化纤生产中,喷丝板在长时间进行纺丝作业时,喷丝板面会形成结焦物需要定时清洁。针对目前自动化铲板系统的废丝收集系统存在:1.难以避免纺丝沾粘吸丝漏斗内壁面;2.对板面周围流场流速影响大,易造成板面温降大从而影响后续纺丝的弊端。本文提出一种新型喷丝板铲板系统设计方案,集丝系统采用螺旋吸丝——负压排丝的方式进行废丝处理。主要研究内容如下:1、提出一种不停丝工况下自动化铲板系统的设计方案,包括:拥有伸缩功能用于避免纺丝沾粘系统外壁面的纺丝悬挂组件、用于喷丝板面的清理且拥有缓冲功能的铲板组件、传动组件以及进行废丝与结焦物收集的集丝系统。其中集丝系统由吸丝漏斗、排丝管路以及集丝箱所组成,向绕漏斗缠绕的导气管路中通入导向气流,可使漏斗内部形成螺旋流场,使单丝之间沾粘成团,在排丝管路末端负压的辅助下,完成废丝收集。2、开展铲板组件研究与组件参数设计:由于铲板组件为偏置结构,受力易产生倾斜,对铲板效果存在影响。为此,首先建立铲板组件的静力学模型,分析得到铲板组件结构参数与铲板所受偏置力矩的关系,通过合适的结构参数设计减小偏置力矩的影响,采用静力学仿真,验证倾覆力矩对该参数下的铲板组件造成的影响是否可忽略;其次,通过对铲板组件进行对刀运动规划以及对刀过程力学模型的建立,得到缓冲结构参数,并通过对刀运动的动力学仿真,验证该铲板组件与喷丝板面可达到较好的贴合;最后进行铲板效果验证实验,铲板组件能实现喷丝板面清洁功能。3、开展集丝系统结构参数设计:根据上文设计出的集丝系统,提出影响漏斗内部形成螺旋流场的设计参数,其中包括吸丝漏斗高度、吸丝漏斗末端直径、导气孔数量和倾角。利用FLUENT软件对不同漏斗尺寸进行分析,确定出便于吸丝的漏斗高度与末端直径;通过对比不同导气结构参数,确定出能使集丝内部产生较大螺旋区域的导气孔数与导气孔倾角。4、开展气流与负压的参数设计:向上述设计出的漏斗中通入不同大小的导向气流,得到满足喷丝板面温降要求的导向气流速度大小;通过改变集丝系统末端负压,辅助螺旋流场的形成与纺丝下落。5、开展集丝系统可行性验证实验:搭建集丝系统实验平台,模拟实验结果表明:集丝系统的仿真设计具有指导作用,在导向气流与合适的负压范围内,可使纺丝螺旋缠绕,板面周围流速小,可避免喷丝板面出现较大温降。