王熙艷，瞿偉民

（1.南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院有限公司，南京 210012；2.杭州河上玻纖設(shè)備配件制造有限公司，杭州 310000）

0 前言

玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無(wú)機(jī)非金屬材料，一定化學(xué)成分的玻璃原料通過(guò)高溫熔化后經(jīng)過(guò)一定的加工工藝?yán)瞥衫w維狀，纖維中的每根單絲的直徑通常為幾微米至十幾微米，相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的1/20~1/5，每束纖維原絲都由數(shù)百根甚至上千根單絲組成。玻璃纖維通常用作復(fù)合材料中的增強(qiáng)基材、電絕緣材料和絕熱保溫材料、印刷電路基板材料等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域。

眾所周知，坩堝法拉絲作為我國(guó)特有的玻璃纖維生產(chǎn)技術(shù)，其投資少、生產(chǎn)調(diào)整靈活，在我國(guó)中小型玻纖企業(yè)應(yīng)用廣泛。坩堝法拉絲在增產(chǎn)增效、節(jié)能降耗等方面有了明顯的進(jìn)步。工業(yè)和信息化部為有效遏制玻璃纖維行業(yè)重復(fù)建設(shè)和盲目擴(kuò)張，規(guī)范市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)秩序，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)，引領(lǐng)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，根據(jù)國(guó)家有關(guān)法律法規(guī)和產(chǎn)業(yè)政策，制定了《玻璃纖維行業(yè)規(guī)范條件》（［2020］30號(hào)公告），其中也對(duì)坩堝法拉絲提出了先進(jìn)性要求：“玻璃纖維代鉑坩堝法拉絲生產(chǎn)線，鼓勵(lì)采用分拉、大卷裝，以及原料球、浸潤(rùn)劑及窯爐溫度智能化集中控制系統(tǒng)等先進(jìn)工藝和裝備?！?/p>

雖然坩堝法生產(chǎn)的玻璃纖維產(chǎn)品在質(zhì)量和生產(chǎn)成本方面，與池窯拉絲產(chǎn)品的差距很大。但研發(fā)人員對(duì)纖維基本性能，如線密度、浸潤(rùn)劑涂覆的均勻性等方面借鑒池窯拉絲的技術(shù)不斷進(jìn)行研究和提高；在卷繞方面，拉絲機(jī)的分拉效果和大卷裝技術(shù)也在不斷推廣和提高。近期通過(guò)對(duì)坩堝法拉絲過(guò)程中一種玻璃纖維拉絲機(jī)卷繞用的排線輪進(jìn)行了專(zhuān)利研發(fā)并取得一定的提升，通過(guò)對(duì)比，使用效果良好，有效節(jié)約了生產(chǎn)成本。

1 拉絲機(jī)與排線輪

1.1 拉絲機(jī)

拉絲機(jī)（圖1）是生產(chǎn)連續(xù)玻璃纖維的主要牽伸和卷繞設(shè)備，其主要功能是將漏嘴流出的玻璃液牽伸成一定直徑的玻璃纖維，并以某種排布方式將其規(guī)則地卷繞成為特定要求的原絲筒，以便于下道加工工序使用。對(duì)于坩堝拉絲企業(yè)，我國(guó)先后采用過(guò)蘇式單機(jī)頭拉絲機(jī)、捷式單機(jī)頭拉絲機(jī)、691型自動(dòng)換筒拉絲機(jī)、ZRY18型、ZRY20型拉絲機(jī)等。以某企業(yè)自行研發(fā)的產(chǎn)品為例：如針對(duì)高支紗單拉拉絲機(jī)采用YX1620型，分拉工藝采用YX1624F、YX1630F、YX1633F型，大卷裝變頻分拉采用YX2032F、YX2036F、YX2040F型，各個(gè)型號(hào)的拉絲都是針對(duì)不同要求的細(xì)紗。

圖1 拉絲機(jī)及排線器示意

1.2 排線輪

玻璃纖維拉絲機(jī)一般都包括機(jī)架、換筒轉(zhuǎn)盤(pán)、旋轉(zhuǎn)機(jī)頭、排線軸和鋼絲排線器等結(jié)構(gòu)。為了更好適應(yīng)坩堝法短作業(yè)線調(diào)節(jié)紗線張力和方向的工藝要求，目前部分設(shè)備的排線結(jié)構(gòu)已用排線輪取代鋼絲排線，排線輪上開(kāi)設(shè)有類(lèi)似鋼絲排線的絲線通道。由于在高速拉絲過(guò)程中玻璃纖維需要在絲線通道內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)向，因此絲線通道的兩側(cè)很容易磨損，往往導(dǎo)致紗線部分?jǐn)嗔哑鹈踔寥繑嗔鸦虍a(chǎn)生飛絲現(xiàn)象而導(dǎo)致拉絲終結(jié)，這樣的排線輪就要報(bào)廢更換。如何在該環(huán)節(jié)降低磨損以節(jié)約生產(chǎn)成本成為生產(chǎn)制造人員的重要任務(wù)。

如圖1所示，將排線輪安裝在拉絲機(jī)上，在機(jī)架上固定有轉(zhuǎn)盤(pán)，在轉(zhuǎn)盤(pán)上安裝有旋轉(zhuǎn)機(jī)頭，在轉(zhuǎn)盤(pán)的另一側(cè)安裝有排線輪，在排線輪上方設(shè)有導(dǎo)絲支架，玻璃纖維由上側(cè)的導(dǎo)絲支架進(jìn)入到排線輪內(nèi)，然后進(jìn)入旋轉(zhuǎn)機(jī)頭上。

2 新型排線輪研究

圖2是研發(fā)的一種新型排線輪的示意圖。該排線輪解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的玻璃纖維拉絲時(shí)，排線輪磨損快、使用壽命短的缺陷。減少了拉絲機(jī)排線的維護(hù)成本，一定程度上也提高了玻璃纖維的產(chǎn)品質(zhì)量。該項(xiàng)技術(shù)已于2020年申報(bào)了實(shí)用新型專(zhuān)利，并于2021年3月取得證書(shū)。

2.1 技術(shù)方案

新型排線輪的主要技術(shù)方案為：包括上殼體和下殼體，上殼體的開(kāi)口端和下殼體的開(kāi)口端扣合形成排線輪，在上殼體和下殼體相接處設(shè)有絲線通道，在絲線通道的兩側(cè)設(shè)有線槽沿，包括上線槽沿和下線槽沿，上線槽沿與上殼體可拆卸連接，下線槽沿與下殼體可拆卸連接。在絲線通道的兩側(cè)布置線槽沿，絲線通過(guò)時(shí)是與線槽沿進(jìn)行接觸，產(chǎn)生的磨損也只會(huì)發(fā)生在線槽沿上，而不會(huì)損壞上、下殼體。當(dāng)磨損到一定程度后，直接拆卸掉線槽沿，安裝上新的線槽沿即可。更換方便且主體不會(huì)報(bào)廢，更換成本低，保證了排線輪的總體使用壽命。

圖2 新型玻璃纖維拉絲卷繞用排線輪示意圖

2.2 工藝設(shè)計(jì)特征

工藝設(shè)計(jì)特征包括：

（1）上殼體和下殼體，上殼體的開(kāi)口端和下殼體的開(kāi)口端扣合形成排線輪，在上殼體和下殼體相接處設(shè)有絲線通道，在絲線通道的兩側(cè)設(shè)有線槽沿，上線槽沿與上殼體可拆卸連接，下線槽沿與下殼體可拆卸連接。這是新型排線輪的主要技術(shù)特征。

（2）絲線通道是由2段對(duì)稱(chēng)布置的傾斜的弧線連接而成，傾斜的弧線一端高一端低，兩段傾斜弧線高的一端連接在一起，兩段傾斜弧線的低的一端連接在一起。該弧線決定了紗線的排線走向，使得紗線在原絲筒上呈螺旋線的方式卷繞，便于后道工序退解加工。

（3）上殼體和下殼體的形狀相同。

（4）上線槽沿固定在上殼體的開(kāi)口端，上線槽沿上均布有上連接片，上連接片安裝在上殼體的內(nèi)壁上。

（5）下線槽沿固定在下殼體的開(kāi)口端，下線槽沿上均布有下連接片，下連接片安裝在下殼體的內(nèi)壁上。

2.3 經(jīng)濟(jì)性研究

我們選取了A（50臺(tái)拉絲機(jī)）、B（30臺(tái)拉絲機(jī)）、C（80臺(tái)拉絲機(jī)）坩堝法拉絲企業(yè)，表1是對(duì)排線輪替換前后進(jìn)行了相對(duì)生產(chǎn)成本的對(duì)比。

表1 3家坩堝拉絲企業(yè)每月成本對(duì)比

由表1可以看出，僅此一項(xiàng)，每月可平均節(jié)省約50%的采購(gòu)成本。

3 總結(jié)

（1）本文從工藝方案、技術(shù)設(shè)計(jì)特征和經(jīng)濟(jì)性3個(gè)方面介紹了新型排線輪的可行之處。新型排線輪使用成本較低，方便更換零件，使用壽命相對(duì)延長(zhǎng)；解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的玻璃纖維拉絲時(shí)，排線輪磨損快、使用壽命短的問(wèn)題，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

（2）雖然坩堝法拉絲在增產(chǎn)增效、節(jié)能降耗等方面有了明顯的進(jìn)步，工業(yè)和信息化部也對(duì)坩堝法拉絲提出了先進(jìn)性要求，但是我們一定要看到差距，不斷通過(guò)各種手段提高效率，節(jié)能降耗，不斷開(kāi)辟坩堝拉絲法的未來(lái)發(fā)展之路！