Гордеев В.А., Волков П.В. Ткачество

Подождите немного. Документ загружается.

тролировать пряжу и удалять пороки наиболее рационально

в процессе перематывания.

Основной целью перематывания является создание такой па-

ковки одиночной нити, которая обеспечила бы наиболее эффек-

тивное проведение последующего процесса снования. Наряду

с этим во время перематывания пряжа очищается от пуха и

сора и ее контролируют по толщине, при этом из нитей основы

удаляют пороки (утолщения, шищки и т. д.).

Процесс перематывания основной пряжи должен удовлетво-

рять следующим требованиям:

во время перематывания не должны ухудшаться физические

свойства пряжи (должны сохраняться упругое удлинение и

прочность);

строение намотки мотальной паковки должно обеспечивать

легкость схода пряжи при сновании и высокую скорость этого

процесса;

на мотальной паковке должна помещаться нить возможно

большей длины;

концы нитей должны быть связаны прочными узлами пра-

вильного строения, которые легко проходят в последующих

процессах приготовительного отдела и в ткацком производстве

и не ухудшают строения ткани;

натяжение пряжи должно быть равномерным, обеспечиваю-

щим постоянство условий перематывания;

количество отходов (угаров) пряжи при перематывании

должно быть незначительное.

Процесс перематывания пряжи должен быть производи-

тельным.

На рис. 3 дана общая схема процесса перематывания пряжи.

Прядильный початок 2, с которого перематывают пряжу, уста-

навливают неподвижно на шпуледержателе 1. Сматываемая

с пбчатка нить огибает направляющий пруток 5, проходит через

натяжной прибор 4, контрольно-чистительный прибор 5, нитево-

дитель 6 и наматывается на мотальную паковку 7. Натяжной

прибор создает необходимое натяжение нити. Койтрольно-чи-

стительный прибор контролирует пряжу по толщине и очищает

ее от пуха и сора. Нитеводитель совершает возвратно-поступа-

тельное движение вдоль оси мотальной паковки. Мотальная па-

ковка получает принудительное вращательное движение и

вследствие этого наматывает на себя нить.

Если пряжа перематывается с мотка 8, то его помещают на

специальном держателе

—-

мотовиле 9. При перематывании

пряжи моток вращается вместе с мотовилом. Сматываемая

с мотка нить огибает направляющий пруток 10, проходит через

контрольно-чистительный прибор, нитеводитель и наматывается

на мотальную паковку 7. Для получения необходимого натяже-

ния нити на ступицу мотовила надевают ременный или веревоч-

ный хомутик, к которому подвешивают груз.

Основными частями, механизмами

и приспособлениями каждой моталь-

ной машины являются: остов маши-

ны, на котором монтируются все ме-

ханизмы и узлы; привод; мотальный

механизм, состоящий из механизма

вращения мотальной паковки и меха-

низма движения нитеводителя; натяж-

ной прибор; контрольно-чистительный

прибор; держатель перематываемой

паковки.

Помимо основных механизмов сот

временные мотальные машины имеют

целый ряд дополнительных механиз-

мов и приспособлений, которые авто-

матизируют и совершенствуют про-

цесс перематывания.

Нить во время перематывания на-

кладывается на поверхность моталь-

ной naKOBKii в виде винтовой, линии.

Угол а подъема винтовой линии в не-

которой точке поверхности паковки

определяется отношением скорости ни-

теводителя в точке наматывания к ок-

ружной скорости паковки в этой точ-

ке. Если обозначить окружную ско-

рость паковки Vo, а скорость нитево-

дителя в точке наматывания Vu,

[ tg'a = dh/do-

Если угол подъема винтовой линии незначителен, намотку

называют параллельной. При большом угле подъема вин-

товой линии (более 10°) намотку называют крестовой.

В зависймости от вида намотки мотальные машины разде-

ляются на машины параллельной и машины крестовой намотки.

Кроме того, мотальные машины разделяются по расположению

оси мотальной' паковки, особенностям конструкции отдельных

механизмов и степени автоматизации выполнения рабочих опе-

раций обслуживания.

НАТЯЖЕНЙЕ ПРЯЖИ ПРИ ПЕРЕМАТЫВАНИИ

Натяжение пряжи при перематывании имеет очень

большое значение для всего технологического процесса ткац-

кого производства. Оно необходимо для того, чтобы получить

правильное строение паковки достаточной плотности. Однако

натяжение нити должно быть умеренным. При чрезмерном на-

тяжении пряжа будет вытягиваться и терять полезные для

Рис. 3. Схема процесса

перематывания пряжи

Рис. 4. Схема баллона

ткацкого производства и ткани упругие удлине-

ния. С повышением натяжения пряжи при пе-

рематывании, как правило, возрастает обрыв-

ность и в пряже увеличивается количество уз-

лов, которые плохо проходят в ткачестве.

При большой скорости сматывания нити с

неподвижного початка она под действием цент-

робежной силы отбрасывается от оси початка

и описывает в пространстве поверхность особой

формы, называемую баллоном (рис. 4). Нить

в баллоне по форме представляет собой не пло-

скую, а пространственную кривую. При этом

форма нити в баллоне и форма самого баллона

определяются сложными динамическими фак-

торами. В йроцессё сматывания нити с початка каждый эле-

мент ее в баллоне совершает сложное движение: вдоль оси нити

и вращательное вокруг оси початка.

Общее натяжение нити при перематывании с неподвижного

початка определяется следующими факторами: сцеплением от-

деляемых от намотки початка элементов нити и их инерцион-

ным сопротивлением, трением сматываемых витков о поверх-

ность намотки и шпули, действием на баллонирующую нить

центробежной силы и сил сопротивления воздуха, действием

натяжного прибора мотальной машины и действием сил трения

в направляющих, которые огибает нить при своем движении.

Величина натяжения нити в баллоне зависит от целого ряда

параметров, которые еще недостаточно изучены. Поэтому вели-

чина натяжения, полученная по существующим теоретическим

формулам, недостаточно совпадает с фактическим натяжением.

Например, по формуле Центрального конструкторского бюро

текстильного машиностроения (ЦКБТМ) натяжение нити Кх

в точке баллона, наиболее удаленной от оси вращения,

Кх == 2 Т (1 +К

НУг^) v^-lO-^

где

—линейная плотность пряжи, текс; К — коэффициент, зависящий от

условий сматывания; Р—угол наклона витка нити к оси шпули; Н-ъи-

сота баллона, см; г—радиус початка или бобины в точке сматывания, см;

t) — линейная скорость перематывания, см/с.

Величина натяжения нити у вершины баллона по этим рас-

четам пропорциональна Кх. Из приведенной формулы видно,

что величина натяжения нити вследствие действия баллона про-

порциональна квадрату скорости перематывания и линейной

плотности пряжи и зависит от квадрата высоты баллона. Фор-

мулой не учитывается начальное натяжение нити при отрыве ее

элементов от паковки. Результаты расчета натяжения нити по

этой формуле значительно расходятся с экспериментальными

^ данными. Опытные данные показывают, что с увеличением ско-

I рости перематывания натяжение возрастает, но не пропорци-

онально квадрату скорости. Увеличение высоты баллона путем

изменения расстояния от конца шпули до нитепроводника не

вызывает повышения натяжения нити.

Физические условия сматывания пряжи с неподвижного по-

чатка более полно отражает формула, полученная Н. П. Иса-

ковым для расчета натяжения нити в баллоне. Величина натя-

жения нити в некоторой точке баллона

•

АГл:

АГое Ф

тс^

{г^

R^)

тьЩ.

где /Со —величина сопротивления отделению нити от намотки; / — коэффи-

циент трения при скольжении отрезка нити по поверхности намотки и шпули;

ij)—угол обхвата конуса намотки'и патрона отрезком нити при сматывании;

,1;' — масса единицы длины нити; с — скорость отделения нити от початка;

у—линейная скорость перематывания пряжи;

/•

—радиус намотки початка

в точке сматывания нити; R — радиус баллона в точке, определяемой ко-

ординатой х.

1 Таким образом, натяжение нити в баллоне определяется

|! суммой трех составляющих. Первая составляющая определяет

начальное натяжение нити при отделении ее от намотки вслед-

. ствие сцепления отделяемого элемента нити и трения его по

[ поверхности намотки и шпули. Вторая составляющая опреде-

' ляет величину инерционного сопротивления при мгновенном со-

общении элементу нити скорости. Сумма первых двух составля-

' ющих определяет начальное натяжение нити при отрыве ее от

паковки

/Ci

= /Coe'^ Третья составляющая определяет уве-

личение натяжения нити вследствие вращательного движения

ее в баллоне.

Наибольшее натяжение нити в вершине баллона при усло-

вии К=0 определяется формулой

К = /Сое'"'' +

тс^

+ mt)VV2.

При выводе формулы Н. П. Исаков принял некоторые упро-

щающие условия. Например, принято, что баллонирующая нить

представляет собой плоскую кривую. При практическом исполь-

зовании этой формулы для расчетов необходимо предварительно

экспериментально определить Ко, f, t-

i| Экспериментальные исследования показывают, что при eMa-

il тывании каждого слоя початка натяжение нити циклически из-

I; меняется. Это объясняется изменением угловой скорости сматы-

вания при конической форме початка. Кроме того, изменение

натяжения нити происходит вследствие изменения скорости сма-

тывания и начального натяжения при отрыве витков от по-

чатка. Средняя величина натяжения нити несколько увеличива-

ется к концу схода початка. Особенно резко натяжение возра-

стает при сматывании гнезда початка, что объясняется формой,

размерами и строением намотки пряжи.

От величины натяжения нити при сматывании с початка за-

висит форма баллона. При уменьшенном натяжении баллон по-

лучается более выпуклым. В этом случае улучшаются условия

сматывания нити с початка. При увеличенном натяжении бал-

лон получается более пологим. Условия сматывания нити при

этом

хуМ<е

— увеличивается угол ip обхвата нитью поверхности

початка и шпули и возникает большое трение нити о намотку

и шпулю.

В случае постепенного изменения среднего натяжения нити

изменяется и форма баллона. При определенных условиях про-

исходит 6bictpoe изменение формы баллона. В начале сматыва-

ния нити с початка обычно образуется многоволновой баллон.

По мере сматывания форма баллона изменяется, число волн

в баллоне уменьшается, натяжение нити становится наиболь-

шим, баллон в этот период становится одноволновым и по-

логим.

Образованию многоволновых баллонов способствует увели-

чение на мотальной машине расстояния между початком и ни-

тепроводником, однако это создает большие неудобства при об-

служивании машин.

В момент изменения формы баллона, когда изменяется

число волн баллонирующей нити, наблюдается резкое умень-

шение натяжения.

При сматывании пряжи с неподвижного початка при уме-

ренной скорости движения процесс проходит с низкой обрывно-

стью. С повышением скорости нити до 800—1000 м/мин резко

возрастают обрывность и слеты пряжи. Особенно резко возра-

стает натяжение (в 3—4 раза), а следовательно, обрывность

пряжи и число ее слетов при сматывании гнезда початка. Испы-

тания показывают, что 80 % всех обрывов пряжи происходит

при разматывании гнезда початка и в 70 % случаев причинами

этих обрывов являются слеты. Форма и строение гнезда по-

чатка таковы, что при его разматывании резко возрастают силы

сцепления и трения витков пряжи, а также сила трения пряжи

о шпулю. Это подтверждается испытанием специальных шпулъ

с начальным конусом, соответствующим по форме верхнему ко-

нусу початка. Пряжу в этом случае наматывают на шпулю без

гнезда и намотка имеет однородное строение. С таких початков

пряжа разматывается нормально и до конца при низкой обрыв-

ности.

В настоящее время широко применяют высокоскоростное

перематывание пряжи с использованием баллоноразбивателей.

Баллоноразбиватель представляет собой специальной формы

направляющую, помещаемую в зону движения баллонирующей

нити. Действие баллоноразбивателя состоит в том, что балло-

нирующая нить периодически встречает на своем пути препят-

ствие. Вследствие этого нарушается равновесие нити в баллоне

и баллон приобретает более сложную многоволновую форму,

в результате чего улучшаются условия сматывания нити с по-

«1атка, уменьшается угол обхвата нитью початка и шпyлИi

уменьшается натяжение нити.

Баллоноразбиватели бывают различной формы: коробчатые,

в виде металлического или стеклянного жруглого стержня,

кольца, шарика, цилиндрического валика с выточкой и др. Наи-

лучшие результаты получаются при шариковом баллоноразби-

вателе. На отечественных мотальных машинах устанавливают

прутковые и шариковые баллоноразбиватели. Прутковый бал-

лоноразбиватель представляет собой металлический пруток или

стеклянный стержень. Помещают пруток в зоне баллонирования

нити на расстоянии не более 50 мм от початка. Ось шпули

должна быть касательной к поверхности прутка. Для удобства

заправки початка при обслуживании мотальной машины почат-

кодержатель имеет форму конуса с высотой 40—50 мм.

На условия сматывания пряжи с початка при перематыва-

нии большое влияние оказывают строение намотки, форма и

размеры початка. Более благоприятные условия сматывания

пряжи с початка получаются при цилиндрической (ровничной)

намотке. Строение такой намотки однородное, с хорошим за-

креплением витков, и разматывание таких початков проходит

без слетов. Однако в отечественной промышленности применяют

главным образом коническую намотку, более удобную для про-

цесса прядения.

Б случае прослойкой намотки, когда чередуется намотка

с уменьшенным шагом (слоем) и намотка с увеличенным ша-

гом (прослойком), наилучшие результаты получают при усло-

вии, когда прослоек наматывается на прядильной машине при

быстром движении кольцевой планки вверх. В этом случае про-

слойка разматывается на мотальной машине сверху вниз и

число слетов резко сокращается вследствие уменьшения угло-

вой скорости нити при разматывании.

На условия сматывания пряжи большое влияние оказывает

величина угла конуса намотки початка. При чрезмерно боль-

шом угле конуса намотки нарушаются условия равновесия вит-

ков пряжи на конической поверхности и при разматывании

пряжи увеличивается число слетов. Установлено, что отношение

высоты конуса намотки к диаметру большого основания не дол-

жно быть менее 1: 2.

При сматывании пряжи с рыхлых початков (с низкой плот-

ностью намотки) число слетов увеличивается. С повышением

плотности намотки пряжи на початке число слетов уменьша-

ется. Например, оптимальная плотность намотки початка для

однониточной хлопчатобумажной пряжи средней линейной плот-

ности примерно 0,55 г/см®.

К состоянию поверхности шпули предъявляются повышенные

требования. Слеты и обрывность пряжи повышаются с увели-

чением длины шпули.

Одной из основных причин ухудшения условий сматывания

пряжи с неподвижного початка при повышении скорости пере-

мотки является большая угловая скорость баллонирующей

нити. Поэтому изыскание путей снижения угловой скорости бал-

лонирующей нити при высокоскоростном перематывании пряжи

также является реальным путем снижения слетов и обрывно-

сти пряжи.

Были проведены опыты по перематыванию пряжи с почат-

ков, которым сообщалось принудительное вращательное движе-

ние в направлении, противоположном вращению баллонирую-

щей нити. Разматывание пряжи проходит вполне нормально

при скорости около 1000 м/мин, если угловая скорость прину-

дительного вращения початка несколько меньше угловой ско-

рости сматывания нити.

Разработана .конструкция свободно вращающегося початко-

держателя. Здесь легкий пластмассовый початкодержатель'сво-

бодно и легко вращается в шариковых подшипниках. При сма-

тывании пряжи с початка под действием горизонтальной состав-

ляющей натяжения нити создается момент силы относительно

оси початка, приводящий его во вращение. При этих условиях

( баллонирующая нить вращается в одном направлении, а поча-

ток с початкодержателем — в противоположном. Фактическая

^ угловая скорость юб баллонирующей нити

(Об =

— СОп.

где (В — угловая скорость баллонирующей нити при неподвижном початке;

Шп

—угловая скорость вращения початка с початкодержателем.

Опыты, проведенные со свободновращающимся початкодер-

жателем, показывают, что угловая скорость початка возрастает

по мере увеличения натяжения нити. Максимальная скорость

получается при разматывании гнезда початка. При этом угло-

вая скорость баллонирующей нити соответственно снижается.

При существующих скоростях перематывания пряжи натя-

жение ее, обусловливаемое силами сопротивления при отрыве

от паковки и действием баллона, является недостаточным для

получения необходимой плотности намотки. Для получения тре-

буемого натяжения йряжи при перематывании и для его регу-

лирования мотальные машины оборудуют специальными натяж-

ными приборами.

К натяжным приборам предъявляют следующие требования:

они должны создавать и поддерживать равномерное тормо-

жение нити;

они должны легко регулнробзться при устаноэке требуемого

натяжения;

в них не должен скапливаться ijyx и послед-

ние должны свободно удаляться;

V.vpm .

работа натяжного прибора должна быть надежной и устой-

чивой.

В натяжных приборах всех существующих конструкций до-

полнительное натяжение нити возникает за счет сил трения,

действующих в большинстве приборов непосредственно на нить,

а в некоторых приборах — на подвижной блочек, который оги-

бает нить.

В натяжных приборах отдельных конструкций нить проходит

между тормозными поверхностями (шайбами, дисками), кото-

рые прижимаются к нити с определенной силой, и вследствие

этого между нитью и тормозными поверхностями возникает

сила трения. Прижим тормозных поверхностей к нити в при-

борах различных конструкций осуществляется по-разному: за

счет силы пружины или силы тяжести грузов, под действием по-

стоянного магнита или электромагнита, пневматическим спосо-

бом, а также комбинированным действием различных сил.

В приборах этого типа изменение натяжения нити под дейст-

вием прибора в небольшой мере зависит от ее начального на-

тяжения. В натяжных приборах других конструкций натяжение

нити изменяется за счет трения ее о тормозные поверхности, ко-

торые нить огибает. В таких приборах натяжение нити при вы-

ходе зависит от ее начального натяжения. Действие прибора

состоит в том, что он в определенное число раз увеличивает на-

чальное натяжение нити.

В приборах отдельных конструкций натяжение нити созда-

ется комбинированным действием трения тормозных дисков или

шайб и трения о направляющие тормозные поверхности, кото-

рые нить огибает при своем движении.

В зависимости от вида рабочего органа, действующего на

нить, натяжные приборы бывают шайбовые, дисковые, ролико-

вые, гребенчатые и др.

На рис. 5, а изображен шайбовый натяжной прибор. Он со-

стоит из фарфорового корпуса 5 и стержня 2, на который на-

дета фибровая шайба 4. Нить 1 проходит между фибровой шай-

бой и корпусом, огибает стержень и выходит из прибора. Вслед-

ствие трения о нить шайба приводится во вращательное движе-

ние и сбрасывает с корпуса пух и сор, оседающие с нити. Для

увеличения силы торможения на фибровую шайбу накладывают

грузовые шайбы 3. Силу торможения нити регулируют измене-

нием количества грузовых шайб.

На рис. 5, б изображен дисковый натяжной прибор. Он со-

стоит из двух металлических дисков / и 2, помещенных на прут-

ке 3. Диск 1 закреплен на прутке, а диск 2 сидит на нем сво-

бодно. Диск 2 прижимается к диску 1 спиральной пружиной 4,

упирающейся в установочное кольцо 5. Нить 6 проходит между

дисками и вследствие трения о них получает необходимое на-

тяжение. Величину натяжения нити регулируют перестановкой

установочного кольца 5.

Рис. 5. Натяжные приборы мотальных машин

На рис. 5, в изображен дисковый натяжной прибор моталь-

ной машины М-150-1. На металлический палец ) надета фар-

форовая втулка 2, которая нижним концом опирается на фибро-

вую шайбу 3. Шайба 3 установлена на упорном кольце 4. На

фарфоровую втулку надеты металлические диски 5 и 6,

а сверху ~ фетровая шайба 7 и грузовые шайбы 8. На верхний

конец пальца 1 надет колпачок Я который устраняет возмож-

ность выпадания грузовых шайб. При перематывании нить про-

ходит между дисками и вследствие трения о них получает необ-

ходимое натяжение. Величину натяжения нити регулируют из-

менением числа грузовых шайб. Масса каждой шайбы 8 г. При

нормальной работе натяжного прибора диски должны вра-

щаться. Неподвижность дисков при работе указывает на неис-

правность натяжного прибора, что в большинстве случаев

происходит вследствие его засорения. Для устранения разладки

натяжного прибора необходимо удалить попавшие между дис-

ками пух и сор.

В шайбовых и дисковых натяжных приборах величина натя-

жения нити определяется трением ее о направляющие и тор-

мозные поверхности рабочих органов прибора. В простейшем

случае, если не учитывать скорость и ускорение движения

нити, натяжение ее К можно приближенно выразить урав-

нением

k^KJ'^ + aq,

J где /Со — начальное натяжение нити, которое она имеет перед прибором;

ff / — коэффициент трения нити о направляющую прибора; а —угол обхвата

У нитью направляющей; Q —суммарная сила давления шайб йяи дисков на

нить; Л — коэффициент, определяющий условия торможения нити рабочими

!/ органами прибора.

Первый член формулы определяет изменение начального

натяжения нити вследствие трения ее о направляющие прибора.

Как величина, так и изменение этой составляющей зависят от

величины начального натяжения нити и от угла обхвата. На-

; чальное натяжение нити при отделении от початка в статиче-

^ N. ских условиях зависит от линейной плотности пряжи, увеличи-

ваясь с ее повышением. При разматывании гнезда початка сред-

няя величина начального натяжения увеличивается примерно

в 2 раза, возрастает и неравномерность натяжения. Наиболь-

1! шей величины начальное натяжение достигает при задержке

•[ нити в точке сматывания, где нить задевает за шероховатости

[р початка.

При большом суммарном угле обхвата нитью направляющих

% прибора неравномерность начального натяжения резко усили-

вается.

; Второй член формулы определяет увеличение натяжения

i нити вследствие трения ее о шайбы или диски. Величина этой

• составляющей не зависит от начального натяжения нити. При

равномерной пряже эта составляющая Сохраняется постоянной,

что обеспечивает стабильность общего натяжения.

При прохождении через прибор утолщений пряжи возникают

резкие изменения натяжения, так как подвижная шайба или

диск отклоняются, вызывая тем самым резкое возрастание как

прямого сопротивления движению нити, так и силы трения

вследствие резкого увеличения давления на нить. При общих

равных условиях на изменение натяжения нити при прохожде-

нии утолщения оказывают влияние профиль шайб или дисков,

инерционное сопротивление подвижных частей натяжного при-

бора, скорость движения нити и ее упругие свойства. При более

пологом профиле сечения шайб (дисков) натяжение нити изме-

няется меньше, так как при этом происходит более медленное

отклонение шайб. При более крутом профиле натяжение нити

1 изменяется больше, а при некоторых условиях возможно и за-

1 клинивание утолщений. С увеличением массы подвижной части

прибора (подвижная шайба и грузы) изменение натяжения при

прохождении утолщений возрастает. При общих равных усло-

виях рывки натяжения получаются больше в приборах с грузо-

выми шайбами и меньше — в пружинных и магнитных прибо-

' pax. При увеличении скорости движения нити изменение натяже-

ния ее при прохождении утолщений возрастает. Для конкретных