細紗機牽伸機構(gòu)膠輥膠圈的應(yīng)用

細紗機牽伸機構(gòu)膠輥膠圈的應(yīng)用

橡膠輥和橡膠圈是重要的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。它們與手架、上下銷、拉伸、主軸、彈簧、工藝參數(shù)和其他材料一起影響著移動器的性能。有文獻報道:一般情況下,國內(nèi)紡紗膠輥、膠圈的費用約占紡紗成本的0.4%,而膠輥、膠圈對成紗質(zhì)量的影響程度卻達到60%。因此,膠輥、膠圈的質(zhì)量水平在一定意義上決定著紡紗質(zhì)量的水平。1紡織機和膠圈的作用1.1膠輥細度與牽伸運動的配合膠輥是主要的牽伸部件,而細紗機完成牽伸必須具有積極握持須條的兩點,且兩握持點之間保持一定的距離并作相對運動。牽伸運動需滿足輸出端的線速度大于喂入端線速度,握持點上須有一定的握持力。實現(xiàn)牽伸還必須滿足最小握持力大于最大牽伸力,并且處理好兩力之間的關(guān)系。膠輥是對纖維和羅拉直接的施壓體,它與羅拉組成握持鉗口,直接握持和牽伸須條。生產(chǎn)實踐證明,膠輥是產(chǎn)生握持力的主要方面,其對握持力的影響最大。1.2聚合式變剛度紗機的工作原理細紗膠圈的主要作用是進行后區(qū)微牽伸與握持過渡,牽伸倍數(shù)的大小主要根據(jù)纖維長度、粗紗定量、牽伸形式、質(zhì)量要求等因素確定。其工作狀態(tài)必須是準確連續(xù)不斷地進行,以保證牽伸運動及細紗強力、重量不勻率、粗節(jié)、細節(jié)等技術(shù)質(zhì)量指標的實現(xiàn),增加纖維的伸直度而有序地進行平行排列,并在一定壓力作用下有效而穩(wěn)定地控制纖維進行平行移動。在細紗機上的兩個須條牽伸區(qū)中,膠圈處于中間位置,它既起到牽伸作用,又起到握持輸送作用。2橡膠輥和橡膠圈的結(jié)構(gòu)特征2.1可直接直入紗,提高成紗質(zhì)量細紗膠輥從結(jié)構(gòu)上分為單層膠輥、雙層膠輥、鋁襯管膠輥。按膠輥表面是否處理分為不處理膠輥和涂層膠輥。由于不處理膠輥表面精磨后無需任何化學、物理處理,就可直接上車紡紗,不但減少了有毒物質(zhì)對操作工人身體及環(huán)境的危害,而且保持了膠輥表面原有的橡膠特性,能大幅度提高成紗質(zhì)量,因此得到廣泛應(yīng)用。制作膠輥時,雙層膠管有小套差,其內(nèi)層經(jīng)一段時間運轉(zhuǎn)后,由于內(nèi)應(yīng)力集中形成,使用3個月后,有部分膠輥出現(xiàn)內(nèi)層疙瘩和紗疵問題且難以解決。近幾年來,從國外進口的細紗機和搖架配套的全部是鋁襯管膠輥。制作鋁襯管膠輥的要求嚴格,而且要采取立套工藝。但鋁襯管膠輥套裝后,對高彈、低硬度的膠層無任何影響。2.2內(nèi)花膠圈的應(yīng)用根據(jù)膠圈表面狀態(tài),可分為平面膠圈、內(nèi)花紋膠圈及內(nèi)、外花紋膠圈。內(nèi)花紋為峰谷交錯的迷宮型。立達公司(Rieter)在20世紀80年代就在R2P牽伸裝置中廣泛應(yīng)用內(nèi)花紋膠圈,我國引進立達公司設(shè)備或改造牽伸裝置也全部采用內(nèi)花紋膠圈,使膠圈滑移率、呆滯、吊圈和膠圈速度不勻率得到積極的改善,從而可有效提高運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。外花紋膠圈比平面膠圈摩擦系數(shù)要小,產(chǎn)生靜電值比平面膠圈要少,迷宮型(有谷無峰)有利于控制纖維運動,表面積花與纏花少,明顯減少粗節(jié)。3橡膠輥和橡膠圈對花束質(zhì)量的影響3.1設(shè)計表面處理是一種最具工業(yè)設(shè)計特點的、最膠輥、膠圈的設(shè)計包括膠輥、膠圈的耐磨性、高回彈性、抗纏繞性、材料選用、動態(tài)設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、表面處理方法等。膠輥、膠圈設(shè)計水平從源頭影響成紗質(zhì)量。3.1.1高速、小卷裝膠輥現(xiàn)代紡紗技術(shù)在前道各工序?qū)⑾蛑囟俊⒏咚俣?、大卷裝發(fā)展,而細紗向高速、小卷裝發(fā)展。由于提速增產(chǎn)、提高效率、降低成本逐步成為人們的共識,所以對膠輥的高耐磨、抗重壓性能將提出更高的要求。因此,設(shè)計膠輥、膠圈時,應(yīng)保證磨損率ε=△q/△t(q為磨損量,t為時間)不超過許用值。3.1.2紡紗質(zhì)量提高回彈性是膠輥、膠圈最重要的物理性能。回彈性好,可以很好地消除快速紡紗時膠輥、膠圈的“粘彈”問題,有效地提高紡紗質(zhì)量。目前,在常規(guī)條件下,經(jīng)過多次紡紗試驗,國產(chǎn)不處理膠輥與進口膠輥的紡紗質(zhì)量水平相當,僅在回彈性上存在差距,特別是在車間溫度比較低的情況下,容易出現(xiàn)發(fā)硬的問題。因此,要縮小與進口膠輥的內(nèi)在質(zhì)量差距,還需進一步提高膠輥、膠圈的回彈性。3.1.3成紗質(zhì)量實踐證明,影響膠輥、膠圈纏繞纖維的因素主要是:①靜電界面自由能之間的互相吸引;②膠料組份中所用不同物質(zhì)析出外表面對纖維的粘附;③不同地區(qū)、不同溫濕度引起纖維對膠圈的粘纏。近幾年來,膠輥應(yīng)用中出現(xiàn)的表面處理方法,以提高其表面抗纏繞性能,在配棉、溫濕度不穩(wěn)定的情況下,采用此辦法會取得一定的改善,但也會導致成紗質(zhì)量有一定下降。因此,在保證成紗質(zhì)量的前提下,合理選用或研發(fā)膠輥、膠圈的材料及其表面處理方法,是提高膠輥、膠圈抗纏繞性的有效措施。3.1.4膠輥動態(tài)設(shè)計細紗機錠速已從10kr/min～12kr/min提升到20kr/min,甚至高達25kr/min,這對細紗機整體設(shè)計提出更高的要求;同時,對膠輥、膠圈設(shè)計提出更高的要求。動態(tài)設(shè)計應(yīng)包含在現(xiàn)代膠輥、膠圈設(shè)計之列。簡而言之,用有限元方法建立膠輥或膠圈運動方程,設(shè)阻尼對膠輥、膠圈運動影響不大,則:[Μ]{?}+[Κ]{y}={0}[M]{?}+[K]{y}={0}設(shè)膠輥或膠圈有標準模態(tài)解:{y}={Y}eiωti,則:∣[K]-ω2[M]∣=0,其中[M]是膠輥或膠圈質(zhì)量矩陣;{?}是節(jié)點加速度;[K]是膠輥或膠圈剛度矩陣;{y}是節(jié)點位移;{Y}是模態(tài)矢量;ω是固有頻率。求解出ω,通過調(diào)整膠輥或膠圈質(zhì)量和剛度,使ω避開膠輥或膠圈運動的角速度,以保證膠輥或膠圈運動穩(wěn)定,提高成紗質(zhì)量。3.1.5膠圈、膠圈的特點細紗膠圈的摩擦系數(shù)是影響紡紗質(zhì)量、使用性能和壽命的主要因素,而膠圈摩擦系數(shù)與其表面粗糙度關(guān)系密切。為此,生產(chǎn)廠家除控制產(chǎn)品的磨礪外,還進行氯化處理,使膠圈的表面結(jié)構(gòu)改變。但產(chǎn)品表面摩擦系數(shù)隨使用時間的延長而不斷變化,并嚴重影響紡紗的穩(wěn)定性。另外,膠輥、膠圈一般采用彈性材料,而彈性材料的優(yōu)點是抗振性能好,但受力后必然產(chǎn)生彈性變形。因此,膠圈在摩擦原理作用下工作時,勢必產(chǎn)生彈性滑動,使膠圈與羅拉同步運行性差,導致成紗條干差,還會引起膠圈的磨損;高速時,發(fā)熱使膠圈溫度升高,影響成紗質(zhì)量,降低膠圈壽命。目前,采取的應(yīng)對措施是采用低硬度或內(nèi)花紋膠圈;采用表面不處理膠圈,也能取得一定的成效。國產(chǎn)膠圈雖然在表面形態(tài)上有所探索,但技術(shù)上并無實質(zhì)性突破。試想,如果膠圈結(jié)構(gòu)設(shè)計成齒形帶結(jié)構(gòu),將會消除滑移率,改善成紗質(zhì)量。實踐表明,目前鋁襯管表面不處理膠輥是膠輥結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展方向,膠輥的材料選用趨向于高回彈性、低硬度,因其能改善牽伸羅拉鉗口的握持性能,正確解決纖維在牽伸過程中牽伸力與握持力、引導力與控制力之間相適應(yīng)的問題。3.2壓圓機膠輥測量制作膠輥時,應(yīng)注意清潔鐵芯以確保壓圓整形后膠輥內(nèi)層能部分嵌于芯殼表面的溝槽內(nèi),增加二者的抱合力。同時,保證鐵芯不變形,軸承無磨損、松動;否則,套制出的膠輥將嚴重影響紡紗質(zhì)量。套制膠輥時,應(yīng)力求膠輥圓周端面受力垂直、均勻,盡量減小膠管套制后兩端面被擠壓產(chǎn)生應(yīng)力差異;膠輥壓圓整形時,膠輥必須與壓圓機的上、下輥緊密接觸,并力求受力均勻。在膠輥制作中,膠輥的磨勵質(zhì)量是確保膠輥內(nèi)在質(zhì)量及適紡性、穩(wěn)定性的關(guān)鍵。同時,應(yīng)確保同一批膠輥的直徑一致。制造膠圈時,須保證上、下膠圈的內(nèi)層具備光潔、致密,良好的結(jié)構(gòu)狀態(tài),較強的耐磨性,以避免早期磨損后摩擦因素惡化,嚴重影響其運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。膠圈出廠前,應(yīng)認真清理,避免殘留酸性物質(zhì)對中鐵輥的腐蝕。3.3質(zhì)量不勻的情況下膠圈的穩(wěn)定性膠圈的使用應(yīng)考慮選擇符合紡紗質(zhì)量要求的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,并考慮提高、穩(wěn)定膠圈在使用過程中的一致性,降低對成紗質(zhì)量不勻的影響,還要保證相關(guān)牽伸部件工作的一致性,減少對膠圈正常運轉(zhuǎn)的影響。在使用過程中必須做到:不同型號、不同結(jié)構(gòu)、不同規(guī)格、不同表面處理、不同硬度、不同新舊程度的膠圈一定不能混用。膠輥使用時,應(yīng)考慮所紡的品種與所選的膠輥硬度相匹配,以確保成紗質(zhì)量綜合水平的改善。另外,為了保證使用,應(yīng)提高保養(yǎng)質(zhì)量。3.4膠輥間合理分工加強膠輥、膠圈管理工作,是提高成紗質(zhì)量的環(huán)節(jié)之一。紡織企業(yè)專設(shè)的膠輥間,具體負責膠輥、膠圈等的日常管理工作,并由設(shè)備主管部門或車間領(lǐng)導膠輥間的組織分工。膠輥間的分工是以膠輥制作管理與膠圈整理為主要任務(wù)。其工序為檢測,退、套膠輥制作,壓圓整形、磨礪,表面處理,加油、標記與套裝,日常設(shè)備檢修與維護。落實檢查驗收工作和經(jīng)濟責任制的考核工作,為車間正常生產(chǎn)和提高成紗質(zhì)量整體水平服務(wù)。應(yīng)合理進行成本管理,以提高器材的性價比。通過科學的管理,降低差異的發(fā)生率和發(fā)生量,以發(fā)揮膠輥、膠圈最好的性能。3.5品種混雜、溫度隨用性差標準化是組織現(xiàn)代化生產(chǎn)、集約化生產(chǎn)的重要保證。目前各膠輥、膠圈制造廠的型號較多,適紡品種和號數(shù)不一,對溫濕度、氣候變化敏感,在紡織企業(yè)品種翻改頻繁的