單元機(jī)-浸軋機(jī)-浸軋機(jī)的工作原理（染整設(shè)備）

染整設(shè)備操作與維護(hù)浸軋機(jī)均勻軋輥

德國Küsters公司根據(jù)增加支點(diǎn)的原理，于1955年制成了世界上第一臺均勻軋車。主要由軋液部分和氣液加壓控制操縱系統(tǒng)組成。普通軋車軋輥的輥體外壁，受一均勻分布載荷，支點(diǎn)在輥軸兩端，因此產(chǎn)生了一定的撓度。如果輥軸的支點(diǎn)增多，撓度必將減??；當(dāng)支點(diǎn)增加到無窮多時(shí)，撓度將變?yōu)榱?。根?jù)這種構(gòu)思，在輥體內(nèi)腔通入有一定壓強(qiáng)的液體或氣體，對輥體內(nèi)壁形成與外壁載荷相平衡的均布力（好似無窮個(gè)支點(diǎn)），輥體的撓度就變?yōu)榱?。輥體安裝在軸承上，繞固定不動(dòng)的輥軸轉(zhuǎn)動(dòng)。均勻軋輥均勻軋輥

輥軸和輥體之間的空腔，由端面密封條分隔為兩室。在軋點(diǎn)一側(cè)的半環(huán)形空腔，稱為壓力室；在軋點(diǎn)另一側(cè)的半環(huán)形空腔，稱為泄油室。壓力油由軸端上的進(jìn)油孔進(jìn)入壓力室，泄漏入泄油室的油則經(jīng)軸上的回油孔流回油箱。均勻軋輥結(jié)構(gòu)圖1—輥軸2—輥體3—保護(hù)套筒4—滾動(dòng)軸承5—端面密封條6—端封底座7—橡膠包覆層8—軸向密封條9—彈簧片10—壓板11—壓力室12—泄油室13—進(jìn)油孔14—回油孔均勻軋輥均勻軋輥

設(shè)輥體內(nèi)徑為d，工作幅度為l，進(jìn)入壓力室的油的壓強(qiáng)為p，則輥體內(nèi)壁承受的總壓力為：Q=pld

加在輥軸兩端的總壓力為P，則為了消除軋輥的撓度，必須有：Q=P，即q=pd

即這種軋輥的線壓力，只與輥體內(nèi)徑和壓力室油壓相關(guān)，而與工作幅度無關(guān)。這對于設(shè)計(jì)各種闊幅和特闊幅軋車提供了新的理論依據(jù)。

Küsters軋輥不僅能產(chǎn)生很好的均勻軋效果，而且，可通過調(diào)節(jié)內(nèi)腔油壓力Q，取得各種不勻軋效果，以適應(yīng)各種特殊工藝的需要（見圖）。均勻軋輥Q=P勻軋，見圖（a）。Q<P中深邊淺，見圖（b）。Q>P中淺邊深，見圖（c）。Q=P，P左>P右，左淺右深，見圖（d）。Q=P，P左<P右，左深右淺，見圖（e）。油壓Q與氣壓P的配合情況均勻軋輥

均勻軋車純棉織物軋余率≤70%；滌棉混紡織物軋余率≤50%。浸軋的織物左、中、右軋余率的差異≤0.5%。染整設(shè)備操作與維護(hù)浸軋機(jī)軋液均勻性軋液均勻的要求包括織物縱向、幅向軋液均勻兩個(gè)方面，織物幅向軋液的程度是衡量軋車質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。

對軋水而言，若織物沿幅向軋余率差異較大，則在烘燥過程中將出現(xiàn)含水多處烘干不夠，含水少處烘干過度。對浸軋來講，軋液不均勻?qū)椢锷珴傻木鶆虺潭葧a(chǎn)生直接影響，織物左、中、右的軋余率誤差要求控制在2％以內(nèi)。誤差在2%～5％之間，尚可調(diào)整其它各種工藝條件予以解決。若軋余率誤差超過5％，則必然影響織物染色質(zhì)量而形成疵病?？椢镞\(yùn)行方向經(jīng)向帶液均勻緯向帶液均勻軋液均勻性一、影響幅向軋液均勻性的因素影響幅向軋液均勻性的因素很多，如軋輥表面包覆層的硬度、軋輥直徑，線壓力沿軋輥軸向的不一致及軋輥具有一定撓度等均可造成幅向軋液不均勻。其中軋輥撓度是主要因素，這是由于軋輥兩端加壓，中部輥體軋點(diǎn)處產(chǎn)生的擠壓力的作用，使軋輥產(chǎn)生了彎曲變形，使軋點(diǎn)的線壓力沿幅向不均勻分布，兩端線壓力較大而中間較小，造成中間的軋余率比兩端的軋余率大，烘燥后會產(chǎn)生邊淺中深的色差。軋液均勻性1.直接測量軋輥撓度的方法測量工具為一根兩端半圓的吊鋼架，吊鋼架上裝有三只千分表，用千分表直接測量軋輥?zhàn)?、中、右三點(diǎn)撓度。測試時(shí)應(yīng)將三只千分表的指針對準(zhǔn)軋輥表面上的同一根線，并把讀數(shù)調(diào)節(jié)為零。然后對軋輥加不同的壓力，待變形穩(wěn)定后即可測得相應(yīng)撓度值。左、中、右撓度值差異大小標(biāo)志了均勻程度。

直接軋輥撓度測定示意圖1—吊鋼架2—千分表軋液均勻性2.織物條軋壓法把條狀織物分別置于軋輥的左、中、右3處，經(jīng)軋壓后，測定它們各自的軋余率，進(jìn)行比較，算出軋液均勻度，這是一種定量的測量方法。3.復(fù)寫紙壓印法把裁成條狀的復(fù)寫紙，用厚薄均勻的白報(bào)紙夾好，放入軋輥?zhàn)?、中、?處，加壓一定時(shí)間，拿出測量白報(bào)紙上印痕的寬度，就可比較出軋液均勻度，這是一種定性的測試方法?？椢飾l軋壓法1—導(dǎo)布2—織物條軋液均勻性二、提高軋液均勻性的措施欲提高軋液均勻性，就要減少輥體的撓度。立式兩輥普通結(jié)構(gòu)軋車上輥的最大撓度公式如下：

式中：E—彈性模量（N/cm2）

J—截面慣矩(cm4)L—軋輥加壓跨度（cm）

l—輥面長度（cm）軋液均勻性

對于普通結(jié)構(gòu)軋輥，輥體最大撓度與線壓力和輥體長度成正比，與輥體截面抗彎剛度成反比。輥體長度由織物幅度所決定，織物越寬越易造成軋液不勻。線壓力由工藝要求來決定。這些因素在設(shè)計(jì)時(shí)無法任意變動(dòng)，所以普通結(jié)構(gòu)軋輥要改善軋液均勻性只有加大輥體的截面抗彎剛度，也就是增大輥體的外徑，加厚輥體的壁厚來增大輥體截面的慣矩值，或選用彈性模量較大的材料。有的染色軋車輥體直徑已從300mm增加到350mm，甚至400mm，軋光機(jī)用的軋輥直徑為560mm。但加大截面抗彎剛度EJ會使機(jī)器龐大，功率消耗增加，所以不宜無限制地增大值。染整設(shè)備操作與維護(hù)浸軋機(jī)軋余率

在濕軋中對軋壓機(jī)械提出軋液效率及軋液均勻性兩項(xiàng)主要工藝要求。對于干軋來講，幅向均勻性的要求也是相當(dāng)高的。軋液效率織物浸漬液體并經(jīng)軋壓后，織物被去除的液體越多表示軋液效率越高。軋液效率用軋余率的大小來衡量。

Ws—濕物料的重量（軋后）

Wc—回潮后的物料重量（軋前）軋余率

測試條件：水溫為室溫；車速為20m/min；線壓力為300N/cm；試樣密度為120～180g/m2。軋余率采用稱重法，在以上測試條件下進(jìn)行測試，在相同工藝條件下應(yīng)測試不少于三次，取其平均值。一、影響軋余率的因素影響軋余率的因素很多，除了纖維材料性能、織物組織結(jié)構(gòu)等屬于織物本身的各種物理化學(xué)性質(zhì)因素以外，還有軋輥線壓力、軋輥直徑、軋輥表面硬度、橡膠層厚度、軋液性質(zhì)、軋液溫度以及織物速度等，對軋余率都有一定的影響。1.軋輥壓力、直徑、硬度及橡膠層厚度對軋余率的影響

軋余率

利用擠壓方法來排除織物中水分的軋車，對排除水分多少有直接關(guān)系的是軋點(diǎn)處單位面積上壓力（壓強(qiáng)σ）的大小。壓強(qiáng)σ越大，排除水分越多，則軋余率低。

根據(jù)彈性理論來計(jì)算織物在軋點(diǎn)處所受的壓應(yīng)力，可以說明影響軋余率的某些因素。

對于兩只相互壓緊的圓柱體，在軋點(diǎn)寬度方向壓應(yīng)力σx

近作橢圓分布。經(jīng)推導(dǎo)平均壓強(qiáng)為：

軋余率式中：2b—壓痕寬度（cm）

q—線壓力（N/cm）

K1、K2—與軋輥材料有關(guān)的系數(shù)。

(1)壓力對軋余率的影響軋輥間線壓力越大，則壓應(yīng)力越大，軋余率越小，但兩者不是呈線性關(guān)系。軋余率降低的速度隨線壓力增加而減慢，這是因?yàn)閴毫哟?，壓痕寬度增加，使接觸面積加大，則壓強(qiáng)增大得少，使軋余率降低得少。軋余率

當(dāng)線壓力超過一定限度后，增大壓力的效果就不顯著了。相反，加大壓力，功率消耗和機(jī)物料損將大大地增加，甚至產(chǎn)生橡膠脫殼現(xiàn)象。另外，過大的加壓會損壞織物?？考哟髩毫斫档蛙堄嗦剩诔^一定限度時(shí)是得不償失的。壓力范圍對不同織物、不同的軋余率各不一樣。軋液用線壓力通常在300～500N/cm。線壓力與軋余率間關(guān)系曲線1—粘膠織物（室溫軋水）2—維綸織物（室溫軋水）3—白府綢（室溫軋樹脂液）軋余率(2)軋輥直徑對軋余率的影響軋輥直徑越小，壓應(yīng)力越大，有利于降低軋余率。但是，軋輥直徑縮小，軋輥的抗彎剛度會減小，同樣壓力下軋輥彎曲變形增大，會造成幅向軋液不勻。為了解決提高軋液效率會造成軋液不勻的矛盾，常采用中小輥三輥軋車型式，小直徑軋輥放在上下兩個(gè)大直徑軋輥之間，減小了中間小直徑軋輥的撓度，這樣既提高了軋液效率，又減少了幅向軋液不勻。目前未道平洗軋車常采用這種中小輥軋車形式。軋余率(3)軋輥表面硬度及橡膠層厚度對軋余率的影響軋輥表面硬度越大，在同樣壓力下，變形減小，壓痕寬度2b減小，軋點(diǎn)處壓強(qiáng)σ增大，有利于降低軋余率。對于軋水來講，一般是一軟一硬相配合使用；對于軋液來講一對軋輥的硬度相差不宜過大，否則易造成織物正反面色差（俗稱陰陽面），故以硬度相等偏軟為宜。目前用于染色的軋車，兩輥均采用硬度為HSA85～90，并有偏向硬度降低的發(fā)展趨勢。較薄的橡膠包覆層，在同樣壓力下變形小，則軋點(diǎn)間壓強(qiáng)σ大，對降低軋余率有利。但薄的橡膠包覆層對幅向軋液均勻不利。另外，考慮到修磨的余量，一般橡膠包覆層厚度為15～25mm。軋余率2.織物、軋液溫度和織物速度對軋余率的影響（1）織物品種對軋余率的影響親水性強(qiáng)的纖維織物，不易將水?dāng)D壓出去，軋余率偏高。厚織物、緊密織物，軋余率偏高。（2）軋液溫度對軋余率的影響溫度高，軋余率低，由于一方面溶液溫度的升高，降低了溶液的粘度，從而增加了溶液的流動(dòng)性，使溶液容易從織物中擠壓出去，另外，纖維本身的吸水性也隨著溫度的升高而有所降低。（3）織物速度對軋余率的影響降低織物速度，可降低軋余率，因?yàn)樗俣嚷谲堻c(diǎn)處織物受擠壓的時(shí)間長，溶液被擠壓出去的就多。軋

余率二、軋余率的測定方法一般用稱重法，稱出浸軋前織物的重量Wc和浸軋后織物重量Ws，根據(jù)公式即可求得軋車的軋余率。注意應(yīng)標(biāo)明試驗(yàn)條件。染整設(shè)備操作與維護(hù)浸軋機(jī)中高輥與中支軋輥一、中高輥

使上下軋輥間的擠壓力在織物寬度方向上盡可能相等，從而提高織物幅向軋液均勻性的一種比較簡便易行的方法是對輥體外徑加以修正。也就是將輥體外徑制成中間部分的直徑大于兩端的直徑，這種橄欖形的軋輥稱為中高軋輥。

（甲）

（乙）中高軋輥示意圖（甲）未加壓前情況（乙）加壓后情況

由于軋輥的彎曲變形使輥體間的線壓力q形成中間小而兩端大的分布情況，從而使軋液不勻。針對這種情況，預(yù)先將輥體制成中間直徑大于兩端直徑，迫使中間的線壓力增加而兩端線壓力減小。若中高值修正得恰當(dāng)，在加壓彎曲變形后，恰好使輥體工作表面保持均勻接觸，使軋壓區(qū)各點(diǎn)的擠壓力相等，滿足軋液均勻。也就是說，利用中高修正值來彌補(bǔ)因彎曲變形而產(chǎn)生的撓度值，消除了因撓度而造成的軋液不勻現(xiàn)象。中高輥與中支軋輥

這樣，一對軋輥間各點(diǎn)的傳動(dòng)比僅在某兩點(diǎn)處相等，而中間部分將產(chǎn)生正滑移，兩端將產(chǎn)生負(fù)滑移。但由于△D較小，傳動(dòng)比誤差也較小，不致顯著加快輥體表面的磨損。

為了使中高輥便于制造，一種近似的修正法是把輥體等分為三段，中間一段保持等直徑，兩側(cè)各車出錐度，使中間直徑與兩端直徑之差等于兩軋輥?zhàn)畲髶隙群偷膬杀?。二、中支軋?/p>

軋輥輥體的支點(diǎn)內(nèi)移，相當(dāng)于減小了梁的跨距。在同樣的載荷條件下，撓度減小，即提高了軋液的均勻性。中高輥與中支軋輥中支軋輥結(jié)構(gòu)示意圖1—橡膠層2—輥體3—軸承4—輥軸中高輥與中支軋輥將輥體簡化成簡支梁，其受力狀況如下圖，撓度只是減小（為普通軋輥的20%左右），而未消失。

設(shè)輥體長度為l，則此時(shí)輥體兩支點(diǎn)的內(nèi)移量u為：u=0.223l

如果使軋輥的中間撓度和兩端撓度相等，則可以解決中淺邊深的色差。染整設(shè)備操作與維護(hù)浸軋機(jī)中固軋輥與PF軋輥一、中固軋輥它的輥體，僅中部一段與輥軸緊固聯(lián)結(jié)。最大撓度只有普通軋輥的1/3～1/4。對提高軋液均勻度有一定效果。

中固軋輥結(jié)構(gòu)示意圖

中固軋輥受力分析圖中固軋輥與PF軋輥

根據(jù)輥體中央部分的固定段與兩側(cè)的非固定段之間存在的比例關(guān)系，以及固軋輥簡化后的受力分析，可以求出輥體的最大撓度為：

將中固軋輥(上軋輥)與中高軋輥(下軋輥)搭配使用，可顯著地減小中高修正值ΔD。

中固軋輥與PF軋輥

中支軋輥和中固軋輥的加工和裝配要求者比較高，而且都只是在一定程度上提高軋