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1 前言
我國及玻璃鋼纏繞成型工藝，無論是管道纏繞儲(chǔ)罐纏繞還是異型體纏繞，均采用單導(dǎo)絲頭纏繞方式。單導(dǎo)絲頭纏繞方式具有操作簡便、設(shè)計(jì)簡單等優(yōu)點(diǎn)，但生產(chǎn)效率較低。長期以來，由于玻璃鋼纏繞成型尤其是玻璃鋼加砂管道成型多為中小口徑管道。對(duì)生產(chǎn)效率的要求不是很嚴(yán)格，因此該缺點(diǎn)不甚突出，也不為廣大生產(chǎn)廠商重視。近年來隨著大口徑管道市場的不斷拓展，大口徑管道產(chǎn)量逐年加大。大口徑管道交叉纏繞層每層來回?cái)?shù)多，結(jié)構(gòu)層厚度大，長徑比小，滑紗控制難度大等特點(diǎn)，因此生產(chǎn)中一系列問題亟待解決。如每層來回?cái)?shù)多、厚度大會(huì)導(dǎo)致每根管道生產(chǎn)用時(shí)較長，致使生產(chǎn)用樹脂配方的調(diào)整難度加大，固化時(shí)間也會(huì)相應(yīng)的加長，導(dǎo)致整條生產(chǎn)線生產(chǎn)效率降低。而長徑比小、滑紗等問題又使得纏繞過程中紗片不能太寬，同樣會(huì)導(dǎo)致纏繞用時(shí)加長，生產(chǎn)效率降低。因此大口徑管道生產(chǎn)效率低下的問題成為制約大口徑管道發(fā)展的要問題。
在實(shí)際生產(chǎn)中各企業(yè)大都采用以下幾種方案解決生產(chǎn)效率低下的問題。①擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，如增加生產(chǎn)線、增加模具數(shù)量等形式來提高產(chǎn)量。②加大導(dǎo)絲頭寬度，通過加大導(dǎo)絲頭寬度增大紗片寬度，減少每層來回?cái)?shù)，縮短纏繞時(shí)間。③提高纏繞紗線速度，如把纏繞紗線速度提高到100m／min以上。④雙導(dǎo)絲頭工藝，通過增加纏繞層厚度或成倍加大纏繞紗片寬度等方法縮短纏繞時(shí)間。對(duì)于以上幾種方案，種方案會(huì)導(dǎo)致企業(yè)資金投入增大，生產(chǎn)成本上升。第二種方案存在著滑紗問題，加砂裝置和浸膠槽調(diào)整等問題。第三種方案的實(shí)施有一定的限制，紗線速度過高會(huì)導(dǎo)致纖維浸潤時(shí)間短，浸透狀態(tài)變差，纖維磨損增大，軌道上的工作小車速度過快不利安全，同時(shí)可能導(dǎo)致管壁截面樹脂含量向外遷移等問題。第四種方案由于選用的具體方法不同會(huì)有不同的結(jié)果。本文就雙導(dǎo)絲頭工藝方法進(jìn)行了分析。
2 雙導(dǎo)絲頭纏繞方式
所謂雙導(dǎo)絲頭是指纏繞過程中采用兩個(gè)導(dǎo)絲頭。兩個(gè)導(dǎo)絲頭必須處于主軸的同一個(gè)切面上，即繞主軸分布，而且兩個(gè)導(dǎo)絲頭上的紗片必須寬度相同和起點(diǎn)位置相同。如果起點(diǎn)位置不同，則終點(diǎn)位置也不同，不符合纏繞工藝要求。如果寬度與設(shè)計(jì)不一致，由于每層來回?cái)?shù)是一定的，會(huì)導(dǎo)致纏完一層后不能均勻布滿模具表面，因此在生產(chǎn)過程中會(huì)有兩個(gè)等寬紗片同時(shí)纏繞到模具上。在原有每個(gè)紗片寬度不變的情況下采用兩個(gè)導(dǎo)絲頭纏繞方式，如果兩個(gè)紗片之間沒有嚴(yán)格的距離要求，那么纏繞一層相當(dāng)于完成兩層纏繞；如果兩個(gè)紗片之間按一定規(guī)律分布相當(dāng)于紗片寬度增加了一倍。如果保持原有加工速度和鋪層不變，無論兩個(gè)紗片位置如何，均能使生產(chǎn)效率提高一倍。設(shè)備投入和人力投入因選用方案不同會(huì)有很大的區(qū)別。對(duì)于雙導(dǎo)絲頭纏繞方式，本文提出3種不同方案。
方案一需要有一定的設(shè)備和人力投入，由圖1所示。
圖1 方案1示意
從圖中可以看出，這種方案是一個(gè)主軸，兩個(gè)小車工作臺(tái)對(duì)稱分布，每個(gè)工作臺(tái)各設(shè)置一個(gè)導(dǎo)絲頭。生產(chǎn)時(shí)兩個(gè)導(dǎo)絲頭同時(shí)上紗，紗片寬度相等。這樣如果兩個(gè)導(dǎo)絲頭同時(shí)上紗，每纏繞一層所用時(shí)間與單導(dǎo)絲頭纏完一層所用時(shí)間相同。每完成一層纏繞實(shí)際相當(dāng)于兩層纏繞，交叉層、環(huán)向?qū)泳绱?。這種方式下兩個(gè)導(dǎo)絲頭的垂直位置沒有嚴(yán)格的要求，但水平位置應(yīng)一致，兩個(gè)導(dǎo)絲頭可獨(dú)立操作。只是需要多配置一套小車工作臺(tái)和相應(yīng)的操作工人，資金投入較大。當(dāng)鋪層較簡單，交叉或環(huán)向鋪層為偶數(shù)時(shí)，生產(chǎn)效率能提高近一倍。當(dāng)鋪層復(fù)雜時(shí)，交叉或環(huán)向鋪層為非偶數(shù)時(shí)效率提高不是特別明顯。
方案二基本不需投入資金，生產(chǎn)時(shí)也不需另外增加人員，由圖2所示。
圖2 方案2示意
從圖中可以看出，這種方案是一個(gè)主軸，一個(gè)工作臺(tái)。兩個(gè)導(dǎo)絲頭上下分布。生產(chǎn)時(shí)兩個(gè)導(dǎo)絲頭同時(shí)上紗，紗片寬度相等。兩個(gè)導(dǎo)絲頭之間要求水平位置一致，但垂直距離沒有嚴(yán)格要求，只要方便操作即可。這樣如果兩個(gè)導(dǎo)絲頭同時(shí)上紗，每纏完一層所用時(shí)間與單導(dǎo)絲頭纏繞一層所用時(shí)間相同，但實(shí)際結(jié)果是完成兩層纏繞。采用這種方式無需投入資金，操作簡便，對(duì)系統(tǒng)沒有嚴(yán)格要求。鋪層較簡單而且交叉或環(huán)向鋪層數(shù)為偶數(shù)時(shí)，生產(chǎn)效率能提高近一倍，鋪層較復(fù)雜時(shí)效率提高不是特別明顯。
方案三與方案二示意圖相同。兩個(gè)導(dǎo)絲頭之間的垂直距離有嚴(yán)格的要求。要求兩個(gè)導(dǎo)絲頭必須嚴(yán)格按照纏繞規(guī)律要求的距離布置，而且兩個(gè)導(dǎo)絲頭之間的距離需要根據(jù)產(chǎn)品的工藝參數(shù)不同進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)需要控制軟件的相應(yīng)配合，兩個(gè)導(dǎo)絲頭之間的水平位置必須一致。生產(chǎn)中要求兩個(gè)導(dǎo)絲頭必須同時(shí)上紗，每纏完一層，實(shí)際結(jié)果也是一層。交叉纏繞時(shí)每層來回?cái)?shù)減少為原來的 1／2。環(huán)向纏繞時(shí)紗片變?yōu)樵瓉淼?倍。因此無論是環(huán)向?qū)舆€是交叉層，每纏完一層所用時(shí)間是單導(dǎo)絲頭纏繞用時(shí)的 1／2。無論產(chǎn)品鋪層如何變化，生產(chǎn)效率均能提高一倍，而企業(yè)在資金和人力的投入上并沒有增加。
3 實(shí)例分析
本文就上述3種雙導(dǎo)絲頭工藝在提高效率上的具體表現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)分析。在現(xiàn)有設(shè)備上分別對(duì)DN2200產(chǎn)品用 3種雙導(dǎo)絲頭工藝進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，其結(jié)果由表1所示。
圖1 生產(chǎn)效率比較
由以上列表可以看出，選用雙導(dǎo)絲頭纏繞工藝無論哪一種均能明顯提高生產(chǎn)效率。方案1能將生產(chǎn)效率提高（238－137）/238＝42．4％；方案2能將生產(chǎn)效率提高（238－197）／238＝ 17．2％；方案3能將生產(chǎn)效率提高（238－119．18）/238＝50％。經(jīng)過對(duì)以上方案分析，選用第三種方案，效果良好，與分析結(jié)果一致生產(chǎn)效率得到大幅度提高。
4 結(jié)束語
綜上所述，采用雙導(dǎo)絲頭纏繞工藝，能大幅度的提高生產(chǎn)效率。由雙導(dǎo)絲頭纏繞工藝方案3還可以推出三導(dǎo)絲頭、四導(dǎo)絲頭等很有實(shí)用價(jià)值的生產(chǎn)工藝。在市場競爭日趨激烈的今天，效率是企業(yè)的生命，因此這種新型的纏繞工藝具有很高的推廣價(jià)值。