膠輥、膠圈是重要的、直接影響紡紗質量的器材,這在廣大紡紗廠管理和技術人員中已形成共識。各企業(yè)對膠輥、膠圈的使用都很重視,針對膠輥、膠圈的選型、制作、維護等環(huán)節(jié)對質量的影響也進行過深入地研究;然而,我們通過多年的客戶回訪和實際了解,發(fā)現由于對膠輥膠圈理論認識的片面性以及對其制造新技術了解的局限性,在實際使用中往往存在較多誤區(qū),造成了不必要的質量問題。
1 膠輥選型的誤區(qū)
1.1 前膠輥硬度選型誤區(qū)
對前膠輥硬度選擇主要是根據紡紗號數和纖維的性能、壓力工藝等綜合確定。一般紡純棉使用邵爾A硬度約為65度的膠輥,粘膠選用68度~70度膠輥,化纖選用70度以上膠輥。然而在生產實際中卻發(fā)現兩種錯誤傾向:一是不顧自己工廠的實際條件片面追求質量,如環(huán)境、原料等,盲目選用硬度低的膠輥,甚至滌綸等品種也選用65度膠輥,配套工藝處理條件又跟不上;二是片面追求周期,選用硬度偏高的膠輥。這樣選擇膠輥導致了兩種極限反映,不是膠輥嚴重受損、周期縮短、質量惡化,就是質量水平達不到要求。
這種錯誤選擇主要是緣于對質量認識的誤區(qū)及對膠輥硬度和耐磨性能認識上的誤區(qū)。大家公認好的質量,是指長期優(yōu)秀和穩(wěn)定的質量能確保紗疵穩(wěn)定,而不是片面追求條干質量的改進;因為條干越好,對管理及器材的要求越嚴,出現大錠差的概率也越大。低硬度膠輥固然能夠提高條干水平,但由于低硬度膠輥變形較大,更容易帶來條干的變異,況且膠輥損傷的幾率大大增加,又不能保證損壞膠輥能夠在第一時間下車,從而導致大量的紗疵及壞紗。對膠輥耐磨性能及硬度關系的認識同樣存在誤區(qū),認為膠輥越硬則耐磨性能越強。上述認識只是基于同一橡膠配方體系的前提下,在不同的配方體系下就不一樣了,如我們紡包芯紗時使用邵爾A硬度65度的不處理膠輥,發(fā)現其比80度處理膠輥壽命長。這都是由于認識錯誤所造成的。
對策:前膠輥硬度的選擇應根據企業(yè)的質量需求、所紡品種及紗號等綜合而定,避免兩個極端,必須兼顧條干和質量,一般在質量滿足要求的前提下,以硬度稍高一點為宜。
1.2 膠輥種類選擇的誤區(qū)
膠輥種類的選擇,一般以品種和號數確定:紡純棉品種盡量選擇免處理;當使用外棉、棉蠟多等原料時一般使用微處理膠輥;紡滌棉品種,視混紡號數盡量使用免處理和微處理膠輥;純滌品種一般選用處理膠輥,但溫、濕度控制好的企業(yè)可選用微處理。用戶的質量要求高,一般選用免處理;質量要求低,一般選用處理膠輥。這是膠輥種類選擇的基本原則,但不少企業(yè)在選擇時不管什么品種一律選用免處理膠輥,以為這樣就能起到一勞永逸的目的。殊不知,這樣不僅增加了成本,而且在部分品種上也會出現不必要的問題,如紡純滌綸品種免處理膠輥是不適用的,主要是其油劑的特殊性和耐磨性要求。如果一定要使用,也需要使用特殊的處理方法,而很多企業(yè)不具備條件,且其效果甚至遜于普通膠輥,往往得不償失。
對策:針對品種及質量要求選用合適的膠輥種類。純棉一般采用免處理,滌綸及滌綸含量高時原則上選用處理或微處理膠輥。
1.3 膠輥直徑選擇的誤區(qū)
膠輥直徑的選擇,主要根據成紗質量的要求及搖架工藝的設定確定。在現有工藝及設備條件下,一般前膠輥直徑在28.0mm~30.5mm,大部分企業(yè)膠輥直徑的選擇都在上述范圍內。因為過小直徑的膠輥,橡膠容易失去彈性,導致硬度加大后對纖維握持能力變差、條干惡化。但對直徑上限選擇就不一樣,在目前紡織形勢十分嚴峻的條件下,為了節(jié)約成本,膠輥直徑已突破上限,個別企業(yè)甚至用到36mm左右,認為這樣的膠輥彈性好、回磨的次數又多,能夠達到節(jié)約成本和提高質量的雙重目的;其實這是一個很大的誤區(qū),存在很多的弊端。
膠輥直徑大固然有利于牽伸力界的延伸,在一定壓力和膠輥硬度的情況下,對成紗質量有利。因此,如果在工藝和設備不變的情況下,膠輥直徑適當加大還是可行的。然而超出范圍過大時,工藝設備不隨之變化就容易引起橡膠變形過大,易引起機械波,而且摩擦力界重新分布,在現有搖架結構條件下易造成中區(qū)失壓,牽伸效率極不穩(wěn)定,條干、紗疵明顯惡化。膠輥橡膠有一個自然老化期,一般約2年,即使在未使用的情況下,其彈性和硬度也會發(fā)生變化,導致成紗CVb值嚴重增大。
膠輥直徑的選擇還存在另一種誤區(qū),主要發(fā)生在四羅拉集聚紡裝置中,原則上牽伸膠輥和導向膠輥直徑應該一致,以利于互換、減少工作量并方便管理,在實際使用中卻完全不是如此,不少企業(yè)兩種膠輥直徑甚至相差很大。當導向膠輥直徑大于30mm時,容易碰網格圈而影響質量和生產的順利進行,甚至不能正常進行加壓,使搖架疲勞加劇、消耗嚴重增加;當導向膠輥直徑過小時,則容易使網格圈打頓,出現嚴重的粗細節(jié)紗疵。因此,兩種膠輥直徑差最好不大于0.4mm,否則容易出現許多不必要的問題。
對策:根據自身的實際情況,在許可范圍內合理選用膠輥直徑,即不宜過大;如需增大,也應考慮工藝配套和回磨周期,避免浪費和質量惡化。對集聚紡牽伸膠輥和導向膠輥直徑配置,最好按標配30mm,考慮到實際使用的情況,兩種膠輥的直徑也不宜相差太大。
1.4 膠輥結構選用誤區(qū)
膠輥結構的選擇,一般根據成紗質量要求、加壓量大小、成本等因素綜合考慮。
膠輥結構一般有單層(現在已經淘汰)、雙層、鋁襯管和多層四種。多層目前市面僅見歐瑞康公司研制的一種膠輥,主要是為了增加膠輥彈性,在靠近鋁層包覆一層薄薄的邵爾A 硬度為62度的丁腈橡膠,外層再使用邵爾A硬度65度或者75度的橡膠包覆。在選用過程中,成紗質量要求高時使用鋁襯管,其余使用雙層;耐壓要求高時使用鋁襯管,耐壓要求低則使用雙層。
結構選用誤區(qū)主要體現在兩個方面,要么是全部使用雙層膠輥,要么是全部使用鋁襯管膠輥,而不是根據企業(yè)實際要求進行選擇。這種錯誤認識主要緣于未能把握結構選用原則。
理論上講,鋁襯管膠輥和雙層膠輥各有優(yōu)勢,鋁襯管膠輥的耐壓性、穩(wěn)定性和制作的簡便性等都要優(yōu)于雙層膠輥,但價格則比雙層膠輥高一些。由于雙層膠輥的走熟期較長,套差大而存在內應力,容易老化中凹,因此我們一般推薦使用鋁襯管膠輥,但對質量要求不高或者后膠輥,出于成本考慮還是選用雙層膠輥更為適合。
對策:按企業(yè)實際情況,從成紗質量要求、加壓狀況及成本等方面綜合考慮選用膠輥。
1.5 后區(qū)膠輥選用誤區(qū)
后區(qū)膠輥選用主要考慮搭配原則。對平面牽伸而言,膠輥邵爾A 硬度要求比前膠輥高5度~10度,直徑要求比前膠輥小0.5mm~1.5mm。由于后區(qū)速度低,膠輥檔次比前膠輥略低。但對V型牽伸來說,直徑最好能大于前檔膠輥,硬度和檔次要求則和平面牽伸膠輥相同。
后區(qū)膠輥選用誤區(qū):一是很多企業(yè)為了節(jié)約成本,將前膠輥淘汰下來后調至后檔,這樣表面上看是節(jié)約了,實際上對成紗質量的危害很大,尤其對細號紗及質量要求較高的紗線。主要是因為橡膠老化程度不一樣,導致后膠輥的硬度不一致,結果使成紗重不勻、錠差增大;同時摩擦力界的變化也容易出隱性硬頭和隱性機械波問題。二是新建廠直接配置較大直徑后膠輥或者低硬度膠輥(甚至比前檔還低),這樣配置極易導致后區(qū)控制力和引導力不吻合而引起牽伸不穩(wěn)定。三是很多企業(yè)為了提高質量選用鋁襯管不處理膠輥,其實,由于后膠輥轉速低而大可不必,且壓力比前區(qū)小,一般選用雙層、檔次不高甚至可選用單層膠輥,這樣也有利于節(jié)約成本。四是V型牽伸后區(qū)膠輥直徑偏小,甚至低于前膠輥較多,導致后膠輥壓空,影響產品質量和生產的順利進行。
對策:根據牽伸要求、選型原則選用后區(qū)膠輥,切不可為了盲目節(jié)約選用不合適的后膠輥,避免出現質量偏差;或者不考慮成本盲目選用高檔次膠輥,導致質量過剩及浪費。
1.6 膠圈選擇誤區(qū)
膠圈選用一般掌握“上軟下硬、外軟內硬、上松下緊”的原則,實際應用中為了減少走熟期通常采用新舊搭配的方法。一般標準配置為上圈0.9mm×28mm×37mm,下圈1.0mm×30mm×83mm,特殊機型膠圈的內徑可能會有不同要求,特別工藝要求的膠圈厚度也可能會有細微變化,如少數工廠紡細號紗采用較小的鉗口隔距,上圈采用0.85mm、下圈采用0.9mm厚度的配置。膠圈選用的誤區(qū)主要是片面強調壽命、耐磨,往往選擇膠圈的時候以厚、硬為原則,不考慮品種、季節(jié)變化等因素,常常出現剛開始上車時牽伸不開問題。事實上這樣雖延長了使用壽命,卻往往容易使上、下膠圈運行不同步,嚴重時出現打頓問題而產生大量的紗疵。這種情況在粗紗更明顯,主要是粗紗加壓重、定量大所致。板簧加壓時也常常出現此問題,主要是板簧上銷缺乏彈性所致。
對策:根據所紡品種、上銷類型、加壓型式和加壓量大小選擇膠圈規(guī)格。純棉一般薄一些、硬度低一些;化纖一般厚一些、硬度高一些;但一定要注意上、下搭配、總厚度不宜超過2mm;對板簧加壓需特別注意,膠圈周長應適當大些。
1.7 油脂選用誤區(qū)
油脂選用原則主要是加強潤滑效果,防止油脂在運行中溢出或者高溫熔化,以致污染棉紗或者軸承在缺少潤滑條件下運行,出現隱性機械波、軸承加速磨損等問題。油脂選用是企業(yè)最容易忽視的問題。油脂選擇的誤區(qū)主要是不清楚各種油脂的性能,誤用了普通鋰基脂。
油脂種類很多,但性能相差很大。極壓鋰基脂能耐高溫,一般其工作環(huán)境都在170℃以上,完全能夠適應紡織廠的要求;而普通鋰基脂不耐高溫、極易熔化,在高溫高濕環(huán)境下極容易使紡紗出現問題。主要是由于油脂熔化后在橡膠內的滲透性極強,膠輥表面的分子運動也隨之加快,膠輥的耐熱性能減弱,表面產生大量的靜電,從而出現纏花、纏膠輥問題,導致生活難做、紗疵增加;因此,很多優(yōu)秀企業(yè)都很重視油脂問題,特別在并條工序,甚至使用進口美孚等高檔潤滑脂。
對策:選用3號極壓鋰基脂,勤加、少加。
1.8 膠輥軸承選用誤區(qū)
軸承選用原則,主要是根據膠輥的結構差別選用不同規(guī)格的軸承,不能混用。軸承選用的誤區(qū),主要是不區(qū)分膠輥類型,不同規(guī)格的軸承混用。鋁襯管膠輥用雙層軸承,雙層膠輥用鋁襯軸承,結果極易產生隱性膠輥機械波,往往在膠輥上找原因,卻不得其門。雙層膠輥和鋁襯管膠輥選用不同規(guī)格的軸承,主要是由其結構差異及不同的套制原理決定的。雙層膠輥的內層是橡膠,其與軸承的結合是采用1.0mm-1.5mm的套差過盈配合而成,所以要求軸承的游隙要小。鋁襯管膠輥是由鋁合金管表面涂膠粘劑覆蓋丁腈膠管,然后經硫化而成,制成后利用鋁的延展性和彈性與軸承芯殼緊配合套裝成軸承膠輥,其套差幾乎為零,因此需要的軸承游隙要大一些。另外,由于鋁襯管膠輥內層的金屬鋁容易摩擦損傷,且比雙層更需要潤滑以防止套制時發(fā)生偏心。
對策:正確認識鋁襯軸承和雙層軸承,消除游隙越小質量越好的片面觀點,鋁襯管和雙層膠輥使用不同類型的上羅拉軸承。
2 膠輥膠圈理論認識的誤區(qū)
2.1 免處理膠輥認識誤區(qū)
由于免處理膠輥具有極佳的彈性、優(yōu)良的抗繞性、耐磨性,所以深受用戶歡迎。但在實際應用中存在認識誤區(qū),認為既然稱之為不處理膠輥,在實際應用中就應該不加任何處理。
事實上,由于膠輥加工體系的問題,目前國內并沒有真正的不處理膠輥,所謂的不處理也僅限于紡純棉品種且在標準溫、濕度條件下,其余品種仍然需要進行不同的處理;相比處理膠輥來說,只是處理程度較輕而已。使用不處理膠輥紡紗,主要還是利用其優(yōu)良的彈性和耐磨性。另外,持以上觀點的人,可能并沒有全面認識表面處理在紡紗生產中的作用。表面處理的作用并非僅僅是抗靜電,無論是涂料處理、還是光照處理等,至少還起著彌補磨礪缺陷、改善膠輥表面結構、平衡摩擦力界的作用;因此,不處理膠輥在紡紗過程中需要根據不同情況酌情處理。
對策:正確認識不處理膠輥及表面處理所起的作用,根據紡紗品種和溫、濕度變化,對不處理膠輥施以不同的處理方法,如涂料處理、光照處理以及復合處理等。
2.2 條干與膠輥硬度認識的誤區(qū)
膠輥硬度越低質量越好,這是廣大技術人員的共識;但是,我們經常發(fā)現在一定的硬度范圍內硬度高的膠輥成紗質量好于硬度小的膠輥,這與傳統(tǒng)理論完全相左。分析認為是牽伸中的某些條件發(fā)生了變化,導致了與傳統(tǒng)理論的背離。
牽伸理論認為,牽伸力和握持力是牽伸中的一對力,必須保證握持力稍大于牽伸力,紡紗才能順利進行。兩對力不匹配,就會出現粗、細節(jié),影響成紗條干。在正常條件下,低硬度高彈性膠輥在一定的加壓條件下,對成紗質量會有明顯的提高,主要是握持力的穩(wěn)定性增強的結果;但是,當加壓達到一定極限值后,握持力增加太多而牽伸力未能同步增加,就會導致條干變差。如果膠輥的彈性恢復不佳,反向包圍弧的延伸還會加劇纖維斷裂及分離,條干就會極大地惡化,細節(jié)增加,錠差加大。同時膠輥由于過度加壓疲勞易中凹、過早損壞,如不及時回磨或更換同樣會惡化條干。
對策:根據膠輥硬度,優(yōu)選加壓工藝。對低硬度膠輥,宜采取大隔距、適當加壓工藝。
2.3 膠輥表面粗糙度認識的誤區(qū)
傳統(tǒng)理論認為膠輥表面粗糙度Ra值越小越好,這樣膠輥表面細膩,不容易繞花,從而達到膠輥“光、滑、燥、爽”的要求。但是,隨著近年來大定量高效工藝的實施,在不同品種上均經常出現涂料比例越濃、條干越好的現象。如:在杭州某知名企業(yè)紡粘膠14.6tex緊密紗時,涂料比例1:6好于其他比例;在河南舞鋼某大型企業(yè)紡純棉緊密紗11.7tex時,料比例1:12好于1:18等低比例;在山東濱州某家紡企業(yè)紡精梳9.7tex緊密紗時,1:14時條干最好;在福建長樂華源紡11.7tex粘膠緊密紗時,1:8條干最好。這就與傳統(tǒng)理念發(fā)生了碰撞。
分析原因,我們發(fā)現這幾家企業(yè)都有一個共同的問題,那就是搖架壓力都特別高。結合紡紗牽伸理論,我們認為這種問題的發(fā)生主要是工藝配置導致了握持力遠大于牽伸力,從而條干惡化。由于正常的工藝配置應該是握持力略大于牽伸力,條干才能達到最佳;因此膠輥磨礪及表面處理配方的優(yōu)化,是每個紡紗廠技術人員必須了解的知識,只有根據環(huán)境溫、濕度的不同,原料的長度、細度和短絨等差異,設備和器材的差異,工藝隔距和加壓的差異及紡紗號數的不同,合理優(yōu)化涂料配方才能使膠輥發(fā)揮出最大作用。建議紡細號紗時膠輥表面粗糙度Ra值在0.4μm~0.6μm,紡中粗號紗膠輥表面粗糙度Ra值在0.6μm~0.8μm,而如果膠輥粗糙度Ra值大于1.0μm,會帶來膠輥纏花等一系列問題。表1為JWF1510型細紗機紡CJ9.7tex紗,應LXC-966A型膠輥在不同涂料配比時的條干數據。
對策:正確掌握膠輥表面粗糙度與成紗條干的關系,根據工藝條件靈活運用、反復試驗、合理配置涂料比例,或者調整工藝,滿足握持力略大于牽伸力的要求。
3 應用方法誤區(qū)
3.1 工藝配套誤區(qū)
不處理膠輥多數是低硬度高彈性膠輥,必須有相關的工藝配套。在實際使用中,很多企業(yè)仍遵循傳統(tǒng)的“緊隔距、重加壓、強控制”的工藝思路,致使膠輥在實際使用中出現不少問題,如過早中凹、線槽、橢圓機械波等,導致產品質量嚴重惡化、損耗增多。從理論上講,雖然低硬度膠輥彈性握持性能好,但畢竟硬度較低,不能承受過大的壓力,從短時間來看,緊隔距、重加壓工藝確實對質量有改進;但從長時間來看,絕對是弊大于利,加速器材老化,加大能源消耗,后期問題頻出。因此,我們推薦使用“大隔距、穩(wěn)加壓、穩(wěn)控制”工藝路線,才能適應不處理膠輥的特點,做到物盡其用,充分發(fā)揮其優(yōu)點。
對策:根據不處理膠輥的特點,采取大隔距、穩(wěn)加壓、穩(wěn)控制工藝路線。
3.2 繞花處理方法誤區(qū)
繞花問題是紡紗過程中最常見的,也是最困擾廣大技術人員的問題。但是,不少企業(yè)在解決此問題時將雙組份涂料當作萬能,涂料比例一再增加,甚至達到1∶1,卻不能徹底解決繞花問題。繞花問題有多種,歸納起來有物理繞花、化學繞花和靜電繞花三種,實際生產中應該針對不同的原因采取不同的措施。如:油脂、棉蠟引起的繞花,應加強膠輥清洗工作;膠輥中凹引起的繞花,應及時對膠輥進行回磨;濕度過高或前后濕度相差太大時,應及時調整溫、濕度等。解決靜電繞花也有多種方法,如:調節(jié)工藝減輕壓力、適當進行表面處理或加強膠輥磨礪管理使膠輥的表面粗糙度符合車間要求等;涂料處理只是其中一種方法。對不處理膠輥而言,基體本身就含有抗靜電劑,如涂料配比高于1∶5時,膠輥本身的優(yōu)勢將完全喪失。
對策:認真分析膠輥繞花原因,有針對性地采取相應的抗繞措施。
3.3 起槽問題處理誤區(qū)
起槽是低硬度膠輥使用中碰到的最常見的問題,許多企業(yè)從高硬度膠輥改用低硬度膠輥時,如果不注意工藝配套并采取合適的處理方法就會產生大量的起槽膠輥,技術人員在處理此問題時常常不加分析,一概認為是膠輥質量造成的,結果耽誤了許多時間,造成大量浪費。
膠輥彈性太差有可能發(fā)生起槽,但新膠輥發(fā)生的概率就微乎其微了。真正的原因除了膠輥選型不當外,主要有以下幾種:一是操作不當,粗紗搓卷接頭或細紗換粗紗時塞包卷造成膠輥損傷;二是鋼領、鋼絲圈質量太差或配套不合理引起飛圈粘附在膠輥上造成膠輥損傷;三是羅拉清潔不及時,羅拉上粘附雜物引起壞膠輥;四是工藝不當,采用臨界工藝造成牽伸力急劇波動造成膠輥拉傷。
對策:對低硬度膠輥,推薦采用大隔距穩(wěn)加壓工藝,避免臨界工藝;嚴格操作管理,杜絕粗紗前接頭和細紗塞包卷,做好羅拉及相關部件的清潔工作;加強膠輥表面處理方法的研究,如采取光照處理增大膠輥表面耐磨性能等也是一種比較好的做法。
3.4 膠輥膠圈使用保養(yǎng)誤區(qū)
目前企業(yè)有一種共識,希望膠輥膠圈的周期越長越好。愿望是美好的,事實上在國內目前技術的條件下是很難實現的;只有通過合理地保養(yǎng)、合理地工藝設備配套才能延長壽命。但實際使用中卻出現了一個奇怪的現象,一方面強調使用周期長,另一方面卻連基本的保養(yǎng)都不做,結果出現了很多問題,如膠輥膠圈中凹、繞花、開裂,產生了大量紗疵。通過合理保養(yǎng)延長膠輥壽命是完全可行的,河南南陽一家企業(yè),使用邵爾A 硬度65度不處理膠輥紡純棉緊密紗回磨周期達6~8個月,質量基本無影響。他們的做法無非是保養(yǎng)到位,如膠輥約7天下車回彈,加壓適當,回磨之前適當自然回復等。河北某大型國企使用邵爾A硬度73度不處理膠輥紡新型纖維素纖維緊密紗時,回磨周期同樣能做到4個月以上。
對策:注重膠輥保養(yǎng),制定合理的保養(yǎng)周期。