開清機械
正文
在紡紗加工開始階段用以松解、混和各種纖維原料並清除其中雜質疵點的機械。進入紡紗廠的纖維原料除部分散裝外，大都經過壓捆成包，其中不免有各式各樣的雜質疵點，開清機械也隨之而異。有些纖維原料的開清工作結合其他工藝進行，例如黃麻紡是在軟麻工藝過程中松解並除去部分雜質，毛紡中結合洗毛工藝除去部分塵雜。開清機械對纖維塊的開松除雜，一般是用植有角釘的帘子和滾筒將大塊纖維扯松，再在封閉罩殼內以高速迴轉的打手對扯松的纖維小塊進行打擊。分離的雜質則從封閉罩殼下部柵條狀的塵棒隙縫中逸出(見開松)。已經選配的原料，在開清機械中隨纖維的松解、併合和翻混等作用而得到較好的混合。經過開清機械的加工，紡紗原料一般由塊狀變為較小的纖維叢和纖維束，其中尚含有較小和粘附性較強的雜質，需要在以後工藝中去除。
手工紡紗時，纖維原料的開松有手工扯松、彈松、打松等方法。18世紀後期，機器紡紗得到發展，例如梳理機的套用要求餵給較鬆散和清潔的原料，這就促進了開清機械的發展。水壓機的產生和套用於纖維打包工業，更加劇了這方面的迫切性。1793年I.阿克森發明了多對滾筒的扯松除雜機，1802年J.皮爾森發明具有迴轉滾筒的打松機械，是現代開松機械的雛型。19世紀初棉紡開清機械迅速發展，其中威羅機較早套用於原棉的開松除雜。1861年F.克賴頓發明具有直立迴轉打手的立式開棉機。1876年W.洛德創造出有成卷機構的清棉機，為後來開清機械的發展奠定了基礎。此後，開清機械不斷改進，又創造出新的型式。
開清機械按加工纖維種類有開毛機、苧麻開松機、開綿機、開清棉聯合機等。其中開清棉聯合機又可根據原棉性狀，選配不同類型單元機器予以組合。加工低級毛、苧麻落麻、絲、中長化纖及短化纖時，一般也可套用類似於棉紡開清機械，組合使用。
開毛機 一般配置在洗毛工序的開洗烘聯合機中，代表性機台是三錫林開毛機（圖1 ）。它由三個角釘錫林組成。第一錫林有角釘12排，第二、第三錫林各有角釘6排，每排角釘數約為16～17枚,各排角釘交錯排列。在第一錫林前有餵毛簾和餵毛羅拉，原毛餵入後經三個錫林處理，以散狀由輸出簾輸出。塵籠的作用是排除塵屑。三個錫林同向迴轉,其轉速逐步遞增,約在270～300轉/分的範圍。在各個錫林的底部裝有塵格,以利落雜。 苧麻開松機 脫膠後的苧麻在梳麻前需要開松和撕扯,圖2為一種苧麻開松機的基本結構。有一個直徑較大的滾筒稱為錫林，在錫林上部裝有工作羅拉、剝麻羅拉，共同構成開松撕扯的主要部件。在錫林後方有給麻帘子、餵入羅拉、餵麻針輥；在錫林前方有道夫、牽伸羅拉和成卷機構。大錫林、工作羅拉、剝麻羅拉、餵麻針輥和道夫的表面都覆蓋有不同規格的針板（見針布）。 把定重的精幹麻以一定長度鋪於給麻帘子上餵入，由針輥、錫林和工作羅拉進行撕扯開松後由道夫輸出，最後繞成卷狀，稱為麻卷。部分雜質由錫林等下部落下。
開綿機 絹紡過程中用以製造綿張的機器。將廢繭廢絲扯開、混合、初步伸直並除去蛹屑、蘆草等雜質。開綿機有一直徑約 850毫米、包有彈性針布的錫林。錫林上方有工作羅拉和毛刷；在錫林的後方有帆布簾、針輥和持綿刀，用以餵給原料；在錫林的前方有剝綿羅拉，用以剝取綿張（見制綿）。
開清棉聯合機 棉紡開清機械在1920年單程清棉機問世以前為多程式。選配的各種原棉經一系列開棉機後製成頭道棉卷,為了使棉卷混和良好,將頭道棉卷4隻,疊合餵入二道清棉機,製成二道棉卷,經同法再製成三道或末道棉卷，稱為三程式。後來隨著開清機械的均勻與聯動技術的進步,才逐步縮減道數,形成開清聯合機。開清聯合機雖聯合在一起，但仍可分為開棉和清棉兩個部分。開棉部分包括抓包機、棉箱開棉機、氣流除雜機、多倉混棉機、梯形除雜機、豪豬式開棉機等；清棉部分包括雙棉箱給棉機、清棉機。開棉機械生產率很高，一套開棉機械可以供應2～3套清棉機械，中間用配棉器聯接。
抓包機 是60年代出現的機器，用以代替人工抓取棉包中的原棉,圖3為抓包機的一種型式。它由抓棉小車，輸棉管和地軌等組成。抓棉小車主要有打手和肋條等機件,隨抓包機中心軸迴轉。拆包後的原棉,按選配比例布置在中心軸周圍的工作地上。抓包小車藉助肋條壓緊纖維包表面，當小車繞中心軸轉動時，車中打手刀片自肋條之間逐包抓取纖維塊，將原棉抓松成為小塊。小車轉動一周后，由升降機構將小車下降一定距離，以便繼續抓取。抓取的纖維塊由風扇
通過管道吸到凝棉器的網眼塵籠上，以混合原棉餵給下台機器。 棉箱開棉機 主要特徵是具有容量較寬敞的棉箱和角釘簾機構，如混棉給棉機、棉箱給棉機、回花給棉機、毛紡中的餵毛機等均屬此類。棉箱開棉機（圖4 ）中混合原棉由水平簾以慢速輸向快速的傾斜角釘簾，棉層被角釘所抓取，向上輸送到均棉滾筒處，由於兩者隔距很小,棉塊為均棉滾筒扯開,只允許掛在角釘上的小棉塊通過，而將較大的棉塊重行送回棉箱中。被角釘帘子抓取的小棉塊為高速的剝取滾筒剝下，進入下一台機器。剝取滾筒下有塵棒，可以排除雜質。棉箱中的存棉量增多或減少時，可以推動搖板或直接用光電控制餵給機構，從而使棉箱內原棉存量基本穩定，使輸出棉量保持一致。 氣流除雜機 利用高速氣流的作用使雜質從松解狀態下的纖維中除去。這是20世紀60年代發展的新機種，特點是加工時可用纖維散失較少。中國製造的氣流除雜機是由棉箱開棉機和高速氣流噴口兩部分組成。原棉經棉箱機3個打手的自由打擊後,松解的棉流進入矩形截面的壓縮管道，管道截面積後大前小，棉流由增壓風扇吹送，到達前端時具有50米/秒以上的高速，經過120°有噴口的急彎矩形管。雜質因慣性大，在高速氣流中不易變換方向而從噴口逸出，棉纖維因慣性小，能隨高速氣流通過上矩形管輸出機外進入凝棉器完成除雜作用。
多倉混棉機 適宜於紡紗工序簡短、半制品併合機會少和原料差異較大情況下套用，以增進混和作用。機器有6～12個棉倉，原棉按先後次序逐個餵入,由各倉同時輸出，產生混和作用。
梯形除雜機 是一種自由打擊式、對纖維損傷較少的高效除雜機,套用較為普遍。這種機器（圖5）一般有 6個平行的角釘滾筒，以45°～60°傾斜排列。每個滾筒裝有 4排稀疏的角釘棒，下方配有塵格。原棉由機器下方進入第一滾筒，受角釘棒的打擊，經過塵格排除雜質，並進一步為迴轉方向相同的第二角釘滾筒所剝取和開松。纖維材料經 6隻滾筒的重複作用後輸出機外。 豪豬式開棉機 是具有豪豬錫林的開棉機。豪豬錫林俗稱亂刀打手，一般有16個左右鋼板圓盤分裝在水平軸上,每個鋼板圓盤鉚有12個扁鋼刀片,每個刀片在盤上彎成不同形狀在錫林每一迴轉中，對餵入棉層上軸向各點均能進行打擊,產生開松作用（圖6），打松後的纖維原料，沿著打手和塵棒圓周向前輸送，並受到打手和塵棒再次作用，最後由凝棉器、風扇產生的氣流引出機外，雜質則由塵棒的隙縫中排除。 清棉機 由打手室和成卷裝置等組成，一般用雙棉箱給棉機餵給。雙棉箱給棉機類似於棉箱開棉機，但具有前後儲棉箱，使餵給打手的棉層比較均勻。打手可以有不同形式，如刀片式、梳針式或混合式,如圖7所示。打手對由天平羅拉餵入的棉層打擊，打手下圍有塵棒，塵雜由此落下。打松後的纖維束由風扇產生的氣流吸附在塵籠表面，由剝棉羅拉剝下，形成棉層向前輸送。天平羅拉下面，有天平桿等組成的均勻調節裝置。成卷裝置將塵籠輸出的棉層經緊壓羅拉壓緊，導向棉卷羅拉，將棉層卷在棉捲軸上做成棉卷。落卷、拔卷、生頭等動作全由自動機構完成。 開清棉聯合機的組合 根據纖維原料種類等級和含雜內容的不同，開清棉聯合機可以選用不同種類的機器和打手形式組合使用。在聯合機中裝有塵棒，以除雜為主要目的的每一台開棉或清棉機，稱為一個除雜點。處理高含雜原棉時，一般設定4個除雜點,而其中1～2個除雜點設有間道裝置，若加工等級較高的原棉時，可以跳過不用。除雜點的調節一般在開棉部分機械中進行。清棉部分機械通常只有一個除雜點。組合有下列幾個原則：①聯合機中不宜重複使用同一種機台。②開松作用宜由緩到強,以減少纖維損傷。③為避免雜質碎裂後分散,以致不僅不易除去，反而增加雜質的粒數，不宜過早使用給棉羅拉加壓打松原棉的機器。④轉杯紡用的開清棉聯合機，常裝有比較高效的除塵機，以排除細小塵雜，避免在轉杯中凝集而引起斷頭。
化學纖維僅需除去疵點，但由於化纖摩擦係數較大，容易扭結，需要加強開松、混和，宜採用有梳針式鋸齒的打手。當混用多種化纖時混和比例應嚴格控制，可使用稱量棉箱機按比例餵給，或加用多台抓包機，或小量混棉，並在開棉部分機械中運用多倉混棉機。加工原棉與加工化纖的開清棉聯合機的一般組成見圖8 。 清梳聯合機 棉紡工程中將開清棉機和多台梳棉機以一定的設備聯合起來，可免除成卷、運卷、換卷等工作。聯合的主要設備是配棉系統和餵棉裝置。原棉經開清棉聯合機加工後不再成卷，最後的清棉機沒有塵籠和成卷機構，而餵給裝置的打手一般用梳針打手或鋸齒滾筒，有時稱為散纖維餵給機。
配棉系統由方形輸棉管與多個配棉斗組成。配棉斗下方為餵給裝置。餵給裝置有各種形式，其主要作用是儲存由配棉斗落下的棉塊，稍加開松後以一定的量餵給梳棉機。
配棉管輸送的原棉，順序分配給各台梳棉機的餵給裝置後，如果有多餘的原棉，則由回棉管送回到儲棉箱，或散纖維餵給機中。有的配棉系統因餵給裝置採用氣壓等控制，可以沒有回棉。
為了適應原料多樣化和紡紗改變品種的需要，開清機械須有更多的靈活性，例如清梳聯合機不宜聯接較多的梳棉機，應有更好的調整裝置和調節系統，並提高自動化程度，如改進自動吸落棉系統等。
