用JWF1203 型梳棉机纺C 18.2 tex 纱的单产优化

陶继昊 邢明杰 倪敬达 任光业

（1.青岛大学，山东青岛，266071；2.青岛宏大纺织机械有限责任公司，山东青岛，266000）

在追求个性化、精致化的现今社会，人们对纱线质量的要求也在日益严格，因此减少棉结、增强纱线强力是厂家和客户迫切的需求［1-3］。曾有多位学者研究梳棉工艺对成纱质量的影响［4-5］，有针对锡林速度对纱线毛羽、条干、含杂率进行的研究［6-8］，也有锡刺比对生条质量的影响研究［9-11］，众所周知单产也是影响纱线质量的一项重要因素，但对单产的研究数据相对较少。单产同其他工艺参数共同影响成纱质量，单产的多少直接影响纱线棉结、短绒指标，并且对条干指标也会有相当大的影响。JWF1203 型梳棉机是国产最为经典的中等单产梳棉机，其单产主要在20 kg/h～50 kg/h，在品种适应性、设备机械状态稳定性、优异的质量指标方面都非常突出。本试验主要探讨相同上机工艺参数时JWF1203 型梳棉机在纺C 18.2 tex 纱生产实践中纱线质量最优的单产特征。

1 试验部分

1.1 试验原料

本次试验所用原料为美棉和澳棉。其原棉棉结（MD100）345 粒/g，短绒率10.25%，含杂率2.77%，清棉落棉率2.24%，成熟度0.81，马克隆值4.40，上半部长度为29.36 mm。

1.2 工艺流程

JWF1009 型往复抓棉机→AMP3000V5-P TH 型火星金属重杂物探除器→FT217 型气流分流器+FA125B 型重物分离器→JWF1107 型单轴流开棉机→JWF1029 型多仓混棉机→JWF1121型清棉机→JWF1053 型除微尘机→JWF1171 型棉箱→FT025B 型自调匀整+JWF1171 型棉箱+FT209A 型圈条器+JWF1203 型梳棉机

1.3 梳棉工艺参数

试验用JWF120 型梳棉机。清棉工序工艺:JWF1009型抓棉机打手速度1 000 r/min；FA125B型重物分离器第一组尘棒隔距为22 mm、第二组尘棒隔距为25 mm；JWF1107 型单轴流开棉机四组尘棒隔距分别为12 mm、12 mm、12 mm、12 mm，打手速度717 r/min（频率45 Hz）；JWF1029 型多仓混棉机均棉罗拉速度726 r/min；JWF1121 型清棉机两分梳板隔距为2.5 mm、1.5 mm，四把除尘刀隔距为1.2 mm、1.2 mm、1.3 mm、1.3 mm，除尘刀进口四块托板隔距为12 mm、13 mm、12 mm、12 mm，打手速度750 r/min；JWF1171 型棉箱的开松辊速度735 r/min。其筵棉棉结（MD100）为550 粒/g，短绒率10.9%，含杂率1.52%。

梳棉机单产采用22 kg/h、26 kg/h、30 kg/h、32 kg/h、36 kg/h、40 kg/h 六 档；刺 辊 速 度 采 用975 r/min，锡 林 速 度480 r/min，盖 板 速 度260 mm/min。锡林针布选取R-2030×0.5 型、道夫针布N-4030B×0.9 型、活动盖板SPACETOP型，生条定量为22 g/5 m，不同种单产配合所纺的纱线均为18.2 tex。并对纺制的纱线进行条干、棉结、短绒等进行检测。JWF1203 型梳棉机其他工艺参数:给棉罗拉～给棉板隔距0.15 mm，刺辊～给棉板隔距0.61 mm，刺辊～除尘刀隔距0.30 mm，第一落杂区长度65 mm，第二落杂区长度30 mm，第三落杂区长度16 mm，刺辊～分梳板隔距0.75 mm，刺辊～锡林隔距0.18 mm，锡林～后固定盖板隔距0.40 mm、0.43 mm、0.46 mm、0.48 mm，后棉网清洁器～锡林隔距0.40 mm、1.52 mm，锡林～后上罩板隔距0.56 mm，锡林～后下罩板隔距0.79 mm，锡林～活动盖板隔距0.20 mm、0.18 mm、0.18 mm、0.18 mm、0.20 mm，锡林～前上罩板隔距0.78 mm，锡林～前下罩板隔距0.56 mm，锡林～前棉网清洁器隔距1.52 mm、0.40 mm，锡林～前固定盖板隔距0.25 mm、0.23 mm、0.20 mm、0.20 mm，锡林～道夫隔距0.10 mm。

2 试验结果

为保证误差尽可能小，因此每种条件均使用四台相同参数的梳棉机进行纺制，分别编号1#、2#、3#、4#，同种约束条件下取平均值，依据平均值进行分析。有关质量指标见表1 和表2。

表1 不同单产时棉结和短绒检测结果

表2 不同单产时成纱条干检测结果

3 分析与讨论

由表1 和表2 可知，当锡林、刺辊、盖板速度和其他工艺隔距相同时，不同单产对应成纱条干、棉结和短绒的指标是不同的。为了更综合和方便的衡量各参数对生条质量的影响，引用模糊评价的方法［12］。本次试验共设置6 组限定条件，并且每个限定条件取最后平均值作为判定纱线指标的标准。因此每个指标从优到差可分为1、2、3、4、5、6 共6 个等级，因为每个指标的相差程度不一，在此不使用隶属度函数，只用6 种指标进行比较转换，最好为1，其他依次为2、3、4、5、6，具体转换结果见表3。棉结、短绒和条干三种指标共计12 个，其中棉结数量和棉结去除率、生条短绒率和短绒去除率为相同数据的不同表述，因此合并计算，共计10 个指标。根据重要指标权重系数，规定其中条干CV 值、棉结去除率、短绒去除率的权重系数为0.17，其他条干指标共7 个，每个指标的权重系数为0.07，总计0.49，四类指标权重的矩阵A=（0.17 0.17 0.17 0.49），对表3 进行归类统计得出表4。

表3 不同单产影响棉结、短绒评价转换表

表4 单量对棉结、短绒、条干指标影响统计表

根据本次试验结果，分别对1、2、3、4、5、6 分别按照100、95、90、85、80、75 进行赋值，结合具体的权重系数和评价结果所占比例，计算出每个试验方案的最终评价分数。其中以单产26 kg/h 的试验条件为例进行计算，其评价分数为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）。用同样的计算方法，计算其他方案的最后评分，具体数值见表5。

由表5 中数据可以知道当JWF1203 型梳棉机纺18.2 tex 纱时，单产32 kg/h 时的纱线质量最好，其综合得分为97.7 分，其次为单产30 kg/h 时纱线质量综合评分为90.6 分，最差为26 kg/h 纱线质量综合评分为81.7 分。由上述结果可知，当梳棉机参数相同时，为追求高纱线质量，其单产不宜设置过低，但是过度追求高单产也会影响成纱质量，体现了单产对成纱质量的影响。

表5 不同条件下纱线质量的综合评分

3.1 棉结指标最优方案

通过对表1、表3 的分析可得，棉结去除率最高的工艺参数为产量22 kg/h，并且从整体趋势来看棉结去除能力随着单产的提高呈下降趋势。得出以上结论不难理解，当低产时刺辊、锡林和盖板的作用效果较强，针布对纤维的握持也较充分，分梳较为充足。如果单纯的追求棉结去除率高的梳棉工艺，则可以在保证额定单产符合生产要求的基础上尽可能减少实际单产。

3.2 短绒指标最优方案

通过对表2、表3 分析可得，一个合适的单产对短绒指标的影响尤为明显，本次试验最优单产为32 kg/h，并且短绒率指标随着与单产32 kg/h偏离程度越大指标越差。主要是因为在低产时分梳能力过强，会增大短绒的产生，但是当单产不断增大时，其分梳能力就会较弱，不利于短绒的排除。

3.3 条干指标最优方案

通过对表2、表3 分析可知，单产对条干有显著影响，并且整体趋势随单产的提高呈现先优后劣的变化，主要因为是低产时纤维梳理过度，单产过高时梳理能力又不足，从而导致有较多纤维得不到梳理，从而影响其条干。

4 结论

（1）棉结、短绒以及条干最优时的单产是不同的，在实际生产过程中根据所需最优指标调节单产，会提高纱线特定性能。棉结指标随着产量的升高呈恶化趋势，但是短绒和条干指标均在32 kg/h 时性能最好。

（2）当工艺参数相同时，梳棉机单产对成纱质量会有不同的影响，本次试验主要考虑其综合指标，由于纱线综合指标在32 kg/h 时得分为97.7 分，最好，因此在使用JWF1203 型梳棉机时为保证纱线总体性能应尽量控制单产量32 kg/h。