多功能锯齿式籽棉衣分试轧机的研究

文/李 朋 刘 盼 连素梅 刘 俊 傅科杰

引言

近几年，新疆机采棉种植面积和产量逐步扩大，机采棉收购企业也相应大规模增加，但是，在实际收购工作中，存在一些具体问题：一是现有试轧机无法对机采棉的衣分率进行准确检测，造成实际加工皮棉的严重亏重，给企业带来直接经济损失；二是机采棉和手摘棉土杂扣补率主要靠经验估算，这种估算方法与棉农之间产生较大争议，极大影响了收购进度；三是采取先试轧再通过杂质分析机将杂质清理估算，估算数据稳定性较差，并且对每日大批量收购试轧而言效率极低，根本无法操作；四是试轧出来的皮棉含杂率太高，颜色级、马克隆值，甚至于长度检验都受影响；五是现有试轧机和大锯齿生产线工艺配置不符，无论对机采棉还是手摘棉，现有试轧设备缺少籽棉清理和皮棉清理环节，试轧衣分率偏高0.5%～1%左右，且试轧皮棉前、中、后颜色均匀性较差，不能直接通过感官对样品进行颜色级检验。

为了解决收购环节的检验问题，目前很多棉花收购加工企业都在寻求自己的一套收购方式以避免衣分亏损，如人为压低衣分率，致使棉农利益受损。由此可见，现行的试轧机既不能满足手摘棉试轧需求，更不能用于机采棉试轧。研制的多功能锯齿式籽棉衣分试轧机能够满足当前大锯齿加工工艺的需要，既适用于手摘棉又适用于机采棉收购环节，能够客观准确反映棉花的衣分率，有利于传统的“一试五定”方法在棉花采摘方式、加工技术、检验方法等新技术大规模应用中可以更加有效实施，从技术上得到了可靠保障。同时可以有效维护棉农、棉花收购企业及用棉企业的合法权益。

1 多功能锯齿式籽棉衣分试轧机工作原理

多功能锯齿式籽棉衣分试轧机是由籽棉清理、轧花及皮棉清理三部分组成，根据机械空气动力学原理设计，籽棉经U型齿条一次击打与辊筒刺钉多次击打籽棉及粘附的杂质，在机械与气流的作用下，使铃壳及粗大杂质与籽棉分离；清理后的籽棉用高速旋转的锯齿钩拉和肋条阻隔共同作用，使棉纤维与棉籽分离；松散棉纤维再经过高速旋转刺辊锯齿钩拉，在离心力的作用下，达到棉纤维二次排杂及梳理，最后由皮棉尘笼收集棉纤维。

2 多功能锯齿式籽棉衣分试轧机结构

多功能锯齿式籽棉衣分试轧机，由籽棉清理、籽棉轧花、皮棉清理、风力除尘、自动称重、数据采集六部分构成，结构更加合理，与大锯齿加工设备功能完全对应。其中籽棉清理部分由铃壳清理及杂质清理组成，两个部件分区独立，更加适合手摘棉及机采棉不同的杂质清理需求，设备重量约900kg，外形尺寸1700mm×1500mm×750mm，适合实验室检验使用。其外观结构见图1所示。

图1 多功能锯齿式籽棉衣分试轧机正面图、侧面图

3 多功能锯齿式籽棉衣分试轧机工作过程

3.1 使用方法

（1）用随机取样或对分法抽取籽棉试样，按有关标准要求称重籽棉试样1kg。

（2）机采棉或手摘棉由专用盛棉箱装入1kg试样籽棉，并置于设备相应的喂花口。

（3）开机：打开液晶屏，按照相关提示进行开启。

（4）关机：试轧结束后，按照相关提示进行关闭。

（5）称量计算：点击液晶屏“计算”按钮，系统自动称量并计算衣分率和籽棉含杂率。

3.2 操作过程注意事项

（1）操作人员应严格执行操作规定，按顺序开机或停机，并时刻注意籽棉整个流程，防止出现各种堵塞。

（2）机械正常运转时，不得进行打扫卫生和加注润滑油的工作，机械的表面不准放置任何工具和杂物。

（3）各种运转部位，每班次开机前检查是否需加注润滑油。

（4）在设备工作中，出现任何异响和震动，应立即按紧急停车装置进行停车检查。

（5）每测试一次需对各排杂出口清理一次，时刻保持机械的工作通畅和卫生。

4 多功能锯齿式籽棉衣分试轧机的特点

4.1 功能集成化

设备集成籽棉清理、籽棉轧花、皮棉清理、风力除尘、自动称重、数据采集6个功能。

4.2 设备小型化

模拟成套加工设备全部功能，重量约900kg、体积1700mm×1500mm×750mm，可方便实验室检验使用；操作简单，检测快速，设备功能简单明了，使用方便，测试时间（60±10）s，便于实验室快速收购检验，适用于基层棉花检验人员使用。

4.3 稳定性好

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此外，多功能锯齿式籽棉衣分试轧机同时适用机采棉和手摘棉的试轧收购；彻底解决了土杂扣补的估算问题；解决了原来试轧机试轧衣分率偏高于大锯齿衣分率问题；完全复制了大锯齿加工生产线（400吨生产线）工艺配置，使得试轧皮棉的形态、均匀性、衣分率、棉花物理性能指标等都和成包皮棉高度一致。

同时，多功能锯齿式籽棉衣分试轧机的衣分差、含杂率及样品均匀性相比现有试轧机更加接近大锯齿加工后的数据要求，在籽棉收购环节可以使加工企业和棉农之间的交易更加公正、合理。

5 结论

5.1 解决收购时机采棉土杂扣补和衣分率无法检测问题

目前的土杂扣补主要靠经验估测，估算误差极大地影响了收购进度，导致籽棉收购重量损失；土杂扣补的估算，同时严重影响籽棉衣分率的检测准确性，给企业带来直接经济损失。新型试轧机可在收购环节快速检测衣分，使企业与棉农之间更加公正、公平。

5.2 可以准确检测试轧皮棉物理指标

由于目前衣分试轧机试轧出来的皮棉含杂率太高，导致皮棉样品的颜色级、马克隆值，甚至于长度检验，都无法准确检测。新型试轧机具备籽棉清理、籽棉试轧、皮棉清理等全功能，良好的除杂效果，确保了在收购时，试轧样品可以准确检测出与大货相符的物理指标。

5.3 提高收购效率

目前采取的先试轧再通过杂质分析机将杂质清理估算的方法，不仅估算数据稳定性较差，并且极大地降低了每日大批量收购试轧的工作效率。新型试轧机可大幅度提高籽棉收购的现场工作效率。

5.4 提高试轧样品与大锯齿生产线工艺加工产品的指标相符性

现有试轧机和大锯齿生产线工艺配置不符，无论对手摘棉还是机采棉，现有试轧设备缺少籽棉清理和皮棉清理环节，且试轧皮棉前、中、后颜色均匀性较差，不能直接通过感官对样品确定等级。新型试轧机解决了试轧样品与大锯齿生产的皮棉指标不相符的问题，实现了在籽棉试轧环节准确测试，能准确代表加工后皮棉各项物理指标的测试需求，实现了籽棉收购环节加工企业和棉农之间的交易更加公正、合理。