國產(chǎn)膠輥性能的分析與改進(jìn)

國產(chǎn)膠輥性能的分析與改進(jìn)

橡膠墊和橡膠圈是重要的紡織設(shè)備。多年來,在全國紡織橡膠廠和紡織廠的共同努力下,國產(chǎn)膠輥膠圈的科技含量提高,適紡性增強(qiáng),使用壽命延長。但在應(yīng)用中還存在不少問題,其性能與國外先進(jìn)產(chǎn)品相比還存在一定的差距。全國膠輥膠圈專業(yè)組對我國紡織橡膠廠的產(chǎn)品進(jìn)行了廣泛的調(diào)研,總結(jié)分析了國產(chǎn)膠輥膠圈存在的質(zhì)量問題,以促進(jìn)紡織橡膠廠有針對性、有目的地進(jìn)行改進(jìn),進(jìn)一步提高國產(chǎn)膠輥膠圈的性能。1主要質(zhì)量問題和改進(jìn)建議1.1抗混紡粘膠劑退殼后出現(xiàn)的問題眾所周知,理想的紡紗膠輥必須具有良好的彈性,較小的壓縮變形,優(yōu)良的耐磨性和導(dǎo)電性,良好的吸放濕性,穩(wěn)定的硬度及抗臭氧耐老化性能等。目前,國產(chǎn)丁腈膠輥存在的主要問題如下:(1)各紡織橡膠廠生產(chǎn)的丁腈膠管批與批之間存在著質(zhì)量差異,表現(xiàn)在:①硬度變化較大。如單層大套差膠輥上車不到六個月硬度增加邵爾A5度~8度;雙層膠輥增加邵爾A2度~4度;鋁襯套膠輥增加邵爾A1度~2度,其表面的整體彈性下降20%~40%,退殼后不能再用而增加了使用廠的生產(chǎn)成本。國外產(chǎn)品使用3年后,其表面硬度上升邵爾A2度~3度,放置3年卻只增加邵爾A1度,彈性下降10%左右,其表面無龜裂、顏色無變化;鋁襯套膠輥退殼后還能繼續(xù)使用;②膠輥厚薄不一,內(nèi)孔圓整度較差,其中以單層膠管尤為突出。(2)國產(chǎn)雙層膠管材質(zhì)存在著差別,各制造廠在生產(chǎn)中因工藝、設(shè)備及操作上存在著差異,致使內(nèi)層骨架的厚度、硬度和內(nèi)壁粗糙度存在著一定的差異,使其對成紗質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。(3)膠管的強(qiáng)力線材料存在著差異(伸縮率及強(qiáng)力達(dá)不到設(shè)計要求),降低了對軸承芯殼的抱合力,故在加壓運(yùn)行中部分產(chǎn)生脫殼。由于在配方、工藝設(shè)計及操作中存在著問題,致使膠輥使用不久即表面產(chǎn)生早衰龜裂,有的表面產(chǎn)生氣泡或小塊的膠料脫落。(4)細(xì)紗雙層膠管內(nèi)層骨架采用螺旋溝槽結(jié)構(gòu),其本意是想減少脫殼,但在實際運(yùn)轉(zhuǎn)中其表面的彈性與硬度易發(fā)生變化(特別是膠輥磨礪直徑減小后),對成紗質(zhì)量的改善有一定的影響,故弊多利少而不可取。(5)國產(chǎn)表面不處理膠輥在紡純棉品種上取得了較大的突破和進(jìn)步,但并非十分穩(wěn)定。紡滌棉混紡品種的表面不處理膠輥雖有紡織橡膠廠在開發(fā)與生產(chǎn),但效果不明顯,適紡性和抗繞性等方面還存在著不少問題,有待進(jìn)一步認(rèn)真研究和改進(jìn)。表面不處理膠輥,必須要憑借自身表面的物理-化學(xué)性能具備抗繞、耐油、耐磨、彈性回復(fù)好、使用周期長、成紗質(zhì)量優(yōu)的特點,這對橡膠主體材料的選擇與配合體系的合理組成有很高的要求。1.2中國橡膠輥的改進(jìn)建議1.2.1抗靜電整理劑的選用紡織橡膠廠要進(jìn)一步認(rèn)真分析研究進(jìn)口丁腈橡膠及添加劑,改進(jìn)配方工藝和操作。要針對膠輥表面的抗靜電性、滑爽性、脫脂性、澀性綜合考慮,主攻“特性配合”和“回性期”,解決靜電問題,減少纏繞。(1)采用中等丙烯腈含量的丁腈橡膠進(jìn)行改性,增強(qiáng)原橡膠分子的極性,可較大幅度地提高膠料拉伸強(qiáng)度、耐油性、耐磨性、耐老化性、吸濕性與導(dǎo)電性能。采用羧基NBR丁腈膠勢在必行。(2)用硫磺-金屬氧化物硫化體系,使其交聯(lián)密度提高,保證膠輥具有優(yōu)良的彈性回復(fù)性。(3)單純防護(hù)劑易引起膠輥表面早期衰退與龜裂,不宜采用,防護(hù)體系最好采取多元并用。(4)采用抗靜電、增塑一體化的抗靜電型增塑劑,有利于膠輥彈性好、變形小、硬度穩(wěn)定、加工性能良好等。(5)對于國產(chǎn)表面不處理膠輥,紡織橡膠廠要重點研究膠料的設(shè)計配合,進(jìn)行技術(shù)性突破,確保不處理膠輥的適紡性與穩(wěn)定性。膠輥的性能優(yōu)劣在使用廠無法進(jìn)行彌補(bǔ),因此,紡織橡膠廠必須注意表面不處理膠輥的“回性期”問題。所謂“回性期”,主要是指丁腈橡膠制品一旦解除高溫與加壓硫化后,其自身在常溫常壓下的自然收縮或定性定型與后硫化的過程。而“回性期”時間主要應(yīng)由紡織橡膠廠來嚴(yán)格控制,一般以40天~45天為宜。若表面不處理膠輥不能執(zhí)行這一停放定型定性時間,紡織廠購回制作上車后,會造成膠輥變形大,成紗條干均勻度得不到明顯改善,對生產(chǎn)造成不利影響。所以,“回性期”問題必須引起紡織橡膠廠和紡織企業(yè)管理人員的高度重視。1.2.2橡膠桶的生產(chǎn)紡織廠皮輥間和相關(guān)技術(shù)部門必須改進(jìn)膠輥制作工藝,精心制作,嚴(yán)格維護(hù)保養(yǎng),這樣才能充分發(fā)揮膠輥的紡紗性能。(1)舊軸鐵殼的清洗新軸承鐵殼表面的處理應(yīng)除盡防銹油后,用120#溶劑汽油浸泡12h以上,用細(xì)布擦拭干凈后晾干。套制前一般用工業(yè)酒精再將其表面擦拭一次,確保表面潔凈。舊軸承鐵殼表面的處理:首先清除溝槽中的灰塵、膠屑、油污及雜質(zhì),然后用120#溶劑汽油浸泡清洗,擦凈晾干。套制前再用工業(yè)酒精將其表面擦拭干凈,以確保壓圓后膠輥內(nèi)層能部分嵌于溝槽內(nèi),增加與鐵殼表面的抱合力,以抵御運(yùn)轉(zhuǎn)中的橫向沖撞力。(2)采用兩次壓圓整形工藝膠輥的套制與壓圓整形質(zhì)量,對降低成紗條干CV%值及確保其穩(wěn)定性是一個不可忽視的關(guān)鍵工藝,必須精工細(xì)作。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(kuò)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出現(xiàn)斜邊,以保證壓圓整形時圓周應(yīng)力的基本消除。壓圓整形:生產(chǎn)實踐證明,膠輥套制后的圓周應(yīng)力差異是絕對存在的,只是大小與部位不同而已。而膠管套制后消除應(yīng)力差異的手段與方式只能是壓圓整形。壓圓整形時膠輥必須與壓圓機(jī)的上下輥緊密接觸,并力求受力均勻。往往有時膠輥上車運(yùn)轉(zhuǎn)后在較短時間內(nèi)就出現(xiàn)了中凹、大小頭及徑向跳動現(xiàn)象,很大部分原因是由于膠管套制與壓圓整形不良所造成。故一些先進(jìn)的紡織廠皮輥間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。每次壓圓整形的時間控制在30秒,必須是下輥轉(zhuǎn)動后上輥較緩慢地下壓。兩次壓圓整形基本能保證膠輥與滾筒三點接觸在同一水平線上;操作時間的延長能較充分地促使外層大分子結(jié)構(gòu)分布的均勻性或有序性,能使內(nèi)層嵌于軸承鐵殼的溝槽內(nèi),結(jié)合更加緊密;上壓輥緩慢均勻地下壓接觸,提高了受力狀態(tài)下膠輥圓周上的勻速運(yùn)動等。(3)磨量、精磨和反復(fù)次數(shù)的控制膠輥磨礪是確保膠輥的適紡性、穩(wěn)定性及改善成紗質(zhì)量的關(guān)鍵工作。膠輥粗磨的磨量應(yīng)控制在0.25mm~0.35mm的范圍內(nèi),砂輪為60粒/25.4mm。膠輥第一次精磨的磨量應(yīng)控制在0.10mm~0.15mm的范圍內(nèi),砂輪為80粒/25.4mm。膠輥第二次精磨的磨量應(yīng)控制在0.05mm~0.08mm的范圍內(nèi),砂輪為80粒/25.4mm。精磨往復(fù)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(dá)到0.5μm~0.8μm,Ra值高于0.8μm以上,膠輥繞花較多;Ra值在0.4μm以下時,由于膠輥表面過于光滑,不利于對纖維的握持控制,成紗質(zhì)量將會惡化。精磨后的膠輥直徑,其允許公差應(yīng)控制在0.04mm~0.00mm以內(nèi),確保同批精磨膠輥直徑一致。1.2.3其他(1)牽伸開發(fā)的控制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工藝條件(牽伸倍數(shù)、車速、加壓、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的范圍內(nèi)較為理想,紡化纖時應(yīng)控制在0.35~0.40之間;紡純棉品種時控制在0.40~0.55之間。(2)保持吸棉負(fù)壓穩(wěn)定前羅拉的加壓量應(yīng)控制在14daN/雙錠范圍以內(nèi)為好;吸棉負(fù)壓一般要求保持在490Pa以上;導(dǎo)紗動程應(yīng)控制在8mm~10mm范圍為好。(3)分子與分子鍵活動不活躍表面不處理膠輥剛開車2min~10min內(nèi)有繞花現(xiàn)象,其原因是丁腈膠輥的溫度未達(dá)到18℃時,其分子與分子鍵活動不活躍而造成。建議采取如下措施:①開空車使膠輥升溫后再紡紗;②用白碳黑粉或滑石粉擦拭膠輥表面;③用RC-ⅡAL型膠輥膠圈專用清洗劑擦拭膠輥表面(或用化工涂料的B組分稀釋劑揩擦膠輥表面);④膠輥表面涂化工涂料,其配比為A∶B=1∶(6~8)。其中任一種辦法均可防止膠輥繞花,保證正常生產(chǎn)。2試驗結(jié)果與分析丁腈膠圈在紡紗機(jī)構(gòu)中起著控制纖維的主導(dǎo)作用。對雙膠圈牽伸區(qū)而論,膠圈的穩(wěn)定性、耐磨性、彈性及柔軟性越好,更有利于穩(wěn)定膠圈鉗口壓力,從而能更好地握持纖維,并加強(qiáng)對浮游纖維的控制作用,保證纖維的順利變速,達(dá)到降低成紗條干CV%值,減少粗細(xì)節(jié)、毛羽及偶發(fā)性紗疵,改善成紗與布面質(zhì)量之目的。膠圈表面狀態(tài)的優(yōu)劣及幾何尺寸的準(zhǔn)確性直接影響成紗疵點,紡織橡膠廠與使用廠必須予以重視。(1)丁腈膠圈的內(nèi)徑伸長率有的變化較大,在運(yùn)轉(zhuǎn)中造成夾圈與斷圈。其原因是強(qiáng)力線選擇不當(dāng)和強(qiáng)力線未經(jīng)過熱定形處理而伸縮率達(dá)不到實際要求,或因表面處理不良,使其摩擦因數(shù)不適宜而造成。(2)內(nèi)外花紋膠圈的厚薄不一致,厚度差異達(dá)0.10mm左右,導(dǎo)致膠圈鉗口壓力的波動。內(nèi)層不耐磨而使用壽命短,是國產(chǎn)平光膠圈及花紋膠圈的共同弊病。(3)由于輔助劑與添加劑選擇不當(dāng),或篩濾、混煉工作不嚴(yán),有的紡織橡膠廠管理和檢驗不夠嚴(yán)格,造成膠圈表面有異物雜質(zhì)、粉點和砂眼。有的內(nèi)層、強(qiáng)力線層和外層不能做到“三位一體”而脫層露線,使得膠圈的耐油、耐污染、彈性及耐龜裂老化性較差。(4)經(jīng)抽樣進(jìn)行扯斷力測試,有的紡織橡膠廠優(yōu)等品少,而一等品與二等品之間的較多,只有少數(shù)廠一等品和優(yōu)等品占主導(dǎo)地位。建議紡織橡膠廠進(jìn)一步改進(jìn)生產(chǎn)“通用型”丁腈膠圈,以適應(yīng)紡織企業(yè)更改及生產(chǎn)不同原料的需要,便于企業(yè)生產(chǎn)管理和降低生產(chǎn)成本。3國外的橡膠墊和膠圈之間的差距3.1膠輥的物理機(jī)械性能國產(chǎn)膠輥與美國、瑞士同類產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量的差距主要體現(xiàn)在三個方面:①分散度差,導(dǎo)致膠輥的物理機(jī)械性能差;②導(dǎo)電性、彈性回復(fù)性及適紡性與國外先進(jìn)產(chǎn)品相比有一定差距;③抗老化性和耐磨性差。國產(chǎn)膠輥較易早衰、龜裂,美國與瑞士產(chǎn)膠輥使用壽命可達(dá)4年~5年,國產(chǎn)膠輥為2年左右,個別廠的個別品種可達(dá)3年~4年。3.2長期穩(wěn)定性差國產(chǎn)膠圈的彈性、柔軟性及表面處理較國外產(chǎn)品差,從而使得成紗質(zhì)量的長期穩(wěn)定性差。在使用壽命方面差距更大,美國和瑞士生產(chǎn)的膠圈可用2年左右,而國產(chǎn)最好的丁腈膠圈只能用9個月左右,極個別廠家的新型膠圈可用1年左右。4涂料性能優(yōu)化國產(chǎn)膠輥化工涂料的性能及使用效果已有較大改善,但與國外產(chǎn)品相比仍存在著一定的差距,建議從以下方面進(jìn)一步研究改進(jìn)。(1)增強(qiáng)涂料的滲透性和適紡性,減少表面飄浮物及沉淀物,認(rèn)真深化光、氣處理過程,進(jìn)一步解決防靜電與抗纏繞問題。(2)在優(yōu)化涂料各種性能的基礎(chǔ)上,重點解決刺激性大及毒害性問題,確保工人的身體健康。(3)敷涂操作要力求簡便;涂料處理后的膠輥表面要爽燥,并且應(yīng)延長涂料膠輥的使用壽命。5皮輥間的維護(hù)保養(yǎng)丁腈膠輥與膠圈應(yīng)用技術(shù)是一門綜合性的科學(xué)技術(shù),對改善成紗質(zhì)量特別重要。從長期生產(chǎn)實踐中證明,在設(shè)備和工藝正常狀態(tài)下,提高丁腈膠輥與膠圈的制作精度,并嚴(yán)格維護(hù)保養(yǎng),控制好車間溫濕度等,必將對改善成紗質(zhì)量起著重要作用。當(dāng)前紡織企業(yè)皮輥間主要應(yīng)作好以下工作。(1)認(rèn)真學(xué)習(xí)并積極、嚴(yán)格地貫徹執(zhí)行新的《附件標(biāo)準(zhǔn)》和《皮輥間工序工作法》,必須狠抓不放,且標(biāo)準(zhǔn)要從嚴(yán)。(2)嚴(yán)格要求各類設(shè)備的維修,嚴(yán)格要求膠輥膠圈及絨件的制作整理周期、工藝和操作管理;強(qiáng)化對膠輥膠圈的維護(hù)保養(yǎng)和質(zhì)量檢查工作。(3)主攻膠輥磨礪質(zhì)量,改善其表面的粗糙度;嚴(yán)格要求膠輥的套制與壓圓整形,工作精益求精,確保膠輥質(zhì)量。(4)丁腈膠圈的表面粗糙度,對纖維牽伸運(yùn)動的影響比膠