膠輥膠圈的選型與應(yīng)用

侯長勇

（山東聊城華潤紡織有限公司，山東聊城，252000）

中國制造業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了紡紗器材的不斷進(jìn)步，目前市場上膠輥膠圈絕大多數(shù)為國產(chǎn)品牌，以無錫二橡膠股份有限公司、無錫蘭翔膠業(yè)有限公司、安徽八一紡織器材有限公司等器材制造商為主，他們生產(chǎn)的膠輥膠圈占市場總和的80%以上。膠輥由單層、雙層結(jié)構(gòu)發(fā)展到目前的鋁襯結(jié)構(gòu)，膠輥的硬度由高硬度（邵爾A 83度）發(fā)展到中低硬度（邵爾A 65度～邵爾A 72度），使低硬度高彈性膠輥在純棉精梳紗上得到廣泛的應(yīng)用，改善了紡紗的質(zhì)量；膠輥的表面處理也在逐步發(fā)展，由酸處理、涂料處理（紫外光照處理）到免處理（微處理）等；膠輥膠圈由牛羊皮發(fā)展到丁腈橡膠、聚氨酯等。這些技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，提升了紡紗的整體水平。但在實際生產(chǎn)應(yīng)用中，由于紡紗品種的不斷變化，器材制造商生產(chǎn)的膠輥膠圈有多種型號，紡紗企業(yè)不可能對每一種型號的膠輥膠圈都熟悉，有的造成了紡紗生產(chǎn)中纖維纏繞膠輥膠圈、膠輥膠圈提前凹心、須條牽伸不開等問題，甚至造成膠輥膠圈損壞，使膠輥膠圈沒有到使用周期而提前報廢，不僅影響紡紗質(zhì)量，也增加了器材的消耗。本文針對各工序膠輥膠圈使用中存在的問題進(jìn)行分析。

1 膠輥膠圈的硬度和彈性

膠輥膠圈的硬度是指垂直施加于膠輥膠圈表面作用力的顯示值。在恒定外力作用下，顯示值越大，硬度越高，反之硬度越低。一般用邵爾硬度表示。

膠輥膠圈的彈性是指橡膠交聯(lián)反應(yīng)后軟性鏈段與硬性鏈段分布狀態(tài)。橡膠軟性鏈段分布或數(shù)量越多則彈性越好。

硬度和彈性是膠輥膠圈最基本的物理機(jī)械性能，對紡紗牽伸非常重要，也是紡紗優(yōu)良的一個重要指標(biāo)，其沖擊彈性應(yīng)大于31%，膠輥在靜態(tài)時套差應(yīng)力要小，動態(tài)應(yīng)力要分布均勻。

膠輥的硬度、彈性和表面摩擦因數(shù)的關(guān)系。同一種膠輥一般以表面不處理的摩擦因數(shù)最大，經(jīng)過處理的膠輥一般隨著硬度降低而增加其表面摩擦因數(shù)。硬度主要影響膠輥的變形，硬度高變形小，反之則大。膠輥的彈性主要影響摩擦力界的分布，鉗口的接觸面對須條邊緣纖維控制，高彈性膠輥受壓變形大，使鉗口接觸面積增加，提高鉗口的縱向握持力，減少受羅拉溝槽凹凸部位的波動。低硬度膠輥一般控制在邵爾A 60度以上，在搖架壓力作用下轉(zhuǎn)動后，能夠迅速恢復(fù)其彈性形變，保持膠輥有良好的彈性。因為在相同的搖架壓力下，膠輥對纖維須條握持的越好，就越能改善和提高紡紗的質(zhì)量。低硬度高彈性膠輥對設(shè)備狀態(tài)、工藝要求等方面要求較高，紡紗企業(yè)要充分認(rèn)識到低硬度高彈性膠輥的特性，選擇適合本企業(yè)紡紗用的膠輥。

2 膠輥的選型與應(yīng)用

膠輥是重要的牽伸器材之一，各個生產(chǎn)工序要根據(jù)紡紗品種的要求、纖維的特性、設(shè)備狀態(tài)等方面，合理選擇膠輥的型號、硬度、彈性，膠輥上機(jī)要求耐磨性好、適紡性強(qiáng)，既能符合紡紗的質(zhì)量指標(biāo)，又不纏繞膠輥。

2.1 并條、精梳膠輥

并條、精梳膠輥選用首先考慮其纏繞性、耐磨性等。并條、精梳膠輥在高速運轉(zhuǎn)下發(fā)熱量大，膠輥表面溫度高（達(dá)50℃～60℃），容易纏繞和磨損；膠輥的耐磨性不好，容易損壞膠輥。并條鐵芯最好采用免維護(hù)鐵芯，鐵芯軸頭與套筒摩擦因數(shù)小、發(fā)熱量小、振動也小，對紡紗質(zhì)量和膠輥的維護(hù)有很大的好處。磨礪后的膠輥表面要滑爽、細(xì)膩，特別是主牽伸膠輥表面粗糙度要?。ā?.5μm），以減少纏繞。紡純棉精梳紗品種，主牽伸膠輥一般選用HA 65S型膠輥（邵爾A 65度）、Accotex-121型膠輥（邵爾A 72度）、新制作或回磨的膠輥上機(jī)，可先在末道磨合幾個班次，再調(diào)到頭道并條使用，有利于減少纏繞。精梳分離膠輥由于運動的特殊性（間歇往復(fù)回轉(zhuǎn)），它長度長、直徑小，一般選用HA 65S型膠輥（邵爾A 65度），有利于分離鉗口對纖維的握持和棉網(wǎng)的質(zhì)量，其他一般選HA 74T型膠輥（邵爾A 74度）、WRC-GB78型膠輥（邵爾A 78度）、J-490A型膠輥（邵爾A 83度）等。紡化纖或其他混紡品種，膠輥的耐磨性要好，應(yīng)選用中高硬度J-490A型膠輥（邵爾A 83度）、WRC-GB83型膠輥（邵爾A 83度）。為防止膠輥表面繞花，可對膠輥表面進(jìn)行微處理，膠輥表面使用涂料 A∶B=1∶10～1∶15，或紫外光照處理（光照時間3 min～5 min）。特別是在高溫高濕季節(jié)，值車工應(yīng)每隔一段時間用膠輥清潔劑擦拭膠輥的表面，將表面的雜質(zhì)和棉蠟清除干凈，有利于減少須條纏繞膠輥。

2.2 粗紗膠輥

粗紗膠輥一般選擇抗繞性好、對纖維握持力強(qiáng)、耐磨性好、硬度適中的鋁襯膠輥。粗紗要求其搖架壓力大（主牽伸膠輥壓力達(dá)200 N），膠輥耐磨性要好。膠輥的硬度一般選擇邵爾A 72度～邵爾A 83度），如WRC-975型膠輥（邵爾A 72度）、J-490A型膠輥（邵爾A 83度）等。

2.3 細(xì)紗膠輥

細(xì)紗膠輥的選型非常重要，如果選型不當(dāng)，不但影響到紡紗的質(zhì)量、造成纏繞膠輥，還影響到細(xì)紗機(jī)的效率、產(chǎn)量和專件器材的消耗。由于細(xì)紗工序紡紗品種多，品種翻改頻繁，造成了膠輥的型號和種類多。我公司純棉精梳紗產(chǎn)品定位高，一般選用J-463A型膠輥（邵爾A 63度左右）和WRC-365型膠輥（邵爾A 65度左右）。采用全自動磨膠輥機(jī)，磨礪后的膠輥粗糙度一般在0.5μm～0.7μm，上機(jī)后的膠輥無纏繞現(xiàn)象，紡紗質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)定，符合純棉精梳紗的要求。

在紡紗牽伸區(qū)中，一般后膠輥的硬度要高于前膠輥的硬度，主要是為了前后牽伸區(qū)的摩擦力界的合理分布，前膠輥硬度低，有利于加強(qiáng)對浮游纖維的控制，以更好地握持纖維。前后膠輥直徑要合理搭配，一般前膠輥直徑大于后膠輥直徑（兩者相差0.5 mm～1.5 mm）有利于搖架壓力的合理分布。隨著磨礪次數(shù)的增加，直徑變小、硬度增大，膠輥直徑小到一定程度，應(yīng)及時報廢，以穩(wěn)定紡紗的質(zhì)量。低硬度高彈性免處理膠輥是紡紗企業(yè)紡純棉精梳紗應(yīng)用最多的一種膠輥。

加大膠輥直徑，有利于紡紗質(zhì)量的改善。在相同的搖架壓力下，采用大直徑膠輥（一般直徑在29 mm～30.5 mm），可得到較大握持長度，適當(dāng)縮小膠輥的寬度，可增加膠輥與羅拉鉗口處須條纖維的接觸單位壓強(qiáng)，增加膠輥與羅拉的握持面長度，有利于降低條干CV值、減少細(xì)紗斷頭、改善細(xì)紗毛羽。加大膠輥直徑，要合理地調(diào)整搖架壓力，防止膠輥因不到使用周期而提前凹心，造成須條纖維牽伸不開。在生產(chǎn)實踐中，應(yīng)根據(jù)紡紗品種的要求，采用相適應(yīng)的不同硬度膠輥，才能改善紡紗的質(zhì)量，減少膠輥的纏繞。紡純棉品種，一般采用邵爾A 63度左右的高彈性膠輥；紡滌棉或正常比例的混紡品種，一般采用中硬度膠輥；紡化纖品種或其他化纖原料，一般采用高硬度膠輥。在紡氨綸包芯紗時，由于無導(dǎo)紗橫動動程，紗條固定在一個位置，通過膠輥膠圈的氨綸纖維含油劑高，膠輥膠圈表面易起槽，在使用中可采取膠輥上機(jī)5天～7天后，下機(jī)更換到其他品種上使用，避免紗條固定在一個位置，以延長膠輥膠圈的使用壽命。

3 優(yōu)化膠輥的磨礪和表面處理工藝

在紡紗過程中，膠輥的表面狀態(tài)和性能對紡紗的質(zhì)量影響較大。膠輥磨礪后有的紡紗品種可直接上機(jī)使用，而有的品種膠輥磨礪后需要對表面進(jìn)行一定處理才可上機(jī)使用，否則容易造成纏繞和紗線質(zhì)量指標(biāo)的惡化。特別是純棉與化纖混紡品種或化纖品種，由于化纖本身的摩擦因數(shù)較大，在運動中容易產(chǎn)生靜電而導(dǎo)致膠輥的纏繞現(xiàn)象。為減少對膠輥的纏繞，要對膠輥表面進(jìn)行處理。膠輥磨礪后在上機(jī)使用前要經(jīng)過表面處理，一要根據(jù)膠輥本身的硬度，一般低硬度高彈性膠輥磨礪后可直接上機(jī)使用；二要根據(jù)紡紗品種、纖維的性能、紡紗工藝的要求、車間溫濕度的變化等因素來確定。紡純棉精梳紗一般采用低硬度高彈性膠輥，可采用提高膠輥磨礪的精度，使膠輥表面狀態(tài)達(dá)到紡紗工藝的要求，可對膠輥表面不進(jìn)行處理；一般采用大氣孔砂輪（80目），砂輪表面要鋒利、平整、手感光滑；現(xiàn)在企業(yè)為減少用工，一般都采用全自動磨膠輥機(jī)，要合理調(diào)整磨礪工藝、磨削量和往復(fù)次數(shù)，使磨礪后的膠輥表面能適應(yīng)紡紗品種的要求。膠輥的磨礪質(zhì)量和表面處理方法對紡紗質(zhì)量指標(biāo)和生產(chǎn)狀態(tài)都有影響，在實際生產(chǎn)中，要根據(jù)紡紗的實際情況，掌握好膠輥的磨礪工藝和膠輥的表面處理，達(dá)到穩(wěn)定和提高紡紗質(zhì)量的目的。

4 膠圈的選型與應(yīng)用

膠圈也是紡紗中重要的牽伸器材，需具有良好的彈性和硬度，它的選型、使用和日常的管理都影響到紡紗的質(zhì)量。一般根據(jù)紡紗品種的特性和要求選擇合適型號的膠圈。膠圈牽伸的目的是要更好地控制牽伸區(qū)纖維運動的速度，使纖維變速點分布更加合理，雙膠圈牽伸能阻止纖維提早變速，上下膠圈工作面與紡紗直線接觸，產(chǎn)生較好的摩擦力界，膠圈借助摩擦傳動而得以同步運轉(zhuǎn)，膠圈表面具有一定的摩擦因數(shù)，外層表面摩擦因數(shù)一般應(yīng)控制在 0.30～0.32［1］，有利于須條的穩(wěn)定運行。無錫蘭翔的LX-62系列膠圈、安徽八一的BYC-791系列膠圈、無錫二橡膠的S系列膠圈等都能適應(yīng)紡紗品種的要求。

4.1 上下膠圈的一般使用原則

硬度要求：一般上膠圈比下膠圈軟一些（上膠圈可選擇邵爾A 63度左右、下膠圈可選擇邵爾A 68度左右，根據(jù)品種要求來選擇）。彈性要求：一般上膠圈的彈性比下膠圈大一些。內(nèi)徑尺寸：上膠圈松一些，下膠圈緊一些。膠圈厚度：一般上膠圈薄，下膠圈厚一些（上下膠圈的總厚度一般≤2.0 mm）。

4.2 膠圈的日常管理

要建立膠圈的使用臺賬、標(biāo)示卡，注明膠圈的上機(jī)時間、規(guī)格、型號等。對保養(yǎng)調(diào)換下機(jī)的膠圈進(jìn)行挑揀、清洗，上下膠圈在調(diào)換時要新舊搭配使用，同一品種盡量使用同一廠家的，減少錠差，掌握好膠圈的淘汰周期。

5 膠輥膠圈出現(xiàn)纏繞、凹心、牽伸不開的解決措施

根據(jù)紡紗品種，可對膠輥表面進(jìn)行微處理，合理掌握AB組涂料的配比，提高膠輥的抗繞性；合理調(diào)節(jié)車間的溫濕度，合適的溫濕度要與紡紗工藝相匹配，特別是高溫高濕季節(jié)，更應(yīng)該關(guān)注溫濕度的變化，以保持膠輥的彈性和握持力，減少牽伸不開的現(xiàn)象；選擇最佳的紡紗工藝，合理選擇紡紗工藝參數(shù)，由膠輥膠圈與羅拉組成的鉗口的握持力要與牽伸力相適應(yīng)，避免牽伸力過大，出現(xiàn)“吐硬頭”的現(xiàn)象，膠輥膠圈、上下銷搖架壓力、壓力棒隔距塊等牽伸部件和工藝配置相適應(yīng)；規(guī)范清潔管理和運轉(zhuǎn)操作，要定期檢查膠輥膠圈的使用狀況和纏繞現(xiàn)象，紗條是否跑出集聚區(qū)、集聚區(qū)是否積花，紡紗斷頭后，引起前膠輥、羅拉纏花，導(dǎo)致前鉗口握持力下降，牽伸力增加，纏壞膠輥、夾下膠圈等；值車工應(yīng)加強(qiáng)巡回，及時接頭，做好清潔；特別是膠輥膠圈出現(xiàn)凹心的問題要及時調(diào)整牽伸工藝和更換凹心的膠輥膠圈，檢查導(dǎo)紗橫動裝置，保持良好的運行狀態(tài)，以減少紡紗的斷頭。

6 膠輥膠圈的展望

隨著新型合成纖維原料的紡紗應(yīng)用，氨綸包芯紗、賽絡(luò)集聚紡無動程紡紗工藝的要求，配棉等級的差異，丁腈膠輥膠圈的現(xiàn)有性能和適紡性受到一定的挑戰(zhàn)［2］。專件器材制造商要及時調(diào)整結(jié)構(gòu)，運用新工藝、技術(shù)創(chuàng)新的方法，開發(fā)新型的膠輥膠圈，以適應(yīng)新的紡紗要求?，F(xiàn)在新研發(fā)的聚氨酯膠輥具有良好的性能。一是具有良好的彈性和吸振性，握持力強(qiáng)有利于加強(qiáng)對纖維的控制作用，有利于對浮游纖維運動的有序控制，進(jìn)而改善成紗條干的均勻度。正是由于聚氨酯膠輥對纖維須條有很強(qiáng)的握持力，在確保成紗質(zhì)量的前提下，可降低牽伸搖架壓力15%～25%，使細(xì)紗機(jī)整體節(jié)電3%～8%［3］，可進(jìn)一步減少錠差，紡紗質(zhì)量比較穩(wěn)定。二是具有較佳的耐磨性能，在使用中變形較小而耐用，使它的回磨周期延長，進(jìn)一步降低了紡紗企業(yè)器材的消耗和成本［4］。通過我公司的使用情況來看，它的使用周期是丁腈膠輥的2倍～3倍，斷頭較少。聚氨酯膠輥在磨礪方面還有待改進(jìn)，成紗細(xì)節(jié)方面還有待提升，通過試驗來選擇磨礪工藝、提高膠輥的磨礪質(zhì)量和對膠輥表面進(jìn)行化學(xué)涂料處理來降低成紗細(xì)節(jié)等。試驗表明：聚氨酯膠輥在純棉精梳紗上要經(jīng)過AB組雙組分的合理配比（A∶B=1∶12），可進(jìn)一步降低細(xì)節(jié)。聚氨酯膠輥的一些特性已經(jīng)超越了丁腈膠輥的性能，但有些特性還有待通過技術(shù)創(chuàng)新和新的工藝措施更好地適應(yīng)紡紗的要求，進(jìn)一步提高紡紗的質(zhì)量。

有資料顯示，膠輥膠圈消耗的費用約占紡紗成本的0.4%，但對紡紗質(zhì)量的影響程度可達(dá)到60%左右，對紡紗質(zhì)量起著關(guān)鍵的作用，紡紗企業(yè)應(yīng)關(guān)注膠輥膠圈的應(yīng)用?，F(xiàn)代紡紗對膠輥膠圈的技術(shù)提出了新的要求，要提高其耐磨性和適紡性，延長其使用壽命，有利于節(jié)能環(huán)保，膠輥膠圈的發(fā)展要緊跟主機(jī)的發(fā)展趨勢，更好適應(yīng)紡紗主機(jī)的高速發(fā)展，為主機(jī)服務(wù)。智能制造是企業(yè)未來發(fā)展的趨勢，器材制造商要加強(qiáng)運用新材料、新工藝的研發(fā)能力，開發(fā)出更加適合紡紗企業(yè)使用的膠輥膠圈。

7 結(jié)語

膠輥膠圈作為重要的紡紗牽伸器材，選型和應(yīng)用非常重要。在紡紗生產(chǎn)過程中，要根據(jù)紡紗品種、纖維的性能、紡紗工藝的要求等方面合理選用適合本企業(yè)紡紗用的膠輥膠圈。對紡紗實際出現(xiàn)的膠輥膠圈的纏繞、中凹、牽伸不開、質(zhì)量指標(biāo)等方面的問題，要根據(jù)實際情況具體分析。膠輥膠圈的應(yīng)用應(yīng)注意其配套性和統(tǒng)一性，膠輥膠圈和所紡品種、各工序的工藝配置應(yīng)合理，相同工序所紡相同品種牽伸器材應(yīng)一致。目前紡紗企業(yè)使用的膠輥膠圈主要以丁腈橡膠為主，部分紡紗企業(yè)已嘗試使用聚氨酯膠輥。器材制造商要通過技術(shù)升級、工藝創(chuàng)新等方面，不斷開發(fā)出新型的膠輥膠圈，適應(yīng)紡紗的新要求。