增加軋花機肋條耐用度的工藝方法

■

〔鄭州棉麻工程技術(shù)設(shè)計研究所，河南鄭州450004〕

軋花機肋條（圖1）是軋花機的重要零件，也是易損件。軋花機鋸片和肋條的交點就是工作點（圖2），在工作點處棉籽與棉纖維開始分離，在工作點處肋條受到的壓力和摩擦力最大。由于每臺或者每種型號的軋花機都有不同，所以反映在肋條上的工作點不是一個點，而是一個區(qū)域。軋花機肋條是通用件、易損件，工作點區(qū)域的強度和耐磨程度直接影響肋條的耐用度和使用壽命。頻繁更換肋條不但增加了企業(yè)的運營成本，而且頻繁停機造成的生產(chǎn)損失和帶來的勞動強度的提高也使企業(yè)較為困擾。

圖1 軋花機肋條

圖2 軋花機肋條工作點

目前的軋花機肋條由于形狀復(fù)雜，一般是鑄造成形后再機械加工。一般市場使用的材料是HT200，為了提高工作點區(qū)域的耐磨性，目前是對工作點區(qū)域進行“冷激”的工藝，即將工作點區(qū)域加熱后迅速冷卻來提高表面硬度。由于鑄造材料的含碳量不穩(wěn)定，每根和每批肋條“冷激”過的硬度都是隨機的，不具有可控性?！袄浼ぁ焙笥捎诶邨l形狀復(fù)雜，形成了尺寸變形并產(chǎn)生了不可控的內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)力集中，導(dǎo)致在使用中經(jīng)常發(fā)生“脆斷”現(xiàn)象。“冷激”后雖然在一定程度上提高了硬度，但是在使用中不耐磨和同一臺車中的耐磨程度差異較大的情況普遍存在。肋條工作點硬度不足，在工作中會使兩側(cè)很快沒有刃口，或者與鋸片摩擦產(chǎn)生豁口，增加了棉籽卷轉(zhuǎn)動的阻力，增加了能耗，降低了工作效率。

提高肋條工作點區(qū)域硬度的辦法在專利查找中不多，其中之一是將工作點區(qū)域挖槽，在槽內(nèi)鑲嵌上更硬的材料（硬質(zhì)合金等），鑲嵌的材料通過在肋條上打的螺孔連接。筆者認為這種方式理論上可以成立，但很難實現(xiàn)，原因有：1.肋條的面是弧面，在這樣的位置鉆孔攻絲不好定位，需要專門的工裝來保證。2.肋條面寬只有十余毫米，而且踵部收窄，打孔攻絲會嚴(yán)重破壞肋條的強度，在工作中容易斷裂產(chǎn)生事故。3.鑲嵌的材料用螺釘連接，為了保證表面的光滑就得使用沉頭螺釘，這樣鑲塊必須有一定的厚度，鑲塊厚度越厚，在基體上挖的槽就越深，基體強度就會越弱，“脆斷”的幾率會成倍增加。4.鑲嵌的材料尺寸精度很難與肋條缺口配合，若兩側(cè)和平面出現(xiàn)錯邊現(xiàn)象時會鉤掛棉束，大大增加棉籽卷轉(zhuǎn)動的阻力或掛斷纖維。肋條兩側(cè)和鋸片摩擦中極易產(chǎn)生火災(zāi)現(xiàn)象。5.鑲嵌材料的方法會大大增加肋條的制造成本。6.若是采用鑲嵌材料和肋條基體焊接的方式，避免了打孔造成的強度減弱，但所述的其他情況還是存在。這也是目前市場沒見到這種產(chǎn)品的原因。

陶瓷噴鍍在化纖、紡織機械產(chǎn)品中經(jīng)常應(yīng)用。在化纖機械中的卷繞頭每分鐘達6 000轉(zhuǎn)以上，上面卷繞有絲束，需要高耐磨性；在化纖機械中的牽伸機的牽伸輥（圖3）纏繞有絲束，高速強力牽伸，把絲束逐步拉長，對輥面的拉力很大，需要輥面既光滑又耐磨；紡織機械的梳棉機出棉口、羅拉、壓輥、導(dǎo)輪等（圖4）要求絕對不能有毛刺又耐磨。這些都是采用的在基體表面陶瓷噴鍍的工藝方法達到了使用要求。

圖3 化纖機械噴鍍陶瓷牽伸輥

圖4 紡織機械噴鍍陶瓷零件

筆者參考相關(guān)行業(yè)先進經(jīng)驗，通過研究認為在軋花機肋條工作點處實施陶瓷噴鍍會大幅提高肋條的耐磨性和使用壽命。具體的工藝是清理工作點區(qū)域的毛刺及附著物后使用等離子噴鍍設(shè)備，采用氧化鋁、氧化鈦、氧化鉻、氧化鋯、碳化鎢等陶瓷材料對肋條工作點區(qū)域進行噴鍍，噴鍍厚度0.10 mm～0.15 mm，噴鍍后拋光到Ra0.8～Ra1.6。一般噴鍍的硬度可到HV950以上，比目前常用肋條工作點區(qū)域的硬度提高了5倍，能顯著提高肋條的耐磨性和使用壽命。采用噴鍍陶瓷工藝不損傷肋條基體，不降低肋條強度。由于噴鍍厚度只有0.10 mm～0.15 mm，因此對肋條的幾何尺寸幾乎沒有影響，不需要后期修整。噴鍍陶瓷成本低、速度快，用較小的成本就能達到大幅提高肋條壽命的目的。因為噴鍍陶瓷為非金屬，所以不會生銹，當(dāng)鋸片與其摩擦?xí)r也不會產(chǎn)生火花引起事故。