专利名称：精梳机的分离罗拉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于纺织加工的精梳机的分离罗拉。
背景技术：
在生产纱线的纤维加工流水线上，在开棉和清棉的初始阶段之后，通过梳理机进 行纤维梳理，之后纤维呈现棉网的形式。在需要的情况下经过成卷机加工之后，在此期间各种分离的棉网被合成卷，棉网 和棉卷经精梳机梳理之后，生成纤维极其平行和干净的棉网。在最近设计的机器中，基本的梳理操作以每分钟450-500次的速度进行，该梳理 操作为-间歇供给棉卷；-通过旋转精梳机梳理仍由两个钳板保持的引入棉丛的前端；-随着撕裂罗拉倒转，通过撕裂罗拉重叠并结合棉从的前端和已经在前一个周期 中梳理过的棉卷，棉卷可根据需要向后移动；-通过法式精梳机梳理尾端；-随着撕裂罗拉顺转，通过撕裂罗拉前移梳理后的棉丛。因此加工是交替的，而且在连续停止和启动时作用在运动部件上的应力在精梳机 的设计中是一个关键的因素。特别地，撕裂罗拉承受数量级为上万弧度/秒2的加速度峰值，并且它们的停止和 启动特别损耗精梳机的驱动和指令设备。通常，位于底端的由电机驱动的分离罗拉具有拉毛面并由金属材料制成；空转的 橡胶压力罗拉位于上端。为了简化精梳机，电机驱动的撕裂罗拉连接而形成由单个驱动机构驱动的单杆。 因此，可以看到单个驱动机构发现自己必须对照成倍的惯性载荷。以前的一些解决方法是使用空心的由铝或者其他轻质合金制成的撕裂罗拉以减 小惯性载荷。这种分离罗拉在以申请人为名的文献EP-A1-1726692中有描述。
发明内容
本发明的目的是设计一种更加有效地解决了上述问题的用于精梳机的分离罗拉。根据权利要求1所述的分离罗拉可以实现这个目的。从属权利要求描述了实施方 式的变型。从下面的根据附图经由非限制性示例所做的描述，根据本发明的分离罗拉的特征 和优势将变得显而易见。
图1显示了精梳机梳理头部的示意图，其包括根据本发明的分离罗拉；
图2显示了根据本发明一个实施方式的分离罗拉的立体图；图2a显示了图2中的分离罗拉的截面图；图3显示了图2中的在没有衬套的情况下的分离罗拉的立体图；图4显示了根据本发明另一个实施方式的分离罗拉的局部截面图。
具体实施方式
参照附图，参考数字1总体指代纺织加工流水线上的精梳机的梳理头部。比如，梳理头部1包括设置有下钳板4和上钳板6的钳2以及给棉罗拉8。另外，梳理头部1包括配有圆扇体12的圆形梳10和法式精梳机14。在法式精梳机的下游，梳理头部1包括至少一个分离罗拉100和相应的压力罗拉 98，所述压力罗拉98压力耦连到所述分离罗拉100。分离罗拉100沿着转轴X延伸，而且包括有效部分102，该有效部分设计成用于与 各个压力罗拉的有效部分相接触。优选地，有效部分102的侧表面是拉毛的，即设置有从表面突起的隆起。另外，优选地，拉毛部呈现螺旋花纹。然而，根据一个实施方式的变型，方向是直 的，即沿轴向的。优选地，分离罗拉100通过冷轧随后在罗拉的外径上设置隆起而拉毛。根据一个优选的实施方式，有效部分102包括两个具有轻微圆锥表面的端部和一 个置于两个端部之间的圆柱形的中心部分。分离罗拉100的有效部分102是实心的，换句话说，内部没有贯穿的空腔，并由轻 质金属材料制成，换句话说，在正常的测量误差内，金属材料的密度为5kg/dm3 (千克/立方 分米)或更小，比如，选自由铝和其合金(2. 7-2. 8kg/dm3)、钛和其合金(4. 5-4. 4kg/dm3)、镁 和其合金(1. 7-1. 8kg/dm3)构成的组中。比如，在根据标准EN 573-1定义的铝合金中，系列7(锌)合金，尤其是合金 EN Aff 7075对于本发明是优选的。合金EN Aff 7075的成分包括(以重量百分比计) 0. 18-0. 28Cr ；1. 2-2CU ；最大 0. 5 的 Fe ；2. 1-2. 9Mg ；最大 0. 3 的 Mn ；最大 0. 4 的 Si ；最大 0. 2 的 Ti ；5. 1-6. ΙΖη。更优选的铝合金是EN Aff 7175和EN AW7039。在对于本发明优选的钛合金中，一个示例是称之为TiA16V4的合金(标准UNI 10221)，含有6%的铝和4%的钒。特别地，合金TiA16V4包括最大0. 05的N ；最大0. 20的0 ；最大0. 015的H ；最大 0. 10 的 C ；最大 0. 40 的 Fe ；5. 5-6. 75A1 ；3. 5-4. 50V。比如，包含5%的铝和2. 5%的锡的钛合金TiA15Sn2，5也是优选的。在对于本发明优选的镁合金中，进一步的示例是-ZK60A (ASM 手册)，包括 93. 05-95. 2Mg ；4. 8-6. 2 Zn ；最大 0. 45 的 Zr ；-AZ80A(ASM手册)，包括 89. 04-91. 88Mg ；7. 8-9. 2A1 ；最大 0. 1 的 Si ；0. 12-0. 5Mn ； 最大 0. 005 的 Fe ；最大 0. 005 的 Ni ；最大 0. 05 的 Cu ；0. 2-0. 8Zn。其他优选的镁合金是TO54A，ZK64A或者AZ91D。根据进一步的实施方式，由轻质金属材料制成的分离罗拉的有效部分经机械加工或者热处理以提高机械性能。
比如，分离罗拉的有效部分由铝合金制成，该铝合金在退火后(或热金属成型后) 进行冷金属成型，或者进行冷金属成型和部分退火或稳定化退火的组合，从而获得期望的 机械性能。特别地，分离罗拉的有效部分由系列2 (铜)或3 (锰)或5 (镁)或6 (镁和硅)或 7(锌)的铝合金制成，铝合金以Hl到H4的硬化指标(根据标准EN 515)处于硬化状态，这 些硬化指标是仅硬化、硬化和部分退火、硬化和稳定化、硬化和碰涂。优选地，分离罗拉的有效部分由经过热溶解处理的带有或不带有附助硬化处理的 铝合金制成，热溶解处理产生稳定的金属状态。特别地，分离罗拉的有效部分由根据处理Tx进行热处理的铝合金制成，其中χ是 从 1 到 9 的变量(根据标准 EN 515) JBEN Aff 7075T6 或 T5，ENAW 7175T66，ENAW 7039T64。另外，比如，分离罗拉的有效部分由调质和回火的钛合金制成。另外，作为进一步的示例，分离罗拉的有效部分由经过热处理的镁合金制成。特别地，分离罗拉的有效部分由经过溶解和人工时效处理的镁合金制成，如合金 ZK60A-T6 或 T5，或 AZ80A-T5。根据另一个实施方式，分离罗拉的有效部分由经过进一步硬化和/或表面防护处 理的轻质金属材料制成。比如，分离罗拉的有效部分由经过进一步阳极氧化处理的铝合金、钛合金(比如， 称之为TiHard的钛合金)或镁合金制成，阳极氧化处理也叫阳极氧化(用于铝合金的UNI 7796)，换句话说，是一个在有效部分的表面形成保护层的电化学处理。从说明书的前述内容中，应该理解下面的内容i)按照ISO标准4516定义的Vickers微硬化测试方法；ii)按照ISO标准2064定义的和按照ISO标准1463测量的受硬化处理或防护处 理影响的局部厚度；和iii)按照ISO 4287定义的粗糙度测量方法。在进行反复测量时，应当明白，应该考虑下面的定义i) “重要表面”，其中标准里的这个定义指，与压力罗拉相接触的分离罗拉的有效 部分的整个侧表面；和ii) “测量表面”，根据ISO 2064，分离罗拉的有效部分上呈现的拉毛部的顶部。优选地，进一步的表面硬化或防护处理能够使表面硬度达到400HV或更高。根据一个实施方式，由铝合金制成的分离罗拉的有效部分还经过硬化和防护工 序，比如，该工序包括电解涂覆一层厚度用于功能性应用的硬铬，比如按照ISO 6158的阳 极氧化。在这种实施方式中，进行处理使得构成有效部分的铝合金呈现-硬度范围为500-1400HV，优选为 700-800HV ；-局部厚度为5-200微米，优选为8-10微米；-比如在精加工后，粗糙度为Ra0. 8或更小，优选为0. 6或更小。根据一个实施方式，由铝合金制成的分离罗拉的有效部分还经过例如硬化和防护 工序，该工序包括将表面转变成陶瓷层的电化学涂覆(纳米陶瓷处理)。
在这种实施方式中，进行处理使得构成有效部分的铝合金呈现-硬度范围为500-1600HV ；-局部厚度为20-100微米；-比如在精加工后，粗糙度为Ra0. 8或更小，优选为0. 6或更小。根据一个实施方式，由铝合金制成的分离罗拉的有效部分还经过例如硬化和防护工序，该工序包括铝或镁氧化物的表面等离子涂覆。根据一个实施方式，由铝合金制成的分离罗拉的有效部分还经过例如硬化和防护 工序，该工序包括浸渍PTEF(聚四氟乙烯)微粒的阳极氧化。根据一个优选实施方式，由铝合金或钛合金制成的分离罗拉的有效部分还经过例 如硬化和防护工序，该工序包括按照ISO 4527的镍-磷自催化涂覆。比如，由铝合金制成并进行涂覆的分离罗拉的有效部分还经过例如热处理以增加 涂层的硬度，比如对于长时间处理可以将处理的最高温度限制到160°C，所述长时间例如超 过8小时，优选为大于10小时，优选为12小时。根据这种实施方式，进行处理使得构成有效部分的铝合金或钛合金呈现-硬度范围为350-1200HV，优选为 400-700HV ；-局部厚度为5-100微米，优选为15-50微米；根据所述实施方式的变型，由进一步经过镍的自催化涂覆的铝合金或钛合金制成 的分离罗拉的有效部分为沉积含PTFE包裹颗粒或碳化硅或其他陶瓷粉末或硬质材料包裹 颗粒的化学镍做好准备。根据一个实施方式的变型，分离罗拉的有效部分由进一步经过硬化和防护工序的 钛合金制成，该工序包括氮化钛的物理气相沉积(PVD)或者形成氮化钛的阳极氧化和激光处理。在这种实施方式中，进行处理使得钛合金呈现-硬度达到1600HV ；-局部厚度为20-120微米。根据一个实施方式，由镁合金制成的分离罗拉的有效部分比如还经过硬化和/或 表面防护工序，该工序包括能够将镁合金表面转化成复杂的陶瓷基底的阳极氧化，比如将 镁合金表面转化成坚硬致密的陶瓷氧化物(尖晶石或MgAl2O4)。比如，这种工序公知为KeiOntiie 。可以使用的其他工序叫做Mag-Oxide 或 者 Tagnite 。镁合金所经过的硬化处理使得该合金呈现-硬度为400-600HV ；-局部厚度为5-50微米。根据优选的实施方式，分离罗拉100另外包括横向末端110，比如，该横向末端沿 轴向与有效部分102相接且是光滑的。优选地，横向末端110和有效部分102是一体的，并根据上述的发明方法与有效部 分102制成一体。比如，所述末端110中的一个是凹的，即具有内腔112，而另一个末端110是凸的，用于耦连至另一个轴向相接的分离罗拉从而形成杆。另外，根据优选的实施方式，分离罗拉100包括衬套120，该衬套耦连至横向末端 110中的一个，以支撑旋转的分离罗拉。比如，衬套120是金属材料的，比如经表面硬化如感应回火的的钢，比如C48型钢 (根据标准UNI 7847)。根据另外一个示例，衬套120由经回火和硬化的钢100Cr6制成。根据优选的实施方式，衬套粘接到有效部分102的末端或横向末端110(图2)。 因此末端110包括用于支撑衬套110的支撑部分113 ；所述支撑部分113呈现设 置有例如峰部和谷部的处理表面，以便于粘接动作(图3)。比如，表面经处理以形成多个轴向接续的周向隆起114，从而粘接位置本身位于在 这些隆起之间的谷部。根据一个实施方式的变型，衬套120被旋拧在有效部分102的末端或横向末端110上。根据另一个实施方式，衬套配合在有效部分102的末端或横向末端110上。根据又一个实施方式，衬套施加到有效部分102的末端或横向末端110上，接着与 有效部分102的末端或横向末端110经过进一步的精加工，从而确保衬套与分离罗拉的有 效部分同轴。根据一个实施方式，罗拉具有凸端130和凹端140。优选地，凸端130从末端朝向罗拉内部并且在衬套120之前依次具有螺纹部分 132、用于车螺纹的卸载槽134和导向部分136。优选地，螺纹部分132和卸载槽134经机械加工以产生通常压缩的状态，并提高了 部件的抵抗性。比如，螺纹部分132和卸载槽134按照UNI 5394-72 (比如，63/125 μ m的丸，4. 5N 度的阿尔门强度和100%的覆盖)经过喷丸处理以提高抗疲劳性，或经受使材料塑性变形 的冷层压(轧)。凹端140具有内腔142，该内腔142从外向内包括导向部分144、卸载槽146和螺 纹部分148。优选地，螺纹部分148经机械加工以产生通常压缩的状态以提高部件的耐疲劳性。比如，螺纹部分148通过使材料塑性变形的冷层压(轧)形成。根据优选的实施方式，两个末端110都是凹的，换句话说，两个末端都具有内腔 142 (图 4)。根据这个实施方式，为了形成包含多个在轴向相互连接的撕裂罗拉100的杆200， 提供了连轴器210，该连轴器的两端分别插入两个罗拉100的内腔142中。比如，连轴器210旋拧入撕裂罗拉的内腔142的末端。优选地，连轴器210由比制成有效部分102的材料具有更好的抵抗性如耐疲劳性 或耐断裂性的材料制成。比如，连轴器210由钢制成，比如特种钢如42CrMo4S钢(按照UNIEN 10277-4)。比如，连轴器210由拉伸强度(Rm)为600_1300Mpa、优选为1000_1200Mpa的钢制成；比如连轴器210由比例偏差极限(RpO. 2)为700-800Mpa、优选为750Mpa的钢制成。
优选地，连轴器210从末端向内依次包括螺纹部分、用于车螺纹的卸载槽和导向 部分，其中螺纹部分和卸载槽经过机械加工比如喷丸处理以产生通常压缩的状态，或者通 过带有塑性变形的冷层压(轧)形成。优选地，连轴器210包括支撑衬套120的支撑部分212，该支撑部分位于两个撕裂 罗拉100的末端之间。创新性地，上述分离罗拉使得能够显著降低初始载荷、显著降低了运行精梳机所 需的功率和振动现象。而且，有利地，实心的有效部分使得能够执行简化的加工工序。而且，有利地，使用的衬套保证了改善的可靠性、耐滚动磨损性。根据另一个有利的方面，对已经形成的有效部分进行硬化处理，从而避免了复杂 的加工。根据又一个有利的方面，在涂层上进行热处理以不会危及基体材料的机械特性和 施加到其的热处理，比如不会危及进行T6处理后的合金AW7075的特性。应当清楚，本领域普通技术人员可以对上述分离罗拉作任何改型以满足特定要 求。比如，根据一个实施方式的变型，分离罗拉的有效部分的内部是空的，换句话说， 分离罗拉的有效部分设置有用于减轻它的重量的内室，比如在两个横向末端之间的单个穿 透的室，其中所述横向末端沿轴向位于中心部分的两端。根据上述针对实心部分的变型的结构变型、工序和材料形成这种有效部分。根据另一个变型，实心部分和/或横向末端由碳纤维制成。
权利要求
一种精梳机(1)的分离罗拉(100)，包括由轻质金属材料制成的实心有效部分(102)。
2.根据权利要求1所述的分离罗拉，其中所述轻质金属材料的密度为5kg/dm3或更小。
3.根据权利要求1或2所述的分离罗拉，其中所述轻质金属材料选自由铝和其合金、钛 和其合金、镁和其合金构成的组中。
4.根据权利要求3所述的分离罗拉，其中所述轻质金属材料经机械加工或热处理以提 高机械性能。
5.根据权利要求4所述的分离罗拉，其中所述轻质金属材料在退火后(或热金属成型 后)进行冷金属成型，或者进行冷金属成型和部分退火或稳定化退火的组合。
6.根据权利要求4所述的分离罗拉，其中所述轻质金属材料经过例如带有或不带有附 助硬化的热溶解处理以产生稳定的金属状态。
7.根据前述权利要求中任一项所述的分离罗拉，其中所述轻质金属材料经过硬化和/ 或表面防护工序。
8.根据权利要求7所述的分离罗拉，其中硬化或表面防护形成400HV或更高的表面硬度。
9.根据权利要求8所述的分离罗拉，其中所述硬化和/或防护工序是 -电解涂覆一层厚度用于功能性应用的硬铬；或者_将表面转变成陶瓷层的电化学涂覆(纳米陶瓷加工)；或者 -铝或镁氧化物的表面等离子涂覆；或者 -浸渍PTEF微粒的阳极氧化；或者-镍-磷自催化涂覆，如果需要，沉积含PTFE或碳化硅或其他陶瓷粉末或硬质材料包裹 颗粒的化学镍，或者，如果需要，经过热处理以增加涂层的硬度，比如对于长时间处理，将处 理的最高温度限制到160°C，比如，所述长时间超过8小时，优选为大于10小时，优选为12 小时；或者-氮化钛的物理气相沉积(PVD)；或者 -形成氮化钛的阳极氧化和激光处理；或者-形成坚硬的陶瓷氧化物(尖晶石或MgAl2O4)的阳极氧化，比如Mag-Oxide 、Tagnite 或Kerontiie 型。
10.根据前述权利要求中任一项所述的分离罗拉，其中所述有效部分(102)具有比如 螺旋状的拉毛表面。
11.根据权利要求10所述的分离罗拉，其中所述拉毛通过冷轧随后磨削峰部而形成。
12.根据前述权利要求中任一项所述的分离罗拉，包括一对横向末端(110)，所述横向 末端沿轴向与所述有效部分(102)的一个末端和另一个末端相接。
13.根据权利要求12所述的分离罗拉，其中至少一个末端是凸端(130)并且从罗拉的 末端向内依次包括螺纹部分(132)、用于车螺纹的卸载槽(134)和导向部分(136)，其中所 述螺纹部分(132)和所述卸载槽(134)经机械加工比如喷丸处理以产生通常压缩的状态， 或通过带有塑性变形的冷层压(轧)形成。
14.根据权利要求12或13所述的分离罗拉，其中至少一个末端是凹端(140)并且具有内腔(142)，所述内腔从外向内包括导向部分(144)、卸载槽(146)和螺纹部分(148)，其中 所述螺纹部分(148)和所述卸载槽(146)经机械加工以产生通常压缩的状态，比如，它们通 过冷轧形成。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的分离罗拉，其中所述末端(110)和所述有效 部分(102)成一体。
16.根据前述权利要求中任一项所述的分离罗拉，包括应用于一个轴向末端的衬套 (120)，所述衬套比如是钢的并且进行处理以实现提高的表面硬度。
17.根据权利要求16所述的分离罗拉，其中所述衬套粘接于例如支撑部分的表面，所 述支撑部分的表面设置有加工出的峰部和谷部。
18.—种纺织流水线上的精梳机，包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的分 离罗拉。
19.一种杆(200)，包括多个根据权利要求1至17中任一项所述的撕裂罗拉，所述撕裂 罗拉在轴向上彼此相接。
20.根据权利要求19所述的杆，包括连轴器(210)，所述连轴器插入所述末端(110)的 内腔(142)中以连接两个相接的罗拉(100)。
21.根据权利要求20所述的杆，其中所述连轴器(210)由比制成所述有效部分(102) 的材料具有更好的抵抗性如耐疲劳性或拉伸强度的材料制成。
22.根据权利要求20或21所述的杆，其中所述连轴器(210)从所述末端向内依次包括 螺纹部分、用于车螺纹的卸载槽和导向部分，其中所述螺纹部分和所述卸载槽经过机械加 工比如喷丸处理以产生通常压缩的状态，或者通过带有塑性变形的冷层压(轧)形成。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的杆，其中所述连轴器(210)包括支撑所述衬 套(120)的支撑部分(212)，所述支撑部分位于两个相接的撕裂罗拉的末端之间。
24.一种精梳组，包括根据权利要求17至21中任一项所述的杆(200)。
25.根据权利要求1至17中任一项所述的精梳机(1)的分离罗拉，其中所述有效部分 的内部是至少部分中空的。
全文摘要
本发明公开了一种精梳机(1)的分离罗拉(100)，包括由轻质金属材料如铝、镁或钛合金制成的实心有效部分(102)。分离罗拉经过表面硬化处理从而提高其机械性能。分离罗拉设置有钢衬套，钢衬套粘接至罗拉的横向末端以在旋转期间支撑它。
文档编号D01G19/20GK101876100SQ201010173639
公开日2010年11月3日 申请日期2010年4月28日 优先权日2009年4月28日
发明者吉罗拉莫·普兰迪尼, 米凯莱·米亚多罗, 罗伯托·托尔科利 申请人:马让利精梳&飞轮有限公司