芳綸1414長(zhǎng)絲生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)

1、芳綸1414長(zhǎng)絲生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)高占勇邯鄲紡織機(jī)械有限公司（中國(guó)）摘要：簡(jiǎn)要介紹了芳綸1414的性能特點(diǎn)和當(dāng)前狀況。結(jié)合兩條比較成熟的芳綸1414長(zhǎng)絲紡絲生產(chǎn)線流程，對(duì)芳綸1414長(zhǎng)絲紡絲生產(chǎn)線的設(shè)備排布特點(diǎn)進(jìn)行了分析。根據(jù)這些設(shè)備排布特點(diǎn)，介紹了芳綸1414長(zhǎng)絲紡絲生產(chǎn)線上主要單元機(jī)的結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)特征及研發(fā)注意事項(xiàng)等。關(guān)鍵詞：芳綸1414，長(zhǎng)絲，紡絲，生產(chǎn)設(shè)備，單元機(jī)引言芳綸1414是一種高性能纖維，具有高強(qiáng)度高模量、耐高溫、耐酸堿、

2、質(zhì)量輕等優(yōu)良性能。芳綸1414的比強(qiáng)度是鋼絲的6倍，玻纖的3倍，高強(qiáng)尼龍工業(yè)絲的2倍；在200℃下經(jīng)歷100h，仍能保持原強(qiáng)度的75%，在160℃下經(jīng)歷500h，仍能保持原強(qiáng)度的95%。芳綸1414性能的缺點(diǎn)是壓縮強(qiáng)度和壓縮模量較低，耐潮濕和耐紫外輻射性差，表面與基體復(fù)合黏合性差。芳綸1414主要應(yīng)用在先進(jìn)復(fù)合材料、防護(hù)材料、橡膠增強(qiáng)材料、纜繩和光纜、工業(yè)織物、建筑結(jié)構(gòu)加固材料、摩擦材料和密封材料等領(lǐng)域。目前，國(guó)外只有美國(guó)杜邦公司和日本

3、帝人公司能夠進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)從20世紀(jì)80年代開始，先后進(jìn)行過多次中試研究，積累了寶貴的工業(yè)化生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，但由于其工藝過程涉及聚合、紡絲、溶劑回收三大部分，工藝要求和控制也相當(dāng)復(fù)雜，因此未見大規(guī)模批量產(chǎn)品上市。芳綸1414采用干濕法進(jìn)行紡絲。干濕法紡絲的成形方法與干法相似，但其紡絲液的表現(xiàn)黏度與熔體相近，而紡絲孔的直徑、噴絲頭拉伸倍數(shù)則與濕法紡絲相當(dāng)。目前，由于國(guó)內(nèi)各芳綸1414長(zhǎng)絲生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備和工藝要求不同，因此設(shè)備的排布形式

4、也不盡相同。本文以兩條比較成熟的芳綸1414長(zhǎng)絲紡絲生產(chǎn)線流程為例，對(duì)各流程的設(shè)備排布特點(diǎn)進(jìn)行了分析。根據(jù)這些特點(diǎn)，介紹了主要單元機(jī)的結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)特征及研發(fā)注意事項(xiàng)等。1、生產(chǎn)線流程及其特點(diǎn)1.1流程一干濕法紡絲機(jī)—浸浴式水洗機(jī)—噴淋式水洗機(jī)—噴淋式堿洗機(jī)—噴淋式高溫水洗機(jī)—多輥烘筒式烘干機(jī)—多輥烘筒式烘干機(jī)—摩擦式雙面上油機(jī)—絲束卷繞機(jī)。該芳綸1414長(zhǎng)絲生產(chǎn)線主要由紡絲、水洗、堿洗、高溫水洗、烘干、上油、卷繞等工序組成。成品長(zhǎng)絲中

5、每束絲的單絲數(shù)1000根。紡絲機(jī)共12個(gè)紡絲位，每?jī)蓚€(gè)紡絲位的間距為350mm。生產(chǎn)線的最高工藝速度走為400mm。每條生產(chǎn)線的產(chǎn)為450Ta。該生產(chǎn)線的設(shè)備特點(diǎn)為：—輥體的空間排布采臣平行輥形式；—同時(shí)采用了浸浴式水洗噴淋式水洗兩種水洗方，浸浴式水洗為初步水洗，噴淋式水洗為高效水洗，絲束整體水洗效果好；—為確保絲束的烘干效果，采用了兩臺(tái)多輥烘筒式烘干機(jī)，由于各烘干輥的軸心是相互平行的，因此這種烘干方式的烘干效率較低，設(shè)備占地空間和能耗

6、比較大；—紡絲機(jī)和浸浴式水洗機(jī)之間沒有專門配置張力機(jī)或牽引機(jī)，從紡絲機(jī)出來(lái)的絲束的牽引是靠浸浴式水洗機(jī)上的軋車來(lái)完成的。1.2流程二干濕法紡絲機(jī)—打結(jié)器—牽引機(jī)一兩輥噴淋水洗機(jī)——兩輥噴淋式堿水洗—兩輥烘筒式烘干機(jī)—油盤浸油式上油機(jī)—絲束卷繞機(jī)。該芳綸1414長(zhǎng)絲生產(chǎn)線主要由紡絲、水洗、堿洗、水洗、堿洗、烘干、上油、卷繞等工序組成。成品單絲的線密度為1.62.5dtex，成品長(zhǎng)絲中每束絲的單絲數(shù)為1000根。紡絲噴淋式水洗機(jī)一般由機(jī)架、

7、傳動(dòng)、導(dǎo)絲輥、水槽、噴淋、密封排風(fēng)等多個(gè)部件組成，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但是水洗效果比浸浴式水洗機(jī)好。噴淋式水洗機(jī)大多采用絲束雙面強(qiáng)制噴淋水洗方式。根據(jù)工藝要求和結(jié)構(gòu)形式，噴淋式水洗機(jī)一般分為多種，如常溫噴淋式水洗機(jī)（水溫不高于500C）、高溫噴淋式水洗機(jī)（水溫約為80℃）、兩輥噴淋式水洗機(jī)等。由于絲速很快，因而每臺(tái)噴淋式水洗機(jī)的水洗時(shí)一般只有幾秒鐘。所用的洗滌必須是去離子水。對(duì)于每一種芳綸1414長(zhǎng)絲生產(chǎn)線而言，其堿洗機(jī)的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、外觀、洗

8、滌時(shí)間等一般與其噴淋式水洗機(jī)的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、外觀、洗滌時(shí)間等完全相同，表面看根本沒什么區(qū)別，也就是說(shuō)，堿洗機(jī)和噴淋式洗機(jī)是同一種設(shè)備，僅使用的洗滌液不同而已。因此，在進(jìn)行堿洗機(jī)或噴淋式水洗機(jī)應(yīng)從材質(zhì)選取方面綜合考慮零件的耐酸堿性能。2.3烘干機(jī)在芳綸1414長(zhǎng)絲生產(chǎn)線上，烘干機(jī)分為多輥烘筒式烘干機(jī)和兩輥烘筒式烘干機(jī)兩類。這兩類烘干機(jī)都是由傳動(dòng)箱、烘干輥、傳動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、密封排風(fēng)系統(tǒng)等組成，主要用于降低纖維的含水率，并消除纖維內(nèi)應(yīng)力。烘

9、干輥的結(jié)構(gòu)分為虹吸式結(jié)構(gòu)和夾套式結(jié)構(gòu)兩種，輥體應(yīng)采用不銹鋼材質(zhì)，而且外圓面鍍硬鉻，輥與軸之間多為法蘭式連接。烘干輥的加熱采用飽和水蒸氣加熱或熱油加熱兩種加熱方式，輥面工作溫度一般為130～170℃o多輥烘筒式烘干機(jī)的結(jié)構(gòu)為常規(guī)結(jié)構(gòu)，與緊張熱定型機(jī)類似。兩輥烘筒式烘干機(jī)的烘干輥排布形式為傾斜輥式（兩根烘干輥位于同一水平面上，其中一根輥為水平傾斜輥）。烘干機(jī)常出現(xiàn)的問題有：輥面跳動(dòng)嚴(yán)重；輥面溫度無(wú)法升高；輥與軸的連接處滲漏，密封圈容易失效；

10、旋轉(zhuǎn)接頭抖動(dòng)嚴(yán)重。因此，就烘干機(jī)的研發(fā)而言，需要合理選擇輥體的跳動(dòng)公差、安裝法蘭的厚度、輥與軸之間的密封方式軸的同軸度公差等。2.4上油機(jī)摩擦式雙面上油機(jī)通常由碳鋼機(jī)架、電機(jī)驅(qū)動(dòng)的不銹鋼上油輥和導(dǎo)絲輥（各輥的外圓面應(yīng)鍍硬鉻）、油劑循環(huán)系統(tǒng)等組成。芳綸1414絲片的兩側(cè)各有一套上油輥和導(dǎo)絲輥，而且絲片的行進(jìn)方向與上油輥的轉(zhuǎn)向相反，然而在聚丙烯維原絲生產(chǎn)線和聚酰亞在聚丙烯腈基碳纖維原絲生產(chǎn)線和聚酰亞胺長(zhǎng)絲生產(chǎn)線上，摩擦式雙面上油機(jī)中上油輥的

11、轉(zhuǎn)向與絲片的行進(jìn)方向相同。上油輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的輥面速度可以比絲速稍慢，然而導(dǎo)絲輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的輥面線速度必須與絲速相同。油盤浸油式上油機(jī)通常由碳鋼機(jī)架、上油盤、油劑循環(huán)系統(tǒng)等組成，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。此外，在芳綸1414長(zhǎng)絲生產(chǎn)線上比較常用的上油機(jī)還有復(fù)合上油機(jī)（絲片上側(cè)用噴油管噴油，絲片下側(cè)用上油輥摩擦上油）、油嘴噴油式上油機(jī)。絲片從這三種上油機(jī)上水平經(jīng)過時(shí)，運(yùn)行的路徑都為直線，由于絲片不與機(jī)件接觸或接觸很少，因此絲片幾乎不受損傷。2.5打結(jié)器打結(jié)器的

12、打結(jié)是通過專用打結(jié)裝置將一束牽引絲與過絲進(jìn)行打結(jié)，然后由吸槍將廢絲回收。打結(jié)器通常由機(jī)架、傳動(dòng)裝置、防護(hù)窗、打結(jié)裝置等呈組成。機(jī)架主體為碳鋼焊接結(jié)構(gòu)，機(jī)架操作面必須貼一層不銹鋼面板，以防止酸液腐蝕機(jī)架。傳動(dòng)裝置主要由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的不銹鋼主動(dòng)輥和氣缸驅(qū)動(dòng)的橡膠壓輥組成，不銹鋼主動(dòng)輥外圓面上可噴涂陶瓷，橡膠壓輥上的橡膠層必須耐酸。防護(hù)窗主要由碳鋼支架、不銹鋼拉窗、無(wú)桿氣缸等組成，不銹鋼拉窗的升降依靠無(wú)缸驅(qū)動(dòng)，為了減輕的質(zhì)量，拉窗玻璃可采用聚碳酸

13、酯板。打結(jié)裝置一般為外購(gòu)的配套件。打結(jié)器除必須滿足使用要求外，還應(yīng)使外觀美觀。2.6牽引機(jī)通常由碳鋼機(jī)架、傳動(dòng)裝置、防護(hù)窗等組成。機(jī)架、牽引輥以及防護(hù)窗的結(jié)構(gòu)形式、質(zhì)、防腐措施、產(chǎn)品外觀等方面最好與打結(jié)器相同。根據(jù)生產(chǎn)線流程二(1.2節(jié))的特點(diǎn)，牽引機(jī)的傳動(dòng)裝置主要由兩根不銹鈔引輥、咸速電機(jī)等組成。兩根牽引輥位于同一水平面上，其中一根輥為水平傾斜輥。根據(jù)歐拉公式當(dāng)絲片在兩個(gè)牽引輥上反復(fù)纏繞圈后，絲片將不再打滑，從而形成足夠牽引力。此外，