Гордеев В.А., Волков П.В. Ткачество

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 15. Элемент строения кресто-

вой намотки

Рис. 16. Схема располо-

жения витка пряжи на

поверхности конической

бобины

Плотность намотки

«f/o

= 7-/(2506/9^20).

Считая в первом приближении б и I постоянными и обо-

значая

Ki = TI(2mbt),

получим

V = /Ci/(sin2a).

Это значит, что в первом приближении можно считать, что

плотность намотки обратно пропорциональна синусу угла скре-

щивания витков. Наименьшая плотность намотки получается

при угле скрещивания витков 90°.

Ограничением полученной выше зависимости является ми-

нимально допустимое значение угла a^arcsind/i {d — диа-

метр нити).

В случае дальнейшего уменьшения а увеличивается средняя

толщина элемента, а сама намотка по своему строению пере-

ходит в параллельную.

По величине плотности намотки бобины представляют собой

неоднородные тела. Причиной этого является наматывание

в каждом слое на различных участках бобины по ее длине раз-

ного количества пряжи.

Определим закономерность изменения плотности намотки

по длине конической бобины, толщина намотки на которую

в процессе наматывания возрастает равномерно по всей ее

длине. Выделим на поверхности бобины виток пряжи ABC

(рис. 16).

Двумя плоскостями Pi и Рз, проведенными перпендикулярно

оси бобины, выделим элементарный участок бобины высотой X.

Длину h отрезка витка NNi, расположенного на этом участке,

можно определить следующим образом:

где «1

/i = Wsina„

-половина угла скрещивания витков.

Масса этого отрезка пряжи

= г^Г/ЮОО = Ш(1000 sin aj).

Полагаем, что при наложении витка пряжи ABC толщина

намотки бобины увеличится равномерно по всей поверхности

на некоторую весьма малую величину б. Увеличение объема рас-

сматриваемого участка бобины равняется объему элементар-

ного кольца:

ДУ1

= nd-i

Плотность намотки на рассматриваемом участке бобины

= Agf/Avi = Г/(1000 sinaindi6).

Плотность намотки на каком-либо другом участке бобины

такой же ширины, но при других значениях диаметра намотки

и угла скрещивания вит_ков может быть определена аналогич-

ным образом:

= T/(1000sinajnda6).

Определим отношение удельных плотностей намотки на этих

участках:

Yi/Va = sina2/(di sinaO.

Следовательно, величины плотности намотки в каком-либо

слое бобины обратно пропорциональны произведениям диа-

метра намотки на синус половины угла скрещивания витков.

Эту закономерность можно написать в другой форме:

Vidj sinai =

da sinaa = . . .= v„d„sina„ = const.

Условие постоянной плотности намотки в одном слое кони-

ческой бобины (yi =

'V2= • • •

=7") может быть выражено урав-

нением

sina^ di = sinaa^a = . . . = sina„d„ = const.

При цилиндрической бобине условие постоянства плотности

намотки в одном слое выражается уравнением

= «а = ... = а„ = const.

При сферообразующем приклоне, когда торцы бобины полу-

чают сферическую форму, толщина намотки на бобину возрас-

тает не равномерно, а пропорционально расстоянию от оси вра-

щения приклона. Аналогичным методом установлено, что при

сферообразующем приклоне отношение величин плотности на-

мотки на двух участках одного слоя обратно пропорционально

произведениям синуса половины угла скрещивания витков на

квадрат расстояния до оси вращения приклона, т. е.

Vi/Vi!

= P2s'n «г/СР

Sinai),

или в другой форме:

ViP

sinai =

YaP 2

= УпРп sina„,

где рь р2,

•

•., Рп — расстояние от оси вращения приклона до соответствую-

щих точек поверхности бобины.

Условие постоянной плотности намотки в одном слое (yi==

=У2—---=Уп) при сферообразующем приклоне выражается

уравнением

pj sinai == р l^sinaa

= р 2 sina„.

Как показывают практические исследования, плотность на-

мотки особенно резко возрастает в торцах бобины. Объясня-

ется это изменением угла подъема витков на участках, приле-

гающих к торцам бобины, что обусловливается- влиянием сво-

бодного отрезка нити и замедлением движения нитеводителя.

В результате этого в торцах бобины наматывается большее ко-

личество пряжи.

Величина плотности намотки у торцов бобины в 1,5—2 раза

больше плотности намотки средней части бобины. Уплотненные

края бобины препятствуют увеличению средней плотности на-

мотки, а переуплотненная намотка приводит к занаданию и за-

клиниванию витков пряжи на бобине; поэтому при сматывании

пряжи в процессе снования с торцовых участков наблюдаются

резкие изменения натяжения.

Однородное строение бобины можно получить в том случае,

когда участки изменения направления витков будут равно-

мерно распределены по всей поверхности бобины. Это можно

осуществить, сообщив нитеводителю одновременно два воз-

вратно-поступательных движения: быстрое и относительно Meii;-

ленное.

Размах нитеводителя при быстром возвратно-поступатель-

ном движении должен быть равен примерно половине длины

образующей бобины, а раскладка нити по остальной части бо-

бины должна производиться относительно медленным движе-

нием или самой бобины, или нитеводителя. При таком способе

наматывания бобины, помимо однородного строения намотки,

полностью устраняется возможность совпадения витков. Этот

принцип наматывания бобин начинает использоваться в неко-

торых крестомотальных машинах новых конструкций, например

в мотальной машине фирмы «Шляфгорст» (ФРГ).

Другой путь уменьшения недостатков крестовой намотки —

использование бобин-ракет. При наматывании таких паковок

переуплотненные участки отдельных слоев постепенно смеща-

ются, что способствует выравниванию плотности намотки.

Кроме того, при правильно выбранных параметрах наматыва-

ния бобин-ракет полностью исключаются совпадение витков и

жгутовая намотка.

Средняя плотность крестовой намотки для различных видов

пряжи и условий наматывания составляет 0,33—0,55 г/см®.

Приближенно плотность намотки определяют приборами,

называемыми денсиметрами. Принцип действия этих при-

боров основан на различном сопротивлении намотки различ-

ной плотности вмятию при надавливании металлического

стержня овальной формы.

Бобины крестовой намотки вмещают значительно большее

количество пряжи, чем катушки параллельной намотки. В за-

висимости от вида пряжи масса ее в бобине бывает от 0,5 кг

до нескольких килограммов. Нормальная масса хлопчатобу-

мажной пряжи в бобине составляет 1,5—2 кг.

. Крестовая намотка по сравнению с параллельной имеет це-

лый ряд преимуществ, поэтому дальнейшее развитие техноло-

гии перемотки пряжи идет в направлении усовершенствования

крестовой намотки и более широкого ее применения.

Мотальные машины для крестовой намотки

Мотальные машины для крестовой намотки имеют

горизонтальное расположение веретен. На большинстве машин

бобина получает вращательное движение за счет трения о по-

верхность вращающегося мотального вала или барабанчика.

На таких машинах производится перематывание хлопчатобу-

мажной, шерстяной и льняной пряжи. В мотальных машинах

для перематывания синтетических нитей веретено, на котором

закрепляется бобина, получает движение от жесткой передачи.

В отличие от обычных мотальных машин эти машины назы-

ваются бобинажными. В настоящее время такие машины

начинают применять- и для перематывания натурального шелка.

Машины для крестовой намотки имеют такие же рабочие ор-

ганы, как и машины для паралдельной намотки, но скорость

движения нитеводителя выше.

Помимо обычных крестомотальных машин для перематыва-

ния пряжи применяют также машины, в которых целый ряд

операций выполняется специальными автоматически действую-

щими механизмами. Такие мащины называются моталь-

ными автоматами.

В текстильном производстве применяют крестомотальные

машины различных конструкций. Конструктивные отличия за-

ключаются в устройстве мотального механизма, а также дру-

гих узлов, в зависимости от назначения машины. Первона-

чально крестомотальные машины были весьма несовершен-

ными. Нитеводители отдельных веретен закрепляли на одной

общей планке, идущей вдоль всей машины. Планка получала

возвратно-поступательное движение от кулачка. Большая масса

движущейся планки нитеводителя приводила к сильным уда-

рам. Вследствие этого механизм быстро разлаживался, кула-

чок изнашивался, а работа машины сопровождалась большим

шумом. При дальнейшем усовершенствовании мотального ме-

ханизма кулачки стали устанавливать для каждого нитеводи-

теля. Однако и при этих условиях наступает быстрый износ как

кулачков, так и нитеводителей, нарушаются условия правиль-

ного наматывания бобин. Работа машины сопровождалась боль-

шим шумом. •

Безынерционный способ раскладки нити был впер-

вые осуществлен в мотальной машине с прорезными бараба-

нами. Мотальным механизмом в этой машине служит разрез-

ной барабан. Он состоит из двух половин, между которыми об-

разуется винтообразная щель. Трением о поверхность барабана

бобина получает вращательное движение, а нить скользит по

краям щели и раскладывается на поверхности бобины. Ните-

водитель не совершает возвратно-поступательного движения,

поэтому не возникает инерционных усилий. Механизм работает

устойчиво и бесшумно.

К недостаткам машины этой конструкции относятся: частые

случаи наматывания пряжи на вал барабанов, мшение нити

вследствие трения ее о края щели и трудность заправки нити

в щель.

В последующем была выпущена более совершенная моталь-

ная машина с крыльчатыми нитеводителями. В этой машине бо-

бина получает вращательное движение за счет трения о мо-

тальный валик. Нитеводитель представляет собой два штампо-

ванных диска, закрепленных на валу наклонно к его оси. Нить

проходит в пазу между дисками. При вращении дисков нить

скользит по их направляющим бортикам и благодаря этому

перемещается вдоль образующей бобины. В мотальном меха-

низме также не возникают инерционные силы возвратно движу-

щегося нитеводителя, и машина обеспечивает высокую ско-

рость перематывания. Однако машина с крыльчатыми нитево-

дителями имела ряд недостатков: под действием трения нитей

направляющие бортики нитеводителей быстро изнашивались,

часто возникали случаи заматывания нити на вал крыльчатых

нитеводителей.

Дальнейшим этапом в развитии мотального механизма кре-

стомотальных машин явилось создание цилиндрического бара-

банчика с замкнутой червячной мотальной канавкой для рас-

кладки нити. При такой конструкции мотального механизма

бобина получает вращательное движение благодаря трению

о поверхность барабанчика, а нить скользит по гладким направ-

ляющим стенкам канавки и перемещается вдоль образующей

бобин. Простота конструкции и высокая производительность та-

кого мотального механизма обеспечили широкое использование

его в мотальных машинах разных типов для перемотки пряжи

различных видов. Однако наряду с указанными преимущест-

вами, этот механизм имеет и недостатки: при совпадении витков

на бобине получается резко выраженная жгутовая намотка,

так как образующиеся на бобине винтовые выпуклости намотки

совпадают с впадиной мотальной канавки и вследствие этого

между бобиной и барабанчиком получается устойчивое пере-

даточное отношение. Для уменьшения этого недостатка ма-

шины имеют специальный механизм. Если поверхность намотки

конической бобины будет длительное время находиться под

истираюш,им воздействием неровной поверхности мотального

барабанчика, в краях бобины, где имеется наибольшее сколь-

жение, пряжа будет разрушаться. Для предупреждения этого

явления машины имеют механизмы выключения бобины при

обрыве нити или сходе ее с початка.

В текстильной промышленности Советского Союза первона-

чально имела широкое применение мотальная машина М-150

Климовского завода. Мотальные барабанчики этой машины

имели диаметр 77 мм, скоростной режим перематывания не пре-

вышал 800 м/мин.

С целью повышения скоростного режима перематывания

была выпущена большой серией мотальная машина М-150-1

с увеличенным до 90 мм диаметром мотального барабанчика.

Скоростной режим этих машин —до 1000 м/мин. Модерниза-

цией мотальной машины М-150-1 является машина М-150-2, вы-

пускаемая Душанбинским машиностроительным заводом

им. Ф. Э. Дзержинского. !

Мотальная машина М-150-2 предназначена для перематыва-

ния пряжи различных волокон с прядильных початков и бобин

на конические бобины.

На рис. 17 дан поперечный разрез мотальной машины

М-150-2. Для установки початков или бобин машина может

быть оснащена одношпиндельными или многошпиндельными

(магазинными) початкодержателями 1. Сматываемая со шпули

2 нить проходит через шариковый баллоногаситель, кольцо ни-

тезаводящего прутка 3, двухзонный натяжной прибор 4, кон-

трольно-чистительный прибор 5, огибает пруток механизма вы-

ключения бобины, проходит через мотальную канавку барабан-

чика 6 и наматывается на бобину 7. Патрон бобины закреплен

на веретене 8, а веретено удерживается приклоном 9. С обеих

сторон мотальные барабанчики закреплены на мотальных ва-

лах, которые вращаются в шариковых подшипниках. Моталь-

ные валы получают движение от электродвигателей.

В верхней части машины имеются полки 10 для бобин,

а внизу установлены ящики 11 для початков. Между моталь-

ными барабанчиками установлены узловязатели/2.'

Мотальная машина оборудована пухоотсасывающим устрой-

ством, которое состоит из воздуховода 13, проходящего вдоль

всей машины и соединенного гибкими шлангами 14 с ворон-

ками 15 натяжных и контрольно-чистительных приборов.

Отсос воздуха производится вентилятором. На выходе воз-

Рис. 17. Поперечный разрез мотальной машины М-150-2

духа имеется камера для сбора пуха и пыли, отделенная от

выходного отверстия металлической сеткой.

Для удаления порожних шпуль имеется ленточный транс-

портер 16.

На рис. 18 дана кинематическая схема передачи движения

в мотальной машине М-150-2. От двух электродвигателей 1

движение передается мотальным барабанчикам каждой сто-

роны машины. От электродвигателя 1 при помощи клиноремен-

ной передачи шкивами Dx, D2 движение передается валу 2

"^mOsH/mn

п^тво£1ман

N=0,6 кВт

п= 1500об/мин

Рис. 18. Кинематическая схема мо-

тальной машины М-150-2

мотальных барабанчиков 5.

Путем смены шкивов D\ и Dj

скорость перематывания

можно установить от 500 до

1250 м/мин.

От третьего электродвига-

теля 4 движение передается

электропрерывателю, транс-

портеру и кулачкам механизма

автоматического выключения

бобин. От электродвигателя 4

червячной передачей z,

z\,

цеп-

ной передачей Za, Za и Z4, Z5

движение передается валику,

на котором закреплен кулачок

5 электропрерывателя. Кула-

чок 5 действует на подвижной

контакт 6, который периодиче-

ски разъединяется с неподвиж-

ным контактом 7 и вызывает

периодическое прерывание

тока, поступающего в электро-

двигатели 1. В минуту произ-

водится примерно 19 прерываний тока. Вследствие этого, мо-

тальные барабанчики вращаются с периодически изменяющейся

частотой, вызывая периодическое проскальзывание бобин. Бла-

годаря этому бобины в моменты совпадения витков получают

некоторое относительное смещение, чем достигается правиль-

ное строение намотки.

Путем цепной передачи Zz, Z3 получает движение вал 10 и

закрепленный на нем ведущий шкив транспортера 11.

От вала 10 через цепную передачу Zg, Z7 и зубчатую Za, zg

получают движе^гие валы 8 с эксцентриками 9 механизма вклю-

чения бобин.

Мотальный барабанчик обычно изготовляют из пластмассы,

а для некоторых видов волокон — из металла. Диаметр бара-

банчика 90, длина 173 мм. Мотальная канавка имеет 2,5 витка

в одном и столько же в обратном направлении. Шаг витков пе-

ременный (72,5 и 55,5 мм) и полушаг — 23 мм. Средний шаг

Лср= (72,5-f 55,5-f23)/2,5=60,4 мм. Полный цикл движения ни-

теводителя составляет пять оборотов мотального барабанчика.

По мере приближения к большому торцу бобины шаг винтовой

канавки уменьшается. Это сделано для уплотнения намотки

у большого основания бобины и уменьшения скорости нитево-

дителя во избежание сброса отдельных витков на большой

торец.

Наматываемая бобина лежит на мотальном барабанчике.

Благодаря трению о вращающийся барабанчик она получает

необходимую скорость. Таким образом, в этой машине моталь-

ный барабанчик выполняет роль нитеводителя и наматываю-

щего механизма.

Для правильной работы мотального механизма необходимо,

чтобы рабочие поверхности мотальной канавки были идеально

гладкими. Наличие на них даже незначительных шероховато-

стей, заусенцев, задиров, трещин, вмятин нарушает нормаль-

ную раскладку нити. Нарушение нормальной раскладки нити

происходит также при загрязнении канавок.

Наматывание конических бобин производится на конический

картонный патрон 1 (рис. 19). Патрон надет на конус 2, кото-

рый установлен на шариковых подшипниках на оси 3. В осно-

вании конуса на оси 3 установлена втулка 4 с наклонными вы-

резами, взаимодействующими с тремя зубчатыми секторами 5.

В рабочем положении веретена втулка 4 под действием пру-

жины 6 находится в крайнем правом положении, прижимает

секторы 5 зубчатой поверхностью к патрону 1 и закрепляет его

на верет'ене. В рабочем положении веретено фиксируется двой-

ной плоской пружиной 7.

Для снятия бобины при поднятом приклоне веретено пово-

рачивают относительно оси 8 против часовой стрелки, и под'

действием выступа 9 втулка 4 переместится влево. При этом

секторы 5 под действием специальной пружины переместятся

к оси веретена и освободят патрон.

Веретено должно легко вращаться. Осевой зазор его не

должен превышать 0,5 мм. При тугом вращении веретена полу-

чается большое скольжение бобины и резкое воздействие сил

в 5

9 В

Рис. 19. Веретено

трения на пряжу, в результате чего образуется жгутовая на-

мотка.

При большом осевом зазоре веретена при работе могут про-

исходить осевые сдвиги бобины, а вследствие этого — сбросы

витков на торцы. Вероятность осевых смещений бобины при на-

личии зазоров уменьшается при правильной установке вере-

тена. Веретено устанавливают по шаблону так, чтобы его ось

в горизонтальной проекции составляла некоторый угол с осью

мотального барабанчика. При этом общая сила трения, дей-

ствующая на бобину, будет иметь составляющую, направлен-

ную вдоль оси веретена. Эта составляющая все время будет от-

жимать конус веретена в направлении большого торца бобины,

препятствуя произвольному смещению конуса в осевом направ-

лении.

Для уменьшения вероятности слетов пряжи на большой то-

рец во время наматывания бобины и улучшения условий сма-

тывания нити с бобины в дальнейшем большому ее торцу при-

дается сферическая форма. Для этого приклон имеет сферооб-

разующее устройство. Державка 1 приклона (рис. 20) жестко

соединёна посредством болта 2 с рычагом 3, на котором закреп-

лена пластина 5 с профильным вырезом. В вырез входит па-

лец 4, закрепленный неподвижно. Державка 1, помещаясь сво-

бодно в отверстии подъемного рычага 6, может вместе с рыча-

гом 3 вращаться относительно оси OjOi. Подъемный рычаг 6

помещается свободно на оси О. При увеличении диаметра на-

мотки бобина вместе с державкой и подъемным рычагом 6 от-

клоняется, вращаясь вокруг оси О. Во время этого движения

палец 4 скользит в вырезе пластины и поворачивает державку

на некоторый угол вокруг оси OiOi. Вследствие этого по мере

увеличения диаметра намотки ось бобины поворачивается, а бо-

бина смещается в сторону большого торца. Последующие слои

намотки смещаются, и торцы получают сферическую форму.

На рис. 21 показана схема механизма выключения бобины

при обрыве нити и сходе ее с початка. Для предохранения от

загрязнений этот механизм заключен в коробку. Под дей-

ствием натяжения движущейся нити пруток 1, поворачиваясь

вокруг оси 2 против часовой стрелки, опускается и остается

в опущенном положении в те-

чение всего времени воздей-

ствия нити.

На оси 2 закреплен рычаг

3 с грузом 4 противовеса. Ры-

чаг 3 с помощью тяги 5 соеди-

нен с рычагом 6, который си-

дит на оси 7. Для предохра-

нения от поломок тяга 5

действует на рычаг 6 посред-

Рис. 20. Приклон мотальной машины ством пружины.