鋁合金回轉(zhuǎn)蓋板與鑄鐵回轉(zhuǎn)蓋板的使用對(duì)比分析

張永平，楊巧云

(卓郎(常州)紡織機(jī)械有限公司，江蘇 常州 213200)

0 引言

回轉(zhuǎn)蓋板是梳棉機(jī)上主梳理區(qū)的關(guān)鍵器材，在梳棉機(jī)結(jié)構(gòu)無顛覆性改變的情況下，回轉(zhuǎn)蓋板依然是主機(jī)和用戶企業(yè)最關(guān)注的、對(duì)成紗質(zhì)量影響最大的器材之一。隨著產(chǎn)品的不斷發(fā)展、從業(yè)人員結(jié)構(gòu)的不斷變化，鑄鐵回轉(zhuǎn)蓋板因其骨架質(zhì)量大、操作維護(hù)不方便而逐漸被鋁合金回轉(zhuǎn)蓋板骨架取代。針對(duì)鋁合金回轉(zhuǎn)蓋板骨架、鑄鐵回轉(zhuǎn)蓋板骨架的特點(diǎn)，以及使用過程中的關(guān)注點(diǎn)，筆者將從其結(jié)構(gòu)、受力、踵趾面磨損以及使用等方面進(jìn)行分析探討。

1 蓋板骨架結(jié)構(gòu)及受力對(duì)比

1.1 回轉(zhuǎn)蓋板骨架結(jié)構(gòu)對(duì)比

1.1.1 鑄鐵回轉(zhuǎn)蓋板骨架

鑄鐵回轉(zhuǎn)蓋板骨架結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 鑄鐵回轉(zhuǎn)蓋板骨架結(jié)構(gòu)

為減輕蓋板質(zhì)量、減少運(yùn)行中回轉(zhuǎn)蓋板的變形，除兩端安裝鏈條螺釘?shù)牡胤郊訉捦?，鑄鐵回轉(zhuǎn)蓋板骨架一般設(shè)計(jì)為倒T形結(jié)構(gòu)，筋的厚度約為7 mm。由梳理原理可知：鑄鐵蓋板骨架大平面的平面度對(duì)梳理質(zhì)量起至關(guān)重要的作用?；剞D(zhuǎn)蓋板骨架為細(xì)長(zhǎng)桿件，其加工應(yīng)力較大[1]，因此包針布的大平面不能用機(jī)加工方法；否則，包覆彈性針布后整根回轉(zhuǎn)蓋板的針尖平面度很難達(dá)到0.05 mm，整臺(tái)蓋板(108根或80根)的平面度極差也很難控制為0.07 mm。由于較大的平面度極差使回轉(zhuǎn)蓋板—錫林隔距難以保證、進(jìn)入工作區(qū)的蓋板—錫林隔距的均勻一致性更差，從而影響梳理的均勻性，因此鑄鐵蓋板骨架除兩端及寬度加工外，一般采用涂層的方法以保證大平面的精度。由于任何涂層都存在失效問題，使用若干年后的鑄鐵蓋板骨架一般需對(duì)涂層進(jìn)行二次修復(fù)，但涂層材料對(duì)環(huán)境有一定的污染、對(duì)人也有一定程度的危害，修復(fù)涂層的專業(yè)公司已經(jīng)越來越少，有能力進(jìn)行修復(fù)的主機(jī)廠也不再承攬?jiān)擁?xiàng)業(yè)務(wù)。另外，由于材料和結(jié)構(gòu)問題使鑄鐵蓋板骨架受到輕微沖擊就會(huì)影響平面度，用戶常利用此性質(zhì)對(duì)有輕微扭曲的鑄鐵回轉(zhuǎn)蓋板骨架進(jìn)行校正。

蓋板用鑄鐵材料一般有HT200型和QT400型，須進(jìn)行二次時(shí)效處理。由于細(xì)長(zhǎng)桿結(jié)構(gòu)的鑄鐵蓋板骨架的鑄造成品率非常低，在加工過程中又會(huì)出現(xiàn)縮孔、夾灰等鑄造缺陷，使鑄鐵蓋板骨架的加工成品率更低；加之鑄鐵蓋板骨架使用維護(hù)安裝工作量大、勞動(dòng)強(qiáng)度大，這些均為鋁合金回轉(zhuǎn)蓋板骨架的使用帶來機(jī)會(huì)。

1.1.2 鋁合金回轉(zhuǎn)蓋板骨架結(jié)構(gòu)

較早使用鋁合金蓋板骨架的幾家主機(jī)制造企業(yè)，鋁合金蓋板骨架截面結(jié)構(gòu)尺寸各有特點(diǎn)(如圖2所示)，蓋板骨架踵趾面連接塊的形式各有千秋。

目前，對(duì)應(yīng)鑄鐵蓋板骨架7mm筋的截面明顯加寬為約15 mm。這是因?yàn)椋孩?鋁合金骨架為擠壓件，如果仍采用T型結(jié)構(gòu)則擠壓過程中金屬液體的流動(dòng)性、冷卻速度的快慢將會(huì)影響到蓋板骨架大平面的平面度；② 鋁合金擠壓工藝要求壁厚均勻才能擠壓出均勻一致的產(chǎn)品；③ 經(jīng)過CAE及理論分析，截面結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)骨架剛性的影響較大。

a) b) c) d)圖2 不同鋁合金蓋板骨架截面

1.2 受力后理論變形情況對(duì)比

根據(jù)回轉(zhuǎn)蓋板骨架受力及細(xì)長(zhǎng)桿件撓度計(jì)算，回轉(zhuǎn)蓋板骨架的最大撓度受到重力和梳理力影響，從而決定其使用過程中的變形量。

1.2.1受重力作用，蓋板骨架在y向變形量為：

y=(-5mL4)/384EJ

(1)

式(1)中，m為單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，L為蓋板骨架長(zhǎng)度，E為材料的彈性模量(鋁合金的彈性模量為6.9×104MPa，鑄鐵的彈性模量為2.06×105MPa)，J為蓋板的截面慣性矩(Jx，Jy)。

先計(jì)算不同鋁合金蓋板骨架截面在相同長(zhǎng)度(L=1280 mm)時(shí)的理論變形量，見表1。

表1 不同鋁合金蓋板骨架截面在相同長(zhǎng)度時(shí)的理論變形量(y向)

截面重力G/(N·mm-1)截面慣性矩Jy/mm4理論變形量ymax/mma)0.016 2549 7400.163b)0.014 2233 7330.210c)0.012 9738 2380.170d)0.018 2082 0100.112

如果材質(zhì)相同則彈性模量E相同，在同等條件下計(jì)算y向的最大撓度值表現(xiàn)為：d)

表1是在彈性模量E完全相同條件下的結(jié)果,據(jù)此可見結(jié)構(gòu)對(duì)撓度影響的趨勢(shì)。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于微量元素及擠壓工藝對(duì)鋁合金彈性模量E會(huì)有較大的影響；因此鋁合金材料配方和擠壓工藝都會(huì)對(duì)最終的彈性變形產(chǎn)生影響。如果彈性變形太大，使用過程中存在的梳理力和熱變形等可能發(fā)生回轉(zhuǎn)蓋板接針的風(fēng)險(xiǎn)；如果彈性變形太小、剛性太強(qiáng)，在梳理時(shí)對(duì)不同體積的纖維束的撕扯作用不同則會(huì)給纖維帶來?yè)p傷，對(duì)梳理功能也未必有利。

1.2.2蓋板骨架受梳理力作用，由均布載荷等截面梁的撓度方程，在寬度方向(x向)的變形量為[2]：

xmax=ql3(12L-71)/384EJ

(2)

式(2)中，q為平均梳理力，單位為N/mm；l為梳理力作用于蓋板骨架的長(zhǎng)度(1176 mm)；L為蓋板總長(zhǎng)度(1280 mm)。

平均梳理力：根據(jù)文獻(xiàn)[3]，第1根蓋板棉束為146只、梳理力為134.86 g/cm2，按線性計(jì)算則最大梳理力為0.306 N/mm。

取梳理力為0.36 N/mm時(shí)，計(jì)算上述不同鋁合金截面蓋板的橫向(x向)最大撓度值，見表2。

表2 不同鋁合金蓋板骨架截面在相同長(zhǎng)度時(shí)的理論變形量(x向)

截面截面慣性矩Jx/mm4理論變形量xmax/mma)398 6950.389b)262 6840.591c)245 0430.633d)351 4930.442

如果材質(zhì)相同則彈性模量E相同，在同等條件下計(jì)算x向的最大撓度值表現(xiàn)為：a)

從表2結(jié)果看出，通過高產(chǎn)梳棉機(jī)的纖維量越大、梳理負(fù)荷越大，產(chǎn)生的橫向變形也會(huì)增大。正常生產(chǎn)時(shí)的實(shí)際分梳點(diǎn)與空車時(shí)的隔距點(diǎn)是不同的，設(shè)計(jì)上機(jī)工藝時(shí)一定要考慮這些因素，避免接針造成的損失。

1.2.3以c)鋁合金蓋板為例與鑄鐵蓋板在其重力和梳理力作用下，進(jìn)行x，y向變形量對(duì)比(L=1020 mm)。

根據(jù)簡(jiǎn)單梁彈性變形的公式，在相同長(zhǎng)度和梳理力的條件下：y向的變形，鑄鐵蓋板骨架/鋁合金蓋板骨架=1.5；x向的變形，鑄鐵蓋板骨架/鋁合金蓋板骨架=1.05。蓋板端面示意見圖3，截面慣性矩對(duì)比見表3。

由表3可知，鑄鐵蓋板骨架更容易變形。上述計(jì)算均在單一力的作用下進(jìn)行，實(shí)際工作時(shí)的蓋板骨架不僅受重力和梳理力作用，同時(shí)蓋板骨架還受到鏈條或皮帶的拉力作用；但由于計(jì)算較為麻煩，在此不深入探討。

a) 鑄鐵 b) 鋁合金圖3 蓋板端面

表3 鋁合金蓋板骨架與鑄鐵蓋板骨架的截面慣性矩對(duì)比

蓋板骨架材料重力G/(N·mm-1)截面慣性矩Jx/mm4截面慣性矩Jy/mm4鑄鐵0.033 4381 02120 469鋁合金0.012 97245 04438 238 說明:為便于計(jì)算,Jx,Jy值是在鑄鐵蓋板骨架相同截面結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù),不考慮鏈條連接部分強(qiáng)度增加情況。

2 溫度變化對(duì)蓋板骨架的影響

回轉(zhuǎn)蓋板受熱將伸長(zhǎng)，伸長(zhǎng)的蓋板由于梳理力的作用沿y向發(fā)生變化。因溫度升高的蓋板長(zhǎng)度變化量為：△L=△T×α×L，式中△T為溫度變化量，α為不同材質(zhì)熱膨脹系數(shù)，L為蓋板長(zhǎng)度。

筆者曾對(duì)包覆了彈性針布的回轉(zhuǎn)蓋板在不同溫度下的變化情況進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)隨著溫度的變化蓋板大平面的平面度也發(fā)生了改變。

為解決蓋板骨架熱變形帶來的問題，不同梳棉機(jī)處理方法不同，如C70型通過改變蓋板骨架本身靜態(tài)形狀達(dá)到工作態(tài)時(shí)的要求[4](如圖4所示)；也有廠家為防止熱變形而引起接針增加溫度檢測(cè)，等。

a) 非生產(chǎn)狀態(tài)正常蓋板

b) 生產(chǎn)狀態(tài)受熱蓋板

鑄鐵或鋁合金蓋板骨架的材料性能見表4。

表4 鑄鐵或鋁合金蓋板骨架的材料性能

蓋板骨架材質(zhì)彈性模量/MPa熱膨脹系數(shù)(×10-6)/℃鑄鐵1.15×105～2.06×1059.2～11.8鋁合金6.9×10423.7

從表4可知：鋁合金比鑄鐵的熱膨脹系數(shù)大很多；如果在分梳過程中產(chǎn)生相同的溫度變化，鋁合金蓋板骨架比鑄鐵蓋板骨架的變形大。

以長(zhǎng)度為1280 mm的蓋板骨架為例，進(jìn)行變形量計(jì)算：當(dāng)溫度升高5 ℃時(shí)，鑄鐵蓋板骨架長(zhǎng)度變化量為0.064mm，鋁合金蓋板骨架長(zhǎng)度變化量為0.152 mm。

從上面計(jì)算可知，同樣長(zhǎng)度的蓋板骨架溫升相同時(shí)，鋁合金材質(zhì)的變形量遠(yuǎn)大于鑄鐵材質(zhì)的變形量。這就對(duì)終端用戶提出了要求：什么樣的工藝適合什么機(jī)型，切不可把鑄鐵蓋板骨架的工藝應(yīng)用于鋁合金蓋板骨架。

3 不同蓋板骨架踵趾面對(duì)比

3.1 鑄鐵蓋板骨架踵趾面

3.1.1 鑄鐵回轉(zhuǎn)蓋板與錫林轉(zhuǎn)向相反的受力分析

鑄鐵蓋板骨架的基體與踵趾面采用整體形式，材料為HT200型或QT400型，鑄鐵對(duì)鑄鐵的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為0.17；正常情況下，鑄鐵蓋板骨架的使用壽命為8 a～10 a，其壽命周期內(nèi)需修1～2次踵趾面，要求嚴(yán)格的公司可能會(huì)多修幾次。鑄鐵回轉(zhuǎn)蓋板與錫林轉(zhuǎn)向相反時(shí)的受力分析見圖5。

圖5 鑄鐵回轉(zhuǎn)蓋板與錫林轉(zhuǎn)向相反的受力分析

圖中：F為蓋板鏈條對(duì)回轉(zhuǎn)蓋板的拉力；N1，N2為曲規(guī)對(duì)回轉(zhuǎn)蓋板骨架踵趾面的支承力；Ff為回轉(zhuǎn)蓋板骨架踵趾面與曲規(guī)之間的摩擦力；q為梳理力；G為回轉(zhuǎn)蓋板重力(G所在中心為回轉(zhuǎn)蓋板質(zhì)心)；Na為鏈條質(zhì)量對(duì)蓋板的壓力。

根據(jù)物體平衡條件：∑F=0，∑M=0。

對(duì)于鑄鐵回轉(zhuǎn)蓋板，要想保持平衡則勢(shì)必增大N1，即為抵消蓋板反轉(zhuǎn)而由曲規(guī)對(duì)趾面的作用力。由于鏈條傳動(dòng)力臂L較大，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩相應(yīng)較大、N1趾面處的磨損也較大，隨著磨損加大則踵趾差隨之減小，梳理隔距點(diǎn)會(huì)前移，梳理質(zhì)量可能受影響，因?yàn)橐话闵w板針布踵面密度大，如果隔距點(diǎn)前移，蓋板寬度范圍內(nèi)的隔距由大到小再到大，踵面密區(qū)與錫林隔距反而變大,纖維受梳就受影響。

3.1.2 鑄鐵回轉(zhuǎn)蓋板與錫林轉(zhuǎn)向相同的受力分析

鑄鐵回轉(zhuǎn)蓋板與錫林轉(zhuǎn)向相同時(shí)的受力情況如圖6所示，抵消F力臂的位置在踵面，應(yīng)是踵面的磨損較大。隨著踵面的磨損，踵趾差會(huì)越來越大，踵面為隔距點(diǎn)，隨著磨損的增加，蓋板可能出現(xiàn)接針。因此當(dāng)使用鑄鐵回轉(zhuǎn)蓋板的梳棉機(jī)發(fā)現(xiàn)踵趾面磨損后，應(yīng)及時(shí)修復(fù)。

圖6 鑄鐵回轉(zhuǎn)蓋板與錫林轉(zhuǎn)向相同的受力分析

3.2 鋁合金蓋板骨架踵趾面

由于鋁合金不耐磨，鋁合金蓋板骨架的踵趾面就不能采用鋁合金制造，常用踵趾面結(jié)構(gòu)如下。

3.2.1 與鑄鐵蓋板骨架類似的踵趾面結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)常用的踵趾面材料，有GCr15(熱處理)、45鋼(熱處理)、1Cr13及非金屬材料等。分析鋁合金蓋板與鑄鐵蓋板的傳動(dòng)方式，可知鋁合金蓋板骨架的踵趾面材料一定要與曲規(guī)材料同時(shí)考慮，即對(duì)摩擦副的研究是鋁合金蓋板骨架研究的重點(diǎn)。

鋁合金蓋板骨架的受力分析見圖7，圖中字母釋義同圖5。

圖7 鋁合金蓋板骨架的受力分析

根據(jù)受力圖，由于皮帶拉力和梳理力產(chǎn)生的扭矩較小，鋁合金回轉(zhuǎn)蓋板骨架踵趾面中趾面磨損稍大，踵趾兩面的磨損差異比鑄鐵蓋板骨架小。

由于曲規(guī)一般采用具有自潤(rùn)滑性能的HT200型鑄鐵或球墨鑄鐵，因此踵趾面材料對(duì)磨損的影響更嚴(yán)重些。粉末冶金、GCr15、45鋼、1Cr15、陶瓷、高碳鋼等都曾用作鋁合金蓋板骨架踵趾面材料，而采用鋁合金蓋板骨架的梳棉機(jī)一般為高產(chǎn)梳棉機(jī)，梳理纖維量的增加以至蓋板長(zhǎng)期處于高負(fù)荷狀態(tài)，尤其后區(qū)蓋板上的纖維尚未梳理成單纖維狀，梳理力更大，再加上現(xiàn)代高產(chǎn)梳棉機(jī)機(jī)幅加寬、梳理過程中幅寬方向隔距差異大，導(dǎo)致蓋板受力也有較大差異，蓋板踵趾面的磨損更快，內(nèi)外差異更大。

3.2.2 踵趾棒結(jié)構(gòu)

踵趾棒代替踵趾面使面接觸改變?yōu)榫€接觸，其接觸面明顯減小、蓋板傳動(dòng)力矩也減小。但是，如果單由GCr15軸承鋼與鑄鐵曲規(guī)摩擦接觸則其摩擦因數(shù)太大，即使增加潤(rùn)滑仍由于踵趾棒儲(chǔ)存摩擦劑的能力有限，工作過程中會(huì)發(fā)出尖銳的摩擦聲，同時(shí)踵趾棒磨損很快。為此，在曲規(guī)上增加聚四氟乙烯或其他非金屬導(dǎo)帶與踵趾棒接觸，可明顯提高踵趾棒的使用壽命，且由于聚四氟乙烯屬光滑耐磨損材料，可與踵趾棒磨損同步，使用周期約為5 a～8 a。

3.2.3 滾動(dòng)軸承踵趾面

滾動(dòng)軸承踵趾面如圖8所示。用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，盡管可提高踵趾面的使用壽命，但會(huì)帶來其他問題。

圖8 滾動(dòng)軸承踵趾面

安裝滾動(dòng)軸承的這種鏈條受力方式與鑄鐵蓋板鏈條傳動(dòng)基本一樣，對(duì)于與錫林運(yùn)行方向相反的運(yùn)行方式則趾面受力大，但因軸承與曲規(guī)接觸的軸承表面硬度高、接觸面小，其壓強(qiáng)較大而使曲規(guī)易于磨損，當(dāng)張力不合適或保養(yǎng)不到位的時(shí)間久了，曲規(guī)表面則會(huì)形成犁溝。同時(shí)，由于軸承的外圓柱面較窄，曲規(guī)表面粘附的塵雜不能被滾動(dòng)軸承帶走而粘附在曲規(guī)表面，尤其是高含雜原料使曲規(guī)表面更容易積塵，從而影響到回轉(zhuǎn)蓋板—錫林隔距的準(zhǔn)確性。

3.2.4 可更換的非金屬材料踵趾面

非金屬材料踵趾面在回轉(zhuǎn)蓋板上的應(yīng)用也是基于踵趾面易磨損而設(shè)計(jì)的，當(dāng)踵趾面磨損后能簡(jiǎn)單地進(jìn)行更換，以代替對(duì)踵趾面的修磨。這種踵趾面更換方式，只有立達(dá)公司的C60/C70型梳棉機(jī)在用。由于踵趾面精度要求高，非金屬材料踵趾面更換之后必須經(jīng)過專業(yè)修磨才能達(dá)到使用要求，這就給使用帶來難度；不是所有用戶廠都有修磨踵趾面的技術(shù)，加之非金屬材料踵趾面的修磨難度大、精度難以保證，其應(yīng)用有待進(jìn)一步研究。

3.3 踵趾面磨損原因分析

3.3.1 蓋板骨架磨損規(guī)律

一般接觸材料的磨損規(guī)律，如圖9所示。

圖9 接觸材料磨損規(guī)律

回轉(zhuǎn)蓋板骨架踵趾面的磨損規(guī)律也如此，常見回轉(zhuǎn)蓋板骨架踵趾面與曲規(guī)間的摩擦副見表5。

表5 常見回轉(zhuǎn)蓋板骨架踵趾面與曲規(guī)間的摩擦副摩擦因數(shù)對(duì)比

摩擦副摩擦因數(shù)尼龍與Q235-A0.023GCr15與聚四氟乙烯(潤(rùn)滑)0.04045鋼與鑄鐵(潤(rùn)滑)0.080鑄鐵與鑄鐵(潤(rùn)滑)0.070

為減小摩擦力、降低能耗，應(yīng)盡量選用摩擦因數(shù)小的摩擦副。

對(duì)于鑄鐵蓋板骨架，一般壽命周期內(nèi)(約8 a)的前4 a需要修磨踵趾面，修磨后的磨損比新蓋板的磨損更快，一般為2.0 a～2.5 a需要再修磨1次，8 a后踵趾面已基本磨平、無法再修只能報(bào)廢。鋁合金蓋板骨架，因鋁合金基體材料硬度問題，第1次更換彈性蓋板針布時(shí)，其大平面的平面度變化不大，只是會(huì)在大平面中部位置看到有針布的壓痕，主要原因是在梳理過程中的彈性針布受力對(duì)大平面基體的微動(dòng)沖擊而產(chǎn)生。第2次包蓋板針布時(shí)，大平面可能產(chǎn)生允許范圍內(nèi)的變形，其踵趾面也需要進(jìn)行輕微修復(fù)。這是因?yàn)?，進(jìn)入梳理區(qū)的纖維塊大小存在一定的離散性，纖維塊對(duì)回轉(zhuǎn)蓋板有一定的沖擊使其產(chǎn)生擺動(dòng)，造成4個(gè)踵趾面磨損的不一致。第3次更換針布時(shí)，大平面的變形已經(jīng)使蓋板平面度不合格而需要修刮，同時(shí)踵趾面需要整體修復(fù)或更換。

3.3.2 影響鋁合金蓋板骨架踵趾面耐磨性的因素

3.3.2.1 踵趾面、曲規(guī)的材質(zhì)及其摩擦因數(shù)

一般金屬材料的耐磨性由其硬度決定，硬度反映材料抵抗物料壓入表面的能力，硬度越高則磨損越小、耐磨性就越高。鑒于不同材質(zhì)物體間的摩擦因數(shù)不同，對(duì)于踵趾面磨損問題應(yīng)考慮其摩擦副的摩擦因數(shù)。

如果選用鑄鐵材質(zhì)的曲規(guī)，選擇的踵趾面材料與鑄鐵的摩擦因數(shù)宜小。如果曲規(guī)磨損，同樣存在回轉(zhuǎn)蓋板—錫林隔距變化問題。

材料的塑性和韌性對(duì)磨損的影響也很大。塑性大、韌性強(qiáng)，表明材料可吸收的能量大、反復(fù)變形能力大，不易形成疲勞剝落，即耐磨性好。當(dāng)物體有硬度、沒韌性時(shí)，其材料易剝落，再硬也顯示不出耐磨；有韌性、沒硬度，則材料抵抗不了硬物料的“犁削”，也不耐磨，這是采用非金屬曲規(guī)導(dǎo)帶和回轉(zhuǎn)蓋板骨架采用非金屬踵趾面的原因。

3.3.2.2 踵趾面、曲規(guī)的表面粗糙度

在接觸應(yīng)力一定的條件下，物體的表面粗糙度值越小則其抗疲勞耐磨損能力越高；當(dāng)表面粗糙度值小到一定程度時(shí)，一對(duì)摩擦副抗疲勞、耐磨損的能力極大改善。為此，選擇踵趾面表面粗糙度Ra值為1.6 μm，而踵趾棒表面粗糙度Ra值為0.8 μm，曲規(guī)表面粗糙度Ra值為1.6 μm。

3.3.2.3 曲規(guī)夾雜物等鑄造缺陷加劇踵趾面的磨損

金屬材料的鑄鐵曲規(guī)和踵趾面，鑄造或冶煉過程中存在的夾雜物也會(huì)對(duì)磨損產(chǎn)生較大影響。

3.3.2.4 曲規(guī)表面的清潔程度及蓋板潤(rùn)滑情況影響踵趾面的磨損

如果原料中塵雜較多，尤其是機(jī)采棉中夾雜沙石、硬籽殼等一旦進(jìn)入曲規(guī)表面而被踵趾面帶入接觸區(qū)，這些硬物成為磨料就會(huì)對(duì)踵趾面產(chǎn)生磨損。

回轉(zhuǎn)蓋板踵趾面的潤(rùn)滑情況對(duì)磨損也有較大的影響。

4 兩種回轉(zhuǎn)蓋板工作狀態(tài)對(duì)梳理效果的影響

鑄鐵蓋板骨架傳動(dòng)鏈條的鏈片是剛性體，工作時(shí)兩根蓋板間形成較為穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)：當(dāng)用手指按兩根蓋板筋肋時(shí)，只要蓋板踵趾面與曲規(guī)接觸良好則基本無任何反應(yīng)；當(dāng)踵趾面有翹曲時(shí)則會(huì)有輕微的抖動(dòng)。在梳理纖維的過程中，錫林-回轉(zhuǎn)蓋板之間的原料對(duì)蓋板的作用力不容易使其產(chǎn)生擺動(dòng)，相當(dāng)于纖維硬性通過錫林—回轉(zhuǎn)蓋板之間時(shí)的梳理較為充分，但能耗會(huì)較高。鋁合金蓋板骨架則不同，鋁合金蓋板由皮帶柔性連接，即便皮帶張緊力較大、施加同樣的外力，回轉(zhuǎn)蓋板也很容易發(fā)生傾斜，尤其是紡長(zhǎng)絨棉或長(zhǎng)纖維的原料時(shí)給予蓋板的作用力能夠使其發(fā)生輕微的擺動(dòng)；另一方面，因鋁合金蓋板骨架連接結(jié)構(gòu)的不同會(huì)自動(dòng)“退讓”，這樣在梳理過程中產(chǎn)生的梳理力較小，而梳理效果相對(duì)稍差，因此在生產(chǎn)超細(xì)號(hào)紗時(shí)，鑄鐵蓋板具有一定的優(yōu)勢(shì)。

5 兩種回轉(zhuǎn)蓋板清潔方式對(duì)比

回轉(zhuǎn)蓋板反向運(yùn)轉(zhuǎn)的分梳效果優(yōu)于蓋板同向運(yùn)轉(zhuǎn)，這在業(yè)內(nèi)已有共識(shí)；因此主流梳棉機(jī)鋁合金蓋板運(yùn)轉(zhuǎn)方式多采用反向形式。鋁合金蓋板反向運(yùn)行時(shí)的最大問題是蓋板清潔問題。下面對(duì)比分析鑄鐵蓋板和鋁合金蓋板均逆向運(yùn)行時(shí)的清潔效果。

鑄鐵回轉(zhuǎn)蓋板靠鏈條傳動(dòng)，兩根蓋板之間由鏈片支撐(為保證回轉(zhuǎn)蓋板運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，蓋板與蓋板螺釘之間可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng))，當(dāng)回轉(zhuǎn)蓋板運(yùn)行到清潔區(qū)，在大毛刷與回轉(zhuǎn)蓋板接觸清潔的過程中，毛刷尖對(duì)回轉(zhuǎn)蓋板有一定的推力作用；由于蓋板沉重使繞蓋板螺釘旋轉(zhuǎn)的重力矩大，鑄鐵蓋板趾端針布一般不會(huì)發(fā)生擺動(dòng)，而且重力矩使清潔點(diǎn)彈性針布的針尖向上，使針尖清理得較為干凈。

而鋁合金回轉(zhuǎn)蓋板由皮帶傳動(dòng)，相鄰兩根蓋板之間無約束，當(dāng)用兩手按相鄰兩蓋板骨筋肋處時(shí)蓋板很輕松就可以擺動(dòng)。同樣道理，在大毛刷與回轉(zhuǎn)蓋板接觸清潔的過程中，大毛刷在刷蓋板時(shí)，因皮帶的柔性連接使大毛刷與回轉(zhuǎn)蓋板彈性針布有交叉，毛刷尖對(duì)回轉(zhuǎn)蓋板清潔過程中也有一定的推力作用。為保證回轉(zhuǎn)蓋板順利移動(dòng)，進(jìn)入清潔區(qū)的回轉(zhuǎn)蓋板上部的壓板與托持板間存在間隙，毛刷的推力使回轉(zhuǎn)蓋板發(fā)生擺動(dòng)，擺動(dòng)的結(jié)果使回轉(zhuǎn)蓋板針布入口處尚未清潔干凈就移出清潔區(qū)，因此鋁合金回轉(zhuǎn)蓋板入口處殘留的短絨和塵雜較鑄鐵蓋板多。

回轉(zhuǎn)蓋板上針布的清潔程度對(duì)纖維的梳理、尤其對(duì)細(xì)特原料、細(xì)號(hào)紗等要求高的紗線質(zhì)量有一定影響，因此用戶對(duì)回轉(zhuǎn)蓋板上針布的清潔非常重視。常看到維修工人爬到梳棉機(jī)罩殼上對(duì)回轉(zhuǎn)蓋板用刷子進(jìn)行清潔，除其安全性外，工作量也很大；也有企業(yè)采用清潔刷二次刷蓋板進(jìn)行清潔，也是當(dāng)今較為合適的辦法。

6 結(jié)語(yǔ)

6.1根據(jù)梳棉機(jī)回轉(zhuǎn)蓋板受力情況以及細(xì)長(zhǎng)桿件撓度計(jì)算，同樣長(zhǎng)度的回轉(zhuǎn)蓋板，其截面結(jié)構(gòu)決定了梳理狀態(tài)下的變形量。

6.2溫升相同時(shí)，由于鋁合金骨架變形量遠(yuǎn)大于鑄鐵骨架變形量，由此切不可把鑄鐵蓋板的工藝應(yīng)用于鋁合金蓋板。

6.3研究鋁合金骨架踵趾面材料一定要與曲規(guī)材料同時(shí)考慮；由于傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的原因，鋁合金骨架踵趾兩面的磨損差異比鑄鐵蓋板小。

6.4影響鋁合金蓋板骨架踵趾面耐磨性的主要因素有：踵趾面材質(zhì)、曲規(guī)材質(zhì)及摩擦因數(shù)，踵趾面與

曲規(guī)表面粗糙度，曲規(guī)夾雜物、踵趾面的潤(rùn)滑效果以及曲規(guī)表面的清潔程度。

6.5設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)更多關(guān)注蓋板骨架結(jié)構(gòu)及受熱情況對(duì)蓋板長(zhǎng)度尺寸的影響、關(guān)注踵趾面或曲規(guī)的材料和這對(duì)摩擦副的摩擦性能，提供客戶合適的活動(dòng)蓋板。

紡紗企業(yè)應(yīng)更多關(guān)注蓋板骨冷熱車狀態(tài)時(shí)隔距的變化、踵趾面的潤(rùn)滑及清潔，設(shè)計(jì)合理的上機(jī)工藝，同時(shí)做好設(shè)備維護(hù)，車間溫濕度控制，以使梳棉機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，取得穩(wěn)定的紡紗質(zhì)量。