1996年以后,由中国农业机械化研究院汲取国外滚刀轧花机的经验,自主研究出了国产滚刀式皮辊轧花机,并逐步取代了冲刀式皮辊轧花机。
    滚刀式皮辊轧花机与冲刀式皮辊轧花机在结构上有所不同。它用针刺滚筒代替了输送松化辊,用加速辊替代了推花板,用滚刀代替了冲刀,用棉子栅替代棉子梳。结构上的改变,减少了设备的震动,使设备工作稳定,调整方便,工作效率更高。
    (一)滚刀皮辊轧花机的特点
    滚刀式皮辊轧花机的主要部件是皮辊、定刀、滚刀。皮辊的表面应粗涩且富有弹性。因为滚刀式皮辊轧花机是利用皮辊对棉纤维的摩擦作用施加牵引力于子棉纤维,在另一方向上“用滚刀冲击棉子”对棉子施加冲击力。在作用方向不同的摩擦力及冲击力的共同作用下,纤维与子棉分离,完成轧花工作。由于子棉上的纤维具有天然螺旋状卷曲,故皮辊表面与棉纤维之间的摩擦系数较大。当棉纤维以一定的压力与皮辊表面接触时,两者便相互抱合,产生摩擦作用。
    当皮辊表面对棉纤维的摩擦力足够大时,纤维就能随皮辊表面运转。棉子上的纤维是相互抱合缠绕的,因而棉纤维能连续不断地被皮辊牵引。当皮辊牵引的棉纤维到达定刀口时,借助皮辊的弹性及棉纤维的柔细通过定刀口。由于定刀紧贴皮辊表面,使棉子阻留在定刀口。此时定刀口内的纤维被拉直,随即与皮 辊表面产生相对滑动。滚刀高速旋转,不断冲击滞留在定刀口的棉子,在动刀与定刀的共同作用下,纤维与棉子分离。脱离了棉子的纤维继续随皮辊前移,转过一定角度被气流吸走,进入皮棉管道。
    从上面的原理可知,增加定刀对皮辊表面的摩擦力,就能增加皮辊表面对纤维的摩擦力,纤维更容易脱离棉子。所以增大定刀对皮辊表面的压力,皮辊对棉纤维的牵引力就强,产量高。
    定刀对皮辊表面压力太大时,皮辊表面的温度急剧升高,皮辊易磨损,纤维通过定刀口时其上面的蜡质层被破坏,轧出的皮棉色泽暗淡无光,有时甚至可能刮下棉子上的短绒和棉子表皮。而定刀口对皮辊表面压力过小,会使产量下降,杂质易随皮棉通过定刀口,使皮棉含杂增高,产生的小花头也多。因此,皮辊轧花不同于锯齿轧花,滚刀皮辊轧花机易产生小花头,同时,轧后皮棉形成片状,子棉中的杂质轧后容易压进皮棉棉片中,不易清理。为了解决这些问题,滚刀皮辊轧花工艺的布局应不同于锯齿轧花工艺的布局。
    (二)滚刀皮辊轧花工艺的布局
    1.小花头回收
    滚刀皮辊轧花工艺的设计首先要考虑小花头的回收问题。因为目前市场上销售的滚刀式皮辊轧花机,不论是国产的还是进口的,其共同点就是落小花头较多(正常在10%左右)。
    如果对这部分小花头置之不理,将影响以后的加工环节,也会造成企业的经济损失。为了解决这个问题,在工艺中应配置小花头回收机,使小花头回收之后重新进入配棉绞龙,进入皮辊轧花机。
    2.皮棉清理
    传统的锯齿棉清理是在锯齿轧花之后将松散的皮棉直接进入锯齿式皮棉清理机;或者先进入气流式皮棉清理机,然后进入锯齿式皮棉清理机。而皮辊棉的清理却不适合用这种方法,由于皮辊棉的形态是片状的,皮棉中的细小杂质被压进皮棉棉片中,不易清理。皮辊棉的清理过程分3个阶段。
    (1)滚刀式皮辊轧花机轧后的棉片汇集到集棉机,然后进入长绒棉清理机,最后进入气流式皮棉清理机。由于皮辊轧花机产量较低,落小花头较多,可采用多台并联使用。皮棉的清理是集中清理,因此各皮辊轧花机产生的片状皮棉应先汇集进集棉机,经集棉机后,片状皮棉压得更紧。
    (2)从集棉机出来的皮棉进入长绒棉清理机,长绒棉清理机不损伤纤维,该过程只是用滚筒将片状皮棉轻轻打松,将细粉状的杂质和极细小的微粒除去。
    (3)从长绒棉清理机出来的松散的皮棉进入气流式皮棉清理机,任何难于清理的大杂质都可通过气流式皮棉清理机清除。
    3.棉子的传送方式
    滚刀式皮辊轧花机轧下的棉子在传送过程中,应尽量避免用斜绞龙和立绞龙。因为滚刀式皮辊轧花机轧下的棉子中含有10%左右的小花头,这些类型的绞龙易将小花头上的棉纤维缠绕成绳状,不利于小花头的回收,造成棉纤维的损失。应尽量用风力吸子,这样子棉中的小花头才不会造成纤维的缠绕和损失。
    4.保证压缩气体的干燥和清洁
    由于皮辊轧花机关键件———皮轴的动作是靠气路控制的,因此从空气压缩机产生的压缩气体进入汽缸之前要经过多次过滤,保证气体的干燥和清洁。由于我国冬季气候比较寒冷,尤其是新疆地区,冬季气温在-20°以下,空气压缩机产生的压缩空气中含有水蒸气,经过主管路、各分支管路时,由于压缩气体的温度下降,会使气体中水蒸气凝结甚至冻结,造成各气动元件冻结而导致动作失灵,甚至损坏,造成整个气路系统的故障,从而影响整个工艺系统中各设备的正常运转,使整个工艺系统处于瘫痪状态。不清洁的压缩空气还会造成各气动元件的磨损和毁坏,影响皮辊轧花机的正常工作,使整个工艺系统瘫痪。
    目前,单台轧花机增加了自动喂花系统、清理系统、机电气(液)一体自动微电脑轧花系统。