纺织,是我国经济发展的基础,是大家赖以生活的根本。自改革以来,我国的纺织行业发展迅猛,从自给自足到出口顺差,艰难程度可想而知。直到现在,我们国内的纺织机械还是不够先进,想要克服现存的问题,需要引进先进的技术和材料,碳纤维就是其中比较出名的一种材料。
 
 
我国纺织机械存在的2个难题
 
不得不说我国在机械设计和制造上,水平还是较发达国家有些差距,尤其是日本、德国和美国。体现在纺织机械上的2个困难分别是转速较低和耗能高。这2个问题的根本原因还是在设备自身的重量太大和强度太低,想要改变这个现状,可以从设备材质上着手。
 
碳纤维作为新型的复合材料,在强度和密度上都有着先天的优势。它的性能已经被证实可以使用在航空航天等高端领域中,而纺织行业隶属工业范畴,自然不在话下。对比钢铁材质和铝合金材质,碳纤维带来的高强度可以满足转速的提高,而超轻的质量可以让设备的能耗降低。我们来看看在纺织行业中,这5个碳纤维应用的实例吧。
 
 
碳纤维在纺织行业的5个应用实例
 
1、梭子和箭杆:梭子和箭杆是纺织行业里出现的较早的工具,木质梭棒重约1.2kg,碳纤维梭棒只有0.1kg,相差11倍之多,木梭的穿梭频率为120-130次/分,碳纤维梭可以达到250次/分,另外木梭寿命为6个月,碳纤维梭可以达到6年。
 
2、碳纤维综片框和缠线器卷芯:织布机的出现,让梭子退休,整体的转速提高,织物宽幅变大,转速可达1700rpm,杼宽达2m,为了抑制长大杼的变形,在综片框上采用了轻质、高刚性的碳纤维复合材料。
 
另外织布机缠线器的卷芯通常是钢管,插入纸管后,加气压则产生小突起,成为固定纸管的结构,不过重量限制了卷芯的转速,同时也提高了能耗。换成碳纤维辊之后,重量减轻很多,插到直管上,无论是织布机的安装作业还是从卷好的织物中取下的人力作业都轻松很多。
 
 
3、碳纤维增强尼龙齿轮:纺机设备原本使用纯尼龙齿轮,不过强度低、抗疲劳性差,导致使用寿命短,还需要频繁维护。换成碳纤维增强尼龙齿轮,不仅提升了强度和韧性,延长了使用寿命,同时还具备一定的导电性,防静电效果出色。碳纤维结合尼龙材质,让它具备了不错的抗冲击能力,耐磨性也更加出色,相比铸铁齿轮,噪声降低30%,能耗降低20%。
 
4、经编机槽针床:针床原先由金属制成,在温度变化时,针距也会发生变化,如果针距变化不一致,还会出现擦针的问题。如果换成碳纤维复合材料的针床,槽针床基体由碳纤维预浸料进行叠层,因槽针床的重量较轻,有利于提高经编机的编织速度和降低能耗。另外编织时针床不会受机器运转温度升高的影响而产生膨胀导致擦针,有利于提高经编机的编织速度。
 
无纺布机用碳纤维辊
 
5、碳纤维辊轴:碳纤维辊应该算是纺织行业里使用频率最高的一种了,传统辊轴采用钢制,自重太大,严重影响设备转速。后续换成塑料材质辊轴,却存在强度不够的问题。碳纤维辊轴重量较钢制辊轴轻70%左右,可高速运转,期间跳动小、噪音低、直线度更好。因为自重降低,辊轴转速提高了30%,而且启动辊轴的时间更快,降低了能耗。从长远角度来看,碳纤维辊轴的强度大,抗疲劳性突出,长时间高转速工作下,也能保持较长的使用寿命,节约了维护的成本。
 
其实碳纤维不仅在纺织行业的作用巨大,像造纸行业、汽车行业、轨道交通领域等等都有着非凡的表现。碳纤维作为新型材料中较为耀眼的一个,正在悄悄的改变着我们的世界。