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安全帶軋染整形生產線的設計 1 文獻綜述 1.1 課題背景 近年來，我國人民生活水平穩步提高，對汽車的需求量猛增。汽車行業的飛速發展，刺激了相關產業的繁榮。作為產品供應鏈下游的汽車零部件供應商開始借機進行科技更新，汽車安全帶染整加工企業也高舉科技旗幟。因為一般每條安全帶需要3.2m長的織帶，每輛車至少需要3m~8m長的織帶，加上需要更換、維修的安全帶，所以安全帶的市場需求量很大。但是，安全帶加工需要很高的科技含量，因為安全帶使用過程中要承受較大的沖擊力，必須具有較強的斷裂強度，國際上通用的斷裂標準為5000磅（2270kg），我國GB11549-89中規定安全帶中連續安全帶的抗拉強度不得低于22260N，因此安全帶原料必須為高強度滌綸長絲。 然而，令人遺憾的是本輪科技更新多為進口國外成熟的高科技安全帶染色生產線，鮮有自主開發設計，而國外的安全帶染色生產線科技附加值高，價格一直居高不下。 1.2 滌綸纖維的染色性能[5] 滌綸纖維的強度高、彈性好、耐磨、干濕抗皺性好，具有很好的服用性能。但是滌綸纖維也有缺點，如易摩擦起球，不易染色。滌綸纖維不易染色是因為結構緊密且缺乏極性基因。 1.3 滌綸纖維的染色技術[5] 滌綸纖維的染色技術分為高溫染色和載體染色。 1.3.1滌綸纖維的高溫染色 在滌綸針織物染色中主要采用的方法是高溫染色法。高溫染色法是在130゜C左右溫度條件下進行染色。為了獲得高溫必須將染色系統封閉，隨著溫度的升高，染色系統壓力增大（或同時附加壓力），因此這種染色方法也叫做“高溫高壓染色法”。提高溫度是加速分散染料上染滌綸的最好的方法，此外，高溫染色遮蓋效應較好，能提高分散染料品種的適應性。高溫染色需要高溫高壓染色設備。 1.3.2 滌綸纖維的載體染色 在沸騰狀態下（100゜C）分散染料是難以上染滌綸纖維的，但是加入某些有機化合物，則可使染色在常溫沸騰下進行，具有這種性能的有機化合物叫做“載體”。利用載體促進滌綸染色的方法叫做“載體染色”。載體染色的最大優點是染色方法簡單，不需要特殊染色設備，所以在滌綸染色發展初期大都采用這種方法。 1.4 染色機器的分類[1] 染色機器按被染對象可分為纖維、紗線和織物三類染色機，若按染色方法又可分為浸染、卷染和軋染三類染色機。此外，還可以按染色過程是連續還是間歇方式分類， 亦可以按染色機是常壓還是高壓來分類。 目前常用的染色機器分類見圖1。下面僅就高溫染色機和連續扎染機作簡要說明。 1.4.1 高溫染色機 高溫染色機一般可分為：高溫高壓溢流染色機、高溫高壓噴射染色機、高溫高壓繩狀染色機、高溫高壓卷染色機、高溫高壓經軸染色機、高溫常壓汽蒸染色機等多種。 為了適應一些合纖純紡，混紡，交織的機織物，針織物的高溫染色，印花后的高溫汽蒸和某些高溫處理，以及棉織物的高溫連續連漂的需要，近30年來，某些染整設備正向130-210゜C的高溫性能發展。可分間歇式和連續式加工兩類。 目前，高溫染整工序傳遞熱能的介質一般有四種：高溫的蒸汽、液體、空氣和煙道氣。此外，也有將紅外線輻射加熱技術應用于某些常壓高溫染整設備以獲得高溫。因此，根據高溫染整工藝的要求和獲得高溫的方法不同，高溫染整設備可分為下列兩大類： （1）高溫高壓染整設備 該類設備獲得高溫的方法：提高工作液沸點溫度；高溫飽和空氣汽蒸。 （2） 高溫常壓染整設備 該類設備獲得高溫的方法：高溫熱空氣及煙道氣加熱；紅外線輻射加熱；高溫蒸汽氣蒸。 1.4.2 連續軋染機 此機是供多種染料不同工藝要求連續軋染的一類平幅染色聯合機，可對棉、粘膠纖維、維綸、滌綸及其混紡織物等進行連續軋染，適用的染料有還原染料、活性染料、硫化染料、分散燃料等多種。各種連續軋染聯合機的組成雖有差異，但其主要組成單元不外乎以下幾種：平幅進布裝置、平幅浸軋機、紅外線預烘機、熱風烘燥機、汽蒸箱、焙烘機、平幅洗布機、J形堆布箱和平幅出布裝置等，按染料種類和軋染工藝要求組合使用。習慣上將用分散染料軋染滌綸織物的連續軋染機成為熱熔染色機，其余均稱為連續軋染機。 圖1 染色機的分類 1.5 染整設備設計需要注意的問題[3] 1.5.1 織帶染整加工過程中的張力控制 染整多單元聯合機在單元間設有“松緊架”，其作用為協調單元間速度微差；動態過程緩沖，防止積布和拉斷；設定單元進布的初始張力；故障“越位”起到安全停車，防止事故擴大。松緊架速度微差調節裝置，其實質也是一種簡易的張力控制裝置。當相鄰單元間發生線速度差時，產生張力，大于初始張力（由松緊架設定）時松緊架擺臂輥下擺，小于初始張力時擺臂輥上擺，調節單元間速度微差，維持織物進給張力在初始張力周圍。 兩單元間當松緊架設置在織物出軋車進洗槽之間時，則該松緊架的張力設定，僅須設定保證織物平幅進給過程不起皺的初始張力即可；當松緊架設在洗槽出布處時，則松緊架對織物張力的設置，應該在初始張力的基礎上，還要增加織物在進給途中因摩擦阻力矩而增加的附加張力。多單元緊式織物進給的初始張力不可減少，以防止導布皺條的產生。附加張力應控制得越小越好，減輕后整理工藝的負擔。 1.5.2 織帶染整加工過程中的速度控制 染整機大多數采用多單元速度協調控制系統，松緊架是速度變量的調節器，它對兩單元間速度偏差進行變換和運算，把輸出速差的電信號反饋入系統的控制器。染機中擺動松緊架用得最多，按不同工況要求，還采用升降式、儲布斗式、光電垂環式等裝置。 靜態是兩單元間出現速度微差，致使織物進出松緊架張力輥時張力變化，擺臂轉軸角位移轉換成電信號輸出，被控單元速差微調，直至協調單元間無速差運行。松緊架擺臂在有速差角位移時，擺臂松緊架可上擺35゜，下擺35゜，上下限位置張力4：1，這是織物在張力輥上包角變化所致，因此，如果因兩單元間速度設置不當，形成擺臂偏離水平位置時，應予與調整，重新設置。 1.6 染整設備的現狀及發展趨勢 1.6.1 染整設備的現狀[12] 我國染整機械與世界先進水平相比，還存在一定的差距，比較突出的兩個方面：其一，產品開發缺乏創新性；其二，傳感技術和在線檢測差距很大，除了一些常規的控制項目如速度、溫度、液位等參數的測控外，專用的在線監控項目如色差檢測等，國內目前尚在起步階段，在很大程度上限制了染整機械機電一體化水平的提高，也影響了織物的最終加工質量。為此，除了加大各行業間的緊密合作，通過一定的科研投入進行重點攻關開發研制外，直接將國際上成熟的傳感和測控技術為我所用也不失為一捷徑所在。 1.6.2 染整設備的發展趨勢[13] （1）新型或改進型機器配備了特殊的裝卸和運輸裝置，以適合加工宜輕柔處理或較難處理的織物， 如含有lyocell 纖維或彈性纖維的織物。同時， 許多設備制造商通過在現有機織物處理系統上加裝針織物處理裝置來擴大其設備的加工能力。 （2）提高設備效率、優化工藝及降低水、蒸汽、化學品和能源的消耗量，以實現經濟效益和環境效益雙豐收。 （3）采用新的和更先進的控制和自動化技術， 包括更廣泛地使用像西門子公司這樣的全球化工業供應商所提供的PLC (可編程邏輯控制) 技術。在筒子紗染色方面，自動化機器人裝卸成為設備的主要特點， 尤其體現在2家意大利公司—Obem 公司和Bellini 公司的設備上， 這2家公司都強調自動化技術帶來的好處主要是提高產品的質量，這比節約勞動成本更為重要。 （4） 經濟型、小批量加工設備越來越受到人們的認可，因為它們能對時裝領域的需求作出快速反應。 （5）“一次即成”的染色原則越來越為人們所接受， 它在改進質量控制程序的基礎上， 通過內在的可再現性來實現。 （6）數字化噴墨印花的出現， 在現有的網印技術基礎上，又為人們提供了一種新的選擇， 尤其是在小批量生產中。 ２．本課題要研究或解決的問題和采用的研究手段及途徑 2.1 本課題研究的問題 國內織帶的生產線多為進口，價格昂貴。本課題受企業委托旨在消化引進設備的基礎上，開發設計一條電腦程控的安全帶軋染整形生產線，以滿足生產需要。本次畢業設計完成該生產線理帶與浸染紅外定形部分的設計，應完成主要工作如下：完成安全帶軋染整形生產線（熱熔與二次出帶部分）的總體設計，要求走帶速度在5～15m/min可調。 2.2本課題解決的問題 為了提高生產效率此染機采用雙走帶方式。首先安全帶進入理帶模式，之后對安全帶進行浸染和紅外定型。初染的安全帶再進行熱熔，使得染料和材料分子充分反應。二次出帶后對安全帶進行洗滌、紅外烘干，最后理出成品帶。 2.1.1如何實現生產線的連續工作 解決方法：本生產線為了實現連續工作，在上料后經過理帶增加了儲帶部分，儲帶部分由兩個大滑塊組成，大滑塊由傳感器控制位置。當生產線出現斷料時，滑塊走到極限位置，傳感器測到后系統就會報警，提醒工人及時排除故障。 2.1.2 如何實現雙走帶 解決方法：本生產線采用了雙走帶以提高生產效率,上料時由兩個電機驅動的導布輪同時工作,再經撥叉理帶輪使兩條坯布同時進給。 2.1.3 如何實現浸染 染缸的上方布置了三個軋輥，電機驅動中間的軋輥，通過調整中間的軋輥和左邊的軋輥的配合間距以及電機速度，來調整坯布進入染缸的速度。 通過調整中間軋輥和右邊軋輥的間距可以調節初染后坯布的扎制濕度。 2.1.4如何使安全帶的濕度在烘染時達到給定值 解決方法：經過染缸初染的安全帶進入紅外烘箱進行定型。用紅外輻射進行熱定型時，通過改變織物與輻射源之間的距離和照射時間以及輻射源的輻射能量來實現安全帶的濕度值。實際生產時可以通過試生產調整這三個因素,以其達到符合生產要求的目的。

回答者：duxiu19892016-06-17 00:00