淺談膠輥膠圈制作與應(yīng)用

魏佳力

(石家莊常山恒新紡織有限公司，石家莊 050035)

0 引言

紡紗過(guò)程中，膠輥在搖架的壓力下產(chǎn)生彈性變形，并通過(guò)羅拉主傳動(dòng)的摩擦作用與羅拉組成牽伸鉗口，形成一定的摩擦力界，從而能有效地握持須條，防止纖維的運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散，以保證牽伸的正常進(jìn)行。隨著紡織技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展，國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的紡紗企業(yè)以生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品為導(dǎo)向，如生產(chǎn)混紡、化纖、色紡、加絲、麻紡、賽絡(luò)紡、賽絡(luò)集聚紡等產(chǎn)品，對(duì)膠輥、膠圈性能要求比普通產(chǎn)品更高。膠輥、膠圈應(yīng)具有適當(dāng)?shù)挠捕群蛷椥?，耐磨性好，運(yùn)行變形小，使用壽命長(zhǎng)，抗纏防繞作用良好，耐油、耐老化和吸放濕性好等特性，還應(yīng)選擇合理的表面磨礪及處理工藝，才能使紗線質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生活穩(wěn)定性及企業(yè)成本等有所改善[1-2]。

1 膠輥制作及要求

1.1 細(xì)紗膠輥制作流程及質(zhì)量要求

1.1.1 鋁套管膠輥

鋁套管膠輥制作工藝流程及質(zhì)量要求見(jiàn)表1。

表1 鋁套管膠輥的制作工藝流程及質(zhì)量要求

流程項(xiàng)目檢驗(yàn)項(xiàng)目質(zhì)量要求檢驗(yàn)手段挑檢軸承鐵芯間隙不允許過(guò)大手感清洗軸承鐵芯油污不允許目視套制套差/mm0.04～0.08目視粗磨大小頭徑差/mm0.03～0.05百分表停放停放時(shí)間/h24目視細(xì)磨大小頭徑差/mm表面粗糙度0.01～0.03根據(jù)品種要求百分表粗糙度儀表面處理不均勻、不圓整不允許目視加油量不應(yīng)過(guò)多或過(guò)少應(yīng)適中手感整理密封帽顏色不一致不允許目視表面清洗油污、雜質(zhì)不允許目視待用記錄上車交接簽字目視

1.1.2 粗磨雙層膠管

粗磨后，檢驗(yàn)圓柱度較好的雙層膠管制作膠輥的工藝流程及質(zhì)量要求見(jiàn)表2。

1.1.3 未粗磨雙層膠管

未粗磨雙層膠管制作膠輥的工藝流程及質(zhì)量要求見(jiàn)表3。此外，還有一種流程是在膠管套制之后直接壓圓，粗磨，再壓圓，再粗磨，停放流程后則相同，其要求與表3相同。

表2 粗磨后的雙層膠管制作膠輥的工藝流程及質(zhì)量要求

流程項(xiàng)目檢驗(yàn)項(xiàng)目質(zhì)量要求檢驗(yàn)手段挑檢軸承鐵芯間隙不允許過(guò)大手感清洗軸承鐵芯油污不允許目視套制套差/mm0.5～1.5目視壓圓內(nèi)壁氣泡不允許手感粗磨大小頭徑差/mm0.03～0.05百分表停放停放時(shí)間/h24目視細(xì)磨大小頭徑差/mm表面粗糙度0.01～0.03根據(jù)品種要求百分表粗糙度儀表面處理不均勻、不圓整不允許目視加油量不應(yīng)過(guò)多或過(guò)少應(yīng)適中手感整理密封帽顏色不一致不允許目視表面清洗油污、雜質(zhì)不允許目視待用記錄上車交接簽字目視

表3 未粗磨雙層膠管制作膠輥的工藝流程及質(zhì)量要求

流程項(xiàng)目檢驗(yàn)項(xiàng)目質(zhì)量要求檢驗(yàn)手段挑檢軸承鐵芯間隙不允許過(guò)大手感清洗軸承鐵芯油污不允許目視套制套差/mm0.5～1.5目視粗磨大小頭徑差/mm0.03～0.05百分表壓圓內(nèi)壁無(wú)氣泡不允許手感粗磨大小頭徑差/mm0.03～0.05百分表停放停放時(shí)間/h24目視細(xì)磨大小頭徑差/mm表面粗糙度0.01～0.03根據(jù)品種要求百分表粗糙度儀表面處理不均勻、不圓整不允許目視加油量不應(yīng)過(guò)多或過(guò)少應(yīng)適中手感整理密封帽顏色不一致不允許目視表面清洗油污、雜質(zhì)不允許目視待用記錄上車交接簽字目視

1.2 磨礪膠輥用砂輪的選用

1.2.1 粗磨膠輥

粗磨膠輥可選用粒度為60號(hào)的大氣孔砂輪，磨削量為0.2 mm～0.3 mm；磨削量過(guò)大，膠輥的磨礪熱量不易散發(fā)，會(huì)使砂輪熱脹冷縮或表面損傷，磨礪尺寸難以掌握；如磨削量大于磨床限量，則有可能導(dǎo)致膠輥接觸砂輪后回轉(zhuǎn)不靈以至啃傷。

1.2.2 細(xì)磨(精磨)膠輥

細(xì)磨(精磨)膠輥可選用粒度為80～100號(hào)的大氣孔砂輪，磨削量為不大于0.2 mm；磨礪速度要慢，磨后膠輥表面光而不亮，手感柔而不粘，上車澀而不劃手，紡紗爽而不纏花。普通環(huán)錠紡用膠輥表面粗糙度Ra值一般為0.6 μm～0.8 μm，集聚紡用膠輥表面粗糙度Ra值為0.8 μm～1.0 μm。

1.3 膠輥表面處理

1.3.1 膠輥表面熱處理

膠輥表面用涂料處理時(shí)，一般滲透層厚度約為0.2 mm。在施涂料前，應(yīng)先對(duì)膠輥進(jìn)行熱處理，利用熱脹原理以增大滲透層，一般約可滲透為0.3 mm，不僅提升防纏繞作用，還延長(zhǎng)使用壽命。熱處理膠輥時(shí)涂料用量不宜過(guò)多，涂層應(yīng)薄且均勻，上涂料速度要快(因涂料的滲透力強(qiáng)，速度過(guò)慢會(huì)導(dǎo)致滲透涂層不勻)，以減少膠輥間差異，達(dá)到表面光而不亮、爽而不繞、燥而不脫的要求。尤其精梳、并條膠輥應(yīng)在磨礪剛完成、膠輥表面有一定溫度時(shí)，及時(shí)進(jìn)行涂料處理的效果更佳。

當(dāng)膠輥間與車間溫濕度差異較大時(shí)，膠輥應(yīng)在烘房?jī)?nèi)預(yù)熱0.5 h后再上車；若無(wú)烘房，可將膠輥提前放在車間內(nèi)恒溫0.5 h后上車使用，以減少開(kāi)車時(shí)纏花或粘帶問(wèn)題。

1.3.2 膠輥表面涂料處理

膠輥表面涂料處理方法有生漆處理、化學(xué)處理和酸處理等，其目的是在膠輥表面增加一層覆蓋物或通過(guò)對(duì)化學(xué)鍵的破壞使其在膠輥表面形成低分子鏈氧化層，適紡性更強(qiáng)。

膠輥經(jīng)涂料處理后的動(dòng)摩擦因數(shù)增大，有利于對(duì)纖維的握持及改善成紗條干均勻度，但摩擦因數(shù)過(guò)大，易產(chǎn)生靜電致使膠輥繞花增加，影響生產(chǎn)生活。實(shí)踐表明，混紡或化纖品種用膠輥表面處理時(shí)，應(yīng)充分考慮所紡纖維的性能，選擇吸放濕性能、抗靜電性能及耐磨性強(qiáng)的涂料，通過(guò)合理配比和化學(xué)反應(yīng)，將膠輥表面的空隙填滿，使膠輥表面光滑細(xì)膩、涂層牢固，達(dá)到光、滑、爽、燥的要求，以提高膠輥適紡性能，減少纏繞，穩(wěn)定生產(chǎn)生活，改善成紗質(zhì)量并能延長(zhǎng)膠輥壽命[3-4]。

如OASIS型涂料滲透性強(qiáng)，施于膠輥表面的涂層均勻度高，在使用板涂處理時(shí)可很好地降低機(jī)械波；處理后的膠輥，在保證抗靜電、高耐磨特性外，表面手感發(fā)澀可降低牽伸不開(kāi)、出硬頭的概率；且處理后的膠輥表面不起膜，在紡紗指標(biāo)允許的情況下，可將涂料配比濃度增大，達(dá)到延長(zhǎng)膠輥使用壽命的目的，尤其適紡細(xì)號(hào)化纖及包芯紗等高耐磨品種。

1.3.3 膠輥表面紫外線光照處理

經(jīng)紫外線光照處理后的膠輥表面粗糙度Ra值小，結(jié)構(gòu)緊密，成紗條干均勻度有所提升。大量試紡表明，如果涂料處理和紫外線光照相結(jié)合，能更好地提升防靜電效果，尤其對(duì)條干CV值及粗、細(xì)節(jié)改善明顯；但如果搖架壓力不足，這種雙重處理會(huì)增大牽伸不開(kāi)的概率。

2 膠輥紡紗應(yīng)用體會(huì)

2.1 膠輥硬度與加壓力選擇

一般而言，邵爾A硬度為63度～72度的低硬度高彈性膠輥，73度～82度為中硬度中彈性膠輥，83度以上為高硬度低彈性膠輥。

在相同加壓情況下，低、中硬度膠輥鉗口握持面的長(zhǎng)度比高硬度膠輥的長(zhǎng)，從而有利于握持纖維；紡紗時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)加壓力(不宜過(guò)大)，采用小隔距、緊鉗口工藝，紡紗效果好且有利于減少機(jī)械磨損及能源消耗；而使用低硬度高彈性膠輥紡紗能顯著改善牽伸羅拉鉗口的握持性，對(duì)改善成紗條干水平、降低紗疵有顯著效果。原料及紡紗號(hào)數(shù)不同，紡中號(hào)混紡或純化纖品種時(shí)，應(yīng)選用邵爾A硬度為68度～75度膠輥，對(duì)提高成紗質(zhì)量、延長(zhǎng)使用壽命、改善生產(chǎn)生活有利。

2.2 前紡膠輥硬度選擇

2.2.1 精梳工序

精梳機(jī)速度不同，選用的分離膠輥和牽伸膠輥硬度也應(yīng)不同，具體見(jiàn)表4。

表4 精梳機(jī)不同速度選用的膠輥硬度

精梳機(jī)速度/(Nip·min-1)邵爾A硬度/度分離膠輥牽伸膠輥≤3006670300～4007073≥4007380

2.2.2 并條工序

并條機(jī)輸出速度不同，選用膠輥硬度也應(yīng)不同，具體見(jiàn)表5。

表5 并條機(jī)不同輸出速度的膠輥硬度

并條輸出速度/(m·min-1)邵爾A硬度/度≤300約80300～400約82≥400約85

2.2.3 粗紗工序

粗紗品種不同，選用膠輥硬度不同：紡純棉選用邵爾A硬度約73度的膠輥，而紡粘膠、滌棉差別化纖維則選用邵爾A硬度約為80度的膠輥。

2.3 不同硬度膠輥紡紗質(zhì)量對(duì)比

同錠、同粗紗條件下，紡211 C/T 14.6 tex色紡品種，采用同廠制造的3種不同工藝加工處理的不同硬度膠輥，其成紗質(zhì)量及膠輥狀態(tài)對(duì)比見(jiàn)表6。

3 膠圈

3.1 膠圈質(zhì)量要求及檢測(cè)

膠圈質(zhì)量要求及檢測(cè)方法見(jiàn)表7。

表6 3種不同硬度膠輥的成紗質(zhì)量及膠輥狀態(tài)對(duì)比

邵爾A硬度/度成紗質(zhì)量指標(biāo)膠輥狀態(tài)CV/%細(xì)節(jié)粗節(jié)棉結(jié)個(gè)·km-1毛羽HCVb/%耐磨/月防纏384錠每周每臺(tái)損壞率/%7014.2510.8201.2230.04.551.84.0優(yōu)99%6814.2410.3200.5278.34.822.03.0優(yōu)98%6514.209.5190.8258.34.631.62.5優(yōu)97%

表7 膠圈質(zhì)量要求及檢測(cè)方法

項(xiàng)目允許偏差a/mm檢查方法膠圈內(nèi)周長(zhǎng)(d為38～75)a±0.6普通計(jì)量器具膠圈寬度 0-0.5普通計(jì)量器具同只膠圈厚度(d>38)a±0.03百分表同臺(tái)膠圈厚度差異0.05百分表膠圈兩端不平齊、露線不允許目視,露線2 mm以內(nèi)不計(jì)膠圈表面不光潔不允許目視、手感 注:a按照FZ/T 93050—2017《紡紗機(jī)械用膠圈》。

3.2 膠圈選用要點(diǎn)

采用雙膠圈牽伸，應(yīng)選擇具有較低硬度、較好彈性的膠圈，使須條表面的被包圍狀態(tài)好、膠圈鉗口密合性好、橫向摩擦力界分布均勻，以有利于對(duì)纖維的握持控制和延長(zhǎng)膠圈的使用壽命。膠圈彈性搭配應(yīng)采用上圈高下圈低、外層高內(nèi)層低的原則，而硬度則采用上軟下硬、外層軟內(nèi)層硬的搭配原則。為縮短膠圈走熟期，防止膠圈運(yùn)行不穩(wěn)造成牽伸不開(kāi)、打頓、后區(qū)須條打彎等問(wèn)題產(chǎn)生，通常采用上新下舊或上舊下新的搭配使用原則。

上膠圈的摩擦因數(shù)應(yīng)略大于下膠圈，而下膠圈內(nèi)表面摩擦因數(shù)決定著摩擦力，所以其內(nèi)表面摩擦因數(shù)應(yīng)適宜，外表面則應(yīng)盡量小。若膠圈外表面摩擦因數(shù)較大，則會(huì)增加靜電而使膠圈表面發(fā)澀，致使紗條表面纖維散亂，呈毛茸狀，且飛花增多、產(chǎn)生纏繞與積花，膠圈粘附的纖維在牽伸時(shí)被須條帶走形成粗節(jié)。

膠圈內(nèi)層摩擦因數(shù)較大時(shí)，其通過(guò)銷子處產(chǎn)生的摩擦阻力致使膠圈顫動(dòng)以致上、下膠圈間隙發(fā)生變化，造成牽伸紗條粗細(xì)不一、影響成紗條干均勻度。內(nèi)花紋膠圈可使膠圈內(nèi)層表面與中羅拉表面的摩擦力適當(dāng)加大，又能在銷子表面作自由平滑運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)防止中羅拉與膠圈的滑溜、呆滯、吊圈、跑偏等問(wèn)題起改善作用，對(duì)膠圈在牽伸過(guò)程中的穩(wěn)定性極為有利。因內(nèi)花紋膠圈的滑溜率小、耐磨性能優(yōu)于平面膠圈，所以使用壽命長(zhǎng)、損耗率低。應(yīng)注意的是，使用內(nèi)花紋膠圈時(shí)應(yīng)注意下膠圈厚度與羅拉直徑之間的關(guān)系，如羅拉直徑為27 mm，當(dāng)膠圈的整體厚度大于1 mm時(shí)，張力過(guò)緊可能會(huì)出現(xiàn)后區(qū)須條打彎而造成上、下膠圈不同步問(wèn)題，這是由于花紋會(huì)增加膠圈厚度所致。

膠圈寬度一般以比膠圈張力架或上銷架窄0.75 mm～1.00 mm為佳。過(guò)窄，兩邊易嵌入飛花，影響膠圈的正常回轉(zhuǎn)；過(guò)寬，則膠圈在運(yùn)轉(zhuǎn)中易同膠圈架碰撞摩擦，造成膠圈回轉(zhuǎn)不靈、打頓，上銷卡住抖動(dòng)等問(wèn)題。

實(shí)踐應(yīng)用中按“上圈薄、下圈厚”進(jìn)行配置使用，能充分發(fā)揮膠圈的彈性、有利于摩擦力界的均勻分布。上、下膠圈總厚度約為2 mm，上膠圈厚度宜為0.85mm～0.90mm，下膠圈厚度宜為0.90mm～1.20 mm，同臺(tái)偏差應(yīng)不大于0.05 mm，同只偏差應(yīng)不大于0.03 mm。

4 膠輥膠圈的維護(hù)保養(yǎng)

膠輥、膠圈運(yùn)行使用一段時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)表面粗糙、起槽、斷裂、破損，以及沉積有棉蠟、糖分、油脂等問(wèn)題，導(dǎo)致其摩擦因數(shù)增大，不僅影響正常運(yùn)行，還會(huì)造成紗疵和斷頭增多的問(wèn)題。

為保證成紗質(zhì)量和生產(chǎn)生活的穩(wěn)定，使膠輥、膠圈處于良好狀態(tài)，必須按照周期對(duì)其進(jìn)行調(diào)換、清洗和保養(yǎng)，使膠輥、膠圈表面清潔，彈性得到恢復(fù)(彈性恢復(fù)須停放15 d～30 d)，防止運(yùn)轉(zhuǎn)疲勞和早期老化龜裂；還應(yīng)注意避光存放、避免靜止?fàn)顟B(tài)下曝光，防止再次上車使用時(shí)出現(xiàn)機(jī)械波等質(zhì)量問(wèn)題。

同錠、同粗紗條件下，紡SY 23 C 14.6 tex色紡品種，膠輥使用約10 d，表面清洗前后的成紗質(zhì)量對(duì)比見(jiàn)表8。

表8 膠輥表面清洗前后成紗質(zhì)量對(duì)比

指標(biāo)CV/%-50%細(xì)節(jié)+50%粗節(jié)+140%棉結(jié)+200%棉結(jié)個(gè)·km-1毛羽HCVb/%清洗前14.433.3173.3998.0200.44.624.2清洗后14.250.8153.7953.3191.34.552.8

由表8數(shù)據(jù)可知，色紡品種在機(jī)清洗膠輥后，紗疵、錠間差異顯著改善。

5 結(jié)語(yǔ)

膠輥、膠圈是紡紗牽伸的重要器材，其性能質(zhì)量直接關(guān)系到車間紡紗質(zhì)量和生產(chǎn)生活的穩(wěn)定。紡紗企業(yè)不僅要選用高效優(yōu)質(zhì)的膠輥、膠圈，更要配套適合的磨礪工藝、表面處理工藝及相應(yīng)的周期管理措施，才能滿足棉紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)高速化、自動(dòng)化的生產(chǎn)要求。