王建國

（杭州藍(lán)孔雀化學(xué)纖維 （股份）有限公司，浙江 杭州310015）

設(shè)備與儀器

降低滌綸短纖切斷過程產(chǎn)生短絨及粉末的技術(shù)改造

王建國

（杭州藍(lán)孔雀化學(xué)纖維 （股份）有限公司，浙江 杭州310015）

針對(duì)用戶提出滌綸短纖產(chǎn)品中存在較為嚴(yán)重的短絨和粉末，從而影響其可紡性和消耗等問題。通過一系列技術(shù)攻關(guān)，找到了切斷機(jī)產(chǎn)生短絨和粉末的主要因素，并對(duì)刀盤進(jìn)行技術(shù)改造，解決了長期以來因切斷短絨和粉末而影響產(chǎn)品質(zhì)量和用戶滿意度這一問題，提升了產(chǎn)品的質(zhì)量信譽(yù)，并且延長了切斷刀和刀盤的使用壽命，為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

滌綸短纖；短絨；粉末；刀盤；技術(shù)改造

滌綸短纖維的切斷一直存在著短絨和粉末的問題，且各生產(chǎn)線的狀況差異較大。影響切斷效果的因素較多[1]：如刀、刀盤、壓輪三者之間的裝配位置關(guān)系；刀與刀盤的裝配精度；刀盤主軸的振動(dòng)情況；刀盤的制造質(zhì)量；刀盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；刀盤的使用周期以及絲束的張力控制等等，但至今尚未找到主要的影響因素，平時(shí)通過更換刀和刀盤對(duì)短絨和粉末的有效控制并不明顯，從而導(dǎo)致用戶經(jīng)常反映由于產(chǎn)品中存在的短絨及粉末影響了其可紡性和消耗。針對(duì)此，我司對(duì)刀盤進(jìn)行技術(shù)改造。

我們通過技術(shù)攻關(guān)，弄清短纖切斷過程中產(chǎn)生短絨和粉末的機(jī)理，找出了主要影響因素，并采取相應(yīng)措施及對(duì)刀盤進(jìn)行技術(shù)改造，極大地減少了滌綸短纖產(chǎn)品中存在的短絨和粉末，提高了產(chǎn)品品質(zhì)，滿足了用戶的需要。

1 改造前的情況

斷刀刀盤為金屬膠木層壓式刀盤，由于其結(jié)構(gòu)上存在設(shè)計(jì)缺陷，絲束切斷時(shí)承壓區(qū)在膠木區(qū)域，膠木使用一段時(shí)間后，刀盤兩側(cè)輪盤逐漸向外變形，而固定在刀盤外側(cè)膠木輪盤上的刀罩隨之向外移動(dòng)，導(dǎo)致切斷刀縱向固定松動(dòng)，同時(shí)，壓輪與刀盤兩側(cè)側(cè)隙增大，造成絲束重切加劇，導(dǎo)致產(chǎn)生大量短絨，而且刀盤兩側(cè)側(cè)隙越大，切斷刀縱向竄動(dòng)越嚴(yán)重，切斷刀產(chǎn)生短絨現(xiàn)象越嚴(yán)重。因此，刀盤結(jié)構(gòu)上存在的設(shè)計(jì)缺陷是產(chǎn)生切斷短絨的主要原因。

對(duì)于產(chǎn)生的粉末，我們認(rèn)為其中一部分是長度更短的短絨，另一部分是纏繞在刀盤刀口圓柱面上的絲束在運(yùn)行過程中摩擦產(chǎn)生的。由于刀盤是一個(gè)幾何分度圓柱體，在壓輪加壓后運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生脈沖，同時(shí)刀盤本身存在機(jī)械振動(dòng)，這些脈沖和振動(dòng)的結(jié)果，導(dǎo)致絲束在除受力部位的切斷刀以外的其余大部分切斷刀口上產(chǎn)生摩擦，進(jìn)而產(chǎn)生粉末。

我司目前使用的是HV771A切斷機(jī)，其切

對(duì)改造前一個(gè)月切斷機(jī)所產(chǎn)生的粉末情況統(tǒng)計(jì)如表1。

表1 改造前各生產(chǎn)線產(chǎn)生的粉末情況 g

從表1可以看出，各生產(chǎn)線產(chǎn)生的粉末情況差異較大，而且發(fā)現(xiàn)其中夾雜大量0.2～1.5 mm長的短絨。

我們利用計(jì)劃檢修，對(duì)各生產(chǎn)線切斷機(jī)的切斷刀、壓輪、刀盤三者之間的裝置位置關(guān)系及主軸的裝配精度進(jìn)行了測量，結(jié)果如表2。

表2 切斷刀、刀盤、壓輪、主軸裝配參數(shù)測量結(jié)m果m

從表2可見，產(chǎn)生粉末量較大的2#、3#、4#生產(chǎn)線其切斷機(jī)壓輪與刀刃間隙偏小，但壓輪與刀盤兩側(cè)側(cè)隙較大；粉末量較小的1#與5#生產(chǎn)線其壓輪與刀盤兩側(cè)側(cè)隙則明顯小很多；各生產(chǎn)線粉末量雖然差異較大，但切斷機(jī)刀盤主軸軸向和徑向跳動(dòng)情況差異不大，這說明切斷機(jī)主軸的裝配情況較好，粉末量的多少與此關(guān)系不大。

2 改造措施

根據(jù)生產(chǎn)情況分析，刀盤正常更換時(shí)，刀盤與壓輪是成對(duì)更換的，壓輪與刀盤兩側(cè)側(cè)隙之和應(yīng)小于1.5 mm （設(shè)計(jì)值），并對(duì)稱分布。通過統(tǒng)計(jì)，產(chǎn)生粉末量較大的刀盤，不僅兩側(cè)側(cè)隙較大，而且切斷刀縱向竄動(dòng)嚴(yán)重，最高可達(dá)5～6 mm；進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，這些側(cè)隙較大的刀盤，其外側(cè)膠木輪盤普遍變形嚴(yán)重，向兩側(cè)變形，刀槽寬由新刀盤的65 mm漲至70～90 mm；少數(shù)變形嚴(yán)重的刀盤，其部分切斷刀里側(cè)端已滑出，刀口已嵌入膠木輪盤，且造成切斷刀口傾斜5°～13°不等；壓在刀盤外側(cè)膠木輪盤上用于切斷刀軸向固定的刀罩襯墊因切斷刀的軸向竄動(dòng)或頻繁換刀，大部分已磨穿。

由于脈沖和振動(dòng)都是無法避免的，因而粉末是無法根本消除的。另外，從上述產(chǎn)生的切斷短絨和粉末的機(jī)理可以看出，絲束的重切也是無法根本消除的，因?yàn)閴狠喤c刀盤兩側(cè)存在相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，總存在間隙，而且間隙不能太小，太小會(huì)導(dǎo)致絲束被磨斷產(chǎn)生超倍長。因此只能盡可能減小兩側(cè)側(cè)隙，同時(shí)減小切斷刀的活動(dòng)間隙，防止切斷刀縱向松動(dòng)，減少重切，從而達(dá)到減少切斷短絨和粉末的目的。

2.1 技術(shù)攻關(guān)[2]

2.1.1 調(diào)整壓輪與刀刃間隙

我們對(duì)粉末量較多的2#和3#切斷機(jī)壓輪與刀刃的間隙進(jìn)行調(diào)整，先將它們調(diào)整到設(shè)計(jì)值范圍的5～7 mm的上限，發(fā)現(xiàn)粉末量略有減少，但變化不明顯；然后在3～9 mm范圍內(nèi)將壓輪與刀刃間隙按照從小到大，再從大到小進(jìn)行調(diào)整試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)粉末量在間隙為6～8 mm效果最佳，超出此范圍略有變化，沿間隙減小的方向粉末略有增加，但變化不大。我們又針對(duì)粉末量較小的1#、5#生產(chǎn)線，按照壓輪與刀刃間隙在3～9 mm范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，得出的結(jié)果與上相同。

通過此項(xiàng)試驗(yàn)可以看出，壓輪與刀刃的間隙對(duì)粉末量產(chǎn)生有一定影響，但影響不大，最佳參數(shù)為6～8 mm。

2.1.2 調(diào)整壓輪與刀盤兩側(cè)側(cè)隙

我們對(duì)粉末量較大的3#和4#生產(chǎn)線采取更換寬壓輪，以減小壓輪與刀盤兩側(cè)側(cè)隙，側(cè)隙分別由原來的4.6 mm（里側(cè)與外側(cè)間隙之和）和3.8 mm減少至1.8 mm和1.5 mm，經(jīng)過采樣統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)粉末量明顯減少50%以上。通過此項(xiàng)試驗(yàn)可以得出，壓輪與刀盤兩側(cè)側(cè)隙對(duì)粉末的產(chǎn)生影響較大，且側(cè)隙越小，產(chǎn)生的粉末量就越少。

2.1.3 調(diào)整壓輪的寬度

對(duì)目前變形尚不嚴(yán)重的刀盤采取加寬壓輪寬度的措施，減小壓輪與刀盤兩側(cè)側(cè)隙。

2.1.4 及時(shí)更換刀罩內(nèi)磨損嚴(yán)重的襯墊。

上述技術(shù)攻關(guān)措施實(shí)施后，切斷機(jī)所產(chǎn)生的粉末情況統(tǒng)計(jì)如表3。

表3 改造后粉末產(chǎn)生的情況 g

對(duì)比表1和表3可以看出，全部生產(chǎn)線日均粉末量由改造前的150 g降至改造后的31.5 g，降幅達(dá)80%左右。但這是動(dòng)態(tài)的，隨著刀盤使用時(shí)間的延長，變形加劇，上述問題又會(huì)逐步顯現(xiàn)。

2.2 技術(shù)改造[3]

為了從根本上解決短纖切斷中的短絨和粉末問題，并且延長切斷刀和刀盤的使用壽命，對(duì)切斷機(jī)的刀盤輪轂及刀槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行徹底的技術(shù)改造。

（1）原刀盤為膠木和金屬層壓式結(jié)構(gòu)，絲束切斷時(shí)承壓區(qū)位于膠木區(qū)域，膠木使用一段時(shí)間后，刀盤兩側(cè)輪盤易向外變形，導(dǎo)致切斷刀縱向固定松動(dòng)，兩側(cè)側(cè)隙增大，進(jìn)而造成絲束重切加劇，產(chǎn)生大量粉末和短絨。另外位于切斷刀刃圓柱面上的兩側(cè)金屬與膠木結(jié)合部易夾絲，影響產(chǎn)品質(zhì)量。我們改造的措施是將刀盤金屬輪轂直徑增大，減小膠木輪盤區(qū)域，但不改變刀盤外緣直徑和切斷刀口圓柱面的直徑，這樣就確保絲束切斷時(shí)承壓區(qū)位于金屬區(qū)域，刀槽結(jié)構(gòu)由原開式結(jié)構(gòu)改為閉式結(jié)構(gòu)，從根本上解決了過去刀盤因膠木變形引起的切斷刀松動(dòng)問題。同時(shí)，由于金屬輪轂直徑擴(kuò)大，金屬與膠木結(jié)合部位于承壓區(qū)外，避免了切斷時(shí)的夾絲，穩(wěn)定和提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

（2）原刀盤刀槽里側(cè)凹槽較淺，刀松動(dòng)后易滑出并傾斜，致使重切加劇，因此從結(jié)構(gòu)上對(duì)刀槽里側(cè)刀口插入深度做了增加，但總的刀槽長度不變，可防止切斷刀滑出。

（3）原刀盤刀口方向無定位，刀口松脫與膠木接觸，易造成刀口缺口，因此在吸取不銹鋼刀盤改造經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將刀槽刀口方向采用燕尾槽形式結(jié)構(gòu)對(duì)刀口進(jìn)行固定，可以避免刀在使用過程中的刀口損傷。

（4）原刀罩整體為金屬鋁合金材料，換刀時(shí)易造成刀罩碰壞刀口，我們將刀罩內(nèi)采用襯膠結(jié)構(gòu)，可避免刀口碰壞。

3 運(yùn)行效果及經(jīng)濟(jì)效益

3.1 運(yùn)行效果刀盤改造完成后，經(jīng)過近一年的使用可見：（1）對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量無影響，超倍長指標(biāo)改造前后沒有差異；

（2）切斷短絨和粉末情況明顯減少，日均量不足1 g；

（3）切斷刀、刀盤運(yùn)行情況比較平穩(wěn)，無其它異常情況出現(xiàn)。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

原刀盤平均使用壽命約8個(gè)月，本次對(duì)刀盤的改造是繼續(xù)采用膠木和金屬層壓式結(jié)構(gòu)，由于切斷時(shí)承壓區(qū)不在膠木區(qū)域，徹底避免了原刀盤存在的變形問題，制造成本增加不到一倍，但使用壽命卻增加到兩年，另一方面，同時(shí)也減少了設(shè)備維護(hù)的勞動(dòng)強(qiáng)度，每年可直接降低成本20多萬元。

4 結(jié)束語

通過對(duì)切斷機(jī)的技術(shù)攻關(guān)及技術(shù)改造，基本消除了短纖產(chǎn)品中因切斷而產(chǎn)生短絨和粉末的現(xiàn)象，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量與信譽(yù)以及用戶滿意度。這項(xiàng)目投資小，見效快，在實(shí)際生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，社會(huì)效益也更加顯著。

[1] 薛金秋.化纖機(jī)械 [M].北京：中國紡織出版社，1999.

[2] 高雨聲.化纖設(shè)備 [M].北京：紡織工業(yè)出版社，1989.

[3] 魏大昌.化纖機(jī)械設(shè)計(jì)原理 [M].北京：紡織工業(yè)出版社，1984.

THE TECHNICAL INNOVATION ON REDUCE THE FLOCK AND POWDEF DURING THECUTTING PROCESS OF POLYESTER STAPLE FIBER

WANG Jian-guo
(Hangzhou Blue Peacock chemical fiber（stock）Co.，Ltd.，Hangzhou 310000，China)

Based on severe flock and powder issues the problem in the polyester staple product raised by the customer，which its spinnability and consumption was affected.Through a series of technical research activities，we find the main factors to produce flock and powder by cutting machine，then after technical innovation for the cutter disk，this persistent flock and powder issues was solved which affect the product quality and customer satisfaction for a long time，it also improving the quality prestige of the product，extending the service life of the cutter and cutter disk.

polyester staple fiber;flock;powder;cutter disk;technical innovation

TQ340.615.8

B

10.3969／j.issn.1672-500x.2014.03.011

1672-500X(2014)03-0041-04

2014-07-15

王建國 （1965-）， 男，浙江杭州人，化纖工程師，主要從事化纖產(chǎn)品的生產(chǎn)及新產(chǎn)品開發(fā)工作。