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行业动态

新型磨胶辊机在超细短纤维纺纱方面的应用

发布时间:2021年1月4日来源:山东世安超纤新材料有限公司 点击: 1990 次

1问题的提出

应用超细短纤维纺纱,是我国“九五”发展计划的重点攻关项目。国内外对超细短纤维制细号高品质纱线及其最终产品的开发极为重视。由于超细短纤维纺纱研究牵涉的面很广,所以本文就开发研制新型磨胶辊机用于超细短纤维纺纱谈一点肤浅的看法。

超细短纤维的特点是细而长,其纤维线质量为0.55dtex~l.1dtex,长度为32mm—40mm,在纺纱牵伸过程中牵伸力较大,要求胶辊与罗拉握持纤维的力也要大,超细短纤维由于是纺制细号高品质纱线,因此要求牵伸稳定,这就要求在纺纱牵伸中起关键作用的胶辊一定要选择好和使用好。本文仅就磨砺对使用好胶辊的影响作些探讨。

多年来,在胶辊磨砺技术方面,制造单位和使用单位都积累了不少经验,有了许多体会。他们都有一个共同的看法,即目前国内生产的磨胶辊机均不够理想,主要问题有以下几个方面:一是磨胶辊机精度差,效率低;二是设计时模拟金属切削磨床对胶辊进行磨削,将非弹性体金属磨削加工工艺用于磨砺弹性体胶辊,这是不合理的,影响磨砺后胶辊的精度;三是在砂轮材料的选用、车头运转方式及精度、磨砺速度上还不够理想;四是胶辊磨砺时,其握持定位基准与其使用时的握持不一致,这也影响着胶辊的磨砺精度。由于存在以上四个主要问题,使使用者一直缺乏理想的磨胶辊机,鉴于纺织厂的需要,无锡立达纺织机械器材有限公司正在研制一种新型的磨胶辊机,它采用新的设计思想,运用先进的技术,力图能克服老的磨胶辊机的种种缺陷。

2胶辊磨砺与纺纱的关系

2.1胶辊磨砺与胶辊表面粗糙度的关系

胶辊磨砺后表面要求光洁,即表面粗糙度Ra值要小。胶辊按硬度分高、中、低硬度三种。据美国阿姆斯壮公司介绍,表面不处理胶辊表面粗糙度Ra要求在0.6Vm~0.8pm最好,0.8μm~l.0μm可以用,大于1.0μm不可以用。据我国的资料、文献介绍,结合生产实际,对胶辊的表面粗糙度分析认为Ra为0.6μm~0.9μm时,胶辊表面可以不作任何处理,即可直接上车使用;若粗糙度Ra为1.6μm~l.8μm时,胶辊表面的绕花率达80%以上,不能上机使用。对高弹性低硬度软胶辊粗糙度Ra为0.6μm~0.8μm时,可纺性较好,若超过1.0μm时,则绝对不允许上车使用;对中硬度或高硬度胶辊,粗糙度Ra为0.8μm~l.lμm时,可纺性较好,Ra为1.1μm~l.5μm时尚可接受,若超过1.5μm时,绝对不允许上车使用。

当粗糙度Ra为0.4μm时,在生产中胶辊表面的绕花率极少;若胶辊经磨砺后,表面的粗糙度Ra为0.9μm时,其胶辊表面的绕花率比粗糙度Ra为0.4μm时增加约20%左右。

2.2胶辊磨砺与成纱质量的关系

胶辊磨砺情况与纺纱生产、成纱质量的关系十分密切。胶辊磨砺表面粗糙度不够要求时,首先反映在纺纱生产时绕花严重,有时甚至不能开车生产,这对表面不处理胶辊尤为重要,因为传统的方法是胶辊经磨砺后还要经过各种方式的表面处理,然后才能进行纺纱生产。为了解决好这一问题,使纺纱生产时不绕花或尽量不绕花,多年来曾研究了各种涂料及酸处理、紫外线光照处理等各种表面处理方法,但均有其不足之处,而且均损坏胶辊原有良好的控制纤维的性能。因此,最理想的是采用表面不处理胶辊进行纺纱生产。可是不处理胶辊首先要解决的是绕花问题。现在生产的不处理胶辊,虽然胶辊内在质量亦要改进提高,但均需依靠胶辊的磨砺技术来保证胶辊表面的粗糙度,使之能顺利纺纱,不解决好磨砺问题是无法使用不处理胶辊生产的。胶辊纺纱除保证顺利纺纱不绕花外,还必须确保成纱质量,胶辊的成纱质量与胶辊的质量及胶辊的磨砺质量关系十分密切。要使成纱条干好、强力高,必须使用磨砺质量好的优质胶辊,例如纺制细特优质纱就必须使用新型优质低硬度高弹性胶辊。

胶辊磨砺质量的优劣,直接影响到纺纱质量,不同胶辊磨砺的方法、每次磨削量及总磨削量各不相同,应根据不同的胶辊品种和不同的成纱质量要求及实际使用情况而定。

我国在磨砺胶辊方面已积累了许多经验,由于情况和条件不同,对磨砺工艺的掌握也有所差别,但基本观点是一致的,这就是要正确掌握磨削量,磨削深度要合理,每次磨削量要适当且不宜过大,动作要轻而慢,胶辊和砂轮的线速度要适当,砂轮选用要合理,砂轮要圆整、锋利,粒子要细,空气要多,修砂轮要勤,磨削中砂轮要保持平衡、清洁;低硬度胶辊的回磨周期要缩短,磨砺时间应比中、高硬度胶辊略长些;低硬度胶辊压圆要掌握适当,粗磨精磨时间和往复次数要选择恰当。表面不处理胶辊的制作重点是磨砺,磨砺是应用表面不处理胶辊的关键所在。

3磨胶辊机与磨砺质量

上述观点阐明了胶辊磨砺与胶辊表面粗糙度、成纱质量关系十分密切。只有确保磨砺质量才能保证胶辊表面具有理想的粗糙度,才能纺制优良的纱线。而要确保磨砺质量,首先必须具有性能优良的磨胶辊机,特别是磨胶辊机的强迫振动和胶辊的自激振动要少而小,同时必须掌握好胶辊磨砺方法。多年来我国一直缺乏理想的性能优良的磨胶辊机,许多纺织厂仍是使用老式的磨胶辊机,其效果均不理想。如国内A802A磨胶辊机磨砺的胶辊质量远远达不到日本77-B磨床磨砺精度,Ra值差异很大,而且Ra值的均方差也差异很大,这是由于磨床砂轮的粒度以及砂轮的线速度与横动速度的配合不当的影响造成。进口磨床的横动速度小于国产磨床,它在相同的往复次数下,胶辊受磨砺的时间相对延长,使得表面磨痕的峰谷差值得以减小,提高了纺纱时的抗绕性,有利于提高成纱质量。

国内一些磨胶辊机制造厂家对老型号的磨胶辊机也曾进行了分析研究及改进,并积累了一定的经验,例如对A803磨胶辊机已采用了无中心定程切入磨削工艺和大气孔、小粒度、大宽条叠合磨轮等先进技术,但在精度、速度、自动控制等方面有待进一步改进和提高。由于我国目前在磨胶辊和制造方面不够理想,因此在使用不处理胶辊时迫切需要一种先进的能达到国际水平的磨胶辊机供纺织厂使用,为此无锡立达纺织机械器材有限公司经过广泛地调查研究,在消化吸收国内外各种辅机资料的基础上,试制成功先进的磨胶辊机,该机能大大改善胶辊表面的粗糙度,达到进口机的水平,为提高成纱质量创造了条件。

4新型磨胶辊机的构思与设计制造

目前纺织厂对胶辊磨砺后的表面粗糙度、胶辊的质量和使用寿命的要求逐步提高,期望通过改善胶辊质量来提高产品档次。立达公司开发研制的高精度机电一体化的新型磨胶辊机非常及时,成功地为使用者解决了以下问题:

1)提高磨头的磨削精度,减少磨床振动所带来的磨削误差。

2)提高磨床往复移动的导轨精度,减少导轨磨损,使之具有很长的使用寿命。

3)适合磨砺各种不同硬度、不同种类的胶辊。

4)采用合理的装夹和磨砺方法,提高磨砺精度和生产效率。

5)采用合适的砂轮,确保降低磨砺后的表面粗糙度。

6)改进该机的吸尘功能,一方面可提高磨砺的粗糙度,另一方面可改善工人的操作环境。

7)简化工人操作,从机械上保证产品质量和工艺要求。

上述问题的解决,完全可保证胶辊的径向跳动在0.01mm以内,其表面粗糙度Ra可以达到0.4μm—0.8μm,同胶辊的圆整度差在0.01mm以内,而问题的解决得益于立达公司在设计时采用了以下几点措施:

1)采用标准外圆磨床的结构,磨头精度达到径向跳动0.005mm。机床本身有防震设计,底脚牢固可靠,所采用的传动电机均经严格挑选,做好动平衡试验。另外吸尘器从机内移到机外,单独放置,避免对机床产生振动影响。

2)横向移动采用高精度直线滚柱导轨,除提高精度之外,还可以保证导轨有很长的使用寿命,不会因长时间的工作而降低导轨的移动精度,其导轨精度为0.01mm/l000mm。

3)考虑不同形式、不同材料、不同硬度的胶辊需采用不同的磨削工艺,所以磨头的速度、车头的转速以及拖板的往复速度,都在一定范围内可调。磨头、车头均由变频控制达到无级调速,从0Hz~50Hz任意选择,拖板采用液压控制,也能在相当宽的范围内调速,从而挑选一组最合理的磨砺工艺对胶辊进行磨削,以获得最佳的质量。

4)胶辊的装夹,采用无顶尖法,装夹在中间,确保磨削基准与使用基础一致,另外还采用气动衡压原理,使胶辊紧贴在高精度传动的罗拉上,保证磨削过程中与使用过程一样对胶辊具有衡定压力,不会随磨削直径变化而变化;压力又是可以调节的,其范围在49N~98N。这些技术的采用可以大大提高磨削精度,降低表面粗糙度。

5)选择合适的砂轮,是保证磨砺胶辊表面粗糙度的前提。砂轮的选择应采用大气孔砂轮,粒度为80#,气孔为0.7mm~l.4mm。

6)改进吸尘器的效果,使得磨削的粉尘能够被充分地吸走,另外在磨削过程中增加砂轮的清洁点,可以连续不断地对砂轮进行清洁,有利于提高磨削的粗糙度。

7)在确定好磨砺工艺之后,操作工只需做好装料和卸料工作,机器可以自动地进行夹紧一磨砺一放松工作,机械可以设定循环,只需按一次按钮,就可自动地完成工作。该机除了简化劳动之外,还可以提高工作效率,班产可达500只,该机还可以设定胶辊磨削的往复次数,从而在机械上和工艺上保证磨削质量。

5结语

超细短纤维纺纱,在我国还刚起步,由于其产品具有独特的优点,预计发展会很快。美国、日本、英国等国家从70年代就重视超细纤维,产品的开发、发展很快。据介绍,1991年美国超细纤维的使用占纤维总用量的5%,1993年占20%,1995年约为so%。日本1994年超细纤维的用量占纤维总用量的50%,而我国台湾已达70%。如何纺制超细短纤维在我国已提到议事日程上,多年的生产实践和理论分析告诉我们,研究纺纱工艺理论必须结合纺纱器材的研究,纺纱工艺的突破,必须依靠优异的纺纱器材。纺制超细短纤维,生产细号高品质纱线,一定要使用好新型优质胶辊,这就必须解决胶辊磨砺问题。新机可使磨砺胶辊的表面粗糙度Ra达到0.4μm~0.8μm的要求,胶辊精度能满足纺制超细短纤维纺纱生产高质量纱线的要求,表面不处理胶辊能在超细短纤维纺纱领域发挥重要作用,促进我国超细短纤维纺纱水平早日赶上国际先进水平。

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