滾筒印花是采納表面刻有凹版(陰紋)或凸版(陽紋)花紋的銅輥進行印花的。所以,滾筒印花機又叫銅輥印花機?？逃谢y的銅輥簡稱印花滾筒。陽紋主要用于毛條印花,陰紋主要用于棉、滌/棉和化學纖維等織物的印花。按銅輥排列的形式,可分為輻射式、站式和傾斜式三種;按印花套色數(shù)可分為四色、六色、八色、十色;按只在織物的一面或同時在兩面印花,可分為單面印花機和雙面印花機。其中,常用的是八色輻射式單面滾筒印花機。
一、設備結構和工作過程
滾筒印花機必須和其他單元機和通用裝置組成印花聯(lián)合機,如圖8-1所示。它主要由進出布裝置、印花車頭、熱風預烘機、烘筒烘燥機、傳動裝置等組成。

1１進布裝置
滾筒印花機的進布裝置分為襯布進布和白布進布裝置。襯布進布采納緊式,白布進布多采納松式,以超喂的形式喂入,使織物以布環(huán)的形狀懸掛,用完電管操縱進布超喂輥的速度,保證白布呈松弛狀態(tài)進入車頭,使織物張力一致,達到優(yōu)良的印制效果。無襯布印花機只設白布進布裝置。
2１印花車頭
印花車頭是滾筒印花聯(lián)合機的核心部分,主要由機架、花筒、承壓滾筒(也叫承壓輥)、加壓機構、給漿裝置、對花裝置及傳動裝置等組成,如圖8-2所示。習慣上把進布喂入點的一面稱后車,出布一面稱前車。
(1)機架:機架俗稱墻板,用來承載承壓輥、花筒、花筒加壓機構、給漿裝置等的重量。由灰口鑄鐵鑄造,左右各一塊,下部裝在兩塊橫置的底板上,上部有橫梁做撐擋連接,中空,呈放射形,均勻地排列著兩對壓布輥軸承座及多對花筒軸承箱。中心滑道為承壓輥軸承座。
(2)承壓輥:承壓輥是一個鑄鐵制成的空心輥,裝在承壓輥軸承座上,轉動絲桿,可使承壓輥上下移動。承壓輥軸芯較長,軸頭兩端伸出機架外,一端裝有拉刀裝置,另一端活套一只花筒中心齒輪,該齒輪和各只花筒上的齒輪嚙合,傳動各只花筒,承壓輥又由花筒摩擦傳動,從而幸免花筒間周長的誤差累積。

承壓輥的直徑一般為750～1350mm,由套色決策。套色越多,直徑越大。如四色印花機的承壓輥直徑為750mm,而八色印花機承壓輥的直徑為1050mm。承壓輥的直徑一般以小為宜,因為直徑小,在同樣壓力下單位面積的受壓就大,有利于印制精細花型。其它,直徑小,體積、重量亦小,有利于安裝和調試。
承壓輥表面應具有肯定的彈性,才能使花紋印制清楚。為此,有的在鑄鐵輥外面包以12～22層麻經(jīng)毛緯的毛襯布,叫毛襯布承壓輥,有的在鑄鐵輥表面澆鑄一層均勻的橡膠,叫橡膠承壓輥。
使用毛襯布承壓輥印花時,毛襯布外面要套一層表面完潔、厚度和硬度均勻的無接頭環(huán)形橡膠襯布,以輔助毛襯布的彈力,愛護毛襯布,遮蓋毛襯布的粗糙表面及接頭印。為預防印花色漿滲透沾污橡膠襯布,在橡膠襯布和印花織物之間墊有幅度比花筒稍寬的棉或滌綸襯布,叫印花襯布。習慣上稱毛襯布、橡膠襯布和印花襯布為“三布”。
為節(jié)約工業(yè)用布,降低消耗,現(xiàn)在除1600型印花機外,大都使用橡膠承壓輥代替“三布”印花,即采納無襯布印花。橡膠承壓輥膠層厚10～15mm,硬度為HSA94～96。要求膠面平坦、耐壓和耐化學腐蝕。橡膠承壓輥易被滲透的色漿沾污,用橡膠承壓輥直接印花,必須用如圖8-3所示的洗除色漿裝置清除殘留在承壓輥表面的色漿,幸免沾污印花織物。它不適宜印制套色較多和大面積花紋的花樣及稀薄織物。

(3)花筒:花筒是由銅鋅合金(含銅97.5%～98%,含鋅2%～2.5%)用離心法澆鑄而成的空心圓筒,裝在花筒軸承座上。
花筒的結構如圖8-4所示?；ㄍ矁瓤诪殄F孔,錐度為1∶288,和相應錐度的花筒軸匹配,花筒內孔有凸形長鍵,軸上有凹形鍵槽,兩者緊密配合,以保證相對穩(wěn)定?；ㄍ草S用45 鋼制成。
裝花筒時,常在花筒內孔和軸外圓間墊襯紙片,再用花筒拆機橫向加壓,把軸壓入筒內,使其固定。

新花筒的周長為440～450mm?；ㄍ部芍貜褪褂?當刻制新花紋時,可車去筒面舊花紋,磨完后再雕刻新花紋。當花筒的周長小于350mm時,則不可再使用。每套花樣的各只花筒的周長必須相等,同意誤差±0.1mm?；ㄍ驳窨毯箜氃谕裁驽冦t,以提高其硬度和完潔度,增加其耐磨性和耐腐蝕性,以延長使用壽命,預防筒面不完潔造成印花疵病。通常,按織物前進方向順序,依次給花筒編號,喂入處為1#,其余類推。
(4)花筒加壓機構:加壓機構通過花筒軸兩端軸承對花筒施加壓力。為了使印制圖案清楚,左右印漿均勻,施加壓力大小必須適當,施壓太輕,印出的圖案顏色就淺,甚至露底,太重則會模糊失真,還會額外地增加動力損耗,加劇零件磨損。通常粗線條、大花紋的花筒和作為完版的壓輥用輕壓,細線條、云紋和雪花的花筒用重壓。線壓力范圍為100～600N/cm,常用200～400N/cm。隨花筒長度的不同,每只花筒的總壓力可達2×104～8×104N。此外,加壓機構還應滿足如下工藝和操作要求:
①既能集中操縱花筒和軸承座的進退,又能分別精確調節(jié)左右兩邊的壓力大小。
②加壓系統(tǒng)應富有彈性,當布的接頭通過壓點或軸有彎曲時,能起緩沖作用,減少壓力波動。
花筒加壓方式很多,有絲桿加壓、重錘杠桿加壓、氣壓加壓和液壓加壓等。
a.絲桿加壓:老式印花機的首末兩號花筒常用絲桿加壓,結構如圖8-5所示。由于套筒螺母用滑鍵定位在機架上不能轉動,旋動絲桿加壓時,使花筒表面和承壓輥表面相壓。當壓力逐漸增大時,螺母受反力向后退,使套在螺母后的彈簧受壓,從而借彈簧的彈力通過套筒螺母和調節(jié)絲桿加壓于花筒。彈簧在印花時能起到緩沖作用,壓力的大小決策于彈簧壓縮力,花筒卸壓時將絲桿反轉即可。
b.重錘杠桿加壓:老式印花機除首末兩號花筒以外,其余的花筒均采納重錘杠桿加壓,如圖8-6所示。它是通過一套復式杠桿,利用重錘重量來施壓的,加卸壓原理同彈簧加壓機構,仍舊靠彈簧起緩沖作用。

以上兩種加壓機構結構簡單,易于制造和維修,彈簧可起緩沖作用,但為手動操作,壓力沒有指示,且使用肯定時間后,工作狀態(tài)不夠穩(wěn)定,因此目前多改用流體加壓。這樣,不僅提高了機械化程度,減輕了勞動強度,而且各花筒兩邊的壓力都可通過壓力表集中指示,為提高印花質量制造了良好條件。
c.氣體加壓機構:圖8-7所示是薄膜氣室式氣壓加壓裝置。它是用壓縮空氣直接作用于氣膜,經(jīng)一級杠桿放大壓力,由絲桿加壓于花筒軸承上實現(xiàn)的。此機構結構簡單,但仍需要轉動絲桿調節(jié)花筒壓力,故很少使用。

d.油壓加壓機構:如圖8-8所示為花筒油壓加壓系統(tǒng)。由葉片泵輸出的中壓級壓力油,經(jīng)減壓閥和單向閥,進入大蓄能器油箱。當換向閥處于加壓位置時,壓力油經(jīng)PA通道分別進入輸向各花筒加壓油缸的油路。印花時,開啟截止閥,壓力油進入小蓄能器和油缸C室,使花筒壓向承壓輥,當壓力達到所需值時,關閉截止閥,油缸的工作不受其他油路的影響,并因小蓄能器的作用而穩(wěn)壓。卸壓時,先開啟截止閥,再將換向閥轉至卸壓位置,則油缸中的壓力油回流入油箱,油缸活塞桿將花筒拉離承壓輥。
e.氣液聯(lián)合加壓機構:M172型八色印花機采納氣液聯(lián)合加壓系統(tǒng),加壓原理如圖8-9所示。加壓時,600～700kPa的壓縮空氣經(jīng)減壓閥、總閥,進入轉閥向氣、油壓轉換器中的油施壓,加壓的油經(jīng)手動換向閥輸向各號花筒,此時,轉閥處于加壓位置,油路a、b接通,完成加壓。當手動換向閥處于低壓位置時,PA接通,壓力油經(jīng)環(huán)閥進入油缸的D室,向花筒加壓;換向閥處于高壓位置時,PB接通,壓力油進入增壓器的下部,增壓后由上部輸出,經(jīng)換向閥的OA油路和環(huán)閥進入油缸的D室,向花筒加壓。當花筒的左右壓力達到所需值時,關閉環(huán)閥,使加壓油路穩(wěn)定。卸壓時,將轉閥轉至卸壓位置,此時,a和c、b和d分別接通,壓縮空氣將氣油壓轉換器中的油壓進輔助油缸的C室,通過OA油路使增壓器的活塞下降復位,再開啟環(huán)閥,將手動換向閥置于低壓位置,氣油壓轉換器中的油進入油缸的E室,使D室的油返回氣油壓轉換器中,油壓降為零,花筒卸壓。
(5)給漿裝置:給漿裝置由漿盤、給漿輥、刮漿刀和除紗刮刀等組成,如圖8-10所示。每只花筒配備一套給漿裝置。

漿盤用薄銅板或不銹鋼薄板制成,可在機架上裝卸,并可通過調節(jié)螺栓調節(jié)其位置。色漿可用齒輪泵或氣動活塞泵從漿桶送至漿盤,并由漿盤上的小型液位操縱器自動操縱輸漿量。
給漿輥由花筒軸端的齒輪帶動或由花筒面摩擦帶動。給漿輥轉動時,把色漿傳遞給花筒,再借左右往復移動的刮漿刀刮去花筒表面多余的色漿,使色漿藏在花筒陰紋的斜線內,印到織物上形成花紋。給漿輥有豬鬃輥、棕毛輥、橡膠輥和尼龍輥等幾種。由于豬鬃輥和棕毛輥都不能同時適應堿性和酸性色漿,且難洗凈,易落毛,而橡膠輥不能有效地刷除嵌附在花筒斜紋線里的紗頭、漿塊和其他固體雜質,因此,普遍采納尼龍輥。

刮漿刀用高碳鋼或不銹鋼制成,即藍鋼刀和白鋼刀兩種。藍鋼刀性脆,白鋼刀性韌,且耐化學腐蝕。為了增加刮漿刀片的剛性,在其背面再裝入一片襯墊刀片。刀片的厚度,常用“隔距”號數(shù)來表示。號數(shù)越大,刀片越薄。常用刮刀號數(shù)為18^#～26^#,常用銅刀號數(shù)為24^#～26^#。刮刀的長度應比花筒長出30～35mm。為了愛護花筒花紋和刮刀,充分發(fā)揮刮漿效用,印花時刮漿刀由拉刀裝置帶動,沿花筒軸向做往復休閑。原來拉刀裝置都由承壓輥驅動,刮漿刀往復休閑的頻率隨車速變化,對刮漿效果有不良影響,現(xiàn)均已改用單獨電動機傳動。
除紗刮刀,習慣稱小刀,用黃銅或磷銅制成,故也稱作銅刀,安裝在花筒反轉方向的前方,和刮漿刀相對,又叫做銅刀。除紗刮刀一般固定不動,用螺旋拉簧或重錘加壓。它有兩個作用:一是刮除附著于花筒上的紗頭和絨毛等雜質,二是刮除粘附在花筒表面的殘漿,幸免產(chǎn)生嵌花筒印疵和減少傳色。
(6)對花裝置:在多套色印花時,各花筒花紋的相應部分,必須按標準花樣要求保持精確的相對位置。因此,印花機必須有調節(jié)精度高、結構簡單、性能可靠、操作方便靈敏的對花機構。
花筒的調整形式如圖8-11所示,包含壓力調整、水平調整、橫向調整和前后(按織物經(jīng)向運行方向)方向調整等。后三種形式的調整確定了花筒的空間位置,直接影響對花精度。

①壓力調整:壓力調整即通過調節(jié)花筒軸承外側花筒加壓機構中的絲桿、重錘或調壓閥等調節(jié)花筒兩端的壓力,使花筒左、中、右的線壓力一致?；蛘哒{整前后花筒的壓力,使織物在花筒間具有適當?shù)膹埩Α?br /> ②水平調整和橫向調整:水平調整和橫向調整是通過轉動花筒軸承箱的水平調整螺桿和橫向調整螺桿來實現(xiàn)的?；ㄍ草S承箱的結構如圖8-12所示。軸承箱安裝在左右機架輻射型部位上,作為花筒軸的支承處。

水平調整即調整花筒兩端的高低位置,使花筒達到水平,俗稱上下對花。它通過旋轉花筒軸承座水平調節(jié)螺桿,使軸瓦(或滾動軸承套筒)上下移動,使花筒水平微調完成對花,如圖8-13(a)所示。
橫向調整即調整花筒的軸向位置,又叫橫向對花或緯向調整,是通過調節(jié)花筒左端或右端軸承箱中的橫向調節(jié)螺桿推動銅軸瓦做左右移動,從而使花筒橫向微調完成對花的,如圖8-13(a)。另一種改進型橫向對花裝置只需在一端操作,結構如圖8-13(b)所示?；ㄍ草S的圓柱形軸承座上的凸塊嵌在托板的方塊3內,托板上連有不能轉動的螺桿,套在螺桿上的調節(jié)螺母只能轉動而不能沿螺桿6的軸向移動。轉動螺母使螺桿發(fā)生軸向移動,從而使托板通過方塊和凸塊,帶動軸承做橫向移動,使花筒做橫向調整,實現(xiàn)橫向對花。
③前后方向調整:前后方向調整即調整花筒圓周方向的超前或滯后,也叫前后對花或周向對花?；ㄍ睬昂蠓较虻恼{整,實際上是通過旋轉花筒的角度來實現(xiàn)的,而這種角度的調整又是通過花筒轉速的變化來完成的,是一種動態(tài)的調整。常見的調整機構有電磁對花裝置、電動對花裝置和氣動對花裝置等幾種。

a１電磁對花裝置:如圖8-14所示,直接和齒輪9嚙合的齒輪1活套在齒輪1′的套輪軸上,齒輪1′和9之間裝有過橋輪8,齒輪9和蝸桿4同軸。

正常運轉時,電磁鐵A、電磁鐵B不通電,主軸10上的各齒輪的轉速相等。需要對花時,按下按鈕,電磁鐵A或電磁鐵B通電,吸住摩擦盤a或摩擦盤b,使齒輪1或1′停轉,齒輪9轉動或反轉,通過周轉輪系,使齒輪3和花筒齒輪14獲得一個附加轉速(增大或減少),從而使花筒和織物產(chǎn)生相對位移,達到前后對花的目的。位移大小和按鈕的時間長短成正比。
電磁對花裝置操作安全方便,能連續(xù)對花,但結構較復雜,性能不夠穩(wěn)定,目前已較少采納。
b１電動對花裝置:又叫電差動對花裝置,是目前普遍使用的對花方式,可分別進行前后對花和橫向對花,如圖8-15所示。
周向對花:由中心大齒輪傳動的正齒輪2和蝸輪7,活套在主軸11上,正齒輪2和圓錐齒輪3連為一體,蝸輪7和圓錐齒輪5連成一體,圓錐齒輪3和圓錐齒輪5的齒數(shù)相等。圓錐齒輪4和圓錐齒輪6的齒數(shù)相等并活套于十字短軸12上,十字短軸(或轉臂)和主軸11相連接,構成了一套周轉輪系。圓錐齒輪5由0.25kW、1400r/min的三相異步電動機通過二級蝸輪副減速傳動。

橫向對花:由于萬向聯(lián)軸節(jié)右端嵌入主軸左端內,既能隨主軸回轉,又可沿主軸的軸向稍做左右移動。正常運轉時,三相異步電動機不轉。需要橫向對花時,按下相關按鈕,三相異步電動機17正轉或反轉,通過二級蝸輪、蝸桿減速器減速,傳動外螺紋殼體,驅動萬向聯(lián)軸節(jié)帶動花筒沿軸向稍做左右移動,達到橫向對花目的。
電動對花裝置能進行周向和橫向連續(xù)對花,按鈕集中操縱,操作安全方便,但結構較復雜,占地面積大。
c１氣動對花裝置:圖8-16所示是M172型印花機的氣動對花裝置原理圖。齒輪1、2、3和轉臂H構成周轉輪系,齒輪4′、5′和4、5各構成一對同軸心線的不同軸齒輪。正常運轉時,薄膜氣室6′、6都不通壓縮空氣,齒輪4′、4和5′、5分別各由主軸上的齒輪3′和轉臂H上的齒輪Z H傳動而各自以肯定的轉速回轉。周轉輪系不起作用,齒輪1、3和轉臂H按同一方向以相同速度繞OO′軸回轉,齒輪2繞OO′軸公轉但不自轉。需要周向對花時,按下氣閥,使氣膜室6′或6通入壓縮空氣,將齒輪4′或4向左推,齒輪4′和5′或4和5的端面齒嚙合,齒輪5′或5以4′或4的速度轉動。通過轉臂齒輪Z H 使轉臂H得到一個附加轉速,通過周轉輪系使主軸OO′產(chǎn)生一個附加轉速,從而實現(xiàn)周向對花。也可在停車時,轉動手動齒輪7,調節(jié)花筒的周向位置,進行手動對花。
對花完成后,排出氣室中的壓縮空氣,離合器脫開,花筒即可按正常運轉速度印花。在圖中K處裝有彈力制動銷,可預防慣性逃花。

氣動對花裝置結構較簡單,制造較方便,對花氣閥可集中操縱,連續(xù)對花,對花穩(wěn)定,但應加強對薄膜氣室和輪系的維護保養(yǎng)。
(7)傳動裝置:印花聯(lián)合機的傳動,由于變速范圍廣(從“寸行”到120m/min),故一般都用交流整流子電動機,經(jīng)減速器減速后,傳動中心齒輪,再傳動花筒,然后經(jīng)被動的承壓輥傳動烘燥、出布等部分。即采納整體傳動方式,如圖8-17所示。
為了有利于印花和烘燥兩部分的車速協(xié)調,現(xiàn)多改為中心齒輪軸通過鏈條傳動烘燥部分,其間裝有車速調節(jié)裝置。此外,在烘燥部分還配有專用電動機單獨傳動,以便預熱、清洗和處理故障。近年來,印花聯(lián)合機各主要部分大都采納電磁轉差離合器和直流電動機單獨傳動,自動同步調速,即多單元機單獨傳動的方式。

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