化纖企業(yè)紡絲作業(yè)自動(dòng)鏟板機(jī)研究

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摘要：介紹了自動(dòng)鏟板機(jī)的工作原理和工作步驟。從設(shè)備的工作壓力、工作流程、日常刀具維護(hù)三個(gè)影響因素進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后自動(dòng)鏟板機(jī)能部分代替人工作業(yè)，顛覆了紡絲作業(yè)傳統(tǒng)的人工模式，減少了人工操作造成的鏟板質(zhì)量差異，產(chǎn)生了比較可觀的經(jīng)濟(jì)效益。另外指出了自動(dòng)鏟板機(jī)存在的缺點(diǎn)并提出了改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)鏟板機(jī)；化纖；噴絲板；效益

在目前的滌綸長絲生產(chǎn)中，泵板組件的噴絲板面上會(huì)聚集一些降解物與紡絲硅油結(jié)合的結(jié)晶物，在生產(chǎn)過程中會(huì)影響聚酯熔體通過板面，從而導(dǎo)致生產(chǎn)中斷，所以生產(chǎn)中需人為設(shè)定周期鏟板作業(yè)時(shí)間(一般為24~48h)，用銅刀片(比噴絲板面硬度低)人工清理板面結(jié)晶物。清理過程中噴硅油(一種霧化脫模劑)的量與鏟板時(shí)間全憑工人的操作經(jīng)驗(yàn)，而此工作環(huán)境一般溫度較高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工人離職率高，導(dǎo)致清理效果無法做到持續(xù)穩(wěn)定，造成生產(chǎn)成本較高。基于此原因，公司希望引進(jìn)自動(dòng)鏟板設(shè)備代替人工。

1設(shè)備原理

通過設(shè)置在機(jī)械臂上的偏心轉(zhuǎn)盤，使得刮除器(旋轉(zhuǎn)銅刀具，如圖1所示)自轉(zhuǎn)刮除的同時(shí)繞著偏心轉(zhuǎn)盤的軸心公轉(zhuǎn)，從而刮除器的刀頭繞著圓形的噴絲板面板做環(huán)形刮除，達(dá)到更好的清除噴絲板面上的污物的技術(shù)目的。分步驟簡述設(shè)備工作過程如圖2所示。

2影響自動(dòng)鏟板機(jī)運(yùn)行效率因素

在設(shè)備試運(yùn)行過程中，不斷將鏟板機(jī)的運(yùn)行效率與人工的鏟板效率進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn)問題。2.1自動(dòng)鏟板機(jī)的工作壓力調(diào)整。試運(yùn)行時(shí)的工作壓力值較小，在泵板組件的噴絲板面上殘留較多白色熔體，清板效果較差，后逐步調(diào)整至合適壓力時(shí)清板效果明顯改善。工作壓力并非越大越好，壓力太大會(huì)導(dǎo)致銅刀具刀刃變形(發(fā)生卷刃)，也有可能導(dǎo)致噴絲板面產(chǎn)生劃痕。經(jīng)過多次調(diào)整，確認(rèn)了工作壓力，如圖3所示。2.2自動(dòng)鏟板機(jī)的運(yùn)行流程調(diào)整。自動(dòng)鏟板機(jī)的鏟板動(dòng)作包括噴油時(shí)長、旋轉(zhuǎn)速度與時(shí)間。在試運(yùn)行時(shí)原來是模擬人工鏟板步驟，先旋轉(zhuǎn)后噴油再旋轉(zhuǎn)，但由于自動(dòng)鏟板機(jī)的刀具實(shí)際效率較高，刀具磨損較大，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)后，調(diào)整為先噴油再旋轉(zhuǎn)再次噴油接著旋轉(zhuǎn)。經(jīng)過多次試驗(yàn)后，確定了刀具旋轉(zhuǎn)速度、刀具旋轉(zhuǎn)時(shí)長、二次噴油的時(shí)長以及各動(dòng)作調(diào)整時(shí)長。經(jīng)過多次調(diào)整，最終確認(rèn)如圖4的參數(shù)。2.3自動(dòng)鏟板機(jī)的銅刀具周期打磨。為了保護(hù)泵板噴絲板，自動(dòng)鏟板機(jī)所使用的銅刀具的硬度必須低于噴絲板。刀具使用一段時(shí)間后磨損如圖5所示，鏟板效率降低，所以需要定期對銅刀具進(jìn)行打磨，以保證其鋒利程度。

3自動(dòng)鏟板機(jī)的日常維護(hù)保養(yǎng)

自動(dòng)鏟板機(jī)的日常維護(hù)包括：①各個(gè)傳感器表面衛(wèi)生定期清理；②每班要清理Z軸上的刀具及其旋轉(zhuǎn)裝置衛(wèi)生；③旋轉(zhuǎn)刀具定期打磨；④液態(tài)硅油定期添加；⑤檢查各傳送帶、齒輪等傳送設(shè)備是否運(yùn)行正常；⑥各種元器件氣壓壓力檢查；⑦定期對紡位進(jìn)行位置復(fù)檢。

4自動(dòng)鏟板機(jī)的效益

4.1提升產(chǎn)品品質(zhì)。現(xiàn)我公司一線操作人員流動(dòng)較大，新員工的紡絲鏟板操作技能需要一段時(shí)間(至少6個(gè)月)的培訓(xùn)才能達(dá)到老員工的水平。新員工與老員工從操作水平與原料消耗兩方面對生產(chǎn)消耗都有很大影響。操作水平上，新員工鏟板所需的時(shí)間是老員工的2倍(環(huán)吹紡絲熟練工完成一個(gè)位鏟板升頭作業(yè)只需6min，新進(jìn)員工需要至少12min)，并且鏟板質(zhì)量比老員工要低20%，致使廢品率上升0.1%，年消耗量約等于100t(按年產(chǎn)量10萬t計(jì))。原料消耗上，新員工鏟板的霧化硅油消耗明顯高于老員工：新員工操作時(shí)1瓶霧化硅油只能鏟板2個(gè)紡位，而老員工能鏟板3.8個(gè)紡位。現(xiàn)階段進(jìn)廠半年內(nèi)的新員工常年占比超過30%，對穩(wěn)定生產(chǎn)狀況產(chǎn)生了很大的影響。自動(dòng)鏟板機(jī)的出現(xiàn)很好地解決了此問題，減少了人工操作不一造成的鏟板質(zhì)量差異，提升了產(chǎn)品均勻性及內(nèi)在質(zhì)量，降低了生產(chǎn)消耗。4.2節(jié)能降耗、安全環(huán)保。人工鏟板時(shí)所用的硅油為霧化硅油，辛瑞SH-1(含丁烷、矽油)為450mL一瓶，一瓶可鏟板3.5個(gè)紡位，一瓶硅油為35元，所以鏟板一個(gè)位用的硅油成本為10元。自動(dòng)鏟板機(jī)鏟板時(shí)用兩種硅油，其中鏟底板用的液態(tài)硅油為5kg/桶(1700元/桶)，一次添加一桶，可鏟板479個(gè)紡位的底板，成本為3.55元/位；另外，人工修板需要少量的霧化硅油，1瓶可鏟12個(gè)位，成本為2.92元/位。所以合計(jì)鏟板一個(gè)位的硅油成本為6.47元。對比可知使用自動(dòng)鏟板機(jī)每個(gè)紡位可節(jié)省硅油3.53元，節(jié)省成本35.3%。由于目前整個(gè)化纖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢是多孔細(xì)旦產(chǎn)品，對板面的清潔程度要求越來越高，導(dǎo)致霧化硅油的使用量逐步增加，另外霧化硅油的采購單價(jià)也逐年上漲。以我部門為例，2018年一年，霧化硅油共花費(fèi)268萬元，比2017年增加21萬元，約占部門年五金消耗的33%。自動(dòng)鏟板機(jī)主要用的是液態(tài)硅油，按節(jié)省的霧化硅油來算，效益是相當(dāng)可觀的。另外霧化硅油中的丁烷是易燃物，遇熱源和明火有一定的燃燒爆炸危險(xiǎn)，在鏟板作業(yè)時(shí)容易產(chǎn)生靜電引起明火。國內(nèi)多家同行企業(yè)發(fā)生過著火事件，有一定的比例就是因?yàn)殪F化硅油引起的。4.3節(jié)省人工。自動(dòng)鏟板機(jī)無法完全代替人工，因?yàn)?a href="http://m.ushengzhilian.com/lunwen/gylw/huagongjishulunwen/202004/719345.html" target="_blank">紡絲操作包括鏟底板、修板、升頭、清理衛(wèi)生、巡檢等工作，但工作量最大、最重要的環(huán)節(jié)是鏟底板，自動(dòng)鏟板機(jī)就是解決此問題。在自動(dòng)鏟板機(jī)投用前，2條生產(chǎn)線需要6名操作工，現(xiàn)只要3名操作工即可，另外對員工的操作水平要求降低很多，新進(jìn)員工也可達(dá)到所需的操作要求。

5自動(dòng)鏟板機(jī)存在的問題及發(fā)展前景

自動(dòng)鏟板機(jī)在現(xiàn)使用階段存在的2個(gè)問題：(1)對作業(yè)環(huán)境要求較高，現(xiàn)在只能解決紡絲關(guān)停計(jì)量泵時(shí)的鏟板作業(yè)。另外對紡絲計(jì)量泵自轉(zhuǎn)程度需要嚴(yán)格控制，若廢絲過多會(huì)導(dǎo)致廢絲黏附在刀具上影響鏟板質(zhì)量。若設(shè)備想投用在不關(guān)停計(jì)量泵的生產(chǎn)線上，現(xiàn)有設(shè)備可考慮在刀具中間加裝吸絲口，或者考慮模擬人工鏟板方式。(2)自動(dòng)鏟板機(jī)刀具打磨的標(biāo)準(zhǔn)要求較高，現(xiàn)在有專用打磨設(shè)備對刀具進(jìn)行打磨，但精度和自動(dòng)化程度仍然有提高的空間。自動(dòng)鏟板機(jī)從目前使用狀況來看還是有比較大的發(fā)展前景，從五金成本管控及生產(chǎn)效率來說比全人工有著明顯提高。尤其是現(xiàn)在整個(gè)行業(yè)都在往多孔細(xì)旦方向發(fā)展，對紡絲鏟板質(zhì)量有著極高的要求。另外不停泵鏟板也逐漸成為趨勢，不停泵的生產(chǎn)線對各個(gè)方面的要求都高于關(guān)泵鏟板的生產(chǎn)線(霧化硅油消耗是2~3倍，鏟板時(shí)間是2倍左右)。

若自動(dòng)鏟板機(jī)能解決上述問題，那能產(chǎn)生更高的生產(chǎn)效益。另外生產(chǎn)部門只要合理分配鏟板作業(yè)時(shí)間，自動(dòng)鏟板機(jī)完全可以做到1臺(tái)機(jī)同時(shí)管控多條生產(chǎn)線的鏟板作業(yè)。總的來說，自動(dòng)鏟板機(jī)在化纖行業(yè)有著廣闊的市場應(yīng)用空間。

作者:葉海峰 吳維光 方千瑞 和登科 米志輝 泮金華 單位:浙江盛元化纖有限公司