第7章短纤维后加工设备

第七章后加工设备通过本章的学习，你应该做到：1、掌握后加工各主要设备的作用及工作原理。2、熟悉长短丝设备的工艺流程。3、了解主要设备的传动方式。§7-1短纤维后加工设备一、主要后加工设备系列介绍1、LVD801后加工设备。2、LVD802后加工设备。如图7-1-13、LHV系列后加工设备。如图7-1-2二、后加工联合机的传动在短纤维后加工联合机中，从八辊导丝机、第一台牵伸机直至上油机（有的直至卷曲机）通常采用长边轴集体传动。采用长边轴传动有以下特点：（1）传动平稳可靠，可以低速启动。（2）在低速或正常运转时能使各道牵伸机同步，以保证各道牵伸之间的拉伸倍数恒定。（3）由于长边轴传动能在低速运行，因此便于生头和除去毛丝，操作方便。（4）长边轴的动力传递结构复杂，占地面积大，且不易改变各道拉伸的工艺参数，不利于品种变换。三、集束设备1、集束的目的：根据后加工设备的生产能力，把若干个盛丝桶中的丝束通过集束架合并集中组成一定粗细的扁平又整齐的丝片，在预张力为0.02～0.03cN/dtex条件下送去集中进行拉伸。2、集束架及张力调节架（见图8-1-5）三、拉伸设备1、拉伸的目的：提高分子链的取向度，使纤维具有足够的强度和合适的伸长，以适应后加工的要求。2、牵伸机的组成：牵伸箱、牵伸辊、浸渍辊、压辊、缠辊自停装置、润滑油路及压缩空气管路等组成。3、拉伸点的控制什么叫拉伸点？为什么要控制拉伸点？纤维在拉伸过程中通常把出现细颈的位置称为拉伸点。为了获得线密度和其他物理机械性能均匀的纤维，拉伸点位置必须稳定。如拉伸点位置移动，则会出现拉伸不足或毛丝，造成纤维粗细不一，染色不匀。所以后加工过程中必须控制拉伸点。拉伸点的位置与拉伸温度、拉伸倍数、拉伸速度及拉伸张力等因素密切相关，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置。4、怎么样控制拉伸点？（1）配置浸渍辊：浸渍辊内部通有冷却水，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牵伸辊上。（2）装设加热器：在第一、二台牵伸机之间设有水浴或油浴加热器。（3）采用橡胶压辊和增加拉伸辊数目：控制打滑，以控制拉伸点和拉伸倍数。（4）采用长边轴传动和提高电气控制精度：控制各台牵伸机的速度恒定，确保拉伸点稳定。3、拉伸机握持丝束的方式（1）采用多辊大包角（牵伸辊的布置和辊的直径直接影响丝束在辊上的包角），利用辊子的摩擦系数实现（2）压辊式，除丝束和辊间摩擦系数外，主要由压缩空气气缸加压的包胶压辊实现.（3）第三种是自锁式，包胶压辊对丝束的压力随丝束张力而变动，丝束张力大，丝束对压辊的压力也增大，压辊对丝束的压力也增大，而且丝束受压面比压辊式多一倍，所以自锁式优点较多。四、卷曲机1、为什么要进行卷曲纺丝成形的初生纤维没有卷曲的特性，因此抱合力较差，特别是熔融纺丝制成的涤纶、锦纶和丙纶等纤维的截面近似圆形，表面光滑，不易与其他纤维抱合在一起，难于进行纺织加工。为了改善化学纤维的这一不足之处，增加其柔软性，需干拉伸后的长丝束进行卷曲加工，使其具有类似天然纤维的卷曲度，以利于纺织加工。此外，经卷曲加工后的纤维还能消光和增加其弹性。2、卷曲的方法：化学卷曲法、物理卷曲法、机械卷曲法。化学卷曲也称纺丝卷曲法，是在纺丝中形成卷曲的一种方法。其原理是利用特殊的凝固成形条件，造成纤维截面的不对称性而形成卷曲。物理卷曲是用物理方法处理已纺成纤雏，使之改变分子问的力而造成卷曲的方法。如复合纤维由于两种聚合物分别在一根纤维的两侧，而它们的收缩性能不同，在成形或热处理时两侧应力不一，因此形成卷曲。机械卷曲是一种施加机械力于已成形纤维而造成卷曲的方法。绝大多数具伯一定热塑性的纤维（如涤纶、锦纶和两纶）都可以采用，机械卷曲的方法。3、填塞箱式机械卷曲（1）卷曲准备（卷曲工序设备布置图）A、重叠收束架经过拉伸的丝束在该装置里改变其运行方向，使丝束重叠，成为具有一定厚度的纤维束，通过重叠装置后，使进入卷曲机的丝束宽度与卷曲轮宽度一致，且丝束的宽度中心对准卷曲轮宽度中心，以获得厚度均匀的纤维束。B、张力辊：张力辊能按丝束张力上下变位，通过变位检出微调卷曲机传动电动机的速度。此外，张力辊还可使卷曲机前的丝束具有一定的张力，以利于喂入卷曲机。C、预热蒸汽箱：在张力辊和卷曲机之间设有预热蒸汽箱，丝束在箱内被加热到玻璃化温度Tg以上，大分子链段能够缓慢运动，同时由于水分子的增塑效应，亦能使纤维杨氏模量下降，提高纤维卷曲性能。4、卷曲设备：填塞箱式卷曲机（见图）（1）组成：上下卷曲轮、卷曲箱、上下卷曲刀、左右侧板、传动系统、加压机构、热水循环系统、机架等组成。（2）卷曲原理经蒸汽预热后厚薄均匀的丝片，通过一对均作主动回转的卷曲辊轮喂入卷曲箱内，卷曲箱的上卷曲刀的活动板能摆动，气缸通过该活动板将压力加到卷曲箱内的丝束上。卷曲辊轮不断地将丝束送入箱内直至完全塞满填塞箱内空间，由于活动板对丝束的移动产生阻力，因而使纤维在箱内进行卷曲，又由于卷曲辊的推力作用，卷曲了的丝束就连续不断地被推出卷曲箱。五、干燥定型设备1、定型的目的短纤维的热定型实际上包括两个工序，即干燥和定型。干燥的目的是降低纤维的含水率，提高纤维的温度，为热定型创造条件。热定型的目的是消除纤维拉伸过程中产生的内应力，使大分子发生一定程度的松弛，提高纤维的结晶度，改善纤维的弹性，以及降低纤维的热收缩率，使其尺寸稳定。2、热定型方式：（1）控制张力热定型：热定型时纤维不收缩，而控制其略有伸长（如1％左右）。（2）定长热定型：热定型时纤维不收缩也不伸长。以上两种方式都是无收缩热定型，又称紧张热定型。（3）部分收缩热定型：即控制收缩热定型。（4）自由收缩热定型：即松弛热定型。3、热定型典型设备（1）链板式松弛热定型机。组成：由烘房、链板、传动机构、热风循环系统等组成。（见图7-1-4所示）（2）紧张热定型机。此设备是为了生产高强低伸型短纤维所用。九辊紧张热定型机由辊筒、加热系统、传动系统、机架等组成。丝束通过上四下五、交叉排列的加热辊筒，由于上下排辊回转方向相反，当丝束通过辊筒时，正反两面都能得到烘燥热定型。六、切断设备1、切断的目的：经过拉伸、卷曲和定型处理后的丝束，由切断机将其切成规定长度的短纤维，以供纺织加工中与棉、羊毛以及其他化学纤维混纺。2、对切断设备的要求（1）切断速度高，生产能力大，以适应短纤维生产向大型化发展的趋势。（2）切断长度精确，而且切断长度能够变换，以适应不同品种生产的需要。（3）纤维切口要整齐，无熔融粘连现象。（4）切断机构能够无级调速，以做到与生产线上其他单元机同步，保证最佳切断效果。（5）切断刀寿命长，容易更换，使用安全。经常保持锐利的刀刃，不仅能切出符合质量要求的纤维，而且可减少停机次数，提高设备生产效率。3、沟轮式切断机：由箱体、牵引辊、固定沟轮、气动沟轮、切断刀、刀盘、加压系统及传动系统组成。（如图7-1-5所示）切断原理：沟轮式切断机机由一对橡胶沟轮（握持部分）和装在水平方向的旋转刀盘（装有切断刀）组成。当丝束由牵引辊喂入后，被旋转的沟轮夹持住，水平方向回转的切断刀则通过沟槽间，把夹持在沟轮上的丝束割断。由于沟轮的转动，不断喂入切断机的丝束又被另外的沟槽夹持，再由下一把刀进行切割。被切断的纤维由压缩空气从刀室的侧面吹开，通过斜槽落到输送带上（或顺着沟轮下的喇叭口落入风管被吸走），送往打包机打包。4、转轮式切断机（也称压轮式或罗姆斯式）：由刀盘（转轮）、刀片、压轮、加压系统、传动系统等组成。（如图7-1-6所示）切断原理：这种切断机是靠丝束本身层层向刀盘上缠绕，外层向内层施加压力来握持的。丝束缠绕的张紧力产生压力，刀片既是切割点，又是较外层丝束的支撑点，这是压轮握持与其他形式握持的不同之处。它有一大直径的刀盘和一与其保持一定距离的压轮。刀盘上径向安装众多刀片，刀片的刀刃向外，刀刃间的距离即为纤维的切断长度。工作时，进入切断机的丝束预先经过张力装置，以均匀的丝束张力连续地绕在刀盘外周，丝束层越绕越厚，当厚度大于刀盘和压轮之间的间隙时，压轮把丝束压向刀刃，绕在刀盘上的内层丝束就被刀刃割断，切断后的短纤维从刀盘中引出。七、打包机打包机的作用：是将松散的纤维打成一定重量、一定体积的包装。双箱液压打包机：由打包称量机、皮带输送机、打包主机组成。（如图7-1-7所示）打包原理：切断后的短纤维输送至打包机顶部，再落入称量斗分批称量。称量后的纤维送入料仓进行预压（即将纤维分层压紧），预压的次数和称量数相同。当纤维达到一定量后提起箱体，并将箱体绕中心轴旋转180°至主压头下。落箱后，在主压油缸作用下，纤维被进一步强制压紧至所需大小的体积，再用铁丝把包捆紧，卸压后由推包气缸顶出捆紧的纤维包。§7-2长丝后加工一、长丝生产分类：（1）常规纺丝：900～1500m/min（UDY，未拉伸丝）（2）中速纺丝：2000～2500m/min(MDY，半预取向丝)（3）高速纺丝：3000～4000m/min(POY，预取向丝)（4）超高速纺丝：5000m/min以上(FOY，全取向丝)二、常用长丝品种的后加工工艺流程如下：1.未拉伸丝（UDY）—平衡—拉伸加捻—无捻无定型复丝。主要用于窗帘织物。未拉伸丝（UDY）—平衡—拉伸加捻—复捻（倍捻）—定型—络筒—有捻定型复丝。主要用于织造丝绸。2.未拉伸丝（UDY）—平衡—拉伸加捻—假捻变形—弹力丝。主要用于针织、机织，服装织物。3.高速纺丝（POY）—平衡—拉伸变形—弹力丝。主要用于针织、机织服装织物。4.高速纺丝（POY）—平衡—空气喷射变形—空气变形纱。用于仿短纤、仿丝绸、仿毛型等织物。§7.2.1牵伸加捻机一、组成：喂入、拉伸、加捻、卷绕等部分。二、牵伸加捻机工作过程初生纤维的卷绕筒子插放在筒子架上，呈交叉排列。丝条自筒子上引出后，通过导丝棒进入喂丝罗拉，其上有压辊。丝条在压辊与分丝棒上绕3～5圈，将丝条握持住。然后，送至牵伸盘与小转子上，在其上再绕3～5圈，以增加摩擦，避免丝条在拉伸时发生滑移。由于牵伸盘表面线速度较喂丝罗拉的线速度快，从而使丝条在两者之间受到拉伸。有些纤维品种的拉伸工艺需要分段拉伸，即一区及二区拉伸，因此还需设有第二牵伸盘。在第二拉伸区的两个牵伸盘间设有加热器，由于第二牵伸盘的表面线速度比第一牵伸盘的线速度快，从而使丝条在第二拉伸区又获得热拉伸。经拉伸后的丝条通过导丝钩及钢丝钩沿钢领轨道滑行，丝条被卷绕到筒管上，完成拉伸加捻丝的卷装（见图7-2-1和图7-2-2）。§7.2.2牵伸变形机一、假捻变形的基本原埋若把丝条两端固定（或者握住），以中间握持点回转，从握持点分界获得正反方向的正负捻。此捻在两端固定不移动时，常为n＋（－n）＝0，如图8-2-20（b）所示。如果两端固定，丝条以一定的速度v输送时，则握持点以前的捻度为n/v，握持点以后的捻度为（—n/v＋n/v）＝0，即丝条被解捻，见图8-2-20（c）。由于纤维具有热可塑性，经加捻——热定型——解捻过程后，纤维仍保留螺旋状卷曲，故称为假捻变形法。二、假捻变形机的工艺路线假捻变形工艺一般分为三种，第一种为常规变形法，是以拉伸丝为原丝进行假捻变形；第二种叫外拉伸变形法，是以予取向丝或末拉伸丝为原丝，拉伸和假捻变形分别在两个区域连续进行，由于拉伸发生在变形区之前，所以也称外拉伸变形；第三种叫内拉伸变形法，是以予取向丝为原丝，拉伸和变形在同一个区域内进行，在变形过程中原丝同时受到拉伸，因为拉伸在变形区域内完成，因此也称为内拉伸变形法。（见图7-2-21）。假捻变形工艺中的加热形式有两种。一种是单区加热（一个加热器），主要用于生产锦纶高弹丝；另一种为双区加热（二个加热器），主要用于生产涤纶低弹丝，同时也采用降低第二加热器的温度以生产中弹丝。本次课结束谢谢同学们合作