细纱胶圈纺纱机理与齿形胶圈的设想

第３７卷第３期　２０１０年５月　纺织器材　Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ａｃｃｅｓｓｏｒｉｅｓ　・１６１・【３３】　细纱胶圈纺纱机理与齿形胶圈的设想　李　晶　（西安工程大学，西安７１００４８）　摘要：为了解决胶圈与罗拉之间、胶圈与胶圈之间存在滑溜差异的问题，分析了胶圈的工作原理，　以及滑溜差异导致成纱条干差、引起胶圈磨损的原因；提出用齿形胶圈代替传统胶圈的设想，使　胶圈被罗拉摩擦传动改为啮合传动而从根本上消除滑溜差异而提高纱线质量；同时指出齿形胶　圈对制造和安装精度要求较高的缺点。　关　键　词：环锭．细纱机；胶圈；滑溜差异；弹性滑动；齿形；设想；摩擦；啮合　中图分类号：ＴＳ１０３．８２　３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００１—９６３４（２０１０）０３—００３３—０３　胶圈是细纱机的关键纺纱器材。随着细纱机速　度的提高，如：青泽３１９ＳＬ型细纱机锭速由１２．２　ｋｒ／ｍｉｎ提高到１３．５　ｋｒ／ｍｉｎ时，国产胶圈纺纱条干　ＣＶ值和粗、细节都有明显上升；因此，有必要对胶　圈做深入研究，开发新型细纱胶圈，提高国产胶圈在　较高机速上的适应性。　１．３胶圈的工作机理分析　上、下胶圈在运转过程中由中下罗拉带动下胶　圈，下胶圈带动上胶圈，再由上胶圈在受压状态下带　动罗拉转动。胶圈工作主要表现如下。　１．３．１握持牵伸　在加压状态下，下胶圈与中下罗拉，上、下胶圈，　上胶圈与中上罗拉形成了３个摩擦区。运转中，上、　ｌ细纱胶圈工作机理分析　１．１胶圈的作用　下胶圈依托中上、中下罗拉形成后区牵伸的握持前　钳口，控制须条产生后区牵伸。同时利用上、下销将　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、牵伸型式、质量要求等因素确定。胶圈工作状态　应准确、连续不断地进行，以保证牵伸运动及细纱的　强力、重量不匀率、粗节、细节等成纱质量指标的实　现，提高纤维的伸直度并且有序地平行排列，在一定　压力作用下有效而稳定地控制纤维平行移动。　１．２纺纱对胶圈的要求　已进行后区牵伸的须条送至前钳口使其产生前区牵　伸，达到将须条进行总牵伸的目的。　１．３．２握持输送　上、下胶圈运转中套装在上、下胶圈销架上，由　上、下销架形成弹性握持区，这一握持区将后区已牵　伸的须条稳定地输送至前罗拉钳口，进行前区牵伸。　１．４无法避免的问题　。　胶圈在工作时与罗拉不能完全同步运行，即下　胶圈外表面应光、滑、爽、燥，还应具有适宜的硬　胶圈与中下罗拉之间，上、下胶圈形成的摩擦副之　间，会产生滑溜差异，这是因为胶圈与罗拉之间通过　摩擦力传递动力，由于胶圈采用弹性材料，其在摩擦　度、优良的弹性、耐磨性、耐老化性、抗静电性和吸湿　性，既保证上、下胶圈在握持输送、牵伸纱条过程中　不粘花，同时又使上、下胶圈的内、外表面具有相对　稳定的摩擦因数；在牵伸过程中要求胶圈与罗拉、上　下胶圈摩擦副之间的滑移率降到最低，能够保证对　须条的稳定输送，又不产生上、下层纤维的变速差　异，达到前区稳定牵伸的目的；在运转过程中，上、下　作用下工作，势必产生弹性滑动。弹性滑动是胶圈　运转过程中无法避免的一种正常的物理现象。由于　弹性滑动的存在，导致成纱条干差，同时还会引起胶　圈的磨损；高速时，发热使胶圈温度升高，影响成纱　质量，降低胶圈寿命。　设胶圈的线速度为　，中下罗拉的圆周线速度　为　，则有　＜口　，即产生了速度损失。这种速度损　失还随外载荷的变化而变化，通常以滑移率ｅ表示　速度损失的程度，即：　￡一　７Ｊ１　胶圈与上、下销钳口的阻力要尽量小，保证牵伸纱条　稳定输送，按稳定工艺正常运转。　收稿日期：２００９—１２—１０　作者简介：李晶（１９６２一），女，福州人，副教授，主要从　事新型纺织机械设计与开发研究。　×１００　纺织器，Ｊ－　ｅｓ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　ＡｃｃｅｓｓｏｒｉＶｏ１．３７　Ｎｏ．３　Ｍａｙ　２０１０　【３４】　・１６２・　胶圈运行线速度不匀或滑溜差异大，通过试验　也可得到验证，表１是一组测试数据的汇总　。　表１测试数据　２胶圈结构创新设想　２．１齿型胶圈的设想　由于胶圈与罗拉、胶圈与胶圈之间的滑移率是　影响成纱质量的关键，由上述分析可知胶圈只要在　摩擦作用下工作时，势必产生弹性滑动而导致成纱　注：机型为Ａ５１３Ｗ；摇架为ＴＦ１８一ｎ５型；品种为ＣＪ　１４．５　ｔｅｘ。　　．条于差；同时，还会引起胶圈的磨损。所以，目前引　进的低硬度或内花纹胶圈，或采用表面不处理胶圈，　也只能使成纱质量得到改善。　从表１可以看出：一是胶圈自身运行的速度不　匀；二是胶圈间因存在滑溜导致的速度差异问题。　在纺纱牵伸过程中要求下胶圈与下罗拉，上、下　胶圈，上胶圈与上罗拉３对摩擦副之间的滑移率应　能降低到最小，只有当上、下胶圈的线速度接近下罗　拉的线速度时，才能保证后区牵伸的稳定。为了使　上、下胶圈控制好须条的后区牵伸及将牵伸后的须　条稳定送至前罗拉钳口，在装配时应检查上、下胶圈　松紧情况、转动是否灵活；并通过改变上、下胶圈的　表面形态，采用不同硬度的胶圈材质，不同厚度的　上、下胶圈搭配来达到提高成纱质量的目的。采取　上述措施后，在生产中都能在一定程度提高上、下胶　圈的运转稳定性；再通过改变上、下销架形状、销架　前端钳口隔距、中上罗拉的加压、下胶圈的张力等来　实现胶圈运转的工艺设置稳定性。　１．５胶圈类型　根据表面状态，胶圈可分为平面胶圈、内花纹胶　圈及内、外花纹胶圈。立达公司（Ｒｉｅｔｅｒ）在２Ｏ世纪　８Ｏ年代就在Ｒ２Ｐ牵伸装置中广泛应用内花纹胶　圈，其内花纹为峰谷交错的迷宫型，我国引进立达公　司设备或改造牵伸装置全部是内花纹胶圈，使胶圈　滑移率、呆滞、吊圈和胶圈速度不匀率得到积极的改　善，从而有效提高运转的稳定性。使用表明，外花纹　胶圈产生静电值比平面胶圈少，而迷宫型（有谷无　峰）有利于控制纤维运动，表面积花与缠花少，能明　显减少粗节。　根据表面是否处理，分为处理胶圈和不处理胶　圈。因为无论采用何种表面处理方法，都会加速橡　胶的早期老化。由于不处理胶圈的表面电阻小、吸　放湿性好，具有自润滑而无粘附现象，在纺纱运行中　不绕花，所以成纱质量稳定，条干ＣＶ值，细、粗节，　棉结，毛羽指数都优于现有表面处理型普通胶圈，并　且使用寿命长。由于不处理胶圈无需经化学酸处　理，没有化学残留物质存在，对罗拉和销棒等牵伸部　件不会产生腐蚀磨损Ｌ２　］。　鉴于此，笔者提出一种齿形胶圈，使其与罗拉在　啮合状态下工作，如图１所示。下罗拉带动下齿形　胶圈转动，而下胶圈仍通过摩擦带动上胶圈转动，上　胶圈与上罗拉也为啮合状态。同时，将上、下销前端　设计成可以滚动的小齿轮轴，以消除胶圈在运行中　因张力棒或销口造成的磨损及龟裂，延长使用寿命，　同时可消除滑移率，改善成纱质量。　图１齿形胶圈示意　２．２齿形胶圈的优缺点　由于齿形胶圈传动是靠胶圈上的齿与罗拉上齿　槽的啮合来传递动力的，而且胶圈与罗拉之间不会　产生相对滑动，使上、下胶圈的线速度与下罗拉的线　速度一致。还由于不是靠摩擦力传递动力，齿形胶　圈的预紧力可以很小，作用于前销、罗拉和轴承上的　力也很小；但其主要缺点在于制造和安装精度要求　较高，中心距要求较严格。　胶圈仍选用弹性材料，以保持其抗振性能好，易　纺性强，良好的弹性，手感柔软，耐屈挠，对纤维握持　性好等优点，有利于对浮游纤维的控制，能确保纤维　顺利变速，从而改善成纱条干Ｃ　值，减少粗细节、　硬头和竹节纱疵。应用优质的外花纹、内齿形胶圈，　还可以减少毛羽形成。　３　结束语　３．１胶圈与罗拉之间、胶圈与胶圈之间产生滑溜不　可避免，是导致成纱条干、引起胶圈磨损的重要原因　之一。　第３７卷第３期　纺织ｇ材　Ｔｅｘｔ＿ｌｅ　Ａｃｃｅｓｓｏｒｉｅｓ　２Ｏ１Ｏ年５月　３．２纺纱胶圈，无论是低硬度、内花纹或表面不处　理，虽然能在一定程度上改善成纱质量，却不能消除　滑溜差异引起的弹性滑动。　的影响Ｅｃ］／／第十一届中国棉纺织行业协会“五爱杯”胶　辊胶圈等纺织牵伸部件应用技术经验交流会论文集，　２００６．　３．３齿形胶圈与罗拉间传动状态由摩擦变为啮合，　可消除胶圈的磨损及龟裂，延长使用奉命，消除滑移　率，改善成纱质量。　Ｅ２］倪士敏．纺纱胶辊、胶圈牵伸原理与应用技术［Ｊ］．纺织　器材，２００７，３４（５）：５２—５７．　Ｅ３］胡万春，樊世庆．纺纱技术进步与胶辊胶圈可靠性的探　讨ｉ－ｊ］．纺织器材，２００５，３２（３）：２１—２４．　［４］杜巨林．浅析胶辊及相关牵伸器材与成纱质量的关系　［Ｊ］．纺织器材，２００６，３３（４）：３７—４０．　３．４齿形胶圈目前只有一种设想，其制造和安装精　度要求高，其改善成纱质量的效果及配套器材尚有　待进一步探讨。　参考文献：　［１］赵建军，李晓升．探讨上下胶圈运行稳定性对成纱质量　・行业动态　全国纺织机械与附件标准化技术委员会　纺织器材分技术委员会隆重成立　新春伊始万象新，科技发展传喜讯。２０１０年３　月３０　Ｆｔ，全国纺织机械与附件标准化技术委员会／　纺织器材分技术委员会（ＳＡＣ／ＴＣ２１５／ｓｃ２）成立大　业交流、沟通和开展工作的平台将对行业标准化的　健康发展产生重大影响，也为组织企业积极参与标　准制、修订工作奠定了基础。最后，钱锡麟主任介绍　了纺织器材分技术委员会分组名单、任命组长，并为　副主任单位授牌，颁发由中国国家标准化管理委员　会聘请的委员证书。　会上，孙常芳所长全面介绍了陕西纺织器材研　究所在纺织器材领域开展标准化工作方面取得的成　绩、荣誉，以及在行业标准化工作进程中所起的作用　会在陕西咸阳隆重举行，这标志着在我国市场经济　机制下的纺织器材行业标准化工作迈出了坚实的一　步。本次大会由纺织器材分技术委员会赵玉生秘书　长主持，陕西省科技工委书记郑明玺，咸阳市科技局　局长沈毛平，中国纺织机械器材工业协会副秘书长、　纺织器材分技术委员会主任钱锡麟，全国纺织机械　与附件标准化技术委员会秘书长黄鸿康等亲临祝　贺。钱锡麟主任和纺织器材分技术委员会副主任、　陕西纺织器材研究所孙常芳所长为《纺织器材分技　术委员会》揭牌。孙常芳所长代表纺织器材分技术　委员会秘书处承担单位致辞。第一届分技术中的　及肩负的职责。他强调指出，没有高标准，就没有高　要求；国际纺织技术的进步，要求对纺织品质量影响　巨大的纺织器材的技术水平亦不断提高；纺织器材　分技术委员会基本兼顾了纺织器材领域中的各个分　专业，它的成立，凝聚了纺织器材全行业的有生力　２７名委员参加了成立大会。　郑明玺书记代表省科技工委、省科技厅对分技　术委员会的成立表示热烈祝贺。他说，省科技工委、　省科技厅积极支持科研院所的创新与发展，以深化　量，不仅有利于纺织器材国家标准、行业标准的制修　订工作，更重要的是为行业提供了信息交流的桥梁，　在加强企业合作、满足企业组织生产方面发挥更强　大的功能。我们坚信有行业中广大有识之士的大力　科技体制改革为动力，以产学研用一体化为要求，加　速科技优势向现实生产力转变，希望陕西纺织器材　研究所能利用纺织器材分技术委员会这个平台，聚　集行业精英的智慧和力量，为纺织器材行业标准化　支持，纺织器材分技术委员会定将茁壮成长，稳步走　上发展的快车道。　会议集体讨论并通过了《纺织器材分技术委员　会章程》、《秘书处工作细则》、《纺织器材标准体系框　架表》（草案）等。　会议由钱锡麟主任作总结，大会圆满成功。　陕西纺织器材研究所侯水利　工作的发展做出更大贡献。　钱锡麟主任在讲话中表示，在市场经济机制下　开展纺织器材标准化工作，需要有一个行业支持的　工作平台，积极建设纺织器材分技术委员会这个行