)限定條件取最后平均值作為判定紗線指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)。因此每個(gè)指標(biāo)從優(yōu)到差可分為1、2、3、4、5、6 共6 個(gè)等級(jí),因?yàn)槊總€(gè)指標(biāo)的相差程度不一,在此不使用隸屬度函數(shù),只用6 種指標(biāo)進(jìn)行比較轉(zhuǎn)換,最好為1,其他依次為2、3、4、5、6,具體轉(zhuǎn)換結(jié)果見表3。棉結(jié)、短絨和條干三種指標(biāo)共計(jì)12 個(gè),其中棉結(jié)數(shù)量和棉結(jié)去除率、生條短絨率和短絨去除率為相同數(shù)據(jù)的不同表述,因此合并計(jì)算,共計(jì)10 個(gè)指標(biāo)。根據(jù)重要指標(biāo)權(quán)重系數(shù),規(guī)定其中條干CV 值、棉結(jié)去除率、短絨去除率的權(quán)重系數(shù)為0.17,其他條干指標(biāo)共7 個(gè),每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)為0.07,總計(jì)0.49,四類指標(biāo)權(quán)重的矩陣A=(0.17 0.17 0.17 0.49),對(duì)表3 進(jìn)行歸類統(tǒng)計(jì)得出表4。
表3 不同單產(chǎn)影響棉結(jié)、短絨評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)換表
表4 單量對(duì)棉結(jié)、短絨、條干指標(biāo)影響統(tǒng)計(jì)表
根據(jù)本次試驗(yàn)結(jié)果,分別對(duì)1、2、3、4、5、6 分別按照100、95、90、85、80、75 進(jìn)行賦值,結(jié)合具體的權(quán)重系數(shù)和評(píng)價(jià)結(jié)果所占比例,計(jì)算出每個(gè)試驗(yàn)方案的最終評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)。其中以單產(chǎn)26 kg/h 的試驗(yàn)條件為例進(jìn)行計(jì)算,其評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)為S=0.17×95+0.17×80+0.17×75+0.49×(0×100+0×95+0×90+3/7×85+1/7×80+3/7×75) =81.7(分)。用同樣的計(jì)算方法,計(jì)算其他方案的最后評(píng)分,具體數(shù)值見表5。
由表5 中數(shù)據(jù)可以知道當(dāng)JWF1203 型梳棉機(jī)紡18.2 tex 紗時(shí),單產(chǎn)32 kg/h 時(shí)的紗線質(zhì)量最好,其綜合得分為97.7 分,其次為單產(chǎn)30 kg/h 時(shí)紗線質(zhì)量綜合評(píng)分為90.6 分,最差為26 kg/h 紗線質(zhì)量綜合評(píng)分為81.7 分。由上述結(jié)果可知,當(dāng)梳棉機(jī)參數(shù)相同時(shí),為追求高紗線質(zhì)量,其單產(chǎn)不宜設(shè)置過低,但是過度追求高單產(chǎn)也會(huì)影響成紗質(zhì)量,體現(xiàn)了單產(chǎn)對(duì)成紗質(zhì)量的影響。
表5 不同條件下紗線質(zhì)量的綜合評(píng)分
通過對(duì)表1、表3 的分析可得,棉結(jié)去除率最高的工藝參數(shù)為產(chǎn)量22 kg/h,并且從整體趨勢(shì)來看棉結(jié)去除能力隨著單產(chǎn)的提高呈下降趨勢(shì)。得出以上結(jié)論不難理解,當(dāng)?shù)彤a(chǎn)時(shí)刺輥、錫林和蓋板的作用效果較強(qiáng),針布對(duì)纖維的握持也較充分,分梳較為充足。如果單純的追求棉結(jié)去除率高的梳棉工藝,則可以在保證額定單產(chǎn)符合生產(chǎn)要求的基礎(chǔ)上盡可能減少實(shí)際單產(chǎn)。
通過對(duì)表2、表3 分析可得,一個(gè)合適的單產(chǎn)對(duì)短絨指標(biāo)的影響尤為明顯,本次試驗(yàn)最優(yōu)單產(chǎn)為32 kg/h,并且短絨率指標(biāo)隨著與單產(chǎn)32 kg/h偏離程度越大指標(biāo)越差。主要是因?yàn)樵诘彤a(chǎn)時(shí)分梳能力過強(qiáng),會(huì)增大短絨的產(chǎn)生,但是當(dāng)單產(chǎn)不斷增大時(shí),其分梳能力就會(huì)較弱,不利于短絨的排除。
通過對(duì)表2、表3 分析可知,單產(chǎn)對(duì)條干有顯著影響,并且整體趨勢(shì)隨單產(chǎn)的提高呈現(xiàn)先優(yōu)后劣的變化,主要因?yàn)槭堑彤a(chǎn)時(shí)纖維梳理過度,單產(chǎn)過高時(shí)梳理能力又不足,從而導(dǎo)致有較多纖維得不到梳理,從而影響其條干。
(1)棉結(jié)、短絨以及條干最優(yōu)時(shí)的單產(chǎn)是不同的,在實(shí)際生產(chǎn)過程中根據(jù)所需最優(yōu)指標(biāo)調(diào)節(jié)單產(chǎn),會(huì)提高紗線特定性能。棉結(jié)指標(biāo)隨著產(chǎn)量的升高呈惡化趨勢(shì),但是短絨和條干指標(biāo)均在32 kg/h 時(shí)性能最好。
(2)當(dāng)工藝參數(shù)相同時(shí),梳棉機(jī)單產(chǎn)對(duì)成紗質(zhì)量會(huì)有不同的影響,本次試驗(yàn)主要考慮其綜合指標(biāo),由于紗線綜合指標(biāo)在32 kg/h 時(shí)得分為97.7 分,最好,因此在使用JWF1203 型梳棉機(jī)時(shí)為保證紗線總體性能應(yīng)盡量控制單產(chǎn)量32 kg/h。