无锡二橡胶股份有限公司 邵焕 陈亮 樊世庆
纺纱是系统性工程,由多个工序工段连续结构而成。在传统环锭纺中,精梳、并条、粗纱、细纱都要使用胶辊、胶圈
。纤维经过10—13只胶辊、4—5只胶圈,才能成为纱线。在这个系统中,对任何一道工序的器材都不能忽视,这是因为:其一,前道工序的质量对后道工序的质量有很大制约作用,前道工序若有一台设备出现问题,就影响后道一大片;其二,在纺纱机械高速度条件下,纱疵出现的时间变短,在单位时间内出现的质量问题,比低速机械严重;其三,对每道工序精心配置优良的关键性器材,前道保后道,将对质量起到促进作用。因此,胶辊、胶圈生产企业和使用企业都必须重视其系统的组合优势问题。
1 重视组合优势是纺纱技术和管理进步的需要
当前纺纱机械高速化已是重要的技术趋势,以先进的进口机械和国产新型机械为例,精梳机速度从160钳次/min提高到400钳次/min;并条输出速度从不足200m/rain提高到600m/min,有的机型已达800-1000m/min;粗纱机锭速从400r/min提高到1000—1200r/min,最高值1500r/min;细纱机锭速从10000—12000r/min提升到20000r/min甚至高达25000r/min。精、并、粗、细全面增速。同时机电一体化、计算机自动控制的大量采用,机械制造精度大幅提高,需要有优良器材全面精心配合,而不是仅仅在某个工序、某个环节使用优良器材,才能保证机械技术优势的全面、全流程的发挥。
随着纺织企业管理不断进步,设备自动化程度不断提高,我国纺织工业降低成本道路从单纯低劳力费用降本,走向技术降本和费用降本相结合的道路。以无锡一棉为例:万锭用人最早为300多人,4年前为150人左右,通过引进和改造,设备自动化程度极大提高,全厂运用计算机联网管理,实现无纸化、信息化、网络化,现在万锭用人不足50人,先进车间已达35人,1个女工看30台细纱机。胶辊间全套引进贝克公司自动化设备,13万锭仅用1台磨辊机,2个人。纺织企业用工的减少也要求全流程优良器材的配合,以降低器材故障及质量问题的发生,减少处理故障的工时。
胶辊胶圈是很关键的器材,是影响成纱质量的重要因素,它的作用也受到机械水平、其它牵伸部件及管理、工艺等因素的制约。例如在相关牵伸部件中:加压元件、罗拉、轴承、铁芯、传动齿轮、胶圈上下销、横动装置,集棉器、吸棉装置等等的技术水平,质量状况、维护保养状态,都会对胶辊胶圈的工作状态产生重大影响。因此,要有优势器材的组合才能充分发挥优势。
2 精、并、粗、细胶辊全流程铝衬表面不处理化是优势组合的趋势
先进纺织机械速度高,加压重,对胶辊胶圈带来三方面新问题:
a)工作温度上升。橡胶体工作中产生的热量与工作速度、受压力,以及摩擦量有关,如并条胶辊,在出条速度200-250m/min,牵伸压力320N时,表面温度30—45cC,出条速度300—330m/min.牵伸压力330N时,表面温度46—51℃,出条速度380—400m/min,牵伸压力600N时,表面温度52—57℃,当出条速度增至600m/rain时,表面温度可达62℃左右。胶体则遇到较大的压力形变和热内耗,在高压高速条件下,单位时间内胶辊形变数增多,橡胶分子链容易因不断快速蠕变而僵硬;应热力作用下,橡胶分子“内耗”增大,滞后现象增重,使胶体老化,弹性破坏表现更明显。
b)摩擦量增加。高速度条件下,单位时间内纤维通过胶辊胶圈的数量增加,纤维对胶辊胶圈的摩擦量增加,胶辊胶圈的磨耗增加,细纱机锭速从12000r/min提高到18000r/min,纤维摩擦量增多50%,如果前罗拉转速设定较低的话,纤维摩擦量还要增多,磨耗增大。
c)剥离力、剪切力增大。高速高压条件下,胶体的形变力大和形变次数多,胶辊与铁芯的结合面频繁地受到较大的剥离力和剪切力,容易出现脱离,发生脱壳和移位。
因此在高速高压条件下,胶辊胶圈在满足纺纱质量要求时,还必须形变较小,内耗较小,提高耐磨性,解决脱壳问题。而铝衬表面不处理胶辊正是解决问题优良途径。表面不处理胶辊采用极性较大的合成橡胶和先进的配方工艺,内耗小、弹性好、耐磨性强、性能稳定,铝衬结构(精梳并条胶辊也可采用包胶),是胶体和铝管直接硫化粘合,粘结性能好,一是抗剪切,剥离性能好,二是能避免套差引起的应力问题。
国外纺织厂精、并、粗、细工艺全程表面不处理铝衬胶辊高速、高效、优质、稳定,国内一些先进的纺织企业也开始采用。河南濮阳三强棉纺公司,在精梳、并条、粗纱、细纱上采用铝衬表面不处理胶辊后,JCl5.3tex针织纱精梳条干下降0.87,并条条干下降0.4,粗纱条干下降1.91,细纱条干下降0.54,达到乌斯特2001公报5%水平。
无锡二橡胶经过多年的研究,己实现精、并、粗、细全程铝衬表面不处理胶辊的开发,精梳分离胶辊有65度的965A,73度的073,适用≤300钳次/min的精梳机;并条胶辊有84度的985,80度的980,分别适用于600m/min和≤400m/min的并条机;粗纱胶辊有75度的975,72度的078;细纱胶辊除原有的965、965A、963、960外,还推出纺涤棉的073,纺化纤的078。各地纺织企业的实践证明效果良好。
3 三胶辊牵伸是一种优势组台
在传统环锭纺中,细纱机、粗纱机均采用三罗拉牵伸,三罗拉牵伸的一个重要条件是弹性的握持钳口实现对纤维的控制。事实上,目前的三罗拉牵伸是不完全的弹性握持,前胶辊与前下罗拉,后胶辊与后下罗拉,因胶辊有较厚的橡胶体实现弹性握持,尤其是在前胶辊使用低硬度胶辊,后胶辊用中硬度胶辊,其强性握持的效果相当显著。但是上下中罗拉之间仅仅为二层胶圈,总厚在1.85-1.9mm,最大2mm,上、下罗拉均为刚性体,受压不变形,纤维在二层胶圈之间,与刚性体之间仅有0.85—1mm的弹性体。目前国内胶圈外层胶体标准试片硬度在邵氏60°—72°之间。橡胶硬度受到被测物工作厚度的影响。0.9mm厚胶圈包覆在罗拉上,实测硬度达到85°—90°左右。胶圈的工作硬度高和工作厚度薄,弹性变形量小,对纤维的握持和控制不理想,与低硬度的前胶辊、中硬度的后胶辊形成的前、后握持力不匹配。
针对这一情况,无锡二橡胶开发的890铝衬中胶辊为黑色,实物邵氏硬度94°—95°,出厂外径25.2mm,铝衬内径19mm、胶体厚度2.1mm,套制在6819轴承上替代6825中上罗拉铁辊。上胶圈包覆在890中胶辊上,形成3mm厚的弹性体,比中铁辊胶圈工作硬度下降2-3°,与下罗拉形成一硬一软的比较充分的弹性钳口,受压变形增加对下罗拉的包覆,钳口处对纤维纵向形成一段弧线、横向形成一曲面,与纱条表面的接触面增大,使边缘纤维受到较好的握持和控制。由于中胶辊表面摩擦系数大,对上胶圈的摩擦动力加大,使上胶圈运转稳定。同时由于上罗拉外径增大0.2 mm,胶圈受到适度的张力、胶圈运行平直、不易发生弯曲起拱现象。上下胶圈工作面贴紧,对纤维变速点,边缘纤维,弯钩纤维有较好的作用,有效提高成纱质量。
使用890铝衬中胶辊有下列优势。
a)由于弹性作用,上、下胶圈工作面接触更为贴合。使上下胶圈运转更稳定,同步性更好,降低了滑溜率,据嵩岳集团的报告,采用中胶辊后,上下胶圈滑溜率从2.37下降为0.87,标准差从0.525下降到0.283。说明不但滑溜率下降,而且运转的波动状况也有很大改善。
b)成纱质量得到较好改善,不但条干CV%水平提高,细节、粗节改善,而且条干锭间差明显降低,据江苏通裕纺织集团有限公司生产抽样和试验比较JT/C13tex纱。使用890中胶辊后,条干CVb%从2.61下降到1.57,细节从20降为13,粗节从85下降到75。安徽华茂公司使用结果表明条干、细节、粗节都有较好的改善。
c)使用890中胶辊后,消除了中铁辊生锈、铁辊表面粘结杂质飞花结块现象,在中罗拉有少量、微小杂质粘结情况下,能减小其危害的影响。
使用890中胶辊注意点:
890铝衬中胶辊运用竖式套辊套制,与细纱、粗纱铝衬套制方法相同。套制后要逐只检查,外径最好精磨一次,外径保持在25.1—25.15mm。必须防止中胶辊外径不一致,否则会影响锭差。由于890中胶辊胶体薄,硬度高,磨削时进刀量一定要小,磨削表面必须细腻光洁。表面用涂料笔涂处理,也可不作处理,但要视磨削及车间管理条件而定。
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