粘膠短纖維濕開(kāi)松機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)

鄭麗娜

(唐山三友遠(yuǎn)達(dá)纖維有限公司，河北 唐山 063305)

0 引言

濕開(kāi)松機(jī)是用于開(kāi)松粘膠短纖維的關(guān)鍵設(shè)備。目前，纖維開(kāi)松設(shè)備主要由奧地利蘭精公司和瑞士毛雷爾公司制造，兩公司設(shè)備各有所長(zhǎng)，但也都存在著一定問(wèn)題。隨著粘膠制造行業(yè)的發(fā)展，能夠滿足年產(chǎn)12.5萬(wàn)t纖維的濕開(kāi)松機(jī)尚屬空缺；因此，為市場(chǎng)提供開(kāi)松沖擊小、輸送簾壽命長(zhǎng)、產(chǎn)能大的濕開(kāi)松機(jī)就迫在眉睫。

筆者公司1～5條生產(chǎn)線為外購(gòu)設(shè)備，6～9條生產(chǎn)線為自行設(shè)計(jì)制造，年產(chǎn)粘膠短纖維為3萬(wàn)t～8萬(wàn)t。而在20萬(wàn)t項(xiàng)目中，要求單臺(tái)設(shè)備年產(chǎn)能為12.5萬(wàn)t，并解決目前設(shè)備生產(chǎn)中存在的諸多問(wèn)題。經(jīng)對(duì)筆者公司現(xiàn)有生產(chǎn)線及對(duì)同行業(yè)濕開(kāi)松機(jī)運(yùn)行情況的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)在設(shè)備開(kāi)松均勻性、減少漏絲以及提高拍打次數(shù)等方面仍有進(jìn)一步研究的必要。

1 開(kāi)松轂的改進(jìn)

濕開(kāi)松機(jī)是連接精煉機(jī)和烘干機(jī)的中間設(shè)備，其開(kāi)松轂要將從精煉機(jī)輸出的絮狀濕纖維打散、開(kāi)松，再送入烘干機(jī)中，濕開(kāi)松機(jī)的開(kāi)松效果將直接影響烘干機(jī)的蒸汽消耗。為了量化開(kāi)松轂的開(kāi)松效果，專業(yè)術(shù)語(yǔ)“拍打次數(shù)”即為每平方米開(kāi)松轂打過(guò)的次數(shù)，拍打次數(shù)越多開(kāi)松效果越好。經(jīng)研究計(jì)算，拍打次數(shù)與開(kāi)松轂的轉(zhuǎn)速、角釘排數(shù)、角釘間距和網(wǎng)帶速度有關(guān)[1]。

1.1 新型角釘

為了使纖維在開(kāi)松轂表面撕扯達(dá)到開(kāi)松效果，開(kāi)松轂外圓周表面均勻布置了12排角釘，每排角釘一字排開(kāi)，并與開(kāi)松轂輥面呈一定角度；而產(chǎn)量則與設(shè)備的工作幅寬、絲層厚度和網(wǎng)帶的速度有關(guān)，產(chǎn)量提高而設(shè)備的工作幅寬不能與之線性同比，勢(shì)必導(dǎo)致絲層加厚、網(wǎng)帶速度增大。為確保角釘穿入絲層，其伸出輥面長(zhǎng)度比原來(lái)增加了60%；為加強(qiáng)角釘?shù)拇┩噶?，其形式也由原?lái)的子彈頭形改為圖1所示形狀，使角釘整體變得尖銳以便于穿過(guò)絲層。為了增加開(kāi)松轂的拍打次數(shù)，須合理布置角釘間距，以達(dá)到良好的開(kāi)松效果。

圖1 新型角釘形狀

1.2 加長(zhǎng)開(kāi)松轂輥體

原來(lái)引進(jìn)蘭精公司生產(chǎn)線時(shí)，開(kāi)松轂的輥體長(zhǎng)度在棉箱墻板兩內(nèi)側(cè)之間，兩端輥體上套有聚四氟乙烯密封環(huán)，密封環(huán)與墻板內(nèi)側(cè)用螺栓固定。后來(lái)的國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)線仍沿用這一結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)開(kāi)松轂輥體與墻板之間很容易擠絲，并且漏絲嚴(yán)重，究其原因是制造及安裝不精密；為此，經(jīng)試驗(yàn)改為開(kāi)松轂輥體加長(zhǎng)至墻板外側(cè)表面(如圖2所示)，從而減少了擠絲和漏絲問(wèn)題。

1—開(kāi)松轂；2—密封環(huán)；3—墻板。圖2 開(kāi)松轂、密封環(huán)及墻板相對(duì)位置

1.3 開(kāi)松轂轉(zhuǎn)速的確定

提高開(kāi)松轂的轉(zhuǎn)速，是最有效、最顯著增加開(kāi)松轂拍打次數(shù)的方法；但是，由于高速旋轉(zhuǎn)的開(kāi)松轂材料組織不均勻、裝配誤差大以及結(jié)構(gòu)局部不對(duì)稱的原因，使通過(guò)開(kāi)松轂質(zhì)心的主慣性軸與旋轉(zhuǎn)軸中心線不重合，以至較小的偏心距也產(chǎn)生非常大的不平衡離心力，造成軸系、機(jī)器或基礎(chǔ)振動(dòng)，磨損軸承，甚至軸斷裂。為避免或減小離心力，對(duì)開(kāi)松轂進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)尤為重要[2-3]；為保證轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，平衡品質(zhì)級(jí)別選用G6.3。因?yàn)橛绊懜咚俎D(zhuǎn)動(dòng)件轉(zhuǎn)速的另一重要因素是臨界轉(zhuǎn)速，所以對(duì)開(kāi)松轂轉(zhuǎn)速的確定也舉足輕重。根據(jù)機(jī)械原理，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)件回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的自振頻率，與組織結(jié)構(gòu)等離心力產(chǎn)生的強(qiáng)迫振動(dòng)頻率相近或相同時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象，從而會(huì)破壞整臺(tái)設(shè)備；因此，在確定開(kāi)松轂轉(zhuǎn)速時(shí)，要遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)件的臨界速度。

2 改進(jìn)羅拉輥

直徑相同的上、下羅拉在纖維輸送方向上偏心設(shè)置，且輥面開(kāi)有鋸齒形溝槽，以便增大對(duì)纖維的夾持力。上、下羅拉分別由減速電機(jī)帶動(dòng)逆向轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速通過(guò)變頻器實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速；下羅拉通過(guò)軸承座固定在機(jī)架上，上羅拉則可繞一中心轉(zhuǎn)動(dòng)，使2根羅拉的間距可根據(jù)纖維層的厚度自行調(diào)節(jié)。

2.1 確定羅拉直徑

上、下羅拉對(duì)纖維的夾持力由線壓力產(chǎn)生，在保證線壓強(qiáng)不變的情況下，工作幅寬的增大導(dǎo)致線壓力增大，原羅拉在增大線壓力時(shí)產(chǎn)生較大撓度，對(duì)設(shè)備運(yùn)行不利。纖維與上、下羅拉最好為線接觸，而羅拉直徑增大則曲率半徑加大，纖維與上、下羅拉接觸面增大。為使羅拉剛度、經(jīng)濟(jì)性和線接觸達(dá)到一個(gè)合理狀態(tài)，最終確定采用直徑為265 mm的厚壁管制作羅拉。

2.2 改進(jìn)羅拉輥結(jié)構(gòu)

原進(jìn)口的蘭精濕開(kāi)松羅拉輥芯軸與輥面采用脹套連接，其優(yōu)點(diǎn)是同軸度好，裝拆或調(diào)整芯軸與輥面的相對(duì)位置方便，無(wú)集中應(yīng)力，承載能力高；在國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)中，為了減少設(shè)備購(gòu)置費(fèi)和備件量，將脹套連接改為烘裝連接。烘裝連接是通過(guò)對(duì)有孔的零件加熱使孔受熱脹大，然后將有較大過(guò)盈量的軸順利裝入孔中，而當(dāng)冷卻收縮后二者牢固聯(lián)接在一起的安裝工藝，采用此種工藝不易擦傷相結(jié)合表面、傳遞載荷能力強(qiáng)。羅拉輥芯軸和輥面充分利用烘裝工藝這一優(yōu)點(diǎn)，不僅結(jié)合緊密、傳遞載荷大，且杜絕了因焊縫腐蝕開(kāi)裂導(dǎo)致結(jié)合面相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)、甚至摩擦起火問(wèn)題的產(chǎn)生。

3 改進(jìn)棉箱

棉箱的作用，是將經(jīng)過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的開(kāi)松轂開(kāi)松后的毛絮狀纖維封閉在固定的空間里，使其均勻地落在烘干機(jī)喂入平簾上、進(jìn)入烘干機(jī)進(jìn)行烘干。當(dāng)被開(kāi)松的濕纖維部分回落到上羅拉時(shí)則增大了纏輥的概率，為此，在開(kāi)松轂與上羅拉之間設(shè)置一近似V形、靠近上羅拉一邊為弧度的機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)固定在棉箱上頂板上，在不影響操作上羅拉的情況下，此V形機(jī)構(gòu)盡可能深入到開(kāi)松轂與上羅拉內(nèi)部。棉箱的另一種改進(jìn)方法是在上羅拉另一側(cè)，即靠近棉箱活動(dòng)蓋板一側(cè)，增加一條PP板，以減小上羅拉與活動(dòng)蓋板的距離，起到刮擦上羅拉浮絲的作用。

棉箱經(jīng)過(guò)上述兩點(diǎn)改進(jìn)，大大降低了上羅拉纏輥次數(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

4.1改進(jìn)開(kāi)松轂與棉箱側(cè)擋板的位置，有效地減少了擠絲和漏絲問(wèn)題。

4.2改進(jìn)角釘結(jié)構(gòu)形式和排布方式，在保證拍打力度的前提下對(duì)各輥相對(duì)位置重新排布，提高開(kāi)松效果并增加角釘使用壽命。

4.3上、下羅拉偏心安裝，且改進(jìn)輥面鋸齒形溝槽的結(jié)構(gòu)，增加了對(duì)纖維的夾持力。

4.4合理改進(jìn)開(kāi)松轂，開(kāi)松時(shí)對(duì)機(jī)架的沖擊小，減小振動(dòng)，提高開(kāi)松效果，減少烘干機(jī)的蒸汽消耗，滿足了生產(chǎn)工藝要求。

4.5改進(jìn)棉箱結(jié)構(gòu)，大大降低上羅拉纏輥的概率。