第三章 前纺各道工序工艺要求
第一节 清梳工序工艺及质量要求
一、开清棉
清花工序主要根据不同的原料和纺纱品种，确定打手形式、工艺速度和隔距。在清花工序应尽量减少对纤维的损伤和棉结的增加。一条好的清花生产线，经过该工序后，纤维的短绒增加率一般不应超过1%，棉结增加率一般不应超过75%。喷气涡流纺纱对于清花工序原料的开松要求更高，纤维束受到气流的作用既要开松彻底，又要避免纤维之间互相纠缠，提高纤维的取向度。
1.自动抓棉机
自动抓棉机的作用主要是从棉包中抓取原料，并喂给开清棉机组，同时伴有一定程度的开松与混和作用，如图3-1所示为自动抓棉机。
图3-1 自动抓棉机
抓棉机高速回转的抓棉打手抓取棉块时，受到肋条的阻滞，其工艺作用是撕扯。抓棉机不仅要满足流程对产量的要求，而且还要对原棉进行缓和、充分的开松，并把不同成分的纤维按配棉比例进行混和。为达到这些目的，要求抓棉机抓取的棉束尽可能小，即所谓的精细抓棉。开清棉阶段，浮在棉束表面的杂质比包裹在棉束内的杂质容易清除；棉束小，纤维混和精确、充分，其密度差异小，可避免在气流输送过程中因棉束重量悬殊产生分类现象；小棉束能形成细微均匀的棉层，有利于后续机械效率的发挥、提高棉卷均匀度。
（1）影响开松效果的工艺因素。
①锯齿刀片伸出肋条的距离：距离小、锯齿刀片插入棉层浅、抓取棉块的平均重量轻，开松效果好，一般为1～6mm。
②抓棉打手的转速：转速高、作用强烈、棉块平均重量轻，打手的动平衡要求高，一般为740～900r/min。
③抓棉小车间歇下降的距离：距离大、抓棉机产量高、开松效果差，一般为2～4mm/次。
④抓棉小车的运行速度：速度高、抓棉机产量高、单位时间抓取的原料成分多，开松效果差，一般为1.7～2.3r/min。
⑤精细抓棉：在工艺流程一定时，精细抓棉可提高开清棉全流程的开清效果，并有利于混和、除杂及均匀成卷。
（2）影响抓棉机混和效果的工艺因素。
抓棉小车运行一周（或一个单位）按比例顺序抓取不同成分的原棉，实现原料的初步混和。
①抓棉小车的运转效率：
在满足前方机台产量供应的前提下，抓棉小车的运转效率高，单位时间抓取的原棉成分多、混和效果好。抓棉小车的运转效率一般不应低于80%，提高运转效率必须掌握“勤抓少抓”的原则。“勤抓”就是单位时间内抓取的配棉成分多，“少抓”就是抓棉打手每回转的抓棉量要少。
②上包工作：每台抓棉机可堆放20～40包原棉，棉包排列要做到周向分散、径向叉开（横向分散、纵向叉开），以保证抓棉小车每一瞬时抓取不同成分的原棉；上包时要“削高嵌缝、低包松高、平面看齐”；使用回花、再用棉时，要用棉包夹紧，最好是打包后使用，主要工艺参数见表3-1。
表3-1 主要工艺参数
2.多仓混棉机
混棉机的主要任务是对原料进行混和，并伴有扯松、开松、除杂及均匀给棉等作用。主要是利用多个储棉仓进行细致的混合作用，同时利用打手、角钉帘、均棉罗拉和剥棉罗拉等机件起到一定的开松作用。多仓混棉机的混合作用，都是采用不同的方法形成时间差混合而成的。按照行程时间差的不同方法，目前国内外流行的多仓混棉机有两种典型代表，一种是不同时喂入的原料同时输出形成时间差实现混合；另一种是同时喂入的原料，因在机器内经过的路线长短不同，而不同时输出形成时间差进行混合。
（1）混和。一般多仓混棉机的工作特点是逐仓喂入、阶梯储棉、同步输出、多仓混棉。采用气流输送原棉，纤维在棉仓内受气流压缩，纤维密度均匀、容量大、延时时间长、产量高、混和效果好。
（2）开松。开松作用产生于各仓底部，即用一对给棉罗拉握持原料并用打手打击开松。开松后的原料落入混棉通道，原料叠合后输出，如图3-2所示为多仓混棉机，主要工艺参数见表3-2。
图3-2 多仓混棉机
表3-2 主要工艺参数
3.自动混棉机
（1）混和。通常自动混棉机属夹层混和，而夹层混和效果取决于棉堆的铺层数和每层包含的原棉成分数。为使棉箱中多种成分外形不被破坏，利用角钉帘抓取，在棉箱后部有摇栅（混棉比斜板）。当水平的输棉帘加快速度时，混棉比斜板的倾角应相应增大。倾斜角在22.5°～44.5°内调节，角度过大会影响棉箱中的存棉量。
（2）开松。该机主要是角钉与角钉或角钉与打手刀片间相对运动时，经扯松而完成开松。影响角钉扯松的工艺因素如下。
①角钉规格：角钉规格包括角钉的倾角、密度、长短及粗细等，应根据加工原棉块大小来决定。角钉倾角小，棉块易被抓取，扯松效果好，但是过小会降低角钉的抓棉量，一般取30°～50°。角钉密度是单位作用面积内的角钉数，通常用“纵向钉距×横向钉距”来表示。角钉密度过小，扯松作用差；角钉密度过大，棉块会浮在角钉面上，使抓棉量减小。一般靠近抓棉机的混棉机加工的棉块大，而靠近清棉机的混给棉机加工的棉块小，因此，角钉密度应逐渐加大，而角钉倾角应逐渐减小。
②隔距：主要是指均棉罗拉与角钉帘间隔距以及压棉帘与角钉帘间隔距。隔距小，角钉刺入棉块深，抓取能力强，开松效果好，而且过大的棉块不易通过，出棉均匀稳定；但是，隔距过小，会使产量降低。一般角钉帘与均棉罗拉间隔距为40～80mm，角钉帘与压棉帘间隔距为60～80mm。
③速度：加快均棉罗拉转速，可增加角钉帘与均棉罗拉间的线速比（称均棉比），继而可增强对棉块的扯松作用。角钉帘速度提高，其单位时间内带过的棉块多、产量高。但是，角钉帘单位长度上的棉量随均棉罗拉打击次数的减少，开松效果减弱。由于机型和在流程中的位置不同，自动混棉机的主要作用而有所差异，有的以混和为主，有的则以均匀输出为主，其均棉比一般为1.6～5.5。
（3）除杂。除杂作用主要发生在剥棉打手与尘格部分，在角钉帘下尘格处、吸铁装置及凝棉器尘笼等部位，也有一定除杂作用。影响除杂的工艺因素如下。
①剥棉打手转速：剥棉打手转速的高低，会影响棉块对尘格的撞击力。转速过低会使落棉减少，除杂作用降低；转速过高会出现返花，形成束丝和棉结，一般为400～450r/min。
②剥棉打手与尘格间隔距：原料被打手与尘棒逐步开松后，为使其顺利输出，进口隔距一般为8～15mm，出口隔距为10～20mm。
③尘棒间隔距：此隔距应利于大杂的排除，如原料含大杂或有害疵点多，且密度较大时，此隔距应放大，反之宜小。加工原棉时，此隔距应大于棉籽的长直径10～13mm。
④出棉形式：采用上出棉时，尘格包围角大，棉流输出时形成急转弯，据此可清除部分较重杂质，但要增大出棉风力；采用下出棉时，尘格包围角小，对除杂略有影响。
自动混棉机靠近抓棉机，部分大杂经抓棉机抓取后与棉块已经分离，因而除杂效率可达10%左右，而落棉含杂率在70%以上。
4.开棉机
开棉机（图3-3）是将紧压的原料松解成较小的棉块或棉束，以利混合、除杂作用的顺利进行。开棉机的共同特点是利用打手（角钉、刀片或针齿）对原棉进行打击，使之继续开松和除杂。开棉机的打击方式有两种，即自由打击和握持打击。合理选用打手形式、工艺参数和运用气流，对充分发挥打手机械的开松与除杂作用、减轻纤维损伤和杂质破碎有重要意义。
各种开棉机的目的与要求不同，其采用的打手形式也各不相同，可以分别使用刀片式打手、梳针式打手、锯齿打手、综合打手等。
图3-3 开棉机
（1）自由打击开棉机。自由打击的开棉机有轴流开棉机、多刺辊开棉机和多滚筒开棉机。
六滚筒开棉机的除杂作用以第一、第二、第三只滚筒最强，第四、第五只滚筒较弱。第六只滚筒近出口端，由于下台机器凝棉器的吸引，此部分有气流补入，在滚筒下方采用托板代替尘格，因此，第六只滚筒几乎没有除杂作用。调整六滚筒开棉机的工艺参数，要结合各只滚筒的除杂特点，充分发挥各只滚筒的开松、除杂效能。影响六滚筒开棉机开松与除杂作用的工艺因素主要有以下几个方面。
①各只滚筒的转速：为使开松与除杂作用逐渐加强，有利于棉块输送，并减少滚筒返花，一般六只滚筒的转速依次递增，相邻两滚筒线速比约为1:1.1。滚筒转速增加，开松、除杂作用增强，但过高易造成滚筒返花而产生束丝，也使落棉含杂率降低。滚筒转速应根据原棉品级和纤维线密度确定，一般纺中、粗特纱使用的原棉品级比纺细特纱的差，为增加除杂作用，滚筒转速可快些；加工纺特细特纱的原棉时，滚筒转速应降低。
②滚筒与尘棒间隔距：减小此隔距可增强开松与除杂作用，但当喂入原棉较多时，隔距过小，易造成阻塞和尘棒损坏。
由于尘棒的曲率半径大于打手半径，滚筒与尘格的进出口隔距比中部都大，因此，滚筒与尘棒隔距以中部最小处表示。该隔距从第一到第六只滚筒随原棉的逐步松解应逐渐增大，第一至第三只滚筒隔距为8mm，第四、第五只滚筒为12mm，第六只滚筒为18mm。滚筒与尘棒隔距可利用升降滚筒轴承的方法进行调节，调整后应校核滚筒与剥棉刀的隔距，此处隔距过大易造成返花，但隔距过小易碰剥棉刀。因此，要求滚筒角钉与剥棉刀的隔距以小为宜，一般为1.5mm左右。
③尘棒间隔距：尘棒间隔距增大，落棉增加，除杂作用加强，但过大会造成落白花，除杂效率降低。为实现先落大杂、后落小杂的工艺要求，尘棒间隔距配置应由大到小，一般第一、第二、第三只滚筒下尘棒间的隔距采用10mm，第四、第五只滚筒下尘棒间的隔距采用8mm。
（2）握持打击开棉机和清棉机。
①打手转速：打手转速的高低直接影响打手对棉层的打击或分割强度。当给棉量一定时，打手转速高，开松、除杂作用强，落棉多，但打手转速增加到一定程度后，落棉率增加幅度减小。打手转速过高会造成长纤维损伤增多，杂质破碎增多，落棉含杂率降低，输出的纤维中丝束增多。打手转速的选择要根据加工原料的性能、采用打手的形式以及在开清棉流程中所处的位置进行综合考虑。加工纤维长度长、含杂少或成熟度较差的原棉，为减少纤维损伤，应采用较低的打手转速；加工化纤比加工同线密度原棉的转速要低，这不仅能减轻纤维损伤，而且还可以避免因化纤开松过度而造成纤维层的粘连。豪猪式开棉机打手转速一般为500～600r/min。加工棉时，清棉机打手的转速一般为900～1000r/min；加工化纤时，采用梳针滚筒时的转速为600r/min左右，采用锯齿滚筒则应控制在400～500r/min。
②打手至给棉罗拉的隔距：此隔距小，受打击的棉块被给棉罗拉握持得多，棉层被击落的阻力大，开松作用加强，但较长纤维易损伤或击落后易扭结，特别是弹性伸长大的纤维更易造成扭结现象，因此，在理论上此隔距最大限度应小于棉层厚度，最小限度应使打击点距棉层握持线的距离大于纤维主体长度。当喂入棉层内纤维较短、含杂较多、棉层较薄时，隔距宜小，反之宜大。豪猪式开棉机加工不同长度纤维时，打手至给棉罗拉的隔距见表3-3。清棉机打手至天平罗拉表面的隔距一般在8.5～10.5mm内调节。隔距确定后，一般不常改变。
表3-3 豪猪式开棉机加工不同长度纤维时打手至给棉罗拉隔距
③打手至尘棒的隔距：随着棉块在打手室被打击而逐渐松解，其体积也逐渐增大，因此，打手至尘棒间的隔距自入口到出口也应逐渐放大。隔距小，棉块受尘棒阻扯作用强，在打手室内受打手与尘棒的作用次数增多，且棉块在打手室内停留时间长，故开松作用好，落棉多；反之，开松作用差，落棉少。此隔距的调整应根据原料含杂及机台产量综合考虑，当原料含杂高及机台产量较低时，应采用较小隔距，以充分发挥机台的开松除杂效能。加工棉时，豪猪式开棉机打手与尘棒间隔距入口一般为10～14mm，出口为14.5～18.5mm；清棉机此隔距入口为9～12mm，出口为16～20mm。加工化纤时，由于化纤比较蓬松，且只含少量疵点，不含杂质，所以此隔距应适当放大。
④尘棒间的隔距：尘棒间隔距要根据尘棒所处的位置及喂入原料的含杂情况而定，隔距大，机台落棉率和除杂效率提高，但过大会造成落白花。此隔距一般的规律是进口部分较大，可补入气流，也便于大杂先落，以后随着杂质颗粒的减小，可收小尘棒间隔距，近出口部分的隔距可适当放大或反装尘棒，以补入部分气流回收纤维，节约用棉。但是，若出口部分要求少回收时，也可采用从入口到出口隔距逐渐收小的工艺。加工棉时，豪猪式开棉机尘棒间隔距入口一组一般为11～15mm，中间两组为6～10mm，出口一组为4～7mm；清棉机尘棒间隔距入口一般为4～8mm，出口为4～7mm。加工化纤时，尘棒间隔距应减小或采用全封闭。
⑤打手与剥棉刀间的隔距：此隔距以小为宜，以打手不返花为准，一般为1.5～2mm，过大，打手易返花，产生束丝。加工化纤时，此隔距应收小到0.8～1mm。
二、清梳联
清梳联是棉纺技术的发展趋势，是棉纺工程实现自动化、连续化和现代化的重要标志之一，清梳联不是清棉与梳棉的简单连接，而是把两者在新的条件下重新组合成一条新的生产线。清梳联分有回棉和无回棉两种工艺流程。
在有回棉工艺流程中，为使各台梳棉机喂棉箱得到相同数量的原棉，不断在配棉管路中输送，从第一台开始喂入，最终将多余原棉返回喂棉箱。在无回棉工艺流程中，利用各机台棉箱排气量及输棉管道的压力变化来控制棉箱的输入量。在正常情况下，输棉管道的压力与喂棉箱中纤维存量成正比。当上喂棉箱纤维存量多时，出风口被盖面变大，箱内压力也变大，原棉输送变慢，反之亦然。
无论是开清棉还是清梳联，为保证纤维的充分开松和减少短绒的产生，均以“勤抓少抓、以梳代打、均匀混合、少喂勤供、连续供给、先落大后落小，多落少碎”为工艺设计的原则。
三、梳棉机
梳棉是整个棉纺的心脏，肩负着分梳、除杂、混合、均匀成条的任务，梳棉工艺对半成品指标及成品指标有着至关重要的影响。喷气涡流纺对于纤维的伸直平行度要求很高，所以梳棉工序的梳理效果直接影响喷气涡流纺工序的成纱质量和生产效率。
纤维梳理质量直接影响除杂、牵伸等工艺的实现效果。棉结是由纤维紧密地缠绕在一起的纤维结，还有一部分棉结内含有非纤维性物质，如籽屑、叶、茎等杂质。棉结含量过高将直接影响后期成纱质量，而梳棉工序可以有效降低棉结。
棉结从其形成的原因看，可分为两大类：第一类是由原料造成的，第二类是在生产过程中造成的。纤维、棉结在盖板、锡林梳理区随气流附面层运行时，在离心力的作用下有脱离锡林针齿握持、被抛向盖板的趋势。由于棉结重量大、相对单纤维的长度短，因此更容易脱离锡林的握持，而单纤维重量轻，长度长，更容易被锡林握持住。同时，由于被抛向盖板的纤维较长，锡林盖板梳理区隔距较小，因此，很容易再次被锡林针齿抓取，而棉结被再次抓取的概率较小。通过锡林与盖板的有效配合，最终可以达到降低棉结的目的。在这一过程中，纤维和棉结的梳理、转移、分离等都离不开气流的作用，因此，稳定的气流是有效降低棉结的前提条件之一。
梳棉机气流控制的原则是：合理排杂落棉，均匀稳定的气流控制，防止关键部位（特别是几个三角区）附面层厚度、补入气流的流向对纤维运动和棉网结构产生影响。控制气流的方法与手段主要在于控制气流的产生量。锡林高速旋转产生的附面层是产生气流的主要原因，其次是刺辊。因此，合理的锡林、刺辊速度对稳定气流是至关重要的。合理分配各点的气流（特别是三角区）的方法有：利用罩板、漏底等处的工艺隔距，合理分配气流；利用低压罩、棉网清洁器、排尘排杂等处负压吸口导流及缓解释放高压区的气流。合理的气流补入有助于稳定落棉、托持棉网。
对企业来说，降低棉结是一项既简单又复杂的工作。若机械状态不良，如机器振动、平衡不良、锡林道夫刺辊偏心等，都会在梳理过程中产生搓转纤维，形成大量棉结。因此，在保证气流控制的前提下，还须做好机械控制。在机械状态允许的情况下，紧隔距、强分梳是梳棉降低棉结的一个重要手段。刺辊与锡林间的隔距过大、锯齿不光洁，易造成锡林刺辊间剥取不良、刺辊返花而使棉结明显增加；锡林和道夫间隔距偏大，易使锡林产生绕花而使棉结增加。
当锡林、盖板和道夫针齿较钝或有毛刺时，纤维不能在两针面间反复转移，易浮在两针面之间，受到其他纤维搓转，形成较多棉结，因此应注重器材配置，提高分梳度，减少搓转纤维。此外，合理分配除杂效率，使黏附力差且大的杂质由刺辊部位排出，黏附力强的细小杂质由盖板排出也可达到降低棉结的效果。
针齿对纤维应具有良好的穿刺能力，能够深入到棉结内部。因为只有针齿深入到棉结内部，才有可能在梳理力的作用下使棉结充分松解。若针齿较钝，不能对棉结有效穿刺，只是接触到棉结的表面，则棉结搓擦会越来越紧，同时针齿不能有效握持纤维，还会使原来已经分离的纤维经过揉搓变成新棉结。
梳棉机各部位除杂要合理分工。对一般较大且易分离的杂质应贯彻早落少碎的原则，而对黏附力较大的杂质，尤其是带长纤维的杂质，在它和纤维未分离时不宜早落，应在梳棉机上经充分分梳后加以清除。此外，当原棉成熟度较差、带纤维杂质较多时，应适当增加梳棉机的落棉和除杂负担。
梳棉机的刺辊部分是重点落杂区，应使破籽、僵瓣和带有短纤维的杂质在该区排落，以免杂质被击碎或嵌塞锡林针齿间而影响分梳效果。因此，除少量黏附性杂质外，刺辊部分应早落和多落。合理配置刺辊转速及后车工艺，对提高刺辊部分的除杂效率、降低棉结有明显效果。
锡林和盖板针布的规格及两针面间的隔距，前上罩板上口位置、前上罩板与锡林间的隔距以及盖板速度等，都影响生条中棉结杂质的数量。因此，对于成熟度较差、含有害疵点较多的原棉，应注意发挥盖板工作区排除结杂的作用。
在纤维进入梳棉机前应具有良好的开松度。通过棉结研究数据的分析，证实棉结类型各异，大小不一。一般情况下，仅由纤维材料所构成的棉结至少包含5根或5根以上的纤维，其平均数接近16根或16根以上。因此，在纤维进入梳棉机前具有良好的开松度，才能使棉结更多地暴露出来，使针齿更多地接触到棉结，为梳开棉结奠定基础。
温湿度对棉结杂质同样有较大影响，须加强控制，合理调整温湿度。原棉和棉卷回潮率较低时，杂质容易下落，棉结和束索丝也可减少。梳棉车间应控制较低的相对湿度，增加纤维的刚性和弹性，减少纤维与针齿间的摩擦和齿隙间的充塞，降低棉结。但相对湿度过低，一方面易产生静电，棉网易破损或断裂，另一方面会降低生条回潮率，对后道工序牵伸不利。
根据生产的品种不同，梳棉工艺也存在差异，可根据盖板隔距、盖板速度、锡林转速等的不同大致分为两类工艺。
一类纯棉工艺：锡林转速较快，盖板隔距较小（通常为7″、6″、6″、7″），盖板速度较快（图3-4）。
二类化纤工艺：锡林转速较慢，盖板隔距稍大（7″、6″、6″、7″或9″、8″、8″、9″），盖板速度较慢。
1.纯棉工艺
图3-4所示为纯棉品种梳棉机工艺配置示意图（1mm=39.37英丝）。
图3-4 纯棉品种梳棉机工艺配置
2.化纤工艺
图3-5所示为化纤品种梳棉工艺配置示意图。
图3-5 化纤品种梳棉工艺配置
3.梳棉专件配置
表3-4为梳棉专件配置。
表3-4 梳棉专件配置
四、梳棉工序产生疵点的成因分析
梳棉工序产生疵点以锡林为界大致可分为机后疵点和机前疵点。机后疵点是在锡林后产生的疵点，是由除尘刀挂花、小漏底挂棉帘、小漏底网眼糊塞、短绒带入等引起；机前疵点是在锡林前产生的疵点，是由三角区积聚短绒、前罩板发毛、生头板不净、大喇叭挂花带入等，其中以三角区积聚短绒带入影响最为严重。梳棉工序机前机后产生的疵点形态大小在生条中表现也各不相同，两者在生条上有明显区别。机后产生的疵点经过了锡林盖板分梳区，因锡林盖板针布的放大作用，生条明显较粗，短绒与正常纤维混合比较均匀，不能从生条主体分开；机前产生的疵点没有经过锡林盖板分梳区，因此，疵点短绒附着于生条主体一侧，可以很容易地从生条主体上剥离下来，剥离后的生条主体粗细程度接近正常（表3-5）。
预防措施：提高操作技术水平，抓好基本操作，切实做好防疵捉疵工作、清洁工作、巡回工作，落实车前以防为主、车后以捉为主的要求，加强设备保养，维护检查工艺上车设备完好率等。
表3-5 梳棉疵点类型及产生原因
