胶圈与成纱质量关系的探讨裴大伟 郑功振 刘 旭（南阳纺织集团邓州正兴有限公司）摘 要：本文主要对胶圈的使用要求、同步性作用机理进行分析，通过在生产过程中，胶圈的合理选用，钳口工艺以及日常使用管理等方面探讨胶圈与成纱质量的关系。关键词：胶圈要求 同步选配 工艺使用管理 成纱质量胶圈是纺纱机械的重要器材之一，对成纱质量是有非常重要的作用。细纱胶圈在使用过程中能否选用好、搭配好、管理好，能否保证实现与中罗拉同步运转的工艺状态都与成纱质量密切相关，是纺纱过程中的关键。一、胶圈在纺纱中的作用机理细纱胶圈的主要作用，是进行后区微牵伸与握持过渡，牵伸倍数的大小，主要根据纤维长度、粗纱定量、牵伸形式、质量要求等，其工作状态必须是准确连续不断地进行，以保证牵伸的顺利进行以及细纱的强力、重量不匀率、粗节、细节等技术质量指标的实现，进一步松解纤维团，增加纤维的伸直度，有序地进行平行排列与混合，并有一定压力作用下，有效而稳定地控制纤维进行平均移动。在细纱两个牵伸区中，胶圈处于中间位置，它是起到牵伸作用、起到握持输送作用，对牵伸力和握持力来说，握持力略大于牵伸力，既要握得牢，又牵得开。从理论上分析，是缩小浮游区长度，加强中部磨擦力界，使纤维变速点前移，有利于提高成纱条干。二、胶圈的同步性是纺纱的关键所谓同步运转，是指线速度的均匀一致，线速度的差异是指上下胶圈在运转过程中，受众多因素的影响，其单位时间移动的距离低于中罗拉，上胶圈在被动状态下移动的距离低于下胶圈，而且线速度的差异很难定位在某一点和某一个单位时间。胶圈线速度的大小是根据中罗拉的工艺转速而定，纤维在胶圈上连续作用平均移距的运动中，下胶圈受中下罗拉传动的同时带动上胶圈其速度必须保持一致。连续不断的运行，理论上应该是匀速的。如果上下胶圈处于非标准状态出现线速度差异，在加压与钳口的作用下，实际上是产生了一种剪切应力。严重时，胶圈会出现明显的暂停状态，也就是打顿。正是由于这种不良的运动状态的出现，纤维的平均移动距离受到影响，同时出现移动距离差异，由此细纱有时出现所谓的机械波、规律或不规律粗细节、短片段不匀，严重时甚至影响纤维的伸直平行，短纤维聚集、粗节、棉结增加等，最终导致成纱质量下降。三、胶圈的要求胶圈能否与中下罗拉同步运转，严格说有胶圈自身的因素也有纺纱设备、工艺环境的因素，胶圈在弹性的握持下能否同步地将纤维输送到前胶辊进行牵伸成纱，使纤维变速点稳定前移，对胶圈提了很高的要求。1、外表要求长期以来一直应用的是“光、滑、燥、爽”，很多人认为越滑越好，其实不是这样。过“滑”会导致胶圈对纱条的握持力下降，上下胶圈对纤维握持力有几个因素组成，一是上下胶圈的动磨擦系数；二是上下胶圈接触几何形状；三是上有弹簧压力和隔距块的大小；四是胶圈与纱条的接触面积以及温湿度等，若单从胶圈的动磨擦系数大小对纤维的握持力的影响进行分析，胶圈不但要有相当的动磨擦系数，且静磨擦系数要高于前胶辊，上圈磨擦系数要应大于下圈。2、内表面要求由于酸处理后的表面较湿，回转阻力增加，胶圈线速度与罗拉线速度差异较大，尤其是上圈转速更慢，这无异对成纱条干带来严重影响。近年来，内花纹胶圈的应用有利于解决这一问题，条干水平明显提高，一般在 0.5%以内。也证明了胶圈内表面既要有光滑性更要有粗糙度，以利于胶圈回转速度加快，实现与中罗拉线速同步是对胶圈内外表面要求的基本标准。3、对上下胶圈的要求按照传统习惯的要求，细纱上下胶圈的某些性能搭配，通常是上薄下厚，上软下硬。所谓上薄下厚，主要是指上下胶圈规格厚度上的选择与安排；上软下硬，主要是指下胶圈内层强度因其不同作用上的选择与安排，主要作用是要求上胶圈运转过程中贴和柔顺而被动性好。加之回转时，磨擦因素与磨擦接触面都要低于胶圈许多，所以一般胶圈出现线速度的差异较小。4、胶圈的适纺性能优良的纺纱胶圈在长期的生产过程中必须是有一定的适纺性。胶圈外层的光滑爽燥性能，既保证上下胶圈有握持输送牵伸纱条过程中不产生粘花现象，同时上下胶圈的内外表面必须有相对稳定的磨擦系数。在运转过程中，下胶圈与下罗拉、上下胶圈、上胶圈与上罗拉三对磨擦体之间的滑溜率应能降低到最低，上下胶圈与上下肖钳口的阻力要尽量小，做到能保证牵伸纱条的稳定输送，稳定工艺的正常运转。不仅能纺高支低支，而且还适应非棉产品。5、胶圈的使用寿命胶圈的使用寿命也是衡量胶圈优劣的重要指标，不仅关系到企业成纱质量好环而且影响到企业成本，因此胶圈必须具有表面磨损小，弹性变异小等，在一定的时间段上满足成纱质量要求。四、合理使用胶圈与胶圈、胶圈与小铁辊搭配我们知道纺纱工艺胶圈的作用是通过上下胶圈的工作面同纱条直接接触产生一定的磨擦力有效阻止纤维的提前变速和稳定对纤维的控制，从而使变速点分布向钳口集中，缩小浮游区，改善牵伸条件使成纱条干均匀光滑，平光胶圈与内花纹胶圈搭配的对比试验如下：表一摇架 品种 牵伸倍数 压力 钳口YJ-142 J14.5 22 14kg 2.5表二胶圈搭配 品种 CV% 细节 粗节 棉结上平/下平 J14.5 13.66 9 35 51上平/下内花纹 J14.5 13.22 7 28 45上内花纹/下平 J14.5 13.63 10 33 49上下内花纹 J14.5 13.98 13 38 56从以上对比试验可以看出，在胶圈的搭配中，用上平/下内花内组较好（搭配皮圈中我们采用一组新的一组是使用过的，禁止全部同一品种上下圈同时用新胶圈）。根据以上数据分析，上胶圈内表面与小铁辊作滚动磨擦，上胶圈与纺纱运行中随下罗拉胶圈的转动而向前的牵伸运动。上胶圈在通常情况下运转时，上部紧、下部松。有胶圈使用经验的人认为，使用平光胶圈时空气无法进入铁辊和肖棒之间，若运转时间长，将造成胶圈与小铁辊或胶圈与上肖粘结，使其回转不灵活，造成成纱条干差，我们使用内花纹上圈时发现上肖易被皮圈“啃”坏，据分析，上肖前口曲率半径小，采用内花纹胶圈时磨擦系数大，使上肖产生上述现象，特别是钳口处一点，钳口受到较大阻力，会使上胶圈的紧边更紧，松边更松，若在运行时在钳口处受到阻力大和阻力变化大的影响，钳口胶圈包围弧处在磨擦力界范围的终端，纤维离开此处进入浮游区，磨擦力界波动较大，对成纱质量影响较大。采用内平光胶圈就不易产生上述现象，成纱质量相对稳定。下胶圈内花纹胶圈在与中罗拉表面滚花接触时与平面胶圈比较，内花纹胶圈由于下圈内表面花纹凹凸状，使之与中罗拉表面滚花槽形成啮合，致使下圈与中罗拉之间运转滑溜率明显减少，大大加强了下圈与罗拉同步运行的均匀性和稳定性。从而提高运转线速度的均匀率，能较大程度的使下胶圈按工艺设计与下罗拉同步平稳均匀的运转，提高纱质量。胶圈与小铁辊小直径胶辊的搭配。在实际生产过程中，经过试验发现，胶圈与报废小直径胶辊配套优于与小铁辊配套，其成纱质量数据对比如下：机型FA502 品种tex CV% 细节 粗节 棉结250.5 C18 15.03 11 151 17225 +10-0 C18 14.82 9 156 16525 +15-5 C18 14.12 6 130 15325 +20-10 C18 15.26 8 138 158优化后选用胶辊直径的25 为小铁辊做中档，然后同小铁辊对比试如下：品种tex CV% 细节 粗节 棉结原小辊 JC18 12.65 5 28 30胶辊代替小铁辊 JC18 11.78 2 17 23由此可以看出采取报废后档胶辊磨成小直径尺寸代替小铁辊纺纱原理更加合理，上胶圈同胶辊中档滚动磨擦力更柔和，不打顿，而且解决了中铁辊易生锈胶圈回转不灵活现象。五、胶圈的钳口工艺对成纱质量的影响胶圈钳口工艺影响胶圈钳口部分的磨擦力界，分布的强力及稳定性，对纤维运动影响特点敏感。胶圈钳口的大小要根据不同品种不同号数来决定，其隔距块宜小不宜大，大小适中。胶圈钳隔距大小，对胶圈牵伸中磨擦力界的加强尤为重要，加强胶辊中部压力，对纤维的握持、浮游区纤维的控制起到很重要的作用。浮游区纤维运动的变速，主要取决于控制力和牵伸力的大小，为使浮游区纤维不提早变速，必须加强控制力，而胶圈钳口大小决定控制力大小，不同规格的隔距块决定胶圈钳口长度，如果隔距块尺寸小，钳口长度短(张口高度低) ，胶圈钳口握持力加强；隔距块尺寸大，胶圈钳口长度长，胶圈钳口握持纤维能力差。因此，胶圈钳口控制纤维的能力是随着隔距块大小而成正比变化。上下胶圈对纤维的握持面的长短在控制纤维方面也是至关重要的。胶圈钳口隔距过大，握持面纤维短，浮游区长度增长，部分纤维失控对成纱条干不利，胶圈钳口隔距小但要适中，如果太小，虽然控制力加强了，但在温湿度变化、粗纱捻度和粗纱定量变化，前胶辊牵伸力变化等情况下，就容易出现竹节、硬头，所以有纺纱过程中应采取小浮游区长度、小胶圈钳口的两小工艺是提高成纱质量的重要措施之一。不同钳口工艺成纱质量试验对比如下：品种 隔距块规格 CV 细节 粗节 棉结2.0 13.22 5 31 46J14.52.5 13.51 8 43 582.5 14.43 10 96 128C183.0 14.86 18 118 1565+15六、胶圈的使用管理胶圈的应用有三大要素：一是选型，选择符合纺纱质量要求的优良品种；二是保养提高保养质量，保证使用需要；三是使用管理，通过科学的管理降低差异的发生率和发生量，发挥胶圈最好的性能。胶圈的运转管理主要有三方面：提高稳定胶圈在使用过程的一致性，降低对成纱质量不匀的影响；保证相关牵伸部件工作的一致性，减少对胶圈正常运转的影响；合理进行成本管理，提高器材技术价值。胶圈使用管理的好坏对成纱质量起着至关重要作用，我们必须重视胶圈的管理，胶圈是精细橡胶制品，其使用性能能否发挥和发挥一致，受到使用状态的影响。如果在纺制同批纱时，胶圈使用一致性差，不仅造成成纱质量的下降，而且会严重影响锭间、台间的成纱质量的均匀性，使锭差、台差波动较大，胶圈的使用管理目的就是控制使用状态不良胶圈的影响程度，重视胶圈在使用中自身的一致性对成纱质量不匀的影响因素，针对使用环境条件，采取措施，最大限度缩小这此因素的影响程度，在使用过程必须做到；不同型号、不同结构、不同规格、不同新旧程度、不同表面处理、不同硬度的胶圈坚决不能混用。七、国产胶圈存在的问题国产胶圈经过几十年发展，虽然有制造技术形态上有所探索，如内花纹胶圈等，但与胶辊相比，在技术上并无实性突破，与国外胶圈相比，仍有很大差距。国产胶圈存在的问题：是寿命短，每使用 34 个月要清洗一次，寿命仅为 69 个月，粗纱胶圈寿命更短，而国外胶圈可以不停车连续纺纱使用寿命可达 6 年左右。适应性差，各胶圈厂生产型号较多，适纺品种和支数不一，温湿度、气候变化敏感，在当今纺织企业品种翻改频繁急剧上升的情况下，带来很多困难。稳定性差，胶圈的制造工艺和质量管理问题，批次之间，只与只之间质量不稳定，差异较大。存在问题的主要原因是：对胶圈在纺纱过程中的重要性还未引起足够的重视，部分人认为胶圈对成纱条干 CV%值与 CVB 值关系不大，或认为没有胶辊重要，致使对胶圈研究开发力度不够，推广应用信息不足。棉纱的质量水平是通过一个系统工程来保证每一个环节，每部件都对成纱质量都有不同程度的影响，何况胶圈是纺纱关键部件之一，就更不能忽视。结束语：胶圈是纺纱过程中的关键纺纱器材之一，对成纱质量起着至关重要的作用，在纺纱过程中应当引起足够的重视。胶圈的使用与管理是一项艰苦、细致、技术较强的工作。要做到新技术推广应用与严细管理相结合，维护保养相结合、新器材推广应用与新工艺匹配相结合；技术改造与新器材试验相结合，推进胶圈使用管理水平的提高和产品质量的全面升级，使新型纺纱器材有纺纱过程中充分发挥其作用。参考文献：1、浦月英胶辊胶圈制作保养实用手册无锡纺织工程学会 19992、荆越：关键纺纱器材，北京：中国纺织出版社 19973、胶辊胶圈专业组胶辊胶圈应用技术北京中国纺织出版社 1996