无纺布自动化生产线的研发及关键装备的研究谭国超--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

无纺布自动化生产线的研发及关键装备的研究谭国超

发表时间：2021/6/28 来源：《基层建设》2021年第6期作者：谭国超

[导读] 摘要：在本文中，笔者将会以我国无纺布自动化生产技术现状为切入点，针对其生产线组建与研发要素以及关键设备的研究进行初步分析与探讨，希望借此可对相关企业技术工艺的提升起到一定推动作用。

        江门市蓬江区东洋机械有限公司
        摘要：在本文中，笔者将会以我国无纺布自动化生产技术现状为切入点，针对其生产线组建与研发要素以及关键设备的研究进行初步分析与探讨，希望借此可对相关企业技术工艺的提升起到一定推动作用。
        关键词：无纺布生产，自动化生产线，生产线组建
        无纺布是一种极为优秀的非织造产品，其具备柔软、质量轻、可燃性低、容易分解、无毒无害、无刺激性气味、色彩丰富、价格低廉、可再生循环利用等诸多优势。当前，我国无纺布生产企业已遍布全国各地，年产量与产品质量得到前所未有的发展，但是，受到技术工艺等因素限制，很多企业依旧存在着生产效率低下、生产连贯性差、生产作业空间环境恶劣、产品质量不稳定、原材料消耗超标等诸多问题，不仅影响相关企业的市场竞争力与口碑，更是让整个产业的提升面临重大难题。
        1、当前我国无纺布自动化生产加工现状
        随着我国工业生产与加工制造领域的快速发展，国产设备已经成为无纺布自动化生产的主流，这些设备在实施针刺非织造布中，其总体产品质量较为稳定，产品均匀度较高，纤网可均匀展开，传统产品所存在的云斑现象也基本消失。此外，无纺布生产加工过程所对应的原材料价格较低，工艺技术对原材料的适应性良好，企业生产耗能很低，生产线职工只需简单的培训即可有效执行生产任务。但是，我国现有的无纺布自动化生产设备多以国外设备为原型，因此，很多科研工作者对无纺布生产的各项技术关键点领悟不深，工艺原理方面缺少创新意识，行业内部针对无纺布所开展的原创技术工作同样处于起步阶段，而真正从事设备研发的团队数量又很少。在此环境下，我国无纺布设备加工制造领域与国外先进工艺相比，依旧存在一定的差距，虽然这一差距正处于不断缩小中，但是，这种局面对我国相关制造设备领域的产品水平以及经济技术指标等，都造成一定的负面影响，国际总体竞争实力较差。
        根据行业内部数据显示，我国无纺布自动化生产过程所使用国产设备多为简易型，其技术含量很低，产品加工品质不高，虽然在总体生产能力以及生产线数量层面有着无可匹敌的优势，中低端市场的总体占有率也很高，但在高端产品层面，我国无纺布产品依旧处于劣势地位，在与无纺布生产相关的纺丝工艺、成网技术以及相关配套层面，很多生产企业所采用的技术模式长期处于停滞状态，企业只看重眼前的经济利益，没有针对技术研发投入足够的精力。近些年，随着我国无纺布生产工艺以及针刺非纺织布行业的快速发展，我国在低速针刺机领域取得大量成就，设备性能提升明显，可基本满足多数针刺无纺布生产厂家的业务需求，但是，我国在高速针刺机设计与制造方面仍然是整个行业的薄弱环节，生产很少有超过1000刺/分钟。
        我国针刺技术工艺研究以及针刺设备设计制造领域起步很晚，行业内部依旧没有形成完整的生产工艺+生产设备的研发体系，很多高端生产线依旧需要进口国外设备，甚至很多中低端生产线所使用的设备工艺为国外淘汰产品，这就导致国产无纺布高端产品在国际市场缺少竞争力。随着我国产业结构调整的不断深入，国家对各类生产工艺设备的研发与升级工作愈发重视，与无纺布生产加工过程相关的各类设备也在不断进步，大量新技术与新产品不断呈现，例如：我国某国产针刺机的主机运行频率为1000至1200刺/min，生产线对应的无纺布宽度为6米。我国在无纺布产业升级所做出的努力与改造，已经基本满足国民的生产生活需求，但是，无纺布国际高端市场份额依旧徘徊在10%左右，领域研究创新能力与国外相比，依旧存在一定差距。
        2、无纺布自动化生产的关键要素与关键设备的研究方向
        2.1、无纺布自动化生产的关键要素
        无纺布自动化生产是一个较为复杂的工艺流程，自动化生产需要精密的节奏控制，各类设备之间的配合也要做到精准无误。结合当前生产线组建特点，无纺布自动化生产的关键要素可分为以下几点。
        （1）开清环节需要将细密纤维原料进行处理
        细密纤维材料会纠缠在一起，形成密度不均匀的小块团状物，因此，开清环节需要将其进行细致加工，让材料混合充分，并分布均匀。开清环节的具体设备需注重打手种类的合理选择，并结合实际生产状况，分析打手在辊筒表面的具体分布，以及辊筒与辊筒、辊筒与锡纸之间的间隔距离，进而找到更为合适的设备布局手段。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        （2）针刺环节对数量、排列方式、深度等参数的控制
        无纺布生产加工过程的针刺环节中，生产线所对应的产品需具备密度高、强度大、表面平整、伸长率小、表面无针迹等特点，因此，技术工作者需要对针板固植物刺的数量、排列方式以及深度等参数进行合理控制。此外，针刺机工作过程中，细密纤维原料之间会产生静电作用，进而导致针刺穿刺阻力增加，而这种现象会导致针刺机工作频率下降，所以，企业所选择的针刺机频率应尽量高于实际生产需求。
        （3）梳理成网与针刺机速度比
        针刺法无纺布生产加工环节中，操作人员与自动化生产设备需要合理调节梳理机输出网帘以及针刺机输入网帘，两者的工作速度需保持一致，如果两者的速度出现差异，不仅影响实际生产效率，也会影响到产品质量。如果针刺机工作速度过快，将会导致针刺网撕裂，无法形成均匀连续的布匹，如果针刺机工作速度过慢，那么将会导致纤维网堆压折叠，甚至折断针刺。
        （4）针刺排列方式以及密度的控制
        为确保针刺机工作过程的稳定性，针刺机针板上的针刺在对纤维网进行穿刺过程中，自动化控制设备以及操作人员需根据布匹克数、质量以及强度的不同调节针刺的排列方式与密度，进而让生产线可同时满足不同的产品生产需求。
        （5）针刺机振动问题研究与优化
        针刺机震动问题在当前无纺布自动化生产过程中十分常见，尤其是高针刺频率的设备系统。针刺机的主传动机构多为曲轴连杆装置，因此，造成针刺机出现震动现象的原因有很多，如：针刺机设计与制造过程中，技术人员没有对针刺机主要零件的动不平衡量进行消除，亦或是针刺机安装过程没有将地基进行有效加固，此外，针刺机主传动机构曲轴连杆装置运转过程所产生的惯性也是导致振动机出现震动现象的主要因素。针刺机出现震动现象后，将直接导致纤维网针刺密度无法均匀分布，甚至会导致上下针板的刺针出现相互干扰的生产事故。
        2.2、关键设备的研究设计方向
        （1）开清装置的设计与研究
        开清工艺是无纺布生产加工制造过程中的首要工序，开清工艺质量将会直接影响无纺布产品的品质。开清环节中，相关设备需要将细密短纤维原料打散，并充分混合，去掉其中所存在的杂质，为后续的加工生产环节奠定良好基础。结合当前无纺布生产特点，开清工艺要素可总结为：轻抓、抓小、抓匀、抓全；连续均匀喂给；薄喂柔和开松；气流参数保证；针布合理配套；树立转移湿度；结杂、短绒兼顾等。
        （2）梳理装置的设计与研究
        无纺布生产加工制造流程中，梳理环节需要利用梳理装置，将开清后的纤维絮进行梳理，使其形成连续、厚度均匀且内部蓬松的纤维层。梳理装置工作时，纤维絮会在辊筒之间快速转移，并利用锡林与道夫表面的针布间的相互运动，让原本被梳理开的纤维可以交错分布，形成一张分布均匀的纤维网，最终交给针刺机进行加固。
        （3）针刺机的设计与研究
        根据当前无纺布生产工艺环节，针刺机分为喂入结构、针刺结构、牵引结构以及装置主体架构与辅助设备等。针刺机利用曲轴连杆机构作为其动力来源，曲轴与连杆之间利用连杆轴瓦进行连接，曲轴与固定架之间利用曲轴轴瓦连接，而固定架需要安装在针刺机主体架构之上。依照当前国内针刺机的设计原理，其主轴结构一般有两种，分别为单主轴单针板类别与双主轴双针板类别。针刺机的机械装置需要配备必要的平衡机构，用来抵消针刺机工作过程所产生的惯性力，避免生产加工环节出现震动现象。
        结束语：综上所述，行业科研人员在对无纺布生产设备与工艺实施创新与改造过程中，需结合当前我国无纺布自动化生产现状与所存在的问题，并针对自动化生产的关键要素对生产线所对应的各类核心设备研究方向，不断优化无纺布生产工艺标准，提高产品品质与生产效率，进而不断提高我国无纺布产品在国际市场的竞争力与发展潜力。
        参考文献：
        [1]刘志强.无纺布自动化生产线的研发及关键装备的研究[D].合肥工业大学，2019.
        [2]陈亚洲，纺粘无纺布袋自动化生产线设备.福建省，厦门市创业人工贸有限公司，2013-08-09.
        [3]位灿.无纺布手提袋自动化加工关键技术的研究[D].集美大学，2013.
        [4]应立本.无纺布生产线传动控制的研究[J].科技传播，2011（10）：36+49.