短纤维卷曲机的技措更新及控制优化

李建斌 贾国红

中石化洛阳分公司 河南省洛阳市 471013

摘要：本文对一线技措更新的卷曲机作用机理，实现功能和控制的优点等进行了总结，并对调试过程中和投用初期出现的问题和应对措施进行了介绍。

关键词：卷曲机 技措更新 优化调整

洛阳石化10万吨涤纶短纤维装置，配备两条生产线，装置的生产操作弹性为80%～110%。从熔体输送、纺丝、后加工一直到打包，全部工艺技术及主要工艺设备美国康泰斯公司成套提供。卷曲机是后加工的关键设备，最大卷曲纤度520万dtex。卷曲辊的宽度520mm，机械速度300m/min。采用了交流电机变频调速驱动，电机的功率150KW。2012年6月，后加工一线卷曲机采用了意大利MAE公司的新型卷曲机进行技措更新。本文将对该新型卷曲机的技措改造进行总结，并对调试和初期运行过程中出现问题的原因分析，解决措施和方案供大家参考。

1.卷曲机的机理及主要构件

进入卷曲机前的丝束具有固定的张力，张力辊检测器控制卷曲的速度。在将纤维束置于入口槽喂入卷曲辊之后，卷曲辊以给定的穿入速度被驱动并挤压丝束。丝束在卷曲机的卷曲效果，可通过卷曲辊和门气动加载。卷曲辊压辊的压力应当设定为抓住丝束而不打滑的最小压力值，这将会使丝束平稳进入卷曲辊。卷曲机门压力控制卷曲度（每单位长度的丝束所含完整的卷曲个数或者波浪数），门压力越高，卷曲度越高。轧辊的压力应当设定为抓住丝束而不打滑的最小压力值，这将会使丝束平稳进入卷曲辊。侧板操作压力在操作期间建立。这个压力使侧板和卷曲辊保持接触。压力必须足够高以防止纤维进入侧板和卷曲辊之间。然而，过高的压力将引起高磨损和温度问题，这将减小卷曲辊的寿命。

新卷曲机配备了本机操作面板。在面板上有功能键、指示器和控制仪表。主要操作实现功能有：

1.1卷曲辊

卷曲辊浮动。a) 当卷曲辊在关闭状态时，减小关闭卷曲辊的气动弹簧的压力并增大打开卷曲辊的气动弹簧压力至浮动压力。b) 当卷曲辊打开状态时，打开卷曲辊的气动弹簧压力从开启压力减少至浮动压力，将打开门的气动弹簧压力从开启压力减至浮动压力。

卷曲辊打开。当卷曲辊处于浮动状态，打开卷曲辊气动弹簧压力增加至开启压力，打开卷曲辊。这个动作只有当卷曲辊处于浮动状态、门和侧板都打开的时候，通过PLC 才可以实现。

卷曲辊关闭。当卷曲辊处于浮动状态，减少打开卷曲辊的气动弹簧压力，关闭卷曲辊的气动弹簧压力增加至操作压力。这就生成了辊之间的辊隙力。这个动作只有当卷曲辊处于浮动状态和门处于浮动或关闭状态的时候才可以通过PLC实现。

1.2 卷曲机门

门浮动。a) 当门处于关闭状态时，减小关闭门的气动弹簧压力并增大开启门的气动弹簧压力至浮动压力。b) 当门处于打开状态时，打开门的气动弹簧压力从开启压力减小至浮动压力。这个动作只有当卷曲机辊已经处于浮动状态时才可以通过PLC实现。

门打开。当门处于浮动状态时，打开门的气动弹簧压力从浮动压力增加至开启压力而打开门。

门关闭。当门处于浮动状态时，减小打开门的气动弹簧压力并将关闭门的气动弹簧压力增加至操作压力。这将产生作用于门的力。

1.3 侧板

侧板关闭。当侧板处于打开状态时，增大侧板汽缸的压力。

侧板-打开。当侧板处于关闭状态时，减小侧板汽缸的压力。

侧板旋转。通过PLC 开启/停止侧板发动机。如果侧板关闭，卷曲机电机正在运行并且手/自选择开关处于“自动”位置，PLC 将自动打开侧板旋转发动机。“手动”位置，启停按钮也可以通过PLC 控制侧板的旋转。

1.4 卷曲机门板收回

顶板关闭。当顶板处于打开状态时，关闭顶板并将液压缸的压力增大至工作压力。当顶板到了位置时，油压将会增加并且压力开关触点将使卷曲机启动。

顶板打开。当顶板处于关闭状态时，打开顶板。当顶板到达位置时，油压将会减小并且压力开关触点将使卷曲机启动失效。这个功能按钮只有当手自选择开关处于“手动”位置时才可以通过PLC 使用。

底板关闭。当底板处于打开状态时，关闭底板并且使液压缸压力增大至工作压力。当底板到了位置，油压将增加并且压力开关触点将使卷曲机启动。

底板打开。当底板处于关闭状态时，打开底板。当底板到了位置，油压将下降并且压力开关触点将使卷曲机启动失效。这个按钮只有当选择开关置于“手动”位置时才可以通过PLC 使用。

在正常生产中，卷曲辊表面必须要保持一定的温度。卷曲辊内部注入了热水循环系统管线。在面板上有热水入口温度指示器和热水出口温度指示器。当热水温度太低故障停车。在每个侧板附近有一个管嘴，它将少量的水或者油剂溶液喷在侧板上：液体润滑并冷却侧板以降低磨损。

2、对新卷曲机的技术要求及设计条件

卷曲机的纤维卷曲张力正常将在0.1 到0.5 gpd，腔室的上门和下门(侧板将固定在此处) 是可伸缩的以便于清洗。侧板的伸缩是由一电动液压设备操作，卷曲门的直线滑道由一特殊防锈PVD 涂层保护。卷曲门的拆卸将通过改变固定的内部六角形螺丝的方向来得到。卷曲机卷曲片通过气动-液压压在卷曲辊的各一侧。所有管道，配件，阀门等的材料构造均是不锈钢。

3．技措后卷曲机的优越点

3.1主备压气囊驱动

与

原巻曲机主备压传统气缸驱动相比，气囊式气缸没有活塞杆，使得结构更为紧凑。而且气囊式气缸没有会卡塞或磨损的密封件，不易受现场丝尘和沉积油剂垢的影响。同时气动弹簧弹性好，也能补偿较小的偏差。所用气囊仅有静密封点，不易发生泄漏，减少了卷曲辊两端压力不均衡现象的发生；背压气囊拉卷曲刀位置是经过精心选择的，在跳辊时可提供一部分开启填塞箱的力量，增加了卷曲机的通过能力。

3.2主备压浮动位置

3.3卷曲刀伸缩由液压设备操作。

MAE卷曲机上下卷曲刀均由3套直线轴承导向，调整刀辊间隙的前部限位位于机架上，刀辊间隙调整定位后，间隙不会发生变化，卷曲机的稳定运行状态能够长时间得以保持。卷曲刀辊间隙可减小至0.3mm，刀辊间隙在比较小的状态下运行不易造成卷曲刀夹丝，卷曲刀进退由2个液压缸实现，这种结构方便快捷，大大降低了刀辊夹丝时卷曲机维护的工作量，使得恢复生产的时间大幅度减少。

液压系统中蓄能器装置保持了系统的稳定压力，补充了封闭液压系统的泄漏。卷曲刀采用液压装置进退，克服了原卷曲机单一采用机械定位卷曲辊与刀之间的间隙，抗冲击载荷能力差，环境温差影响大等缺陷。

3.4卷曲片夹丝机率低，使用周期长

MAE卷曲机卷曲片的压持依靠单向液压缸实现，在卷曲片被压持到位后，由于液压压力大及液体的不可压缩性，卷曲片的位置不会发生变化，

3.5侧板位置接近开关感应

内置接近开关通过PLC可以表明两块侧板是否未处于正确的位置。只有正确侧板位置卷曲机才可以启动。

3.6卷曲辊温度低联锁

纤维束温度和传热流体之间过大的差距可能在淬硬的卷曲辊内产生结构张力，且可以产生裂纹。纤维束和传热流体之间的温度差异必须小于15℃。极低温度与高的生产应力相结合会引起辊内过大的结构张力并产生裂纹。卷曲辊内水循环系统管线中温度低于76℃时联锁停卷曲机。

4.安装调试中出现的问题

4.1侧喷介质由油剂调整为热水

侧喷利用旧系统，冷却介质是油剂，易堵塞管线上压力式流量检测开关的锥形进口，误联锁停卷曲机，同时废油剂的排放严重影响到车间COD排污检测指标。侧喷改为油剂调配间热水罐底泵出口供给，上述问题得到解决，而且间接地缓解了卷曲后纤维上油率不均的现象

5.总结

一线卷曲机的技措更新，牵伸线运转率明显得到了提高，跳辊机率低。卷曲刀固定牢靠，维护工作量小，控制系统优越性得到了充分体现。设计理念先进，维修费用降低。缺陷是个别部件易损坏、设备体积大，不方便调整维护。同时上位机监控流程画面优化以及屏蔽原PLC控制巻曲机部分的程序，也是我们下一步的工作。