节能高效型集成式纺丝卷绕装置的升级与应用

杨帆

摘要：本文介绍了节能高效型集成式纺丝卷绕装置的基本结构，进一步阐述了该装置升级改进后的明显优势，满足了长丝生产设备向节能高效、经济实用、操作简易等方向发展的要求，应用广泛。

Abstract： This article introduces the basic structure of the energy-saving and high-efficiency integrated spinning and winding device， and further elaborates the obvious advantages of the upgraded and improved device， which satisfies the development requirements of filament production equipment in the direction of energy-saving， high-efficiency， economical and practical and easy operation. So it has wide application.

关键词：合成纤维;POY;节能高效;集成式;纺丝;卷绕

Key words： synthetic fiber;POY;energy-saving and high-efficiency;integrated type;spinning;winding

中图分类号：TP242                                       文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）27-0145-03

0  引言

随着我国经济的迅速发展，绿色环保、节能减排成为企业发展的重要关注点。近年来化纤行业的发展迅猛，已出现持续产能过剩、用工成本居高不下等现象，同时化纤设备生产企业也越来越注重产品的高效节能、自动化等特点。化纤设备生产企业在产品开发过程中也在尽最大可能满足下游企业对节能、降耗产品及智能化稳定生产的需求。

在國际化纤纺丝设备普遍向高效节能、运行稳定、结构紧凑、智能化生产等方向发展的趋势下，传统的结构繁杂、体积庞大、操作复杂以及配置组合灵活度差的POY纺丝卷绕机架越来越跟不上市场潮流，急需对其进行改进升级。而且，这种装置占地面积大，所需厂房高度高，对基建工程是极大的浪费。因此，在化纤纺丝装置利润日渐薄弱的情况下，寻求一种结构更加简洁、操作更加简化、能耗更低的纺丝卷绕装置就成为化纤机械制造商致力攻克的方向。北京中丽制机工程技术有限公司推出的节能高效型集成式纺丝卷绕装置在生产合成纤维POY长丝方面备受青睐，同时在设备的应用方面不断改进升级，替代了传统POY纺丝卷绕装置。

1  设备构成及工艺流程

1.1 工艺流程

纺丝→冷却→上油→切丝、吸丝→导丝器→预网络→第一导丝盘→第二导丝盘→升降装置→卷绕成形。

该纺丝卷绕工艺主要采用一步法方式，将通过纺丝形成的初生纤维直接上油、牵引导向、卷绕，所得的卷绕丝称为预取向丝（POY）。

1.2 集成式纺丝卷绕装置的构成

集成式纺丝卷绕装置主要包括：切吸丝装置、预网络器、第一导丝盘、第二导丝盘、气缸升降机构、支撑机架和卷绕头。

切吸丝装置、预网络器、第一导丝盘按照丝束的走向依次设置在第一导丝盘罩壳同一侧;气缸升降机构设置在机架的气缸安装座上，气缸安装座与竖直方向的立柱固定（如图1）。升降座与气缸升降机构联接，升降座在气缸升降机构的带动下延气缸方向进行往复式运动，当升降座在初始位置时，第二导丝盘在第一导丝盘后方;卷绕头设置在第二导丝盘的下方;丝束经切吸丝装置、预网络器和第一导丝盘、第二导丝盘上绕丝后进入卷绕头进行卷绕（如图2）。

2  设备的技术特点

2.1 切吸丝、导丝器集成装置

WQS110F切吸丝、导丝器集成装置是中丽公司新开发的一种用于化纤长丝卷绕机上的自动保护装置。将原有的切吸丝器和导丝器集合成一体，能可靠地防止绕辊，提高生产效率。该装置克服了现有的切吸丝器在时间控制方面的问题，仅仅需要控制吸枪压空的通断就能完成从切吸丝到导丝钩复位的全部动作，使控制更简便，动作更可靠。该装置体积小巧，安装方便，适用于涤纶POY、FDY和其它自动化纺丝生产线。在纺丝过程中，当卷绕断头时，断丝传感器发出信号，控制压空电磁阀打开，从而自动将整个纺丝位的丝束切断，并吸送至废丝箱，从而避免断丝缠绕到导丝辊上，以便于纺丝工重新生头。

2.2 预网络器

预网络器的作用是在纺丝时对纤维上油剂起到很好的均化作用，可节约15～20%的油剂，纺丝油剂的均匀分布，改善了后纺工艺稳定性和速度，减少磨擦降低了毛丝和断头，同时进一步稳定纺程上丝的张力，使丝间只有交缠但无网络点，增强丝间的抱合性。

2.3 升降导盘系统

升降导盘系统是牵引丝束的主体部分，主要由第一导盘、气缸升降机构、第二导盘、支撑导轨构成，第一导盘固定的安装在支撑导轨的下端，第二导盘安装于气缸升降机构的滑块上。气缸升降机构采用磁耦式无杆气缸，其机构是在活塞上安装一组高强磁性的永久磁环，磁力线通过薄壁缸筒与套在外面的另一组磁环作用，由于两组磁环磁性相反，具有很强的吸力。当活塞在缸筒内被气压推动时，则在磁力作用下，带动缸筒外的磁环套一起移动，从而带动缸体外部的移动体做同步移动。但是该气缸最大优点是节省安装空间。

2.4 支撑机架

该款集成式纺丝卷绕装置以节省空间、高效操作为宗旨，设计了最新型简易化矮型支撑机架。主要由矩管、槽钢、钢板等简易外型材料设计，其作用是集成的安装和支撑整个纺丝卷绕装置，由一个位机架延伸出联排的多个位的串联机架，结构设计简易操作方便。

但是连接整个纺丝牵引装置的气缸安装座与竖直方向的立柱固定的形式并不理想，该连接形式对机架的稳定性要求较高，因此在机架设计方面不断改进，以做到稳定且结构简易，因此设计了多款纺丝牵引装置后支撑形式的机架（如图3、图4）。

2.5 卷繞头

采用中丽新型自动高速卷绕机i-BWA40II-1800拨叉式卷绕头，该新型卷绕头的外型尺寸（长×宽×高）为2840mm×732mm×1500mm，最高机械速度达4000m/min，锭长1800mm，每位头数为16头，最大卷装直径？准435mm，最大卷重11kg，适纺 POY，横动系统为拨叉式，压辊为主动式。（表1）

3  节能高效型集成式纺丝卷绕装置的优势

在传统的POY纺丝卷绕系统中，牵引和卷绕两个单元在牵伸卷绕装置中由钢平台分隔成上下两个层面，进行生头操作时由上下两个操作工分别进行，生头过程时间长、废丝多且容易产生操作失误。长期以来，传统POY长丝牵伸卷绕机架因其结构繁杂、体积庞大、操作复杂以及配置组合灵活度差等缺点而广受诟病。相比之下节能高效型集成式纺丝卷绕装置，降低了设备高度，减少了生头操作人员，能够缩小位距，提高单位产量，简化了结构，并在满足常规纺丝需求的同时，也满足了长丝生产设备向投资少、减消耗发展的要求。主要体现在以下方面：

①由于将切吸丝装置、预网络器、第一导丝盘和第二导丝盘设置在机架的单侧，将牵引和卷绕两个单元的操作由两个层面合并到一个层面，装置总高度降低了1300mm左右，占用面积减小了30%，提高产能，降低了工程基建成本。

②该装置可使生头操作由以往上下两个层面各一名操作工操作改为一人操作，极大地简化了操作程序、缩短了生头时间、减少了废丝、提高了质量和效率，同时在生头过程中只需要更少的压缩空气，可降低生产线员工人数，降低企业的人工成本。

③该装置将导丝盘由垂直于操作面安装改为平行于操作面安装，丝束从切吸丝装置进入卷绕头不需要转角，省去了为改变丝束走向而设置的导丝元件，减少了毛丝断头现象的产生，提高了纱线质量。

④单个纺丝位独立，呈模块化，可随意组合，更加灵活，避免了传统牵伸卷绕装置相邻纺丝位间互相牵制、配置灵活度差的缺点。

⑤纺丝位距更小，使得相同厂房内可以安装更多纺丝位的设备，提高产量。

因此，该装置根据POY长丝纺丝工艺，以简化结构和操作、降低制造成本和基建投入为目标，在提高纱线质量的同时，提高产量和效率，并兼顾设备的通用性，对传统POY牵引卷绕机架进行改进升级，以此来达到POY纺丝设备结构更简单、操作更灵活、安装更简便，并在节省设备制造成本及厂房空间的基础上，提高产品质量及设备通用性的目的，这对满足市场对纺丝设备在提高生产效率、节能降耗及降低投资、降低生产成本等方面的需求具有重要意义。

参考文献：

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