對(duì)位芳綸絲束上油機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

高占勇，馬靜陽

(邯鄲宏大化纖機(jī)械有限公司，河北 邯鄲　056046)

?

對(duì)位芳綸絲束上油機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

高占勇，馬靜陽

(邯鄲宏大化纖機(jī)械有限公司，河北 邯鄲056046)

摘要：為了增加對(duì)位芳綸絲束中單絲間的抱合力，減少表面靜電效應(yīng)，提高成品纖維的紡織加工性能，闡述了摩擦式上油機(jī)和噴嘴式上油機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、性能特點(diǎn)及不足，介紹了新型對(duì)位芳綸絲束上油機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理。指出：新型對(duì)位芳綸絲束上油機(jī)集合了摩擦式上油機(jī)和噴嘴式上油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，有效避免了二者的缺陷，絲片上油量易控制且上油均勻性好、速度較快，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)少、制造成本低，油劑不易飛濺且利用率高，使用維護(hù)方便、可靠性好、應(yīng)用范圍廣，滿足了對(duì)位芳綸絲束的上油工藝要求。

關(guān)鍵詞：上油機(jī)；對(duì)位芳綸；摩擦式；噴嘴式；改進(jìn)設(shè)計(jì)

0引言

對(duì)位芳綸是一種具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫等性能的纖維，廣泛應(yīng)用于國(guó)防軍工、土木結(jié)構(gòu)工程、航天航空、機(jī)電、建筑、汽車、體育用品等多個(gè)領(lǐng)域，具有不可替代的優(yōu)越性[1-4]。隨著國(guó)內(nèi)對(duì)位芳綸紡絲工藝的不斷成熟，對(duì)位芳綸紡絲設(shè)備的性能已經(jīng)成為影響紡絲工藝的重要因素之一。上油機(jī)是對(duì)位芳綸紡絲生產(chǎn)線上的一種重要設(shè)備，它位于烘干機(jī)之后，對(duì)從烘干機(jī)中出來的絲束進(jìn)行上油，以增加絲束中單絲間的抱合力，減少表面靜電效應(yīng)，從而提高成品纖維的紡織加工性能。目前，國(guó)內(nèi)常見的對(duì)位芳綸絲束上油機(jī)的結(jié)構(gòu)，還不能充分發(fā)揮出其應(yīng)有的性能，需要進(jìn)一步改進(jìn)完善。

1現(xiàn)有對(duì)位芳綸絲束上油機(jī)結(jié)構(gòu)分析

對(duì)位芳綸絲束上油機(jī)通常分為摩擦式上油機(jī)和噴嘴式上油機(jī)兩種。

1.1摩擦式上油機(jī)

圖1為摩擦式上油機(jī)結(jié)構(gòu)示意。該機(jī)由齒輪箱、導(dǎo)絲輥、上油輥、上油槽、防護(hù)罩以及與上油機(jī)配套的減速電機(jī)、油劑箱、泵閥管路等組成。其中，齒輪箱由Q235-A鋼板焊接而成，其操作面有不銹鋼材質(zhì)的防護(hù)面板。齒輪箱用于安裝減速電機(jī)、導(dǎo)絲輥、上油輥、上油槽等零件。導(dǎo)絲輥和上油輥都采用了0Cr18Ni9不銹鋼焊接結(jié)構(gòu)，輥體外表面鍍梨皮鉻。上油槽和防護(hù)罩由0Cr18Ni9鋼板焊接而成[5-9]。每個(gè)導(dǎo)絲輥都配備1臺(tái)減速電機(jī)，導(dǎo)絲輥與相臨的上油輥通過齒輪進(jìn)行嚙合傳動(dòng)，兩者轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。

1.1.1工作原理

在圖1中，絲束從摩擦式上油機(jī)右下方進(jìn)入，先繞過第1個(gè)導(dǎo)絲輥，然后依次在兩個(gè)上油輥輥面摩擦上油，最后繞過摩擦式上油機(jī)左上方的導(dǎo)絲輥，完成絲束上油工作。兩個(gè)導(dǎo)絲輥的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與絲束走向相同。兩個(gè)上油輥分別位于絲束的左側(cè)和右側(cè)，它們的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與絲束走向相反，這種排布形式可以滿足絲束雙面上油的工藝要求。上油槽位于上油輥正下方，槽內(nèi)盛有油劑，上油輥的部分輥面被油劑液面浸沒。當(dāng)上油輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，油劑沾到輥面上，并通過上油輥與絲束的摩擦將油劑沾到絲束上。為防止油劑飛濺，每個(gè)上油槽都配備了一個(gè)防護(hù)罩。

1.1.2性能特點(diǎn)

摩擦式上油機(jī)是一種用途比較廣泛的通用型上油機(jī)，可以給多種類型的纖維上油，但是具有上油量不易控制、上油均勻性較差、上油速度慢、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)多等缺點(diǎn)。實(shí)踐證明，這種上油機(jī)比較適用于在最高絲速為100 m/min的低速對(duì)位芳綸生產(chǎn)線上，而不適于中、高速運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.2噴嘴式上油機(jī)

圖2為噴嘴式上油機(jī)結(jié)構(gòu)示意。該機(jī)由機(jī)架、導(dǎo)絲輥、噴油嘴、接油盤以及與上油機(jī)配套的油劑箱、泵閥管路等組成。在圖2中，機(jī)架通常由0Cr18Ni9型鋼焊而成，用于安裝導(dǎo)絲輥、噴油嘴和接油盤。導(dǎo)絲輥和接油盤都采用0Cr18Ni9不銹鋼焊接結(jié)構(gòu)，輥體外表面鍍梨皮鉻。噴油嘴的材質(zhì)為高純度陶瓷，其數(shù)量由絲束數(shù)量決定，有多少根絲束就需配備多少個(gè)噴油嘴。每個(gè)噴油嘴上都有一個(gè)V形槽，V形槽側(cè)壁上又有若干個(gè)小噴油孔，這些小噴油孔通過噴油嘴上的大進(jìn)油孔與上油管路相聯(lián)。

1.2.1工作原理

在圖2中，絲束上油相對(duì)簡(jiǎn)單，絲束從噴嘴式上油機(jī)右側(cè)進(jìn)入，經(jīng)過噴油嘴上油后，從上油機(jī)左側(cè)出去。當(dāng)絲束從噴油嘴上V形槽內(nèi)經(jīng)過時(shí)，來自小噴油孔的油劑呈水平且垂直于絲束的方向噴向絲束，從而完成絲束的上油工作。噴油嘴的進(jìn)油通過上油管路供應(yīng)，從噴油嘴上流下來的油劑通過接油盤、回油管重新流到油劑箱內(nèi)。

1.2.2性能特點(diǎn)

噴嘴式上油機(jī)具有上油量容易控制、上油均勻性好、上油速度快、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)少(只有油劑泵需要配備減速電機(jī))等優(yōu)點(diǎn)，但其仍具有油劑易飛濺且一次性利用率低等缺點(diǎn)。實(shí)踐證明，這種上油機(jī)較適用于最高絲速為300 m/min的高速對(duì)位芳綸生產(chǎn)線。如果絲速進(jìn)一步提高，就需相應(yīng)提高噴油嘴的噴油速度，這不僅會(huì)影響上油的精度，還會(huì)加劇油劑飛濺，造成環(huán)境污染。另外，如果絲速太高，絲束上攜帶的多余油劑也會(huì)因飛濺而造成環(huán)境污染。

2對(duì)位芳綸絲束上油機(jī)的改進(jìn)

為了解決摩擦式上油機(jī)和噴嘴式上油機(jī)存在的問題，在借鑒這兩種上油機(jī)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種新型對(duì)位芳綸絲束上油機(jī)，結(jié)構(gòu)如圖3所示。

新型上油機(jī)相對(duì)于上述兩種機(jī)型有很大改進(jìn)，由底座、箱體、上油輥、上油槽、噴油管、噴油管支桿、U形定位塊、鉸接點(diǎn)、減速電機(jī)以及與該上油機(jī)配套的油劑箱、泵閥管路等組成。在圖3中，底座和箱體由Q235-A鋼板焊接而成，其操作面有不銹鋼材質(zhì)的防護(hù)面板。箱體用于安裝減速電機(jī)、上油輥、上油槽和噴油裝置。上油輥為0Cr18Ni9不銹鋼焊接結(jié)構(gòu)，輥體外表面鍍梨皮鉻。上油槽也是0Cr18Ni9不銹鋼焊接結(jié)構(gòu)，下部有進(jìn)油口和回油口，上油槽結(jié)構(gòu)形式與圖1的相同，但是比圖1中的上油槽寬很多，收集油劑和防止油劑飛濺的效果也更理想。根據(jù)對(duì)位芳綸絲束上油工作環(huán)境需要，噴油裝置中的噴油管、噴油管支桿、U形定位塊、鉸接點(diǎn)等也必須由0Cr18Ni9不銹鋼制造。噴油管為中空結(jié)構(gòu)，它位于上油輥正上方，兩者之間有10 mm的縫隙。噴油管上部有進(jìn)油口，下部有一排噴油孔。噴油管支桿與噴油管焊為一體，能以鉸接點(diǎn)為中心進(jìn)行擺動(dòng)，圖3中所示位置為噴油管工作時(shí)的位置，此時(shí)噴油管支桿依靠U形定位塊定位。

2.1工作原理

上油機(jī)工作之前，先讓對(duì)位芳綸絲束以生頭速度從上油輥上方(貼著輥面)水平通過，然后將噴油管擺到圖3所示位置上，即絲束從上油輥和噴油管之間10 mm寬的水平縫隙中穿過。由于對(duì)位芳綸絲束一般都比較薄，因此絲束上表面與噴油管下部的噴油口之間會(huì)保持一定距離。一切準(zhǔn)備就緒后，啟動(dòng)減速電機(jī)，減速電機(jī)通過聯(lián)軸器、傳動(dòng)軸將動(dòng)力傳遞給上油輥，并帶動(dòng)上油輥以生頭轉(zhuǎn)速順著絲束的走向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。隨后，通過油劑泵分別向上油槽、噴油管內(nèi)通入油劑。上油輥的部分輥面被上油槽內(nèi)的油劑浸沒，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)油劑就會(huì)沾到輥面上，并通過上油輥與絲束的摩擦將油劑沾到絲束的下表面上。噴油管內(nèi)通入油劑后，下部噴油孔開始往絲束上表面噴灑油劑。絲束生頭工作完成后，將絲束速度提高到正常開車速度，同時(shí)相應(yīng)提高上油輥轉(zhuǎn)速和油劑供應(yīng)量，使之與絲束正常開車速度相適應(yīng)。

2.2性能特點(diǎn)

改進(jìn)后的上油機(jī)集摩擦式上油機(jī)和噴嘴式上油機(jī)長(zhǎng)處于一身，具有以下優(yōu)點(diǎn)：① 絲片的上油量容易控制，上油均勻性好；② 上油速度較快，可達(dá)350 m/min；③ 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)少，制造成本低；④ 油劑不易飛濺，油劑利用率高；⑤ 使用和維護(hù)方便，可靠性好；⑥ 應(yīng)用范圍廣，除了對(duì)位芳綸絲束外，還能給其它品種纖維絲束進(jìn)行上油。

3結(jié)語

目前，改進(jìn)后的對(duì)位芳綸絲束上油機(jī)已經(jīng)在儀征化纖、北京國(guó)能兩家化纖廠的生產(chǎn)線上應(yīng)用。從現(xiàn)場(chǎng)使用情況看，該上油機(jī)有效避免了摩擦式上油機(jī)和噴嘴式上油機(jī)的缺陷，且使用、維護(hù)方便，可靠性好，在使用過程中取得了良好的上油效果，滿足了對(duì)位芳綸絲束的上油工藝要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李曄.對(duì)位芳綸的發(fā)展現(xiàn)狀、技術(shù)分析及展望[J].合成纖維，2009，38(9)：1-5.

[2] 楊拯，吳清基，胡盼盼，等.芳綸1414紡絲過程中聚合體的相對(duì)分子質(zhì)量變化及其控制[J].合成纖維，2010，39(4)：14-17.

[3] 劉雄軍，佘萬能，何曉東.對(duì)位芳綸的合成及紡絲工藝研究進(jìn)展[J].合成纖維工業(yè)，2006，29(4)：52-53.

[4] 許深.中國(guó)化學(xué)纖維機(jī)械設(shè)備工業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展[J].合成纖維工業(yè)，2008，31(4)：38-39.

[5] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

[6] 鄧文英.金屬工藝學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1991.

[7] 王愛珍.工程材料及成形技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[8] 劉鴻文.材料力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2004.

[9] 戴枝榮.工程材料[M].北京：高等教育出版社，1992.

The Revised Design of the Oiler of Para-aramid Fiber Tow

GAO Zhanyong,MA Jingyang

(Handan Grand Chemical Fibre Machinery Co.,Ltd.,Handan 056046,China)

Abstract:In order to increase para-aramid fibre filament cohesion,reduce surface electrostatic effect,improve the finished fiber textile processing performance,description is done to the oilers of friction type and spraying type regarding structure,working principle,performance characteristics and the disadvantages.Introduction is made to the new oiler for the para-aramid filament regarding the structure and the working principle.It is pointed out that the new oiler is a integration of the conventional oiler of friction type and the spraying type avoiding the disadvantages of the two.It is easy to control fiber oiling amount with good oil film uniformity.It is of fast operation with less transmission mechanism,low manufacturing cost.And more,it is of oil splash resistant,high utilization rate,convenient maintenance,and good reliability,thus wide application,meeting the oiling requirements of the para-aramid fiber tow.

Key Words:oiler;para-aramid fiber;friction type;spraying type;revised design

收稿日期：2015-08-01

作者簡(jiǎn)介：高占勇(1975—)，男，河北邯鄲人，高級(jí)工程師，主要從事化纖機(jī)械設(shè)備的研發(fā)。

中圖分類號(hào)：TS152.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1001-9634(2016)02-0024-03