短纤维纱浆纱机(spun yarn sizing machine)是一种用于棉或棉型化纤混纺纱上浆的“浆纱机”。随着短纤维纱种类及其特高经密织物的发展,浆纱机也在向阔幅、大卷装、高速、优质、生产过程自动化检测与控制方面发展。在中央控制计算机中,可存储几十个品种加工的工艺参数,便于工艺管理与工艺上机。
工艺流程若干经轴上引出的经纱汇合成一片,由引纱辊拖引送人“浆槽”;用于高压上浆的配有两套浸没辊和两对上浆辊、压浆辊,对纱线实施的浸压为先轻后重、逐步增压;烘燥装置为烘筒式,湿浆纱先经分层烘燥,使浆膜完整,并可提高烘干效率;浆轴卷绕过程中以加压辊加压,提高卷装的卷绕密度。1
烘燥方式浆纱机很早就存在两种或三种烘燥方式。
(1)全烘筒式烘燥;
(2)全烘房式烘燥;
(3)烘筒与烘房相结合的烘燥。
欧洲、美洲几乎全部采用全烘筒式烘燥。日本过去采用全烘房或烘筒加烘房。我国过去一直采用全烘房烘燥,有一段时期吸收日本的烘房加烘筒的特点,在部分浆纱机上采用了烘筒加烘房式的烘燥方式。棉及棉混纺纱用的短纤维浆纱机不论欧美、日本及我国都向全烘筒式烘燥发展。这一点可以从我国和日本新型号浆纱机上得到验证。但是长丝浆纱机日本仍坚持烘筒加烘房式的烘燥方式。虽然采用全烘筒式烘燥的趋向是一致的,但是采用烘筒的数量各厂都给用户有选择的余地。过去国产浆纱机烘筒的数量在6~8只之间,也已增加12只烘筒。可以这样说12只烘筒似乎是世界各国浆纱机共同推荐的标准数,这样配置比较灵活应用,以适应不同支数、上浆率、织轴头份等各种情况的生产需要。当然这种配置比原来的6~8只烘筒的配置要多花些钱,但纺织厂也比较认可。烘房烘燥是通过空气介质来传播热量烘干纱线的,而烘筒烘燥是通过烘筒表面直接传播热量烘干纱线的。这样的烘燥比烘房烘燥效率高、节约蒸汽。烘干后的纱线具有质量均匀一致等优点。长期实践证明,在同样的条件下烘筒烘燥的浆纱机的生产速度比烘房烘燥的浆纱机的生产速度高出20%左右,这也是国内及日本浆纱机制造厂要把烘房式浆纱机改为烘筒式浆纱机的主要原因。而对长丝机仍沿用烘房加烘筒的烘干方式,这种结合式浆纱机比较适宜于长丝浆纱的需要。另外烘筒式浆纱机还有利于电子计算机监测监控。一般12只烘筒的浆纱机,预烘部分的烘筒是不锈钢表面涂聚四氟乙烯,各厂的烘筒浆纱机虽然烘筒的数量可能是一致的,但它的排列方式不完全一致,这将直接影响纱线引进路线,最终影响纱线的张力与伸长的一致性及安装调试工作,这一点纺织厂在选用时应该注意。另外烘筒的传动方式也有消极传动与积极传动两种,就最新型的电子计算机控制的电子式浆纱机而言,作者认为独立特种电机的直接传动优于消极被动的传动方式。
上浆方式一般短纤维浆纱机有单浆槽与双浆槽之分。由于双浆槽适应范围广,用户都喜欢选用双浆槽的。开始进口浆纱机时,有些用户为了省钱选用单浆槽的,结果某些品种不适应无法生产,吸取这一教训,在以后较长时间内很少引进单浆槽的(用于牛仔布生产的浆纱机例外)。上浆方式有单浸、单压式、双浸双压式、双浸四压式,而双浆槽双浸双压或双浆槽双浸四压已成为用户选购短纤维浆纱机的标准模式。因为这两种上浆方式的确优于单浸单压或单浸双压式,它适应各种不同支数上浆率,换句话说它的适应性强。加压的重量可调节式,分轻压和重压两种。一般加压负荷是0~4t,当然也有低于4t的,这是个别厂家的浆纱机。对于用户厂来说当然应该选用适用范围比较广的。最新电子式浆纱机加压负荷的调节也是由电子计算机控制自动调节。而过去机械式浆纱机是由手动调节的,同样浆槽内的液面、浆料的温度、浓度等也由过去的机械或人工调节改为电子计算机监测监控。这也是电子式浆纱机与机械式浆纱机的区别之一。另外上浆辊的主传动也是由电子计算机控制的特种自动调速电机传动,而不是机械式浆纱机的普通电机传动。这种传动方式有利于纱线张力控制,实现整个机器前后各部分同步运行,减少纱线不必要的伸长。2
卷绕机构最新型电子式浆纱机与机械式老型号的浆纱机最大不同在于电机传动方式,一般都采用电子计算机控制自动调速的变频电机传动,而过去机械式浆纱机采用的是普通电机通过机械式无级变速进行自动调速。这种调速装置变速范围很窄,反应不及时,机构也复杂,容易发生故障。无法实现机械前后部分同步运行,而且实现0.5m/min爬行速度比较困难(必须加装其它的减速装置才能实现)。现今电子控制的变频调速传动,要实现0.5m/min的爬行速度和3~5m/min慢速运行不需要添加任何零件很容易实现。这对降低纱线的张力及不必要的伸长非常有利,大大方便了纱线断头时操作及上落轴操作(可实现不停车上落轴),这不能不说是电子式浆纱机的一大技术进步。电子式浆纱机的卷绕速度提高了25%~30%,也就是说产量提高了30%,而且浆纱以后纱线质量比原来也有所提高。工人的劳动强度有所降低,机器的效率有所提高,这不得不归功于电子计算机在浆纱机上的应用。
浆纱机的传动机构几年前我国进口的浆纱机全部是机械传动、机械变速、普通电动机传动的旧型号的浆纱机,它的最高机械速度为100m/min。进口的浆纱机基本上都配有电子计算机控制、变频电机或伺服电机传动。电子计算机开始在传统的浆纱机上应用,实现了高度自动化,这无疑是发展的方向。我国纺机厂也推出全电脑控制的新型号的浆纱机,缩短了与世界上先进浆纱机的差距,这是可喜的现象。但是电子计算机应用于浆纱机还只是开始,难免发生这样或那样问题,最主要的是电脑发生故障,使电子计算机指挥失灵。针对这个问题各制造厂商纷纷采取措施,如采用主电脑加上备用电脑,一旦电脑发生故障,即可使用备用电脑或手动控制操作。由于浆纱机工作环境较差,会使变频器失灵,影响操作,有关厂商采取封闭变频器以隔绝高温及湿热空气对变频器的侵蚀。除采用稳压电源器外还采取对变频器进行降温措施,如在它的周围加装冷却装置等。既然电脑在浆纱机上应用是技术进步的方向,各厂商坚定不移地来面对出现的新问题,我们相信这些问题会迎刃而解的。过去浆纱机只有2~3只普通电机,现今浆纱机电机多达7个以上,这些电机不是普通电机,都是变频电机或伺服电机。由于这些变化使浆纱机传动机构大大简化、提高了传动效率和浆纱的性能,也因此降低了制造成本。过去一台机械式浆纱机约105万德国马克(当时折合70万美元,现今折合48万美元),现今一台电子式浆纱机已降至30~36万美元,它的自动化程度及性能反而提高了。从这里可以看到电脑在短纤维浆纱机上应用是发展方向。
浆纱机市场情况过去进口的及国产浆纱机都是机械式的,而配合无梭织机使用的大部分是进口的机械式浆纱机。这些浆纱机来自德国祖克(SUCKER)、赛耳(ZELL)、美国的里德查维和西点、英国泼拉脱(PLATT)、台湾大雅、日本津田驹3等。过去祖克浆纱机占市场分额80%左右,其余各厂只占20%。现今进口的电子浆纱机主要是德国祖克、瑞士贝宁格、德国卡尔迈耶和日本津田驹。我国郑纺机厂也已推出电子式浆纱机,但属于起步阶段,占有很小的市场分额。电子式浆纱机销售前景非常好,它不但可以配合新型无梭织机应用,也可作为老厂改造,且它的性能与价格比愈来愈得到使用厂的认可。因为电子式浆纱机的产量是老型号浆纱机产量的2~3倍,而且上浆后纱的质量大大优于旧型号,劳动强度也降低。
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尹维龙 - 副教授 - 哈尔滨工业大学