轧花机的发展及使用论文
轧花机的工作原理解析
机械系统设计课程论文
学院：机械电气工程学院
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2015.01.05
轧花机的工作原理解析
摘要：锯齿轧花机是目前世界上应用最广泛的轧花机具，是决定棉花加工产能和棉花加工质量的关键设备之一。除锯片片数外，工作箱的差别是决定轧花机性能不同的主要原因。因此，正确解析锯齿轧花机工作箱工作原理，合理设计轧花机工作箱成为提高轧花机工作性能的关键。
关键词：锯齿轧花机；工作箱；原理解析
一、概述
轧花工序的主要设备是轧花机。锯齿轧花机是目前世界上应用最广泛的轧花机具，在我国绝大多数轧花厂都在使用它。轧花机的品种很多，仅我国就有十几种。区别这些品种除了锯片片数外，工作箱的差别是决定轧花机性能不同的主要原因。
对工作箱的基本要求是实现纤维和棉籽的分离，但仅仅满足这一基本要求是不够的，还必须使籽棉纤维分离过程连续不断。轧花时，工作箱的几何形状为进入其中的籽棉提供运动的轨道，使它们形成棉卷。锯齿作用于棉卷，使棉卷受到力矩的作用而转动。正是因为棉卷的转动，使得棉卷内的棉花被锯齿钩拉产生纤维和棉籽分离，实现轧花过程。在这个过程中，工作箱的工作是非常复杂的，一般很难进行具体描述。本文重点对工作箱工作原理进行探究，抛砖引玉，与同行交流商榷，为棉花加工实现“安全、高效、优质”的目标提供有效的帮助。二、研究轧花机的目的
随着皮棉清理机在我国推广使用，对轧花机生产率的要求愈来愈高，为了适应这一形势，提高轧花生产率，就必须对决定轧花机生产率的机器构造特性（如工作箱几何形状、锯齿截面积、锯片直径）、工艺参数、给料速度以及加工籽棉性质（品级、含杂率、含水率、衣分率等）分别进行研究。其中工作箱是锯齿轧花机心脏，其结构形式对轧花机的生产率有很大影响，是决定轧花机生产率的主要因素之一。因此，研究锯齿式轧花机非常有必要。
三、轧花机的发展现状
棉花市场的放开，使多年来波澜不惊的棉花加工市场一下子变得繁荣异常。中国正式加入世贸组织，这表明中国经济势必向全球一体化靠拢，棉花及相关
产业市场的大革命时代已经来临，进行深刻的体制改革及大规模的资产重组是历史的必然选择。与此对应，面对这样的机遇和挑战，棉机制造业未来的发展趋势又是什么呢？
目前，我国棉机制造业以市场为导向，不断吸收国际同行业先进技术，适时将不同市场定位的高技术含量产品投放市场，引导棉花加工企业由劳动密集型向技术密集型转化，由分散经营向规模经营转化。其未来的发展趋势应该是：
1.操作趋向自动化。世界上棉花加工水平最高的国家当属美国，其棉花加工经历了200多年的时间，现在加工技术已相当成熟，在自动化方面大都采用集中控制和工业电视监视的先进技术，从输棉、配棉到轧花、打包及皮棉采样均实现了自动化或半自动化，机电一体化程度已达到了相当高的水平。我国的棉花加工，自从MY80型轧花机首次将单片机技术应用到轧花过程中后，在自动化方面实现了质的突破，逐步实现微电脑化智能化。
2.机型趋向大型化，总体向着高产、高效、机电一体化的方向发展。棉花市场的放开吸引了大量的投资者，市场竞争日益加剧，其必然结果是：一些规模较小、实力薄弱的企业被淘汰或兼并，产生一批初具规模、生产机械化程度较高的棉花加工企业。同时，棉花生产机械化也是国家西部大开发的重大举措之一。但是，机械化的大生产首先应该拥有的是大型化、系统化的棉花加工设备，这也是棉机制造业的发展趋势。
四、轧花机的组成
轧花机分清花，工作箱，后箱几个组成部分，其中清花部分作用是定量喂入棉花，清除小石子等杂物，并利用清花刺滚将棉花打松，方便加工。清花的组成包括喂花辊清花刺滚，齿条辊格栅架，排杂绞龙等组成。然后棉花到达工作箱。工作箱由锯齿滚筒工作箱肋条，阻壳肋条，小刺辊等组成，有的还有排籽管，僵伴蓝等部件。
工作箱是毛刷锯齿轧花机的核心部件，要求加工面光洁度很高，棉花在此形成棉卷，经过锯齿和阻壳肋条将长绒提取，棉籽分离，加工好的棉花经管道送到打包机打包，短绒由锯齿带到后箱经毛刷辊筒刷下后送集棉箱加工，棉籽还可以利用剥绒机再次提取短绒。
五、轧花机的使用
我们在棉花加工的过程中要达到高产、高效的目的，不仅要选择性能优良的轧花设备，还要在设备的使用上掌握好其性能、充分挖掘其潜力。目前在纺织市场中占主导地位的大中型纺织企业，对产品的质量要求普遍较高。同时，参与世界棉花贸易，国外对棉花的
各项指标有着更严格的要求。而提高棉花加工质量，主要是提高轧工质量。下面就谈一下轧花机使用过程中与产、质量有关的几个问题。
1.喂棉的自动控制
喂棉自动控制的原理是：通过籽棉卷密度的大小适时将轧花电流反馈至微电脑，经一系列数据处理后，将电压信号送给变频器，通过变频调速，控制喂花电机转速，调节喂花量。
籽棉卷密度增大，对锯齿的压力增大，同时籽棉卷中纤维含量增加，因而增加了锯齿对籽棉卷的钩拉力量，使籽棉卷运动加快，有利于提高产量。但棉卷密度过大时，其运动阻力会大大增加，结果反而妨碍棉卷的运转，不利于提高产量。
一般地讲，增加喂花量可以提高产量，在实际生产中，如何控制好喂花量，保证高效、平稳地喂棉，应该注意保证棉卷具备适宜的密度。
2.锯片在工作箱中的伸出量
锯片伸出量是指从轧花肋条工作点沿肋条圆弧表面往下!100mm处，垂直于肋条圆弧表面测量的锯片伸出长度。在轧花过程中，锯片伸出量的大小直接影响到轧花的产量。一般地讲，增大锯片的伸出量，锯片在工作箱内的有效工作齿数就增多，锯片钩拉纤维的能力就增强，有助于提高产量。
3.防止剧烈摩擦
籽棉加工过程中，由于籽棉、皮棉运动与加工设备产生摩擦作用，往往形成索丝、棉结。最易产生索丝、棉结的部位是锯齿轧花机的工作箱。因此，我们应经常检修，保证锯片（包括锯齿）、肋条和棉卷箱的光滑。
4.保证棉卷正常运转，减少阻塞
排籽道部位的堵塞会造成排籽不畅。皮棉道及尘笼的堵塞会造成排风不畅，当然风网设计不合理也会造成排风不畅。排籽及排风不畅会造成纤维之间的扭结及摩擦加剧，产生索丝及棉结。同时还会造成棉籽毛头率不正常、不孕籽含
棉率大及停车率高等一系列新的问题。
六、轧花机的工作过程
籽棉由多滚筒清棉机初步开松除杂后喂入储棉箱，经喂棉辊、清棉滚筒沿趟棉板进入前箱。前箱中装有拨棉刺辊和阻壳肋条等机件，锯片滚筒的锯片伸出阻壳肋条的间隙并与前箱中的籽棉接触，籽棉依靠拨棉辊拨给锯片滚筒。当锯片滚筒回转时，锯片勾住纤维经阻壳肋条将籽棉带入中箱。由于籽棉不断被锯片带入中箱并随锯片滚筒回转，便在棉卷箱（由弧形抱合板和活络盖板组成）内形成棉卷运动。当籽棉被锯片滚筒的锯片带至轧棉肋
条时，由于轧棉肋条的间隙比被轧光的棉籽小，棉籽不能通过，于是，纤维从棉籽上分离下来并被锯片带入后箱。随后，纤维由毛刷或气流剥下，经输棉管送到打包机压成一定规格的棉包。籽棉上的可纺纤维不是一次轧下的，而是随着棉卷的运动不断翻滚，受锯片多次抓取才被轧下。被轧去可纺纤维的棉籽经轧棉肋条和锯片空隙落下，输到剥绒机进行剥绒。在锯齿轧棉机上，表面较光的籽棉（如僵瓣等）不
易被锯片钩住，在前箱内就从拨棉辊和阻壳肋条的空隙落下排出机外，一般不进入中箱。
七、轧花机的社会效益
轧花机的出现代替了人类手工生产，设想如果没有轧花机，人们要将棉花与籽粒分离的复杂程度。有了轧花机，大大减少了工人们的工作量，节省了劳动时间，提高了工作效率，给人们的生活带来了极大的便利。
八、小结
轧花机的出现在一定程度上给人们的生活带来了便利之处，但是不管任何产品都有它的有优缺点，所以，我认为轧花机有着以下优缺点：
优点：加快了人们的生活进度，大大提高了生产效率，为人类的生产生活带来了便利
缺点：生产过程中噪声较大，工作过程中会有各种杂质漂浮在空中，因此，工作环境比较恶劣。
参考文献
[1]《轧花》，纺织工业出版社，北京，1959。
[2]王利明，《中国棉花加工第5期》，中国标准出版社，北京，2002.
[3]王利明，《中国棉花加工第3期》，中国标准出版社，河南，2010.