機采棉皮清機的設(shè)計(最終)

適于機采棉加工的皮棉清理機設(shè)計王澤武【鄭州棉麻工程技術(shù)設(shè)計研究所,河南鄭州450004】摘要：目前，機采棉技術(shù)在新疆棉區(qū)得到迅速推廣，適于機采棉的棉花加工設(shè)備的性能也得到不斷完善和持續(xù)提升，但是，目前市場上還沒有專門針對機采棉加工工藝的皮棉清理機，普通手采棉皮清機應(yīng)用在機采棉生產(chǎn)中的弊端很多。筆者基于對目前市場上的各型皮棉清理機的深入研究，提出了適用于機采棉加工工藝的皮棉清理機設(shè)計方案。關(guān)鍵詞：機采棉；皮棉清理機；設(shè)計1問題的提出機采棉比手采棉具有高效、低成本、高收益的顯著優(yōu)勢。近年來，先行種植機采棉的棉農(nóng)和配置有機采棉加工設(shè)備的單位獲利頗豐，使早期對機采棉持懷疑、觀望態(tài)度的業(yè)界紛紛效仿。目前，新疆發(fā)展機采棉生產(chǎn)的勢頭強勁，以優(yōu)質(zhì)棉主產(chǎn)區(qū)石河子農(nóng)八師為例，近三年，機采棉種植面積平均增速達到59.6%。在增加機采棉種植面積的同時，兵團引進機采棉加工生產(chǎn)線或?qū)⒃植擅藜庸どa(chǎn)線改造成機采棉加工生產(chǎn)線的熱情也空前高漲。機采棉和手采棉生產(chǎn)線的最主要工藝區(qū)別是對籽棉和皮棉增加了烘干和清理的次數(shù)，個別情況下還需要增加加濕工藝。就皮棉清理工藝來講，由原來一臺軋花機對應(yīng)的一臺普通手采棉皮清機增加到了兩臺，對皮棉進行了第二次除雜。但筆者通過調(diào)查，普通手采棉皮清機應(yīng)用在機采棉生產(chǎn)線中存在許多弊端。更易產(chǎn)生清理缺陷機采棉和手采棉的不同點是：機采棉需進行集中機械采摘，在將成熟時要噴灑催熟劑、落葉劑強制其成熟和落葉。機采棉的含雜量遠大于手摘棉，在籽棉纖維品質(zhì)上也稍遜色于手摘棉。由于機采棉含雜量大，在機采棉加工方面對籽棉增加了清雜的次數(shù)，對皮棉清理也由一臺皮清機增加到了兩臺。據(jù)有關(guān)文獻報道，籽棉清理機清理前后不存在棉纖維長度差異，而手采棉皮清機會使棉纖維長度降低約0.25mm。當在機采線中，皮棉經(jīng)過兩臺手采棉皮清機后，經(jīng)檢測得到的纖維長度降低的數(shù)據(jù)不是0.5mm，而是1mm?1.2mm。經(jīng)分析其主要原因是：皮棉在經(jīng)過第一道皮清給棉部分時，皮棉在給棉羅拉與給棉板的夾持下，由鋸齒輥筒強力開松使纖維長度降低的同時，強度也減弱了；在經(jīng)第二道皮清時，又遭到了重復(fù)性的強力開松，原本強度已經(jīng)減弱的纖維已不堪重負，表現(xiàn)為長度降低量劇增，同時短纖含量和棉結(jié)數(shù)量也迅速增加。普通手采棉皮清機應(yīng)用在機采棉生產(chǎn)線中，對纖維品質(zhì)損害很大，不適于應(yīng)用在機采棉生產(chǎn)線中。產(chǎn)量低、運行效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工人勞動強度大機采棉生產(chǎn)線的喂棉系統(tǒng)采用了機械自動化喂棉。機械喂棉的特點是持續(xù)性強和喂花量大，要求皮清機在機采線中要一直保持高效和穩(wěn)定才能“消化”軋花機源源不斷軋出的皮棉。可是在實際應(yīng)用中，普通手采棉皮清機由于結(jié)構(gòu)的原因，不適應(yīng)大產(chǎn)量，造成在給棉板處頻繁噎車。兩臺普通的手采棉皮清機聯(lián)用的停車幾率將翻倍，工人不得不隨時停車清堵，這樣不但增加了工人的勞動強度，而且還嚴重影響了產(chǎn)量，使系統(tǒng)運行效率低下。由于普通的手采棉皮清的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可調(diào)的部分很多，不但使工人不易掌握且在機采的大產(chǎn)量、高強度工作中極易損壞構(gòu)件，造成停產(chǎn)維修現(xiàn)象的發(fā)生。高能耗普通的手采棉皮清機以MPQ-6O0X32OO為例，本機功率20.5Kw,所配吸棉風(fēng)機在手采線中為7.5Kw,在手采線中皮清機所耗功率為28Kw。將同機型兩臺應(yīng)用于機采生產(chǎn)線中，本機功率為2X20.5Kw=41Kw,風(fēng)機為15Kw,在機采線中普通皮清機所耗功率為56Kw,是手采線所耗功率的兩倍。使加工廠電力成本劇增。在大部分的手采線改機采生產(chǎn)線工程中不適用。新建機采線則投資成本高。按機采棉工藝,一臺軋花機后要跟兩臺皮清機,在手采老線改造中要添加一臺皮清機,但大部分老廠房跨距有限且非框架結(jié)構(gòu),不易改造找出增加皮清機的面積。在新建機采線中,皮清機的本機購置成本是手采線的兩倍,而廠房跨距的增加,工程費用的增加也不容小覷。2機采棉皮棉清理機的設(shè)計思路目前，機采棉技術(shù)在新疆棉區(qū)得到迅速推廣，適于機采棉的棉花加工設(shè)備的性能也得到不斷完善和持續(xù)提升，但是，目前市場上還沒有專門針對機采棉加工工藝的皮棉清理機，普通手采棉皮清機應(yīng)用在機采棉生產(chǎn)中的弊端很多。筆者基于對目前市場上的各型皮棉清理機的深入研究，提出了適用于機采棉加工工藝的皮棉清理機設(shè)計方案。2.1機采棉皮棉清理機總體結(jié)構(gòu)及工作原理圖1機采棉皮棉清理機結(jié)構(gòu)示意圖1吸風(fēng)管道2.機架3.塵籠4.棉層5.剝棉羅拉6.分梳給棉羅拉7.屮600刺輥8?除雜刀9?前排雜區(qū)10?屮900刺輥11.刺輥擋棉刀12?毛刷輥13.毛刷輥前弧板14.前排雜吸管15.皮棉吸管16.后排雜吸管17.毛刷輥擋棉刀18.護板19.后排雜區(qū)20.除雜刀21.弧板22.附棉板23.塵籠及給棉傳動電機24.進棉口工作原理：軋花機軋出的皮棉經(jīng)吸風(fēng)管道1，從進棉口24吸入皮清機貼附于塵籠3上形成棉層4，棉層經(jīng)剝棉羅拉5與分梳給棉羅拉6的剝?nèi)∨c分梳喂入刺輥7（屮600），在前排雜區(qū)9經(jīng)刺輥7（屮600）與除雜刀8的共同作用排除塵雜，前排雜區(qū)的塵雜進入前排雜吸管14后被排走。刺輥7（屮600）上的皮棉經(jīng)初次排雜后轉(zhuǎn)至下方，與刺輥10（屮900）相遇，由于兩刺輥針布角度是交叉的，且刺輥10（屮900）的表面線速度大于刺輥7（屮600），符合針布剝?nèi)l件，所以刺輥10（屮900）將刺輥10（屮600）上的皮棉全部轉(zhuǎn)移到自身上。刺輥10（屮900）帶著棉層與除雜刀20作用，在后排雜區(qū)19進行精細排雜，雜質(zhì)在后排雜區(qū)19進入后排雜吸管16后被負壓抽走；排雜后的皮棉被毛刷輥12刷取，在皮棉吸管15負壓抽吸的作用下將皮棉送入集棉機。至此機采棉皮清機的任務(wù)完成。2.2主要部件設(shè)計2.2.1給棉部分設(shè)計圖2給棉部分技術(shù)設(shè)計1.塵籠2.棉層3.分梳給棉羅拉4.刺輥5.除雜刀6.剝棉羅拉工作原理：棉層2經(jīng)塵籠被分梳給棉羅拉3輕壓成絮片狀。再由剝棉羅拉6與分梳給棉羅拉3的夾持下喂入刺輥4，刺輥4帶棉層2進入分梳點進行梳理，經(jīng)已梳理過的薄棉層與除雜刀5作用進行除雜。由于采用了分梳給棉羅拉和固定給棉點的新型結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定了分梳力，使纖維被拉直，使其中的雜質(zhì)充分暴露，在與除雜刀作用時能充分排雜。在拉直纖維的同時，由于摩擦力的作用對纖維產(chǎn)生了“絲光”的效果，使棉形順暢及色澤豐盈。（可參考：王澤武。新型皮棉清理機給棉部分的設(shè)計《中國棉花加工》2010年第6期）表1給棉部分各機件之間隔距關(guān)系

各機件之間隔距關(guān)系隔距（mm）說明塵籠1與剝棉羅拉60.5?1起剝棉作用塵籠1與分梳給棉羅拉33?6輕壓成絮片狀，以利剝?nèi)》质峤o棉羅拉3與刺輥40.3?0.8此點為分梳給棉點，隔距大小直接影響牽伸、梳理效果，還會影響下步的排雜效果。隔距大排雜少，纖維受損少，落棉多。隔距小排雜多，纖維受損大。剝棉羅拉6與刺輥46此隔距不重要，保證剝棉點隔距后自然形成?？p隙能使刺輥針布附面層的風(fēng)進入，利于分梳。2.2.2機采棉皮棉清理機其它部分隔距的確定表2各機件之間隔距關(guān)系（見圖1）各機件之間隔距關(guān)系隔距（mm）說明刺輥10與7刺輥70.3?0.8起剝棉、轉(zhuǎn)移棉層作用刺輥10與毛刷輥120.5?1起剝棉、轉(zhuǎn)移棉層作用刺輥10與附棉板22進口40?60出口1使氣流將皮棉壓附在刺輥10（屮900）表面，在與除雜刀20作用時不宜飛出纖維而產(chǎn)生損失衣分的現(xiàn)象。刺輥擋棉刀11與刺輥100.3?1主要作用是截斷輥筒表面的覆面層的氣流。使棉層不被繼續(xù)帶走。毛刷輥擋棉刀17與毛刷輥120.3?1主要作用是截斷輥筒表面的覆面層的氣流。使棉層不被繼續(xù)帶走。護板18與毛刷輥1210起安全及保護毛刷輥的作用2.2.3各輥速度的確定各輥的速度：從塵籠3到刺輥7（屮600）的速度可參考目前市場上的類似皮清機速度。刺輥10（屮900）直徑是刺輥7的1.5倍，在轉(zhuǎn)數(shù)相同時線速度也是刺輥7的1.5倍，利于針布剝?nèi)∞D(zhuǎn)移棉層。毛刷輥12的速度是刺輥10的1.5倍，利于轉(zhuǎn)移棉層。刺輥7盡量選較低級別的速度，這樣也相應(yīng)降低了毛刷輥的速度，降低了毛刷輥的制造難度。例如：刺輥7轉(zhuǎn)數(shù)700轉(zhuǎn)/分時，毛刷輥轉(zhuǎn)數(shù)是1575轉(zhuǎn)/分；刺輥7轉(zhuǎn)數(shù)888轉(zhuǎn)/分時，毛刷輥轉(zhuǎn)數(shù)是2000轉(zhuǎn)/分；建議毛刷輥轉(zhuǎn)數(shù)不要超過2000轉(zhuǎn)/分。2.2.4其它部分的設(shè)計1，弧板21能利用弧面降低不孕籽及塵雜的動能和控制其流向，使其順利排向后排雜吸管16。另外弧板21的收口設(shè)計使補風(fēng)區(qū)域集中，提高了風(fēng)速，利于不孕籽及塵雜被負壓抽走，利于降低風(fēng)機功率。2，在毛刷輥前弧板13與前排雜吸管14之間的區(qū)域是皮棉吸管15中負壓的補風(fēng)區(qū)，負壓的補風(fēng)利于棉層脫離毛刷輥12進入皮棉吸管15。3，護板18與后排雜區(qū)19形成毛刷輥12的負壓的補風(fēng)區(qū)，毛刷輥將風(fēng)壓縮后從與刺輥10（0900）的縫隙中壓出，在毛刷的作用下利于剝?nèi)∶迣印?機采棉皮棉清理機的技術(shù)性能特點由于借鑒了新型皮棉清理機給棉部分的設(shè)計，去除了普通機型中阻礙產(chǎn)量提升的給棉板，在加工時不堵車或很少堵車（一個班次少于1次），使產(chǎn)量增加，足夠跟上目前任何同型號高產(chǎn)軋花機。本機只進行了一次給棉和強力開松，清理時是連續(xù)的，喂入大刺輥的棉量在幅寬上分布均勻，排列有序，使除雜更充分。本機避免了2臺普通清理機重復(fù)的對纖維的損傷，同時將兩次清理功能集中在一臺機上，避免了皮棉經(jīng)過棉道時的翻滾、摩擦，減少了鎖絲的產(chǎn)生。3.3功率消耗遠小于2臺普通皮棉清理機的功率（包含本機及風(fēng)機）。3.4占地面積?。ㄒ慌_普通皮棉清理機的面積）。在手采棉生產(chǎn)線改機采棉生產(chǎn)線中，不受廠房跨距、結(jié)構(gòu)所限，能很經(jīng)濟、快捷的完成改造任務(wù)。價格低于2臺普通皮棉清理機的價格。在新建廠中，廠房跨距和管道、風(fēng)機等和手采線的類同，大大節(jié)約了工程投資的成本和運行成本。智能化，操作安全簡單，性能穩(wěn)定可靠，容易維護。機采棉皮棉清理機主要用于“機采”，將大刺輥處除雜刀隔距調(diào)大