增加軋花機肋條耐用度的工藝方法

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〔鄭州棉麻工程技術設計研究所，河南鄭州450004〕

軋花機肋條（圖1）是軋花機的重要零件，也是易損件。軋花機鋸片和肋條的交點就是工作點（圖2），在工作點處棉籽與棉纖維開始分離，在工作點處肋條受到的壓力和摩擦力最大。由于每臺或者每種型號的軋花機都有不同，所以反映在肋條上的工作點不是一個點，而是一個區域。軋花機肋條是通用件、易損件，工作點區域的強度和耐磨程度直接影響肋條的耐用度和使用壽命。頻繁更換肋條不但增加了企業的運營成本，而且頻繁停機造成的生產損失和帶來的勞動強度的提高也使企業較為困擾。

圖1 軋花機肋條

圖2 軋花機肋條工作點

目前的軋花機肋條由于形狀復雜，一般是鑄造成形后再機械加工。一般市場使用的材料是HT200，為了提高工作點區域的耐磨性，目前是對工作點區域進行“冷激”的工藝，即將工作點區域加熱后迅速冷卻來提高表面硬度。由于鑄造材料的含碳量不穩定，每根和每批肋條“冷激”過的硬度都是隨機的，不具有可控性。“冷激”后由于肋條形狀復雜，形成了尺寸變形并產生了不可控的內應力和應力集中，導致在使用中經常發生“脆斷”現象。“冷激”后雖然在一定程度上提高了硬度，但是在使用中不耐磨和同一臺車中的耐磨程度差異較大的情況普遍存在。肋條工作點硬度不足，在工作中會使兩側很快沒有刃口，或者與鋸片摩擦產生豁口，增加了棉籽卷轉動的阻力，增加了能耗，降低了工作效率。

提高肋條工作點區域硬度的辦法在專利查找中不多，其中之一是將工作點區域挖槽，在槽內鑲嵌上更硬的材料（硬質合金等），鑲嵌的材料通過在肋條上打的螺孔連接。筆者認為這種方式理論上可以成立，但很難實現，原因有：1.肋條的面是弧面，在這樣的位置鉆孔攻絲不好定位，需要專門的工裝來保證。2.肋條面寬只有十余毫米，而且踵部收窄，打孔攻絲會嚴重破壞肋條的強度，在工作中容易斷裂產生事故。3.鑲嵌的材料用螺釘連接，為了保證表面的光滑就得使用沉頭螺釘，這樣鑲塊必須有一定的厚度，鑲塊厚度越厚，在基體上挖的槽就越深，基體強度就會越弱，“脆斷”的幾率會成倍增加。4.鑲嵌的材料尺寸精度很難與肋條缺口配合，若兩側和平面出現錯邊現象時會鉤掛棉束，大大增加棉籽卷轉動的阻力或掛斷纖維。肋條兩側和鋸片摩擦中極易產生火災現象。5.鑲嵌材料的方法會大大增加肋條的制造成本。6.若是采用鑲嵌材料和肋條基體焊接的方式，避免了打孔造成的強度減弱，但所述的其他情況還是存在。這也是目前市場沒見到這種產品的原因。

陶瓷噴鍍在化纖、紡織機械產品中經常應用。在化纖機械中的卷繞頭每分鐘達6 000轉以上，上面卷繞有絲束，需要高耐磨性；在化纖機械中的牽伸機的牽伸輥（圖3）纏繞有絲束，高速強力牽伸，把絲束逐步拉長，對輥面的拉力很大，需要輥面既光滑又耐磨；紡織機械的梳棉機出棉口、羅拉、壓輥、導輪等（圖4）要求絕對不能有毛刺又耐磨。這些都是采用的在基體表面陶瓷噴鍍的工藝方法達到了使用要求。

圖3 化纖機械噴鍍陶瓷牽伸輥

圖4 紡織機械噴鍍陶瓷零件

筆者參考相關行業先進經驗，通過研究認為在軋花機肋條工作點處實施陶瓷噴鍍會大幅提高肋條的耐磨性和使用壽命。具體的工藝是清理工作點區域的毛刺及附著物后使用等離子噴鍍設備，采用氧化鋁、氧化鈦、氧化鉻、氧化鋯、碳化鎢等陶瓷材料對肋條工作點區域進行噴鍍，噴鍍厚度0.10 mm～0.15 mm，噴鍍后拋光到Ra0.8～Ra1.6。一般噴鍍的硬度可到HV950以上，比目前常用肋條工作點區域的硬度提高了5倍，能顯著提高肋條的耐磨性和使用壽命。采用噴鍍陶瓷工藝不損傷肋條基體，不降低肋條強度。由于噴鍍厚度只有0.10 mm～0.15 mm，因此對肋條的幾何尺寸幾乎沒有影響，不需要后期修整。噴鍍陶瓷成本低、速度快，用較小的成本就能達到大幅提高肋條壽命的目的。因為噴鍍陶瓷為非金屬，所以不會生銹，當鋸片與其摩擦時也不會產生火花引起事故。