纺织业是我国经济建设的基础,也是我们生活的根本。新世纪以来,我国的纺织业发展迅速,从自给自足到出口顺差,其艰难程度可想而知。到目前为止,我国的纺织机械还不够发达。为了克服现有的问题,我们需要引进前卫的技术和材料。碳纤维是比较出名的材料之一。

我国纺织机械存在两个问题

不得不说,我国的机械设计制造水平与日本德国美国相比还是有些落后的。纺织机械反映的两大难点是速度慢和能耗高。造成这两个问题的根本原因是器材本身重量太大,强度太低。如果想改变这种情况,可以从设备的材质入手。

碳纤维作为一种新型的复合材料,在强度和密度上具有先天的优势。其性能已被证明用于航空航天等领域,而纺织行业属于工业范畴,因此不成问题。与钢、铝合金材料相比,碳纤维带的强度高,可以满足速度的提高,超轻的重量可以降低设备的能耗。让我们一起来看看这5个碳纤维在纺织行业应用的例子。

碳纤维在纺织工业中的5个应用实例

1. 梭子和箭杆:梭子和箭杆是纺织工业中非常早的工具。木质梭重约1.2公斤,而碳纤维梭只重0.1公斤,两者相差11倍。木梭的梭频为120 -130次/分钟,碳纤维梭可达250次/分钟,木梭的寿命为6个月,碳纤维梭可达6年。

2. 碳纤维综框和络筒机卷芯:织机的出现使梭子退役,整体速度提高,织物宽度变大,速度可达1700rpm,织机宽度达到2m。综框采用不变形、重量轻、刚性高的碳纤维复合材料。

另外,织机络筒机的绕线芯通常是钢管。纸管插入后,气压会产生一个小突起,成为固定纸管的结构。然而,重量限制了绕线芯的速度,增加了能耗。换成碳纤维辊后,重量减轻了很多,无论是织机的安装,还是将其从卷料上取下的手工工作,都要容易得多,插入直管中也容易得多。

3. 碳纤维增强尼龙齿轮:纺织机械设备原采用纯尼龙齿轮,但强度低,抗疲劳性差,导致使用寿命短,维修频繁。改用碳纤维增强尼龙齿轮不但提高了强度和韧性,延长了使用寿命,而且具有一定的导电性和优异的防静电效果。碳纤维与尼龙材料相结合,使其具有良好的抗冲击性能和更好的耐磨性。铸铁齿轮相比,噪音降低30%,能耗降低20%。

4. 经编机开槽针床:针床原是用金属制成的。温度变化时,针距也会发生变化。如果针距变化不一致,也会出现擦针的问题。如果用碳纤维复合材料代替针床,则在槽形针床的基体上层压碳纤维预浸料。由于沟槽针床的重量较轻,有利于提高经编机的编织速度,降低能耗。另外,在编织时,针床不会因机器运行温度的升高而引起膨胀而引起擦针,有利于提高经编机的编织速度。

5. 碳纤维辊轴:碳纤维辊轴应该算是纺织工业中使用非常频繁的一种类型。传统的辊轴为钢制,自身重量过大,严重影响了设备的运转速度。后来,它被替换为塑料材料辊,但出现了强度不足的问题。碳纤维轧辊的重量比钢轧辊轻70%左右,能高速运转,跳动量小,噪音低,直线度好。由于减轻了自重,辊轴的转速提高了30%,启动辊轴的时间更快,降低了能耗。从长远角度看,碳纤维辊轴具有强度高和突出的抗疲劳性能。还能在长期高速工作下保持较长的使用寿命,节省维修费用。

其实,碳纤维不但在纺织工业中发挥着巨大的作用,在造纸工业、汽车工业、轨道交通等方面也有着非凡的表现。

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