魏佳力

(石家莊常山恒新紡織有限公司，石家莊 050035)

0 引言

紡紗過程中，膠輥在搖架的壓力下產(chǎn)生彈性變形，并通過羅拉主傳動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，防止纖維的運動擴散，以保證牽伸的正常進行。隨著紡織技術(shù)進步和發(fā)展，國內(nèi)越來越多的紡紗企業(yè)以生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品為導向，如生產(chǎn)混紡、化纖、色紡、加絲、麻紡、賽絡紡、賽絡集聚紡等產(chǎn)品，對膠輥、膠圈性能要求比普通產(chǎn)品更高。膠輥、膠圈應具有適當?shù)挠捕群蛷椥?，耐磨性好，運行變形小，使用壽命長，抗纏防繞作用良好，耐油、耐老化和吸放濕性好等特性，還應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

流程項目檢驗項目質(zhì)量要求檢驗手段挑檢軸承鐵芯間隙不允許過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間/h24目視細磨大小頭徑差/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過多或過少應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

流程項目檢驗項目質(zhì)量要求檢驗手段挑檢軸承鐵芯間隙不允許過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間/h24目視細磨大小頭徑差/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過多或過少應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

流程項目檢驗項目質(zhì)量要求檢驗手段挑檢軸承鐵芯間隙不允許過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間/h24目視細磨大小頭徑差/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過多或過少應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號的大氣孔砂輪，磨削量為0.2 mm～0.3 mm；磨削量過大，膠輥的磨礪熱量不易散發(fā)，會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，則有可能導致膠輥接觸砂輪后回轉(zhuǎn)不靈以至啃傷。

1.2.2 細磨(精磨)膠輥

細磨(精磨)膠輥可選用粒度為80～100號的大氣孔砂輪，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，一般滲透層厚度約為0.2 mm。在施涂料前，應先對膠輥進行熱處理，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，還延長使用壽命。熱處理膠輥時涂料用量不宜過多，涂層應薄且均勻，上涂料速度要快(因涂料的滲透力強，速度過慢會導致滲透涂層不勻)，以減少膠輥間差異，達到表面光而不亮、爽而不繞、燥而不脫的要求。尤其精梳、并條膠輥應在磨礪剛完成、膠輥表面有一定溫度時，及時進行涂料處理的效果更佳。

當膠輥間與車間溫濕度差異較大時，膠輥應在烘房內(nèi)預熱0.5 h后再上車；若無烘房，可將膠輥提前放在車間內(nèi)恒溫0.5 h后上車使用，以減少開車時纏花或粘帶問題。

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對化學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。

膠輥經(jīng)涂料處理后的動摩擦因數(shù)增大，有利于對纖維的握持及改善成紗條干均勻度，但摩擦因數(shù)過大，易產(chǎn)生靜電致使膠輥繞花增加，影響生產(chǎn)生活。實踐表明，混紡或化纖品種用膠輥表面處理時，應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的涂料，通過合理配比和化學反應，將膠輥表面的空隙填滿，使膠輥表面光滑細膩、涂層牢固，達到光、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)量并能延長膠輥壽命[3-4]。

如OASIS型涂料滲透性強，施于膠輥表面的涂層均勻度高，在使用板涂處理時可很好地降低機械波；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、出硬頭的概率；且處理后的膠輥表面不起膜，在紡紗指標允許的情況下，可將涂料配比濃度增大，達到延長膠輥使用壽命的目的，尤其適紡細號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，尤其對條干CV值及粗、細節(jié)改善明顯；但如果搖架壓力不足，這種雙重處理會增大牽伸不開的概率。

2 膠輥紡紗應用體會

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度比高硬度膠輥的長，從而有利于握持纖維；紡紗時應采取適當加壓力(不宜過大)，采用小隔距、緊鉗口工藝，紡紗效果好且有利于減少機械磨損及能源消耗；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，對改善成紗條干水平、降低紗疵有顯著效果。原料及紡紗號數(shù)不同，紡中號混紡或純化纖品種時，應選用邵爾A硬度為68度～75度膠輥，對提高成紗質(zhì)量、延長使用壽命、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

精梳機速度不同，選用的分離膠輥和牽伸膠輥硬度也應不同，具體見表4。

表4 精梳機不同速度選用的膠輥硬度

精梳機速度/(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

并條機輸出速度不同，選用膠輥硬度也應不同，具體見表5。

表5 并條機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)對比見表6。

3 膠圈

3.1 膠圈質(zhì)量要求及檢測

膠圈質(zhì)量要求及檢測方法見表7。

表6 3種不同硬度膠輥的成紗質(zhì)量及膠輥狀態(tài)對比

邵爾A硬度/度成紗質(zhì)量指標膠輥狀態(tài)CV/%細節(jié)粗節(jié)棉結(jié)個·km-1毛羽HCVb/%耐磨/月防纏384錠每周每臺損壞率/%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)量要求及檢測方法

項目允許偏差a/mm檢查方法膠圈內(nèi)周長(d為38～75)a±0.6普通計量器具膠圈寬度 0-0.5普通計量器具同只膠圈厚度(d>38)a±0.03百分表同臺膠圈厚度差異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《紡紗機械用膠圈》。

3.2 膠圈選用要點

采用雙膠圈牽伸，應選擇具有較低硬度、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，以有利于對纖維的握持控制和延長膠圈的使用壽命。膠圈彈性搭配應采用上圈高下圈低、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，防止膠圈運行不穩(wěn)造成牽伸不開、打頓、后區(qū)須條打彎等問題產(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)應適宜，外表面則應盡量小。若膠圈外表面摩擦因數(shù)較大，則會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被須條帶走形成粗節(jié)。

膠圈內(nèi)層摩擦因數(shù)較大時，其通過銷子處產(chǎn)生的摩擦阻力致使膠圈顫動以致上、下膠圈間隙發(fā)生變化，造成牽伸紗條粗細不一、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加大，又能在銷子表面作自由平滑運轉(zhuǎn)，對防止中羅拉與膠圈的滑溜、呆滯、吊圈、跑偏等問題起改善作用，對膠圈在牽伸過程中的穩(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、損耗率低。應注意的是，使用內(nèi)花紋膠圈時應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，當膠圈的整體厚度大于1 mm時，張力過緊可能會出現(xiàn)后區(qū)須條打彎而造成上、下膠圈不同步問題，這是由于花紋會增加膠圈厚度所致。

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。過窄，兩邊易嵌入飛花，影響膠圈的正常回轉(zhuǎn)；過寬，則膠圈在運轉(zhuǎn)中易同膠圈架碰撞摩擦，造成膠圈回轉(zhuǎn)不靈、打頓，上銷卡住抖動等問題。

實踐應用中按“上圈薄、下圈厚”進行配置使用，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，同臺偏差應不大于0.05 mm，同只偏差應不大于0.03 mm。

4 膠輥膠圈的維護保養(yǎng)

膠輥、膠圈運行使用一段時間后，會出現(xiàn)表面粗糙、起槽、斷裂、破損，以及沉積有棉蠟、糖分、油脂等問題，導致其摩擦因數(shù)增大，不僅影響正常運行，還會造成紗疵和斷頭增多的問題。

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)，必須按照周期對其進行調(diào)換、清洗和保養(yǎng)，使膠輥、膠圈表面清潔，彈性得到恢復(彈性恢復須停放15 d～30 d)，防止運轉(zhuǎn)疲勞和早期老化龜裂；還應注意避光存放、避免靜止狀態(tài)下曝光，防止再次上車使用時出現(xiàn)機械波等質(zhì)量問題。

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)量對比見表8。

表8 膠輥表面清洗前后成紗質(zhì)量對比

指標CV/%-50%細節(jié)+50%粗節(jié)+140%棉結(jié)+200%棉結(jié)個·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，色紡品種在機清洗膠輥后，紗疵、錠間差異顯著改善。

5 結(jié)語

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的周期管理措施，才能滿足棉紡環(huán)錠細紗機高速化、自動化的生產(chǎn)要求。