纺纱工艺设计与质量控制.doc
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1、纺纱工艺设计与质量控制第一章 棉纺工艺设计一、棉纺基本概念1、棉纺产品:用棉纺设备将多种纤维加工成的纱线制品。2、棉纺特点:工艺流程短,速度高,设备完善,对纤维适应性广,加工成本低。棉纺产品品种繁多,风格各异。3、棉纺设备可加工:传统的棉花、各种棉型化纤、中长化纤、长丝、以及其它天然纤维的纯纺和混纺。4、棉纺规模:以细纱锭子数和转杯纺头数来表示棉纺厂的规模大小。5、棉纺产品开发设计包括:棉纺新原料的开发、混纺纱不同混纺比的设计、新原料和新品种的工艺设计、多种花式纱的设计与加工方法。三、棉纺工艺设计 纺纱工艺是纺纱加工中的流程和各机件的参数设置的总称。在纺纱工艺设计时,既要考虑到设备及其状态,更
2、要考虑到所加工的纤维原料的性能和最终产品(纱、线)的要求。1.纺纱系统:普梳、精梳、混纺纱、新型纺、中长化纤、废纺,后加工新型纺纱开清棉梳棉并条(2道)新型纺纱。中长纺 中长专用开清棉设备M 型梳棉机并条(2-3 道)粗纱细纱。 废纺系统: 利用下脚纺制棉毯等。 开清梳棉粗纱细纱。后加工2.原料:(1)棉 籽棉轧棉皮棉打包送到纺织厂 锯齿棉 皮辊棉 打包 国产棉包规格:1004260cm,V=0.25m,密度300360kg/m,G=7590kg。 标注唛头、产地、规格等。 棉花品级及参考指标:中国 按成熟度、色泽、轧棉质量分级。 纺织部颁发:细绒棉分七级,长绒棉分五级,三级为标准级。美国 按
3、色泽、强力、长度、细度及成熟度(马克隆值)等分级。采用大容量快速仪HVI检验原棉所有指标。(2)化纤品种:粘胶(人造棉)、莫代尔、丽赛、天丝、竹纤维 涤纶(聚酯)腈纶(丙烯腈)锦纶(聚酰胺、尼龙)维纶(聚乙烯醇、维尼纶)丙纶(聚丙烯)芳纶(芳族聚酰胺)氨纶 聚乳酸化纤分等及质量指标 分等按内在质量和外观疵点分: 内在质量:断裂强度、断裂伸长、细度偏差、长度偏差以及超长纤维、倍长纤维等。 外观疵点:粗丝、并丝、异状丝、油污纤维。3.配棉不同种类纱线与原棉性状关系:1)棉纱号数 细号:所用原棉级数高,支数细,长度长,含杂少,不混用再用棉。中粗号:要求低,可混部分再用棉。2)普梳纱与精梳纱 精梳纱:
4、原料适合用成熟度好,含水低,棉结少的皮辊棉。普梳纱:纱外观要求低,用锯齿棉,对纱条干及强力有利。3)单纱与股线股线:对原棉的疵点和短绒率等要求较单纱低。4)经纱与纬纱经纱:原棉要求纤维较细、长,成熟度适中,含杂和色泽占次要地位。纬纱:纤维可粗些,短绒要求也较低,但色泽、棉结杂质要少。5)特种纱:用途不同,要求各异6)针织纱要求条干好,杂质少,色泽好,柔软富有弹性,捻度少,但强力应足够,应选细度、成熟度好,强力高的原棉。7)起绒织物用纱要求绒面厚实,丰满有立体感,应配纤维粗短、成熟度好、弹性好的原棉。8)浅色布用纱要求染色均匀,不产生花条,应选成熟度好的原棉,否则成熟度差,棉结多,白星多,染色后
5、产生斑点。9)一般染色的染色布和漂白布用纱坯布经漂白、染色后,可去除部分杂疵,黄白条花,故可配较低品级的原棉。10)深色布用纱对深色布,不同纤维染后不易区别,故原棉要求较低,但死纤维,僵棉应少用。11)印花布用纱印花布具有花纹图案,故疵点不易看出,原料要求可次些。纱线品质与原棉性状关系:(1)纱线强力:a.纤维细度:纤维细度细,纱强高。b.单纤强力:单纤强力高,纱线强力高。c.成熟度:成熟度好,单纤强力高。d.纤维长度、短绒率:纤维长度长,强力高;短绒率高,强力低。(2)纱线外观棉结杂质数a.成熟度:差,梳纺时易形成棉结。b.僵棉、软籽表皮等有害杂质:杂质多,加工中易分裂成结杂。c.含水率、轧
6、工:含水率高,易形成棉结,纤维与杂质不易分离。轧工差,索丝多,带纤杂质和短绒率多。(3)纱线条干均匀度a.纤维细度:纤维细,且细度不匀率小的原棉有利于改善条干。b.原棉结杂:结杂影响牵伸时纤维的运动,导致牵伸不匀。c.原棉短绒率:短绒率高或整齐度差影响牵伸时纤维的运动,条干差。(4)重量不匀率:主要由管理和机械决定,但与配棉也有关。纤维的长度、细度、卷曲行等影响纤维的摩擦抱和性,因而影响纤维在牵伸时的牵伸效率。配棉方法 分类排队法混合方法 (1)散纤维混(2)条混第一节 开清棉工艺设计二、工艺设计要点(一)原棉的混合混和方法混和的目的(二)开松开松是保证各混棉成分充分混合、清除杂质,并使纤维单
7、纤化的必要条件。开松方法:按喂入原料接受开松状况,开松可以分为自由开松和握持开松。开松的原则先缓后急、渐进开松、少伤少碎除杂的原则 先大后小、先多后少(三)机器排列组合开清棉联合机组中各单机性能有所侧重,因加工原料性能不同、产品质量要求不同、纺纱工艺流程亦异。1、组合原则:开清棉工艺原则:多包取用、精细抓取、渐进开松、自由打击、早落少碎、均匀混合、以梳代打、少损纤维。原棉、棉型化纤与中长化纤处理原则不同。2棉箱和开清点的设置:棉箱设置 一般用2个棉箱开清点设置 根据原棉含杂设置 含杂3%时:34个 加工化纤时:23个开清点是指对原料起开松、除杂作用的部位,通常以开棉机和清棉机打手为开清点。就一
8、般情况,大杂质及含杂多应多落,一般原棉含杂率3%左右时,设置34个开清点;加工化纤时,配置2个或3个开清点。为使开清棉工艺流程有一定的适应性和灵活性,流程中设有间道装置,可根据原料含杂、内容及纤维性状调节开清点的形式和数量。在满足加工质量前提下,流程尽力缩短,但也要留有一定余地。(2)加工棉型化纤流程2FA002FA121FA022FA106(附A045B)A0622A092AST(附A045B)2FA141。该流程设置2个开清点(FA106A和FA141)、2台棉箱机械(FA022和A092AST)。(3)棉(转杯纺)FA002A圆盘式抓棉机2TC-1型除杂物装置A035A混开棉机(A045
9、B型凝棉器)A022型吸铁装置FA0226型多仓混棉机FA106豪猪开棉机(A045B型凝棉器)FA101型四刺辊开棉机FA061强力除尘机A062电气配棉器FA046A振动给棉机(A045B型凝棉器)FA141成卷机2。(4)清梳联加工棉型化纤流程FA009往复式抓棉机FT245F型输棉风机AMP2000型金属火星二合一探除器FA029型多仓混棉机FT240F型输棉风机FA032型纤维开松机FA053型无动力凝棉器FT201B型输棉风机FT301B型连续喂给控制器119A型火星探除器(FA178A型棉箱+FA231型梳棉机+FT024型自调匀整器)8。该流程设置1个开清点(FA032)、2台
10、棉箱机械(FA029和FA178)。(四)打手型式和速度打手型式应按加工原料品种和性能而定。例豪猪式开棉机加工棉时,采用矩形刀片;而加工棉型化纤时,采用全梳针辊筒。打手速度应根据原棉性能、含杂及其紧密度而定。(五)隔距在保证供应的条件下,棉箱机械的角钉帘子和均棉罗拉间隔距尽可能缩小,以提高其扯松效能。开棉机各尘棒间隔距,按棉流自入口至出口由大渐小调节。排大杂质时宜大;反之,宜小。豪猪式开棉机在合理排杂的同时,也要根据原棉含杂注意回收纤维,以节约用棉。棉流在清棉机上,以落小杂质为主,尘棒间隔宜小些。打手与给棉罗拉间隔距,应按纤维长度来调节。打手与尘棒间隔距,在打手室入口附近小,而出口附近大。棉卷
11、号数大、隔距大、速度快。(六)除杂开清棉工序和梳棉工序,担负着除杂的重要作用。开清棉联合机总落棉率应控制在:总落棉率/原棉含杂率=80110(七)棉卷定量棉卷罗拉速度棉卷定量一般是按细纱特数的大小选定。化纤的定量,较同特细纱纯棉卷重些以防粘卷,一般可接近纯棉中特纱的棉卷定量。(八)温湿度控制和稳定开清棉车间的温湿度,对提高除杂效率和改进产品质量是极为重要的。因此,本工序采用滤尘装备和洗涤室设备是十分必要的。四、棉卷质量指标此指标是半成品的企业标准,各企业的指标不尽相同。但都是为保证成品符合国家标准的技术依据。(一) 棉卷1、棉卷回潮率 棉:中细特纱78,中粗特纱7.58.5,涤:0.4 0.1
12、。2、棉卷重量差异逐只称重,标准卷重11.5,正卷率99。3、棉卷重量不匀率与伸长率主要评价棉卷纵向1m片段重量的均匀情况,同时测定棉卷的实际长度,核算棉卷伸长率,供改进生产参考;及时调正和降低同品种各机台棉卷的伸长率差异,减少棉卷的外不匀率,以稳定纱线重量不匀率和重量偏差。参考指标(1)棉卷重量不匀率棉及棉型粘纤为0.8%1.2%;棉型合纤及中长化纤为0.9%1.3%;涤棉为1.4%。 (2)棉卷伸长率棉为2.5%3.5%;化纤为0.5%1.5%;涤1%;台差1%。4、棉卷含杂率主要评价棉卷的含杂量;对照混棉成分中的原棉平均含杂率,可计算开清棉机的除杂效率,作为调整清棉、梳棉工序工艺设计的参
13、考。参考指标:棉卷含杂率按原棉含杂率制定指标,一般在0.9%1.6 % 。5、棉卷结构这是定量评价棉卷结构质量指标,供改进工艺作参考。6、总除杂率、总落棉率通过了解开清棉机落棉的数量和落棉中落杂的多少,计算其除杂效率,由此分析开清棉机工艺处理和机械状态是否适当,以提高质量、节约用棉。参考指标: (二) 筵棉:主要控制结杂(棉结neps和杂质trash)、短绒(short fiber less than 16mm)的增加率。筵棉短绒率要达到不增长或负增长,最高不超过1;棉结增长率控制在80;筵棉含杂率1。(三) 作业:1. 写出纺制棉精梳纱及普梳纱的工艺流程(纯棉、涤棉) 。2.简述开清工艺设计
14、要点 。3.简述开清机器排列组合原则与要求,写出纯棉、化纤开清棉和清梳联选用的流程。4.应从哪些方面控制棉卷均匀度? 第二节 梳棉工艺设计四、工艺参数设计(一)生条定量在纺细号纱时,生条定量较轻,反之,应较重;一般若产品质量要求较高时可采用较低的生条定量,有利于提高转移率,改善锡林和盖板间的分梳作用。高产梳棉机:采取刺辊加装分梳板,锡林加装前后固定盖板,盖板反转,新型金属针布等措施,加强对棉层的分梳,弥补因定量重而造成刺辊分梳不良和分梳力不够的缺陷。定量不宜过轻。一般纺化纤定量轻,品质要求高的精梳纱和混纺纱定量宜轻。在锡林速度为450600r/min的高产梳棉机,如DK903、FA232A等上
15、,上述定量一般可增加10%。(二)速度1、锡林速度是决定梳棉机产量、质量的一个极重要的参数,目前梳棉机的发展趋势是设法提高锡林速度。原因是:(1)增加锡林速度能增加单位时间内作用于纤维上的针尖数,提高梳理作用。(2)纤维在锡林上的分梳负荷因锡林速度的提高而降低,同时纤维不易在针面上搓转而形成棉结。(3)锡林表面速度及离心力提高,排杂能力加强。(4)锡林速度增加,梳理力增加不多。5)锡林加速后与盖板间速比可保持不变,盖板速度相应提高有利于充分排2、刺辊速度(1)刺辊转速较低时,在一定范围内增加刺辊转速,握持预分梳作用增强,棉束百分率会降低。但刺辊转速增加过多会明显增加纤维的损伤,使生条中短绒百分
16、率增大,且刺辊速度过高,后车肚气流控制和落棉控制也比较复杂,化纤和中长速度应低且速比大。(2)在刺辊部分,由于刺辊的握持分梳易产生纤维损伤,高产时刺辊速度的增幅一般小于锡林速度的增幅。预梳效能可采用附加分梳板、增加刺辊的齿密等来弥补。(3)高产梳棉机上锡林与刺辊表面速比纺棉时宜在1.72.0以上;纺化纤时宜在2.0以上;纺中长化纤时比值还应提高。以利于纤维的转移,减少棉结。(4)若采用三刺辊,则第一刺辊转速为900992r/min,第二刺辊12001540r/min,第三刺辊17002018r/min。这种速度递增式的“牵引分离”可减少对纤维的损伤。3、盖板速度 进入盖板区的纤维束数量、含杂和
17、含短纤少时速度应低。 (1)盖板线速度提高,盖板花总量和除杂量增加,提高了盖板的除杂效率,但盖板花增多不利于节约用棉。 (2)在产量一定时,纺低级棉用较高的盖板速度可改善棉网的质量;但在使用品质较好的原料时,提高盖板速度不利于节约用棉。(3)在范围一定时,盖板采用同样的速度,其排除短绒和杂质的数量随后车肚落棉情况而改变。(4)若生产上采用的盖板速度恰当,盖板花中只应含有少量的束状纤维,两块盖板之间应很少有较长的搭桥纤维。5)纺化纤时,盖板速度应比纺棉时低很多6)采用反转盖板,盖板的速度可低。盖板速度常用范围(锡林转速c=360r/min左右时)4、道夫速度 在梳棉机提高产量时,输出部分可采取提
18、高道夫速度和增加生条定量两个措施。生条定量加重,意味着纺纱总牵伸要随之增加,不匀率会增大。生条定量过轻,意味着道夫速度过快,则棉网抱合力差,不利于棉网形成,不能适应棉条的高速输出。(三)隔距梳棉机上共有30多个隔距,它们和梳棉机的分梳、转移和除杂作用有密切关系。分梳和转移的主要隔距小,梳理长度增加,针齿易抓取和握持纤维,使纤维不易游离,不易搓擦成结,有利于分梳转移。纺化纤时,纤维长,摩擦系数大,易生静电,为避免绕滚筒,其分梳隔距较纺棉时大。化纤杂质少,有关落棉隔距的设置应有利于减少落棉。FA201梳棉机各部位隔距1、给棉罗拉给棉板隔距其隔距应保证在空转时两者不接触,宜进口大,出口小。2、给棉板
19、刺辊隔距随着隔距的减小刺辊对棉层的梳理作用加剧,但可能引起纤维显著的损伤。当喂入棉层厚、定量重、纤维长度长、纤维强力和成熟度差须采用较大的隔距。3、刺辊除尘刀隔距除尘刀可以除掉刺辊气流携带的细小杂质,隔距宜小。如除尘刀的刚性不足,在厚棉卷喂入时,隔距不宜太小。经第一除尘刀排杂后的第二除尘刀隔距稍大配置。纺化纤时用偏大的隔距。4、刺辊与预分梳板的隔距 此隔距小,利于分梳,减少棉束进入锡林盖板。但过小,易损伤纤维,粉碎杂质。5、除尘刀的高低和角度除尘刀位置决定第一、二落杂区长度分配,并对纤维有一定托持,击落杂质作用,但也可刮落纤维。一般低刀大角度。6、刺辊小漏底隔距第一种工艺:自入口到出口隔距变小
20、, 第二种工艺:入口到出口隔距保持定值。7、刺辊锡林隔距在针面平整,刺辊、锡林径向跳动小,运转平稳的条件下,此隔距紧些,利于纤维自刺辊向锡林转移,防止或减少刺辊返花与喂入棉层搓擦成结。8、锡林盖板隔距:紧隔距,分五点校正 隔距逐渐变小,逐步加强梳理。近刺辊侧隔距可稍大,以减少盖板花中长纤含量。近道夫侧隔距可较中间略大,防止碰针。纱号愈细,隔距应愈小,但应注意盖板针面的平整度,避免与锡林碰针。纺化纤可比纺棉大些,防止绕锡林。要注意当锡林高产高速时,由于纤维与针布滚筒、纤维与纤维间摩擦作用都较大一些,导致温度升高而引起锡林滚筒膨胀,使实际隔距变小。锡林与前、后固定盖板间隔距小,利于分梳,减少棉结。
21、但过小,损伤纤维,碎裂杂质,使生条短绒增加,杂质粒数增多,粒重减小。所以锡林与前、后固定盖板的隔距,从刺辊侧至道夫侧,应遵循隔距由大到小,逐渐增强分梳的原则。锡林与后固定盖板隔距应略大于盖板入口(刺辊侧)的隔距。锡林与前固定盖板间隔距应等于或小于锡林盖板间最小隔距。10、 锡林大漏底隔距采用金属针布后,大漏底入口隔距不能太小。大漏底与锡林的前、中、后隔距应使大漏底弧面始终保持隔距逐渐收缩的状态。11、锡林前后罩板隔距防止锡林上纤维飞散成为游离纤维而搓擦成棉结,隔距宜小。12、锡林道夫隔距不论纺何种原料,一般要求这一隔距保持较小的状态,以加强分梳,提高道夫转移率,减少锡林返回负荷,提高锡林盖板间
22、一次分梳效能。(四)其它 刺辊锯齿工作角:75-80度,小,有利分梳,但杂质不易抛落,落棉少,返花率高,棉结增多。 刺辊齿密N:36或60齿/平方英寸,密度大有利于分梳但短绒率高,一般与N相对应,大,N大可兼顾分梳、落棉和纤维顺利转移。给棉板分梳工艺长度LA:LA小,分梳作用强,短绒率高。应结合纤维长度、定量、强力、成熟度确定,一般LA约等于Lm(纤维主体长度)。分梳较好,损伤也少。允许情况下偏小掌握,有利分梳。针布:类型、规格、配套等。五、控制生条质量1、生条质量指标及其影响1) 棉结杂质(粒/克):影响:牵伸纤维运动,钢丝圈运动,堵塞集合器,影响纱线、布面疵点。2) 生条短绒率:影响:牵伸
23、区浮游纤维量,细纱条干,棉结,强力。3) 条干不匀率:影响:细纱重不匀率。4) 重量不匀率:影响:并条工序工作,细纱支数偏差。5)落棉:数量、内容、各部分工、台间差异。6)棉网质量:疵点情况结杂,短绒、条干在以后工序难以补救,直接影响到细纱。3、控制措施1) 结杂a:紧隔距强分梳,五锋一准合理选用针布,针齿锋利,平整,隔距准确一致,配制适当,磨针保养。b:落杂:清钢分工 清:除杂效率5060% 梳:除杂效率5570%梳棉,刺棍后车肚,除杂效率:5060% 盖板除杂效率:310%生条含杂率:在0.15%以下c:减少搓转:返花、绕花、纤维搓转 其它:回潮:棉卷88.5%,原棉1011%。梳棉间相对
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