淺談膠輥膠圈在紡紗中的應用

隨著紡織科技知識的進步，新材料、新技術、新設備、新技術的應用，促進了紡織印染公司的快速發展和產品質量的不斷提高。作為紡紗牽伸關鍵器材的膠輥膠圈也得到了快速發展和進步,膠輥結構由單層、雙層結構發展到目前的鋁襯、塑襯結構;膠輥硬度由高硬度(邵爾A83度以上,下文中膠輥硬度均指邵爾A硬度)不斷降低,中硬度(82度～73度)、低硬度(72度～63度)膠輥得到廣泛應用;膠輥的表面處理方法也由早期的上大漆、酸處理改進為上涂料、免處理或微處理,這些新技術的應用對提升紡紗整體水平起到了重要的作用。在紡紗生產中我們也經常會遇到諸如纏膠輥、膠輥龜裂、膠圈中凹、膠圈打頓、夾膠圈及由膠輥膠圈工作不正常引起機械波等一些問題,直接影響著紡紗質量和正常生產。因此,有必要對實際生產中如何合理使用膠輥膠圈這一問題進行分析與探討。1合理選擇橡膠輥1.1精梳機、高速并條機、粗紗機紡紗企業應根據所紡品種的質量要求及用途選用膠輥。防止高配低用,造成不必要的浪費,或低配高用,達不到質量要求而影響生產及效益。(1)精梳、并條及粗紗工序在膠輥的選用上主要考慮適應高速度、高壓力的運行條件,膠輥應具備優異的耐磨、耐熱、抗繞、抗變形的特征。通常選用較高硬度的膠輥(82度左右)。目前高效能精梳機、高速并條機和粗紗機也配用進口貝克膠輥(65度～75度),半成品質量明顯提高,膠輥耐用、成紗質量穩定、適應性強,因價格較高,應用受到限制。(2)紡制純棉高檔次品種,通常選用低硬度免處理膠輥(65度左右);紡制倒比例棉滌品種,可選用中硬度膠輥(75度左右)。為了防止繞花,可對膠輥表面進行微處理,膠輥表面上涂料A∶B組分為1∶10～1∶20,或涂專用抗繞劑。(3)紡制纖維素類品種,如粘膠、莫代爾、Tencel、竹漿纖維等,可選用較低硬度的膠輥,為了防止繞花,膠輥表面也可進行微處理。(4)紡制純化纖或高比例滌綸混紡品種,主要考慮膠輥的耐磨性及抗繞性,宜選用較高硬度的膠輥。(5)紡制氨綸包芯紗,為了保證包纏效果,工藝上要求除去導紗動程,導致膠輥磨損嚴重,通常選用高硬度膠輥。為了便于紡紗時觀察氨綸絲運行狀態,及時發現斷絲,膠輥表面涂覆黑色涂料或大漆。(6)對于一些設備狀態、生產管理及環境較差、紡紗原料較差、紡低檔次品種的紡紗企業,不宜選用不處理軟彈膠輥,而應選擇普通膠輥,以保證生產順利。1.2膠輥的使用時造成的問題經過多年的生產實踐證明:膠輥的硬度越低,成紗條干CV值及細節、粗節和棉結數值越小,成紗質量越好,但對設備、工藝、操作及生產管理要求就越高。因此,必須充分認識低硬度、免處理膠輥的特性,選擇企業適用的膠輥。(1)在生產中常會遇到有些不處理軟彈膠輥在使用一段時間后,成紗質量就不如剛使用時那么好,主要表現為膠輥表面中凹、粗糙度上升、硬度升值快等問題。所以,在選擇低硬度膠輥時應注意膠輥的內在品質,如膠輥硬度的穩定性、回彈性和表面粗糙度,選擇企業信譽好、品質優良、質量穩定的成熟產品。(2)膠輥的硬度存在一定使用極限,并非越低越好。就目前技術而言,最低已做到55度。由于膠輥屬丁腈橡膠材料,其硬度越低,對膠料的材質及制作技術要求就越高,且膠輥的耐磨性、適應性及使用壽命受硬度影響很大。一般膠輥硬度選60度以上為宜,而65度的膠輥技術較成熟,使用也較普遍。(3)在紡紗牽伸區中,前后檔膠輥硬度的搭配,一般是后檔膠輥的硬度較前檔膠輥硬度高或持平。這主要考慮到前牽伸區和后牽伸區摩擦力界的合理分布。前膠輥硬度低有利于加強對浮游纖維的控制,使摩擦力界及纖維變速點向前鉗口集中,從而提高成紗質量。當所使用的后膠輥硬度過低時,其他工藝參數未作相應調整,就會引起后區控制纖維過強,造成前區牽伸不足,增加牽伸附加不勻,影響成紗條干。1.3前后檔膠輥直徑的搭配(1)前膠輥一般采用較大直徑。因為在相同壓力條件下,大直徑膠輥使前鉗口握持范圍擴大,膠輥的前沖量增大,加捻三角區減少,有利于降低紡紗斷頭;且大直徑膠輥吸振性能好,可減弱由羅拉溝槽引起的波動,使膠輥橫向握持力均勻,有利于控制須條邊緣纖維的運動,提高成紗條干水平。(2)前后檔膠輥直徑的搭配使用一般為前大后小,差異不宜超過1.5mm。當前檔膠輥直徑過大且后檔膠輥直徑過小時,后膠輥會嚴重失壓而影響牽伸;若前后檔膠輥直徑均過大,會使中檔失壓,影響上銷對須條的握持力,增加附加牽伸不勻,嚴重時會產生下膠圈打頓、夾膠圈或須條在后區打彎等現象。(3)對于V形牽伸氣動搖架加壓裝置,所搭配的前后檔膠輥直徑應相等或后檔略大,以最大不超過1.5mm為宜。有些企業為了節約膠輥費用,后檔也配用直徑略小的膠輥,但直徑差異最好不超過1mm,后檔膠輥配用小直徑時可將后膠輥位置適當往前移,避免發生失壓現象。2膠圈搭配組合上下膠圈搭配使用原則:一是厚度為上圈薄,下圈厚;二是硬度為上圈軟,下圈硬,外層軟,內層硬;三是內徑尺寸為上圈略松,下圈偏緊;四是摩擦因數為外層較大(靜摩擦因數約0.3以上),內層較小(靜摩擦因數約0.2左右)。上下膠圈應新舊搭配使用。將使用時間在第一個周期內(2個月左右)的膠圈與新膠圈搭配使用較為理想。因為在膠圈的使用過程中,其內外表面以及結構同時發生著變化,搭配使用給了膠圈間歇或變化的緩沖期,有利于延長其使用壽命。3用膠輥和橡膠圈的基本方法3.1制備抗繞劑進行表面微處理膠輥在生產使用中最突出的問題是經常性出現纏繞現象,造成生產困難,影響成紗質量和正常生產。使用不處理軟彈膠輥對提高成紗條干水平效果非常顯著,但因其更易發生繞花現象,影響其推廣使用。解決纏膠輥的途徑有兩種,一種是提高膠輥的抗繞性,另一種是改善生產條件(環境)提高膠輥的適應性。(1)為了提高膠輥的抗繞性,通常采用高硬度(82度左右)膠輥表面涂覆涂料,A∶B組分為1∶2～1∶3,并另加幾滴D組分(專用抗繞劑)。中硬度膠輥(例如WRC-975),可對膠輥表面進行微處理,膠輥表面涂覆涂料A∶B組分為1∶10～1∶15。低硬度膠輥(例如BYC2165),采用專用的抗繞劑進行表面微處理,A∶B組分按1∶11～1∶18配,可大大提高膠輥的抗繞性,且對棉紗條干影響甚微。(2)棉花含糖量越高,越容易纏膠輥。要注意控制多糖棉的使用比例,夏季最好不超過30%,冬季不超過60%。對含糖高的棉花需用專用消糖劑進行預處理,夏季消糖劑比例可達到100%,冬季可根據實際生產情況決定使用少量或不用消糖劑。(3)環境溫濕度對膠輥繞花影響較大。通常新疆棉或甘肅棉含糖量較多,對車間相對濕度較敏感,在生產時細紗車間的相對濕度不宜超過60%。對于不處理軟彈膠輥,冬季細紗車間溫度最好不低于28℃,以便保持膠輥的彈性和握持力,減少牽伸不開的現象。(4)紡制纖維素類品種,如粘膠、莫代爾、Tencel、竹漿纖維等,由于其靜電作用,在末并工序膠輥極易返花,不但斷頭多,車難開,而且疵品條多。在纖維素類原料包的表面噴灑抗靜電油劑,可有效解決末并工序膠輥極易返花的問題。3.2臨界工藝的影響在實際生產中,并條機及粗紗機上經常會出現“疙瘩紗”,細紗機也經常會發生牽伸不開現象,造成斷頭增加,紗疵增多,生產困難。經分析,該問題主要是由牽伸區膠輥膠圈的使用及相應工藝配置不當而引起。(1)為了提高成紗條干水平,通常采用“緊隔距、重加壓”或“兩大一小”(即大粗紗捻度、大細紗后區隔距、小細紗后區牽伸倍數)的牽伸工藝。當處于臨界工藝時,成紗條干雖最好,但此時也最危險、最易出質量事故,所以應盡量避免采用臨界工藝。(2)根據紡紗牽伸原理,為使牽伸能順利進行,由膠輥(膠圈)與羅拉組成鉗口的實際握持力均需同牽伸力相適應,滿足握持力最小值大于牽伸力最大值這一牽伸條件。當握持力不足以克服牽伸力時,就會造成并條機及粗紗機上出現“疙瘩紗”,細紗機上出現牽伸不開現象。(3)當并條機及粗紗機上出現“疙瘩紗”或細紗機出現牽伸不開現象時,首先上機檢查膠輥、膠圈、羅拉、上下銷、壓力棒、搖架等牽伸部件的狀態是否良好,并及時更換不良部件。調整工藝配置,避免牽伸過大。并條機可將壓力棒適當抬高,適當放大羅拉隔距或增加后區牽伸倍數。粗紗機和細紗機可換用大一號的隔距塊,適當放大羅拉隔距或增加后區牽伸倍數。(4)半成品回潮率較大時,也容易出“疙瘩紗”或產生牽伸不開現象,尤其是在原料淋雨、下雨天氣或節日放假時間較長時,半成品更易受潮。半成品回潮率增大,纖維間的摩擦因數也相應增加,造成牽伸困難。所以,當半成品回潮率較大時,應適當調低前紡工序的相對濕度,在節日放假開車時,提前做好保溫去濕工作。3.3中區牽伸控制細紗機有時也出現上膠圈中凹、夾下膠圈或后牽伸區須條打彎等現象。其主要是由中區牽伸工藝不當引起。(1)在紡滌棉品種時,所選用隔距塊較小,會造成膠圈鉗口過緊,上膠圈運動不平穩,出現打滑打頓,形成上膠圈中凹。所以,適當放大隔距塊可以消除上膠圈中凹現象。(2)中鐵輥對上膠圈的運轉起到傳動和控制作用。在長期使用過程中,受溫濕度和膠圈表面殘留的酸性物質的影響,中鐵輥表面易生銹并污染和銹蝕膠圈內層,使膠圈運轉不穩、打頓。目前推廣使用的中膠輥、碳素纖維中上羅拉、鋁襯中上羅拉、網紋狀中上羅拉及碳素纖維上銷等新技術,可有效解決中區牽伸控制問題。(3)紡純滌綸或其混紡品種時,最易出現夾下膠圈現象。主要原因是細紗斷頭后,前膠輥或羅拉纏花,前鉗口握持力下降,而滌綸纖維較長,牽伸力較大,仍帶動膠圈向前運動,下膠圈在下銷處的運動受阻,造成夾下膠圈。另一種情況是下膠圈張力架的張力失效,引起下膠圈打滑。所以,應盡量減少細紗斷頭,值車工勤巡回,及時處理斷頭,并及時更換失效的張力架。(4)細紗后牽伸區須條松弛。其主要是由中羅拉與中鐵輥握持力不足引起。首先檢查并更換中區牽伸不良部件,將中鐵輥適當向前移動,增加中區的握持力,也可以適當加大后區牽伸倍數。4工藝因素影響膠輥的制作和可紡性膠輥的制作一般經過套制、壓圓、粗磨、倒角、加油、上蓋、精磨、涂料、鑒定、清潔等,這幾個環節中的任何一個環節出現差錯,都會影響膠輥的制作質量和可紡性,從而影響成紗質量。(1)新舊膠輥軸承染色在制作鋁襯套膠輥時,軸承間隙在0.04mm～0.06mm為宜。若軸承間隙低于0.03mm時,在套制鋁襯套膠輥后,易造成膠輥回轉不靈活,甚至“卡死”而造成浪費。新舊膠輥軸承在套制前,一定要認真做好清潔工作,確保軸承表面潔凈及轉動靈活。套制設備的干頭、導頭和膠輥的同心度要小于0.02mm,否則會刮傷鋁襯套的內壁,埋下質量隱患并造成浪費。(2)車后呈波浪形運動,其壓圓程度則宜由球的性質產生壓圓程度輕,膠輥內應力無法完全消除,影響膠輥彈性,表現在膠輥上車后呈波浪形運動,同時,也易產生中凹;壓圓程度過重,易造成膠輥脫殼。將通常采用的一次壓圓改為兩次壓圓工藝,即在粗磨后再加一次壓圓,可消除粗磨對膠輥內部造成的應力變化,改善膠輥上車質量。(3)高精度磨削磨礪就是清除膠輥表面黏附的油污、棉蠟及損傷,使膠輥保持合適的表面粗糙度以滿足紡紗需要。采用高精度磨床是保證膠輥磨礪質量的前提。在磨礪前,應注意對砂輪進行修整,經常保持砂輪鋒利,并對頂針、夾具進行檢查和修正。在磨礪過程中,砂輪表面會發熱造成膠輥膨脹,使同檔膠輥剛開始磨的直徑與后來磨的直徑不一樣,可在砂輪上方加裝高壓氣嘴,以降低砂輪溫度,并達到清潔砂輪的作用。(4)紗線及成品質量控制板涂效率高,節省時間和人力,但易產生膠輥表面涂料薄厚不均勻、起橫而影響質量。筆涂效率相對較低,但膠輥表面涂料薄厚均勻,紡紗質量好。對紡紗質量要求較高的品種可采用筆涂,其他品種通常都采用板涂。膠輥表面涂覆涂料應注意以下幾點:一是膠輥表面用高標號汽油清洗干凈晾干;二是板涂布必須采用純棉細布,用開水煮20min后,用清水將化學漿料漂洗干凈,包板涂布應每天進行更換;三是用300目/(25.4mm)2的尼龍紗網濾除涂料中的雜質;四是涂完第一遍等待10min后再對膠輥進行第二次敷涂。5真加以分析解決膠輥膠圈是對成