专家观点：浆纱设备故障分析及改造中的问题

1 浆纱设备故障的现状

 

       目前国内外新型浆纱机，在纺织企业的使用越来越普遍。这些新型设备，采用了许多先进技术，比如多单元传动技术，程序设计自动控制技术，人机界面显示，设定……等等。但是设备故障还是普遍存在，这些故障产生的原因是多方面的，其故障特点与传统G142型浆纱机有显著不同。因为新型浆纱机往往采用机、（机械、包括气动控制装置）电、（电气、微电子）仪、（各种自动化控制仪表）一体化形式，故障有时是一种原因，有时是几种原因，相对比较复杂，大体可归纳以下几方面。

 

1.1 电气故障

 

       电气故障又分为，外围电路电气故障和柜内装量电气故障二大类。这二类电气故障发生频率明显高于传统浆纱机。这也是可以理解的，因为新型浆纱设备电气自动化占整机比例越来越高。

 

1. 1 外围电路电气故障

 

       外围电路电气故障，是指电气控制柜以外的电路及设备所发生的故障，目前浆纱电气故障绝大多数是此类故障。外围电路及设备是指：从电气控制柜以外的电路、操纵按纽，传感器，（如温度、压力、长度、湿度、位置）各种线圈，（如气动电磁阀，比例控制阀），各种行程开关，（如工艺动作动程，安全防护）各类电机等。

 

1.2 柜内装量电气故障

 

       柜内装置电气故障，是指电气控制柜内电气装置所发生的故障。目前柜内装置电气故障最常见的是：变频控制器因过电流，过电压、过载、温度过高等原因的跳闸；熔断器（俗称熔丝）烧断，或空气开关跳开——切断电路等故障。柜内电气故障大多数也是由外围电路及设备不正常运行而造成的，控制柜内的变频控制器，PLC（可编程序控制器）一般都比较可靠，因本身的质量问题发生故障不多。

 

1.3 气动控制装置故障

 

       气动控制装置故障，是指气动元件，如电磁阀、比例阀、气缸、气管、各种接头，各种减压阀，气源过滤装置等所发生的故障。这类故障目前发生的频率也非常高，原因也是多方面的。

 

1.4 机械故障

 

       为叙述方便，这里所指的机械故障，包括蒸汽，输浆管道，疏水、排湿等方面的故障。由于浆纱设备自动化程度的提高。单纯的机械故障明显降低。但是随着浆纱车头幅度的增加，有些国外浆纱制造方面的原因，近来浆纱设备大件损坏时有发生。

 

       福建某厂进口浆纱机上浆辊轴断裂，压浆辊橡胶层开裂；浙江兰溪某厂，也是进口浆纱机，宽幅车头拖引辊断裂……。这种现象要引起重视，在选购、洽谈浆纱设备时，大件的损坏时效要在合同中确立，以免不必要的损失。

 

2 浆纱设备故障原因与对策

 

2.1 电气故障方面

 

       浆纱电气故障主要在外围电路及设备方面，尤其是设备运转初期，故障率特别高。这是什么原因呢？

 

       （1）挡车工对设备性能不了解，操作不熟练。对突发事件的处理不妥当。比如突然停电，有些浆纱机要求在几秒钟之内，必须按某一特点按钮。否则可能会损坏设备。对总电柜的断电与再上电的间隔时间，要大于十五秒钟，否则对变频器的冲击破坏很大。因为虽然断电，变频器内的电容仍然储存着电能，此时马上再上电，就容易损坏变频器。要加强对操作，管理人员的专业培训，是十分重要的。

 

       （2）外围电路安装质量的好坏，是十分关键的。比如安装所需的各种电线、电缆、质量、规格要好，而且要符合规格；每一个接点要牢靠；屏蔽线的接地要单端接地；新型浆纱设备的抗干扰问题，是个必须重视的问题，在安装时，信号线与干扰源要分开布线，除安全接地外，还必须考虑屏蔽接地问题。这样来防止干扰所产生的各种故障。

 

       （3）对浆槽周围的外围电路及设备，要加强防湿、防高温和防浆液腐蚀的工作。挡车操作上，对电路及设备要严禁用水冲洗。

 

       （4）电气控制柜的冷却通风和定期清洁工作，是十分重要的，尤其是在高温季节。因为电气控制柜内，许多装置都会产生大量的热量，比如变频器的输入，输出功率模块就是主要热流。尽管变频器自身有散热风扇，如果不定期认真地清洁，这些散热通道被飞花、粉尘堵塞，就容易引起变频器超温而“跳闸”的故障。有些浆纱机的电气控制柜都有空调装置，这些空调进风口，如不定期认真地清洁，空调就容易损坏，进而影响电控柜的散热，而造成停机，这种现象很多企业都曾发生过。

 

       （5）同样道理，对各类电机的散热通道的清洁，也同样重要，尤其是新型多单元浆纱机的传动电机的清洁。因为这些电机除本身发热外，在电机的尾端同轴上，还有电磁刹车装置，这些电磁刹车装置，只要电柜上电，它们就开始通电工作，电磁刹车装置，也是不可忽略的发热源。电机过热要多消耗电能，也容易损坏电机。

 

2.2 气动控制方面

 

       气动控制的故障，最常见的是电磁阀失灵和漏气。这种故障，首先是：电磁阀和气动元件（PU气管、各类气接头）的本身质量有密切的关系。浆纱设备是最重要的设备，气动原件的质量是不容忽略的。

 

       其次是提高压缩空气的质量和管理工作，也十分重要。气动元件所需要的压缩空气，要无水、无油、干燥、灰尘颗粒小于5um-30um，否则就容易造成电磁阀，特别是比例电磁阀损坏。大多数企业不重视压缩空气的质量，认为随机配套的空气过滤器就行了。如果压缩空气是从喷气布机所用的分流过来，空气质量相对好些。如果是从小空气压缩机供气，问题就比较多，因为这种空压机所提供的空气、油水、灰尘很多，应该专门配置空气处理装置，（精密过滤、干燥处理）来提高压缩空气的质量，从而降低故障。

 

       压缩空气的管理，主要是对各类空气过滤器定时，定人放水清洗，对使用空压机的，也要注意，对空压机定时、定人的排污，同时注意空压机的润滑油线，不能少，但也不能多，否则空气含油量会增加。

 

2.3 机械故障方面

 

       随着新型浆纱设备、电气电子自动化比例的提高，机械结构相对简单了许多，因此机械故障相对减少。

 

2.3.1自动放浆、液面控制系统、循环输浆系统和温度控制系统

 

       多单元新型浆纱机的机械故障一般发生在自动放浆、液面控制系统、循环输浆系统和温度控制系统等方面。

 

       降低自动放浆，液面控制系统的故障，主要是做好浮球，这个关键部件灵活性的保养；在操作上，了机前要控制输浆，使输浆管道没有剩余的浆液，防止浆液凝冻结块，关车时，做好浆槽及输浆，循环浆泵管道的请洁工作，浮球装置的清洁。

 

       除低循环输浆系统的故障，主要是做好循环浆泵的维护。维护又分为二类，一类是日常机械维护，是否漏浆？是否有异响？是否失油？要及时处理，使机械故障解决在萌芽状态。另一类是日常操作维护，在关车做清洁时，在开冷车前，要彻底认真地做好，输浆管道，浆槽内部，循环浆泵管道的清洁工作，重点是防止浆块，杂物，进入浆泵；认真使用好，浆液过滤装置（清洁保养）。目前大多数浆纱机的循环浆液过滤装置，在设计上是有问题的，在使用上也不能随时取出清洁，有条件的企业，应该根据品种的特点，改造浆液过滤装置，使浆液更纯洁，提高浆纱质量。在操作使用循环浆泵要注意：无浆不开，防止空转。在浆泵输出管道处加装浆液止回阀，了机时停开，让它休息。止回阀又防止浆槽浆液倒灌到予热浆槽。有条件的企业，在输浆管道上加装浆液过滤装置，是防止浆泵损坏，提高浆液质量的有效措施。

 

       降低温控系统的故障，主要做到二个压力不要超标，一是蒸汽压力，一般不大于3.5kg/cm2，蒸汽压力越大，温度越高，对蒸汽薄膜阀的耐高温、高压的要求也越高。一是压缩空气的气压最高一般不大于2kg/cm2，否则就会造成蒸汽薄膜阀橡胶膜片的损坏，最终导致温度控制失效。另外，要做好温度传感器的清洁（尤其是浆槽、腊槽部分）工作。

 

2.3.2 烘筒排水系统故障

 

       这类故障，不论是新型浆纱机，还是传统浆纱机，不论是高架烘房，还是落地平行烘房，都存在，而且这类故障不太容易发现。烘筒位置接近地面的，更容易发生排水不畅。

 

       首先怎么样来发现这类故障呢？可以通过温控装置的温度显示来判断，比如设定好温度，其他烘筒温度很快能达到，某个烘筒达到设定温度值很慢，或者不能到达设定值，就可能发生因排水不畅的故障。但是，不是每个烘筒都有温度显示，那么怎么办呢？也可以通过打开烘筒冷凝水直放阀门，观察冷凝水的排放情况来判断，在浆纱机正常运转条件下，打开冷凝水直放阀门，一般情况下，冷凝水带有少量蒸气，在1～2分钟内很快排完，这是正常的，如果较长时间不能排完，就可能发生故障。

 

       降低烘筒排水系统故障，要做好：虹吸管安装正确，虹吸管与烘筒内壁最低点，在不摩擦内壁的条件下，尽可能靠近；冷凝水排水管道不能太小，每只烘筒的排水管径不小于3/4 ，四只烘筒合并排水管径不小于3/2 。烘筒总排水管径不小于5/2 。疏水气的质量是关键，要定期检查清洗，保持完好状态。

 

       在操作上，开冷车前要放尽烘筒内冷凝水。锅炉供汽的，要注意供汽管尽可能短，且注意保温及沿途疏水排放，锅炉的水位要控制好，蒸汽压力要达标。减少蒸汽带水的问题。

 

3 功率匹配不当引起的机械故障

 

       浆纱机的速度匹配大家却比较熟悉，比如上浆品种改变了，张力需要调整。多单元的机型改变张力或伸长值，单元电机的速度就会随之改变；机械传动的，改变某个张力区域的无级变速器的（P型或XP型）输出速度就能改变，这实质是通过速度的重新匹配，来达到新的张力要求。

 

       （1）正常运转的浆纱机，速度匹配都不存在问题，但是功率匹配是否合理，这就需要分析。

浆纱机传动属于转动构件形式，功率计算公式如下：

 

                                         式中：P─功率（w）

                                                                              W─功（J）

                                                                              M─转矩（N·m）

       由上式可知，浆纱机传动的功率                            ─角速度（rad/s）

       等于力矩与角速度的乘积。                                           t ─时间（秒）

       又因：        代入上式可得：                               Φ─弧度（rad）

      

                                                                                         n ─转速（r/min）

 

                                                          

 

       注：角速度的含义，是物体转动时角度变化快慢和方向的物理量。

       转矩与功率及转速的关系式：

 

      

       这些公式告诉我们：

       ①功率的大小，是由转矩M和转速n来决定的。

       ②传动电机功率一定时，转矩M和转速n成反比关系。转速越高，转速矩越小；转速越低，转矩越大。

 

       （2）浆纱机传动系统,功率匹配不当,体现在哪里?主要体现在各张力区域的张力(伸长)调节机构方面。比如PIV织轴卷烧机构，P型或XP型无级调速装置的功率匹配问题。新型一单元或二单元浆纱机，各区张力（伸长）调整都采用机械无级调速装置。怎样来判断这些浆纱机功率匹配是否良好呢？浆纱工作者可以从二个方面来判断。

 

       （3）一从车速变化看各区张力变化，即在正常车速时，观察各区张力（伸长）情况，然后降速过程中，直至爬行速度时，同样观察各区张力（伸长）变化情况。张力（伸长）如果因车速变化产生明显差异的，就说明功率匹配不当。因为车速降低后（爬行时最明显），张力（伸长）调节机构的输出功率显著降低，这样调节机构在低速时，如不能输出足够的功率来维持浆纱张力（伸长）所必须的转矩，张力变化就是必然的，浆纱机常用张力调节器的参数见表1。

 

       表1  浆纱机常用张力调节器的参数：

 

    

 

       从表中数据我们可看出浆纱张力调节器最大输出功率，输出扭矩的参数，都有是在输入轴720rpm条件下，才能获得。如果输入轴转速（当浆纱降速或爬行时）降低了，张力调节器的输出功率和转矩，都会成倍降低。是不是每台浆纱机都存在这个问题？如果浆纱机生产厂商在设计时注意到这个问题，而且功率匹配良好，就不会出现车速变化，浆纱张力（伸长）也随之变化的现象。

 

       （4）二从机械故障产生的部位和原因来判断，功率匹配的问题。有些浆纱机张力（伸长）调节机构，在正常维护前提下，也经常发生故障，这也和功率匹配不当有密切的关系。当浆纱机长期处于较低速度运转，（在三分之一的最高设计车速）P型或XP型张力（伸长）调节装置的输入转速较低，其输出功率降低。在低速时，调节器的输入，输出端会受到比高速时大得多的转矩，当调节装置负载端（输出端）所受到的反向转矩大于输出转矩，对调节装置就会造成损坏，加剧机件磨损，严重时输出轴都会扭断。

 

3.3 功率不匹配的原因和对策

 

       浆纱机传动部件（调节装置）的功率不匹配，也可以说传动部件在低车速时，能够传递的功率是不够的。这主要是浆纱机生产厂家设计上的不足，没有认真计算浆纱机在低速大张力条件下，传动部件的功率是否足够。

 

       要解决这个问题实际是很简单，张力（伸长）调节装置也不需要选大型号的，只要将调节装置的进轴速度提高，出轴速度同比降低。在浆纱机最高设计车速时，不要超过该装置的最大许用转速；这样浆纱传动部件低速时，传递功率的能力，大幅度地提高，解决了功率不匹配的问题，降低了机械故障，稳定了浆纱张力（伸长）。

 

       在浆纱工艺设计时，尽可能避免低速运转。面对粗支、高密品种，张力大，车速低，可以通过，提高压浆力，增加浆液容度，提高烘筒温度，冷凝水排放通畅，烘房排湿良好等措施来提高车速，降低机械故障。

 

4 浆纱设备改造中的问题

 

       在浆纱设备改造的问题上，有几种观点值得商榷。

 

4.1老机改造，要么不改，要改就彻底地改

 

       持这种观点的人，出发点是好的，想通过彻底地改造来提高浆纱质量。但是浆纱机的技术改造，具有针对性强，性价比高的特点。如果想彻底，唯一的方法淘汰旧设备。比如G142型浆纱机，所配套的是有梭布机，普通品种的小剑杆布机，如果要配套喷气布机的，是不能通过技术改造来实现的。

 

       因此浆纱机技术改造的原则，是通过技术改造解决老机中存在的，严重影响浆纱质量的部件，或通过技术改造提高浆纱机的可靠性和工艺性能。比如国内目前仍然使用数量最多的G142型 浆纱机的技术改造，在提高浆纱工艺性能方面，最具有价值和效果的是，压浆力控制方面的改造。在提高烘燥能力，降低烘房故障，提高车速方面，最具有价值和效果是，增加烘筒或采用全烘筒的技改方案。主传动采用变频调速的方法，效果也不错。

 

4.2 新型浆纱机不需要改造

 

       新型浆纱机不需要改造，这是要看时间段的。目前在使用中，什么问题都没有，当然不需要改造。但是浆纱设备的技术也是在不断发展的，我们浆纱工作者对设备的认识和要求也是不为断深入和提高。比如湿分绞装置，新型浆纱机上都有，效果不佳就不用了，随着浆纱降低毛羽的要求，随着对湿分绞降低毛羽效果的认知，对湿分绞装置的技术改造就提出来了。

 

       随着纺织产品不断深入开发，新型浆纱机某些部件存在的缺陷就暴露出来。比如浆液过滤装置，目前新型浆纱机的所谓浆液过滤装置，还不如说是循环浆泵的保护装置。首先过滤网眼太粗，其次过滤后的杂质不能随时清除。有些企业在生产80S、100S、120S等特高支品种就发现浆液中的游离纤维，是影响布机织造效率的因素之一。浆液中的游离纤维，是不能通过现有过滤装置来过滤掉，要解决这个问题，就要进行合理的技术改造。