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纺纱胶辊胶圈蠕变、粘弹性对纺纱的影响
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在纺纱过程中仅有一流的设备, 而无优质的胶辊胶圈合理配合, 是纺不出高质量棉纱的;不了解胶辊胶圈本身具有的特性, 不仅会影响纺纱产品质量, 而且还会缩短胶辊胶圈的使用寿命, 造成过早老化现象, 产生不必要的浪费。

 

胶辊胶圈蠕变对纺纱质量的影响

物质在恒定应力作用下,随时间延长变形量不断增加的现象叫蠕变, 蠕变不仅影响胶辊胶圈的弹性,而且影响其使用寿命和纺纱质量。胶辊胶圈产生蠕变的固定应力在纺纱过程中主要表现为胶圈架、中上销等施加的运动张力、罗拉不停运转使胶辊胶圈被动运动产生的摩擦力、摇架对胶辊胶圈的压力等, 它们在运动中不停地作用在胶辊胶圈上, 使胶辊胶圈出现蠕变, 橡胶分子链在伸长力、握持力、张力、压力、摩擦力作用下出现僵硬, 失去平衡的高弹性, 摇架压力越大, 胶辊胶圈变僵硬的现象越明显,蠕变出现的时间也越来越早, 胶辊表面呈现出光亮、龟裂孔隙, 胶辊的弹性日渐减弱, 胶辊胶圈硬度增大, 这与新胶辊胶圈柔软和富有弹性相比差距甚大;因此, 在纺纱过程中, 低硬度胶辊采用较小摇架压力, 可防止胶辊胶圈的蠕变, 保护胶辊胶圈少受损伤而延长寿命。

胶圈在运动过程中的蠕变除受摇架压力影响外, 还有中上销、胶圈架的张力,随着这些张力的增大,运动时间加长,使胶圈内的骨架线产生变形,胶圈分子链蠕变加快, 伸长变形增加, 卷曲恢复萎缩, 弹性下降。要延长胶圈的使用寿命,中上销、胶圈架张力适当控制, 胶圈骨架线强力增大、弹性恢复好是关键因素。

通常我们在胶辊胶圈的纺纱动程处会发现有明显的痕迹或凹陷, 这是因为纺纱动程处胶辊胶圈所受的正压力、摩擦力较大,纤维与胶辊胶圈长时间的摩擦使胶辊胶圈在该处产生蠕变、弹性退化并磨损的结果。生产试验告诉我们, 有凹陷胶辊胶圈所纺同号棉纱与新胶辊胶圈相比,条干CV值升高0.5%~2.5%、细节增加10%~50%、粗节增加20%~60%, 所以减少胶辊胶圈的蠕变有利于提高棉纱质量的稳定性。

 

胶辊胶圈粘弹性对纺纱的影响

物质在应力施加或撤除时,平衡应变不立即出现而总是滞后发生, 这一现象叫“粘弹”。随外力的施加或撤除达到平衡应变时间越短, 粘弹性越好。因此纺纱速度愈快, 对胶辊胶圈的粘弹性要求愈高,即胶辊胶圈回弹性好是纺纱质量长期处于稳定状态的关键。

 

滞后现象同纺纱胶辊胶圈间的关系

胶辊胶圈在纺纱过程中的运动是被动的, 它们在罗拉运动状态下受力作被动的周期性运动, 所以胶辊、胶圈罗拉上任一单元的受力都受自身的拉伸力影响, 同时胶辊胶圈还受罗拉切线方向摩擦力作用、纱线的牵伸摩擦力作用, 这些力使胶辊胶圈受到拉伸, 任一单元的橡胶通过导纱动程处, 不仅部分的拉伸力和摩擦力将消失, 而且还逐渐回缩, 恢复部分弹性, 纺纱胶辊胶圈运转一周, 就受到一次拉伸、回缩, 在交变应力的作用下, 橡胶变形的速度小于外界应力变化速度, 使胶辊胶圈的变形出现滞后现象, 使部分外界应力损耗, 这部分损耗由摩擦力所做功转变为热能, 被胶辊胶圈以散热形式释放, 这种热能的释放称作“内耗”。胶辊胶圈的拉伸、回缩曲线如图1 所示。

 

图1 说明:当胶辊胶圈拉伸变形时, 应力与应变沿ACB 线增长, 回缩时沿BDA线减弱, 从能量守恒的原理可知:胶辊胶圈拉伸时外力所做的功等于胶辊胶圈回缩时所做的功和运动过程中损失的功, 在图中的反映也就是面积SACBO=SBDAO +SCBDA。所以, 橡胶的内耗会导致胶辊胶圈在频繁的高变力作用下产生弹性下降, 随着纺纱速度的加快, 交变压力频率增加, 橡胶硬化明显,分子链松驰时间越来越多,滞后影响越来越大, 内耗逐渐增大, 这样不仅胶辊胶圈的弹性破坏, 而且老化程度进一步加快, 也就是我们在生产过程中见到的胶辊胶圈使用寿命短,回磨周期短, 胶辊在高速运动中易龟裂、变形, 纺纱过程中胶辊胶圈起痕、凹陷等。缩短滞后时间, 减少内耗是延长胶辊胶圈使用寿命和提高纺纱质量的关键。

 

 

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