第七章 化纤机械11-12-5.ppt

1、第七章 化纤机械,第一节 化学纤维概述 第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械 第三节 纺丝卷绕设备 第四节 聚酯纤维后加工设备,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,化学纤维的生产工序,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,一、聚酯切片的干燥 聚酯纤维：用聚对苯二甲酸乙二醇酯( PET)制成,（一）聚酯切片干燥的目的 除去切片中水分 加速高聚物在熔融纺丝过程中水解，使高聚物分子量降低； 会形成气泡丝而造成纺丝断头或毛丝。 2. 提高软化点 聚酯熔体铸带时，要在水中急剧冷却，得到的切片是无定形结构。,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,（二）聚酯切片干燥的要求 （1）切片干燥的含水率应

2、符合纺制纤维的要求。 （2）含水量和结晶度应尽量均匀一致。 （3）干燥过程中粘度降要小，一般低于0.01。 （4）干燥过程中产生粉末要少，并要去除干净。 （5）干切片要避免在输送或贮存过程中再度吸湿。 （6）干燥速度快、能耗低、操作方便、,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,（三）聚酯切片干燥的工艺流程及设备 1、真空转鼓干燥机（非连续式） 干切片含水率：0.006% 60PPM,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,（三）聚酯切片干燥的工艺流程及设备 2、连续式结晶干燥机 干切片含水率：0.002% 20PPM,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,二、螺杆挤压机 有单螺杆和多螺杆之

3、分，大多采用单螺杆挤压机。,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,（一）螺杆挤压机作用 一个从常温固态转化为高温粘流态的挤压过程，因而挤压机要同时完成加热熔融和挤压输送的作用。泵送、熔融和混炼被加工物料。 既是加热器，又是熔体输送泵。,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,（二）螺杆挤压机结构 组成：由螺杆、套筒、加热装置、冷却装置以及传动系统等组成。（1）加料段 （2）熔融段（3）计量段：,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,（二）螺杆挤压机结构 螺杆的结构特征：直径、长径比、压缩比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺杆与套筒的间隙等。 螺杆直径：螺杆的外径。 长径比：螺杆的有效长度与其直径

4、之比,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,（三）新型螺杆 单螺杆局限性：产量低。如果加大螺杆直径，则将使挤压机外形尺寸庞大，提高转速又将使物料作用时间缩短而来不及熔透。 新型螺杆：分离型、分流型及屏障型,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,三、纺丝箱体 从螺杆挤出机挤出的聚合物熔体经过熔体输送总管进入纺丝箱。 在纺丝箱内经分配管，再经针形阀，熔体到达各纺丝部位的计量泵。 由计量泵准确计量的熔体进入纺丝头，从喷丝板喷出。,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,四、计量泵 计量泵是化纤生产中使用的两个高精密度标准件。 熔体经计量泵以准确的计量送至喷丝头组件挤出完成纤维成形。,第二节 聚酯

5、纤维的纺丝成形及其相关机械,（一）计量泵作用及原理 计量和升压的作用。 把熔体定量、定压地输入纺丝组件中，保证丝条线密度均匀。,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,（二）叠泵,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,（三）计量泵的设计要求 泵供量精确，流量不匀率要低； 泵的机械特性要硬，泵供量要稳定； 制造精度高、耐磨，使用寿命长； 材料要耐腐蚀，不渗漏； 装拆方便，应有通用性和互换性。,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,五、纺丝组件 普通纺丝组件、复合纺丝组件、异形纺丝组件等 每类又有长丝和短纤维纺丝组件之分。,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,（一）纺丝组件的作用 过滤：过

6、滤掉熔体中的机械杂质和凝胶粒子，防止堵塞喷丝微孔； 分配：使熔体均匀地分配进入喷丝微孔中。,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,（二）纺丝组件的结构,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,（三）纺丝组件的设计要求 熔体应均匀地分配到喷丝板的微孔中，通道阻力相等； 无死角，以免熔体停留时间过长而裂解； 过滤效果好，使用周期长； 安装方便； 密封可靠； 与熔体直接接触的零件均需耐高温、耐腐蚀。,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,六、喷丝板 喷丝板按外形可分为圆形及矩形两种； 按喷丝孔的形状可分为圆孔及异型孔两种。,A型 平板型喷丝板,B型 凸缘型喷丝板,C型 平板环型喷丝板,D型 凸缘

7、环型喷丝板,E型 凸缘矩型喷丝板,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,（一）喷丝板的作用 喷丝板是安装在纺丝机上的一个重要的精密零件； 将精密计量过的熔体挤出具有一定粗细和质地的纤维束； 其质量是保证纤维成品质量和良好纺丝工艺的重要条件。,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,（二）喷丝板的微孔结构 喷丝微孔是由导孔、过渡孔和微孔组成。,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,（三）喷丝板的加工 喷丝板的加工分为圆形微孔和异型微孔加工。 导孔加工基本相同； 圆形微孔加工以钻挤为主； 异形微孔以电火花加工为主。,中心钻、麻花钻,扁钻,冲针,清洗：喷气和喷淋,扁钻,铰刀,梨形针,导孔加工,微

8、孔加工,喷丝板加工中导孔粗钻工序已实现自动化，其它工序均为人工加工。,导孔加工机床,微孔加工的机床,目前喷丝板的导孔与圆形微孔加工设备。,0.2mm以下的微孔，精度高，表面质量好。 采用简单电极通过数控组合，加工各种复杂孔形。 能加工不锈钢、黄铜、淬火钢等各种导电材料。,目前喷丝板的异形微孔加工设备。,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,（四）喷丝板的检测,传统检测手段 人工目测 投影仪测量 半自动检测 缺点 a.检测效率低 b.劳动强度大 c.误检、漏检高,智能化检测手段 全自动检测 优点 a.检测效率高 b.劳动强度低 c.无误检、漏检,投影仪测量,人工目测,传统检测手段,东华大学机电

9、实验中心,400IMS,700IMS,德国ZENTERS公司,美国ASPEX公司,SpinTrak,国外喷丝板全自动检测仪,东华大学研制的DHU-101、201全自动喷丝板检测仪,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,七、吹风装置 （一）吹风装置的作用 使丝条在冷却过程中只受定向、定量和定质的空气流冷却，冷却速度均匀一致，使纤维在连续成形中凝固位置固定，不受周围气流的影响。 （二）吹风装置的种类 有长丝吹风系统、短纤维吹风冷却系统。,（三）冷却风的制备,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,（四）侧吹风装置 长丝纺丝采用的吹风装置，经过空调的冷风，从

10、总风道进入分风道，分布在整流装置整个高度上，冷风垂直于丝条移动的轴向进行吹风冷却，故又称横吹风装置。,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,（五）环形外吹风装置 短纤维纺丝时，每块喷丝板的孔数多，多孔纺时达几千孔，要求吹风装置风量大，透风性好。,第二节 聚酯纤维的纺丝成形及其相关机械,（六）中心环形内吹风装置 短纤维纺丝时，采用中心内吹风纺丝透风性更好。,合成纤维纺丝成形后，长丝必须按照一定规律卷绕成具有一定形状和容量的卷装。 短纤维的纺丝卷绕，因为最终成品是制成散纤维，故可以在纺丝成形后集成粗丝束，按一定规律有条不紊地放入盛丝桶内，大大简化机械结构，省去频繁的生头落筒操作，也方便了搬运和简化了后加工操作。,第三节 纺丝卷绕设备,（一）长丝卷绕机,第三节 纺丝卷绕设备,包括给湿上油装置、引丝装置、卷绕机构和传动系统等。 其中卷绕机构由往复导丝机构和回转卷取机构组成，是纺丝卷绕机中最主要的机构。,（一）长丝卷绕机,第三节 纺丝卷绕设备,卷绕速度(纺速)不同可分为： (1)常规纺卷绕机：v=900-1500mmin(UDY) (2)中速纺卷绕机：v200025