国产胶辊胶圈技术现状分析

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胶辊胶圈是关键的纺纱器材。多年来，在全国纺织橡胶厂和纺织厂的共同努力下，国产胶辊胶圈的科技含量提高，适纺性增强，使用寿命延长。但在应用中还存在不少问题，其性能与国外先进产品相比还存在一定的差距。全国胶辊胶圈专业组对我国纺织橡胶厂的产品进行了广泛的调研，总结分析了国产胶辊胶圈存在的质量问题，以促进纺织橡胶厂有针对性、有目的地进行改进，进一步提高国产胶辊胶圈的性能。
1 R8 V/ h+ K; ~1  国产丁胶辊存在的主要质量问题及改进建议
1.1  国产丁腈胶辊存在的主要问题
  众所周知，理想的纺纱胶辊必须具有良好的弹性，较小的压缩变形，优良的耐磨性和导电性，良好的吸放湿性，稳定的硬度及抗臭氧耐老化性能等。目前，国产丁腈胶辊存在的主要问题如下：
    (1)各纺织橡胶厂生产的丁腈胶管批与批之间存在着质量差异，表现在：①硬度变化较大。如单层大套差胶辊上车不到六个月硬度增加邵尔A5°～8°；双层胶辊增加邵尔A2°～4°；铝衬套胶辊增加邵尔A1°～2°，其表面的整体弹性下降20%～40%，退壳后不能再用而增加了使用厂的生产成本。国外产品使用3年后，其表面硬度上升邵尔A2°～3°，放置3年却只增加邵尔A1度，弹性下降10%左右，其表面无龟裂、颜色无变化；铝衬套胶辊退壳后还能继续使用；②胶辊厚薄不一，内孔圆整度较差，其中以单层胶管尤为突出。
    (2)国产双层胶管材质存在着差别，各制造厂在生产中因工艺、设备及操作上存在着差异，致使内层骨架的厚度、硬度和内壁粗糙度存在着一定的差异，使其对成纱质量产生不利的影响。
( h+ t8 X+ k  h* f6 h    (3)胶管的强力线材料存在着差异(伸缩率及强力达不到设计要求)，降低了对轴承芯壳的抱合力，故在加压运行中部分产生脱壳。由于在配方、工艺设计及操作中存在着问题，致使胶辊使用不久即表面产生早衰龟裂，有的表面产生气泡或小块的胶料脱落。
    (4)细纱双层胶管内层骨架采用螺旋沟槽结构，其本意是想减少脱壳，但在实际运转中其表面的弹性与硬度易发生变化(特别是胶辊磨砺直径减小后)，对成纱质量的改善有一定的影响，故弊多利少而不可取。
, u4 i7 m7 E& Z4 Q& b9 R    (5)国产表面不处理胶辊在纺纯棉品种上取得了较大的突破和进步，但并非十分稳定。纺涤棉混纺品种的表面不处理胶辊虽有纺织橡胶厂在开发与生产，但效果不明显，适纺性和抗绕性等方面还存在着不少问题，有待进一步认真研究和改进。表面不处理胶辊，必须要凭借自身表面的物理，化学性能具备抗绕、耐油、耐磨、弹性回复好、使用周期长、成纱质量优的特点，这对橡胶主体材料的选择与配合体系的合理组成有很高的要求。
   1.2  国产胶辊改进建议
   1.2.1  优化胶料配方   
' a1 u# R! P" M  }% l$ ^    纺织橡胶厂要进一步认真分析研究进口丁腈橡胶及添加剂，改进配方工艺和操作。要针对胶辊表面的抗静电性、滑爽性、脱脂性、涩性综合考虑，主攻“特性配合”和“回性期”，解决静电问题，减少缠绕。
! C8 U- g! \2 C! B6 ?0 F! @  ^$ G    (1)采用中等丙烯腈含量的丁腈橡胶进行改性，增强原橡胶分子的极性，可较大幅度地提高胶料拉伸强度、耐油性、耐磨性、耐老化性、吸湿性与导电性能。采用羧基NBR丁腈胶势在必行。
, r8 R2 N1 d9 v' Z) m    (2)用硫磺-金属氧化物硫化体系，使其交联密度提高，保证胶辊具有优良的弹性回复性。
    (3)单纯防护剂易引起胶辊表面早期衰退与龟裂，不宜采用，防护体系最好采取多元并用。
8 j7 \8 D% r, P( r. R    (4)采用抗静电、增塑一体化的抗静电型增塑剂，有利于胶辊弹性好、变形小、硬度稳定、加工性能良好等。
+ ~& |8 t' @0 I+ a+ K$ Q# O    (5)对于国产表面不处理胶辊，纺织橡胶厂要重点研究胶料的设计配合，进行技术性突破，确保不处理胶辊的适纺性与稳定性。胶辊的性能优劣在使用厂无法进行弥补，因此，纺织橡胶厂必须注意表面不处理胶辊的“回性期”问题。所谓“回性期”，主要是指丁腈橡胶制品一旦解除高温与加压硫化后，其自身在常温常压下的自然收缩或定性定型与后硫化的过程。而“回性期”时间主要应由纺织橡胶厂来严格控制，一般以40天～45天为宜。若表面不处理胶辊不能执行这一停放定型定性时间，纺织厂购回制作上车后，会造成胶辊变形大，成纱条干均匀度得不到明显改善，对生产造成不利影响。所以，“回性期”问题必须引起纺织橡胶厂和纺织企业管理人员的高度重视。
   1.2.2  胶辊的制作
( X+ T6 R: X% p% c# Z( p& @    纺织厂皮辊间和相关技术部门必须改进胶辊制作工艺，精心制作，严格维护保养，这样才能充分发挥胶辊的纺纱性能。
    (1)轴承铁壳表面的处理
    新轴承铁壳表面的处理应除尽防锈油后，用120#溶剂汽油浸泡12h以上，用细布擦拭干净后晾干。套制前一般用工业酒精再将其表面擦拭一次，确保表面洁净。
/ Z* T# ^7 B7 ^& }( s! T   旧轴承铁壳表面的处理：首先清除沟槽中的灰尘、胶屑、油污及杂质，然后用120＃溶剂汽油浸泡清洗，擦净晾干。套制前再用工业酒精将其表面擦拭干净，以确保压圆后胶辊内层能部分嵌于沟槽内，增加与铁壳表面的抱合力，以抵御运转中的横向冲撞力。
   (2)套制与压圆整形
6 T6 w: s- l& {, t/ v    胶辊的套制与压圆整形质量，对降低成纱条干CV值及确保其稳定性是一个不可忽视的关键工艺，必须精工细作。
4 C4 ^8 d( E+ v0 Q1 Y: b! {# F    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出现斜边，以保证压圆整形时圆周应力的基本消除。
    压圆整形：生产实践证明，胶辊套制后的圆周应力差异是绝对存在的，只是大小与部位不同而已。而胶管套制后消除应力差异的手段与方式只能是压圆整形。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。往往有时胶辊上车运转后在较短时间内就出现了中凹、大小头及径向跳动现象，很大部分原因是由于胶管套制与压圆整形不良所造成。故一些先进的纺织厂皮辊间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。每次压圆整形的时间控制在30s，必须是下辊转动后上辊较缓慢地下压。两次压圆整形基本能保证胶辊与滚筒三点接触在同一水平线上；操作时间的延长能较充分地促使外层大分子结构分布的均匀性或有序性，能使内层嵌于轴承铁壳的沟槽内，结合更加紧密；上压辊缓慢均匀地下压接触，提高了受力状态下胶辊圆周上的匀速运动等。
    (3)胶辊的磨砺
( {3 i, z+ U1 O% o: s    胶辊磨砺是确保胶辊的适纺性、稳定性及改善成纱质量的关键工作。胶辊粗磨的磨量应控制在0.25 mm~0.35 mm的范围内，砂轮为60粒／25.4mm。胶辊第一次精磨的磨量应控制在0.10mm~0.15mm的范围内，砂轮为80粒／25.4mm。胶辊第二次精磨的磨量应控制在0.05mm~0.08mm的范围内，砂轮为80粒／25.4mm。精磨往复次数应控制在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，及Ra值高于0.8μm以上，胶辊绕花较多；Ra值在0.4μm以下时，由于胶辊表面过于光滑，不利于对纤维的握持控制，成纱质量将会恶化。精磨后的胶辊直径，其允许公差应控制在0.04mm～0.00mm以内，确保同批精磨胶辊直径一致。
; E: y6 G& e+ a8 [4 R1.2.3  其他
    (1)胶辊的静摩擦因数
    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工艺条件（牵伸倍数、车速、加压、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的范围内较为理想，纺化纤时应控制在0.35～0.40之间；纺纯棉品种时控制在0.40～0.55之间。
' c( f8 }4 S! y9 }0 A% p    (2)纺纱工艺的配置
5 M/ r! {: m5 U6 ]  前罗拉的加压量应控制在14daN／双锭范围以内为好；吸棉负压一般要求保持在490 Pa以上；导纱动程应控制在8mm～10mm范围为好。
8 F! g, R- t* L* c    (3)表面不处理胶辊上车时的防缠绕措施
* h1 F3 _( p1 V表面不处理胶辊刚开车2min～10min内有绕花现象，其原因是丁腈胶辊的温度未达到18℃时，其分子与分子键活动不活跃而造成。建议采取如下措施：①开空车使胶辊升温后再纺纱；②用白碳黑粉或滑石粉擦拭胶辊表面；③用RC—ⅡAL型胶辊胶圈专用清洗剂擦拭胶辊表面(或用化工涂料的B组分稀释剂揩擦胶辊表面)；④胶辊表面涂化工涂料，其配比为A：B=1：(6～8)。其中任一种办法均可防止胶辊绕花，保证正常生产。
  S4 l. c: U' ~) c) c2   国产丁腈胶圈存在的主要问题
9 i" {2 H! |7 x8 w8 ]+ \丁腈胶圈在纺纱机构中起着控制纤维的主导作用。对双胶圈牵伸区而论，胶圈的稳定性、耐磨性、弹性及柔软性越好，更有利于稳定胶圈钳口压力，从而能更好地握持纤维，并加强对浮游纤维的控制作用，保证纤维的顺利变速，达到降低成纱条干CV值，减少粗细节、毛羽及偶发性纱疵，改善成纱与布面质量之目的。胶圈表面状态的优劣及几何尺寸的准确性直接影响成纱疵点，纺织橡胶厂与使用厂必须予以重视。
6 H/ W4 R( S( @/ y0 ]' E8 Q0 H$ p    (1)丁腈胶圈的内径伸长率有的变化较大，在运转中造成夹圈与断圈。其原因是强力线选择不当和强力线未经过热定形处理而伸缩率达不到实际要求，或因表面处理不良，使其摩擦因数不适宜而造成。
( R0 K. W$ C+ r# C. e7 h/ T    (2)内外花纹胶圈的厚薄不一致，厚度差异达0.10mm左右，导致胶圈钳口压力的波动。内层不耐磨而使用寿命短，是国产平光胶圈及花纹胶圈的共同弊病。
9 S3 o% f( z" w7 m( [& {+ x7 [4 f% c% F    (3)由于辅助剂与添加剂选择不当，或筛滤、混炼工作不严，有的纺织橡胶厂管理和检验不够严格,造成胶圈表面有异物杂质、粉点和砂眼。有的内层、强力线层和外层不能做到“三位一体”而脱层露线，使得胶圈的耐油、耐污染、弹性及耐龟裂老化性较差。
; Z0 ]5 a' [3 V) U; a( u(4)经抽样进行扯断力测试，有的纺织橡胶厂优等品少，而一等品与二等品之间的较多，只有少数厂一等品和优等品占主导地位。
' W, g7 }( @/ V5 ~- q; z0 K2 _建议纺织橡胶厂进一步改进生产“通用型”丁腈胶圈，以适应纺织企业更改及生产不同原料的需要，便于企业生产管理和降低生产成本。
1 }4 Q4 J/ X* U1 E3  国产胶辊胶圈与国外先进产品的差距
  W6 ~4 R) u8 M4 a. c& o9 q3.1  胶辊
国产胶辊与美国、瑞士同类产品内在质量的差距主要体现在三个方面：①分散度差，导致胶辊的物理机械性能差；②导电性、弹性回复性及适纺性与国外先进产品相比有一定差距；③抗老化性和耐磨性差。国产胶辊较易早衰、龟裂，美国与瑞士产胶辊使用寿命可达4年～5年，国产胶辊为2年左右，个别厂的个别品种可达3年～4年。
3.2  胶圈
+ D1 O' Z/ n; X0 R( `+ @国产胶圈的弹性、柔软性及表面处理较国外产品差，从而使得成纱质量的长期稳定性差。在使用寿命方面差距更大，美国和瑞士生产的胶圈可用2年左右，而国产最好的丁腈胶圈只能用9个月左右，极个别厂家的新型胶圈可用1年左右。
4    国产纺纱胶辊化工涂料的改进建议
  S, p0 p3 c$ I9 w3 C国产胶辊化工涂料的性能及使用效果已有较大改善，但与国外产品相比仍存在着一定的差距，建议从以下方面进一步研究改进。
(1)增强涂料的渗透性和适纺性，减少表面飘浮物及沉淀物，认真深化光、气处理过程，进一步解决防静电与抗缠绕问题。
; l8 i8 F- s1 X9 C, |5 c/ C(2)在优化涂料各种性能的基础上，重点解决刺激性大及毒害性问题，确保工人的身体健康。
(3)敷涂操作要力求简便；涂料处理后的胶辊表面要爽燥，并且应延长涂料胶辊的使用寿命。
2 @1 f2 i* M* o/ z7 ~5   纺织企业皮辊间当前应抓的主要工作
3 O' S3 h; k) a  E4 p/ h丁腈胶辊与胶圈应用技术是一门综合性的科学技术，对改善成纱质量特别重要。从长期生产实践中证明，在设备和工艺正常状态下，提高丁腈胶辊与胶圈的制作精度，并严格维护保养，控制好车间温湿度等，必将对改善成纱质量起着重要作用。当前纺织企业皮辊间主要应作好以下工作。
(1)认真学习并积极、严格地贯彻执行新的《附件标准》和《皮辊间工序工作法》，必须狠抓不放，且标准要从严。
(2)严格要求各类设备的维修，严格要求胶辊胶圈及绒件的制作整理周期、工艺和操作管理；强化对胶辊胶圈的维护保养和质量检查工作。
/ f% I0 F" r' m(3)主攻胶辊磨砺质量，改善其表面的粗糙度；严格要求胶辊的套制与压圆整形，工作精益求精，确保胶辊质量。
+ j  s5 E8 R: h  k(4)丁腈胶圈的表面粗糙度，对纤维牵伸运动的影响比胶辊更敏感，一定要认真严格处理，使其表面滑爽，确保正常生产。
(5)皮辊间的领导和员工不仅要精通本行技术，还要懂得全面的纺纱工艺和具有解决质量问题的实际工作能力，这是稳定车间生产和确保成纱质量的关键。
    针对我国胶辊胶圈的技术现状，纺织橡胶厂应重视高科技专业人才的任用，并改进设备，严格管理，加强与纺织企业的合作，以不断研制开发高性能的胶辊胶圈，迅速缩小与国际先进产品的差距。对于纺织企业，应重视新技术、新工艺、新器材的推广应用，不断总结经验，以进一步提高成纱质量的整体水平。
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starsea126

好贴!

huang740914

分析的很透彻!

luoaihong

···好厉害啊，怎么没多少人来一起讨论呢？

luoaihong

···好厉害啊，怎么没多少人来一起讨论呢？

sheu7960

不错！谢谢分享。

luoaihong

分析很详细，谢谢了·！

xixu623

请问下纺织胶圈研磨用哪个厂家的设备好，麻烦各位前辈赐教，谢谢

srubber

不错 谢谢