低硬度胶辊性能及应用

低硬度胶辊性能及应用

丁腈橡胶辊和橡胶圈是重要的纺织加工部件之一。胶辊、胶圈的应用是一门综合性的技术问题,对改善成纱质量非常重要。在长期生产实践中经过研究得知,在设备和工艺正常的状况下,纺织橡胶厂设计制造的丁腈胶辊与胶圈的内在质量优良稳定,纺织厂皮辊间制作精度高、胶辊胶圈维护保养良好和车间温湿度适宜等,对成纱质量的改善起着明显的主导作用。下面对胶辊、胶圈应用中应注意的技术问题作一论述。1中连接技术的核心1.1铁芯与胶管的配合丁腈胶辊的结构包括芯壳的配合、胶辊直径、胶辊宽度、包覆物厚度、胶管与铁芯的配合套差、圆整度及润滑条件七个方面。理想的牵伸胶辊必须具有优良的弹性,较小的压缩变形,优良的耐磨性,良好的抗静电性与吸放湿性,稳定的硬度及抗臭氧耐老化性能等。1.2橡胶辊与花司的质量关系1.2.1胶辊硬度的选择在一定范围内,胶辊的硬度与成纱条干呈正线性相关,即胶辊的硬度高,成纱条干CV值高,胶辊硬度低,成纱条干CV值低。但低硬度有一定的极限,并非越软越好,否则,适得其反。胶辊硬度与成纱强力呈负线性相关,即胶辊硬度高,单纱强力低;胶辊硬度低,单纱强力高。但在单强CV值方面,高弹性低硬度胶辊具有明显的优势。因此,在胶辊应用中必须注意胶辊硬度的选择,应视所纺品种而定:①纺纯棉和粘胶品种一般采用邵尔A55度～68度的高弹性低硬度胶辊;②涤棉混纺品种或其他化纤与棉的混纺品种(正常比例),一般采用邵尔A70度～75度的中弹性中硬度胶辊;③纺纯化纤品种、纯棉粗号纱和涤棉粗号纱(36tex～67tex),条卷、精梳、并条等牵伸胶辊及粗纱与细纱牵伸胶辊均采用邵尔A78度～邵尔A82度的中弹性中硬度胶辊;④毛纺、麻纺、绢丝纺采用邵尔A84度以上的高硬度胶辊。1.2.2试验用胶辊表面粗糙度表面不处理胶辊的摩擦因数最大。胶辊表面采用相同涂料和配比处理时,随着胶辊硬度降低,其表面摩擦因数增加。胶辊硬度低,动摩擦因数大,握持力强,从而有利于改善成纱条干均匀度。但动摩擦因数大时,在加压较重而车速较高的情况下,易产生静电,增加缠绕。对于变形材料的丁腈橡胶而言,摩擦力与摩擦因数的大小,直接同胶辊、胶圈的接触面积和表面粗糙度密切相关。接触面积大、表面粗糙度大,则表面摩擦因数和摩擦力就大,反之就小。因此,在确保握持力和成纱质量得到改善的前提下,应适当控制好胶辊表面的摩擦因数,有利于减少缠绕和降低成纱毛羽。软硬度胶辊表面的摩擦因数约为0.581～0.583,中硬度胶辊约为0.451～0.452。1.2.3硬度胶辊纱的制备无论何种胶辊,均是压力越大钳口握持长度就越大。在相同的加压条件下,低硬度高弹性胶辊的钳口握持长度大,有利于纤维的牵伸,降低成纱条干CV、毛羽及细纱断头。使用软硬度胶辊纺纱时,只要坚持适当加压、小隔距、紧钳口的工艺原则,就能取得良好的纺纱效果。不同硬度胶辊在不同加压下的钳口线宽度是大小不一致的。钳口线宽度以3.5mm为宜,过大则压力过剩,机物料消耗大;过小则压力不足,影响牵伸。低硬度胶辊加压以14daN/双锭为宜。1.2.4胶辊厚度对大直径充填法制作细纱的影响生产实践证明,胶辊壁厚在5mm以上时,其表面硬度正常,弹性良好,适纺性强;若壁厚在4.5mm以下时,胶辊表面硬度能达到设计要求,但弹性明显下降而且易变形;当胶辊逐渐磨砺变薄时,便造成偏心与凸点而影响成纱质量。而双层胶辊内骨架层的厚薄不匀则影响胶辊外层的厚薄不匀,在负荷运行时,产生应力不匀而引起胶辊表面的不平,导致钳口握持力的波动,造成粗节和细节的增加,使成纱条干均匀度恶化。在相同的加压条件下,采用大直径胶辊,可以获得较大的握持长度。若适当缩短胶辊的制作宽度,可增加胶辊与罗拉接触部分的压强,对增加握持长度有一定的积极效果,有利于降低成纱条干均匀度和细纱断头,并可明显地减少成纱毛羽。过大的工艺制作套差会引起胶管内层伸长率过大,导致胶辊内层应力的增大而造成胶辊的偏心变形,早衰龟裂老化,降低胶辊的使用寿命与纺纱性能。因此,在制作细纱胶辊时,一定要采用小套差工艺,废除大套差制作工艺。特别是制作软硬度胶辊和表面不处理胶辊时,严禁采用大套差制作工艺。胶辊制作套差与胶辊内壁伸长率之间的关系见表1。1.3高弹性低硬度胶辊在棉纺牵伸理论发展中,低硬度胶辊的出现非常有意义,它改善了罗拉钳口的握持特性,正确处理了纤维在牵伸过程中牵伸力与握持力、引导力与控制力之间相适应的问题。从理论上表现在四个方面:①握持力有所增大,而握持力不匀率相应减小;②罗拉钳口线相对比较稳定,前后移动小;③低硬度胶辊变形大,当前钳口稳定后移时,相对缩小了浮游区的长度,有利于控制浮游纤维的无序运动,当前钳口稳定前移时,减小了纺纱三角区,有利于捻度传递,增加了成纱强力,降低了细纱断头和成纱毛羽;④横向握持均匀,控制纤维能力强。高弹性低硬度胶辊在生产中的应用体现了五大特点:①对纤维须条控制均匀,成纱常发性纱疵少,条干均匀度好;②钳口握持面比中、高硬度胶辊好,对纤维控制能力强;③在同等加压条件下,低硬度胶辊同纤维的接触面积和握持力大于中、高硬度胶辊,能稳定牵伸,减少机械磨损和动力消耗,有利于降低企业生产成本;④有利于降低细纱断头和成纱毛羽;⑤回磨周期比中、高硬度胶辊短,加压过重时可增加胶辊缠绕,加快早衰老化龟裂,所以管理要求特别严格。1.4应该注意的是，制作橡胶桶时应注意一些问题1.4.1压圆整形时胶辊内部分嵌于芯壳表面,以减少或防止胶辊走移轴承铁壳或铁芯表面的清洁工作一定要认真仔细,做到干净无尘,以确保压圆整形后胶辊内层能部分嵌于芯壳表面的沟槽内,增加两者的抱合力,增强抵御运转中的横向冲击力,减少或避免胶辊脱壳、走移现象。1.4.2压圆整形时的整体使胶辊的套制与压圆整形是一关键工艺,必须精工细作。胶辊的套制关键是力求胶辊圆周端面受力垂直或均匀,尽量减小胶管套制后两端面被挤压后的应力差异及圆周被扩张后的拉伸状况差异,特别是不能出现肉眼能看到的端面圆周斜边,以保证压圆整形时圆周应力基本消除。生产实践表明,胶辊套制后的圆周应力差异是绝对存在的,只是大小与部位的不同而已,而消除应力差异只能采用压圆整形。压圆整形时胶辊必须与压圆机的上下辊紧密接触,并力求受力均匀。有时胶辊上车运转在较短时间内就出现了中凹、大小头及径向跳动等现象,绝大部分原因是由于胶管套制与压圆整形不良所造成,也有胶管“回性期”的定形与定性问题。因此,对单层和双层胶辊的制作,必须采用两次压圆整形工艺:一是套制胶管时的压圆整形;二是胶辊粗磨后的又一次压圆整形工作,务必认真执行。1.4.3精磨加工特别是对于不处理胶辊来说,粗磨和精磨水平的高低是确保胶辊内在质量及适纺性、稳定性的关键,必须重视胶辊磨砺技术水平的提高。胶辊粗磨量应控制在0.25mm～0.35mm,采用60粒/25.4mm砂轮。精磨采用80粒/25.4mm砂轮,第一次精磨的磨量应控制在0.10mm～0.15mm,第二次控制在0.05mm～0.08mm。精磨次数应控制在3个～6个往复内,确保胶辊表面的粗糙度Ra值达到0.5μm～0.8μm。精磨后胶辊直径允许公差应控制在0.04mm～0.00mm以内,确保同批胶辊的直径一致。1.5条件选择的原则胶辊表面的静摩擦因数应根据胶辊的硬度、吸放湿性、所纺纤维种类及纺纱的工艺条件(牵伸倍数、车速、加压及温湿度)来选择,以获得最佳钳口握持力和最小的摩擦静电荷为原则,一般控制在0.35～0.55范围内较为理想。纺化纤时应控制在0.35～0.40之间,纺纯棉品种时应控制在0.40～0.55之间。1.6da/双锭范围尤其对于表面不处理胶辊,工艺配置应注意:①前罗拉加压应控制在14daN/双锭范围内;②吸棉负压一般要求保持在490Pa以上;③导纱动程应控制在8mm～10mm;④前胶辊前冲3mm～4mm,有利于捻度传递,缩小无捻区,减少断头和毛羽。2胶圈配置原则胶圈必须具有良好的弹性和柔软性,适宜的硬度,准确的几何尺寸及优良的表面处理工艺,才能满足纺纱工艺的特殊要求。(1)胶圈的内层、中间强力线层和外层,必须确保“三位一体”,并具有良好的抗曲挠与抗拉强度,内径伸长率小而均匀,其内层(特别是下胶圈)摩擦因数要适宜,定伸强度要高,弹性和耐磨性要好。(2)纺织橡胶器材厂要合理选择并严格控制好上下胶圈内周长的下偏差值(上胶圈为0.20mm左右,下胶圈为0.40mm左右),这是确保上、下胶圈稳定同步牵伸,使引导力与控制力相适应,是增强适纺性和改善成纱质量的基础。胶圈配置原则是:①弹性上圈高、下圈低,外层高、内层低;②硬度上圈软、下圈硬,外层软,内层硬;③内径尺寸,上圈略松,下圈偏紧;④厚度上圈薄,下圈厚等原则进行配置。有利于摩擦力界的均匀分布。(3)胶圈表面粗糙度之优劣,对纤维运动控制和影响的敏感度比胶辊高,胶圈一定要具有优良的表面处理状况。(4)胶圈表面摩擦因数的要求:①上胶圈的表面摩擦因数应大于下胶圈,这是上胶圈内表面与小铁辊作滚动摩擦,与下胶圈间作滑动摩擦,是防止滑溜而正常牵伸运行的需要;②下胶圈内层表面有较高而又适宜的摩擦因数,这是为了便于中罗拉能稳定牵伸,减少滑溜,能稳定对上胶圈摩擦传动运行的需要;③上下胶圈外表面在确保对纤维须条握持控制良好的前提下,摩擦因数以尽量小些为好,这是为了减少静电的产生,减少缠绕和偶发性纱疵,有利于改善成纱质量的需要;④根据摩擦理论的要求,胶圈在正常的牵伸运行中,只有降低运行中的阻力,才能保证胶圈同步运转的稳定性,减少上、下胶圈同步运行中的差异而有利于生产的需要。因此,理想的丁腈胶圈,其内表面在销子的固定表面上(即曲率半径处)既能作自由滑动而无颤动现象,又有适当的摩擦因数(0.30～0.32)能被中罗拉带动,这是胶圈运行平稳的关键。3用丁腈橡胶辊表面处理3.1纱线的表面处理对胶辊表面进行生漆处理、酸处理、化学涂料处理及紫外线光照处理的主要机理是:在胶辊的表面加上一层覆盖物或是通过对化学键的断裂破坏,使其在胶辊的表面形成一层低分子的氧化层,经过这些表面处理后,达到增强胶辊的适纺性能。对胶辊表面进行各类涂料处理,是因为各类化学涂料中含有多种极性强的树脂与脂基,能同丁腈橡胶中的腈基交联固化成薄膜。渗透剂使涂料能渗透在橡胶的表层,形成柔性良好的分子链,使胶辊富有韧性,抗冲击、抗弯曲性与耐磨性好,并具有耐油、耐酸碱及耐臭氧等特性。涂料中的抗静电剂在胶辊表面形成薄膜,降低了胶辊表面的摩擦因数,减少了胶辊表面的粘附性和缠绕现象,使生产正常进行。生产实践证明:性能优良的纺纱牵伸胶辊,必须配以良好的表面处理工艺。选择适宜的、具有较好吸放湿性、抗静电性及耐磨性的涂料敷涂在胶辊的表面,通过涂料组分之间的合理配比和化学反应,将胶辊表面的空隙填满,使表面光滑细腻,涂层牢固,起到“光、爽、燥”的作用。使胶辊更好的发挥其纺纱效能,达到减少缠绕,稳定生产,提高适纺性能,改善成纱质量,延长胶辊使用寿命之目的。3.2混纺品种的选择对双组分涂料,纺纯棉品种配比要大些,纺纯化纤或涤棉混纺品种要小些;要求成纱条干均匀度好则配比要大些,要求抗缠绕性好则配比要小些;夏季配比小,秋冬季配比大些;北方地区配比可大些,南方地区黄霉季节配比要小些。3.3施工注意事项(1)各类化工涂料在配制前必须经过严格过滤后再配制使用,防止沉淀物或飘浮物粘附胶辊表面,避免胶辊表面呈“粒状”而绕花。(2)敷涂前必须将胶辊表面清洗干净,放入烘房预热(35℃～45℃)30min～40min,然后再敷涂化工涂料,以增加其渗透深度而延长胶辊的使用寿命。(3)敷涂涂料时要注意,涂板或涂笔上涂料用量不宜过多,涂层要薄,用力均匀,涂板盘要求光洁和转动灵活。确保敷涂均匀而厚薄基本一致,减少只与只之间的差异。(4)板涂或笔涂必须敷涂两遍,每遍相隔时间不能超过10min～15min。因B组分稀释剂容易挥发,时间一长产生浓缩现象而破坏双组分涂料的配比,致使胶辊的表面产生晶粒而毛糙,开始纺纱时易带花缠绕,影响成纱质量和正常纺纱。敷涂化工涂料后的胶辊表面应达到“光而不亮、爽而不绕、燥而不脱”的要求。(5)黄霉季节胶辊上车前应尽可能放入烘房内预热(35℃～45℃)40min～60min后再上车使用,也能取得较好的效果。无条件的企业可将胶辊放在车间平衡24h,以适应温湿度的变化,减少开车时胶辊缠绕。(6)涂料必须存放在干燥与通风处,最好用专用冷柜存放(10℃～15℃),切勿与酸、碱、油类混放在一起,更不能与水接触,涂料遇水后即失效。配制后未用完的涂料严禁倒入瓶内下次再使用(因产生化学反应,破坏了双组分涂料的配比)。敷涂涂料时,工作室的温度应控制在25℃～32℃。室温低则影响涂料的渗透力,胶辊使用寿命短;室温过高,B组分稀释剂易挥发而影响双组分涂料的配比。工作台要采用上排风下吸风装置,场地清洁,最好离生产车间远些,防止纤维飞入附在胶辊表面。工人操作时要穿戴防毒面具、工作服和软橡胶手套,以保证安全和人身健康。若发现瓶中涂料或配制的涂料浑浊,呈“糊状”或“蛋花状”,说明化工涂料已失效,严禁使用。4皮辊间的维护保养加强对胶辊、胶圈等关键器材的管理是纺织企业搞好生产十分重要的环节之一。纺织企业专设的皮辊间(或工段、小组)具体负责胶辊、胶圈、绒件、传动皮带的日