成纱质量的影响因素及控制措施

成纱质量的影响因素及控制措施

橡胶辊和橡胶圈是旋转纺织工艺中的一个重要拉伸元件。胶辊、胶圈与罗拉组成的牵伸区,是须条内纤维运动引导力和控制力平衡的关键,也是提高成纱条干的重点。胶辊、胶圈质量的好坏直接影响其使用寿命及成纱质量,胶辊、胶圈的结构均匀性、表面粗糙度、色泽、硬度、直径差异与机械配合产生的摩擦和磨损程度,是胶辊、胶圈在纺纱流程发挥作用的重要方面。因此,加强胶辊、胶圈对成纱质量影响的分析与控制,对提高产品质量有重要的意义。1橡胶辊对螺纹的质量和质量的影响1.1使用该辊的基本要求和问题1.1.1胶辊对成纱质量的影响胶辊是纺纱设备牵伸机构的主要元件之一。胶辊的传动方式为摩擦传动,在一定的压力条件下与罗拉组成一对握持钳口,能够有效控制纤维和须条,以适当稳定的牵伸力保证持续的牵伸运动。胶辊对成纱质量的影响主要体现在两个方面:一是胶辊与罗拉的接触宽度,即握持距的缩小程度;二是横向摩擦力界的均匀程度。1.1.2胶辊表面性能要求胶辊必须有适当的硬度和弹性,从而保证胶辊与罗拉组成的钳口能够有效握持纤维进行牵伸;胶辊表面必须良好,具有光、滑、爽、燥的特点,以消除缠绕纤维问题;胶辊表面具有一定的摩擦因数和抗静电性能,减少静电或者滑溜造成的纱疵;胶辊使用过程中的耐磨性能要好,弹性好,寿命长;胶辊要有耐油、耐老化的性能;胶辊应具有良好的结构、精确的尺寸和润滑条件,适当的套差。1.1.3胶辊运动稳定性胶辊对成纱质量影响很大,在使用过程中应注意:胶辊的表面状态、造成胶辊绕花及问题;表面疵点、裂痕、杂质、水泡等对胶辊运动稳定性产生破坏;胶辊包覆物的摩擦因数对钳口握持力的影响;胶辊吸放湿性能引起的静电和缠绕;胶辊导电性能引起的飞花和缠绕;胶辊的加工质量、宽度、厚度、偏心对条干的影响;胶辊使用管理中直径差异、时间差异对成纱质量的影响;胶辊的高弹性与工艺之间的配合引起成纱质量差异等。1.2橡胶辊对螺纹的质量和控制措施的影响1.2.1摇架加压不良对质量的影响摇架装配是胶辊压力的重要影响因素之一,摇架加压状态对成纱质量的影响很大。其机理是:摇架压力决定胶辊压力,胶辊压力增大,胶辊橡胶层的弹性系数增大,增大细纱前钳口的握持力,加大罗拉加压和胶辊罗拉与须条的摩擦因数二者的关系:牵伸过程中,握持力适当大于牵伸力。在前罗拉钳口线上,浮游纤维的引导力必须大于控制力,因为牵伸力是波动的,牵伸过程中的最小握持力必须大于最大牵伸力,即牵伸力的增大受到握持力的限制;否则,就会产生牵伸不开的现象。摇架加压不良对质量的影响见表1、表2。控制措施:加强对摇架压力的调校,保持胶辊压力的统一性和一致性。胶辊压力的统一对成纱质量极其重要,因为胶辊压力在运行过程之间对成纱质量的影响很大,其变异因素也很多;因此,必须加大对胶辊压力的统一,才能够保证成纱质量。调校胶辊压力对成纱质量的影响见表3。1.2.2胶辊直径的影响加大胶辊直径,能够有效控制边纤维运动,增强钳口处纤维运动的稳定性。胶辊直径增大,压力增大,相应的后区必须增加保证工艺压力,如果只增加前胶辊的直径而不调节后胶辊的直径,会带来胶辊前后压力控制力的失调,使成纱质量受到一定的影响。胶辊直径对成纱质量的影响见表4。控制措施:胶辊直径的选用与纤维的长度有密切的关系,其直径应接近所纺纤维的主体长度,使胶辊对纤维的控制力稳定。同时,胶辊的直径大,摩擦力界强度大,对纤维运动时的控制力强。选配时注意前后胶辊直径配置适当,压力选配符合牵伸工艺条件,防止前后搭配、前后工艺压力配置不当引起的牵伸不开或压力过大的问题。1.2.3裂解剂用量影响后胶辊龟裂不容易引起重视,从降低消耗的角度认为后胶辊龟裂不影响成纱质量,并将一部分龟裂或将要淘汰的胶辊用于后道。实践证明:后胶辊龟裂对成纱质量的影响十分明显,主要是成纱质量反而比不龟裂的胶辊成纱质量好。其主要原因是龟裂的胶辊硬度下降,对纱条的包围弧增大,对后区的控制较为稳定,所以成纱质量出现较为稳定的现象,主要体现在短片段不匀方面,但是对管间CVb值的影响较大。后胶辊龟裂对成纱质量的影响见表5。后胶辊龟裂对管间CVb值影响较大,其机理是:龟裂胶辊运动过程中瞬时回弹性能下降,包围弧增大,无形中增大后区的控制能力,成纱质量比不龟裂的要好,从而引起管间的差异,经试验后胶辊直径大,前胶辊直径小时,成纱质量反而出现不同的差异;因此,胶辊选用时一定要优选适当,试验效果见表6。控制措施是:后胶辊龟裂不允许上车,同时在选配后胶辊直径时要与前胶辊工艺配合得当,防止出现影响管间质量的问题。1.2.4条干及后胶辊前冲胶辊与上销工艺配合选用时,一般为前胶辊前冲2mm,中上罗拉后移2mm,后胶辊居中。胶辊前冲减小了包围弧,增强捻度上传的效果,合理的前冲并且与上销工艺配合,有利于提高成纱质量。不同工艺配置对成纱质量的影响见表7。表7试验结果表明:中上罗拉位置由48mm调整为47mm处,后胶辊位置由97mm调整为112mm处,条干CV值下降0.3百分点,细节、粗节、棉结、管间CVb值也有不同程度下降。毛羽指数变化不大,这是由于上销前移1mm,有利于控制纤维运动。后胶辊后移5mm,加大后区控制纱条的长度,有利于纤维伸直平行,条干有所改善,但加捻三角区无变化,成纱毛羽较差。为了减少毛羽,把前胶辊和中上罗拉整体前移3mm,使前胶辊前冲量达5mm,不但保持较短浮游区长度不变,同时减少了加捻三角区,即达到改善条干的目的,也降低了毛羽。但在选择前冲工艺时,应注意与上销位置的配合。胶辊前冲对毛羽的影响见表8。1.2.5摇架压力调整不处理高弹性胶辊压缩变形大,只需施加较小的摇架压力,其与罗拉握持所组成的钳口线就足够宽,能促使钳口纤维控制点既向前延伸,又向后移动。钳口前伸,缩小了加捻三角区,可减少断头,改善毛羽;钳口后移,缩短了浮游区长度,对浮游纤维控制有利,可改善成纱条干均匀度。如果一味追求不处理胶辊的压缩变形量而施以重压,成纱条干反而恶化,这是因为前胶辊变形过大,在前罗拉高速回转时,弹性变形很难在瞬时恢复,使其握持纤维的稳定性下降,成纱不匀率上升;所以选择摇架压力的大小要特别慎重。由于加压弹簧疲劳,加压元件变形和人为误差等因素的影响,摇架压力调整测试过程中,当摇架压力为120N/双锭时,成纱条干最好。把摇架压力由140N/双锭减小为120N/双锭,按每台420锭计算,就可减轻负荷4.2kN,台时约可节电2kW·h左右,又可减轻传动齿轮的磨损和罗拉振动,成纱质量稳定。压力的稳定减少了波动,在选用时应根据具体条件进行工艺优选。不同摇架压力对质量的影响见表9、表10。1.2.6胶辊与连续剂胶辊细纱胶辊可分为低硬度(邵尔A63度～72度)中硬度(邵尔A73度～82度)和高硬度(邵尔A83度以上)。胶辊在运转过程中,由于橡胶的动态粘弹性而产生的力学损耗转变为热能,加之套差胶辊伸长释放的能量引起胶辊的升温,因热氧化而导致胶辊的硬度增大。胶辊硬度与成纱质量成正线性关系,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。胶辊硬度与成纱强力呈负线性关系,即胶辊硬度高,单纱强力低;胶辊硬度低,单纱强力高。胶辊的硬度、材质、圆柱度、同轴度、表面粗糙度等对细纱条干、断头影响十分明显。目前高硬度邵尔A82度的胶辊基本淘汰,一般使用邵尔A72度的中硬度胶辊和邵尔A60度～70度以下的低硬度胶辊。结构一般为铝衬管,属零套差的低硬度胶辊。在实践中,胶辊的材质以及硬度、直径大小、内外层状态结构,对降低条干CV值稳定产品质量有十分明显的影响。材质优选见表11,硬度优选见表12。胶辊与罗拉的钳口必须有一定的握持力。细纱前区采用大直径高弹性胶辊有利于对浮游纤维的控制,握持力和牵伸力相对稳定。前胶辊和前罗拉钳口握持力在以下条件下增大:胶辊、罗拉与须条的摩擦因数增大;胶辊加压增大,前冲直径大;钳口对须条握持的纵向长度,胶辊硬度;钳口握持纱条横截面增大,主要取决于粗纱的定量,并与胶辊的压缩变形直径、纱条的握持宽度等有关。高弹性胶辊受压后变形较大而扩展了握持弧面,增强了握持纤维的稳定性,有利于成纱质量的稳定。高弹性胶辊钳口纵向控制握持长度长而握持力增大,纤维运动稳定;同时高弹性胶辊受压后变形大,与罗拉的接触面积增大,缩小了浮游区,此外高弹性胶辊横向握持距大,纤维的运动性能稳定,有利于成纱质量的提高。使用不同直径高弹性胶辊纺C14.6tex纱成纱质量指标见表13。1.2.7胶辊的状态不良对成纱质量的影响胶辊造成机械波的机率较多。机械波的强度与牵伸倍数成正比,所以提高零部件的刚度和精度是控制机械波必须的条件。胶辊引发机械波主要是握持力的周期性不匀所致,胶辊状态、胶辊的圆整度与罗拉的配合容易产生机械波。胶辊的机械波波长大多为8cm～9cm。胶辊状态不良对成纱质量的影响见表14。胶辊损伤对成纱质量的影响见表15。控制措施:一是加强对胶辊的检修力度,保证胶辊的润滑周期,减少轴承损坏造成的机械波;二是定期校验胶辊的工艺压力,使工艺压力稳定在合理的范围内,减少瞬时回弹运动状态不稳定造成的机械波;三是加强温湿度管理,减少胶辊绕花造成的胶辊损伤形成的机械波;四是要求挡车工加强巡回,处理绕花时少用锐器以免造成胶辊的损伤。2橡胶圈对花束质量的影响2.1橡胶密封的基本要求和使用2.1.1前区牵伸力的控制胶圈是纺纱工程中牵伸机构的重要元件。胶圈在牵伸过程中,对后区微牵伸作用需要有一定的握持力,对前区牵伸力作用需要一定的控制力。在整个牵伸运动过程中,上、下胶圈组成了一对弹性强控制钳口,对纤维和须条起到控制作用,牵伸区中部摩擦力界,受力相对均匀,同时使纤维受控且易抽出,保证纤维变速点向前钳口集中。2.1.2横向力学性能硬度适宜且弹性较好是胶圈的基本要求,通过增大喂入须条的包围弧,控制离散纤维向主导纤维集中,使横向摩擦力界分布均匀合理;实际牵伸过程中,要保证胶圈较小的滑溜率,必须具有良好的同步性,减少纤维运动的不匀而造成质量变异;胶圈的内周长、厚度尺寸准确,厚薄均匀,且有一定的摩擦因数;胶圈的伸长率小、耐磨性能好,具有耐龟裂老化、耐油、耐污染及良好的抗静电和吸放湿性能。2.1.3成粗节纱质量使用过程中:①胶圈表面摩擦因数受胶圈与纤维做滑动摩擦运动的影响,其大小会造成粗节纱疵的问题;②胶圈内表面传动效率对摩擦力大小的影响;③抗静电性能的强弱对飞花缠绕的影响;④胶圈的弹性、硬度不同对成纱粗节、细节的影响;⑤胶圈的内径、厚度均匀一致性对在运动过程中间出现的波浪式运行状态或滑溜率过大的问题。2.2橡胶圈对花束质量的影响和控制2.2.1胶圈的组成及其对纤维运动的影响胶圈是控制纤维运动的主要元件之一,要求丁腈材料结构均匀,表面光滑柔软,弹性好,有一定的抗拉伸性能。胶圈的内表面与其胶圈的控制机构摩擦因数要小,胶圈的厚度对须条有较强的控制力。目前,胶圈的分类主要为两种:一种是平面胶圈;另一种是内花纹胶圈。两种胶圈以后者为宜,其厚度增加,有利于控制纤维,内花纹增加摩擦因数,运转中的滑溜系数减小,对纤维的控制能力进一步增强。胶圈内层的作用中心承受力在纱条之上,其作用之外是控制区,而不是须条的扩展区,胶圈的扩展区受力角度,是须条矩形宽度中心区。胶圈与胶辊形成纤维的牵伸扩展区,使纤维在扩展区中稳定运动。胶圈钳口是纤维变速最剧烈的部位,钳口处的摩擦力界强度及其稳定对纤维运动影响很大,胶圈钳口既要控制浮游纤维,又要保证纤维的顺利抽出。胶圈组成的钳口是成纱质量的关键。2.2.2保证成纱质量下胶圈张力架维修工作很容易被各企业忽视,造成下胶圈张力差异大,回转呆滞,使下胶圈运行与中罗拉不同步,产生胶圈打顿、上吊、粗纱打弯、出硬头等问题,特别是新胶圈上车更为严重,断头增多,条干恶化。加强张力架扭簧弹力均匀一致的控制,保证回转灵活,可以使细节、粗节、棉结都有不同程度的改善。特别是管间差异CVb值明显下降,使成纱质量更加稳定。下胶圈张力架张力对成纱质量的影响试验结果见表16。2.2.3胶圈的防护作用上、下胶圈的材质新、旧对纤维运动有很大的影响,上、下胶圈的配合是影响成纱质量的关键。上、下胶圈在钳口整体厚度不变的情况下是上薄下厚,以便控制纤维的稳定。胶圈的走熟期,新、旧程度对成纱质量均有一定的影响。一般上、下胶圈采用不同的摩擦因数以便于对纤维的控制,有利于成纱质量的提高,混用时间对成纱质量也有一定的影响。胶圈新、旧程度对质量的影响见表17。新、旧胶圈混用对成纱质量的影响见表18。表17、表18结果表明:胶圈的选用要严格统一,新、旧分区、分品种、分使用周期,以免对成纱质量造成影响。2.2.4提高成纱质量内花纹胶圈滑溜率小,无走熟期,耐磨性能好,对纤维的握持性能较强,对成纱质量提高有一定的效果。内花纹胶圈能够有效增强控制力,对成纱质量有一定的提高。内花纹胶圈与平面胶圈对成纱质量的影响见表19、表20。2.2.5无下胶圈纺纱的质量指标细纱罗拉牵伸运动中,上、下胶圈组成弹性钳口,握持纤维有序变速且集中向前钳口处变速。无下胶圈纺纱,仅有上胶圈对纤维控制,丁腈橡胶与钢质罗拉滑溜率增大,并且中下罗拉菱形花纹对纤维的握持能力降低并产生波动,致使纱线在输出时受机械周期运动的影响,产生了规律性条干不匀。无下胶圈纺纱是生产过程中设备检修与运转管理失控所致,其产生规律性的7cm～8cm机械波,对布面产生很大的影响,并且在实际生产中不易发现,具体质量指标见表21。造成无下胶圈纺纱,是因为胶圈销运转不灵活,偏移使胶圈跑偏或脱落;或胶圈的内壁结构层与支撑层受到磨损,产生断裂变形致使胶圈受损;或温湿度过大,胶圈缠挂绕致使胶圈受损断裂,未及时补充下胶圈。控制措施:加强检修,对胶圈质量定期校验,发现不合格的及时更换;加强基础管理,保证运转过程中的温湿度,减少缠挂绕现象;对操作者加强责任心教育,发现胶圈损伤后应及时更换。2.2.6上销架扭斜对成纱质量的影响上胶圈架俗称上销架。上销架握持宽度大容易引起扭斜,在生产中压力大的胶辊细节、粗节明显减少,控制力下压大而稳定;而上浮的