目前新疆机采棉的各项质量指标远落后于新疆手摘棉，主要体现在杂质多（尤其是不成熟纤维、不孕籽、软籽表皮、叶片、僵片等杂质，呈现出多、散、碎、小等特点）批间品质差异大两个方面。新疆同一地区的机采棉与手摘棉相比，纤维长度短１mm，断裂比强度小1.08cN/tex，主体品级低１级，短纤维率也高于手摘棉。
由于机采棉品质指标差异大，配棉的重要性就更加突出，为此我们在采用新疆机采棉生产JCF40S、JCF60S、JCF80S等品种纱线时，做出了如下规定：
（1）原棉选配前，要详细了解每批次机采棉的品质状况，选择多唛头机采棉搭配使用，原则上针织纱掌握9个唛头以上，机织纱掌握6个唛头以上，配棉马克隆值的加权批次调整≤0.5，短绒加权批次≤1%，最大程度减少机采棉中棉结、短纤维、细小杂质以及危害性疵点的批间差异，保证配棉品质的长期稳定。
（2）要控制好配棉的回潮率。配棉回潮率是影响棉花加工性能的一个主要因素，新疆地区昼夜温差大，棉花含糖量较内陆棉高，回潮率偏低，棉包批间回潮率差异大。回潮率高的棉块不易开松，细小杂质与纤维之间的粘附力大，清花机组的除杂效率低，过度开松又容易损伤纤维，易产生棉结和索丝等；回潮率低的原料强力降低，容易被损伤、打断。因此控制好配棉的回潮率对提高清梳联设备的工作效率有积极作用。
（3）将配棉中各批次的原棉提前至少24小时存放到清花车间，进行松包平衡回潮。对于个别回潮较低的批次，适当减少配用包数，或单独采取加湿措施。恒天永安某分厂上半年使用新疆机采棉的指标情况见表1 。
含杂率高是新疆机采棉的一个显著特点。目前很多企业提高清梳联清花工序除杂效率的办法是增加一台或者两台开松设备。长期生产实践使我们认识到，在清梳联生产过程中，棉结和短绒在开清阶段是逐步增加的，工艺流程越长，棉结和短绒产生的机会越多，纤维损伤也越严重，棉结增长越多。即流程中开清棉设备台数越多，开松除杂效果越好，但纤维损伤越严重，棉结和短绒增长越多，这就是提高除杂效率和控制短绒棉结增长的之间矛盾。通过大量生产试验和研究分析，我们对在开清工序影响棉结和短绒的增长幅度主要因素进行归纳总结，其中有三个因素最为重要：
（1）开松打手的直径及工作转速。清花工序的除杂主要依托于打手表面的线速度，打手表面线速度越高，杂质的离心力越大，杂质越容易排出，除杂效果就越好。小直径打手必须进一步提高转速才能获得较高的表面线速度，但当打手转速提高时，打手角钉对棉束的作用力就相对增加，从而会使棉结和短绒增加。
（2）打手的角钉型式及打手室空间的大小。开松打手的角钉直接作用在棉束上，不同型式的角钉对棉束的打击力度不同，从理论上讲，随着开清工序的延伸，开松打手的角钉越来越小、越来越密。打手与其周围除杂元件之间的间隙也直接影响棉结和短绒的增长率。当打手室空间过小、喂入棉束较多时，经过开松的棉束体积膨胀，相对狭小的空间不仅限制了棉束的开松效果，使包裹在棉束中的杂质不能充分暴露，而且在一定程度上“拥挤”的棉束又增加打手对其的打击开松力度，从而造成棉结和短绒增长较多，除杂效率降低。这就是单轴流开棉机随着产量的增加，除杂效率降低、短绒和棉结增长率迅速增加的根本原因。
（3）开清流程中风机或凝棉器的台数。在传统开清流程中，每增加一台开松设备就需要相应增加一台风机或者凝棉器来完成原料的输送任务。大量试验数据表明，原料经过输送风机（或者凝棉器）后，棉结都或多或少会有一定幅度的增长，风机（或凝棉器）进出口棉结增长的幅度依次为：小容量风机＞大容量风机＞凝棉器。
根据用户对纱线质量的实际要求，结合新疆机采棉的特点，清梳联流程在提高除杂效率的同时，要最大程度地减少纤维损伤和棉结增长率，依据上述三个要素的要求，我们制定了“柔性开松、大杂早落少碎、渐进开松、薄给细喂、柔性梳理、高效除杂”工艺思路，清梳联流程配置如下：
JWF1018抓棉机（附：TF27桥式吸铁）→AMP3000金火探→TF50重物分离器→TF2201A间道装置→FA051A凝棉器+TF2407A高架+FA103B双轴流开棉机→TF2201B间道装置→ZF9104-425输棉风机→JWF1104高效开棉机→JWF1026-160（10）多仓混棉机+JWF1124C-160型清棉机→ JWF1116清棉机→ZF9104-425输棉风机→ TF2202B配棉三通→2×[8×（JWF1216-120高产梳棉机+TF2513A圈条器）]，流程排列见图1。
图1 流程排列示意图
按照柔性渐进开松的工艺思路，清梳联一共配置了4道用于开松的设备，两台开棉机（FA103B双轴流开棉机和JWF1104开棉机）位于多仓混棉机之前，用于去除配棉体积较大、数量较多的杂质。两台单辊筒清棉机（JWF1124C单辊筒清棉机和JWF1116清棉机）串联在多仓混棉机后面，用于去除配棉中的小杂、细杂、部分纤维籽屑和微尘。
（1）采用FA103B双轴流开棉机作为流程中的第一道开松设备，目的是将抓棉机输送过来的棉束简单自由开松，使暴露在棉束外部、最容易排除的大杂尽量早落、少碎。FA103B型双轴流开棉机两个打手的直径为φ605mm，每个打手均匀设置了72枚圆柱形角钉。由于双轴开棉机打手室内空间较大，圆柱形角钉分布稀疏，对棉束的开松作用比较柔和，在棉束随着打手旋转的过程中，大棉块被开松后不会因体积膨胀而相互挤压，暴能够很好地排除露在外部的颗粒性杂质；开松较好的棉束在离心力的作用下能够及时脱离打手，避免对棉束的过度打击，因此开松柔和，棉结和短绒增长率较低，实际的除杂效率较低。
（2）采用JWF1104开棉机作为流程中的第二道开松设备，该机是针对机采棉的特点而开发的薄喂高效开棉机，目的是在双轴流开棉机开松的基础上进一步开松，使包裹在棉束内部的各种细小杂质充分暴露、脱离，实现渐进开松，薄给细喂、柔性打击、高效除杂。JWF1104上部采用大容量储棉箱，工作机幅2000mm，打手直径为φ750mm，共设置192枚V形角钉，分16排呈螺旋状排列在打手筒体上，打手工作转速可在0-960r/min的范围内在线无级调速，打手底部采用三角形尘棒除杂机构，落杂区域大幅增加。
工作时，上棉箱蓬松的棉束在给棉罗拉的握持下均匀喂入，进入打手室内的棉束在打手角钉握持下跟随打手旋转的过程中，由于V形角钉的握持力较弱，棉束转速要低于打手转速，通过速度差实现打手角钉对棉束的多次打击、开松，棉束与尘棒碰撞，暴露在棉束外部的杂质在碰撞、离心力的作用下脱离、下落。JWF1104的工作机幅宽度达到了2000mm，棉束在整个工作机幅宽度上均匀铺开，最大程度地摊薄了单位面积棉层的厚度，实现了超薄精细喂入，充分摊薄的棉束在开松时不受狭小打手室空间的影响，打手室单位空间内的棉束量大大减少，避免了因棉束体积膨胀造成的“拥挤”现象，大量包裹在棉束中的颗粒性尘杂不需要剧烈打击开松就能够充分暴露并被排除；另一方面，棉束沿打手旋转方向行进约3/4圈就输出到下一工序，开松打击时间较短，在开松除杂过程中最大程度地降低了纤维损伤和棉结增长率。生产实践表明，通过适当的工艺调整，JWF1104在完成除杂功能的同时，可以实现棉结、短绒零增长，甚至是负增长。试验数据见表2。
（3）流程中第三道开松除杂设备是JWF1124C单辊筒清棉机，工作机幅1600mm，采用铝型材梳针打手，打手直径为φ400mm，梳针齿密为4.6个/平方英寸，15000余枚梳针在打手表面呈螺旋状均匀排列，打手梳针每向前旋转一排，梳针就横向平移一个单位，避免针齿对同一位置的棉束进行连续打击，造成纤维损伤。JWF1124C打手梳针针高约8mm，梳针圆锥度20°，工作角70°，具有良好的穿刺能力，能够从给棉罗拉握持的棉层处轻易抓起棉束，在离开给棉区后，棉束能够浮于梳针表面。工作时梳针对大棉束进行穿刺、松解、梳理，纤维和杂质悬浮在打手产生的附面层气流中，跟随气流一起做旋转运动。杂质由于质量大、投影面积小，受附面层气流旋转速度的影响较小，会被附面层内层气流“挤”向外层，因此在旋转过程中，质量越重的杂质或籽屑向附面层外层移动的速度越快。在附面层和离心力的作用下，原料在梳针打手表面从内到外会出现分层现象，杂质多在外层，纤维多在内层。JWF1124C底部设置2块分梳板、3把除尘刀、3个落杂吸口，通过除尘刀切割打手外层附面层气流，去除与棉纤维结合较为紧密的杂质，实现以梳代打，高效除杂的目的。
另一方面，JWF1124C清棉机与JWF1026(10)多仓混棉机直联，给棉系统由多仓混棉机的输送平帘、斜帘和清棉机平帘共同组成。供棉时多仓混棉机10个储棉仓内的棉花根据清棉机的要棉量同时输出，经过设置在储棉仓底部的10组给棉罗拉和10根大直径均棉打手的开松，蓬松的棉束下落并平铺在输送皮帘上，向JWF1124C清棉机提供均匀、稳定、连续的棉层，从而保证JWF1124C清棉机除杂效率的相对稳定。
（4）在JWF1124C清棉机后再配置一台JWF1116清棉机，是基于概率论中的大数定律（重复多次的随机事件中，偶然中包含着必然），利用增加除杂机率来提高流程的除杂效率。JWF1116具有除微尘和清棉功能，上部采用除微尘机的“大空间+大网眼板”结构，棉束在风机抽吸作用下进入设备，然后沿圆弧曲线的网眼板从上向下滑移，使棉束的中短绒、微尘跟随气流从网眼排除进入滤尘系统。给棉及打手部件设置于设备底部，打手和除杂部件采用与JWF1124C相同的结构，棉束经过网眼板后下落至四罗拉喂入单元，棉束经过相对宽松的握持机构进入打手室，相对蓬松的棉束在打手气流附面层和离心力的共同作用下，再次对棉束中的细小尘杂进行分离和排除。
清花设备除杂的核心思路是“先开松后除杂”，开松度越好越有利于除杂。棉花在进入JWF1116设备内部后，已经具备了良好的开松效果，因此不需要太高的工艺转速就能具备较好的除杂条件。另一方面，JWF1116是流程中最后一个开松点，因此在设计除杂分梳部件时，将除尘刀、分梳板与打手隔距在JWF1124C的基础上适当放大，避免纤维损伤和落棉过度增加。
（5）流程中四道开松除杂设备的吸落棉部件均采用了中间吸落棉技术，不仅解决了落杂箱尘杂堆积的问题，大幅减轻了工人劳动强度，还可节省15-20%的滤尘系统能耗。
（6）考虑到配棉的含杂率会发生波动，配置流程时在FA103B双轴流开棉机前后的输棉管道上增加了一组TF2201A、TF2201B手动间道装置。如果配棉含杂较低，可以跳过“FA051A凝棉器+FA103B双轴流开棉机”，从TF50重物分离器出口直接进入JWF1104开棉机。
（7）风机（或凝棉器）在清梳联流程中有着承上启下的重要作用。在清梳联流程中每增加一台开清棉设备，通常也要增加一台风机（或凝棉器）。我们清梳联流程的清花部分一共配置了五5台ZF9104系列输送风机和一台FA051A型凝棉器，风机叶轮均采用铝型材六翼径向叶片，叶片由电机直联，通过变频驱动，能够最大程度地节省能耗、减少纤维损伤。
作者：董志强 周翠英 郑州宏大新型纺机有限责任公司 夏邑恒天永安新织造有限公司
