2.2 喂棉箱新技术创新分析
2.2.1 上棉箱储棉室排气装置的设计
原料经配棉头随气流输入上棉箱的储棉室，储棉室四面设有排气网眼板，一方面是为了控制系统气流量，保证串连在一起的多台喂棉箱能够获得均量的原料；另一方面排气过程中可带走原料中的部分短绒和微尘，有效改善输出的筵棉质量。
喂棉箱新技术多采用增加宽度、减少高度，缩短输送流程、提高上棉箱储棉量的方法，以利于提高产量、保证筵棉的均匀稳定性；采用棉箱滤网+网眼排风的形式，可以确保上棉箱气流稳定。
2.2.2 给棉罗拉结构的设计
给棉罗拉的设计形式，传统设计为给棉板逆向给棉，给棉板弹性加压，强化对棉层的控制；而给棉板顺向给棉则提高了转移率，减少纤维损伤，降低短绒率；双罗拉给棉降低了对棉层的控制强度，减少缠挂绕及返花现象，减少纤维损伤。喂棉箱新技术则采用了气流给棉形式，依靠离心力和纤维自重喂入，取消喂给罗拉，实现了无障碍输送。
2.2.3 梳针型开松辊设计
传统清梳联喂棉箱的打手形式为四排直行排列或者螺旋排列的开松辊针布，开松细致柔和，对纤维损伤较小。
随着清梳联产量的不断提高，喂棉箱新技术采用了将开松打手梳针排数增加到6-10排，部分采用全梳针打手的方法，同时减少了开松打手的开松路径，以利用高速运转时产生的离心力输送原料或者排除尘杂，纤维损伤较少，棉结增长率较低，有利于提高产品的质量和产量。具体对比情况见图6、图7。
图6 四排螺旋梳针打手
图7 全梳针打手
2.2.4 风机集棉送风位置设计
传统的设计是在喂棉箱上设置小风机吹风装置，使原料能够顺畅地落入下棉箱的过棉通道中，同时还可以使堆积在过棉通道中的原料在吹风压力的作用下，形成较为稳定的密度，在横向及纵向上基本均匀一致。
喂棉箱新技术则是采用将小风机吹风口的位置设在开松辊出棉处，风嘴朝下并与开松辊成切向方向，有利于防止开松辊产生返花和缠花等现象。小风机由机外补风，在进风口处设有风量调节板，小风机吹风系统风量的大小可以调节，以满足不同产量的要求。
2.2.5 过棉通道及回风气流的设计
传统喂棉箱在下棉箱过棉通道的内侧设置有振动栅，由减速电动机、振动杆偏心轴和透气栅组成，主要作用是让原料中的空气通过透气栅释放出去，并带走一些尘杂，经静压箱输出到滤尘系统。在清梳联的产量提高后，这种设计形式不能有效提高输棉量，无法满足清梳联系统高速生产的要求。
喂棉箱新技术采用双罗拉或者无罗拉喂入，棉箱压力PID调节的设计思路，可以确保下棉箱压力的稳定性，同时采用内循环回风，始终保持集棉处于负压状态，保证棉层均匀，提高喂入棉层的稳定性；也有设计方案增大了下棉箱的负压，根据棉流集聚情况调节内循环回风，部分排入除尘机组内，使气流工作状态始终保持稳定。下棉箱梳子板采用梳针结构，下棉顺畅，不挂花，气流回风顺畅，棉箱内的正压分配棉流，负压集聚棉流。不同梳子板的对比情况见图8、图9。
图8 传统梳子板形式
图9 新型罗拉梳子板形式
2.2.6 输出罗拉的设计
为使堆积在下棉箱过棉通道中的原料能顺利喂入梳棉机，传统喂棉箱在出口部位设有一对输出罗拉，并通过与梳棉机给棉罗拉连接的链传动，选用适当的牵伸比保持运行同步，实现棉层顺畅地喂入梳棉机。但是这种形式输出的原料与导棉板之间的摩擦阻力较大，容易出现喂棉不畅等现象。振动板加罗拉输棉，不适应高产清梳联，目前已经被淘汰。
喂棉箱新技术采用等直径罗拉输棉、不同径罗拉输棉、纤维自重无罗拉输棉等形式。等罗拉直径采用双罗拉输出，控制纤维能力强，输出稳定，见图10；不同径罗拉输棉采用前小后大配置，避免棉层拱起和出现意外牵伸现象，见图11；下棉箱出棉部分采用双面梳针排风，落棉更通畅，确保筵棉均匀度，进一步提高喂入梳棉机筵棉的质量，保证了棉层横向棉层的均匀稳定重量CV%。
图10 同径双罗拉工作工作形式
图11 不同径出棉罗拉工作形式
2.2.7 棉箱一体化减少输棉流程
传统的给棉箱采用双节给棉，分为上下棉箱以及输送棉道等组成，输送棉流棉道长，同时经过罗拉的控制造成棉流拥堵，不能适应高速高产。
新型一体化棉箱技术将棉箱下端的输出罗拉与梳棉机的喂棉罗拉合二为一，解决了输出罗拉与梳棉机给棉罗拉之间的意外牵伸。自调匀整采用多维匀整控制技术进行一体化集中控制，集棉箱压力检测、梳棉机长短片段检测、棉箱及梳棉机给棉控制等技术于一体，无障碍输送棉流，可有效减少缠堵现象，具有控制精度高、稳定性好、操作简单等优点，高产梳棉机的生条内不匀率≤1%，见图12。
图12 一体化棉箱
2.2.8 棉箱积极喂入风机集棉系统
传统棉箱集棉系统原料在吹气下落后堆积后，依靠气流栅或者网眼板下泄集棉，容易出现气流分布不匀，棉层集聚等问题。
喂棉箱新技术下棉箱采用积极吸风集棉，内部气流稳定，全梳针开松辊柔和开松，减少了棉结；梳针刺辊针布的使用寿命更长，机器停车时间减少，棉层结构均匀，重量CV值稳定，用喂棉箱压力控制取代传统光电控制，喂棉时精确控制筵棉重量，筵棉重量不匀率CV%达到最小。见图13、图14。
图13 积极风机集棉装置
图14 全梳针开棉损伤纤维少
三、清梳联喂入棉箱的发展趋势
3.1 喂棉箱与刺辊给棉一体化、智能化
喂棉系统数字化、高速化、高产化、连续化是发展方向。目前棉箱在清梳联联混合环匀整系统中的作用较为明显，具有输入信号筵棉厚度、输出信号喂棉罗拉速度、给棉罗拉输出信号等多个检测点，是智能化棉箱发展的切入点。清梳联喂入棉箱通过通信控制、监控及协调调节系统，监控吸风系统、压缩空气系统等的信号，联合特殊传感器实现无缝质量监控，喂棉时监控棉网厚点与金属异物，持续监控生条质量，集中智能控制系统时刻检测上棉箱喂入棉层的状态，同时对棉网质量进行检测，识别干扰及显示最佳原料准备情况，实现智能化生产，见图15。
图15 智能化棉箱匀整示意图
3.2 连续喂给棉柔和开松一体化
清梳联连续喂给采用PID计算机联合控制，在气流压力作用下实现稳定的喂入，同时开松罗拉实现柔和开松，减少短绒损伤，获得小的纤维束和较均匀的棉层结构，这是清梳联喂棉箱的发展方向。
3.3 喂棉箱开松预梳功能一体化
喂棉箱设备一般装在开清设备末端梳棉机的初始段，在喂棉箱之后，杂质和棉块的体积直接影响梳棉的梳理质量及匀整效果，因此棉箱的开松罗拉采用梳理化配置，加大梳针工作角度，提高开松效果，或者采用锯齿针布并适度降低开松辊速度，增加开松和预梳理的功能，实现开松和预梳的一体化，也是今后的发展趋势之一。
四、利用喂棉箱新技术优化传统喂棉箱的探讨
4.1 改进打手梳针排数，提高开松质量
传统喂棉箱的开松打手植有四排螺旋状排列的角钉，目前发展为6-10排螺旋打手，同时转速较高，纤维得到充分开松。实践中，将四排结构改为8排结构，增加对棉簇的开松能力，成纱切疵率降低了15%，有效提高了梳理质量。
4.2 提高打手速度，增加开松效果
新型喂棉箱打手速度的发展趋势，是通过高速度实现预梳理，提高开松效果。现代清梳联在产量和质量要求提升的情况，适当提高传统棉箱的打手速度，增加对纤维的开松效果，对提高成纱质量和排除杂质有明显的效果。实践中，针对机采棉含杂高、短绒多的情况，将棉箱的打手速度由630r/min提高到810r/min，C18.2tex成纱质量得到了明显改善。具体对比指标见表2。
表2 喂棉箱打手速度提高效果对比
4.3 棉箱喂入开松输出系统综合利用有待提高
对连续喂给的气压式棉箱来说，气流控制、检测方便是发展的方向，但是棉气比负压检测的基础数据来源需要进一步设计，以减少喂入棉层的不稳定性。
对棉层抓取、开松不匀以及喂入后原料体积的大小等都需要加强研究，尽可能地减小梳棉喂入原料块体积，以减少梳棉机后部的梳理负荷。
在棉箱的开松部分，给棉、棉流分布、提高开松度三者为一体，目前输出部分采用积极气流集棉后较为稳定，但开松与给棉部分的棉束质量有待进一步研究，尽可能保证纵横向棉层均匀喂入、开松充分、输出均匀、集棉稳定。
4.4 增加给棉量，改善棉箱原料的分布状态
在采用传统的振动式棉箱加工化学纤维时，容易出现纤维层横向不匀，棉箱内原料高度不一致等现象，采用增加给棉量和加快打手速度的措施，可以使棉层横向、纵向均匀度得到一定的改善。
五、结语
清梳联喂棉技术的创新，主要是在给棉罗拉保证握持均匀，打手形式保证开松效果，上下下棉箱棉道减少输出棉道，控制揉搓造成的棉结，输出罗拉保证喂棉均匀不缠不绕，集棉方式采用积极集棉，下棉箱气流回风内循环封闭运行等方面进行优化和创新，以实现喂棉均匀、质量稳定的目的。
国内外清梳联喂棉箱数字化、高速化、高产化、连续化是发展趋势，同时提高梳理效果、加大排杂、系统匀整智能化、棉箱梳理喂给一体化方面将会呈集成发展态势，以适应清梳联高效智能的发展需要。
来源：陈玉峰、光山白鲨针布有限公司
编辑：中国纱线网新媒体团队
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