CN201377015Y - 纺织机械用的纺杯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种气流纺上所用的零件——纺织机械用的纺杯，属于纺织机械领域，解决现有纺织机械中使用的纺杯存在的表面性能低、使用寿命短的问题。所述纺织机械用的纺杯，其基体采用铝基材料制造，在纺杯基体工作表面先设置微弧氧化陶瓷膜，再在外层施加低温烧结搪瓷涂层。由于铝基材料优良的散热性能以及复合陶瓷层表面低粗糙度、高硬度和高耐磨性的特性，使得本实用新型在使用过程中提高了产品的质量，降低了生产成本。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种气流纺上所用的零件——纺织机械用的纺杯，属于纺织机械领域。
背景技术：
在纺织机械——气流纺使用的纺杯是转杯纺纱中汇集纤维、凝聚、并合、加捻成纱的关键部件，它要适应高速，又要运转平衡，保证均匀凝聚与加捻。转杯纺纱机纺杯转速很高，其离心力较大，纺杯内的负压又很高，因而纺杯内的须条在加捻过程中所受的空气阻力也较大。当纤维环还处在须条阶段被剥离离开凝棉槽后，由于其捻回才刚开始形成，所以此时其抗干扰的能力很差。若须条的强力小于纺杯内的摩擦阻力、空气阻力及受其他因素的影响，纱条即会产生断头。因此，要求纺杯重量轻，表面光滑，这样既减少与空气的摩擦，降低动力消耗，又有利于进入纺杯的纤维顺利地沿滑移面进入凝聚槽，并在高速回转离心力的作用下不易变形；更为苛刻的是要求纺杯凝聚槽能经受纤维成纱过程中的摩擦，保证其耐磨性，延缓凝聚槽形状及表面性能的变化。
目前，纺杯多以铝合金材质为原料，一般用LY12或LC4硬铝棒材车削而成，为减少纺杯的磨损，工作面采用硬质阳极化处理；此外，少数钢制毛坯纺杯，工作面采用化学镀Ni-P或复合化学镀Ni-P-SiC镀层提高纺杯内表面的耐磨度，或者对凝聚槽处进行局部渗硼、渗碳等处理，提高耐磨度。但采用这些传统技术手段制备的纺杯，在实际纺纱生产中常常发现下列情况：
(1)凝聚槽磨损变形。磨损后凝聚槽的几何形状与表面特征发生变化。在加捻成纱前凝聚纤维束的形态变得不规则，使捻度传递、剥离、成纱过程的机理受到破坏，纺纱质量随凝聚槽的磨损而逐步恶化。这在成纱的条干均匀度、粗细节和断头率上得到明显的反映。
(2)滑移面表面磨损。这与材质的表面处理密切相关，如表面硬度不够，经受不了纤维中杂质的冲击，表面起毛后，纺纱就不能顺利进行。
(3)由于纺杯超期使用或使用不当造成凝棉槽内的氧化层或镀层容易剥落变得粗糙，使嵌在凝棉槽内的棉纤维的剥离非常困难。这种情况破坏了须条间的联系力并增加了捻回形成和传递的困难，当须条的强力克服不了凝棉槽的摩擦阻力时纱条即会产生断头。
(4)纺杯顶口碰伤。纺杯口如有凹痕或不圆整，容易产生与纺杯圆周成比例的竹节纱。
由于纺杯在工作过程中处于摩擦状态，易发生各种疲劳磨损，纺杯凝聚槽附近及滑移工作表面很快出现凹凸不平，这会导致纱线张力发生突变，使纺织品出现断头、条干均匀度差等瑕疵，降低了纺织产品的质量。
为了保障纺织产品的质量，需要经常更换纺杯。一般纺杯使用6至10个月左右要修复一次，使用12个月至一年半更新。由于使用周期短，造成纺纱稳定期缩短，产品质量波动变化大，尤其纺杯使用后期纺纱质量难以保证，会出现条干不均、断头增多。而新纺杯在安装后还需要一段时间“走熟”，在这一“走熟”期间，纺织产品的质量不稳定，必须在经过“走熟”期后才可以正常生产。可以看出，频繁更换纺杯使得生产成本大大增加。目前，纺杯产品的平均使用寿命只有半年多。
实用新型内容：
为了提高纺杯表面性能，延长使用寿命，本实用新型提供了一种新型的纺织机械用的纺杯，解决现有纺织机械中使用的纺杯存在的表面性能低、使用寿命短等问题。
本实用新型的技术方案如下：
一种纺织机械用的纺杯，在纺杯基体工作表面里层设置陶瓷膜，在纺杯基体工作表面外层设置搪瓷涂层。
所述的纺织机械用的纺杯，陶瓷膜为微弧氧化的Al2O3陶瓷膜，其主要成分为Al2O3，采用DC微弧氧化技术加工而成。
所述的纺织机械用的纺杯，搪瓷涂层为低温烧结的搪瓷涂层，采用含有SiO2或Al2O3硬质相的耐高温涂料烧结而成，烧结温度为200～300℃。
所述的纺织机械用的纺杯，纺杯基体材料为铝基复合材料(MMCs)或硬铝合金。
本实用新型中，在纺杯基体工作表面先设置微弧氧化陶瓷膜，再在外层施加低温烧结搪瓷涂层。
本实用新型的有益效果如下：
1、本实用新型以铝基材料为基体，由于铝基材料的散热性能要好于钢，因此可以降低纺杯在工作中热疲劳磨损程度，减弱凝聚槽内纤维中杂质的沉积以及对工作面的冲击，有利于延长纺杯的使用寿命和提高纺纱质量。
2、铝基材料纺杯表层的陶瓷膜具有很好的表面性能，使须条形成更加均匀规则，使须条捻度传递、剥离、成纱平稳、连续和顺畅。经过测试，普通钢质纺杯表面复合镀层显微硬度为HV900以下，表面粗糙度为最好为0.05μm，凝聚槽附近镀层厚度不超过20μm，平均使用寿命为1年；普通铝质纺杯表面硬质阳极氧化膜显微硬度为Hv500以下，表面粗糙度最好为0.1μm，凝聚槽附近氧化膜厚度小于5μm，平均使用寿命为8个月；本实用新型的铝基材料纺杯表面显微硬度为Hv1100，表面粗糙度为0.05μm，凝聚槽附近微弧氧化陶瓷膜厚度可达80μm以上，平均使用寿命为3年以上。
3、纺杯表面性能的提高，可以降低纺织品出现断头、条干不均等瑕疵的几率，提升纺织产品的质量，同时纺杯使用寿命得以提升，减少了纺织机械的维修次数，降低了生产成本。其中，主要性能指标如下：平均强力/强力CV：304.3/7.7；捻度：72.1；捻度不均：1.97；重量不均率：2.43％；条干CV：14.02；千米粗节：17；千米细节：23；棉结：15；黑板条干棉杂(棉杂/杂质)：21/43；乌斯特公报5％水平。
附图说明
图1为本实用新型纺杯纵向剖面图
图2为本实用新型纺杯表面陶瓷膜层的微观形貌。
图中标记列示如下：
1、基体；2、陶瓷膜；3、搪瓷涂层。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细的说明。
实施例1：
如图1所示，本实用新型具有的铝合金基体1是用铝合金按设计尺寸加工成坯，这里选用铝基复合材料(MMCs)进行加工。本实用新型的纺杯基体1工作表面设置有一层陶瓷膜2，可采用新型DC微弧氧化技术加工，再施加低温烧结搪瓷涂层3。搪瓷涂层采用含有SiO2硬质相的常规耐高温涂料烧结而成，SiO2硬质相占50wt％，烧结温度为280℃。纺杯表面陶瓷膜层的微观形貌，见图2。
铝基复合材料(MMCs)优异的力学性能保障了其在超高速(高于15万转/分钟)回转离心力的作用下不易变形，良好的散热性可以降低纺杯在工作中热疲劳磨损程度，减弱凝聚槽内纤维中杂质的沉积以及对工作面的冲击，利于延长纺杯的使用寿命和提高成纱质量。
纺杯表面的陶瓷膜2与基体具有良好的结合力，可延长纺杯的使用寿命，而最外表面的低温烧结搪瓷涂层3，具有超高硬度和摩擦学性能，使须条形成更加均匀规则，使须条捻度传递、剥离、成纱平稳、连续和顺畅，可以进一步大幅度提高纺杯防纱质量和出纱率。
实施例2：
与实施例1不同之处在于：
本实用新型具有的铝合金基体1是用铝合金按设计尺寸加工成坯，这里选用LC4(7075)铝合金进行加工。本实用新型的纺杯基体1工作表面设置有一层陶瓷膜2，可采用新型DC微弧氧化技术加工，再施加低温烧结搪瓷涂层3。搪瓷涂层采用含有Al2O3硬质相的耐高温涂料烧结而成，Al2O3硬质相占65wt％，烧结温度为250℃。纺杯表面陶瓷膜层的微观形貌，见图2。
铝合金基体的良好散热性可以降低纺杯在工作中热疲劳磨损程度，减弱凝聚槽内纤维中杂质的沉积以及对工作面的冲击，利于延长纺杯的使用寿命。
纺杯表面的陶瓷膜2与基体具有良好的结合力，可延长纺杯的使用寿命，而最外表面的低温烧结搪瓷涂层3具有超高硬度和摩擦学性能，使须条形成更加均匀规则，使须条捻度传递、剥离、成纱平稳、连续和顺畅，可以进一步大幅度提高纺杯防纱质量和出纱率。
实施例3：
与实施例1不同之处在于：
本实用新型具有的铝合金基体1是用铝合金按设计尺寸加工成坯，这里选用LY12铝合金进行加工。本实用新型的纺杯基体1工作表面设置有一层陶瓷膜2，可采用新型DC微弧氧化技术加工，再施加低温烧结搪瓷涂层3。搪瓷涂层采用含有SiO2硬质相的耐高温涂料烧结而成，SiO2硬质相占60wt％，烧结温度为250℃。纺杯表面陶瓷膜层的微观形貌，见图2。
铝合金基体的良好散热性可以降低纺杯在工作中热疲劳磨损程度，减弱凝聚槽内纤维中杂质的沉积以及对工作面的冲击，利于延长纺杯的使用寿命。
纺杯表面的陶瓷膜2与基体具有良好的结合力，可延长纺杯的使用寿命，而最外表面的低温烧结搪瓷涂层3具有超高硬度和摩擦学性能，使须条形成更加均匀规则，使须条捻度传递、剥离、成纱平稳、连续和顺畅，可以进一步大幅度提高纺杯防纱质量和出纱率。
实施例结果表明，由于铝基材料优良的散热性能以及陶瓷表面低粗糙度、高硬度的特性，使得本实用新型在使用过程中提高了产品的质量，降低了生产成本。
应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本实用新型已进行了详细的说明。但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型专利的保护范围当中。
Claims (3)
1、一种纺织机械用的纺杯，其特征在于：在纺杯基体工作表面里层设置陶瓷膜，在纺杯基体工作表面外层设置搪瓷涂层。
2、按照权利要求1所述的纺织机械用的纺杯，其特征在于：陶瓷膜为Al2O3陶瓷膜。
3、按照权利要求1所述的纺织机械用的纺杯，其特征在于：纺杯基体材料为铝基复合材料或硬铝合金。
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