Павлов Ю.В. Лабораторный практикум по прядению хлопка и химических волокон

Подождите немного. Документ загружается.

Рис.2. Прибор ЛПС-4

Прибор смонтирован на столе 12

. Центробежный вентилятор 1 создает

разрежение воздуха в приборе до 650 мм вод. ст.

Поместив пробу в камеру 4, включают вентилятор 1. Затем, повернув рукоятку

9, через дроссель в прибор подают заданное количество воздуха, соответствующее

установленному перепаду давления по манометру 7. Когда манометр 7 покажет

установленный перепад, по шкале манометра 8

определяют разрежение воздуха в

приборе для данной пробы в миллиметрах водяного столба.

Деления по шкале манометров отсчитывают по нижнему мениску водян ого

столба. После измерения первой пробы прибор выключают, открывают крышку

камеры и вынимают волокно. Так же замеряют воздухопроницаемость остальных

трех проб. Результаты замеров записывают в тетрадь, определяют среднее

значение из четырех замеров и по таблицам приложения инструкции находят

технологические свойства хлопкового волокна.

Методика выполнения п.5 задания

(см.с.7). Кондиционную массу партии

хлопкового волокна I сорта рассчитывают по формуле

100

фк

где G

- фактическая масса волокна, г;

- норма влажности, %;

фактическая влажность, %.

Пример. Партия хлопкового волокна I сорта массой 40 т содержит 3,1%

пороков и сорных примесей, влажность волокна 7%. Найти кондиционную массу.

Расчетная норма засоренности данного волокна 2,1% и норма влажности 8%

(ГОСТ 3279—76).

Скидка с массы вследствие засоренности

400

100

)1,21,3(40000

−

кг.

Фактическая масса

= 40 000 - 400 = 39 600 кг.

Кондиционная масса

= кг. 996 39

7)(100

8)600(100 39

Пользуясь данными о ценах на хлопковое волокно, определяют стоимость

кондиционной массы этого волокна для расчета с поставщиком.

Методика выполнения п. 6 задания (см.с.7). Анализ изменения тех-

нологических свойств хлопкового волокна в зависимости от типа хлопка, сорта,

вида сбора студенты проводят с помощью таблицы. В таблице приводят данные по

четырем сортам одного селекционного сорта тонковолокнистого хлопка, другого -

средневолокнистого хлопка, но ручного и машинного сборов. Каждому студенту

даются разные селекционные сорта хлопчатника (в качестве примера приведена

табл.14).

Таблица 14

Селекционный сорт

хлопчатника и тип

Вид сбора

Сорт хлопкового

волокна

Штапельная длина, мм

Линейная плотность,

мтекс

Разрывная нагрузка, сН

Коэффициент зрелости

Удельная разрывная

нагрузка волокна,

сН/текс

Влажность, %

Содержание пороков

и сорных примесей, %

8763-

И,

I тип

108-Ф,

V тип

108-Ф,

V тип

Ручной

Машин-

ный

III

41,0

40,43

9,6

37,0

31,7

31,8

31,9

31,8

131

123

111

183

167

150

181

168

149

4,6

4,0

3,6

2,5

4,6

4,1

3,7

4,5

4,1

3,7

2,1

1,81,

1,2

2,0

1,9

1,7

2,0

1,9

1,7

35,1

32,6

28,0

25,2

24,6

24,7

24,8

24,6

24,9

6,3

7,3

8,1

8,0

6,6

7,8

8,3

6,7

7,1

7,5

2,1

3,0

5,2

16,8

2,9

3,9

5,6

4,5

5,1

7,1

Вначале сравнивают типы. Отмечают разницу в длине и линейной плотности

волокна и то, что при ее значительной величине по линейной плотности разрывная

нагрузка одиночного волокна одинакова и зависит только от его зрелости. Значительная

разница в линейной плотности волокна приводит к соответствующей разнице в

удельной разрывной нагрузке волокна. Затем прослеживают изменение технологических

свойств хлопкового волокна в зависимости от сорта и изменение их по мере созревания

волокна.

Сравнивая хлопковое волокно машинного и ручного сборов , отмечают сохранение

свойств волокна при сборе его машинами и значительное содержание сорных примесей.

Методика выполнения п.7 задания (см.с.7). С химическими волокнами различных

видов студенты знакомятся по образцам сырья, холстов, ленты, ровницы и пряжи,

имеющимся в лаборатории.

При изучении технологических свойств химических волокон студенты

составляют сравнительную таблицу (табл.15), пользуясь Государственными

стандартами и техническими условиями, регламентирующими их качество, а также

различными справочниками и учебниками, в которых приведены плотность химических

волокон, температура плавления, влажность, зависимость их разрывной нагрузки от

влажности. Для удобства сравнения прядильных свойств химических и хлопкового

волокон в первых двух строках табл.15 помещают данные по хлопковому волокну I и V

типов.

Таблица 15

Прядильные свойства хлопковых и химических волокон

Волокно

ГОСТ

или

ТУ

Сорт

Линейная плотность волокна,

м/текс

Длина резки

(номинальная), мм

Удельная разрывная нагрузка,

сН/текс

Удлинение при разрыве,%

Отклонение длины во-локон от

номинальной, мм или %, не

более

Отклонение линейной

плотности от номинальной, %,

не более

Содержание пороков, %

Рассыпчатость

Плотность волокна, г/см

Влажность, %, (норма)

Изменение разрывной нагрузки

при мокром состоянии, %

Температура,

С, начала потери

разрывной

нагрузки

Число двойных изгибов

волокна до разрушения

десятки, тыс.

Коэффициент трения

Хлопков

ое

I типа

V типа

Вискозн

ое

- « -

Триацет

атное

То же

Медно-

ам-

миачное

То же

- « -

Капроно

вое

- « -

Лавсано

вое

- « -

Нитроно

вое

- «

Хлорин

овое

- « -

III

Вначале проводят сравнение по вертикали, т. е. сравнивают один и тот же

показатель по различным волокнам, и делают соответствующие выводы о длине,

линейной плотности, разрывной нагрузке, удлинении волокон и их засоренности,

отношении к влажности и многократным изгибам. Затем анализируют влияние

различных показателей качества волокна на качество пряжи и ход технологического

процесса.

План отчета

1. Начертить схему технологического процесса хлопкоочистительного завода

и дать краткое его описание.

2. Привести технологическую схему пильного волокноотделителя (джина),

описать его работу, указав производительность, назначение и возможность

регулирования выхода волокна.

3. Рассчитать выход волокна из хлопка-сырца.

4. Оценить образец хлопкового волокна с помощью эталонов стандарта и

приборов ТЭВ-1; АХ-3; ЛПС-4; «Алметр» или ППЛ МШУ-1 и МПРШ-1 и др.

5. Привести расчет стоимости волокна заданной партии.

6. Дать сравнительную таблицу показателей качества хлопкового волокна

различных типов, сортов и видов сбора.

7. Составить таблицу (по форме табл.15) показателей качества химических

волокон различных видов, используемых для смешивания с хлопковым волокном,

проанализировать влияние этих показателей на технологический процесс и

эксплуатационные свойства вырабатываемой пряжи.

Контрольные вопросы

1. Почему с одного куста хлопчатника снимают хлопок раз

ичных сортов?

2. Какие изменения происходят с волокном по мере его созревания?

3. Какой выход хлопкового волокна из хлопка-сырца и как он определяется?

4. Чем отличается хлопковое волокно ручного и машинного сборов?

5. Назовите типы волокноотделителей, укажите их назначение и

производительность.

6. Назовите марку кип по стандарту Российской Федерации и расшифруйте ее.

7. Определите, по какому стандарту каждая кипа имеет код по цвету и

засоренности.

8. Как определяется зрелость волокна?

9. Какие показатели характеризуют тонину хлопкового волокна по стандартам

разных стран?

10. Назовите хар актеристики длины волокна, используемые в стандартах

разных стран.

11. Какие показатели определяют тип хлопкового волокна и какие - сорт

волокна по стандартам разных стран?

12. Как определяются засоренность хлопкового волокна и ее нормы по

стандартам разных стран?

13. Что такое кондиционная масса партии хлопкового волокна?

14. Методы определения засоренности хлопкового волокна по стандартам

разных стран.

15. Какие пороки волокна образуются при производстве химических шта-

пельных волокон и каково их количество, допускаемое Государственными

стандартами?

16. Какие химические волокна вы знаете?

17. Какое значение для протекания технологического процесса

имеют тонина и длина химических волокон?

18. Какое значение имеет разрывное удлинение волокон при составлении

смеси?

19. Какие изменения необходимо внести в планы прядения при смешивании

хлопкового волокна с химическими в виде лент?

1.3. Использование ЭВМ при составлении сортировок

Цель лабораторной работы

Получить по стандарту РФ понятие о типовых сортировках для выработки

пряжи различного назначения и связи свойств волокна со свойствами пряжи.

Задание

1. Выбрать типовую сортировку хлопкового волокна для выработки пряжи

определенного назначения на кольцевой прядильной машине и рассчитать

ожидаемую удельную разрывную нагрузку пряжи по формуле А.Н. Соловьева,

используя ЭВМ.

2. Выбрать оптимальную сортировку вискозного штапельного волокна для

пряжи заданного качества и рассчитать ее удельную разрывную нагрузку по

формуле В. Л. Усенко, используя ЭВМ.

3. Определить изменение удельной разрывной нагрузки пряжи в зависимости

от количественного изменения компонентов смеси по формуле А. Н. Ванчикова,

используя ЭВМ.

1.3.1. Основные сведения

Связь свойств волокна со свойствами пряжи

Выбор сырья для выработки пряжи зависит от требований, предъявляемых к

пряже Государственными стандартами, от назначения этой пряжи. Между

свойствами волокна и свойствами пряжи существуют вполне определенные

соотношения. На основе многочисленных экспериментов и расчетов выведены

формулы: А.Н. Соловьевым для расчета удельной разрывной нагрузки пряжи из

хлопкового волокна и расчета критического коэффициента крутки этой пряжи, В. А.

Усенко для расчета удельной разрывной нагрузки пряжи из вискозного штапельного

волокна и критического коэффициента крутки этой пряжи, А. Н. Ванчиковым для

расчета удельной разрывной нагрузки пряжи из смесей различных волокон с

хлопковым или вискозным штапельным волокном. В последнем случае вначале

рассчитывают удельную разрывную нагрузку пряжи из менее растяжимого

компонента смеси по формулам А. Н. Соловьева или В. А. Усенко, находят

коэффициент использования прочности волокна в прочности пряжи менее растяжи-

мого компонента. Затем этот коэффициент корректируют, пользуясь формулами А.

Н. Ванчикова, учитывающими разницу в разрывном удлинении и в линейной

плотности волокон смешиваемых компонентов.

Для более быстрого подбора оптимальной сортировки из всех возможных по

наличию сырья и рекомендуемых утвержденными типовыми сортировками можно

использовать электронно-вычислительные машины, составив для них алгоритм

решения задачи и программу [1, 3, 4-12] .

Выбор сортировки хлопкового волокна для выработки пряжи

определенного назначения (с применением ЭВМ)

Задача технолога заключается в том, чтобы выбрать такую сортировку

хлопкового волокна и такой технологический процесс на фабрике, чтобы при

минимальных затратах на сырье и обработку выработать пряжу, соответствующую

предъявляемым к ней требованиям. Следует помнить, что стоимость сырья в

себестоимости пряжи составляет около 70 - 75% и оптимальный выбор сырья

имеет большое экономическое значение.

Для повышения качества пряжи текстильных изделий, снижения обрывности в

прядении и ткачестве в ЦНИХБИ на базе семи типов хлопкового волокна

разработаны типовые сортировки [12].

Основой каждой сортировки является хлопковое волокно одного сорта того

или иного типа, содержание которого в смеси должно быть не менее 60%. С целью

повышения сорта пряжи разрешается добавлять в сортировку не только смежные

более высокие сорта волокна, но и смежные более высокие типы волокна,

содержание которых не должно превышать 25%. Для удешевления стоимости смеси,

если имеется достаточный запас прочности пряжи, разрешается к базисному типу и

сорту волокна добавлять более низкий смежный сорт и смежный тип волокна.

Разница по длине смешиваемых компонентов не

должна быть более 3-4 мм, а по

линейной плотности - 18 мтекс. Например, типовая сортировка 5-1 означает, что

она составлена из хлопкового волокна 5-го типа, волокна I сорта в ней содержится

не менее 60% (может быть до 100%).

К одному и тому же типу волокна может относиться волокно различных

селекционных сортов хлопчатника. Показатели качества волокна даны в

справочнике по хлопкопрядению, их можно взять и из других источников.

Для выбранной типовой сортировки можно подсчитать ожидаемую удельную

разрывную нагрузку пряжи (сН/текс).

Зависимость между свойствами хлопкового волокна и пряжи установлена А.

Н. Соловьевым. Удельную разрывную нагрузку пряжи определяют по формуле

шт

прв













−













−−=

65,2

0375,01

где Р

- удельная разрывная нагрузка пряжи, сН/текс

(разрывная длина пряжи, км);

Р - разрывная нагрузка волокна, сН;

шт

- штапельная длина волокна, мм;

пр

- линейная плотность пряжи, текс;

- линейная плотность волокна, текс;

- удельная неровнота пряжи, характеризующая качество техноло-

гического процесса (для гребенного прядения 3,5-4, для кардно-

го прядения 4,5-5,0), %;

- коэффициент, характеризующий состояние оборудования

(0,85-1,1; для нормального состояния 1);

k - поправка на крутку, определяемая разностью между фактиче-

ским коэффициентом крутки

αт и критическим αт

кр

Критический коэффициент крутки определяют по эмпирической формуле А.

Н. Соловьева

αт

кр













−

пр

шт

РР 2,57)701120(

100

6,31

Фактический коэффициент крутки устанавливают согласно рекомендациям

[10] в зависимости от линейной плотности вырабатываемой пряжи, длины

перерабатываемого волокна и назначения пряжи. Затем определяют разницу

ткр

, а по табл.16 находят поправку на крутку k и вычисляют ожидаемую удельную

разрывную нагрузку пряжи. Ее сравнивают со значениями, приводимыми в

Государственном стандарте на пряжу для определенного вида изделий из этой

пряжи [10].

Таблица 16

Коэффициент, учитывающий поправку на крутку

αт - αт

кр

αт-αт

кр

αт-αт

кр

αт - αт

кр

-15,8 0,7 -4,74 0,96, 3,16 0,99 15,8 0,88

-12,6 0,8 -3,16 0,98 4,74 0,98 18,9 0,85

-9,48 0,86 -1,58 0,99 6,32 0,96 22,1 0,82

-7,9 0,91 0 1,00 9,48 0,94 25,3 0,79

-6,32 0,94 12,6 0,91

Для пряжи заданной линейной плотности с учетом ее назначения студент,

пользуясь утвержденными типовыми сортировками [12] и данными справочников о

качестве волокна, составляет пять различных сортировок волокна, рассчитывает

средневзвешенные показатели волокна в этих сортировках и полученные данные

сводит в таблицу (табл.17).

Таблица 17

Количество химического волокна в сортировках

Показатели качества хлопкового

волокна

Вариант

Сортировка

Содержание компонента

в смеси, %

Селекционный сорт

Сорт хлопкового

волокна

Вид сбора

штапельная длина, мм

разрывная

нагрузка, сН

удельная разрывная

нагрузка, сН/текс

линейная плотность,

мтекс

содержание пороков,

Средневзвешенные показатели рассчитывают по формуле

ср

+ =

где Р

- разрывная нагрузка волокна первого компонента, сН;

- доля первого компонента в сортировке;

- разрывная нагрузка волокна второго компонента, сН;

- доля второго компонента в сортировке.

Для создания условий решения задачи на электронной вычислительной

машине табл.16 заменяют двумя уравнениями параболы [10]. Для отрицательных

значений

αт - αт

кр

предложено уравнение параболы

у = а

х+с,

для положительных значений

αт - αт

кр

- уравнение прямой

у = а

х + bг.

Таким образом, поправка на крутку может быть подсчитана по следующим

уравнениям:

k = - 0,0009774 х

+ 0,00338 х+1, если х ≤ 0;

k = - 0,0092 х +1,023, если х>0,

где х = (

αт - αт

кр

ЭВМ позволяет в кратчайший срок найти оптимальный вариант из выбранных

сортировок.

Машина по окончании вычислений отпечатает последовательно все значения

удельной разрывной нагрузки пряжи. Эти величины следует сравнить с

Государственными стандартами на пряжу и на прочность полоски ткани.

Удельную разрывную нагрузку пряжи по прочности полоски ткани

определяют по формуле

- =

пр

Р 200⋅

где Р

– прочность полоски ткани, Н;

S - плотность ткани по основе или утку, число

нитей на 10 см;

пр

– линейная плотность пряжи, текс;

α - коэффициент, характеризующий вид переплетения.

Затем составляют сравнительную таблицу (табл.18).

Таблица 18

Значения удельной разрывной нагрузки пряжи для

выбранных сортировок

Удельная разрывная нагрузка пряжи, сН/текс

Линейная

плотность

пряжи, текс

по формуле

А. Н. Соловьева

по прочности

полоски ткани

по Государственным

стандартам на пряжу

При выборе сырья для производства ниток необходимо установить требования

к прочности одиночной нити исходя из требований к прочности крученой пряжи:

кр

= Р

пр

mк

или

пр

нк

кр

ктк

где

кр

- разрывная нагрузка готовой нити, сН (ГОСТ 6039);

пр

- разрывная нагрузка пряжи, сН;

m - число сложений;

- коэффициент упрочнения пряжи в результате кручения;

- коэффициент изменения прочности нити в результате ее

отделки и перемотки.

Из анализируемых сортировок выбирают ту, которая обеспечивает отклонение

расчетной удельной разрывной нагрузки пряжи от требуемой по Государственным

стандартам не более 5%.

Неровноту по разрывной нагрузке одиночной нити определяют по формуле А.

Н. Соловьева