机采棉被越来越多地应用，最终会完全替代手摘棉。因为机采棉便于集中化种植管理、节省人工、效率高、异纤含量低。不过机采棉也有不利于生产的缺点：含杂率高，尤其是细小杂质、短绒率高，轧工质量差，原棉纠缠严重[1]。清梳工序是机采棉纺纱处理的关键工序。在清梳工序如何通过设备、工艺流程的优选是用好机采棉的关键。本研究以生产C 14.6 tex品种为例，通过试验分析，对清梳工序的设备、工艺进行了优选。1清棉关键设备与工艺选择1.1工艺流程选择清棉是纤维处理的初加工。清棉除了排除杂质以外，细致的开松会给梳棉机的梳理与排除提供更加有利的帮助。清棉流程开清点多无疑会增加开松度与排除率，但是流程过长，棉流的反复输送与翻滚会加剧棉结与索丝的产生，不利于接下来对纤维的精细梳理。“一抓、一开、一混、一清”的短流程清棉工艺对棉花的处理极为有利[2]。采取短流程后，清理的高效、高质是一个难点。握持打击可以采取多打手、渐进式打击，以期更细致的清理，更好的开松棉块，为后工序精细梳理创造条件。1.2三打手精清棉机三打手精清棉机的设计正是迎合了渐进式开松的工艺理念。逐渐加强的开松既做到了大杂的早落少碎，又通过更细致的开松，让细杂充分暴露，给梳理工序更高效地排除创造了条件。对加工高含杂的机采棉尤其高效。三打手精清棉机第一只打手是握持打击，后面的是自由打击，完全不用担心对纤维破坏的可能。1.3单打手与三打手处理纤维对比试验我们通过一系列试验，对比了单打手与三打手对纤维处理的质量，以及最终成纱质量，并对三打手的速度、隔距等工艺进行了优选试验。1.3.1单打手与三打手开松效果长期跟踪对比我们通过一年的时间长期跟踪单打手与三打手生产线处理棉纤维质量，AFIS试验数据见表1。.T001表1单打手与三打手生产线处理棉纤维质量对比打手型式取样位置棉结/粒·g-1籽屑棉结/粒·g-1总棉结/粒·g-15%L(n)/mmL(w)/mmSFC(n)/%单打手进口2364628234.2425.3222.70单打手出口2915634834.1525.1822.85三打手进口2705532533.9125.1022.60三打手出口3025635833.7225.0022.90本文中，5% L(n)为占纤维总根数5%的最长纤维的下限长度，L(w)为重量平均纤维长度，SFC(n)为16 mm根数短绒率。分析表1：经过单打手后，棉结增加了23.31%，籽屑棉结增加了21.74%，总棉结增加了23.40%，5%L(n)减少了0.26%，L(w)减少了0.55%，SFC(n)增加了0.66%。经过三打手后，棉结增加了11.85%，籽屑棉结增加了1.82%，总棉结增加了10.15%，5%L(n)减少了0.56%，L(w)减少了0.40%，SFC(n)增加了1.33%；可以看出，三打手具有更低的棉结增加率，稍高的纤维损伤率，更好的开松度。经过三打手筵棉索丝含量7%左右，经过单打手索丝含量超过10%，如图1所示。我们认为，在处理不同的原棉时，现有的设备与技术支持并不能做到面面俱到，为了更加有针对性的消除棉花的不良性状，我们必须有所侧重。图1经过打手后的筵棉外观.F001(a)棉花索丝.F002(b)单打手筵棉.F003(c)三打手筵棉1.3.2三打手不同速度时纤维处理质量对比要取得优良的纤维处理质量，三打手清棉机针齿参数及速度选配也很关键，依据渐进开松的原则[3]，根据棉块逐渐减小的体积，三打手分别采取：第一梳针5齿/（25.4 mm）2、第二锯齿10 齿/（25.4 mm）2、第三锯齿25齿/（25.4 mm）2的针密配置，既不会造成纤维大量的破坏，又能充分高效地进行打击开松。第一打手速度在600 r/min~800 r/min之间，3个打手速比控制为1.0∶(1.7~2.0)∶(2.3~2.5)，对纤维的开松及在不同打手之间顺利转移较为有利。加工单纤维强力相对较低的国储棉时，原棉回潮较低时，原棉含杂较少时，三打手开棉机就应用较低的速度，甚至更低一些。而加工高含杂机采棉时，就应选择更高的速度配置。通过改变打手速度配置来对比纤维处理质量变化情况，低速时处理原棉为低强力的国储棉，高速时处理原棉为50%高含杂机采棉与手摘新棉混棉，见表2。.T002表2不同打手速度时纤维处理质量对比打手速度/r·min-1取样位置棉结/粒·g-1籽屑棉结/粒·g-1总棉结/粒·g-15%L(n)/mmL(w)/mmSFC(n)/%600/1 000/1 500进口2082223035.3025.4021.50600/1 000/1 500出口2272024735.5025.6021.30750/1 230/1 980进口2162323934.4024.7022.60750/1 230/1 980出口2231924234.6025.0022.80分析表2：当3个打手速度分别为600 r/min、1 000 r/min、1 500 r/min时，棉结增加了9.13%，籽屑棉结减少了9.09%，总棉结增加了7.39%，5% L(n)增加了0.57%，L(w)增加了0.79%，SFC(n)增加了0.93%,落棉率为0.53%；当3个打手速度分别为750 r/min、1 230 r/min、1 980 r/min时，棉结增加了3.24%，籽屑棉结减少了17.39%，总棉结增加了1.26%，5%L(n)增加了0.58%，L(w)增加了1.21%，SFC(n)增加了0.88%,落棉率为0.85%。低速时，籽屑棉结减少幅度低，纤维棉结增加率并不低，短绒率稍好一些，落棉率稍低。高速时正好呈现了相反的趋势。我们认为，相对短绒率的略有增加，棉结增加率大幅度降低，当加工高含杂机采棉时，这种速度的改变是值得的。高速下，棉花的开松度更好一些，从不同打手速度下的开松棉样可以直观的看出区别，如图2所示。.F004图2不同打手速度下的开松棉样 低速 高速 1.3.3三打手不同给棉隔距时的纤维处理质量对比其他工艺条件不变，通过改变给棉隔距对比纤维处理质量，见表3。.T003表3不同给棉隔距纤维处理质量对比给棉罗拉~打手握持距/mm取样位置棉结/粒·g-1籽屑棉结/粒·g-1总棉结/粒·g-15%L(n)/mmL(w)/mmSFC(n)/%51进口2092323234.8025.1022.3051出口2122023234.6025.0022.7052进口2162423734.4024.7022.5052出口2212024134.6025.0022.70分析表3：当给棉罗拉~打手握持距为51 mm时，棉结增加了1.44%，籽屑棉结减少了13.04%，5%L(n)减少了0.57%，L(w)减少了0.40%，SFC(n)增加了1.79%,落棉率为0.85%；当给棉罗拉~打手握持距为52 mm时，棉结增加了2.31%，籽屑棉结减少了16.67%，总棉结增加了1.69%，5%L(n)增加了0.58%，L(w)增加了1.21%，SFC(n)增加了0.89%,落棉率为0.80%。对于握持打击来说，给棉握持隔距关系到握持力的大小与握持力界的宽度。握持距小时，握持力度更强一些，打击更强烈，纤维损伤更严重。我们可以根据原棉轧工质量好坏、纤维接受打击的能力、处理质量的需要及原棉回潮等因素选择适合握持距。1.3.4单打手与三打手成纱质量跟踪对比打击、开松对纤维处理质量的好坏只是阶段性的验证，工艺设备与参数的选择是否合理，还是要看最终成纱质量的好坏，我们在梳棉⁃自络相同条件下，对成纱质量进行跟踪对比。原棉指标：棉结367粒/g,籽屑棉结99粒/g，SFC(n)(12.7 mm)25.8%。单打手与三打手成纱质量跟踪对比如下。.T004打手形式单打手三打手条干CV值/%14.4814.18-40%细节/个·km-1156185+35%粗节/个·km-1756669+50%粗节/个·km-1138114+140%棉结/个·km-11 2991 147+200%棉结/个·km-1319255单纱强力/cN217211十万米A1纱疵/个4 5073 237由以上数据可知，-40%细节,三打手表现略差一些；CV值、粗节和棉结，三打手处理的棉花最终成纱均表现出明显的优势；尤其是十万米A1纱疵更是相对减少了1 270个。试验证明：三打手精清棉机在处理高含杂机采棉时，最终成纱综合质量表现出了较为明显的优势。2三刺辊梳棉机梳理质量在影响最终成纱质量的因素中权重比相当高，对于高含杂机采棉来说，梳理质量的好坏更是重中之重。我们通过大量试验和工艺优化，认为三刺辊梳棉机处理高含杂机采棉表现出了较强的优势。三刺辊梳棉机被认为适合转杯纺纺纱，是因为它具有良好的杂质清除能力，而饱受诟病的是它对纤维的破坏。2.1三刺辊梳棉机工艺性能优势分析实际上三刺辊梳棉机对纤维损伤并不严重，第一只刺辊是握持分梳，后面的刺辊都是自由分梳。第一只刺辊采用梳针降低了对纤维的损伤，第二、第三刺辊自由分梳，针密可适当增加[4]。三刺辊梳棉机后部落棉率也不会太高，只有第一、第三刺辊有落物区，并且刺辊直径的减小使落物区弧长变短。我们把单刺辊与三刺辊的分梳区弧长、落物区弧长、针齿总数、分梳度、转移率情况做对比（见表4、表5和表6），不难看出三刺辊具有更高的刺辊~锡林转移率（总）、更高的分梳度、更密的针齿、更长的分梳区弧长（总）、稍短的落物区弧长（总）。更主要的是发挥了更强的预分梳作用，使杂质充分暴露和分离，提高了盖板工作区的分梳与除杂效率。.T005表4单刺辊与三刺辊梳棉机落物区、分梳区长度对比类型序号刺辊直径/mm落物区角度/(°)落物区弧长/mm分梳区角度/(°)分梳区弧长/mmTC⁃100单刺辊1250.0270589270589TC⁃103三刺辊1172.5180270180270TC⁃103三刺辊2172.500116174TC⁃103三刺辊3172.5180270180270.T006表5单刺辊与三刺辊锡林刺辊线速比对比类型锡林速度/r·min-1第一刺辊速度/r·min-1第二刺辊速度/r·min-1第三刺辊速度/r·min-1锡林刺辊线速比TC⁃100单刺辊4609862.4TC⁃103三刺辊4609811 5322 0153.5.T007表6单刺辊与三刺辊分梳度对比类型序号刺辊针密/齿·(25.4 mm)-2总齿数/齿刺辊转速/r·min-1产量/kg·h-1刺辊分梳度/齿·根-1TC⁃100单刺辊16684 7221 053500.462TC⁃103三刺辊12421 258981700.085TC⁃103三刺辊2160141 7181 5320.894TC⁃103三刺辊3210186 0042 0151.5432.2有关质量试验对比从理论上讲，三刺辊比单刺辊应表现出更优越的预分梳效果。我们通过大量试验对单刺辊、三刺辊的分梳效果做了对比。2.2.1两种梳棉机纤维处理质量对比相同清棉生产线处理的筵棉，经过同一车间内不同的两种机型梳棉机进行处理（见表7），两种梳棉机锡林针布、盖板针布、道夫针布、前后固定盖板配置及相关工艺隔距均保持一致（除刺辊处）。.T008表7单刺辊和三刺辊纤维处理质量对比梳棉机产量/kg·h-1刺辊速度/r·min-1锡林速度/r·min-1UQL(w)/mm12.7 mmSFC(w)/%5%L(n)/mm棉结/粒·g-1籽屑棉结/粒·g-1TC⁃100单刺辊3789841731.07.535.0504TC⁃103三刺辊531 058/1 654/2 03347530.88.634.9302表7中UQL(w)为上四分位纤维长度。分析表7：三刺辊梳棉机在产量更高的情况下仍能保持较高的纤维处理质量，尤其是棉结清除率显著高于单刺辊梳棉机；杂质清除率方面，没有明显减少优势，但是目测杂质颗粒明显小于单刺辊梳棉机；短绒率略高于单刺辊梳棉机，针对高含杂的机采棉来说，这些牺牲是值得的。2.2.2两种梳棉机成纱质量对比对于工艺和设备，处理纤维质量的好坏还是要看最终成纱质量的好坏，在梳棉~络筒相同工况的条件下，对单刺辊与三刺辊梳棉机成纱质量进行了跟踪对比试验（见表8）。.T009表8单刺辊与三刺辊梳棉机成纱质量对比梳棉机条干CV值/%-50%细节/个·km-1+50%粗节/个·km-1+200%棉结/个·km-1单纱强力/cNTC⁃100单刺辊14.155118132219TC⁃103三刺辊14.324127102215由表8可知,三刺辊梳棉机棉结方面取得了明显优势。强力、条干、粗细节方面，两种梳棉机之间没有明显差异。2.2.3两种梳棉机电子清纱器监控质量对比在一定意义上电子清纱器监控可以用作在线质量监控，电子清纱器监控获取的数据比离线试验获取的数据更多，更具有代表意义，更能贴切预测纱线的可织性、织物内在与外观质量及使用性能等[5]。我们对两种梳棉机的成纱质量进行了大量的电子清纱器监控数据采集。.T010梳棉机TC⁃100TC⁃103单刺辊三刺辊-30%细节/个·km-12 1342 042-40%细节/个·km-1191147+35%粗节/个·km-1981984+140%棉结/个·km-1991968十万米A0纱疵/个4 7033 177十万米A1纱疵/个1 919928十万米A2纱疵/个322135十万米B1纱疵/个90.956.6在常发性纱疵上，三刺辊梳棉机均优于单刺辊。偶发性小纱疵上，三刺辊A0、A1、A2和B1类细小纱疵明显低于单刺辊。监控数据证明：三刺辊梳棉机在处理高含杂机采棉时，最终成纱综合质量表现出了较为明显的优势。3结束语机采棉最终会完全替代手摘棉。在清梳工序中优选设备与工艺配置是用好机采棉的关键。三打手精清棉机以渐进式打击、更细致开松，使原棉纤维的清理变得高效、高质，也给梳理工序更高效梳理与排除创造了条件，非常适合加工高含杂的机采棉。通过试验确定合适的打手速度、工艺隔距是用好三打手精清棉机的重要方法，灵活改变工艺参数配置也使三打手精清棉机的原料适应性更加宽泛，而不是局限于加工高含杂机采棉。梳理质量在影响最终成纱质量的因素中权重比最高，三刺辊梳棉机处理高含杂机采棉表现出较强的优势。三刺辊具有较密的针齿、较长的分梳区弧长、较高的分梳度、较高的刺辊锡林转移率、较短的落物区弧长。这些特点使它具有更强的预分梳能力、适中的排除效率，使杂质充分暴露与分离，提高了主梳理区的分梳与排除效率。三刺辊梳棉机在产量较高的情况下，生条棉结较少、杂质颗粒较小、短绒率略高。通过电子清纱器在线监测数据分析，三刺辊梳棉机在成纱常发性纱疵与偶发小纱疵方面均表现出较明显的优势。