ZLHV909型涤纶短纤维后处理联合机工艺流程及技术特征

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　　摘 要：本文简要介绍了日产200t涤纶短纤维后处理联合机的工艺流程及其特点。该联合机的几条生产线在用户厂一次开车成功。生产实践证明，其运转平稳，产品质量稳定、可靠，完全达到用户满意度，是同等规模联合机中性价比较高的一种。
　　关键词：涤纶短纤维;后处理联合机;工艺流程;技术特征
　　中图分类号：TQ342.206 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）04-0054-03
　　ZLHV909 Polyester Short Fiber Reprocessing Process Flow and
　　Technical Characteristics of Combination Machine
　　ZHU Yuanyuan
　　（Zhengzhou Textile Machinery Engineering Technology Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450000）
　　Abstract： This paper briefly introduced the technological process and characteristics of the 200 t PET staple fiber post-treatment combined machine. Several production lines of the combined machine were successfully started in a user's factory at one time. The production practice had proved that it ran smoothly， the product quality was stable and reliable， and it could completely meet the customer satisfaction. It is one of the high cost-effective types of combined machines of the same scale.
　　Keywords： polyester staple fibers;post-treatment combined machine;process flow;technical characteristics
　　随着技术的进步，化纤设备不断推陈出新，逐渐朝着大型化、自动化方向发展。20世纪末、21世纪初，国内先后引进大容量涤纶短纤维后处理联合机几十条线。为满足市场需求，郑州纺机工程技术有限公司从2003年开始致力于日产200t后处理联合机的开发和研制。其在调研国际知名的Zimmer、Neumag等公司设备的基础上，消化吸收引进设备的先进技术，并结合自身二十多年设计制造化纤设备的经验和国内实际情况，扬长避短，开发了大容量的ZLHV909型涤纶短纤维后处理联合机。
　　1 ZLHV909型涤纶短纤维后处理联合机的用途
　　本联合机是把由纺丝机纺出的伸度大、强度低、不具备纺织加工和服用性能的初生纤维，经过一系列的牵伸、热定型、上油、卷曲、切断等加工处理，使之成为具有所需要强度、伸度等实用价值的纤维[1-4]。
　　2 ZLHV909型涤纶短纤维后处理联合机的流程
　　2.1 流程
　　集束架→导丝架→导丝机→浸浴槽→第一牵伸机→水浴牵伸槽→第二牵伸机→蒸汽加热箱→紧张热定型机→蒸汽闪蒸系统→丝束冷却机→第三牵伸机→叠丝机→三辊牵引机→张力架→卷曲预热箱→卷曲机→铺丝机→上油机→松弛热定型机→导丝架→导向辊→曳引张力机→切断机→分料器→打包机→成包输送装置（见图1）。
　　具体分析如下。
　　①丝束从四列盛丝桶引到集束架，其中2列使用，2列备用。丝束张力可调，乱丝、尾丝可经检测器检测。
　　②丝束从集束架出来，分成三股，铺成三片，进行牵伸。为使丝束铺成一定宽度和厚度均匀的丝片[3]，首先经过导丝机进行整束。导丝机共7只导丝辊，均为主动。
　　为防止丝束在牵伸过程中相互摩擦产生断头，应使丝束润滑并抗静电，故整束后的丝束首先在浸浴槽中浸浴，然后进入牵伸工序。
　　③牵伸工序：该套设备有三台牵伸机，分两段进行牵伸。
　　第一段牵伸：在第一牵伸机和第二牵伸机之间，牵伸温度约为79～90℃，在水浴牵伸槽进行。第一段牵伸比约占总牵伸比的80%～85%[5]。
　　第二段牵伸：在第二牵伸机和紧张热定型机之间。为达到牵伸所需的温度，丝束需经过蒸汽加热箱。
　　④丝束从紧张热定型机出来后，冷却喷淋机向经过热定型处理的丝束双面均匀的雾状喷油，并由吸风箱排风将丝束冷却。丝束由第三牵伸机牵引进入叠丝机。叠丝机将三片丝束汇集成均匀的一片。叠丝是由在水平方向可在一定范围内调节角度的罗拉来实现的，满足工艺所需的宽度。
　　⑤叠合后的丝束经蒸汽预热箱进入卷曲机，卷曲是通过填塞箱来实现，从而赋予成品纤维在后续加工中的良好性能。丝束进入卷曲机进行卷曲加工，以提高纤维的抱合力和摩擦系数，改善手感，增加弹性。
　　⑥卷曲后的丝束经上油装置上油，由铺丝机将丝束均匀地铺放在松弛热定型机的链板上，对丝束进行烘干。
　　⑦烘干后的丝束再经导丝架、导丝辊、曳引张力机动态调节张力后，送入切断机。切断机理论切断长度为38mm。切断后的纖维经风送系统进入打包机。
　　⑧联合机传动。采用多单元变频传动，传动系统主回路直流侧采用DC bus直流共母线方式同时给逆变器供电，解决设备运转中的倒拖问题;交流侧采用单元逆变器，电机采用闭环控制，制动系统采用电阻制动及电磁抱闸等技术，保证系统九单元的传动电机同步运行，牵伸比调节精确、方便，可靠，丝束张力稳定。 　　⑨电气控制系统。整机自控由FCS集散控制系统构成。配置PLC及CPU作为PROFIBUS-DP主站之一。配置从站完成现场各机台蒸汽压力，压缩空气压力，温度、绕辊、润滑站、紧张移门等开关量，模拟量信号的检测、控制、连锁、报警等功能及风机、泵类等辅助控制。
　　设置操作控制站，作为PROFIBUS-DP主站之二的PC（上位机、打印机），主要功能是工艺流程和数据显示、集中操作设定、处理报警、实时值和设定值记录趋势存储、故障历史及故障原因、各单机运行状态及各种工艺参数实时值和设定值的比较。同时，完成自控系统和电气传动系统的参数化、数据通讯及全自动化控制。
　　2.2 工艺流程的特点
　　①该机采用“一水一汽”的牵伸工艺，第一段牵伸采用水浴牵伸槽，可使丝束在第一次牵伸时得到充分的膨润（溶胀），降低纤维的玻璃化温度，使牵伸张力、牵伸热量低，产生毛丝的可能性小[2-6]。同时，水的热容量大，加热均匀，导热率高，牵伸点产生的热量容易散去，丝束温度易于控制，维持牵伸点的稳定，保证丝束的牵伸质量。第二段牵伸采用蒸气浴，也属于湿牵伸，可以保证大旦数、大倍率的高速牵伸，且适用于多品种生产。
　　②配置紧张定型和松弛定型两种定型方式，可根据不同工艺生产不同品种的纤维。
　　③该联合机中配置20只直径为950mm的定型辊的紧张热定型机，可对丝束高温长时间定型，降低收缩率;采用分组传动，分为三组（6+6+8），第一组作为牵伸与烘干之用，其余两组作热定型之用;分别设定不同的相对速度，可作收缩定型、等长定型或相对定型，可生产不同模量、强度、伸度的品种。加热蒸汽采用串级闪蒸装置，即2.5MPa蒸汽首先通入最后一组，冷凝液经闪蒸进入前一组，依此类推，第一组出来的冷凝液闪蒸后的低压蒸汽并入低压蒸汽网供其他机器利用，使热能得到充分利用，节省能源，减少生产成本。辊子采用夹套式结构，克服了传统虹吸管式冷凝水排出不利、导热不良、各辊面[3]温度不均匀、影响热定型效果的缺点[3-7]。
　　④卷曲机前和切断机前配置新型张力装置，丝束张力可设定显示，自动调节，通过压力传感器送出信号调整卷曲机、切断机的速度，使进入卷曲机和切断机的丝束张力保持稳定。
　　⑤单线只采用一台卷曲机和一台切断机，投资小，占地少，操作方便，运转效率高，废丝少。
　　⑥该流程是柔性的，可适应不同品种、不同模量等差别化纤维。
　　3 ZLHV909型涤纶短纤维后处理联合机的结构特点和技术特征
　　3.1 牵伸机
　　该生产线配置ZHV569A、ZHV579A、ZHV589A型三道牵伸机。每台牵伸机各配置7只牵伸辊，上三下四排列。为使牵伸辊对丝束产生足够的握持力，在每道牵伸机的进丝端牵伸辊的下方配置橡胶压辊。三道牵伸机的牵伸辊可根据用户要求配置普通结构辊子或夹套结构的辊子，夹套内可根据生产工艺通冷水或热水，以利于丝束的牵伸。
　　为防止在牵伸过程中由于断丝而产生绕辊现象，在第二、三道牵伸机上都设置了毛刷装置，以刷去牵伸辊表面的毛丝。在第二、三道牵伸机上还设置绕辊检测自停装置，当辊子表面产生绕辊现象时，可自动报警并使全线停车。
　　每道牵伸机均设置单独的润滑单元，采用强制循环润滑方式对传动齿轮和轴承润滑。
　　3.2 紧张热定型机
　　紧张热定型机由20只法兰联接悬臂式的辊筒组成。20只辊筒分成3个单元，每个单元设置有移门装置和润滑装置。第Ⅰ、第Ⅱ单元各有6只辊筒，第Ⅲ单元有8只辊筒。辊筒采用夹套结构，内通2.5MPa的饱和蒸汽，对丝束进行烘干、定长、定型处理。20只定型辊的3组蒸汽管路设计有温度检测及反馈装置，用于控制进入辊筒的蒸汽量，保持辊筒表面温度恒定。每个单元由电机通过减速器拖动输入轴齿轮，输入轴齿轮再经过中间轴齿轮、大齿轮驱动辊筒转动。电机与减速机、减速机与输入轴之间均通过弹性联轴器连接。移门装置由电机通过长轴带动两侧及中间链条，使门升降。多级限位开关保证门的任何位置的升降定位。
　　设置单独润滑装置，大流量油泵，除了对齿轮和轴承进行润滑外，还可对齿轮和轴承进行冷却，延长两者的使用寿命。
　　4 结语
　　ZLHV909型涤纶短纤维后处理联合机是在充分调研的基础上，结合我国的实际国情而开发的。该联合机的几条生产线在翔盛等用户厂一次开车成功。生产实践证明，该联合机运转平稳，产品质量稳定、可靠，完全达到用户满意程度，是同等规模联合机中性价比较高的一种。
　　参考文献：
　　[1]闻邦椿.机械设计手册[M].5版.北京：机械工业出版社，2010.
　　[2]姚穆.纺织材料学[M].3版.北京：中国纺织出版社，2009.
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　　[4]濮良贵.机械设计[M].7版.北京：高等教育出版社，2005.
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　　[6]范钦珊.材料力学[M].2版.北京：高等教育出版社，2005.
　　[7]张秉荣.工程力学[M].4版.北京：机械工业出版社，2011.
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