前纺降低棉结的工艺措施

前纺降低棉结的工艺措施
纱线棉结的数量直接影响纱线的外观质量、条干CV值以及布面风格，因此在纺纱生产过程中必须严格控制棉结的产生，控制棉结要从原棉采购做起，达到规定的指标要求方可入库。

由于纺纱工序多，各工序承担着不同的工作任务，清除棉结主要集中在前纺设备中完成，要保证前纺各工序设备的完好状态，合理设定各单机的工艺参数，如工艺速度、牵伸隔距等。

一、影响棉结的主要因素
1.1 原棉采摘及加工对棉结的影响
棉花一般有机器自动采摘和人工采摘两种采摘方式。

机器采摘的原棉含杂相对较高，也会增加一定数量的棉结，所以优质棉、长绒棉大多采用人工采摘，以降低原棉的含杂率，减轻轧棉设备的除杂压力，减少原棉棉结数量。

棉花在轧花过程中，有些棉籽被打碎变成杂质附入到原棉中。

棉花轧花加工的方法不同，产生的棉结也不同，在加工同一批号的棉花时，皮辊棉加工出来的原棉棉结一般在140粒/g左右，而锯齿棉加工的棉结一般在230粒/g左右，锯齿刀片在分解棉籽时，在对棉纤维进行搓擦剥离时易产生棉结，同时增加索丝和短绒，在纺纱设备加工时容易形成纱线棉结。

1.2 原棉成熟情况对棉结含量的影响
（1）成熟度不良的原棉，纤维的弹力、强力都较差，在握持打击、梳理时容易折断而产生新棉结。

（2）原棉的成熟度和细度一般由马克隆值表示，原棉成熟度越好、马克隆值越高，在纺纱工艺中棉结产生越少，而成熟度低的纤维，刚性差、单根强力低，在打击力度相同的条件下，容易产生棉结和短纤维。

如在清花打手速度为820转/分时，由于马克隆值不同产生的棉结及短绒也不同，但降低打手速度情况会有改善。

（3）在选用原棉及优化清梳联工艺参数时，除了要考虑纤维的长度、细度、含杂、短绒等指标外，还要注意合理控制马克隆值和纤维成熟度，选用范围一般控制在3.8～4.2之间，以确保减少棉结，稳定成纱质量。

1.3 前纺各工序对棉结的影响
清花是纺纱工艺流程中产生棉结较多的工序，清花工艺配置不合理（如打手速度设计不当），开松除杂效果不良，都会造成棉结增多，因此在设定清花工艺参数时，应重点考虑降低短绒率和棉结的相关措施。

梳棉机是减少棉结的重要工序，梳棉各部梳针针条钝化、梳针挤伤损伤严重，工艺隔距设计不当，针布配置选用不合理，梳针嵌入杂物较多，清洁吸风装置效果不佳等都会影响梳理效果，导致棉结清除不良。

精梳机是生产高档精梳棉纱的重要工序，精梳工艺设计不合理，各部件定位定时不正确，梳理器材状态不佳，未能合理确定精梳机落棉率与棉结含量之间的关系，对于减少棉结含量及短绒的含量的工艺控制不利。

并条和粗纱工序如果牵伸分配不合理，牵伸隔距不当，棉条纤维伸值平行度差或意外牵伸大，造成不规则弯钩纤维被拉紧或者拉断，导致失控纤维相互扭结形成死棉结和小粗节。

另外由于过棉通道不光洁，在不光洁处挂花积聚也容易产生意外棉结。

应用Afis分别对原棉、开清棉、梳棉、精梳等工序的半制品进行了大量而细致的测试，从原棉到粗纱各工序半制品中的棉结含量进行了多次试验。

（各工序棉结含量变化情况如表1所示）。

表1前纺各工序棉结含量数据表
从表1可以看出，原棉在加工轧花过程中会造成一定数量的棉结，一般为200粒/克，最低约100粒/克，最高可达400粒/g；在清梳联工序中棉结急剧增加，一般为400粒/克，最低200粒/克左右，最高600粒/g左右；梳棉是减少棉结的重要工序，经过梳理后的梳棉生条棉结含量大幅减少，一般为70粒/g，高的有200粒/g，低的可达50粒/克；精梳工序是降低棉结的主要工序之一，精梳条中棉结一般在20粒/g及以下；其他工序如并条、粗纱等棉结含量变化不大，但都会稍有增加。

总之，原棉在轧花等初加工过程中产生一定数量的棉结，清梳联是增加棉结的主要工序，梳棉及精梳是减少棉结的重要工序。

二、我公司清梳联工艺配置流程
JW1009往复抓棉机→AM300金属火星探测器→FA125A重物分离器→JWF1107单轴流开棉机→JWF1029多仓混棉机→JWF1115精开棉机→FG-90H异性纤维分离机→JWF1171喂棉机→JWF1203梳棉机→FA317并条机→FA360条并卷联合机→FA388精梳机→TD03-600单眼并条机。

三、原料品质指标
以我公司生产的JC80支品种为例，采用229新疆棉，AFIS检测的主要性能指标为：纤维重量平均长度26.7mm；12.7mm以下重量短绒率6%；25%纤维重量加权平均长度31.8mm；纤维根数平均长度22.0mm；12.7mm以下根数短绒率20.3%；5.0%纤维数量加权平均长度35.9mm；2.5%纤维数量加权平均长度38.3mm；棉结208粒/g；带籽屑棉结32粒/g；杂质总数221粒/g；尘杂193粒/g；粒杂29粒/g；可见异物率0.72%。

四、清花设备降低棉结的工艺措施
4.1 抓棉机
JWF1009抓棉机具有“初步开松、多包取用、精细抓棉”的技术特点，在生产过程中，由于经受打手的打击，棉结会明显增多。

要合理设定抓棉机的小车运行速度、抓取辊速度、抓取辊刀片伸出肋条距离和抓臂每次下降动程这四个工艺参数，这些工艺参数不仅会影响抓棉机的运转率和开松效果，而且还会影响单位时间抓取棉包唛头的多少，最终影响除杂效率和均匀混和效果。

在通常情况下，抓取辊速度采用1250～1350r/min，不宜过高，否则抓取力大，损伤纤维，也有些厂家采用1000r/min；抓取辊刀片伸出肋条距离一般采用-2～-3mm，以抓取浮起于肋条以上的棉层，保证开松效果。

工艺调整好后，在平时的生产过程中不要随意改动。

如果需要调整抓棉的供应量或提高生产效率，应根据棉包密度的变化，通过变动小车往复速度和抓棉下降动程来实现。

为了做到多包取用，往复速度以控制在15m/min左右为好。

在生产中经常碰到是棉包密度差异较大的情况，这对保证自动抓棉机实现精细抓棉带来了一定困难。

例如棉包过松，为了保证供应，有的厂小车往复速度高达18m/min，抓取辊刀片与肋条隔距-5～-7mm，抓棉臂每次下降动程也相应较大，致使抓取的棉块体积相对较大，不利于除杂和均匀混和。

因此当棉包密度较小时，可以适当提高抓取辊的速度。

抓取辊的速度越高，抓取的棉块相对越小，对纤维损伤也相对较小。

反之如果棉包密度过大，则要相对缩小刀片与肋条的隔距，并要调整抓棉臂每次下降的动程，为了减少纤维损伤，可适当降低抓取辊速度，做到精细抓棉。

4.2 单轴流开棉机
JWF1107单轴流开棉机是清梳中主要的开松除杂设备，该设备采用单个角钉辊筒对原棉进行自由开松，作用柔和，对纤维损伤较小。

在工艺设计中应重点注意两点：
（1）掌握好四个位置的压力。

棉流进口处静压一般应掌握在+50～+150Pa，不宜过大，否则受气流冲击进口处尘棒，易出现落白花现象；出口处静压一般掌握在-50～-200Pa，不能过低，否则容易造成短绒和尘杂回收现象；排杂口应保证落物顺利排出，一般静压不低于
-800Pa；排微尘口静压一般控制在+100～-200Pa，不宜过低，否则网眼易糊塞短绒。

（2）调节好四区尘棒的角度。

尘棒安装角度定为25度，打手与尘棒间距随尘棒安装角度增加而缩小，尘棒间距随安装角度增加而增大。

理论上棉流进入工作区，打手至尘棒间距应随着原料的开松而逐步增大，而尘棒间距则随之相应缩小，即尘棒角度第一区至第四区应逐步减小。

但实际上第一区角度应视落杂情况而选择，主要是发挥第二、三区落大杂的功能，尘棒角度可适当调大，第四区则为了防止尘杂、短绒回收应调小角度。

一般采用500r/min的打手速度时棉流经打手开松后棉结增加较少(如果原棉含杂率在2.5%以上，打手速度可以适当提高，尘棒角度也要相应调整），如某企业在生产CJ14.5tex纱线时，原棉含杂率为1.02%，打手速度为590r/min，尘棒与打手间隔距为1mm，尘棒间隔距为9mm，四组尘棒角度分别为18、12、6、3°，该机落棉量适中，除杂效率达到35～46%。

4.3 多仓混棉机
多仓的混棉效果与抓棉机的运转效率有关，抓棉机运转率越高，多仓混棉效果越好。

多仓混棉机是清梳流程中主要的混棉设备，适当增加换仓压力设定值，增加棉箱储棉量，可以有效提高混棉效果，JWF1029型多仓混棉机的斜帘、水平帘子均采用变频调速，斜帘运转率受棉箱
内部压力传感器和喂棉罗拉的控制，水平帘子受斜帘子速度的控制，棉仓压力提高到270Pa（纺棉时设定值的控制范围为180～280Pa）、开松打手速度为670r/min时，棉箱下棉顺畅，给棉罗拉握持棉层密度压力适中，输出棉层均匀有序，棉结增长率为6.5%左右。

多仓混棉机产生棉结的数量，与该机的给棉打手、均棉打手及剥棉打手速度有关，一般在不堵车的情况下，各部位打手速度偏低掌握有利于降低棉结增长率。

4.4 精开棉机
JWF1115精开棉机采用梳针打手，开松作用柔和，纤维损伤较小，若工艺设计得当，开松除杂效率较高。

该设备最关键的工艺参数是打手速度。

速度过低影响开松效果，杂质与纤维不能充分分离，除杂效果较差；打手速度过高易产生大量棉结及索丝。

打手速度对生条质量的影响见表2。

表2 打手速度对生条质量的影响
在清梳联的工艺处理中，棉结、杂质和短绒是一组矛盾，我们通过对清梳联工艺特点的分析研究，提出了“连续均匀喂给、薄喂柔和开松、
早落少伤纤维、梳理转移适度、结杂短绒兼顾、气流参数保证”的工艺要求，做好开松、分梳元件的配套工作，根据所纺品种的质量要求和使用原料的特性不断优化工艺设计，加强日常维护保养，保持设备良好的运行状态，是降低棉结和短绒的重要措施。

五、梳棉工序降低棉结的工艺措施
梳棉工序是减少棉结和杂质的主要工序，要保证良好的机械运转状态，不断优化工艺参数，优选梳理器材，合理设计各部件的运行速度和各部位的工艺隔距。

正常情况下，梳棉可减少原棉棉结的75%左右，生条棉结含量可控制在40-70粒/克左右。

5.1 合理设定工艺部件转速
锡林速度对棉结、短绒具有重要的影响，锡林速度高，棉结有减少的趋势，棉结清除效率高，但纤维损伤会加大，短绒增加较快。

刺辊速度过快时纤维损伤大，短绒增加，但速度过慢时分梳、除杂效果会受到严重的影响，因此要保持一定的锡林速度，适当降低刺辊速度，适当增加锡刺比，对改善生条棉结有利。

通过工艺优选试验，我公司选择锡林速度420r/min、刺辊速度940r/min左右，锡刺比在2.31：1左右，从而有效保证纤维的顺利转移，避免因返花而产生棉结，同时也减少了纤维损伤和刺辊返花现象。

盖板速度对梳理效果、生条质量、原料制成率都有显著的影响，盖板速度加快时，盖板在工作区停留的时间减少，每根盖板针面负荷略有
减少、盖板花也相应减少，但单位时间内走出工作区的盖板根数增加，总盖板花量有所增加，我公司选择240mm/min的盖板速度，生条棉结指标有所好转。

5.2 优选针布型号
梳棉机针布的选型配套对生条质量也具有决定性的作用，梳理质量的好坏与针布配置的合理性具有密切的关系，选配好针布是提高梳理度、减少棉结短绒、提升生条质量的有力保证。

在针布配置时，要以梳理元件“七锋一准”为前提，刺辊、锡林、盖板、前后固定盖板等针齿要保持良好的锋利度和穿刺性能，在针齿过度磨损前，要及时更换新针布或进行磨砺，确保针布的梳理效能。

我公司根据棉纤维的特性、梳棉工艺配置和纱线质量要求等具体情况，优选出了高效能的锡林针布，并合理配套各梳理部件的针布，具体配置情况见表3。

表3 新疆长绒棉JWF1203梳棉机针布配置表
锡林采用AC2040×1740D型针布，工作角度大，有利于抓取纤维，针布短总高2mm，有利于分梳转移，基部薄0.4mm，横向齿密较大，齿距 1.7mm，纵向齿密较大，有利于减少纤维损伤，降低生条短绒
率，采用高密度盖板针布，提高对纤维的分梳效果。

锡林、盖板不同型号针布AFIS试验数据见表4。

表4 不同针布生条AFIS试验对比表
5.3 合理设定工艺隔距
梳棉机的主要隔距与分梳、转移、除杂效果都有密切的关系，工艺设计得当，可改善纤维转移状况，减少槎揉，避免产生新的棉结。

特别要注意刺辊-锡林、盖板-锡林、锡林-道夫之间的隔距，确保纤维顺利转移，在设备状态许可的情况下，尽可能减小锡林-道夫隔距，可选择0.13mm，在针面状态完好的情况下，锡林与盖板间采用较紧的隔距，以提升分梳效率。

我公司设计的工艺隔距为：锡林-盖板0.18、0.15、0.13、0.13mm；刺辊-锡林0.18m；后棉网清洁器除尘刀-锡林 1.1mm；前棉网清洁器除尘刀-锡林0.23mm；后四根固定盖板-锡林0.35、0.35、0.30、0.30mm；前固定盖板-锡林0.20、0.20、0.18、0.18mm；道夫-锡林0.13mm。

六、精梳工序降低棉结的工艺措施
提高精梳机降结排杂的能力，合理控制精梳落棉率，持续优化精梳和准备工序的工艺参数，确保预并棉条和棉卷质量，为精梳提供良好的
梳理条件。

根据品种、质量要求，合理配置精梳锡林与顶梳的梳针规格，提高梳理专件的梳理效能，合理设计精梳各项工艺隔距，确保精梳机各种定位定时的准确性，以达到工艺设计的各种质量控制目标。

6.1 合理设定精梳准备工艺参数
在生产过程中，须条每经过一次牵伸，都可能会产生一些新棉结，因此，要合理配置精梳准备工序的并合数、牵伸倍数及罗拉隔距等工艺参数。

如果并合数过多，牵伸倍数过大或过小，会造成棉条中的长纤维被拉断或伸展不直，容易导致棉卷粘连、短绒增多，对纤维变速运动控制不良而产生新棉结。

因此在设计准备工序的工艺参数时，要适当减少喂入并合数，偏小掌握牵伸倍数，观察棉卷成形质量，以利于改善纤维的伸直平行度，为有效减少精梳条棉结，还要注意以下几点。

（1）预并条应采用较小的总牵伸倍数，并合数不宜过多，可采用5-6根喂入，牵伸倍数5倍左右。

我公司预并条子干重定量20克/5m，条并卷机采用24-26根并合，主牵伸倍数1.384，后区牵伸倍数1.062，小卷干重定量65克/m。

（2）合理设定条并卷联合机各部位的气压，我公司牵伸气压设定为0.45-0.48MPa，紧压罗拉气压设定为0.25-0.3MPa。

在调节棉卷气动加压时，要注意观察棉卷的松紧程度，注意大小卷加压值的变化，棉卷压力应随着卷绕直径的逐步加大而逐渐减少，如行程减压阀的压力调节不当，棉卷会出现外层松内层紧的现象（设定此处压力时，应
将棉卷升降臂降到底部最低位，将压力表读数调到0.1-0.25MPa，满卷时最大压调整到0.2-0.6MPa），因此需要反复调节，以确保成卷松紧适当、边缘平齐、层次清晰，压力调节方法见图1。

图1 FA360条并卷机棉卷加压压力调节图
将U调节板斜度位置进行初步定位后，通过压力调节螺栓微调压力设定值，压力值可由压力表读出，压力表的出口端与棉卷加压气缸的无杆腔相连，在卷绕过程中对棉卷进行持续加压控制，U调节板斜度越大，成卷压力值也会更大。

适当的棉卷压力可使棉层平整、不起毛，棉卷内外松紧度一致，以保证精梳喂入机构喂卷均匀，张力适当。

（3）要仔细观察夹盘对棉卷筒管的夹持情况，准确调整夹盘与横纹罗拉、成卷罗拉之间的距离。

要在没有筒管且夹盘处于夹持筒管位置时调整夹盘与横纹罗拉、成卷罗拉之间左右4处的距离，各点间隙为0.7-0.8mm，以是夹盘有力地夹持筒管同步运动，防止夹盘与棉卷产生相对运动而搓擦出棉结。

（4）条并卷联合机机后的棉条要排列均匀一致、无缝隙、不重叠，与棉卷宽度相符合。

利用偏心导条圆盘对上下棉层进行调节，确保棉
网层层相叠，使喂入棉条分布均匀、厚薄一致，以保证棉条处于良好的运行状态。

6.2 合理设定精梳工序工艺参数
（1）合理设定给棉方式。

前进给棉是在钳板向前摆动时喂入棉层，后退给棉是在钳板向后摆动时喂入棉层。

前进给棉在喂给长度较大时落棉率较低，喂给长度较小时落棉率较高；后退给棉在喂给长度较大时落棉率较高，喂给长度较小时落棉率较低。

在喂给长度较大的条件下，后退给棉的落棉率可达12-25%，而前进给棉的落棉率一般为8-14%，这是因为在分离接合时，前进给棉时钳唇外的棉网较长，接合时间提前，而顶梳刺入时间较晚，部分较短的纤维会进入棉网中，从而使前进给棉的落棉率比后退给棉的落棉率小一些。

改变喂给长度影响产量与质量，较大的喂给长度可获得较高的产量，对控制棉结条干等指标不利，较小的喂给长度作用相反。

在工艺调整时，如果改变给棉方式或改变喂给长度时，需要对落棉量进行测试，必要时需对落棉隔距进行调整以修正落棉率。

（2）合理设定各处工艺隔距。

精梳条质量的好坏与工艺隔距密切相关，隔距大小应根据纤维长度、品种质量要求、设备构造特点、梳理器材性能等因素合理设定，并通过工艺试纺质量指标确定最终的工艺方案。

我公司在使用FA388A精梳机生产JC80支纱时，精梳机工艺方案见表5。

表5 精梳JC80支工艺设计示例表
（3）合理配置梳理器材。

精梳机的锡林、顶梳是关键的梳理器材，对完成梳理任务起到决定性的作用，良好的梳理性能可以有效提高纤维的伸直平行度，减少弯钩纤维，更多地清除棉网中的短绒、棉结和杂质。

因此要选用优质的锡林与顶梳，在生产中要保持锡林与顶梳的梳理效果，保持梳针的光洁度和锋利度，杜绝锈针、断针、嵌花现象，确保梳理质量的稳定。

锡林和顶梳的规格型号，要根据纺纱品种、纤维特点、专件质量等因素合理选配，选用梳针硬度高、锋利度好、穿刺性强，表面光洁度好、使用寿命长的针布。

锡林专件是保证梳理质量的关键部件，选配时要重点关注制造精度，半径极限偏差控制在0.01-0.10mm，径向跳动控制在0.03-0.09mm，齿尖平整度0.01-0.15mm。

我公司原机选配的是最先进的进口锡林和顶梳，到达更换周期后，采用了国产品牌进行替代，选用JZX-5T-E62可调式锯齿整体锡林，其最主要技术特点是可以利用底座螺丝随意调整梳理隔距的大小，操作简单方便。

我公司的梳理隔距采用了渐紧梳理配置，棉结指标可以控制在15粒/克以内。

顶梳要求针齿直线度好，针尖锋利，穿刺性强，分梳质量稳定。

要合理调节顶梳的高低和进出位置，以提高顶梳的梳理效能，更好地清除棉结及短绒。

我公司顶梳的高低位置控制在-0.5～+0.5之间，一般顶梳插入深度采用＋0.5，以防止因插入过深而导致针条嵌花，影响梳理质量。

（4）合理调整分离接合定时。

分离罗拉的分离接合效果是决定棉网质量的关键因素，在分离接合时，要求分离罗拉的顺转速度大于钳板前摆的速度，调整好分离接合定时后，要确保分离罗拉倒转时棉网不会被锡林末排针齿带入落棉。

定时应根据纤维长度、锡林定位、给棉方式、给棉长度等因素来确定。

分离接合定时过早会产生前端弯钩纤维，晚会使棉网产生阴影。

合理调整分离接合时间，对减少棉网纤维前后两端的棉结具有明显作用，选用中长、棉型纤维时，定时盘调节刻度的最佳位置约在±0.5左右，选用长纤维时分度盘刻度在±0.25
左右，可以通过观察棉网的搭接状态来确定，精梳条的波谱图上不应出现搭接波问题。

（5）合理设定毛刷的刺入深度。

毛刷刺入深度直接影响对锡林的清洁效果，一般情况下毛刷插入锡林的深度控制在2-2.5mm，可以使用毛刷隔距规进行校正（在实际操作时，要将锡林转到下面与毛刷全面接触后，用手转毛刷电机皮带轮稍有阻力即可），如毛刷插入锡林的深度太浅，易产生大棉结，插入太深时又会出现小棉结，合适的毛刷隔距可保持毛刷与锡林表面干净无挂花。

毛刷直径必须同台一致，按使用周期抬高、修剪毛刷后，必须相应调整毛刷与三角气流板隔距。

（6）合理设定精梳落棉率。

精梳落棉率不仅影响精梳条质量，还直接影响成纱质量指标和生产成本，优化精梳工艺应侧重考虑精梳条和精梳落棉的关系，既要有效控制落棉率，又要保证成纱质量。

一般落棉隔距调整±1mm，落棉率增减 1.5-2.0%左右。

不同的落棉率对精梳条棉结的影响见表6。

表6 不同落棉率对精梳条棉结的影响
落棉率要根据棉卷喂入质量、所纺品种、成纱品质要求来确定，灵活地掌握纱线质量和降低落棉成本的关系。

高支纱及成纱质量要求较高时，落棉率偏大掌握，原棉和生条棉结含量多时，落棉率也应偏大掌握。

七、结语
控制成纱棉结，从源头上要加强对原棉质量的控制，生产上各工序间要相互协同，提高员工操作技能，加强过程质量控制，优化工艺设计，优选专件器材，确保设备运行状态，充分发挥各工序设备的技术性能，才能达到控制目标。