紡絲擠水裝置的改造與應用

摘 要：本文主要論述通過對牽伸機裝置進行改造，以提高其承載能力和滿足生產使用需求。文章從項目的背景和問題出發，提出改造的目的和要求，進而提出解決方案，并取得較好效果。

關鍵詞：牽伸機；擠水裝置；牽伸棍

1 項目背景及存在問題

牽伸機是腈綸廠紡絲車間建廠以來一直使用的核心設備，運行效果較好，從定型機出來的腈綸絲經過二道牽伸機的拉伸，使絲束進一步伸長達到工藝要求的效果。設備原設計完全符合正常生產的要求。但隨著市場的變化，目前的生產工藝開發出了高縮率品種，這是一種高附加值的產品，具有良好的經濟效益，這對二道牽伸機的承載能力要求明顯提高。原設計中最大的牽伸倍數是1.45倍，而現在高縮率產品的牽伸倍數在1.7-2.2倍之間。所以在高縮率腈綸絲生產時，原有設備的承載能力已經不能滿足生產高負荷的要求。

實際生產中擠水裝置也常常發生軸承損壞、軸面磨損等情況，嚴重影響了生產的連續性。除了上面提到的設備不能滿足新增加的工藝要求外，蒸汽的消耗大以外，現有設備由于多年運行、頻繁更換軸承，齒輪箱箱體軸承孔（后軸承6312）嚴重磨損，不能滿足軸承安裝時的精度要求。集中體現在進行高縮率生產時，經常發生軸承損壞的故障。生產高縮率產品時，出口齒輪箱的大惰輥也頻繁發生故障，嚴重影響了生產的平穩率和設備的運轉率。

2 改造目標

針對目前二牽伸機生產工藝和設備故障方面存在的諸多問題，有必要改造一種集牽伸和擠水功能的裝置--新型牽伸機水裝置。

2.1 研制的基本要求

新型牽伸擠水裝置的控制對象是絲束均勻拉伸程度和牽伸后絲束含水量，其主要任務是處理來自定型機經過高溫高壓定型的纖維，經過二牽伸機后所取得的效果。由于工業現場的操作環境相對惡劣，并且，絲束發生纏輥、卡絲情況對設備損害較大，因此，這對設備結構設計提出了很高的要求，對裝置本身關鍵部件如精度、強度、材質等要求更高。

2.2 運行可靠性高，能夠滿足工藝技術要求

在腈綸紡絲生產現場，設備一旦出現故障將會引起嚴重后果。在30分鐘內若能排除故障則可以單機停車處理問題，若30分鐘以上仍未能排除故障則就會造成整條生產線停產，這會嚴重影響產品產量，浪費能物耗，也會影響上游供料車間原液系統的平衡。

2.3 操作、維修簡單，維護方便

裝置操作簡單不僅指操作人員實際使用簡單、易學，更要有利于維修人員方便檢修、維護之含意。攻關組人員配置輻射到各個層面，包括操作人員、維修人員、工藝技術人員、設備技術人員、車間領導和分廠領導及廠家專業工程師，廣泛征求大家的建議，多暴漏些不足，少走彎路，減少缺陷。大多數工藝的操作人員對原牽伸擠水裝置的操作方式仍然是最熟悉的，所以，此次設備改造的操作方面較以前變動不大，防止由于操作不當等原因造成人員自身的損害和對設備的損壞。另外設備的改進之處降低了維修人員的勞動強度，如潤滑系統關鍵部件由齒輪箱內部外移等。從結構設計而言，很好地簡化了維修步驟。

2.4 操作、維修簡單，維護方便

裝置操作簡單不僅指操作人員實際使用簡單、易學，更要有利于維修人員方便檢修、維護之含意。攻關組人員配置輻射到各個層面，包括操作人員、維修人員、工藝技術人員、設備技術人員、車間領導和分廠領導及廠家專業工程師，廣泛征求大家的建議，多暴漏些不足，少走彎路，減少缺陷。大多數工藝的操作人員對原牽伸擠水裝置的操作方式仍然是最熟悉的，所以，此次設備改造的操作方面較以前變動不大，防止由于操作不當等原因造成人員自身的損害和對設備的損壞。另外設備的改進之處降低了維修人員的勞動強度，如潤滑系統關鍵部件由齒輪箱內部外移等。從結構設計而言，很好地簡化了維修步驟。

3 改造的總體方案

原牽伸系統有兩主體設備組成，牽伸機和擠水機兩套設備完全獨立，分別由兩套驅動電機、減速器的傳動裝置來作為各自的動力源，兩者之間絲束張緊有導絲桿進行調節。存在不足：

（1）牽伸輥沒有控制裝置，不能保證拉伸倍數，并且同一段絲束的收縮率也不完全一致；（2）經過牽伸后的絲束在進入到擠水機前的時間內，由于瞬間溫度的變化存在負牽伸；（3）由于前后設備的轉數不協調造成纏停或者卡停的機率大；（4）擠水機本身的設計存在缺陷，不能保證同一段絲束內的含水量相同。

以上四個主要的問題會造成對纖維質量和產量影響。攻關組對癥下藥，經過大家多次論證后最終確定下面的設計方案。

考慮到設備的安裝空間狹小，且兼顧上面存在的四個方面的問題，總體設計思路是將牽伸機和擠水機合二為一，用一個電動機作為動力源，既節省了設備安裝空間，又解決了各輥轉數不同步產生的纏、卡停車的問題，一舉兩得。另外，為穩定縮率不變，在牽伸B輥的上方增設壓輥控制設備；為提高擠水效果，擠水輥兩側安裝配套擠水箱。

4 裝置牽伸部分的改造

設計的牽伸部分主要有齒輪箱、五個牽伸輥組件、壓輥系統、潤滑系統和附件構成：

4.1 齒輪箱的總體尺寸為1850*450*1245，結構為壁厚為20mm鋼板焊接而成，材質為Q235。五個牽伸輥組件主要包括軸、輥、齒輪、軸承、軸套、隔套、油封等部件。空載試車時，要求牽伸輥端徑向跳動不大于0.03mm。箱體結構必須保證每組牽伸輥軸、齒輪和軸承能從箱體內整體順利裝拆（即保證前后軸承座必須有一個可獨立拆卸），軸承座孔做調質處理，具有耐磨性能；箱體內用船用金屬除銹劑做防腐處理，外部防腐等級達到海水級防腐，在無人為、機械損傷情況下保證5年無脫落、鼓泡、裂縫現象。齒輪箱上設計可拆卸的有機玻璃觀察窗，設備運行時可以從此處觀察到齒輪和軸承的運轉情況。

4.2 牽伸軸與牽伸輥之間的配合采用錐面接觸并配平鍵，輥軸間的鎖緊螺母的螺紋根據每個輥的不同旋向分別采用正反螺紋形式，來保證無法輥軸脫離。牽伸軸、齒輪材質為42CrMo，牽伸輥材質S304表面鍍硬鉻（鍍層厚度拋光后大于0.12mm）。基本結構參照現生產線用件。

4.3 壓輥系統包括氣缸座、氣缸、鋁芯橡膠壓輥及氣動控制元件。壓輥規格：直徑165mm*長240mm，輥芯為鋁合金，外表面粘貼橡膠，表面邵氏硬度84±1，壓輥延伸軸材質：S304。結構參照生產線前紡F14壓輥用件，保證可以互換。

4.4 齒輪、軸承采用強制潤滑方式，油泵選型必須滿足設備運行潤滑的需要，油泵動力由輥齒輪傳入，油泵入口有內置濾器，位置便于拆裝、清洗和更換，油泵出口過濾器采用外置式，帶副線，位置便于在開車的情況下切換、拆裝清洗和更換。油位視鏡應能清楚觀察油位高度，排油管線應能將箱體內潤滑油排放干凈，位置應便于操作。

5 結束語

裝置改造后，效果顯著，從使用情況及記錄數據可以看出，應用新裝置牽伸倍數、纏輥次數、停車時間、絲束含水量均達到了工藝指標的要求。應用新牽伸擠水裝置后設備故障率和維護保養次數也符合要求，性能穩定，完全能滿足生產要求。

參考文獻

[1]李瑞成.紡絲生產中絲線卷繞速度控制系統的設計[J].山東輕工業學院學報（自然科學版），2006（3）.

[2]王哲，趙銀燕，胡仁強，雷彥哲，肖田元.高速卷繞頭關重件建模及其工作過程仿真[J].系統仿真學報，2010（11）.

[3]朱蕾.化纖紡織機械卷繞頭速度的控制[J].中國高新技術企業，2007（9）.