梳棉棉结的控制_邓盼.pdf
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1、梳棉棉结的控制邓 盼,吴佳林,刘佳明(广东职业技术学院,广东 佛山5 2 8 0 4 1)摘 要:梳棉棉结一直是困扰纺纱企业的难题。通过刺辊速度、锡林速度、梳棉机出条速度、梳棉机定量、活动盖板速度的正交试验,得出对棉结影响的主次顺序和最优方案,并验证了最优方案是最优工艺。最优工艺为刺辊速度7 7 0r/m i n、锡林速度5 6 0r/m i n、盖板速度3 0 0r/m i n、生条定量4.6k t e x、出条速度1 4 0m/m i n。研究结果为控制梳棉棉结提供了控制方法。关键词:棉结;梳棉;刺辊速度和锡林速度;梳棉机出条速度;梳棉机定量中图分类号:T S1 0 3.1 1 文献标志码
2、:B文章编号:1 6 7 3-0 3 5 6(2 0 2 3)0 6-0 0 2 3-0 4收稿日期:2 0 2 3-0 3-2 1;修回日期:2 0 2 3-0 3-3 1第一作者:邓 盼(1 9 9 2),女,助教,硕士,主要研究方向为纺织工程,E-m a i l:1 7 9 6 2 6 2 8 4 7q q.c o m。目前纺纱企业加工中低档纯棉纱线的优势几乎丧失1。在这样的背景下,迫使纺纱企业生产中高档纱线,但中高档纱线对生产技术提出更高的要求,中高档纯棉纱线生产中棉结一直是困扰纺纱企业的难题。梳棉机是纺纱过程中的心脏设备2,梳棉机具有强分梳作用,可使纤维呈单根状态,并使杂质、纤维分离
3、,这不仅有利于减少纤维的相互纠缠,排除杂质,还可以松解棉卷本身的部分棉结,因此要充分发挥梳棉机的分梳作用3。尤其在纺普梳纱时,梳棉是清除棉结最有效的工序,因而梳棉中对棉结去除的研究,是梳理工艺研究的重点问题之一4-5。从生产实际出发,探究纯棉梳棉棉结的控制问题。梳解棉结是梳棉机的主要任务,但随着产量提高,大量的棉结梳解一方面增加了梳理负荷,另一方面增加了因棉结梳解产生的短绒量6。梳棉棉结与短绒是紧密相关的2个重要指标。梳棉棉结减少可能意味着短绒的含量增加;短绒含量减少可能也会带来梳棉棉结的增加,在纺纱生产中我们不能将梳棉棉结和短绒分割开考虑,梳棉棉结的控制要同时考虑梳棉短绒的增长是否在允许的范
4、围内。在短绒S F C(w)%1 2.7控制在9.5以下的前提下,研究如何控制棉结。对刺辊速度、锡林速度、活动盖板速度、梳棉机出条速度和梳棉机定量进行正交试验,得出这5个因素对棉结N e p(c n t/g)、短绒S F C(w)%1 2.7影响的主次程度和最优方案。1 正交试验方案和结果根据企业技术人员多年的经验,将刺辊速度、锡林速度、活动盖板速度、生条定量、出条速度5个因素的水平设置见表1。表1 因素水平表水平刺辊速度(A)/(rm i n-1)锡林速度(B)/(rm i n-1)活动盖板速度(C)/(rm i n-1)生条定量(D)/k t e x出条速度(E)/(mm i n-1)17
5、 7 04 0 02 3 04.62 0 028 4 04 7 02 6 05.11 6 039 6 05 1 03 0 05.51 4 0410 5 05 6 03 2 04.81 8 0 试验是4水平实验,因此选用Ln(4m)型正交表。共有5个因素,且不考虑因素间的交互作用,所以要选用一张m5的表,L1 6(45)是满足条件m5最小的Ln(4m)型正交表,所以选用正交表L1 6(45)来安排试验。按表2的1 6个方案进行试验,每个方案取1 2个试样,进行A F I S测试,将1 2个试样A F I S测试结果平均,得到各因素对棉结、短绒的影响,试验结果见表3。2 正交试验数据分析2.1 直
6、观分析各因素对棉结、短绒的结果分析见表4、表5。32 2 0 2 3年第6期 研究开发 DOI:10.19507/ki.1673-0356.2023.06.005表2 各因素对棉结、短绒影响试验方案试验号ABCDE试验方案111111A1B1C1D1E1212222A1B2C2D2E2313333A1B3C3D3E3414444A1B4C4D4E4521234A2B1C2D3E4622143A2B2C1D4E3723412A2B3C4D1E2824321A2B4C3D2E1931342A3B1C3D4E21 032431A3B2C4D3E11 133124A3B3C1D2E41 234213A
7、3B4C2D1E31 341423A4B1C4D2E31 442314A4B2C3D1E41 543241A4B3C2D4E11 644132A4B4C1D3E2表3 各因素对棉结、短绒影响试验结果试验号ABCDEN e p/(c n tg-1)S F C(w)%KEKDKCKA。即各因素对棉结影响从主到次的顺序为B(锡林速度)、E(出条速度)、D(生条定量)、C(活动盖板速度)、A(刺辊速度)。在试验中短绒S F C(w)%KCKEKAKD。即各因素对短绒影响从主到次的顺序为B(锡林速度)、C(活动盖板速度)、E(出条速度)、A(刺辊速度)、D(生条定量)。综合以上试验结论,锡林速度对棉结N
8、 e p(c n t/g)和短绒S F C(w)%1 2.7影响最大,因此确定锡林速度非常重要,所以实际生产中,应重点考虑锡林速度。因重点探究的是如何控制梳棉棉结,可按照各因素对棉结N e p(c n t/g)影响的主次顺序进行调节。各因素对棉结N e p(c n t/g)的试验结果可见,最优方案为B4锡林速度5 6 0r/m i n、E3出条速度1 4 0m/m i n、D1生条定量4.6k t e x、C3盖板速度3 0 0r/m i n、A1刺辊速度7 7 0r/m i n。各因素对短绒的试验结果可见,最优方案为B1锡林速度4 0 0r/m i n、C3盖板速度3 0 0r/m i n、
9、E4出条速度1 8 0m/m i n、A1刺辊速度7 7 0r/m i n、D3生条定量5.5k t e x。综合考虑,锡林速度为4 0 0r/m i n和5 6 0r/m i n时,短绒S F C(w)%1 2.7的K值相差不大,且短绒S F C(w)%1 2.7是辅助指标,所以对棉结N e p(c n t/g)最有利的锡林速度是5 6 0r/m i n;出条速度对短绒S F C(w)%1 2.7的结果中出条速度1 4 0 m/m i n和1 8 0m/m i n时,K值分别为3 9.3,3 9.0,相差比较小,所以出条速度选1 4 0m/m i n;活动盖板速度3 0 0r/m i n、刺
10、辊速度7 7 0r/m i n,对棉结、短绒控制是最有利的水42纺织科技进展 2 0 2 3年第6期 平,所以综合考虑最优方案为B4锡林速度5 6 0r/m i n、E3出条速度1 4 0m/m i n、D1生条定量4.6k t e x、C3盖板速度3 0 0r/m i n、A1刺辊速度7 7 0r/m i n。2.2 趋势图分析为了便于观察各因素对棉结N e p(c n t/g)和短绒S F C(w)%1 2.7的影响,将各因素对棉结和短绒的影响分别画成趋势图如图1、图2所示。棉结/c n t?g-14 0 03 5 03 0 02 5 02 0 01 5 01 0 05 00刺辊速度/(r
11、?m i n-1)7 7 08 4 01 0 5 09 6 0锡林速度/(r?m i n-1)4 0 04 7 05 6 05 1 0活动盖板速度/(r?m i n-1)2 3 02 6 03 2 03 0 0生条定量/k t e x4.64.85.55.1出条速度/(r?m i n-1)1 4 01 6 02 0 01 8 0图1 各因素对棉结N e p趋势图棉结N e p方面考虑:刺辊速度调节范围是7 7 010 5 0r/m i n,从图1可见随着刺辊速度的增加,棉结N e p是先增大后减小的趋势,但刺辊速度7 7 0r/m i n时棉结最少,所以刺辊速度7 7 0r/m i n最好;锡
12、林速度调节范围4 0 05 6 0r/m i n,从趋势图中可以看出随着锡林速度增大,棉结N e p逐渐减小,锡林速度5 6 0r/m i n时棉结N e p最少,所以锡林速度5 6 0r/m i n最好;随着活动盖板速度的增大,棉结N e p先减少后增加,活动盖板速度3 0 0r/m i n时,棉结N e p最低,因此活动盖板速度3 0 0r/m i n最好;随着生条定量的增加,棉结N e p呈上升趋势,因此生条定量越小对棉结N e p越好,从趋势图中可推测生条定量可能小于4.6k t e x会更好,但考虑产量,定量不能太小,企业实际能接受最小生条定量为4.6k t e x,所以生条定量选4
13、.6k t e x;随着出条速度的增大,棉结N e p逐渐增大,出条速度越小对控制梳棉棉结越有利,但出条速度也直接影响梳棉机产量,出条速度不能太低,出条速度1 4 0m/m i n已经达到工厂能接受的极限,因此出条速度选择1 4 0m/m i n。棉结N e p趋势图1得出最优方案:刺辊速度7 7 0r/m i n、锡林速度5 6 0r/m i n、活动盖板速度3 0 0r/m i n、生条定量4.6k t e x、出条速度1 4 0m/m i n。短绒方面考虑:刺辊速度的调节范围为7 7 010 5 0r/m i n,在调节范围内随着刺辊速度增加,短绒S F C(w)%1 2.7先增加后减少
14、。刺辊速度7 7 0r/m i n时,短绒S F C(w)%1 2.7最少,因此刺辊速度选取7 7 0r/m i n最佳;锡林速度在调节范围4 0 0 5 6 0 r/m i n内,随着锡林速度的增加短绒S F C(w)%1 2.7增加,因此锡林速度4 0 0r/m i n时短绒S F C(w)%1 2.7最少;随着活动盖板速度的增加,短绒S F C(w)%1 2.7先减少后增加,活动盖板速度3 0 0r/m i n时最好;从图2可以看出生条4个定量对应的短绒S F C(w)%1 2.7相差不大,可任取;随着出条速度的增加,短绒S F C(w)%1 2.7先增大后减少又增大,出条速度取1 4
15、0m/m i n或1 8 0m/m i n较好,当然小于1 4 0m/m i n可能对短绒S F C(w)%1 2.7更好,但受产量的影响不考虑。短绒S F C/W1 1.5 01 1.0 01 0.5 01 0.0 09.5 09.0 08.5 08.0 0刺辊速度/(r?m i n-1)7 7 08 4 01 0 5 09 6 0锡林速度/(r?m i n-1)4 0 04 7 05 6 05 1 0活动盖板速度/(r?m i n-1)2 3 02 6 03 2 03 0 0生条定量/k t e x4.64.85.55.1出条速度/(r?m i n-1)1 4 01 6 02 0 01 8
16、 0图2 各因素对短绒S F C(w)%1 2.7趋势图短绒S F C(w)%1 2.7的趋势图中得出最优方案:刺辊速度7 7 0r/m i n、锡林速度4 0 0r/m i n、活动盖板速度3 0 0r/m i n、生条定量任取、出条速度取1 4 0m/m i n或1 8 0m/m i n。综合考虑棉结N e p为主要控制指标,短绒S F C(w)%1 2.7只是辅助指标,锡林速度选择5 6 0r/m i n,考虑到产量和设备调节范围,最终确定优方案为刺辊速度7 7 0r/m i n、锡林速度5 6 0r/m i n、盖板速度3 0 0r/m i n、生条定量4.6k t e x、出条速度1
17、 4 0m/m i n。通过直观分析和趋势图2分析得出的最优方案均为刺辊速度7 7 0r/m i n、锡林速度5 6 0r/m i n、盖板速度3 0 0r/m i n、生条定量4.6k t e x、出条速度1 4 0m/m i n。验证最优方案,将正交试验中的最好方案与得出的最优方案对比。3 最优方案与试验中最好方案对比最好方案为试验号3,棉结7 4粒,短绒S F C(w)%1 2.7含量9.5。虽然试验号4、棉结6 9粒,试验号1 2棉结7 0粒低于试验号3,但这2个方案的短绒S F C(w)%1 2.7分别为1 0.9、1 1.1,高于控制标准9.5,所以试验号3为正交试验中的最好方案,
18、将其作为方案一,最优方案作为方案二,进行对比试验,验证最优方案。52 2 0 2 3年第6期 研究开发 表6 最好方案与最优方案对比方案方案刺辊速度(A)/(rm i n-1)锡林速度(B)/(rm i n-1)活动盖板速度(C)/(rm i n-1)生条定量(D)/k t e x出条速度(E)/(mm i n-1)一7 7 05 1 03 0 05.51 4 0二7 7 05 6 03 0 04.61 4 0 从表6中可见,方案一与方案二区别在于锡林速度和生条定量,刺辊速度、活动盖板速度、出条速度均相同,所以只需将刺辊速度固定在7 7 0r/m i n,活动盖板速度固定在3 0 0r/m i
19、 n,出条速度固定在1 4 0 m/m i n,然后调整锡林速度和生条定量即可。选取1台梳棉机,将刺辊速度固定7 7 0r/m i n,活动盖板速度固定3 0 0r/m i n,出条速度固定1 4 0m/m i n后,将锡林速 度调为5 1 0r/m i n,生 条 定 量 调 为5.5k t e x,取完样并留足纺成3 0个管纱和3 0个筒纱的棉条后,将该台梳棉机上的锡林速度调为5 6 0r/m i n,生条定量调为4.6k t e x即调整为方案二取样,并将试样标识清楚。然后将棉样进行A F I S测试,测试结果的平均值见表7。表7 梳棉棉条试验结果方案棉结N e p/(c n tg-1)
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