1問題的提出

應(yīng)用超細(xì)短纖維紡紗，是我國“九五”發(fā)展計(jì)劃的重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。國內(nèi)外對超細(xì)短纖維制細(xì)號高品質(zhì)紗線及其最終產(chǎn)品的開發(fā)極為重視。由于超細(xì)短纖維紡紗研究牽涉的面很廣，所以本文就開發(fā)研制新型磨膠輥機(jī)用于超細(xì)短纖維紡紗談一點(diǎn)膚淺的看法。

超細(xì)短纖維的特點(diǎn)是細(xì)而長，其纖維線質(zhì)量為0.55dtex～l.1dtex，長度為32mm—40mm，在紡紗牽伸過程中牽伸力較大，要求膠輥與羅拉握持纖維的力也要大，超細(xì)短纖維由于是紡制細(xì)號高品質(zhì)紗線，因此要求牽伸穩(wěn)定，這就要求在紡紗牽伸中起關(guān)鍵作用的膠輥一定要選擇好和使用好。本文僅就磨礪對使用好膠輥的影響作些探討。

多年來，在膠輥磨礪技術(shù)方面，制造單位和使用單位都積累了不少經(jīng)驗(yàn)，有了許多體會。他們都有一個(gè)共同的看法，即目前國內(nèi)生產(chǎn)的磨膠輥機(jī)均不夠理想，主要問題有以下幾個(gè)方面：一是磨膠輥機(jī)精度差，效率低；二是設(shè)計(jì)時(shí)模擬金屬切削磨床對膠輥進(jìn)行磨削，將非彈性體金屬磨削加工工藝用于磨礪彈性體膠輥，這是不合理的，影響磨礪后膠輥的精度；三是在砂輪材料的選用、車頭運(yùn)轉(zhuǎn)方式及精度、磨礪速度上還不夠理想；四是膠輥磨礪時(shí)，其握持定位基準(zhǔn)與其使用時(shí)的握持不一致，這也影響著膠輥的磨礪精度。由于存在以上四個(gè)主要問題，使使用者一直缺乏理想的磨膠輥機(jī)，鑒于紡織廠的需要，無錫立達(dá)紡織機(jī)械器材有限公司正在研制一種新型的磨膠輥機(jī)，它采用新的設(shè)計(jì)思想，運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)，力圖能克服老的磨膠輥機(jī)的種種缺陷。

2膠輥磨礪與紡紗的關(guān)系

2.1膠輥磨礪與膠輥表面粗糙度的關(guān)系

膠輥磨礪后表面要求光潔，即表面粗糙度Ra值要小。膠輥按硬度分高、中、低硬度三種。據(jù)美國阿姆斯壯公司介紹，表面不處理膠輥表面粗糙度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。據(jù)我國的資料、文獻(xiàn)介紹，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，對膠輥的表面粗糙度分析認(rèn)為Ra為0.6μm～0.9μm時(shí)，膠輥表面可以不作任何處理，即可直接上車使用；若粗糙度Ra為1.6μm～l.8μm時(shí)，膠輥表面的繞花率達(dá)80%以上，不能上機(jī)使用。對高彈性低硬度軟膠輥粗糙度Ra為0.6μm～0.8μm時(shí)，可紡性較好，若超過1.0μm時(shí)，則絕對不允許上車使用；對中硬度或高硬度膠輥，粗糙度Ra為0.8μm～l.lμm時(shí)，可紡性較好，Ra為1.1μm～l.5μm時(shí)尚可接受，若超過1.5μm時(shí)，絕對不允許上車使用。

當(dāng)粗糙度Ra為0.4μm時(shí)，在生產(chǎn)中膠輥表面的繞花率極少；若膠輥經(jīng)磨礪后，表面的粗糙度Ra為0.9μm時(shí)，其膠輥表面的繞花率比粗糙度Ra為0.4μm時(shí)增加約20%左右。

2.2膠輥磨礪與成紗質(zhì)量的關(guān)系

膠輥磨礪情況與紡紗生產(chǎn)、成紗質(zhì)量的關(guān)系十分密切。膠輥磨礪表面粗糙度不夠要求時(shí)，首先反映在紡紗生產(chǎn)時(shí)繞花嚴(yán)重，有時(shí)甚至不能開車生產(chǎn)，這對表面不處理膠輥尤為重要，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的方法是膠輥經(jīng)磨礪后還要經(jīng)過各種方式的表面處理，然后才能進(jìn)行紡紗生產(chǎn)。為了解決好這一問題，使紡紗生產(chǎn)時(shí)不繞花或盡量不繞花，多年來曾研究了各種涂料及酸處理、紫外線光照處理等各種表面處理方法，但均有其不足之處，而且均損壞膠輥原有良好的控制纖維的性能。因此，最理想的是采用表面不處理膠輥進(jìn)行紡紗生產(chǎn)。可是不處理膠輥首先要解決的是繞花問題?，F(xiàn)在生產(chǎn)的不處理膠輥，雖然膠輥內(nèi)在質(zhì)量亦要改進(jìn)提高，但均需依靠膠輥的磨礪技術(shù)來保證膠輥表面的粗糙度，使之能順利紡紗，不解決好磨礪問題是無法使用不處理膠輥生產(chǎn)的。膠輥紡紗除保證順利紡紗不繞花外，還必須確保成紗質(zhì)量，膠輥的成紗質(zhì)量與膠輥的質(zhì)量及膠輥的磨礪質(zhì)量關(guān)系十分密切。要使成紗條干好、強(qiáng)力高，必須使用磨礪質(zhì)量好的優(yōu)質(zhì)膠輥，例如紡制細(xì)特優(yōu)質(zhì)紗就必須使用新型優(yōu)質(zhì)低硬度高彈性膠輥。

膠輥磨礪質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響到紡紗質(zhì)量，不同膠輥磨礪的方法、每次磨削量及總磨削量各不相同，應(yīng)根據(jù)不同的膠輥品種和不同的成紗質(zhì)量要求及實(shí)際使用情況而定。

我國在磨礪膠輥方面已積累了許多經(jīng)驗(yàn)，由于情況和條件不同，對磨礪工藝的掌握也有所差別，但基本觀點(diǎn)是一致的，這就是要正確掌握磨削量，磨削深度要合理，每次磨削量要適當(dāng)且不宜過大，動(dòng)作要輕而慢，膠輥和砂輪的線速度要適當(dāng)，砂輪選用要合理，砂輪要圓整、鋒利，粒子要細(xì)，空氣要多，修砂輪要勤，磨削中砂輪要保持平衡、清潔；低硬度膠輥的回磨周期要縮短，磨礪時(shí)間應(yīng)比中、高硬度膠輥略長些；低硬度膠輥壓圓要掌握適當(dāng)，粗磨精磨時(shí)間和往復(fù)次數(shù)要選擇恰當(dāng)。表面不處理膠輥的制作重點(diǎn)是磨礪，磨礪是應(yīng)用表面不處理膠輥的關(guān)鍵所在。

3磨膠輥機(jī)與磨礪質(zhì)量

上述觀點(diǎn)闡明了膠輥磨礪與膠輥表面粗糙度、成紗質(zhì)量關(guān)系十分密切。只有確保磨礪質(zhì)量才能保證膠輥表面具有理想的粗糙度，才能紡制優(yōu)良的紗線。而要確保磨礪質(zhì)量，首先必須具有性能優(yōu)良的磨膠輥機(jī)，特別是磨膠輥機(jī)的強(qiáng)迫振動(dòng)和膠輥的自激振動(dòng)要少而小，同時(shí)必須掌握好膠輥磨礪方法。多年來我國一直缺乏理想的性能優(yōu)良的磨膠輥機(jī)，許多紡織廠仍是使用老式的磨膠輥機(jī)，其效果均不理想。如國內(nèi)A802A磨膠輥機(jī)磨礪的膠輥質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到日本77-B磨床磨礪精度，Ra值差異很大，而且Ra值的均方差也差異很大，這是由于磨床砂輪的粒度以及砂輪的線速度與橫動(dòng)速度的配合不當(dāng)?shù)挠绊懺斐?。進(jìn)口磨床的橫動(dòng)速度小于國產(chǎn)磨床，它在相同的往復(fù)次數(shù)下，膠輥受磨礪的時(shí)間相對延長，使得表面磨痕的峰谷差值得以減小，提高了紡紗時(shí)的抗繞性，有利于提高成紗質(zhì)量。

國內(nèi)一些磨膠輥機(jī)制造廠家對老型號的磨膠輥機(jī)也曾進(jìn)行了分析研究及改進(jìn)，并積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，例如對A803磨膠輥機(jī)已采用了無中心定程切入磨削工藝和大氣孔、小粒度、大寬條疊合磨輪等先進(jìn)技術(shù)，但在精度、速度、自動(dòng)控制等方面有待進(jìn)一步改進(jìn)和提高。由于我國目前在磨膠輥和制造方面不夠理想，因此在使用不處理膠輥時(shí)迫切需要一種先進(jìn)的能達(dá)到國際水平的磨膠輥機(jī)供紡織廠使用，為此無錫立達(dá)紡織機(jī)械器材有限公司經(jīng)過廣泛地調(diào)查研究，在消化吸收國內(nèi)外各種輔機(jī)資料的基礎(chǔ)上，試制成功先進(jìn)的磨膠輥機(jī)，該機(jī)能大大改善膠輥表面的粗糙度，達(dá)到進(jìn)口機(jī)的水平，為提高成紗質(zhì)量創(chuàng)造了條件。

4新型磨膠輥機(jī)的構(gòu)思與設(shè)計(jì)制造

目前紡織廠對膠輥磨礪后的表面粗糙度、膠輥的質(zhì)量和使用壽命的要求逐步提高，期望通過改善膠輥質(zhì)量來提高產(chǎn)品檔次。立達(dá)公司開發(fā)研制的高精度機(jī)電一體化的新型磨膠輥機(jī)非常及時(shí)，成功地為使用者解決了以下問題：

1)提高磨頭的磨削精度，減少磨床振動(dòng)所帶來的磨削誤差。

2)提高磨床往復(fù)移動(dòng)的導(dǎo)軌精度，減少導(dǎo)軌磨損，使之具有很長的使用壽命。

3)適合磨礪各種不同硬度、不同種類的膠輥。

4)采用合理的裝夾和磨礪方法，提高磨礪精度和生產(chǎn)效率。

5)采用合適的砂輪，確保降低磨礪后的表面粗糙度。

6)改進(jìn)該機(jī)的吸塵功能，一方面可提高磨礪的粗糙度，另一方面可改善工人的操作環(huán)境。

7)簡化工人操作，從機(jī)械上保證產(chǎn)品質(zhì)量和工藝要求。

上述問題的解決，完全可保證膠輥的徑向跳動(dòng)在0.01mm以內(nèi)，其表面粗糙度Ra可以達(dá)到0.4μm—0.8μm，同膠輥的圓整度差在0.01mm以內(nèi)，而問題的解決得益于立達(dá)公司在設(shè)計(jì)時(shí)采用了以下幾點(diǎn)措施：

1)采用標(biāo)準(zhǔn)外圓磨床的結(jié)構(gòu)，磨頭精度達(dá)到徑向跳動(dòng)0.005mm。機(jī)床本身有防震設(shè)計(jì)，底腳牢固可靠，所采用的傳動(dòng)電機(jī)均經(jīng)嚴(yán)格挑選，做好動(dòng)平衡試驗(yàn)。另外吸塵器從機(jī)內(nèi)移到機(jī)外，單獨(dú)放置，避免對機(jī)床產(chǎn)生振動(dòng)影響。

2)橫向移動(dòng)采用高精度直線滾柱導(dǎo)軌，除提高精度之外，還可以保證導(dǎo)軌有很長的使用壽命，不會因長時(shí)間的工作而降低導(dǎo)軌的移動(dòng)精度，其導(dǎo)軌精度為0.01mm/l000mm。

3)考慮不同形式、不同材料、不同硬度的膠輥需采用不同的磨削工藝，所以磨頭的速度、車頭的轉(zhuǎn)速以及拖板的往復(fù)速度，都在一定范圍內(nèi)可調(diào)。磨頭、車頭均由變頻控制達(dá)到無級調(diào)速，從0Hz～50Hz任意選擇，拖板采用液壓控制，也能在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)調(diào)速，從而挑選一組最合理的磨礪工藝對膠輥進(jìn)行磨削，以獲得最佳的質(zhì)量。

4)膠輥的裝夾，采用無頂尖法，裝夾在中間，確保磨削基準(zhǔn)與使用基礎(chǔ)一致，另外還采用氣動(dòng)衡壓原理，使膠輥緊貼在高精度傳動(dòng)的羅拉上，保證磨削過程中與使用過程一樣對膠輥具有衡定壓力，不會隨磨削直徑變化而變化；壓力又是可以調(diào)節(jié)的，其范圍在49N～98N。這些技術(shù)的采用可以大大提高磨削精度，降低表面粗糙度。

5)選擇合適的砂輪，是保證磨礪膠輥表面粗糙度的前提。砂輪的選擇應(yīng)采用大氣孔砂輪，粒度為80#，氣孔為0.7mm～l.4mm。

6)改進(jìn)吸塵器的效果，使得磨削的粉塵能夠被充分地吸走，另外在磨削過程中增加砂輪的清潔點(diǎn)，可以連續(xù)不斷地對砂輪進(jìn)行清潔，有利于提高磨削的粗糙度。

7)在確定好磨礪工藝之后，操作工只需做好裝料和卸料工作，機(jī)器可以自動(dòng)地進(jìn)行夾緊一磨礪一放松工作，機(jī)械可以設(shè)定循環(huán)，只需按一次按鈕，就可自動(dòng)地完成工作。該機(jī)除了簡化勞動(dòng)之外，還可以提高工作效率，班產(chǎn)可達(dá)500只，該機(jī)還可以設(shè)定膠輥磨削的往復(fù)次數(shù)，從而在機(jī)械上和工藝上保證磨削質(zhì)量。

5結(jié)語

超細(xì)短纖維紡紗，在我國還剛起步，由于其產(chǎn)品具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，預(yù)計(jì)發(fā)展會很快。美國、日本、英國等國家從70年代就重視超細(xì)纖維，產(chǎn)品的開發(fā)、發(fā)展很快。據(jù)介紹，1991年美國超細(xì)纖維的使用占纖維總用量的5%，1993年占20%，1995年約為so%。日本1994年超細(xì)纖維的用量占纖維總用量的50%，而我國臺灣已達(dá)70%。如何紡制超細(xì)短纖維在我國已提到議事日程上，多年的生產(chǎn)實(shí)踐和理論分析告訴我們，研究紡紗工藝?yán)碚摫仨毥Y(jié)合紡紗器材的研究，紡紗工藝的突破，必須依靠優(yōu)異的紡紗器材。紡制超細(xì)短纖維，生產(chǎn)細(xì)號高品質(zhì)紗線，一定要使用好新型優(yōu)質(zhì)膠輥，這就必須解決膠輥磨礪問題。新機(jī)可使磨礪膠輥的表面粗糙度Ra達(dá)到0.4μm～0.8μm的要求，膠輥精度能滿足紡制超細(xì)短纖維紡紗生產(chǎn)高質(zhì)量紗線的要求，表面不處理膠輥能在超細(xì)短纖維紡紗領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，促進(jìn)我國超細(xì)短纖維紡紗水平早日趕上國際先進(jìn)水平。

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