短纤维后加工设备.pptx
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1、第五章第五章 短纤维后加工设备短纤维后加工设备第一节第一节 短纤维后加工联合机短纤维后加工联合机与牵伸机与牵伸机一、短纤维后加工联合机一、短纤维后加工联合机联合机的组成联合机的组成短纤维在纺丝成形后,必须经过一系列短纤维在纺丝成形后,必须经过一系列后处理才能成为优良的纺织纤维。短纤维后处理才能成为优良的纺织纤维。短纤维后加工的工艺路线和设备都与长丝截然不后加工的工艺路线和设备都与长丝截然不同,它是将同,它是将几十万甚至几百万根单丝集合几十万甚至几百万根单丝集合成一股相当粗的丝束成一股相当粗的丝束,然后在数台牵伸机,然后在数台牵伸机之间进行拉伸,以及进行其他的后处理。之间进行拉伸,以及进行其他的
2、后处理。短纤维采用这种短纤维采用这种集束拉伸集束拉伸的优点是机台的优点是机台效效率高率高,大大减少机器台数和操作人员,减,大大减少机器台数和操作人员,减少占地面积,并提高了劳动生产率。少占地面积,并提高了劳动生产率。除了因纤维品种和具体条件的不同,后除了因纤维品种和具体条件的不同,后加工的工艺流程和设备基本上都相同。以加工的工艺流程和设备基本上都相同。以高强低伸型涤纶短纤维为例,其工艺流程高强低伸型涤纶短纤维为例,其工艺流程如下:如下:短纤维后加工联合机是由集束架、牵伸机、短纤维后加工联合机是由集束架、牵伸机、紧张热定型机、卷曲机、松弛热定型机、切断紧张热定型机、卷曲机、松弛热定型机、切断机和
3、打包机等单元组成。机和打包机等单元组成。紧张热定型机松弛热定型机松弛热定型机 圆网松弛热定型机圆网松弛热定型机 联合机的传动联合机的传动联合机(的设计)应能满足下列要求:联合机(的设计)应能满足下列要求:前后道机器应能前后道机器应能同步运转同步运转;例:牵伸机组各机器间往往用例:牵伸机组各机器间往往用长边轴传动长边轴传动,各机器可准确地达到同步运转的要求。各机器可准确地达到同步运转的要求。便于操作与维修;便于操作与维修;应有很高的可靠性。应有很高的可靠性。联合机是高产的联合机是高产的连续生产线连续生产线,只要一处出,只要一处出了故障不能及时排除,便可造成全线停产,造了故障不能及时排除,便可造成
4、全线停产,造成重大的经济损失。成重大的经济损失。长边轴传动是用一台电机带动一根长轴长边轴传动是用一台电机带动一根长轴经圆锥齿轮减速箱及多档齿轮减速箱(又经圆锥齿轮减速箱及多档齿轮减速箱(又称排档箱)等传递到各台牵伸机等,以达称排档箱)等传递到各台牵伸机等,以达到到同步传动同步传动。长边轴传动的优点:长边轴传动的优点:传动平稳可靠,可以传动平稳可靠,可以低速起动低速起动;在低速运转或正常运转时都能使各道牵在低速运转或正常运转时都能使各道牵伸机伸机同步同步,从而保证拉伸倍数的,从而保证拉伸倍数的稳定稳定;由于长边轴传动能在低速运行,因此由于长边轴传动能在低速运行,因此便便于生头和除去毛于生头和除去
5、毛丝丝,操作方便。,操作方便。长边轴传动的缺点:长边轴的动力传递长边轴传动的缺点:长边轴的动力传递结构复杂,占地面积较大结构复杂,占地面积较大,且不易改变各,且不易改变各道拉伸的工艺参数。道拉伸的工艺参数。长边轴传动的机台有一、二、三、四道长边轴传动的机台有一、二、三、四道拉伸机、紧张热定型及上油机。联合机的拉伸机、紧张热定型及上油机。联合机的运转速度由第三道牵伸机辊筒表面线速度运转速度由第三道牵伸机辊筒表面线速度代表(代表(m/min)。)。联合机的加工能力是指成品纤维的总联合机的加工能力是指成品纤维的总(特)数(特)数。二、牵伸机二、牵伸机短纤维和长丝一样,纺丝成形得到的初短纤维和长丝一样
6、,纺丝成形得到的初生纤维需在生纤维需在恒温恒湿的条件下存放一段时恒温恒湿的条件下存放一段时间间,然后再集束浸渍以施加有一定的,然后再集束浸渍以施加有一定的预张预张力力后进行拉伸。后进行拉伸。短纤维是采用集中拉伸,即把几十万根短纤维是采用集中拉伸,即把几十万根单丝集中成粗丝束,在牵伸机上以单丝集中成粗丝束,在牵伸机上以50300m/min的线速度拉伸成一定细度和均匀的线速度拉伸成一定细度和均匀度的纤维,从而获得足够的强度和合适的度的纤维,从而获得足够的强度和合适的伸度,以适应后加工的要求。伸度,以适应后加工的要求。丝束进入拉伸机前应具有一定的丝束进入拉伸机前应具有一定的预张力预张力;牵伸辊对丝束
7、的握持力尽可能大,牵伸辊对丝束的握持力尽可能大,防止防止打滑打滑;能够有效的控制能够有效的控制拉伸点拉伸点和和拉伸温度拉伸温度;应配置应配置防绕辊装置防绕辊装置;应确保丝束应确保丝束上油率上油率的均匀稳定。的均匀稳定。牵伸机的组成牵伸机的组成牵伸箱牵伸箱牵伸箱通常是铸铁件(也有用钢结构的),牵伸箱通常是铸铁件(也有用钢结构的),在箱内装有牵伸轴、传动齿轮,还装有润滑油在箱内装有牵伸轴、传动齿轮,还装有润滑油装置,分别对各轴承及齿轮进行润滑。而牵伸装置,分别对各轴承及齿轮进行润滑。而牵伸辊、压辊、缠辊自停装置、浸渍辊等则装在箱辊、压辊、缠辊自停装置、浸渍辊等则装在箱体外侧。体外侧。牵伸辊部件牵伸
8、辊部件一台牵伸机通常由一台牵伸机通常由五个或七个牵伸辊五个或七个牵伸辊组成组成一组,它们直径相同,一组,它们直径相同,依靠两台牵伸机的速依靠两台牵伸机的速度差来完成丝束的拉伸度差来完成丝束的拉伸,因此提高牵伸辊对,因此提高牵伸辊对丝束的丝束的握持力、防止打滑、保证拉伸倍数的握持力、防止打滑、保证拉伸倍数的稳定稳定是至关重要的。为此,丝束在进入牵伸是至关重要的。为此,丝束在进入牵伸机前要有一定的预张力,且需增加丝在辊筒上机前要有一定的预张力,且需增加丝在辊筒上的的包角包角或增加辊筒与丝束间的或增加辊筒与丝束间的摩擦阻力摩擦阻力。此外,。此外,在牵伸辊上方或下方在牵伸辊上方或下方增加压辊增加压辊,
9、以防止丝束打,以防止丝束打滑,提高拉伸能力,保证拉伸倍数。滑,提高拉伸能力,保证拉伸倍数。由于牵伸辊承受很大的由于牵伸辊承受很大的扭矩扭矩,所以辊筒体,所以辊筒体需经过多次需经过多次探伤检查探伤检查。压辊压辊压辊系铸造结构,外包丁腈橡胶或聚氨酯橡胶,压辊系铸造结构,外包丁腈橡胶或聚氨酯橡胶,以提高对丝束的以提高对丝束的握持力握持力,减少打滑现象。,减少打滑现象。压辊安排方式有两种:上压辊和下压辊。上压压辊安排方式有两种:上压辊和下压辊。上压辊依靠丝束的张力或气缸的压力使压辊压在牵伸辊依靠丝束的张力或气缸的压力使压辊压在牵伸辊上。下压辊两端两只辊上。下压辊两端两只气缸压力气缸压力由下向上紧紧地由
10、下向上紧紧地压住牵伸辊,压紧力可调。压住牵伸辊,压紧力可调。浸渍辊浸渍辊在第一台牵伸机和第二台牵伸机上分别有一浸在第一台牵伸机和第二台牵伸机上分别有一浸渍辊,浸在水浴槽中,渍辊,浸在水浴槽中,第一台牵伸机的浸渍辊内第一台牵伸机的浸渍辊内可通冷却水,作用是控制丝束的拉伸点,防止因可通冷却水,作用是控制丝束的拉伸点,防止因拉伸潜热的作用使拉伸点前移,从而达到稳定拉拉伸潜热的作用使拉伸点前移,从而达到稳定拉伸的效果伸的效果。缠辊自停装置缠辊自停装置工作原理是利用空电变换器将压缩空气工作原理是利用空电变换器将压缩空气讯号转为电讯号。讯号转为电讯号。拉伸点的控制拉伸点的控制纤维在拉伸过程中通常把出现细颈
11、的位纤维在拉伸过程中通常把出现细颈的位置称为置称为拉伸点拉伸点。为了获得线密度和其他物。为了获得线密度和其他物理机械性能均匀的纤维,理机械性能均匀的纤维,拉伸点位置必须拉伸点位置必须稳定稳定。如果拉伸点位置移动,则会出现拉。如果拉伸点位置移动,则会出现拉伸不足或毛丝,造成纤维粗细不一,染色伸不足或毛丝,造成纤维粗细不一,染色不均。不均。由拉伸机理可知,拉伸点的位置与由拉伸机理可知,拉伸点的位置与拉伸拉伸温度温度、拉伸倍数拉伸倍数、拉伸速度拉伸速度和和拉伸张力拉伸张力等等因素密切相关,因此必须从拉伸工艺条件因素密切相关,因此必须从拉伸工艺条件及拉伸设备方面来严格保证控制拉伸点位及拉伸设备方面来严
12、格保证控制拉伸点位置。置。配置浸渍辊配置浸渍辊丝束通过第一台牵伸机的几个牵伸辊后,丝束通过第一台牵伸机的几个牵伸辊后,纤维逐渐被张紧,当其纤维逐渐被张紧,当其张力达到纤维的屈张力达到纤维的屈服应力时则出现细颈服应力时则出现细颈。为了使拉伸点不发。为了使拉伸点不发生在拉伸辊的张力坡度上,把第一台牵伸生在拉伸辊的张力坡度上,把第一台牵伸机的最后一辊设定为浸渍辊,机的最后一辊设定为浸渍辊,浸渍辊内部浸渍辊内部通有冷却水通有冷却水,从而降低丝束温度,增大纤,从而降低丝束温度,增大纤维的屈服应力,拉伸点就不会提前发生在维的屈服应力,拉伸点就不会提前发生在牵伸辊上。牵伸辊上。装设加热器装设加热器第一级拉伸
13、温度控制在第一级拉伸温度控制在Tg以上,温度过高过以上,温度过高过低都会影响拉伸点。为了稳定拉伸点,一般在第低都会影响拉伸点。为了稳定拉伸点,一般在第一、第二台牵伸机之间设有一、第二台牵伸机之间设有水浴或油浴加热器水浴或油浴加热器,使纤维内部形成一稳定的温度梯度使纤维内部形成一稳定的温度梯度。当纤维的实。当纤维的实际温度上升至所对应的屈服应力时则出现细颈。际温度上升至所对应的屈服应力时则出现细颈。此外,此外,纤维在拉伸过程中会放出大量的热能纤维在拉伸过程中会放出大量的热能,若,若没有合适的加热介质将发出的热量及时地扩散出没有合适的加热介质将发出的热量及时地扩散出去,则会因温度的变化,导致纤维的
14、应力随之变去,则会因温度的变化,导致纤维的应力随之变化,拉伸点产生移动。所以,化,拉伸点产生移动。所以,装设加热器是控制装设加热器是控制拉伸点的有效方法拉伸点的有效方法。采用橡胶压辊和增加拉伸辊数目采用橡胶压辊和增加拉伸辊数目丝束通过牵伸机上牵伸辊时,纤维与金属丝束通过牵伸机上牵伸辊时,纤维与金属辊表面存在打滑现象。辊表面存在打滑现象。由滑动摩擦引起纤维的由滑动摩擦引起纤维的温度升高,影响拉伸点位置的变化温度升高,影响拉伸点位置的变化。故在牵伸。故在牵伸机上采用橡胶压辊和增加牵伸辊数。一般五辊机上采用橡胶压辊和增加牵伸辊数。一般五辊牵伸机打滑系数为牵伸机打滑系数为710,而,而七辊牵伸机七辊牵
15、伸机打滑系数仅为打滑系数仅为3,有利于控制拉伸点和拉伸有利于控制拉伸点和拉伸倍数。倍数。采用长边轴传动和提高电气控制精度采用长边轴传动和提高电气控制精度在拉伸过程中,纤维的形变是一个在拉伸过程中,纤维的形变是一个松弛过松弛过程程,需要一定的时间需要一定的时间,拉伸速度太快,形变来,拉伸速度太快,形变来不及发展,造成纤维内应力增加;不及发展,造成纤维内应力增加;拉伸速度太低,拉伸取向效果差,纤维拉伸速度太低,拉伸取向效果差,纤维强度不高,所以一是要强度不高,所以一是要设定拉伸速度的最设定拉伸速度的最佳值佳值,二是拉伸速度要始终恒定二是拉伸速度要始终恒定。为此通。为此通常采用长边轴传动方式和提高电
16、气控制元常采用长边轴传动方式和提高电气控制元件的精度,来控制各台牵伸机的速度恒定,件的精度,来控制各台牵伸机的速度恒定,确保拉伸点的固定确保拉伸点的固定。第二节第二节 卷曲、切断和打包机卷曲、切断和打包机一、卷曲机一、卷曲机卷曲的目的卷曲的目的和方式和方式化纤短纤通常与棉、毛或其他化纤混纺,化纤短纤通常与棉、毛或其他化纤混纺,以织成各种织物。棉纤维外形有天然卷取,以织成各种织物。棉纤维外形有天然卷取,羊毛的表面则成鳞片状,并具有天然卷取。羊毛的表面则成鳞片状,并具有天然卷取。而涤纶等化纤表面光滑、外观为圆柱形,而涤纶等化纤表面光滑、外观为圆柱形,纤维间抱合力极差,不易与其他纤维抱合纤维间抱合力
17、极差,不易与其他纤维抱合在一起,故可纺性差在一起,故可纺性差,对纺织后加工不利。,对纺织后加工不利。为使短纤维能够为使短纤维能够模仿天然纤维的卷曲性能模仿天然纤维的卷曲性能,需要进行卷曲加工,使纤维具有一定的需要进行卷曲加工,使纤维具有一定的抱抱合力合力,卷曲的好坏对纺织后加工起着重要卷曲的好坏对纺织后加工起着重要的影响。的影响。化学纤维的卷曲分三种类型:化学卷曲化学纤维的卷曲分三种类型:化学卷曲(较少采用)、物理卷曲(如复合纤维的(较少采用)、物理卷曲(如复合纤维的卷曲)和机械卷曲。卷曲)和机械卷曲。机械卷曲机械卷曲是一种施加是一种施加机械力于已成形纤维而造成卷曲的方法。机械力于已成形纤维而
18、造成卷曲的方法。目前较为广泛采用的为填塞箱法。这种目前较为广泛采用的为填塞箱法。这种方法制得的纤维弯折小,抱合力好,而且方法制得的纤维弯折小,抱合力好,而且设备紧凑,卷曲效果比较明显。在实际生设备紧凑,卷曲效果比较明显。在实际生产中被广泛采用。产中被广泛采用。该法是将丝束推该法是将丝束推进填塞箱(卷曲进填塞箱(卷曲箱)内,在丝束箱)内,在丝束出口处用反压顶出口处用反压顶住,住,强迫纤维弯强迫纤维弯折,形成二维空折,形成二维空间的平面卷曲间的平面卷曲。卷曲的原理卷曲的原理纤维在卷曲箱内的卷曲机理可以用受压纤维在卷曲箱内的卷曲机理可以用受压杆的弯曲理论来解释。杆的弯曲理论来解释。一根长为一根长为L
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