紡部機(jī)械設(shè)備

1、第五章紡部機(jī)械設(shè)備化學(xué)纖維可分為兩大類：再生纖維和合成纖維。再生纖維是用天然高分子化合物為原料，經(jīng)化學(xué)處理和機(jī)械加工而制得的纖維；合成纖維是用石油、天然氣、煤及農(nóng)副產(chǎn)品等為原料經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)，合成高分子化合物，再經(jīng)加工而制得的纖維。紡部又可以分為短纖紗紡部和長絲紡部，短纖紗紡部使用的紡織機(jī)械有：開清棉機(jī)械、梳棉機(jī)械、牽伸機(jī)械、卷繞機(jī)械、氣流輸送機(jī)械等。長絲紡部主要是化纖原絲和真絲的制取。因?yàn)槲覈戏绞褂没w紡部較多，本書以化纖紡部的設(shè)備為主介紹?；瘜W(xué)纖維常用紡絲設(shè)備一般可分為濕法紡絲設(shè)備和熔融紡絲設(shè)備二大類。濕法紡絲，簡稱濕紡。濕紡包括的工序是：(1)制備紡絲原液；(2)將原液從噴絲孔壓出形

2、成細(xì)流；(3)原液細(xì)流凝固成初生纖維；(4)初生纖維卷裝或直接進(jìn)行后處理。設(shè)備由于品種不同設(shè)備也不同，即使同一品種，也由于溶劑不同，腐蝕性不同，設(shè)備使用的材料也不相同，因而較難相互通用。熔融紡絲法又分為聚合法、共混紡絲法、皮芯復(fù)合紡絲法；采用后整理聚合技術(shù)也可使纖維具有變色性能。例如，將纖維或織物用含毗喃衍生物的單體浸漬，單體一般為苯乙烯或醋酸乙烯酯，單體在纖維內(nèi)進(jìn)行聚合，使纖維具有光致變色性。熔融紡絲設(shè)備大部分都可以通用，且纖維性能優(yōu)良，產(chǎn)量大，設(shè)備的加工速度高，因而發(fā)展更快。作為主機(jī)設(shè)備的熔融紡絲機(jī)已實(shí)現(xiàn)高壓高速紡絲，替代了過去的常規(guī)低速紡絲。紡絲三大關(guān)鍵設(shè)備螺桿擠壓機(jī)、計(jì)量泵和噴絲板已有

3、多家專業(yè)廠生產(chǎn)。第一節(jié) 聚脂切片的干燥設(shè)備一、聚酯切片的干燥的目的除去切片中水分 微量水分的存在會(huì)大大加速高聚物在熔融紡絲過程中水解，使高聚物分子量降低。同時(shí)，由于水在高溫下汽化，被熔體夾帶而出噴絲孔，會(huì)形成氣泡絲而造成紡絲斷頭或毛絲，不但降低紡絲質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)更會(huì)使紡絲無法進(jìn)行。提高軟化點(diǎn) 聚酯熔體要在水中急劇冷卻，得到的切片是無定形結(jié)構(gòu)。這種切片軟化點(diǎn)很低，如用這種切片紡絲，則在進(jìn)人螺桿擠壓機(jī)后很快軟化變粘，造成“環(huán)結(jié)”阻料使生產(chǎn)中斷。而經(jīng)過干燥的切片會(huì)形成部分結(jié)晶，使軟化點(diǎn)大大提高。干燥設(shè)備還應(yīng)符合干燥速度快、能耗低、操作方便、設(shè)備制造容易和運(yùn)轉(zhuǎn)安全、設(shè)備價(jià)格便宜等要求。、干燥原理切片干燥

4、是一種固體粒子的干燥，就是要除去粒子外部和內(nèi)部的水分。滌綸切片的外部水分只是切片表面和表層的非結(jié)合水分，去除這部分水分的過程一般屬于等速干燥，干燥速度取決于提供的熱量和蒸發(fā)作用。由于滌綸切片的內(nèi)部水分必須先從內(nèi)部擴(kuò)散到表面，然后再蒸發(fā)，故干燥速度取決于擴(kuò)散速度，而擴(kuò)散速度又取決于溫度和氣流與切片的濕度差，這種水分稱為結(jié)合水分。二、干燥設(shè)備為了達(dá)到上述干燥目的，可以選擇各種各樣的干燥設(shè)備。目前國內(nèi)外應(yīng)用較多的有下列幾種；真空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)、回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)、沸騰干燥設(shè)備、充填干燥設(shè)備和聯(lián)合干燥設(shè)備等。用得較為廣泛的有真空轉(zhuǎn)鼓干燥裝置和沸騰結(jié)晶充填干燥裝置。1、 真空轉(zhuǎn)鼓干燥裝置 真空轉(zhuǎn)鼓干燥裝置發(fā)展比

5、較早，這種設(shè)備主要由轉(zhuǎn)鼓及其傳動(dòng)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)組成，如圖31所示。圖5-1 轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)鼓是一個(gè)內(nèi)襯不銹鋼的圓筒（見圖5-1）。外面有加熱夾套，可通入熱油、聯(lián)苯或飽和水蒸氣等加熱介質(zhì)。轉(zhuǎn)鼓兩端有軸和軸承，用支架支承，為了使轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)，軸上裝有齒輪，電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速器來傳動(dòng)。為了防止切片磨損產(chǎn)生過多的粉末，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速不宜過快，一般為4rmin左右，轉(zhuǎn)鼓采用傾斜式裝置，使轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的切片能借自重沿鼓壁翻動(dòng)，不需安裝攪拌器，而且便于出料，轉(zhuǎn)鼓的傾斜角為20”30“。圖5-2轉(zhuǎn)鼓加熱部分的軸頭結(jié)構(gòu)切片干燥除需加熱外，還應(yīng)在高真空的狀態(tài)下進(jìn)行，才能防止高溫下的氧化裂解。加熱管道和真空管道是通過轉(zhuǎn)鼓的兩端軸通人

6、夾套內(nèi)和轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的。圖5-2為轉(zhuǎn)鼓加熱部分的軸頭結(jié)構(gòu)，圖53為真空部分的軸頭結(jié)構(gòu)。圖5-3為真空部分的軸頭結(jié)構(gòu)真空轉(zhuǎn)鼓機(jī)在操作時(shí)，先將切片送入鼓內(nèi)，接著抽真空，同時(shí)開動(dòng)轉(zhuǎn)鼓馬達(dá)，使轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)，然后在夾套內(nèi)通人蒸汽，對切片進(jìn)行加熱。出料前要停止加熱，使轉(zhuǎn)鼓冷卻一定時(shí)間，防止切片出料時(shí)由于溫度過高而發(fā)生氧化。干燥后的切片應(yīng)避免再與空氣接觸而回潮，一般是密封在特制的干切片貯桶中貯存或采用密閉的氣流輸送裝置。2沸騰結(jié)晶充填干燥設(shè)備 以把預(yù)結(jié)晶和主干燥分開進(jìn)行工藝控制為特征而設(shè)計(jì)的沸騰結(jié)晶充填干燥設(shè)備獲得了廣泛的應(yīng)用，它特別適應(yīng)于聚酯切片的干燥。這類設(shè)備又可分為間歇式和連續(xù)式兩種。第二節(jié) 紡絲卷繞設(shè)備聚酯纖

7、維的生產(chǎn)采用熔融紡絲方法，即把具有一定聚合度的成纖高聚物（聚對苯二甲酸乙二酯）加熱熔融成具有一定粘度和壓力的熔體，經(jīng)精確計(jì)量噴絲成形，然后在恒溫恒濕條件下固化。因而其紡絲成形過程是加熱熔融一噴絲成形一冷卻固化的過程。經(jīng)過干燥的聚酯切片呈半結(jié)晶狀態(tài)，熔融溫度常有一個(gè)波動(dòng)范圍（510之間），但分解溫度高于熔融溫度，故可以采用速度較高的熔融紡絲法。聚酯纖維的紡絲工藝流程可分直接紡絲或切片紡絲兩種。直接紡絲是把聚合釜中的熔體直接送到紡絲箱中紡絲成形，省去了鑄帶、切片、干燥及再熔融的工序。而切片紡絲工藝流程雖然較長，但是聚合和紡絲分開控制，互不干擾，纖維質(zhì)量容易保證，可以單獨(dú)建立紡絲廠，調(diào)換品種較方便，

8、適合于中小型合成纖維廠的生產(chǎn)。一、 熔體紡絲液的制備與設(shè)備從20世紀(jì)50年代開始，開發(fā)應(yīng)用了螺桿擠壓紡絲，到了60年代，已得到了廣泛應(yīng)用，目前，螺桿擠壓機(jī)已經(jīng)系列化生產(chǎn)。螺桿擠壓機(jī)有單螺桿和多螺桿之分，現(xiàn)代生產(chǎn)中熔融紡絲大多采用單螺桿擠圖5-4臥式螺桿擠壓機(jī)壓機(jī)。單螺桿擠壓機(jī)可分為臥式和立式兩種，見圖5-4、圖5-5。圖5-5立式螺桿擠壓機(jī)臥式擠壓機(jī)中，螺桿和套筒是水平安裝的，裝拆和維修較方便，但螺桿為一懸臂梁，撓度較大，螺桿頭部易磨損。而立式擠壓機(jī)的螺桿和套筒垂直安裝，不易變形，占地面積較小，但需要較高的廠房，減速箱密封要求高，裝拆和維修較麻煩。因此，臥式擠壓機(jī)應(yīng)用較廣。1擠壓過程 切片在擠

9、壓機(jī)中熔融擠出，是一個(gè)從常溫固態(tài)轉(zhuǎn)化為高溫粘流態(tài)的擠壓過程，因而擠壓機(jī)要同時(shí)完成加熱熔融和擠壓輸送的作用，所以它既是加熱器，又是熔體輸送泵。物料沿著螺桿的螺槽向機(jī)頭方向前進(jìn)，經(jīng)歷著溫度、壓力和粘度的變化，由玻璃態(tài)、高彈態(tài)轉(zhuǎn)變成粘流態(tài)。按物態(tài)的不同，把螺桿長度分成加料段、壓縮段和計(jì)量段三部分。螺桿擠壓機(jī)是由螺桿與套筒，加熱與冷卻裝置以及傳動(dòng)系統(tǒng)等組成。其中，螺桿與套筒是關(guān)鍵零件，其類型、結(jié)構(gòu)尺寸、材料與熱處理質(zhì)量、加工制造與裝配精度均會(huì)影響產(chǎn)量、功率、熔體均勻性等擠壓機(jī)的主要性能。2螺桿與套筒螺桿 螺桿的類型可分為單頭與多頭，漸變與突變，有無混煉頭等。聚酯纖維的紡絲螺桿一般選用單頭漸變螺桿，在壓

10、縮段螺槽變化規(guī)律是螺距相等而螺槽深度逐漸變淺。這種類型的螺桿，適用于從高彈態(tài)到粘流態(tài)范圍較寬且熔體粘度較高的聚合物紡絲，加工方便，工藝易控制。圖5-6 螺桿a、突變螺桿 b、漸變螺桿螺桿直徑D是指螺桿外徑的名義尺寸，也是擠壓機(jī)的特征尺寸，為了適應(yīng)生產(chǎn)需要，已經(jīng)系列化。我國的螺桿直徑系列為45、60、65、80、90、100、110、120、150等（單位均為mm）。圖5-7 螺桿結(jié)構(gòu)套筒。套筒是一個(gè)加熱的高壓容器，又是支承擠壓機(jī)加熱器、傳動(dòng)箱與出料熔體管道連接的機(jī)架，與螺桿配合完成對物料的加熱熔化和擠壓輸送作用。圖5-8 套筒的結(jié)構(gòu)材料。工作時(shí)，螺桿受很大的載荷，套筒要經(jīng)受很高的熔體壓力，并且

11、在高溫下與物料直接作用，因而要求螺桿和套筒強(qiáng)度高，耐磨、耐腐蝕和熱機(jī)械性能好。3加熱方式 一般螺桿轉(zhuǎn)速較低，熱量主要依靠外界的電熱器供給。電加熱方式可分電阻絲加熱和電感應(yīng)加熱兩種。一般都采用電阻絲加熱，干擾小，熱容量大，效率高。4螺桿的傳動(dòng) 傳動(dòng)系統(tǒng)有兩種形式：變速電動(dòng)機(jī)一減速箱一螺桿。這是廣泛采用的傳動(dòng)系統(tǒng)。常速電動(dòng)機(jī)+機(jī)械無級變速器+減速箱 由于大功率的機(jī)械變速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)用較少。5擠壓機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 擠壓機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)有溫度、機(jī)頭熔體壓力、螺桿轉(zhuǎn)速、產(chǎn)量、功率消耗等。二、 紡絲成形與設(shè)備紡絲成形工藝及設(shè)備是合成纖維生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵。熔融紡絲按速度分有常規(guī)紡絲、高速紡絲及超高速紡絲，

12、按紡絲熔體壓力分有常壓紡絲和高壓紡絲之別。高速紡絲也叫拉伸紡絲。當(dāng)紡絲速度達(dá)到一定值時(shí)，紡絲過程中絲條受到很高的速度梯度和空氣阻力的影響，獲得相當(dāng)高的大分子軸向取向（稱為取向度），制得預(yù)取向絲。預(yù)取向絲物理機(jī)械性能穩(wěn)定，染色性能均勻，而紡絲機(jī)產(chǎn)量可提高；后加工可省去單獨(dú)的拉伸工序，將其合并到其他機(jī)器中，縮短了工藝流程，降低了生產(chǎn)成本。當(dāng)紡絲速度提高到60008000mmin以上時(shí)，可獲得全取向絲，無需后拉伸，一步法制得全取向絲。、保溫箱體保溫箱為一密閉容器，一般用812mm鋼板焊接而成，每個(gè)紡絲部位有一個(gè)泵座，泵座與熔體分配管及箱壁焊成一體。泵座內(nèi)裝計(jì)量泵及紡絲組件。保溫箱中有載熱體加熱，使通

13、人計(jì)量泵、紡絲組件中的熔體在紡絲溫度下完成噴絲成形。計(jì)量泵 又稱紡絲泵，一般采用結(jié)構(gòu)簡單的齒輪泵。聚酯紡絲泵屬熔紡泵。計(jì)量泵的作用是把熔體定量定壓地輸人紡絲組件中，保證絲條線密度均勻。圖5-9計(jì)量泵結(jié)構(gòu)計(jì)量泵的結(jié)構(gòu)如圖5-9所示。一般由一對外嚙合的齒輪（主動(dòng)齒輪和被動(dòng)齒輪）及三塊上、中、下泵板組成。在下泵板上開有出、入口，主動(dòng)齒由紡絲箱外的泵軸通過聯(lián)軸節(jié)來帶動(dòng)。紡絲用的熔紡泵屬于熱泵，工作溫度達(dá)300。出口熔體壓力較大，常壓紡時(shí)保證8MPa左右，高壓紡時(shí)達(dá)30MPa，為了保證機(jī)械精度及吸入時(shí)間足夠，要求轉(zhuǎn)速較低，一般為1040rmin。計(jì)量泵精度很高，要用專門機(jī)床加工制造，計(jì)量泵的規(guī)格較多。根

14、據(jù)紡絲速度及所紡絲條的品種來確定泵供量后，應(yīng)通過計(jì)算來確定計(jì)量泵的公稱流量和轉(zhuǎn)速。公稱流量要符合熔紡泵流量標(biāo)準(zhǔn)系列，即為：0.6、1.2、2.4、10、20、30、40cm3 r等；轉(zhuǎn)速范圍540rmin。、紡絲組件聚酯纖維根據(jù)所紡品種不同，紡絲組件可分為普通紡絲組件、復(fù)合紡絲組件、異形紡絲組件等類型，而每類又有長絲和短纖維紡絲組件之分。長絲和短纖維的不同之處是，長絲因?yàn)榧徑z成形后每束絲條均需分開卷繞，為了提高每部位產(chǎn)量，只能采用多頭紡，即一個(gè)紡絲部位裝有28個(gè)紡絲組件。而短纖維最終切成散纖維，在紡絲機(jī)中就只需并條盛放，故采用多孔紡，即盡量增加每個(gè)紡絲組件中噴絲板的孔數(shù)，紡絲組件結(jié)構(gòu)尺寸較大。

15、1 短纖維紡絲組件 短纖維紡絲組件采用的噴絲板大，組件較笨重，尤其是高壓紡絲組件，一般應(yīng)預(yù)熱后裝到紡絲箱中，一般采用從上往下吊裝，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。此時(shí)，計(jì)量泵只能水平傳動(dòng)。圖5-10為高壓紡絲的短纖維紡絲組件結(jié)構(gòu)示意圖。圖5-10 短纖維紡絲組件熔體從組件側(cè)面通人，經(jīng)分配板均勻分布后，在過濾層中去掉雜質(zhì)并產(chǎn)生壓力降，其作用載荷由耐壓板承受，耐壓板上還有導(dǎo)流孔，保證達(dá)到噴絲板上的熔體能均勻地分配到各噴絲孔中，最后通過噴絲孔噴射成熔體細(xì)流。2、 長絲紡絲組件 圖5-11為長絲高壓紡絲組件，是一個(gè)紡絲部位的截面圖。紡絲組件為下裝式，計(jì)量泵垂直傳動(dòng)。每一紡絲部位裝有四套紡絲組件，即稱為四頭紡，每兩組件

16、合用一只疊泵供給熔體。圖左面剖截在熔體進(jìn)計(jì)量泵人口處，圖右面剖截在計(jì)量泵兩出口到組件之處。圖5-11 長絲紡絲組件長絲組件與短纖維組件原理相同，不同之處是由于噴絲板較小，組件也較緊湊，采用了下裝式組件，而且此時(shí)計(jì)量泵可以采用由上往下安裝的方法，裝拆較方便，傳動(dòng)裝置也容易安排。3復(fù)合紡絲組件 復(fù)合紡絲技術(shù)是把兩種或兩種以上不同結(jié)構(gòu)或性能的聚合物（例如丙綸，聚合物分子量不相等）紡制成一根絲條。4噴絲板 噴絲板按外形分為圓形及矩形兩種，按噴絲孔的形狀分為圓孔及異型孔兩種。材料用含鈦的奧氏體不銹鋼，能耐高溫、耐腐蝕，性韌，質(zhì)軟，容易沖擠加工成形。四、冷卻吹風(fēng)成形熔體從噴絲板上的微孔中噴射成細(xì)流后逐漸冷

17、卻成形。沿著絲條運(yùn)行的路程中（稱為紡程），絲條上各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度、直徑、溫度、粘度、受力和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都在不斷變化，并且相互影響十分復(fù)雜。尤其是在離噴絲板距離1m以內(nèi)變化最大，外界條件對所紡絲條的纖度均勻性、強(qiáng)度伸長不勻率及后拉伸性能影響很大，故冷卻吹風(fēng)固化的條件很重要。特別是高速紡絲時(shí)更為重要。1冷卻固化過程 冷卻固化過程是一個(gè)在受力狀態(tài)下的傳熱過程。如圖528所示，沿著紡程坐標(biāo)，絲條的固化過程可分三個(gè)區(qū)域：流動(dòng)形變區(qū)、凝固形變區(qū)和固態(tài)移動(dòng)區(qū)。凝固形變區(qū)結(jié)束處是凝固點(diǎn)，隨后就以等速移動(dòng)了。圖3-12 冷卻固化過程2冷卻吹風(fēng)裝置側(cè)吹風(fēng)裝置。圖5-13所示為長絲紡絲采用的吹風(fēng)裝置，經(jīng)過空調(diào)的冷風(fēng)，從

18、總風(fēng)道進(jìn)人分風(fēng)道，分布在整流裝置整個(gè)高度上，冷風(fēng)垂直于絲條移動(dòng)的軸向進(jìn)行吹風(fēng)冷卻，故又稱橫吹風(fēng)裝置。圖3-13長絲紡絲的吹風(fēng)裝置絲室內(nèi)冷風(fēng)經(jīng)過整流裝置來控制流動(dòng)狀態(tài)（例如保證不產(chǎn)生渦流和符合風(fēng)速的分布規(guī)律等），整流裝置采用多孔板、鋼絲網(wǎng)、蜂窩板或泡沫塑料等材料，還可以用不同厚度或幾種材料的組合來調(diào)節(jié)整流器的阻力分布。第四節(jié) 紡絲卷繞設(shè)備合成纖維紡絲成形后，長絲必須按照一定規(guī)律卷繞成具有一定形狀和容量的卷裝，短纖維則要有條不紊地盛放在條桶內(nèi)，以便輸送到下道工序去進(jìn)一步加工，或者是以半成品的卷裝供外廠使用。卷裝形狀按外形、用途可分類如下：在紡絲機(jī)上的卷裝為圓柱形，每一絲層的長度不變，卷裝容量大，相

19、應(yīng)的卷繞機(jī)構(gòu)較簡單，在牽伸加捻機(jī)和變形機(jī)上的卷裝是帶雙錐邊的圓柱形；在絡(luò)絲機(jī)上是采用錐形筒管，卷繞成三錐面的卷裝。一、長絲紡絲卷繞設(shè)備圖5-14為高速紡絲卷繞機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3-14 高速紡絲卷繞機(jī)構(gòu)長絲卷繞機(jī)主要由四部分組成：即給濕上油裝置、引絲裝置、卷繞機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)等。其中卷繞機(jī)構(gòu)由往復(fù)導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)卷取機(jī)構(gòu)組成，是紡絲卷繞機(jī)中最主要的機(jī)構(gòu)。、給濕上油給濕上油的目的是將乳化劑均勻噴涂在剛冷卻成形的絲條上，使其達(dá)到一定的含水、含油率，具有集束性，且柔軟光滑，以減少單絲之間及絲條與接觸的元件之間的摩擦力，防止毛絲和靜電的產(chǎn)生，便于卷繞和后加工。、引絲引絲也稱為導(dǎo)絲。通常卷繞機(jī)上有引絲盤（又稱

20、紡絲盤、導(dǎo)絲盤）來控制絲條的張力和運(yùn)動(dòng)速度等。它可使紡絲張力與卷繞張力分開，從而使卷繞張力的波動(dòng)不會(huì)直接傳遞到冷卻固化區(qū)而影響冷卻成形；也可以利用引絲盤及卷繞速度的差異來控制卷繞張力。引絲盤有集體傳動(dòng)和單獨(dú)小電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)兩種。新設(shè)計(jì)的紡絲卷繞機(jī)采用單獨(dú)傳動(dòng)，以減少機(jī)械傳動(dòng)件，提高紡絲速度和電氣化程度。、卷繞機(jī)構(gòu)任何卷統(tǒng)機(jī)構(gòu)都可按運(yùn)動(dòng)規(guī)律的要求分成兩部分：完成往復(fù)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)和完成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的卷取機(jī)構(gòu)。導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)中有圓柱凸輪式。旋翼式、皮帶式等；卷取機(jī)構(gòu)中有摩擦傳動(dòng)式、直接錠軸傳動(dòng)式等。1導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)（1）圓柱凸輪式導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)。圓柱凸輪式導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)，主要由圓柱凸輪和導(dǎo)絲器組成，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，見圖5-1

21、5。圖5-15 圓柱凸輪式導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)變頻式凸輪導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)：常速紡絲時(shí)，采用普通螺旋形溝槽的等速圓柱凸輪。等升角卷繞過程中，會(huì)周期性出現(xiàn)重疊現(xiàn)象。為了防疊，可改變導(dǎo)絲器的頻率，使導(dǎo)絲速度按給定的規(guī)律變化，使卷繞比避免出現(xiàn)整數(shù)倍。導(dǎo)絲圓柱凸輪上的溝槽，通常采用加工方便的單槽，凸輪兩端溝槽轉(zhuǎn)向曲線為圓弧，相應(yīng)的導(dǎo)絲器中，滑梭與溝槽配合，完成交叉點(diǎn)的導(dǎo)向及兩端的轉(zhuǎn)向。如圖3-16所示。圖3-16 導(dǎo)絲圓柱凸輪上的溝槽凸輪材料有球墨鑄鐵，經(jīng)碳鋼滲氮（碳）處理，要求耐磨性好。圖5-17 導(dǎo)絲器導(dǎo)絲器可用45號(hào)鋼淬火處理，前部的導(dǎo)絲片可以用不銹鋼材料制成，也可以用耐磨、耐熱、耐沖擊和輕質(zhì)的非金屬材料制成。（2）

22、撥叉式導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)。凸輪導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)中的導(dǎo)絲器在溝槽中往復(fù)滑動(dòng)，磨損劇烈；換向時(shí)的慣性力不可避免，超高速卷繞時(shí)其數(shù)值相當(dāng)大。若導(dǎo)絲構(gòu)件設(shè)計(jì)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來完成絲條的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)中無往復(fù)滑動(dòng)零件，導(dǎo)絲速度就可以大大提高。撥叉式導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)在這類導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)中已有了實(shí)際應(yīng)用。如圖5-18所示：圖5-18 撥叉式導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)圖5-18中共有六個(gè)撥叉，分別裝在三根軸上。每根軸上的兩個(gè)撥叉，一個(gè)裝在軸上作正轉(zhuǎn)，另一個(gè)裝在與軸同心的套筒上作反轉(zhuǎn)。工作時(shí)，正轉(zhuǎn)三個(gè)撥叉為一組，相互作接力式運(yùn)動(dòng)，把絲條從P1撥到P4位置。另一組反轉(zhuǎn)撥叉負(fù)責(zé)把絲條撥向另一端。在運(yùn)動(dòng)兩端，正、反轉(zhuǎn)撥叉間交換要迅速、正確，要求每組撥叉之間動(dòng)作協(xié)調(diào)性

23、高。這種機(jī)構(gòu)沒有沖擊，噪音低，撥叉使用壽命長，但是機(jī)構(gòu)體積較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。（3）皮帶式導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)。皮帶式導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)中的導(dǎo)絲器是裝在兩條齒形帶上的，如圖5-19所示。上、下兩條齒形帶上均裝有兩只導(dǎo)絲器，并且相反回轉(zhuǎn)，這樣，一條帶上的導(dǎo)絲器若把絲條從左撥向右端，那另一條帶上的導(dǎo)絲器就把絲條交換后從右端撥向左端，在端部交換時(shí)必須精密配合。為了保證交換順利，交換處的兩個(gè)帶輪分別裝在兩根軸上，兩軸中心線有一定的偏距，并且在兩皮帶之間裝有一塊擋板，以協(xié)助絲條交接。圖5-19 皮帶式導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)1、2齒形帶 3擋板 4齒形帶 5絲束這種導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)帶的速度等于導(dǎo)絲速度，故帶輪直徑較大，因此導(dǎo)絲器運(yùn)轉(zhuǎn)很平穩(wěn)，沒

24、有往復(fù)沖擊，噪音很小，有利于高速化生產(chǎn)，為目前導(dǎo)絲速度最高的一種導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)。但是，其結(jié)構(gòu)尺寸大，對傳動(dòng)帶材質(zhì)要求高。2卷取機(jī)構(gòu) 卷取機(jī)構(gòu)按傳動(dòng)方式可分為摩擦傳動(dòng)和直接傳動(dòng)兩種。摩擦傳動(dòng)卷取機(jī)構(gòu)。由摩擦輥傳動(dòng)的回轉(zhuǎn)卷取運(yùn)動(dòng)，當(dāng)摩擦輥轉(zhuǎn)速恒定時(shí)，可使卷裝與摩擦輥接觸表面線速度恒定，卷裝轉(zhuǎn)速則與卷繞直徑dk成反比。摩擦傳動(dòng)卷取機(jī)構(gòu)主要由摩擦輥和筒管夾頭組成。摩擦輥：摩擦輥是高速回轉(zhuǎn)件，精度要求高，圖5-20表示摩擦輥直接裝在永磁同步電動(dòng)機(jī)的軸上，結(jié)構(gòu)簡單，同軸度好。摩擦輥一般是由無縫鋼管焊制而成的，表面鍍硬鉻或特殊處理，使其能耐磨、耐腐蝕和不拉毛絲條。圖5-20 摩擦輥筒管夾頭；筒管夾頭是卷取機(jī)構(gòu)中的

25、關(guān)鍵部件，轉(zhuǎn)速很高，而且又要在相當(dāng)寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。由于滿管落筒、生頭等操作要求，夾頭也只能懸臂支承，故易振動(dòng)。圖5-21 筒管夾頭筒管夾頭可分機(jī)械式、氣動(dòng)式等結(jié)構(gòu)。應(yīng)用較多的夾頭結(jié)構(gòu)是采用彈簧力夾緊的機(jī)械式，剎車和放松動(dòng)作是采用壓縮空氣式，這種結(jié)構(gòu)的夾頭夾緊力可靠，落筒、生頭等操作容易自動(dòng)化。圖5-21是這種結(jié)構(gòu)的夾頭之一。該夾頭的中間是一個(gè)起支承作用的芯軸12，芯軸上左右兩軸承外座圈外的零件均為轉(zhuǎn)動(dòng)件，筒管座3和大滑套4之間由滑鍵連接，由于小錐形彈簧6的作用力，使大滑套4處于最左邊位置，迫使碟形彈簧7向外張開，緊緊抓住筒管內(nèi)壁。夾緊力可以通過調(diào)節(jié)螺母左右位置以達(dá)到調(diào)節(jié)小錐形彈簧6的作用力

26、。在換筒時(shí)，打開氣動(dòng)開關(guān)，使壓縮空氣通人芯軸中心孔，通氣順序?yàn)橄冗M(jìn)入制動(dòng)環(huán)剎車，然后進(jìn)芯軸與筒管座四周間隙、右端芯軸氣孔，推向活塞，克服了小錐形彈簧的作用力，使套筒座可以向右移動(dòng)，碟形彈簧收縮，放松對筒管的夾緊作用。這種筒管夾頭以碟形彈簧為夾緊元件，能有效地防止簡管松動(dòng)，但徑向尺寸大，夾頭外形尺寸大，慣性大。（2）直接傳動(dòng)卷取機(jī)構(gòu)。摩擦傳動(dòng)的卷取機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛。但是當(dāng)卷繞速度提高到超高速時(shí)，就不宜采用摩擦傳動(dòng)了。一方面卷裝易打滑，卷取速度的恒定難以保證；另一方面絲層直接與摩擦輥表面接觸摩擦，發(fā)熱產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，絲條易損傷。速度高于5000mmin以上時(shí)，必須采用錠軸直接傳動(dòng)筒管回轉(zhuǎn)來

27、完成卷取運(yùn)動(dòng)。圖5-22 直徑控制式的卷取機(jī)構(gòu)。1-電動(dòng)機(jī) 2-同步電動(dòng)機(jī) 3-控制器 4-變速電動(dòng)機(jī) 5-卷裝 6-控制調(diào)速器圖5-22所示為直徑控制式的卷取機(jī)構(gòu)。筒管夾頭直接由變速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，與卷裝表面緊靠著有一控制輥，當(dāng)卷繞直徑增大時(shí)，由于控制輥3與同步電動(dòng)機(jī)2作為一組件，安裝在框軸上，測得卷繞直徑變化，控制調(diào)速器6發(fā)訊號(hào)，使變速電動(dòng)機(jī)降速，以調(diào)節(jié)線速度恒定。二、短纖維紡絲卷繞設(shè)備短纖維紡絲成形后，可以集中各紡絲部位的絲條為一粗絲束，然后由留條機(jī)構(gòu)有條不紊地鋪放在盛絲桶內(nèi)，供后處理。這樣，可以降低操作強(qiáng)度，減少絲條接頭及過長纖維等。1、 短纖維卷繞機(jī)圖5-23 滌綸短纖維紡絲卷繞機(jī)1-小

28、轉(zhuǎn)子 2-上油裝置 3-牽引輪 4-喂入輪 5-圈條成形 6-條桶 7-總上油輪圖5-23所示為滌綸短纖維紡絲卷繞機(jī)，每個(gè)紡絲部位的絲束經(jīng)過油盤給濕上油后，在導(dǎo)絲小轉(zhuǎn)子處轉(zhuǎn)彎合股成一粗絲束，再經(jīng)總上油盤第二次給濕上油，由牽引輥組引向喂人輪，然后由圈條機(jī)構(gòu)將絲束鋪放在盛絲桶中。由此可見，短纖維卷繞機(jī)主要由給濕上油裝置、導(dǎo)絲小轉(zhuǎn)子、牽引裝置及喂入輪、圈條機(jī)構(gòu)等組成。其中牽引裝置和圈條裝置是與長絲卷繞機(jī)完全不同的機(jī)構(gòu)，其余作用原理及結(jié)構(gòu)基本類同。2、牽引裝置及喂入輪牽引裝置由數(shù)個(gè)牽引輥組成，一般由47個(gè)上下交叉排列。牽引輥的主要作用是調(diào)節(jié)控制絲束進(jìn)入圈條機(jī)的張力。為了保持絲條有一定的張力，牽引輥表面

29、線速度略高于導(dǎo)絲盤速度。牽引輥要求無級變速傳動(dòng)，以適應(yīng)調(diào)速要求。喂人輪分輥筒式和嚙合式兩種結(jié)構(gòu)，如圖5-24和圖5-25所示。圖5-24 輥筒式喂入輪圖5-24 嚙合式喂入輪輥筒式喂入輪中有兩個(gè)輥，一個(gè)為表面鍍硬鉻的金屬輥，另一個(gè)為表面包覆丁睛橡膠的橡膠輥。金屬輥為主動(dòng)輥，而橡膠輥為摩擦傳動(dòng)的被動(dòng)輥，兩者間由彈簧力壓緊接觸，并握住絲束向圈條機(jī)構(gòu)輸送。輥筒式喂人輪結(jié)構(gòu)非常簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無噪音，但易纏輥。嚙合式喂入輪為一對模數(shù)相等的齒輪，由該兩齒輪的嚙合來握住絲束喂給圈條機(jī)構(gòu)。、圈條機(jī)構(gòu)圈條機(jī)構(gòu)是將絲束按一定規(guī)律盛放人條桶中，絲束分布要均勻、層次分明、排列緊湊，盡量減少桶中心和桶壁處的空間，使盛放的

30、絲束容量多些，保證后道工序集束時(shí)能順利引絲，不發(fā)生纏結(jié)及混亂而造成廢絲等現(xiàn)象。圖5-25 擺動(dòng)式圈條機(jī)構(gòu)絲束盛放規(guī)律是由圈條機(jī)構(gòu)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)來完成的，常用擺動(dòng)式圈條機(jī)構(gòu)，如圖5-25，條桶放在回轉(zhuǎn)的傳動(dòng)箱底盤上作等速圓周運(yùn)動(dòng)，絲束由擺絲裝置作弧形擺動(dòng)鋪覆人條桶內(nèi)，絲圈鋪放規(guī)律如圖5-26所示。圖5-26擺動(dòng)式圈條機(jī)構(gòu)絲圈鋪放規(guī)律第三節(jié) 聚脂纖維后加工設(shè)備由普通長絲紡絲機(jī)得到的初生纖維強(qiáng)力低，延伸度大，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，不具備紡織加工的性能，必須再經(jīng)過一系列的后加工工序，才能具備穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和一定的物理力學(xué)性能，以滿足各種不同的使用要求。一、牽伸加捻機(jī)聚酯長絲的拉伸和加捻是由一束復(fù)絲在同一臺(tái)機(jī)器上完成的，

31、其工藝以拉伸為主，僅給予少量的捻度。這樣的絲就稱為弱捻絲，相對于復(fù)捻絲來講通常又稱為無捻無定型絲，可用于制頭巾、窗簾、沙發(fā)等裝飾布。如再把弱捻絲進(jìn)行復(fù)捻、定型，得到有捻定型復(fù)絲，那就可用于制絲綢織物和長絲線等產(chǎn)品。牽伸加捻機(jī)由筒子架、機(jī)架、拉伸機(jī)構(gòu)、加捻機(jī)構(gòu)、卷繞機(jī)構(gòu)、車頭箱、溫控箱等組成。牽伸加捻機(jī)流程示意圖如圖5-27所示。圖5-27 牽伸加捻機(jī)流程1-導(dǎo)絲鉤 2-喂入羅 3-熱拉伸盤 4-加熱器 5-冷拉伸盤 6-鋼領(lǐng)板 7-雙錐形卷裝 8-龍帶二、假捻變形與變形機(jī)構(gòu)利用某些化學(xué)纖維的熱塑性進(jìn)行變形加工，可以得到各種特性來滿足衣著方面多種多樣的需要。例如，以彈性為主的可以制成襪子和彈力衫

32、；以蓬松性為主的可以制成外衣。變形加工的方法很多，其中以假捻變形法應(yīng)用最為廣泛，由這種方法加工的變形絲具有較細(xì)的卷縮形態(tài)和均勻的變形，因而彈性好，手感柔軟。假捻變形機(jī)構(gòu)多年來發(fā)展很快，近年由于高速紡絲工藝的出現(xiàn)，與牽伸工序合并的牽伸變形機(jī)在國外發(fā)展尤為迅速。摩擦式假捻器的速度更高，加工絲速高達(dá)1000mmin。1假捻變形的原理假捻變形加工的基本原理。把絲的一端固定，另外一端繞其本身軸線旋轉(zhuǎn)n轉(zhuǎn)，絲線上即可獲得n個(gè)捻回，這是真捻，如圖5一28(a）所示。圖5-28 假捻原理若兩端固定中間旋轉(zhuǎn)，則在握持點(diǎn)上下兩端生成數(shù)量相等而方向相反的捻回。取一端的捻回方向?yàn)檎?，另一端的捻回方向則為負(fù)，就整體而言

33、，捻度的代數(shù)和等于零，這就是假捻的特征，如圖5-28(b)所示。若絲以一定的速度V向前運(yùn)動(dòng)，假捻器以n rmin旋轉(zhuǎn)，則在假捻器前（加捻區(qū)）生成+nV的捻度（單位長度上的捻回?cái)?shù)），而在加捻器后（解捻區(qū)或稱退捻區(qū)）形成-nV的捻度。由于絲線不斷地從加捻區(qū)向退捻區(qū)移動(dòng)，絲線在加捻區(qū)所獲得的捻度恰巧被抵消，所以在退捻區(qū)內(nèi)的捻度就等于零，如圖5-28(c)所示。這樣，如果不設(shè)法把加捻區(qū)內(nèi)獲得的螺旋狀卷曲形態(tài)固定下來，則絲經(jīng)過假捻器后其螺旋狀卷曲就全部被退掉。但如果在加捻區(qū)內(nèi)設(shè)置加熱器（一般稱為“熱箱”），使絲得到的卷曲固定下來，那么經(jīng)過退捻區(qū)時(shí)，雖然復(fù)絲的真捻度為零，但每根單絲的正反向螺旋狀卷曲卻保留

34、了下來。加捻熱固定退捻，這三個(gè)過程就是變形加工的三個(gè)基本過程，這樣制得的絲稱為變形絲（或稱彈力絲）。高彈變形加工原理如圖5-29所示圖5-29高彈變形加工原理1-原絲卷裝 2-喂入羅拉 3-加熱器 4-假捻器 5-輸出羅拉 6-導(dǎo)絲桿 7-成品卷裝2摩擦式假捻器摩擦假捻原理。摩擦假捻是以高速回轉(zhuǎn)面或移動(dòng)面直接與被加工原絲接觸，利用摩擦力直接給絲以假捻的一種方法。如圖5-30所示，繞過摩擦盤的絲線在摩擦盤平面內(nèi)有一分力T，這一分力產(chǎn)生的正壓力的反力F作用在絲線上，產(chǎn)生摩擦力F（為摩擦因數(shù)）。若絲線的半徑為r，則可以得到加捻力矩Fr，由它來克服絲的扭轉(zhuǎn)剛度而加捻。圖5-30 單軸外磨擦式絲線受力圖在實(shí)際生產(chǎn)中，摩擦因數(shù)的大小和張力的方向隨時(shí)都可能發(fā)生變化。這就是只用一個(gè)單軸外摩擦盤進(jìn)行假捻的不穩(wěn)定性特征。三軸外摩擦式絲線受力情況如圖5-31所示，它產(chǎn)生的三個(gè)摩擦力相互補(bǔ)充，絲線位置更為穩(wěn)定，尤其在張力較小的條件下，假