化纖企業(yè)紡絲作業(yè)自動鏟板機研究
時間:2022-04-20 04:32:14
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摘要:介紹了自動鏟板機的工作原理和工作步驟。從設(shè)備的工作壓力、工作流程、日常刀具維護三個影響因素進行調(diào)整,調(diào)整后自動鏟板機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)濟效益。另外指出了自動鏟板機存在的缺點并提出了改進措施。
關(guān)鍵詞:自動鏟板機;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)的量與鏟板時間全憑工人的操作經(jīng)驗,而此工作環(huán)境一般溫度較高,勞動強度大,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?;诖嗽?,公司希望引進自動鏟板設(shè)備代替人工。
1設(shè)備原理
通過設(shè)置在機械臂上的偏心轉(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影響自動鏟板機運行效率因素
在設(shè)備試運行過程中,不斷將鏟板機的運行效率與人工的鏟板效率進行對比,發(fā)現(xiàn)以下幾點問題。2.1自動鏟板機的工作壓力調(diào)整。試運行時的工作壓力值較小,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)整至合適壓力時清板效果明顯改善。工作壓力并非越大越好,壓力太大會導(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自動鏟板機的運行流程調(diào)整。自動鏟板機的鏟板動作包括噴油時長、旋轉(zhuǎn)速度與時間。在試運行時原來是模擬人工鏟板步驟,先旋轉(zhuǎn)后噴油再旋轉(zhuǎn),但由于自動鏟板機的刀具實際效率較高,刀具磨損較大,經(jīng)過反復(fù)試驗后,調(diào)整為先噴油再旋轉(zhuǎn)再次噴油接著旋轉(zhuǎn)。經(jīng)過多次試驗后,確定了刀具旋轉(zhuǎn)速度、刀具旋轉(zhuǎn)時長、二次噴油的時長以及各動作調(diào)整時長。經(jīng)過多次調(diào)整,最終確認(rèn)如圖4的參數(shù)。2.3自動鏟板機的銅刀具周期打磨。為了保護泵板噴絲板,自動鏟板機所使用的銅刀具的硬度必須低于噴絲板。刀具使用一段時間后磨損如圖5所示,鏟板效率降低,所以需要定期對銅刀具進行打磨,以保證其鋒利程度。
3自動鏟板機的日常維護保養(yǎng)
自動鏟板機的日常維護包括:①各個傳感器表面衛(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)備是否運行正常;⑥各種元器件氣壓壓力檢查;⑦定期對紡位進行位置復(fù)檢。
4自動鏟板機的效益
4.1提升產(chǎn)品品質(zhì)?,F(xiàn)我公司一線操作人員流動較大,新員工的紡絲鏟板操作技能需要一段時間(至少6個月)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間是老員工的2倍(環(huán)吹紡絲熟練工完成一個位鏟板升頭作業(yè)只需6min,新進員工需要至少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)。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1瓶霧化硅油只能鏟板2個紡位,而老員工能鏟板3.8個紡位?,F(xiàn)階段進廠半年內(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。自動鏟板機的出現(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個紡位,一瓶硅油為35元,所以鏟板一個位用的硅油成本為10元。自動鏟板機鏟板時用兩種硅油,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個位,成本為2.92元/位。所以合計鏟板一個位的硅油成本為6.47元。對比可知使用自動鏟板機每個紡位可節(jié)省硅油3.53元,節(jié)省成本35.3%。由于目前整個化纖產(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也逐年上漲。以我部門為例,2018年一年,霧化硅油共花費268萬元,比2017年增加21萬元,約占部門年五金消耗的33%。自動鏟板機主要用的是液態(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,在鏟板作業(yè)時容易產(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為霧化硅油引起的。4.3節(jié)省人工。自動鏟板機無法完全代替人工,因為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,自動鏟板機就是解決此問題。在自動鏟板機投用前,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,新進員工也可達(dá)到所需的操作要求。
5自動鏟板機存在的問題及發(fā)展前景
自動鏟板機在現(xiàn)使用階段存在的2個問題:(1)對作業(yè)環(huán)境要求較高,現(xiàn)在只能解決紡絲關(guān)停計量泵時的鏟板作業(yè)。另外對紡絲計量泵自轉(zhuǎn)程度需要嚴(yán)格控制,若廢絲過多會導(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)自動鏟板機刀具打磨的標(biāo)準(zhǔn)要求較高,現(xiàn)在有專用打磨設(shè)備對刀具進行打磨,但精度和自動化程度仍然有提高的空間。自動鏟板機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,鏟板時間是2倍左右)。
若自動鏟板機能解決上述問題,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)時間,自動鏟板機完全可以做到1臺機同時管控多條生產(chǎn)線的鏟板作業(yè)??偟膩碚f,自動鏟板機在化纖行業(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