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玻璃纤维基础知识-玻璃纤维拉丝作业中几个常见问题的处理
前言
玻璃纤维以其强度高、质轻、良好的物化性能在新兴材料方面得到越来越广泛的应用, 但在玻璃纤维的拉丝作业中, 往往会因为拉丝工艺位置、生产机械设备的运行状况等方方面面的原因, 致使玻璃纤维拉丝生产分束丝、并丝、毛丝、成型不良等几种情况, 现在结合在玻璃纤维生产中常见的几个问题, 分析一些解决方法。
1 常见问题的处理与解决
1.1分束丝
所谓分束丝不同于短切原丝的分束, 是指在拉丝生产中, 单根的玻璃纤维未按预定的拉丝工艺集束成带, 而是有一根乃至数根单独集束成带。在络纱过程中, 由于其单股分束易造成原纱卷掏纱过程中的交连带起, 降低络纱成品率, 络纱过程中又由于其丝束较细, 在经过“ 瓷眼” 、络纱张力器的时候容易断裂, 使成品纱卷端面毛纱、长短纱存在, 严重的会造成络纱过程中因其断裂缠绕在其它的股纱上而引起股纱的断裂, 较大的影响着络纱工序的有序进行, 而这个问题在拉丝过程中如果不注意, 往往难以发现而造成大量的“ 退货纱” 。究其原因大致有以下几种情况涂油轴的工作状况。如是否有因长时间运转而在涂油轴表面造成的沟、槽等, 这往往在涂油轴滚动中造成个别原丝滑进其中, 影响其集束性, 形成分束。这种分束在原纱饼中往往是较长的距离且影响的面积大匕集束轮工作状况。拉丝过程中石墨集束轮因局部磨损出现沟、槽, 致使玻璃纤维在拉丝集束时不在同一凹槽内, 出现一根乃至几根玻璃纤维丝单独集束成型拉丝机排线器。如排线钢丝上有磨损、局部的污物沉积等情况拉丝工艺位置出现不当。总之,对出现的分束丝, 要细心观察, 找出原因所在, 同时, 在生产中要做到对易损设备的及时检查维护,做到及时清洁或更换, 形成制度化、规范化操作。
1.2 并丝
所谓并丝, 通俗的理解就是拉丝排线过程中玻璃纤维原丝的排线出现一个周期和下一个或几个周期的重叠。这种原丝饼在经过烘干成膜后, 由于成膜剂的交连成膜, 在络纱中易造成其原纱饼退解困难或根本无法退解, 或退解过程中不断出现纱线的接连带起, 使络纱出现断头等。其原因大致有
（1）速比不良。速比即指在拉丝过程中拉丝机机头与同步排线器轮转速之比。
当其速比为整数倍或较接近整数倍时往往易出现并丝, 而且在生产不同的原纱品种时, 其速比的高低也会对其原丝卷成型“ 好坏” 产生影响, 一般在其他工艺不变的情况下, 速比越大, 则在拉丝一个行程中, 排线器的排线次数越少, 原丝股与股之间的交叉角就会变小, 股与股之间的接触长度就会增加, 这可能因浸润剂的交连成膜影响到络纱过程,形成粘连带起脱圈, 降低络纱速度, 引起络纱过程中的外观及内在的质量, 较严重时形成严重的并丝,无法进行络纱。反之, 接触长度变小, 但并不是越小越好, 太小就会造成其他的质量问题, 同时其速比大小又和生产的品种有关, 如缠绕纱的生产和短切纱就有所不同, 具体速比可视产品品种及工艺的不同而做出合理的选择。此时可通过改进同步电机齿轮、排线器齿轮的齿数的多少或更换同步电机改变其转速来调整速比到一个理想的数值。
（2）同步传送皮带出现磨损、张力过大造成皮带老化变形或过小而打滑, 同步电机齿轮、排线器齿轮出现磨损等, 致使拉丝机速比出现变化而引发并丝, 此时只需对其进行更换即可。
（3）工艺位置影响。在拉丝生产中排线器相对拉丝机机头的位置对拉丝张力、排线宽度、排线推力的大小等都有一定的影响, 其位置过低易造成排线推力的不足, 影响其排线宽度及排线效果, 过高易对纱线张力等产生不良影响（其工艺示意如下图1）。
（4）其他影响, 如纱线在拉丝滚筒上的排幅大小、张力大小以及拉丝及排线机构有无损坏颤动等原因。
1.3 毛丝及成型不良
毛丝产生的大部分原因是集束轮、涂油轮、排线器等出现磨损沟、槽或其上沉积的污物等原因,造成局部磨损严重, 在拉丝工序出现毛丝或出现极少部分的原丝集束不良, 在络纱工序中致使其断裂形成毛纱。
成型不良的大部分原因是排线钢丝弧形不当,不是等升螺旋曲线, 或者是排线及拉丝机机构损坏,颤动或工艺尺寸不良等原因。例如原丝饼表面出现“ 波纹” 形, 大部分是因为排线钢丝工艺成型不好、同步电机皮带张力过大造成皮带变形或张力过小造成打滑, 或拉丝机构的颤动等造成, 进而影响络纱效果。另外, 拉丝机的行程大小以及其合理性也直接影响原丝饼的外观形状, 如拉丝来回两个行程的叠加部分的多少即行程的小还是大, 导致原丝饼成型为“ 马鞍形” 或“ 峰形” 。
4 其他情况
在络纱过程中有时会遇到经过烘干的原纱饼在络纱时不断的出现单股的断裂, 调整张力、降低车速等并不能解决问题, 如果将原纱饼中的原纱拉出进行观察, 就会发现其原纱每间隔米或几米长度和拉丝机的机头半径有关规律性的出现原纱磨损严重的地方, 这往往是由于拉丝工序中, 原丝在排线过程中原丝排线幅度过大造成一端或两端原丝滑出排线器, 从而形成磨损, 只要及时的更换排线钢
丝并调整一下排线幅宽往往能够解决。
再如原丝“ 吃油不均” , 表现在外观上比其他的原丝饼明显的发亮, 那是因为玻璃纤维没有“ 吃到油” 或“ 吃油” 不均匀, 玻璃纤维的直接反光造成的, 所以在拉丝过程中要及时的检查涂油器辊的运转及磨损状况, 涂油器辊相对漏板中心线的工艺位置是否能保证玻璃纤维涂油扇面全面“ 吃油” 等。
总之, 在拉丝工序的生产中, 因某一环节的巡检、检查不到位或维护不当都可能给正常的生产带来隐患, 造成生产产品的不合格或浪费, 只有了解生产中易出现的各种问题, 不要放过任何一个微不足道的小问题, 在发现问题时要根据问题出现的频率和频次细心查找, 并且在平时要多积累经验, 做到心中有数才能更好的服务于生产。
拉丝工艺布置合理性直接影响到原丝的卷绕成型。集束轮、钢丝排线器和机头的相对位置决定原丝在排线时的包角φ, 包角φ变化, 张力也随之变化, 包角愈大, 则张力愈大, 张力过大会使原丝轴向分力增大, 纱在卷绕过程中发生轴向位移, 在原丝筒上造成成型不良。纱线在集束轮、钢丝排线器和绕丝筒处切点不应成为一直线, 如果成一直线,即φ=0度, 则不形成弯折张力, 纱线无法按钢丝整个曲线排线。因此选择合适的包角φ, 才能保证原丝沿丝沿螺旋钢丝曲线排线, 形成良好的卷绕结构。这三者在生产运用中存在以下种工艺布置。
原丝从排线器处经过的方位不同, 对卷绕成型也存在一些影响。采用图中与工艺时, 随着卷绕层厚度增加, 纱线在排线器上的包角必逐渐减小,相应弯折张力也减小, 当其他条件不变时, 排幅逐渐变窄, 形成下宽上窄的纱层结构。采用图中与工艺时, 变化则相反, 形成上宽下窄的纱层结构。在高支纱的生产工艺中, 包角口在一范围内。
结束语
影响原丝卷绕成型的因素有很多, 其中螺旋钢丝排线器的形状合理与否是关键因素, 同时集束槽、排线器与拉丝机头三者的相对工艺位置, 机头转速与排线转速的速比, 排线往复动程等参数的选择,排线钢丝的清洁及表面的光滑度, 排线器轴的同心度等也直接影响原丝卷绕成型。
拉丝工艺布置合理性直接影响到原丝的卷绕成型。集束轮、钢丝排线器和机头的相对位置决定原丝在排线时的包角φ, 包角φ变化, 张力也随之变化, 包角愈大, 则张力愈大, 张力过大会使原丝轴向分力增大, 纱在卷绕过程中发生轴向位移, 在原丝筒上造成成型不良。纱线在集束轮、钢丝排线器和绕丝筒处切点不应成为一直线, 如果成一直线,即φ=0度, 则不形成弯折张力, 纱线无法按钢丝整个曲线排线。因此选择合适的包角φ, 才能保证原丝沿丝沿螺旋钢丝曲线排线, 形成良好的卷绕结构。这三者在生产运用中存在以下种工艺布置。
原丝从排线器处经过的方位不同, 对卷绕成型也存在一些影响。采用图中与工艺时, 随着卷绕层厚度增加, 纱线在排线器上的包角φ必逐渐减小,相应弯折张力也减小, 当其他条件不变时, 排幅逐渐变窄, 形成下宽上窄的纱层结构。采用图6中a与b工艺时, 变化则相反, 形成上宽下窄的纱层结构。在高支纱的生产工艺中, 包角φ在5度到15度范围内。
结束语
影响原丝卷绕成型的因素有很多, 其中螺旋钢丝排线器的形状合理与否是关键因素, 同时集束槽、排线器与拉丝机头三者的相对工艺位置, 机头转速与排线转速的速比, 排线往复动程等参数的选择,排线钢丝的清洁及表面的光滑度, 排线器轴的同心度等也直接影响原丝卷绕成型。