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碳纤维辊在无纺布制造设备中的应用优势

作者:小智 时间:2020-10-19 16:13:48 浏览:110
摘要:无纺布生产设备中的辊类结构常采用金属材料,但随着设备幅宽的不断加大,辊体的挠度变形呈数倍增加,给设备的高速运转带来了障碍。理论上可以通过加大辊体直径来减少挠度,但...

      无纺布制造专用设备包括梳理机、交叉铺网机、卷绕机等,随着应用越来越广,这类非织造设备正向加大宽幅、提高工艺速度和设备可靠性等方向发展。
 
      非织造设备中的辊类结构常采用金属材料,但随着设备幅宽的不断加大,辊体的挠度变形呈数倍增加,给设备的高速运转带来了障碍。理论上可以通过加大辊体直径来减少挠度,但是实际上这样必然会增加设备的重量,并且使用户的安装和操作增加了难度。碳纤维复合材料辊的应用可以很好地解决上述问题,还有助于提升设备的整体性能。下文就针对几种无纺布典型设备的实际应用,简单介绍一下碳纤维辊的优势特点。
 

交叉铺网机移动辊:

      交叉铺网机是非织造设备中的一种专用机械,它将梳理机输出的薄网经交叉铺叠得到较厚的纤网,同时可以不受梳理机工作幅宽的限制,从而使铺后的纤网宽度减小或加大。简单地说,铺网的过程就是由几个水平移动的辊子带动铺网帘来回移动完成的。在此过程中,这些辊子既有旋转运动又有水平往复运动,要想提高铺网的速度,就要提高辊子的转速和往复的速度。然而,一旦辊子的转动惯量和整体惯性加大,铺网小车在两端转弯时减速和加速过程就会难以控制,就会导致铺出的纤网两边比中间厚。
      在此情况下,我们无锡智上新材料科技有限公司根据客户的实际要求,对铺网机中所使用的移动辊进行了全面升级,替换后的碳纤维辊体重量降低了80%,转动惯量和整体惯性随之明显减小,铺网速度成倍提升,与此同时,碳纤维辊体高强高模的特性使其很好地承受住了网帘对辊体的拉力。

梳理机用碳纤维辊:
 
      作为无纺布生产主要成网设备之一,梳理机的主要作用是将纤维经开送混合后分梳成单纤维状态,进而形成薄网,梳理成网的效果将直接影响产品的最终质量,所以,梳理机本身的工作状态对干法无纺布生产来说具有重要的意义。
    梳理机主要包括锡林、工作辊、剥取辊等结构部件,这些部件外表面都包有金属针布,所谓梳理就是利用大量针齿与纤维间的相互作用来消除纤维间的横向联系,从而使纤维束分离成单纤维状态。各针辊间隔距离需要尽量小,这样才能使针齿更好地插入纤维中,一般梳理区的间隔距离是0.3-0.4mm。工作辊和剥取辊的直径则在100-200mm之间,其中,剥取辊的转速最高能达到600转/分钟,这就对辊体本身的挠度和动态平衡提出了较高的要求。
      特别是在梳理机工作幅宽不断加大的情况下,一定的转速就会对梳理机中的辊体挠度变形量产生明显的影响,钢制的辊体在工作幅宽超过一定量时,往往会表现出挠度变形量方面的缺陷。
      在此情况下,使用碳纤维复合材料制作这类辊体就能避免这个缺陷。我公司又仔细研究了客户对梳理机性能方面的要求,制定出最优化的碳纤维辊替代方案。该方案一方面利用碳纤维材料自身高模、高强度的性能优势,另一方面在碳纤维辊的制造过程中通过控制碳纤维辊内部材质的均匀性,选用合适的缠绕角度,并采用恒定的包卷张力,使包卷针布后针辊的同柱度和直线度更完美,使之能够更好地承受住由辊体表面包卷针布而带来的径向收缩力,从而有效地实现了大幅宽梳理机的高效能生产需求。事实证明,碳纤维辊的这种优势在幅宽超过3.5m的梳理机上表现得尤为明显。
 
无纺布设备卷绕机用碳纤维辊
 
      无纺布生产流程的最后一个环节就是对无纺布进行恒张力卷取,卷绕机就承担了这一环节的主要任务。要做到张力恒定,就要使布在进入卷轴前保持张力恒定,因此,卷绕机上的张力辊装置就是关键的部件。
      张力辊属于浮动辊,靠辊体重量使布保持张力。但是,无纺布的结构比较特殊,它与传统织布相比,自身的布强力很小,断裂伸长却比较大,因此张力辊的重量必须很轻,当无纺布的幅宽达到甚至超过4米时,张力辊的重量影响就显得很突出。因为,传统的钢制辊体在长度加倍的情况下,重量也会增加很多。不过,采用碳纤维复合材料制作张力辊,即便长度增加几米,整体重量也是很有限的。这样不仅能满足幅宽加大的生产需要,还能给操作人员减轻一定的劳动强度。
     对我们无锡智上新材为客户提供的用于幅宽2500mm的一款碳纤维张力辊进行测量,其直径为140mm,壁厚4mm,整个辊重量仅为20kg,与同等要求的钢制张力辊相比,重量减轻了78%。

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