異形筘磨損原因和延長(zhǎng)其壽命的措施

王 淼

(陜西紡織器材研究所,陜西 咸陽(yáng)712000)

鋼筘是紡織織造設(shè)備的關(guān)鍵器材之一,其作用是在織造過(guò)程中將緯紗打入織口,并使經(jīng)紗和緯紗按照一定規(guī)律和密度排列,使織物達(dá)到規(guī)定的緯密和幅寬的紡織器材。因此其性能好壞與紡織產(chǎn)品的質(zhì)量直接相關(guān),對(duì)織物的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。而其筘片是組成鋼筘的最小單元,每個(gè)鋼筘成品主要由若干整齊排列的筘片經(jīng)扎線固定后,使用鋼筘膠黏劑固定在筘梁中,待膠黏劑固化后即可投入使用。本文主要就異形筘在生產(chǎn)中的合理使用進(jìn)行分析探討。

1 筘片的分類

筘片按形狀進(jìn)行分類一般分為平筘和異形筘片,引緯介質(zhì)不同適用的織布機(jī)則不同。平筘主要用于有梭織機(jī)、片梭織機(jī)、劍桿織機(jī)、噴水織機(jī)和管道片引緯的噴氣織機(jī);而異形筘則用于主、輔噴嘴接力的噴氣織機(jī),和異形筘筘槽導(dǎo)向的噴氣織機(jī)上。異形筘及異形筘片示意圖見圖1和圖2。

圖1 異形筘

圖2 異形筘片示意圖

2 筘片磨損原因

在織物形成過(guò)程中需經(jīng)緯紗相互交織,故存在經(jīng)向縮率和緯向縮率[1]。打緯前織口布幅小于筘幅,從上向下看經(jīng)紗多呈傾斜狀,兩邊傾斜更嚴(yán)重;因此在打緯運(yùn)動(dòng)中,邊部筘片(又稱筘齒)的作用力除打緊緯紗的作用力外,其筘齒前部還有擴(kuò)幅時(shí)對(duì)經(jīng)紗的作用力F1和拉伸經(jīng)紗作用力F2(見圖3)。在打緯時(shí)邊部經(jīng)紗的張力要比中間經(jīng)紗大得多,因此與筘齒的摩擦十分劇烈,且越在邊部摩擦長(zhǎng)度越長(zhǎng),同時(shí)邊部筘齒所承受的打緯力也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于中部筘齒[2]。而且由于紗線表面呈不光滑狀態(tài),經(jīng)紗上漿后在提高紗線耐磨性的同時(shí),表面變得更加粗糙、堅(jiān)韌,對(duì)筘齒的磨損加劇。在生產(chǎn)某些織物品種時(shí),最邊部筘齒所承受的打緯力甚至是中間筘齒承受打緯力的12-17倍。

目前噴氣織機(jī)的車速均在620～740 r/min以上,即異形筘對(duì)紗線的往復(fù)摩擦和打擊達(dá)到了620～740次/min,每天約有80～96萬(wàn)次往復(fù)摩擦。在如此高頻的摩擦下,異形筘筘片出現(xiàn)磨槽在所難免[3]。通過(guò)對(duì)不同型號(hào)異形筘磨損情況的觀察發(fā)現(xiàn),越是經(jīng)緯密接近的品種或緯縮率偏大的品種,在車速相近、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間同等下,其所用異形筘磨損情況越嚴(yán)重。

圖3 作用在筘邊齒上的分解力

3 延長(zhǎng)鋼筘使用壽命的措施

異形筘的價(jià)格一般為8 000元左右,生產(chǎn)中一旦出現(xiàn)筘片磨損,便需要停車維修,既對(duì)生產(chǎn)效率造成影響,而且維修費(fèi)用也在千元左右[4]。因此如何延長(zhǎng)鋼筘的使用壽命,減少維修次數(shù),對(duì)紡織企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提升大有裨益。

3.1 鋸掉筘齒

當(dāng)鋼筘出現(xiàn)磨損狀況時(shí),可將左側(cè)部分筘齒從齒根部鋸掉,并用鋼挫將所鋸部位的根部毛刺挫平,之后重新壓筘即可。在后續(xù)的織造過(guò)程中邊部經(jīng)紗相對(duì)整個(gè)鋼筘有一定移位,進(jìn)而減小了經(jīng)紗與筘齒的包圍角,可滿足正常生產(chǎn)需求。

3.2 增加打緯線

將穿筘幅兩邊及外側(cè)邊撐桿下的墊片高度進(jìn)行定期增減,使織口處的打緯線由原先的1條增加至2～5條,從而提高鋼筘的使用壽命。

3.3 改變局部經(jīng)位置線

在織造織物時(shí),可通過(guò)于停經(jīng)架前桿部位安裝挑紗桿,或?qū)⒌蹙C的高低位置進(jìn)行調(diào)整,將局部經(jīng)紗位置進(jìn)行改變,使打緯線發(fā)生變更。此種方法可將筘齒上的一處性磨痕變?yōu)閹滋幠ズ?能有效減少鋼筘的修復(fù)次數(shù),提高生產(chǎn)效率。

3.4 筘齒維修

將發(fā)生筘齒磨損的鋼筘從織布機(jī)上取下,送至專業(yè)的紡織器材廠進(jìn)行維修。通常是將異形鋼筘上的磨損筘齒去除,更換上一定寬度的特制加強(qiáng)筘齒,修理后的鋼筘即可重新投入織造生產(chǎn)。

3.5 選用新型高耐磨筘片

通過(guò)對(duì)鋼筘采用新型表面處理技術(shù)進(jìn)行強(qiáng)化處理,提高其硬度和表面耐磨性。在制作鋼筘的過(guò)程中最經(jīng)濟(jì)的做法是將筘兩側(cè)的邊齒各約200片全部采用新型高耐磨筘片,可使鋼筘的使用壽命提高2～3倍。

4 新型高耐磨筘片的表面處理

4.1 DLC表面處理

DLC(DIAMOND-LIKE CARBON)又稱類金剛石薄膜,所采用的是一種物理氣相沉積工藝技術(shù),其原理是在真空條件下(1.3×10-2～1.3×10-4Pa),使用電弧放電技術(shù)將被蒸發(fā)粒子沉積在筘片表面,最終形成沉淀膜層。該技術(shù)使膜層與筘片具有很好的結(jié)合能力,處理后的筘片硬度高,抗熱沖擊性、抗氧化性強(qiáng),并具有良好的耐腐蝕性能。目前有部分紡織企業(yè)已經(jīng)開始使用DLC表面處理筘片,其硬度較傳統(tǒng)筘片耐磨性有較為明顯的提升,但由于價(jià)格較高還未被普遍使用,且在生產(chǎn)中也主要用在鋼筘的筘邊齒上,以增加邊部筘片對(duì)邊紗的耐磨性。

4.2 聚四氟乙烯(PTFE)表面處理

聚四氟乙烯(PTFE)是近年來(lái)涌現(xiàn)出來(lái)的較為新型的表面處理技術(shù),它是將鋼筘整體浸入到聚四氟乙烯浸涂液中,待干燥后進(jìn)行加熱至327℃以上,并保持一定時(shí)間,目的是使聚合物分子由結(jié)晶形轉(zhuǎn)變成無(wú)定形結(jié)構(gòu),使分散的單個(gè)樹脂顆粒通過(guò)相互擴(kuò)散熔融形成一個(gè)連續(xù)的整體[5]。之后再進(jìn)行冷卻,使聚合物分子由無(wú)定形結(jié)構(gòu)又轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶形。鋼筘經(jīng)該技術(shù)處理后表面潤(rùn)滑程度明顯提高,在織造過(guò)程中鋼筘對(duì)經(jīng)紗的磨損較傳統(tǒng)鋼筘小,織物機(jī)械性能優(yōu)良。

4.3 陶瓷化表面處理

陶瓷化表面處理技術(shù)是將筘片進(jìn)行表面預(yù)處理后置入陶瓷化處理容器中[6],控制工作壓力2～5 MPa,容器溫度50～80℃,從而將硬度較高的納米陶瓷材料與筘片表面金屬發(fā)生物理化學(xué)作用,鑲嵌在筘片的表面合金鍍覆層中,形成新的強(qiáng)化層。筘片經(jīng)該技術(shù)處理后表面硬度介于800～1 000 HV,耐磨性能提升40%以上,是一種值得推廣的筘片表面處理技術(shù)。

4.4 微弧氧化表面處理

對(duì)筘片采用微弧氧化技術(shù)處理是近年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的一種表面處理技術(shù),它是通過(guò)電解液與一定電參數(shù)的組合,使筘片表面生成陽(yáng)極化膜的同時(shí),通過(guò)微電弧瞬時(shí)高溫把極化膜轉(zhuǎn)為陶瓷膜層。該技術(shù)使處理后的筘片硬度高、耐磨性好、韌性優(yōu)良,同時(shí)膜層與筘片基體結(jié)合力強(qiáng)、耐腐蝕、耐高溫氧化、絕緣性好,完全適用于鋼筘在高速生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)筘片的高耐磨、耐腐蝕需求[7]。

4.5 粒子束增強(qiáng)沉積表面處理

這是一種較新的表面硬度增強(qiáng)處理方法,在處理過(guò)程中先采用高能離子束轟擊筘片表面,達(dá)到清潔的目的;之后進(jìn)行蒸鍍,使注入的離子與沉積原子進(jìn)行相互作用,使沉積在筘片表面的原子團(tuán)進(jìn)行分解,從而在筘片表面得到均勻致密,性能穩(wěn)定的處理膜層,同時(shí)改性厚度也能顯著提高。

4.6 表面離子注入處理

將筘片放置在離子注入機(jī)的真空靶室內(nèi)[8],通過(guò)幾十至幾百千伏的電壓作用,將Ti和N元素離子加速、聚焦,然后注入到筘片表面,可獲得過(guò)飽和固溶體、亞穩(wěn)相、非晶態(tài)等不同組織結(jié)構(gòu),從而使筘片的硬度和抗氧化、耐腐蝕、耐磨等性能有顯著的提升。

5 結(jié)語(yǔ)

異形筘的質(zhì)量好壞直接影響到織造成品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率及成本,因此延長(zhǎng)其壽命并保持良好運(yùn)行狀態(tài)至關(guān)重要。在生產(chǎn)中可通過(guò)做好異形筘的使用、保養(yǎng)等達(dá)到延長(zhǎng)使用壽命的目的,但隨著紡織機(jī)械向高速化、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展,織機(jī)對(duì)異形筘性能的要求也越來(lái)越高。當(dāng)前我國(guó)自主研發(fā)和制造的異形筘使用壽命還遠(yuǎn)低于國(guó)外同類產(chǎn)品,主要影響因素是異形筘片的選材和表面涂層技術(shù)。因此為了綜合解決鋼筘使用壽命較低的問(wèn)題,對(duì)筘片進(jìn)行新型的表面處理技術(shù)研究并提高筘片的耐磨性意義重大。