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文/蔡志勇 陈明君 涂志武 聂发辉

分析了橡胶材料的综合分散度、胶辊覆盖层的差异、磨削工艺和表面处理对胶辊表面粗糙度不均匀性的影响，并分析了表面粗糙度对胶辊表面粗糙度的影响。分析了胶辊表面粗糙度的不均匀性对成纱质量的影响。 纺丝试验指出了降低胶辊表面粗糙度不均的措施。

胶辊表面粗糙度Ra值和表面粗糙度的均匀性直接关系到胶辊的纺纱性能，对纺纱质量影响很大。 胶辊是弹性物体，在磨削过程中因径向挤压而变形，呈粘着摩擦状态。 胶辊表面的几何凹凸主要是由高低不一、间距不一的峰谷组成。 通过挤压和摩擦，表面必须有微观的几何特征。 胶辊表面粗糙度Ra是轮廓的算术平均偏差，它是取样长度内轮廓偏差绝对值的算术平均值，以表示胶辊表面的光滑度。

1 影响胶辊表面粗糙度不均的因素

造成胶辊表面粗糙度不均的原因有很多。 它是胶辊内部质量和磨削工艺、表面处理工艺综合质量的体现。

1.1 分散度对不均匀表面粗糙度的影响

胶辊胶料的综合分散度是评价胶辊内部质量的重要指标。 分散度高的胶辊，补强填料分散均匀，而分散度低的胶辊，胶辊内部气孔微小，无分散颗粒。 该区块状、致密的填料，相应胶料减少，造成压力集中，硬度不均，易造成结构破裂表面粗糙度表，产生气孔。 毛刺胶辊表面粗糙度不均，很大程度上受胶料分散的影响。 如果胶辊的胶料分散度低，则单个胶辊的圆周粗糙度值相差过大，会造成胶辊跑偏。 运动和夹持力的稳定性差，波动大，直接影响成纱条干。

1.2胶辊套筒差异对粗糙不均度的影响

胶辊间隙是胶辊生产中的一个重要工艺参数，间隙的大小会影响胶辊圆周的硬度。 套差过大会增加胶辊的内应力，改变胶辊外层硬度，特别是套差过大，势必影响胶辊外层硬度的均匀性滚筒。 胶辊表面粗糙度的均匀性会受到影响。 为此，我们测试了不同组差的非处理胶辊和普通胶辊的硬度和粗糙度。 测试是单节三分，10

30 值仅适用于胶辊。 在相同磨削工艺条件下，胶辊的表面粗糙度、硬度和纺纱质量如表1所示。

从表1可以看出，胶辊表面粗糙度Ra值的不均匀度随胶辊套差、胶辊硬度、胶辊综合分散度的变化而变化。 综合分散度高，胶填料分散均匀，受力均匀，圆周硬度均匀，表面粗糙度不匀度小，是胶辊内部质量的重要标志。 但普通胶辊填料集中，胶料混合不均，造成应力集中。 胶辊圆周硬度不均导致胶辊表面粗糙度均匀性下降。 因此，胶辊的分散程度和设定差是影响胶辊表面粗糙度不均的主要因素。

1.3磨削工艺对胶辊表面粗糙度不均的影响

1.3.1磨削往复次数对粗糙度不均度的影响

胶辊磨削次数与表面粗糙度有密切关系。 胶辊的研磨次数不是越高越好。 胶辊与砂轮之间的挤压摩擦使胶辊与砂轮发热，胶辊受热膨胀。 随着往复磨削次数的增加，磨削量减少，胶辊逐渐冷却收缩，此时磨削往复次数增加，胶辊与砂轮处于接触和非接触状态，这会破坏胶辊的表面粗糙度，导致粗糙度的不均匀性增加。 磨胶辊以往复三四次为宜，可提高表面粗糙度的均匀性。

1.3.2磨削进给量及操作不当对粗糙度不均度的影响

胶辊磨削进给量的大小直接影响胶辊表面粗糙度Ra值，操作不当也会影响胶辊表面粗糙度的均匀性。 刃磨进给量应控制在0.15mm～0.20mm之间。 过大容易增大胶辊与砂轮之间的挤压摩擦力。 研磨用胶辊表面温度可高达200℃左右，高温会对胶辊表面造成损伤。 烫伤，容易造成胶辊表面的抗静电剂溢出。 由于表面烧伤，胶辊表面粗糙度的均匀性会下降。 由于操作不当，如磨胶辊手板转动过快，也会使胶辊表面产生磨痕，导致表面粗糙度均匀性下降。

2胶辊表面处理及胶辊表面粗糙度的均匀性

胶辊表面处理不当，必然会增加胶辊表面粗糙度的不均匀性。 胶辊表面处理通常有三种方法：表面酸处理、表面光处理和表面化学涂层处理。 在相同的磨削工艺条件下，三种处理过的胶辊表面粗糙度不同。 为此，我们对目前常用的光处理和化学涂漆胶辊的表面粗糙度Ra值进行了测试。 单个胶辊测量三点，共使用10个胶辊。 胶辊表面粗糙度测试结果见表2。

从表2可以看出，光处理胶辊表面粗糙不均度明显小于化学漆处理胶辊，大涂胶比的表面粗糙度不均度明显小于化学漆处理胶辊。涂敷比例小。 光照处理是通过能量较大的光子使胶辊表面的橡胶分子链发生物理和化学重新交联，形成一层薄薄的新化合物，能保持胶辊表面的弹性和光洁度，并且使胶辊表面具有其他处理方法无法获得的良好物理性能，表面粗糙度均匀。 涂层处理除涂层比例影响胶辊表面粗糙度均匀性外，涂层处理方法仍是造成粗糙度不均的主要原因。 另外，由于胶辊机械传动平稳，钢笔涂层比较均匀，表面粗糙度均匀。

3 胶辊表面粗糙度与成纱质量的关系

胶辊的内在质量不同。 在相同的磨削工艺条件下，表面粗糙度Ra值是不一样的。 Ra值决定胶辊的保持力和摩擦力。 胶辊摩擦力的大小直接影响成纱条干的均匀度。 质量。 在相同粗纱、相同锭子、相同压力、相同胶辊直径的条件下，对NFR-W888-2型不同粗糙度未处理胶辊的纺丝质量进行了测试，结果如图在表 3 中。

粗糙度Ra值与纱线条干水平密切相关，胶辊表面粗糙度应根据纤维的摩擦系数来确定。 据有关资料显示，棉纤维的动摩擦系数为0.24-0.26，涤纶纤维为0.26-0.29。 从胶辊的夹持力来看，如果纤维的动摩擦系数大，则胶辊的表面粗糙度应大，以加强胶辊的夹持能力，增强摩擦力边界，并有助于提高纱线的均匀度。 从表3中T/CJ13 tex的数据可以看出，当粗度Ra为1.0 μm和0.8 μm时，纱线均匀度有明显提高。 由于棉纤维的摩擦系数小，因此胶辊的表面摩擦系数应适中，胶辊的表面粗糙度Ra应为0.5～0.8μm，才能满足纺纱要求。

纺纱牵伸比和胶辊表面粗糙度Ra值也与成纱质量有关。 纺CJ 7.3 tex时，牵伸倍数约为50倍，而纺CJ27.8 tex时，牵伸倍数约为30倍。 但纺涤棉混纺纱要求皮壳握持力比纺纯棉提高1/5。 胶辊表面粗糙度大，保持力增加。 在牵伸比大、纤维分散度高的情况下，只有采用较大的胶辊动摩擦力，才能加强对纤维的控制表面粗糙度表，减少浮纤。 纺CJ 7.3tex纱时，粗度Ra值分别为0.8μm和1.0μm，成纱质量较好。 而CJ27.8特克斯由于纱支粗，牵伸比小，对胶辊表面粗糙度的适应性更广。

纺纱和牵伸时，纺混纺品种胶辊表面粗糙度应提高到0.8μm-1.0μm，纺纯棉品种可适当提高到0.5μm-0.7μm。 粗糙度过大会导致静电积聚，容易产生划痕。 但由于未经处理的胶辊抗静电性能强，适当增加粗糙度不会产生静电卷曲。 增加粗糙度有利于拔模的稳定性。 . 摩擦因数圆周差异大，会影响对条子的握持力，不匀率增加，从而影响成纱质量。 但由于胶辊表面粗糙度均匀，胶辊动态夹持力均匀，因此夹持力最小值小于牵伸力最大值的概率较高，这有利于提高纱线均匀度。

4 降低胶辊表面粗糙度不均的几种措施

(1) 使用未经处理的胶辊。 未经处理的胶辊综合分散度高，有利于提高胶辊表面粗糙度的均匀性。

(2)采用小套差和无套差胶辊。胶辊套差小，内应力小，有利于胶辊表面粗糙度的均匀性。

提升。

(3)胶辊表面处理采用板涂法时，操作必须得当。 均匀的涂版可以减少胶辊表面粗糙度的不均匀性。

(4)胶辊研磨加工后，及时上车。 如果不上车，需要用布遮盖，以免阳光照射造成臭氧侵入。

侵蚀会影响胶辊的表面性能。

5 结论

胶辊表面粗糙度及其凹凸不平度对成纱质量影响很大。 影响粗糙度不均的因素有胶料的综合分散性、胶辊套筒的差异和磨削工艺等。 为减少胶辊表面粗糙度的不均匀性，应进一步提高胶料的综合分散性，应使用未经处理的胶辊，设定差小，磨削工艺应合理优化。

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