日阪染色機性能提升研究

張振林，陳維波，孫云奎，劉廣亮

(魯泰紡織股份有限公司，山東 淄博 255100)

0 引言

以筆者公司“品質(zhì)提升年”“服務(wù)提升年”為契機，結(jié)合工廠精細化質(zhì)量管理以及適應短交期的要求，根據(jù)“實驗室小樣→松式絡(luò)筒→紗線染色→緊式絡(luò)筒”的染色生產(chǎn)流程，制作出漂染生產(chǎn)工序AQ矩陣(見表1)，對染色色差生產(chǎn)流程的關(guān)聯(lián)性因素進行分析，確定染色工序是染色一次合格率的關(guān)鍵工序，染色機的性能穩(wěn)定是制約色差的一個重要因素。

表1 漂染生產(chǎn)工序AQ矩陣

1 設(shè)備現(xiàn)狀

1.1載紗架提高裝載率后，日阪染色機的主泵電機、變頻器、電機V帶輪、主泵V帶輪等主要傳動裝置參數(shù)需重新設(shè)計，以提高泵速和流量[1]。對紗架重新布局后裝載量提高9%以上，根據(jù)公式N1/N2=D2/D1計算得出，染色機主電機的功率需要提高7 kW～10 kW，泵速提高120 r/min～200 r/min，壓差提高0.04 MPa，才能滿足生產(chǎn)要求。據(jù)此對染色機裝載量進行性能改進，其參數(shù)變化見表2。

表2 提高裝載量前后染色機的參數(shù)對比

1.2染色機性能的優(yōu)劣，是染色一次合格率提高的保障。目前，筆者公司的日阪染色機已使用20 a，電腦可視化效果差，無法監(jiān)控各部件的運行狀態(tài)和工藝曲線的執(zhí)行情況；其溫度控制精度為±2 ℃，浴比為1∶(10～12)，水位、液位用泡泡控制和機械浮球式控制，配件老化、性能落后，產(chǎn)品質(zhì)量過程控制存在很多不足。

1.3日阪染色機主泵采取三角帶增速傳動，泵輸出設(shè)有循環(huán)管路，損失大、流量低，造成染色內(nèi)外差異大、質(zhì)量不穩(wěn)定。

1.4日阪染色機電泵傳動是利用中間撓性件V型帶實現(xiàn)動力傳輸，V型帶摩擦力大，而且允許的傳動比較大、中心距較小，結(jié)構(gòu)緊湊，存在一定動能損失，無法滿足泵速和流量的要求。

2 改進與實施

2.1 方案確定

提高日阪染色機性能，最重要的是確定采用哪種改造方案能達到目標。為提高染色一次合格率，QC小組成員運用頭腦風暴法，集思廣益將眾多意見運用親和圖整理出如下2種方案。

a) 方案1，即更換舊東庚染色機直聯(lián)式主泵、流量輸出方式不改變方案：對90 kg染色機進行改進，生產(chǎn)時記錄實際泵速、實際電流以及變頻器輸出頻率，并測算能耗；當主泵采用11 kW電機時，每天耗電為264 kW·h，主泵采用15 kW電機，每天耗電為360 kW·h，每天增加用電96 kW·h；器皿檢測流量為5 s～6 s[2]。

b) 方案2，即更換新東庚染色機直聯(lián)式主泵、流量輸出方式改變方案：主泵由原來的離心泵改為軸流泵，流量增大，主缸水位由原來的弱磁浮球式感應改進為壓差變送器控制，實現(xiàn)了分層精確入水控制，傳動方式由三角帶傳動改為聯(lián)軸器傳動，減少了動能損失[3]。

方案2的變化見表3。

表3 方案2具體變化

2.2 主要技術(shù)創(chuàng)新點

方案2加裝新直聯(lián)式主泵、SETEX737CE型紡織電腦控制器和壓差變送器，精確控制染色過程中各項工藝參數(shù)，提高染色一次合格率[4]。更換新直聯(lián)式主泵，主泵由循環(huán)管路式改進為插入式，減少動能損失；使用SETEX737CE型控制器，實現(xiàn)觸摸動態(tài)顯示；加裝壓差變送器，將染色機改造成目前最先進的筒子紗數(shù)字化、智能化染色機；換向器由氣缸改為蝶閥，液位實現(xiàn)壓差控制，去掉循環(huán)管路，減少浴比(1∶8.5變?yōu)?∶8.2)，入水實現(xiàn)分層數(shù)量控制。

3 實施效果

3.1 提高染色機效率、降低浴比

主泵連接方式由三角帶傳動改為聯(lián)軸器傳動、離心泵改進為軸流泵后，流量由6 s/勺～7 s/勺變?yōu)? s/勺～4 s/勺，更好地保障染色色差及內(nèi)外差異；主缸浮球式液位控制改為主缸壓差變送器液位控制，實現(xiàn)了分層精確入水控制；電腦顯示器的改造，將溫度控制精度由原±2 ℃提高到±0.5 ℃；平均一次合格率提高為94.62%。

3.2 裝載率提高，增加單鍋產(chǎn)量

采用方案2，改造前裝載率為92.20%、每鍋用時為7.04 h、年均產(chǎn)量為103.54 t/鍋的90 kg染色機進行改造，改造后裝載率提高為116.20%，每鍋用時不變，年均產(chǎn)量為130.49 t/鍋。

3.3 降低純?nèi)旧亓啃奚屎托奚杀?/h3>

采用方案1使純?nèi)旧亓啃奚蕪母脑烨暗?0%降低為8%，采用方案2使純?nèi)旧亓啃奚蕪母脑烨暗?0%降低為5%；當修色成本為1.28元/kg時，方案1和方案2的年均修色成本從改造前的1.33萬元分別降為1.06萬元和0.66萬元。

3.4 降低染助劑消耗量

采用方案2，染助劑消耗由改造前的638 kg/t降低為396 kg/t；染助劑單價以2.29元/kg計，染助劑成本由20.04萬元/年降低到12.42萬元/年。

3.5 降低能源消耗

染色機改造前后的能源消耗對比，見表4。

表4 染色機改造前后能源消耗對比

3.6 縮短投資回收期

投資回收期縮短，改造前后的消耗成本及改造投入對比，見表5。

表5 改造前后消耗成本及改造投入對比 單位：萬元

從表5可知，方案1的生產(chǎn)成本較改造前提高，故不具備投資可行性；方案2改造的投入成本為14.80萬元，較改造前每年可節(jié)約生產(chǎn)成本為16.75萬元，投資回收期為10.6個月。

4 結(jié)語

對日阪染色機的結(jié)構(gòu)與性能進行分析，找到影響染色機性能和染色質(zhì)量的關(guān)鍵因素并加以改進，通過將主泵更換為直連式、聯(lián)軸器傳動，實現(xiàn)變頻器調(diào)速，提高了染色機功率，降低了浴比；升級電腦控制器實現(xiàn)了染色過程各種工藝參數(shù)的實時監(jiān)控，提高了溫度控制精度；液位由主缸浮球式控制改為主缸壓差變送器控制，實現(xiàn)了分層精確入水；使染色性能大幅提升，提高了染色一次合格率，降低了修色率。同時，提高裝載率，減少能源消耗，節(jié)約了生產(chǎn)成本。