低硬度膠輥性能及應(yīng)用

低硬度膠輥性能及應(yīng)用

丁腈橡膠輥和橡膠圈是重要的紡織加工部件之一。膠輥、膠圈的應(yīng)用是一門綜合性的技術(shù)問題,對改善成紗質(zhì)量非常重要。在長期生產(chǎn)實踐中經(jīng)過研究得知,在設(shè)備和工藝正常的狀況下,紡織橡膠廠設(shè)計制造的丁腈膠輥與膠圈的內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良穩(wěn)定,紡織廠皮輥間制作精度高、膠輥膠圈維護保養(yǎng)良好和車間溫濕度適宜等,對成紗質(zhì)量的改善起著明顯的主導(dǎo)作用。下面對膠輥、膠圈應(yīng)用中應(yīng)注意的技術(shù)問題作一論述。1中連接技術(shù)的核心1.1鐵芯與膠管的配合丁腈膠輥的結(jié)構(gòu)包括芯殼的配合、膠輥直徑、膠輥寬度、包覆物厚度、膠管與鐵芯的配合套差、圓整度及潤滑條件七個方面。理想的牽伸膠輥必須具有優(yōu)良的彈性,較小的壓縮變形,優(yōu)良的耐磨性,良好的抗靜電性與吸放濕性,穩(wěn)定的硬度及抗臭氧耐老化性能等。1.2橡膠輥與花司的質(zhì)量關(guān)系1.2.1膠輥硬度的選擇在一定范圍內(nèi),膠輥的硬度與成紗條干呈正線性相關(guān),即膠輥的硬度高,成紗條干CV值高,膠輥硬度低,成紗條干CV值低。但低硬度有一定的極限,并非越軟越好,否則,適得其反。膠輥硬度與成紗強力呈負(fù)線性相關(guān),即膠輥硬度高,單紗強力低;膠輥硬度低,單紗強力高。但在單強CV值方面,高彈性低硬度膠輥具有明顯的優(yōu)勢。因此,在膠輥應(yīng)用中必須注意膠輥硬度的選擇,應(yīng)視所紡品種而定:①紡純棉和粘膠品種一般采用邵爾A55度～68度的高彈性低硬度膠輥;②滌棉混紡品種或其他化纖與棉的混紡品種(正常比例),一般采用邵爾A70度～75度的中彈性中硬度膠輥;③紡純化纖品種、純棉粗號紗和滌棉粗號紗(36tex～67tex),條卷、精梳、并條等牽伸膠輥及粗紗與細紗牽伸膠輥均采用邵爾A78度～邵爾A82度的中彈性中硬度膠輥;④毛紡、麻紡、絹絲紡采用邵爾A84度以上的高硬度膠輥。1.2.2試驗用膠輥表面粗糙度表面不處理膠輥的摩擦因數(shù)最大。膠輥表面采用相同涂料和配比處理時,隨著膠輥硬度降低,其表面摩擦因數(shù)增加。膠輥硬度低,動摩擦因數(shù)大,握持力強,從而有利于改善成紗條干均勻度。但動摩擦因數(shù)大時,在加壓較重而車速較高的情況下,易產(chǎn)生靜電,增加纏繞。對于變形材料的丁腈橡膠而言,摩擦力與摩擦因數(shù)的大小,直接同膠輥、膠圈的接觸面積和表面粗糙度密切相關(guān)。接觸面積大、表面粗糙度大,則表面摩擦因數(shù)和摩擦力就大,反之就小。因此,在確保握持力和成紗質(zhì)量得到改善的前提下,應(yīng)適當(dāng)控制好膠輥表面的摩擦因數(shù),有利于減少纏繞和降低成紗毛羽。軟硬度膠輥表面的摩擦因數(shù)約為0.581～0.583,中硬度膠輥約為0.451～0.452。1.2.3硬度膠輥紗的制備無論何種膠輥,均是壓力越大鉗口握持長度就越大。在相同的加壓條件下,低硬度高彈性膠輥的鉗口握持長度大,有利于纖維的牽伸,降低成紗條干CV、毛羽及細紗斷頭。使用軟硬度膠輥紡紗時,只要堅持適當(dāng)加壓、小隔距、緊鉗口的工藝原則,就能取得良好的紡紗效果。不同硬度膠輥在不同加壓下的鉗口線寬度是大小不一致的。鉗口線寬度以3.5mm為宜,過大則壓力過剩,機物料消耗大;過小則壓力不足,影響牽伸。低硬度膠輥加壓以14daN/雙錠為宜。1.2.4膠輥厚度對大直徑充填法制作細紗的影響生產(chǎn)實踐證明,膠輥壁厚在5mm以上時,其表面硬度正常,彈性良好,適紡性強;若壁厚在4.5mm以下時,膠輥表面硬度能達到設(shè)計要求,但彈性明顯下降而且易變形;當(dāng)膠輥逐漸磨礪變薄時,便造成偏心與凸點而影響成紗質(zhì)量。而雙層膠輥內(nèi)骨架層的厚薄不勻則影響膠輥外層的厚薄不勻,在負(fù)荷運行時,產(chǎn)生應(yīng)力不勻而引起膠輥表面的不平,導(dǎo)致鉗口握持力的波動,造成粗節(jié)和細節(jié)的增加,使成紗條干均勻度惡化。在相同的加壓條件下,采用大直徑膠輥,可以獲得較大的握持長度。若適當(dāng)縮短膠輥的制作寬度,可增加膠輥與羅拉接觸部分的壓強,對增加握持長度有一定的積極效果,有利于降低成紗條干均勻度和細紗斷頭,并可明顯地減少成紗毛羽。過大的工藝制作套差會引起膠管內(nèi)層伸長率過大,導(dǎo)致膠輥內(nèi)層應(yīng)力的增大而造成膠輥的偏心變形,早衰龜裂老化,降低膠輥的使用壽命與紡紗性能。因此,在制作細紗膠輥時,一定要采用小套差工藝,廢除大套差制作工藝。特別是制作軟硬度膠輥和表面不處理膠輥時,嚴(yán)禁采用大套差制作工藝。膠輥制作套差與膠輥內(nèi)壁伸長率之間的關(guān)系見表1。1.3高彈性低硬度膠輥在棉紡牽伸理論發(fā)展中,低硬度膠輥的出現(xiàn)非常有意義,它改善了羅拉鉗口的握持特性,正確處理了纖維在牽伸過程中牽伸力與握持力、引導(dǎo)力與控制力之間相適應(yīng)的問題。從理論上表現(xiàn)在四個方面:①握持力有所增大,而握持力不勻率相應(yīng)減小;②羅拉鉗口線相對比較穩(wěn)定,前后移動小;③低硬度膠輥變形大,當(dāng)前鉗口穩(wěn)定后移時,相對縮小了浮游區(qū)的長度,有利于控制浮游纖維的無序運動,當(dāng)前鉗口穩(wěn)定前移時,減小了紡紗三角區(qū),有利于捻度傳遞,增加了成紗強力,降低了細紗斷頭和成紗毛羽;④橫向握持均勻,控制纖維能力強。高彈性低硬度膠輥在生產(chǎn)中的應(yīng)用體現(xiàn)了五大特點:①對纖維須條控制均勻,成紗常發(fā)性紗疵少,條干均勻度好;②鉗口握持面比中、高硬度膠輥好,對纖維控制能力強;③在同等加壓條件下,低硬度膠輥同纖維的接觸面積和握持力大于中、高硬度膠輥,能穩(wěn)定牽伸,減少機械磨損和動力消耗,有利于降低企業(yè)生產(chǎn)成本;④有利于降低細紗斷頭和成紗毛羽;⑤回磨周期比中、高硬度膠輥短,加壓過重時可增加膠輥纏繞,加快早衰老化龜裂,所以管理要求特別嚴(yán)格。1.4應(yīng)該注意的是，制作橡膠桶時應(yīng)注意一些問題1.4.1壓圓整形時膠輥內(nèi)部分嵌于芯殼表面,以減少或防止膠輥走移軸承鐵殼或鐵芯表面的清潔工作一定要認(rèn)真仔細,做到干凈無塵,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),增加兩者的抱合力,增強抵御運轉(zhuǎn)中的橫向沖擊力,減少或避免膠輥脫殼、走移現(xiàn)象。1.4.2壓圓整形時的整體使膠輥的套制與壓圓整形是一關(guān)鍵工藝,必須精工細作。膠輥的套制關(guān)鍵是力求膠輥圓周端面受力垂直或均勻,盡量減小膠管套制后兩端面被擠壓后的應(yīng)力差異及圓周被擴張后的拉伸狀況差異,特別是不能出現(xiàn)肉眼能看到的端面圓周斜邊,以保證壓圓整形時圓周應(yīng)力基本消除。生產(chǎn)實踐表明,膠輥套制后的圓周應(yīng)力差異是絕對存在的,只是大小與部位的不同而已,而消除應(yīng)力差異只能采用壓圓整形。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。有時膠輥上車運轉(zhuǎn)在較短時間內(nèi)就出現(xiàn)了中凹、大小頭及徑向跳動等現(xiàn)象,絕大部分原因是由于膠管套制與壓圓整形不良所造成,也有膠管“回性期”的定形與定性問題。因此,對單層和雙層膠輥的制作,必須采用兩次壓圓整形工藝:一是套制膠管時的壓圓整形;二是膠輥粗磨后的又一次壓圓整形工作,務(wù)必認(rèn)真執(zhí)行。1.4.3精磨加工特別是對于不處理膠輥來說,粗磨和精磨水平的高低是確保膠輥內(nèi)在質(zhì)量及適紡性、穩(wěn)定性的關(guān)鍵,必須重視膠輥磨礪技術(shù)水平的提高。膠輥粗磨量應(yīng)控制在0.25mm～0.35mm,采用60粒/25.4mm砂輪。精磨采用80粒/25.4mm砂輪,第一次精磨的磨量應(yīng)控制在0.10mm～0.15mm,第二次控制在0.05mm～0.08mm。精磨次數(shù)應(yīng)控制在3個～6個往復(fù)內(nèi),確保膠輥表面的粗糙度Ra值達到0.5μm～0.8μm。精磨后膠輥直徑允許公差應(yīng)控制在0.04mm～0.00mm以內(nèi),確保同批膠輥的直徑一致。1.5條件選擇的原則膠輥表面的靜摩擦因數(shù)應(yīng)根據(jù)膠輥的硬度、吸放濕性、所紡纖維種類及紡紗的工藝條件(牽伸倍數(shù)、車速、加壓及溫濕度)來選擇,以獲得最佳鉗口握持力和最小的摩擦靜電荷為原則,一般控制在0.35～0.55范圍內(nèi)較為理想。紡化纖時應(yīng)控制在0.35～0.40之間,紡純棉品種時應(yīng)控制在0.40～0.55之間。1.6da/雙錠范圍尤其對于表面不處理膠輥,工藝配置應(yīng)注意:①前羅拉加壓應(yīng)控制在14daN/雙錠范圍內(nèi);②吸棉負(fù)壓一般要求保持在490Pa以上;③導(dǎo)紗動程應(yīng)控制在8mm～10mm;④前膠輥前沖3mm～4mm,有利于捻度傳遞,縮小無捻區(qū),減少斷頭和毛羽。2膠圈配置原則膠圈必須具有良好的彈性和柔軟性,適宜的硬度,準(zhǔn)確的幾何尺寸及優(yōu)良的表面處理工藝,才能滿足紡紗工藝的特殊要求。(1)膠圈的內(nèi)層、中間強力線層和外層,必須確?！叭灰惑w”,并具有良好的抗曲撓與抗拉強度,內(nèi)徑伸長率小而均勻,其內(nèi)層(特別是下膠圈)摩擦因數(shù)要適宜,定伸強度要高,彈性和耐磨性要好。(2)紡織橡膠器材廠要合理選擇并嚴(yán)格控制好上下膠圈內(nèi)周長的下偏差值(上膠圈為0.20mm左右,下膠圈為0.40mm左右),這是確保上、下膠圈穩(wěn)定同步牽伸,使引導(dǎo)力與控制力相適應(yīng),是增強適紡性和改善成紗質(zhì)量的基礎(chǔ)。膠圈配置原則是:①彈性上圈高、下圈低,外層高、內(nèi)層低;②硬度上圈軟、下圈硬,外層軟,內(nèi)層硬;③內(nèi)徑尺寸,上圈略松,下圈偏緊;④厚度上圈薄,下圈厚等原則進行配置。有利于摩擦力界的均勻分布。(3)膠圈表面粗糙度之優(yōu)劣,對纖維運動控制和影響的敏感度比膠輥高,膠圈一定要具有優(yōu)良的表面處理狀況。(4)膠圈表面摩擦因數(shù)的要求:①上膠圈的表面摩擦因數(shù)應(yīng)大于下膠圈,這是上膠圈內(nèi)表面與小鐵輥作滾動摩擦,與下膠圈間作滑動摩擦,是防止滑溜而正常牽伸運行的需要;②下膠圈內(nèi)層表面有較高而又適宜的摩擦因數(shù),這是為了便于中羅拉能穩(wěn)定牽伸,減少滑溜,能穩(wěn)定對上膠圈摩擦傳動運行的需要;③上下膠圈外表面在確保對纖維須條握持控制良好的前提下,摩擦因數(shù)以盡量小些為好,這是為了減少靜電的產(chǎn)生,減少纏繞和偶發(fā)性紗疵,有利于改善成紗質(zhì)量的需要;④根據(jù)摩擦理論的要求,膠圈在正常的牽伸運行中,只有降低運行中的阻力,才能保證膠圈同步運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性,減少上、下膠圈同步運行中的差異而有利于生產(chǎn)的需要。因此,理想的丁腈膠圈,其內(nèi)表面在銷子的固定表面上(即曲率半徑處)既能作自由滑動而無顫動現(xiàn)象,又有適當(dāng)?shù)哪Σ烈驍?shù)(0.30～0.32)能被中羅拉帶動,這是膠圈運行平穩(wěn)的關(guān)鍵。3用丁腈橡膠輥表面處理3.1紗線的表面處理對膠輥表面進行生漆處理、酸處理、化學(xué)涂料處理及紫外線光照處理的主要機理是:在膠輥的表面加上一層覆蓋物或是通過對化學(xué)鍵的斷裂破壞,使其在膠輥的表面形成一層低分子的氧化層,經(jīng)過這些表面處理后,達到增強膠輥的適紡性能。對膠輥表面進行各類涂料處理,是因為各類化學(xué)涂料中含有多種極性強的樹脂與脂基,能同丁腈橡膠中的腈基交聯(lián)固化成薄膜。滲透劑使涂料能滲透在橡膠的表層,形成柔性良好的分子鏈,使膠輥富有韌性,抗沖擊、抗彎曲性與耐磨性好,并具有耐油、耐酸堿及耐臭氧等特性。涂料中的抗靜電劑在膠輥表面形成薄膜,降低了膠輥表面的摩擦因數(shù),減少了膠輥表面的粘附性和纏繞現(xiàn)象,使生產(chǎn)正常進行。生產(chǎn)實踐證明:性能優(yōu)良的紡紗牽伸膠輥,必須配以良好的表面處理工藝。選擇適宜的、具有較好吸放濕性、抗靜電性及耐磨性的涂料敷涂在膠輥的表面,通過涂料組分之間的合理配比和化學(xué)反應(yīng),將膠輥表面的空隙填滿,使表面光滑細膩,涂層牢固,起到“光、爽、燥”的作用。使膠輥更好的發(fā)揮其紡紗效能,達到減少纏繞,穩(wěn)定生產(chǎn),提高適紡性能,改善成紗質(zhì)量,延長膠輥使用壽命之目的。3.2混紡品種的選擇對雙組分涂料,紡純棉品種配比要大些,紡純化纖或滌棉混紡品種要小些;要求成紗條干均勻度好則配比要大些,要求抗纏繞性好則配比要小些;夏季配比小,秋冬季配比大些;北方地區(qū)配比可大些,南方地區(qū)黃霉季節(jié)配比要小些。3.3施工注意事項(1)各類化工涂料在配制前必須經(jīng)過嚴(yán)格過濾后再配制使用,防止沉淀物或飄浮物粘附膠輥表面,避免膠輥表面呈“粒狀”而繞花。(2)敷涂前必須將膠輥表面清洗干凈,放入烘房預(yù)熱(35℃～45℃)30min～40min,然后再敷涂化工涂料,以增加其滲透深度而延長膠輥的使用壽命。(3)敷涂涂料時要注意,涂板或涂筆上涂料用量不宜過多,涂層要薄,用力均勻,涂板盤要求光潔和轉(zhuǎn)動靈活。確保敷涂均勻而厚薄基本一致,減少只與只之間的差異。(4)板涂或筆涂必須敷涂兩遍,每遍相隔時間不能超過10min～15min。因B組分稀釋劑容易揮發(fā),時間一長產(chǎn)生濃縮現(xiàn)象而破壞雙組分涂料的配比,致使膠輥的表面產(chǎn)生晶粒而毛糙,開始紡紗時易帶花纏繞,影響成紗質(zhì)量和正常紡紗。敷涂化工涂料后的膠輥表面應(yīng)達到“光而不亮、爽而不繞、燥而不脫”的要求。(5)黃霉季節(jié)膠輥上車前應(yīng)盡可能放入烘房內(nèi)預(yù)熱(35℃～45℃)40min～60min后再上車使用,也能取得較好的效果。無條件的企業(yè)可將膠輥放在車間平衡24h,以適應(yīng)溫濕度的變化,減少開車時膠輥纏繞。(6)涂料必須存放在干燥與通風(fēng)處,最好用專用冷柜存放(10℃～15℃),切勿與酸、堿、油類混放在一起,更不能與水接觸,涂料遇水后即失效。配制后未用完的涂料嚴(yán)禁倒入瓶內(nèi)下次再使用(因產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),破壞了雙組分涂料的配比)。敷涂涂料時,工作室的溫度應(yīng)控制在25℃～32℃。室溫低則影響涂料的滲透力,膠輥使用壽命短;室溫過高,B組分稀釋劑易揮發(fā)而影響雙組分涂料的配比。工作臺要采用上排風(fēng)下吸風(fēng)裝置,場地清潔,最好離生產(chǎn)車間遠些,防止纖維飛入附在膠輥表面。工人操作時要穿戴防毒面具、工作服和軟橡膠手套,以保證安全和人身健康。若發(fā)現(xiàn)瓶中涂料或配制的涂料渾濁,呈“糊狀”或“蛋花狀”,說明化工涂料已失效,嚴(yán)禁使用。4皮輥間的維護保養(yǎng)加強對膠輥、膠圈等關(guān)鍵器材的管理是紡織企業(yè)搞好生產(chǎn)十分重要的環(huán)節(jié)之一。紡織企業(yè)專設(shè)的皮輥間(或工段、小組)具體負(fù)責(zé)膠輥、膠圈、絨件、傳動皮帶的日