（纺织工程专业论文）新型浆纱机浆槽部分性能测试与研究[纺织工程专业优秀论文].pdf

摘要 浆纱是纺织品加工的最关键工序之一，纺织厂有“好的浆纱是完成织造的一半” 之说。浆纱机是织造的关键设备，浆纱机性能的优劣和浆纱机性能能否全部发挥直接 影响浆纱质量。 浆纱机的基本组成部分包括经轴架、浆槽部分、烘燥机构和车头四大部分。其中 浆槽部分是浆纱机的核心部分。它的作用是按规定的浸浆路线，使浆液浸透纱线并粘 附于纱线上，再经压浆辊压去多余的浆液，获得一定的上浆率。在影响可织性的诸因 素中，上浆率是各种上浆条件中最重要的参数之一，也是衡量浆纱质量的重要指标。 在上浆工艺中，要求把上浆率严格控制在不变状态，浆槽部分在很大程度上决定着上 浆率的稳定。所以。对于浆纱机，尤其是浆纱机浆槽部分性能的测试研究，是当前开 发浆纱设备新技术，提高上浆质量及设备对新浆料适应性的一个重要研究方向，同时， 也可为工厂用好浆纱机、改造浆纱机提供参考依据。 本课题受日本津田驹株式会社的委托，系统研究了国际上先进的德国祖克$ 4 3 2 型浆纱机、日本津田驹h s 2 0 一1 1 型浆纱机、国产g a 3 0 8 型浆纱机浆槽部分的性能。采 用现场实测的方法，对浆槽部分的主要工艺参数数据进行了分析研究，具体内容包括： 论文首先对上述三种机型的压浆辊硬度、压浆力与压榨宽度之间的关系进行了 测试。在压浆辊硬度一定的情况下，不断改变压浆力大小，测试静态条件下压浆辊的 压榨宽度。通过分析压浆辊压榨宽度分布的变化规律，评价其对上浆工艺的影响。 其次，测试和分析了压浆力与压出加重率的关系，从而评价压浆力大小对浆纱质 量的影响。测试产品为纯棉产品和涤棉产品，通过测试压浆力、浆纱机速度、浆液温 度、粘度、浓度、压出加重率、压出回潮率、浆纱耐磨性、毛羽降低率、断裂强力、 伸长率、上浆率及织机效率等，得出压浆力与压出加重率关系曲线。 第三，测试和分析了浆纱浸透与被覆状况。通过显微镜照片观察纱线纵向结构 和浆纱横截面渗透情况，扫描电镜照片观察纱线上浆状况，从而分析评价了在不同压 力下三种机型浆纱的浸透与被覆状况。 第四，测试和分析了三种机型有无拖引辊对上浆质量的影响。纱片进入浆槽前， 通过测试有无拖引辊的单纱张力、观察纱片排列状态及浆纱扫描电镜照片等，实验表 明，有无拖引辊的机型在实际生产中均能满足上浆质量的要求。 本课题通过系统测试对比分析研究了德国祖克$ 4 3 2 型浆纱机、日本津田驹 h s 2 0 一i i 型浆纱机、国产g a 3 0 8 型浆纱机的浆槽部分性能及特点，这些研究结果可为 浆纱工艺提供参考，亦可为国内浆纱机设计、更新提供参考依据。 关键词：新型浆纱机浆槽压浆力压出加重率浆纱质量 m e a s u r e m e n ta n ds t u d yo np r o p e r t i e so f n e ws i z i n gm a c h i n e ss i z eb o x a b s t r a c t s i z i n gi so n eo ft h ek e yp r o c e s s e sd u r i n gt e x t i l e sp r o d u c t i o n i ti ss a i dt h a t “h i g h q u a l i t ys i z i n gm e a n sah a l fo fw e a v i n g ”i nt h et e x t i l em i l l t h es i z i n gm a c h i n ei si m p o r t a n t m a c h i n e r yi nw e a v i n gp r o c e s s ，i t sp r o p e r t i e sw i l le f f e c td i r e c t l yo ns i z i n gq u a l i t y t h es i z i n gm a c h i n em a yb ec o n s i d e r e da sf o u rz o n e s ：ab e a mc r e e l ，as i z eb o x ，a d r y i n gz o n ea n dah e a d s t o c k i t sk e ys e c t i o ni ss i z eb o x t h es i z eb o x sf u n c t i o ni se n a b l e t h es i z et oi m m e r s ea n da d h e r eo ny a m s ，a n de x t r u d es u r p l u ss i z eb yt h es q u e e z i n gr o l l e r a g a i na c c o r d i n gt op r o c e s s i n gr o u t eo fa l li m m e r s es i z e ，c o m i n gt os i z i n gp e r c e n t a g e t h e s i z i n gp e r c e n t a g ei so n eo ft h ei m p o r t a n tp a r a m e t e ra n ds i z i n gq u a l i t yi n d e xi ns i z i n g f a c t o r si n f l u e n c i n gt h ew e a v a b i l i t y , a n di tw o u l db ec o n t r o l l e do ns t e a d yc o n d i t i o n s s i z e b o xd e c i d e si ft h es i z i n gp e r c e n t a g es t e a dt oag r e a te x t e n t s o ，t h em e a s u r e m e n ta n ds t u d y o fp r o p e r t i e so ft h es i z eb o xi sa ni m p o r t a n td i s c u s s i o na i mw h i c hd e v e l o p sn e w t e c h n o l o g yo fs i z i n gm a c h i n e r y , i m p r o v e ss i z i n gq u a l i t ya n da d a p t st on e ws i z e ，i na d d i t i o n ， i tc a np r o v i d er e f e r e n c ef o re n t e r p r i s et ou s ea n dr e f o r ms i z i n gm a c h i n e t h i st h e s i sw h i c hj a p a nt s u d a k o m ae n t r u s t e du sw i t hr e s p o n s i b i l i t ym a d ea s y s t e m a t i cs t u d yo fp r o p e r t i e so fs i z eb o xs e c t i o nf o ra d v a n c e dm a c h i n e ss u c ha s s u c k e r $ 4 3 2s i z i n gm a c h i n e ，t s u d a k o m ah s 2 0 1 1 s i z i n g m a c h i n ea n dg a 3 0 8s i z i n g m a c h i n e w eh a v es t u d i e di t sm a j o rp r o c e s s i n gp a r a m e t e ru s i n gt h em e t h o do fl i v i n gt e s t t h et h e s i si n c l u d e ： f i r s t ，w eh a v et e s t e dt h er e l a t i o no fs q u e e z i n gr o l l e rh a r d n e s s ，s q u e e z i n gp r e s s u r ea n d s q u e e z i n gw i d t hf o r3s t y l e s o nt h et e r m so fs q u e e z i n gr o l l e rh a r d n e s ss t e a d y , c h a n g e d s q u e e z i n gp r e s s u r et ot e s ts q u e e z i n gw i d t hw h e ns q u e e z i n gr o l l e ri nas t a t i cs t a t e w eh a v e a n a l y s e dt h ec h a n g i n gl a wo fs q u e e z i n gr o l l e rs q u e e z i n gw i d t h ，a n da p p r a i s e dt h e i r i n f l u e n c eo ns i z i n gp r o c e s s s e c o n d l y , w eh a v et e s t e da n ds t u d i e dt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e ns q u e e z i n gp r e s s u r e a n de x t r u s i o nw e i g h t i n gp e r c e n t a g e ，a n dt h e na p p r a i s e ds q u e e z i n gp r e s s u r ei n f l u e n c i n go n s i z i n gq u a l i t y t e s t i n gp r o d u c t s ：c o t t o ny a ma n dt cy a m ，a c c o r d i n gt ot e s ts q u e e z i n g p r e s s u r e ，s i z i n gm a c h i n es p e e d ，s i z et e m p e r a t u r e ，v i s c o s i t y , d e n s i t y , e x t r u s i o nw e i g h t i n g p e r c e n t a g e ，e x t r u s i o nm o i s t u r er e g a i n ，w e a r a b l ec a p a b i l i t y , h a i r i n e s sr e d u c i n gp e r c e n t a g e ， b r e a k i n gs t r e n g t h ，s t r e t c hp e r c e n t a g e ，s i z i n gp e r c e n t a g ea n dw e a v i n ge f f i c i e n c yi n d e xe t c a n da n a l y s e dt h ec u r v e so fs q u e e z i n gp r e s s u r ea n de x t r u s i o nw e i g h t i n gp e r c e n t a g e t h i r d l y , t h i sp a p e ra l s oi n v e s t i g a t e ds i z i n gs t a t eo fi m m e r s i o na n dc o v e r w eh a v e o b s e r v e dy a r nc o n s t r u c t i o ni nl e n g t ha n db r e a d t hb yt h em i c r o g r a p h ，w a r ps i z es t a t e sb y t h es e m g r a p h ，a n da n a l y s e dt h es t a t eo f3s t y l es i z i n gm a c h i n eu n d e rd i f f e r e n tp r e s s u r e f o u r t h l y , t h i sp a p e rt e s t e da n da n a l y s e dt h ei n f l u e n c eo ns i z i n gq u a l i t yb yd r a ym i l e r o f 3s t y l em a c h i n e s b e f o r ey a r nb o d yg e t t i n gi n t os i z eb o x ，t e s t e ds i n g l ey a mt e n s i o n ， o b s e r v e dy a mb o d ya r r a n g ea n ds i z i n gs e mg r a p h ，o nt h et e r m so fd r a ym i l e re x i s t i n go r n oe x i s t i n g i th a sb e e np r o v e dt h a ti tc a nm e e tt h ed e m a n d so fs i z i n gq u a l i t yd u r i n g p r o d u c t i o na l t h o u g hi ft h ed r a yr o l l e re x i s t s t h i st h e s i sm a d eas y s t e m a t i cs t u d yo fp r o p e r t i e so fs i z eb o xs e c t i o nf o rs u c k e r $ 4 3 2 ，t s u d a k o m ah s 2 0 - i ia n dg a 3 0 8s i z i n gm a c h i n e t h er e s u l t s c a ns u p p l y r e f e r e n c et os i z i n gp r o c e s s ，d e s i g na n di n f o r mt os i z i n gm a c h i n e s h e ny a n q i n ( t e x t i l ee n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yw uh a i l i a n g ( p r o f e s s o r ) k e yw o r d s ：n e w s j z i n gm a c h i n e ，s i z eb o x ，s q u e e z i n gp r e s s u r e ，e x t r u s i o n w e i g h t i n gp e r c e n t a g e ，s i z i n gq u a l i t y t 绪论 1 绪论 浆纱是纺织品加工的最关键工序之一，纺织厂有“好的浆纱是完成织造的一半” 和“纱浆的好等于布织了一半”之说。浆纱机是织造车间的关键设备，浆纱机性能 的优劣直接影响产品开发和织机生产效率。随着无梭织机的广为采用，生产高档纺 织产品的不断提高，浆纱机如何适应这一形势，提高上浆质量，满足织造要求，成 为浆纱机的一个重要研究方向。生产实践证明，只要浆纱工序稍有不当，就会给织 造生产带来极大的困难；反之，浆纱工序良好，即使质量稍差的经纱也可以得到改 善和弥补，仍可以获得优质高产。浆纱质量优劣除与浆料有关外，在很大程度上主 要取决于浆纱机本身的性能和浆纱工艺。长期以来，浆纱工序中普遍存在着工艺复 杂，工艺参数相关性强，控制难度大等一系列问题。因此，国内各地纷纷引进了许 多新型高速高效浆纱机，对提高织造效率，品种变换，提高产品的档次起到了较好 的作用。另外，以高压、高浓、低粘为特征的高压上浆工艺，近年来研究甚多，并 且在量化上取得了共识。高压上浆工艺本来就是以新型浆纱机为基础的，因此，作 为一个完整体系，浆纱工艺路线不仅包括“两高一低”，还有许多其它工艺参数，那 就是从浆纱设备，即新型浆纱机的结构和主要生产品种进行探讨。 浆纱机的基本组成部分包括经轴架、浆槽部分、烘燥机构和车头四大部分。其 中浆槽部分是浆纱机的核心部分。它的作用是按规定的浸浆路线，使浆液浸透纱线 并粘附于纱线上，再经压浆辊压去多余的浆液，获得一定的上浆率。上浆率是各种 上浆条件中最重要的参数之一，也是衡量浆纱质量的重要指标。在上浆工艺中，要 求把上浆率严格控制在不变状态，在影响可织性的诸因素中，其它因素的变化都没 有上浆率那样重要。因而上浆率的稳定是工艺中所严格要求的，浆槽部分给予经纱 的某种机械条件，在很大程度上决定着上浆率的稳定。所以，对于浆纱机，尤其是 浆纱机浆槽部分性能的测试研究，是当前开发浆纱设备新技术，提高上浆质量及设 备对新浆料适应性的一个重要研究方向，同时，也可为工厂用好浆纱机、改造浆纱 机提供参考依据i 。 1 1 国内外浆纱机的发展状况与发展趋势 1 1 1 浆纱机发展概要 由于原纱的纤维间抱合力不强、表面毛羽较多，难以直接织造。为提高经纱在 织机上的可织性，使经纱能在织机上承受经停片、综丝、钢筘和经纱之间等等的反 复摩擦、拉伸、弯曲等作用，而不致起毛、甚至断头。经纱上浆的目的是贴伏毛羽、 增加纱线的断裂强度、改善纱线耐磨性、保持纱线断裂伸长率，最根本的目的是提 高纱线的可织性。 1 绪论 经纱上浆工艺过程早在古代就有。那时的手工浆纱是将经纱碾成片状，用刷子 抹上浆糊，晾干后绕成织轴。据历史记载，我国唐代已采用整经后“过糊”，以减少 经纱断头的方法。天工开物中“过糊”一书也记载了用淀粉、牛皮胶、骨胶浆丝 的方法和工具。元代王祯农书中有使用刷子对经纱上浆的图文，且已采用小麦 粉作浆料。1 8 世纪末英国出现动力织机后，浆纱和织布分开而成为一个独立的工序， 从而出现了现代浆纱机的雏形。以后几经改进，到1 8 5 3 年英国人j 博洛夫等的专 利，使浆纱机具有它的基本特征。从那时起，浆纱方法的发展经历了绞纱上浆、单 纱上浆、轴上浆、经轴上浆、整浆联合、染浆联合、溶剂上浆、泡沫上浆等【2 】【3 1 。 近年来，主要集中在高压上浆、预湿上浆、“冷上浆”、“拖浆式上浆”等方面。从浸 浆方式来讲，浆纱机从单浸单压的单浆槽上浆发展到以单浸双压、双浸双压的单浆 槽、双浸双压为主体的双浆槽，甚至多浆槽形式。这些研究在提高上浆效果、降低 浆料消耗、减少环境污染、节约浆纱成本等方面都起到了重要作用。不论是从浆纱 方法的研究，还是浸浆方式的研究过程看，都集中在浆槽上浆部分，可见，浆纱机 的浆槽部分是保证浆纱质量的核心部分。 最原始的浆纱机是单浆槽浆纱机，浆纱质量存在许多问题。特别是自2 0 世纪 8 0 年代起，无梭织机，特别是喷气织机速度大大提高( 最高速度达1 8 0 0 2 0 0 0 r m i n ， 引纬率达3 0 0 0 r e r a i n ) ，这种大张力、小开口、强打纬、高开口频率的新型织机对经 纬纱的质量要求很高，为保障喷气织机高效、高质量运行，经纬纱必须具有强力高、 强力不匀低、表面光滑耐磨、毛羽少、抗拉伸、抗摩擦的特性，这些高标准的要求 推动了浆纱机的技术进步。在电子计算机技术、传感技术、变频调速技术、液压技 术、气动加压技术及先进的浆纱工艺技术的结合下，现代浆纱机已具有自动监控、 检测水平高、传动技术先进的性能1 4 11 5 】。 1 1 2 浆纱机的分类 浆纱机可按下述方法进行分类【6 1 。 a 按原纱品种分类可分为短纤纱、长丝和色纱用三种浆纱机。欧美各国趋向长 丝、短纤纱共用一种机型，通过采用标准系列单元来达到这一目的，但目前仍有使 用于长丝或短纤纱的不同机型。 b 按烘燥方式分类可分为烘筒式、热风式和热风烘筒联合式三种类型。烘筒式 浆纱机是使浆纱与热烘筒表面接触而汽化水分；热风式浆纱机则是通过热空气与湿 浆纱的热湿交换达到烘燥目的；热风烘筒联合式浆纱机的烘燥机构是前两者的结合， 通常使湿浆纱先经热风预烘，再由烘筒烘燥。近期又出现了新的预烘干技术，所用 热源有红外线、微波等。 c 按上浆机构分类浆纱机按上浆机构分类可分为单浆槽、多浆槽，单浸单压、 单浸双压、双浸双压和双浸四压等方式。其中单浆槽用于生产一般织物，多浆槽用 i 绪论 于生产高密织物。加压机构的形式有机械式、液压式和气动式三种。浸没辊和压浆 辊配置的个数则因品种要求不同。 d 按上浆方法分类 ( 1 ) 绞纱浆纱机一一是近代用的最早的一种浆纱方式，有手工和机械两种，都 是将绞纱在浆液中浸透、绞干、抖松，然后烘干。这种方法适用于色织、织带、复 制品等小批量生产。 ( 2 ) 单纱浆纱机一一从筒子上退出单纱，在单纱上浆机上浆、烘干后再卷绕成 浆纱筒子。也可在低速络纱机上加装浆槽和烘干装置而成。也有专一设计的“单纱 上浆机”。这种方法虽然产量低、工耗大，但上浆质量好、浆膜完整度高。在丝织和 苎麻织造中有时采用，在特种纤维上浆也常有应用。 ( 3 ) 单轴浆纱机一一由分条整经机做成织轴，经上浆后再卷绕成织轴。多用于 丝织、色织的多品种和小批量生产。 ( 4 ) 轴经浆纱机将若干只经轴上的经纱同时引出，浸入浆液，压掉多余浆 液，烘干、分纱，最后按规定长度卷成织轴。这是应用得最广的上浆方法。在老的 丝织厂用于粘胶长丝上浆时，也有用醮浆方式的。 ( 5 ) 整浆联合机在整经机的筒子架和机头之间安装一套上浆和烘干装置， 将整经和上浆合成一道工序，多用于合成纤维长丝上浆。 ( 6 ) 染浆联合机在浆纱机的浆槽前加装染色烘干设备。多用于牛仔布生 产。 1 1 3 国外浆纱机的发展状况 国外浆纱机的发展已有1 0 0 多年的历史，近几十年有较大的发展。自1 9 7 1 年第 六届国际纺织机械展览会以来，各国浆纱机制造厂都不断有新产品出现，其中德国 祖克( s u c k e r ) 浆纱机是国外最流行、最具代表性的新型浆纱机。其它类型还有： 德国泽尔、卡尔迈耶，日本津田驹，美国西点，瑞士本宁格，英国泼拉脱，意大利 拉玛罗明以及台湾大雅等新型浆纱机( 见表1 - 1 ) 7 1 i s l 。 表1 - 1 国外浆纱机主要生产厂 国家 生产浆纱机f 公司) 主要机型 德国祖克( s u c k e r )$ 2 3 2 、s 4 2 2 、$ 4 3 2 - d 德国卡尔迈耶九单元传动 瑞士贝宁格( b e n n i n g e r )b e n _ s i z 陇c 日本丰田通商株式会社m a c c k e e 日本津田驹( t s u d a k o m a )h s 2 0 ? 、h s 3 0 美国西点( w e s tp o i n t ) 英国泼拉脱( p l a t i ) 意人利拉玛罗明( r a m a u u m i n ) 1 绪论 由于美国西点公司生产的浆纱机没有太多的改进，以及德国泽尔被并掉，棉纺 织行业的浆纱机主要集中在祖克浆纱机。瑞士本宁格是以整经机闻名于世的，现今 也有浆纱机生产，在国际上也销售了不少机台，但在中国市场上，还属起步阶段。 近年来他们推出的带预湿的浆纱机，在上浆效果、浆纱质量方面都有明显效果【9 1 【埘。 德国卡尔迈耶的针织经编机享誉国际纺织业，近年也有浆纱机生产。日本津田驹公 司是世界上生产浆纱机的主要厂家之一，其最具代表性的h s 2 0 1 i 型浆纱机，采用 单浸双压，两个上浆辊之间不设浸没辊，最高压浆力为2 0 k n 。为适应喷气织机用， 他们采用双浆槽、湿分绞方式。台湾大雅浆纱机一度卖得较好，主要是价格较低， 随着浆纱机水平的提高，其优势似乎在受到较大的挑战。 从国外浆纱机发展的势头来看，关键是看性价比、织物品种的适应性和售后服 务的质量【1 1 l 【1 捌。 1 1 4 国内浆纱机的发展状况 a 国内浆纱机的发展状况随着织布的机械化对浆纱性能的要求，浆纱机的变 化十分大。国内浆纱机的发展主要分三个阶段： 第一阶段是二十世纪5 0 年代前，国内浆纱机是以大直径双烘筒为主，是两个庞 大的铜面烘筒靠经纱片拖动对湿浆纱干燥，称为双烘筒浆纱机。这种方式的浆纱速 度缓慢。 第二阶段是二十世纪5 0 年代，在学习“苏联老大哥”的情况下，制造了热风式 浆纱机( 定名为g 1 4 2 型) ，并作为国家定型机器，推广应用于全国各地的纺织厂。 5 0 年代一7 0 年代建立的纺织厂几乎都是用g 1 4 2 型浆纱机。 表1 - 2 国内浆纱机主要生产厂 省生产浆纱机公司主要机型 河南省郑州纺织机械厂g 1 4 2 、g 3 0 6 、g a 3 0 8 湖南省邵阳第二纺织机械厂c g g a 3 5 1 、c g g a 3 5 3 江苏省 盐城市纺织机械厂 ( 硝3 3 3 、g a 3 3 2 、g a 3 3 0 江苏省 盐城市宏华纺织机械公司 a s g a 3 6 8 、a s g a 3 6 5 江苏省苏州圣元纺织机械公司 a s ( 鹕0 5 8 、a s g a 3 5 3 江苏省 无锡市华力纺织机械厂 a s g a 3 4 3 、a s g a 3 2 1 江苏省无锡润基纺织设备公司 a s ( 弘0 4 6 江苏省无锡盛兴机械厂 a s ( h 、3 4 5 、a s g a 3 2 3 江苏省千洲纺织设备公可 a s g a 3 4 2 、a s g a 3 1 3 b 江苏省南京多能公司 a s g a 3 3 4 浙江省 杭州永利机器有限公司 a s h 台湾省台湾人雅兴业股份有限公司弱埘7 2 0 、崩蛸6 0 0 4 1 绪论 第三阶段是近几十年来，随着纺织品服装向细薄、柔软、紧密和舒适性方向发 展，以及织布机的高速、高效、阔幅的实际趋势，对浆纱机和上浆工艺提出了更高 的要求，深感上述几种浆纱机己难以胜任。从而现代的浆纱机基本上都选用较小直 径的多烘简式浆纱机( 烘筒直径8 0 0 m m ) ，以多个烘简来完成烘筒任务，有9 烘简 的，也有1 6 只，甚至大于2 4 只烘筒的浆纱机。如g a - 3 0 8 型浆纱机等。其浆纱速 度可在5 0 m r a i n 一8 0 m r a i n 。 从国内生产浆纱机的主要厂家来看，国产浆纱机生产厂家已从郑州纺机厂的独 家定点生产，发展到至少有十多个厂家，其中以江苏省为最多( 见表1 2 ) i ”j ，每 年总产量约超过1 0 0 台。近年来，很多部件和机件有了不少长进，有的元件也在选 用国际上最先进专业厂家的。总之，国产浆纱机的水平在不断提高之中【1 4 】。 b g 1 4 2 型浆纱机不足与改进【1 5 】 1 6 1 1 7 】 ( 1 ) g 1 4 2 型浆纱机浆槽部分的不足 当前国内在棉纺织厂运转的约4 5 0 0 台浆纱机中，g 1 4 2 型浆纱机仍占很大比例， 是低压浆力的老式浆纱机。自2 0 世纪6 0 年代投产以来，经历了a 型、b 型、c 型、 d 型、e 型等创新演变过程，其品种适应范围窄，仅能浆总经根数7 0 0 0 根以下产品， 满足低密度织物生产。其浆槽部分的不足如下： 1 1 浆锅四角温差大，浆液流动性差，易结皮，浆斑疵布多； 2 1 经纱经压浆辊加压后成9 0 。包角被引入烘房，包角大，不利上浆被覆； 3 ) 压浆辊靠弹簧加压，压浆力大小靠经验控制，无法量化，调节差异大，并且 不能随车速变化而变化； 钔经纱覆盖系数大，压浆力小，浆液浸透与被覆效果差； 5 ) 各区张力( 喂入、湿区、干区) 无法调控，伸长率超标； 们浆轴质量不稳定，片段轻浆、棉球、粘连时有发生，好轴率低，仅2 5 左右。 由于上述缺陷的存在，致使g 1 4 2 型浆纱机无法进一步满足高支高密宽幅织物 的上浆要求，成为制约企业产品质量和档次提高的“瓶颈”，因此，对其进行更新和 技改已是势在必行。 ( 2 ) g 1 4 2 型浆纱机的改进 由于织物品种的变化增快、面料的档次不断提高，对浆纱机的要求也越来越高。 为了适应高档织物的经纱上浆，提高纺织厂的经济效益，减少设备的投入，对老式 浆纱机浆槽部分进行了改进，具体如下： 1 ) 浆槽全部更新，浆槽容积为2 8 0 l ，预热器容积为1 8 0 l 。预热器与浆槽由原 分体式改为连体式，位置由原来在浆槽前端改到浆槽后端( 靠经轴架端) 。浆槽前端 底部增加一根鱼鳞管，浆槽浆液用鱼鳞管蒸汽直接加热，保证浆液达到足够的温度。 浆槽上部增加不锈钢盖板，防止浆液溅到经纱上形成浆斑。预热器浆液由浆泵通过 l 绪论 浆槽底部两上浆辊之间进入浆槽，再由挡板瀑布式移入预热器循环。实现了浆液流 动性好，四角温差控制在工艺范围内，减少了浆高密织物易产生的浆斑疵布。 2 ) 在进浆锅汽管尾部增加一疏水阀，起到了稳定浆液粘度的作用。原有罗拉式 浸没辊改为花篮式，有利于浸浆及浆液流动。 3 ) 压浆方式改为双浸双压，压浆辊靠气动加压，上浆辊采用外覆不锈钢辊，前 后压浆均采用光辊橡胶辊，肖氏硬度7 0 。第1 压辊恒压，第2 压辊压力随车速升 降而线性增大或减小；压浆力大小和车速通过车头电控箱显示便于观察，直接调改 电控箱数据即可完成压力调节，操作简便、准确。预压浆辊压力最高8 k n ，主压浆辊 压力最高1 5 k n ，基本满足高支织物上浆要求。 4 ) 湿区张力有一只p x i 无机变速器调节，浆纱湿区伸长得到了有效控制。退绕 经纱经后拖引辊进入浆锅，喂入张力调节通过边轴传动的一对大小铁炮进行，保证 张力均衡一致。 5 ) 经纱出浆槽后，分上、下两层进烘房，每层各用1 根湿分绞辊，湿分绞辊传 动速比增大到1 ：3 2 ，以克服湿分绞辊易结浆皮及经纱断头大的不利因素，保证经 纱毛羽伏贴，浆膜完整。 1 1 5 浆纱机的发展趋势 目前，浆纱机主要向着阔幅化、大卷装、适当高速、自动化和通用化等方向发 展【1 8 】。 a 适应阔幅、大卷装为适应无梭织机的幅度加宽和卷装加大，也要求浆纱机的 工作幅度和织轴卷绕直径加大。有的浆纱机能浆3 2 m 的织轴，并且采用直径为 8 0 0 m m 的大卷装。一般2 2 m 以上幅宽的浆纱机，设有同时卷装两个织轴的“双织 轴”设备，即阔幅浆纱机若浆窄幅织轴时，可提高产量约一半。 b 适当高速和自动控制浆纱机速度有所提高，当前轴经式浆纱机的设计速度 1 0 0 m j m i n 1 2 0 m m i n ，最高可达2 4 0 m m i n 。但对浆纱机来说不应当单纯追求更高的 速度，而是以提高浆纱质量为主，一般适用速度为5 0 r e r a i n 6 0 r e r a i n 。因此应该以 提高自动化和烘干效能为前提，必须有相应的自动控制装置和高效能的烘燥装置。 一般应有卷绕张力、浆纱伸长、浆液波面、温度自动控制、压浆力自动调节、烘房 ( 烘筒) 温度自动控制，回潮率自动控制、张力的分段精密调整等，尤其上浆率更 需要有完善的自动控制装置。目前，许多浆纱机在研究采用电子计算机控制，以实 现各种参数全盘自动化控制的要求。 c 多烘筒烘燥浆纱机现在大多都采用全烘筒方式。因其热交换率高，蒸发湿浆 纱中1 k g 水分，只需1 4 k g 蒸汽；而热风式至少用1 8 k g 蒸汽。由于烘筒表面都涂 有聚四氟乙烯防粘材料，己不存在粘连烘筒问题。 d 通用化、标准化和系列化考虑到一台浆纱机浆出的织轴，能供应3 0 0 4 0 0 1 绪论 台织机，所以在织厂中设置的浆纱机台比较少。但织物品种在不断改变，适应高支 高密、多品种、混纺、多组分织物的经纱上浆，这是新型浆纱机发展的重要方面。 为了适应织物品种档次、提高质量要求和织机效率，浆纱机已向模块组装化方向发 展，因此浆纱机均有较强的通用性，其轴架、浆槽、烘燥、卷绕和传动等部件都在 标准化和系列化。用户可根据各自需要，即产品种类和工艺要求选择组合、构成各 种用途的浆纱机。现代浆纱机所设立众多的工艺和质量的监测、自动控制的附件， 正是体现这方面的先进性和优越性。 e 变频调速分段传动新型浆纱机都已改为多单元传动，取消了传动边轴及调节 各区张力的无级变速器。分别在车头织轴卷绕，实现各单元之间的精确同步。 f 联合机缩短工序采用联合机，可以降低成本。目前已有整浆联合机、染浆联 合机。 g 节能目前多烘简的发展对节能很有利。新型浆纱机附有热能回收装置。高压 上浆、泡沫上浆、热熔上浆和溶剂上浆等的研究，在很大程度上是从节能出发的。 1 2 上浆部分的组成与作用 1 2 1 浆槽 a 浆槽的作用浆槽是浆纱机的“心脏”，是存储一定量的浆液并进行上浆的基 本装置。 图1 - 1 经纱在浆槽内上浆的工艺流程 l 一引纱辊；2 一第一浸没辊；3 一第一上浆辊：4 一第一压浆辊：5 一第二浸没辊； 6 一第二上浆辊；7 第二压浆辊：8 一蒸汽管；9 一循环浆泵；1 0 浆箱；1 1 一溢流口 经纱在浆槽内上浆的工艺流程如图1 1 所示。纱线由引纱辊1 引入浆槽，第一 浸没辊2 把纱线浸入浆液中吸浆，然后经第一对上浆辊3 和压浆辊4 压浆，将纱线 中空气压出，部分浆液压入纱线内部，并挤掉多于浆液。此后，又经第二浸没辊5 和第二对上浆辊6 、压浆辊7 做再次浸浆与压浆。通过两次逐步浸、压的纱线出浆 槽后，再进入烘房烘燥。蒸汽从蒸汽管8 通入浆槽，对浆液加热，使其维持一定温 度。循环浆泵9 不断地把浆箱1 0 中的浆液输入浆槽，浆槽中过多的浆液从溢流口 l 绪论 1 1 流回浆箱，保持一定的浆槽液面高度【1 9 | 2 0 1 。 b 浆槽的结构浆槽的槽壁为夹层结构，内层系不锈钢板，外层包覆碳钢板，内 外夹层中填一玻璃纤维毡作隔热保温。浆液由蒸汽直接加热。有水气分离器来的蒸 气，一路经截止阀流入预热浆箱中的蒸汽管，这种直接加热方法效率较高，多用于 对棉纱的高温上浆。也有采用设在浆槽壁夹层内的蒸汽管道，使热介质升温来间接 加热浆液。这种间接加热方法多用于对长丝低温上浆。 浆槽容积与浆纱机的工作宽度及所采用的浸压方式有关。如采用双浸双压工艺 则在3 0 0 3 5 0 l 之间。大容积浆槽的浆液存留时间较长，且又受循环浆泵的机械作 用，因而影响浆液浓度和粘度的稳定，会引起上浆率和回潮率发生波动。但浆槽容 积过小，在半熟浆供应时，有可能造成浆液烧煮不透，以致浸透性差。故浆槽容积 不应小于1 5 0 l 。 浆槽数的多少是由经纱对上浆辊的覆盖系数而定，覆盖系数过大，应采用双浆 槽或多浆槽浆纱机。这样可改善浸浆状况，防止纱线之间相互粘并，烘干后不致造 成分纱困难和浆膜破坏。采用双浆槽应同时采用预烘装置，并注意各层经纱张力的 均匀一致，防止浆纱张力和伸长差异过大，影响浆轴质量。 c 浆槽部分的发展趋势经纱上浆的主要装置是浆槽部分。随着国内外浆纱机的 不断发展及高压上浆新工艺的推广，浆槽部分的改进和发展趋势也愈来愈明显。 ( 1 ) 采用通用型浆槽各单元部分实现标准化和组合设计，达到一机多用。即可 任选单浸双压单浆槽、单浸双压双浆槽、双浸双压双浆槽等，使浆液反复浸渍挤压 渗透，有利于提高经纱强力，即提高浆纱增强率。 ( 2 ) 采用不锈钢保温浆槽 ( 3 ) 采用自动控制对上浆过程的浆液温度、粘度、液面、上浆率、压浆辊压力 等进行自动控制。 ( 4 ) 采用压浆辊重量系列选择压浆力与浆纱速度成线性调节的液压系统。 ( 5 ) 采用双浆槽或多浆槽可有效地降低上浆覆盖系数，同时，采用高压上浆， 促使浆液渗透，毛羽贴伏，因此，能满足高支、高密以至超高密织物的上浆需要。 ( 6 ) 采用高压上浆节能通过提高浆液浓度，采用高压上浆，达到同样上浆率要 求的条件下，可得到较低的压出加重率，从而减轻了烘房的烘燥压力，可提高车速， 达到节约能源的效果。 ( 7 ) 采用余热废气回收利用系统 1 2 2 上浆装置 上浆装置是浆纱机的主要机构之一，它的作用是经纱通过引纱辊和上浆辊的拖 引，在浸没辊的作用下，把经纱浸入盛有浆液的浆槽内，再经压浆辊的挤压作用， 使部分浆液浸透到纱线内部，部分粘附在纱线表面构成浆膜，从而获得工艺上要求 l 绪论 的上浆率和一定的浸透和被覆。 上浆装置主要包括浆槽、浸没辊、上浆辊与压浆辊、预热浆箱、湿分绞棒及排 气罩等。为了适应不同品种的需要，上浆装置的主要部件在各类浆纱机上有不同的 配置。经纱上浆一般采用的浸压方式主要有单浸单压、单浸双压、双浸双压、双浸 四压等。粘胶长丝上浆常采用沾浆( 由上浆辊表面把浆液带上，并带动压浆辊回转， 经丝在两辊之间通过时沾上浆液) ，沾浆上浆量很小。各种浸压方式如图1 2 所示1 1 9 】。 其特点如下： 借筒臀 扣碡仙刍 d 曲 图1 - 2 各种浸压方式 ( a ) 单浸双压；c o ) 双浸双压；( c ) 双浸四压；( d ) 单浸单压；( c ) 沾浆 a 单浸单压通常配置一次浸浆一次挤压，称为单浸单压。经纱进入浆槽后，在 浸役辊引导下，进入浸浆( 吸浆) 过程。在上浆辊和压浆辊作用下，把经纱内的空 气挤出，表层的浆液压入里层，使经纱获得适当的浸透率和被覆率。同时把多余的 浆液挤回浆槽。 单浸单压，由于浸浆时间短、浆纱伸长小，对于吸浆性能好，湿伸长大的纤维， 如粘胶纤维，上浆比较有利。对于吸浆困难的纤维，如涤纶纤维，上浆不易均匀。 而其特点是容浆量小，浆液在浆槽内停留时间短，新鲜浆液比例大。故适宜粘度容 易下降的浆液。 b 单浸双压通常配置一次浸浆两次挤压，称为单浸双压。单浸双压有利浆液的 浸透和上浆均匀，有利浆纱光洁，贴伏毛羽。但浆槽容积增为3 0 0 - 3 5 0 l ，对不耐煮 的浆液，粘度容易下降。为了保持经纱的弹性伸长，两根上浆辊的线速度应相等。 若有差异时，应把直径稍大的一根放在靠经轴侧。否则，将增大浆纱的伸长率。 c 双浸双压通常配置两次浸浆和两次挤压，称为双浸双压。采用双浸双压，对 吸浆性能差的合纤混纺纱或高密织物上浆有利，但浆纱伸长大。为此，这种上浆装 1 绪论 置在引纱辊至第一对挤压辊间，以及两对挤压辊之间都设有调速装置和张力指示器， 用来控制浆纱张力和伸长。 d 双浸四压通常配置两次浸浆和四次挤压，称为双浸四压。采用双浸四压，主 要是利用两次浸没辊的侧压，对吸浆性能差的合纤混纺纱或高支高密织物上浆更有 利。 1 3 本课题的来源、研究内容和研究目的 1 3 1 本课题的来源 日本津田驹h s 2 0 i i 型浆纱机是津田驹工业株式会社针对该公司生产的z a 系列 喷气织机而推出的一种新型浆纱机，它主要适用于细支高密织物的上浆。自1 9 9 2 年 我国陕西省西北第二棉纺织厂引进第一台h s 2 0 i i 型浆纱机起，截至目前先后由山 东、天津、江苏、湖北、深圳等2 0 多个单位引进该浆纱机。h s 2 0 - 1 1 型浆纱机在浆 槽部分作了较大胆的改进，如取消后拖引辊，改变浆槽结构，浆纱出浆槽采用无接 触垂直上拉方式进入烘干区等。津田驹公司认为这种大胆的改革“是对传统浆纱机 的一场革命”。也正是这场“革命”，引起了中国纺织界的极大关注。尤其是h s 2 0 i l 型浆纱机的压浆力设计最大值为2 0 k n ，能否适应当前国内大力推广的“二高一低” 高压上浆工艺成了争论之焦点。有鉴于此，为了从理论上和实践上验证其设计性能， 对其作一客观的评论，日本津田驹工业株式会社委托西安工程科技学院，对国际上 处于先进地位的德国祖克浆纱机和日本津田驹h s 2 0 i i 型浆纱机上浆部分进行对比 研究，为进一步设计、改进浆纱机上浆部分提供依据。本课题就是受日本津田驹工 业株式会社的委托进行的。 1 3 2 本课题研究的内容和研究目的 a 研究内容 浆槽部分是浆纱机的核心部分。本课题采用现场实测对比的方法，分别测试国 际上先进的德国祖克$ 4 3 2 型浆纱机、日本津田驹h s 2 0 i i 型浆纱机、国产g a 3 0 8 型浆纱机的浆纱速度、压浆力、压出加重率、压榨宽度等参数以及它们之间的关系， 具体内容包括： ( 1 ) 新型浆纱机浆槽部分性能测试包括： 1 ) 压浆力与压榨宽度关系的测试： 2 ) 压浆力与压出加重率关系的测试； 3 ) 有无后拖引辊对上浆质量影响的测试等。 ( 2 ) 上浆效果测试分析包括： 1 ) 浆纱浸透与被覆情况的测定分析； 2 ) 浆纱耐磨性、毛羽降低率、浆纱断裂强力、伸长率、上浆率、织机效率等的 l 绪论 测试分析。 b 研究目的 通过上述测试研究，达到以下主要目的： ( 1 ) 研究上述三种浆纱机的最佳工艺参数，改善上浆质量，真正发挥设备的最 佳效能，提高织造效率及产品档次； ( 2 ) 研究后拖引辊对浆纱质量的影响，有无后拖引辊的必要性； ( 3 ) 通过对上述三种浆纱机浆槽部分的研究，探索国产浆纱机与国际上先进浆 纱机之间的区别，为评价浆纱机、使用好浆纱机、选择、改造浆纱机提供依据。 2 新型浆纱机浆槽部分性能研究测试方法 2 新型浆纱机浆槽部分性能研究测试方法 2 1 浆纱工艺对浆槽部分的要求 上浆的目的是使浆液适当地粘附在经纱表面和渗透到纱线内部，提高经纱的可 织性。对于浆纱机来说，浆槽是浆纱机的核心部分，也是实施上浆工艺最重要的装 置，因此，浆槽部分必须满足： 1 经纱上浆时，浆槽内的浆液必须按工艺要求保持一定的温度，所以浆槽及 预热浆箱都应设有加热装置和浆液循环装置，保证浆槽内浆液温度的均匀性和稳定 性。 2 浆槽内必须保持浆液液面的高度稳定，这样才可稳定浆纱浸浆长度，稳定 浆液的浓度、粘度及温度，最后达到上浆率的稳定。 3 压浆辊硬度对上浆影响较大，上浆工艺中确定压浆力大小时，一定要了解 压浆辊的表面状态。因此，应按照工艺要求定期测定其表面硬度，并合理选择压浆 辊硬度。 4 压浆力的大小直接决定着上浆质量。当浆纱速度变化时，为保证上浆率不 变，压浆辊压力应