Севостьянов А.Г. и др. Механическая технология текстильных материалов

Подождите немного. Документ загружается.

t о

ilftfi о

и i

Гнездо

Тело початка

а/¥

й ' 6 в

Рис. 1.41. Графики изменения натяжения пряжи

Решая совместно последнее уравнение и систему уравнений,

находим силу натяжения пряжи, наматываемой на початок:

р _ т

(лЩк.

(sin р/ц-f cos

Р)

— (sin а + cos а)/ехр fy

Из этого уравнения следует, что натяжение пряжи тем выше,,

чем больше масса бегунка, частота вращения его и радиус

кольца. На натяжение влияет также и радиус намотки, так как

из рис. 1.40 видно, что sin p=r„/i?K.

На рис. 1.41, а показано изменение величины sinp/jx+cos p

в зависимости от изменения радиуса намотки Ги. С уменьше-

нием Гн значение приведенного выражения уменьшается, а на-

тяжение пряжи растет. Такйм образом, при постоянной частоте

враш,ения веретен натяжение пряжи периодически изменяется

от максимального значения при положении кольцевой планки

вверху конуса (малый радиус намотки) до минимального при

положении кольцевой планки у основания конуса (большой

радиус намотки).

Характер изменения натяжения пряжи при наматывании

каждого слоя и прослойка показан на рис. 1.41,6.

На натяжение пряжи влияет также и радиус баллона.

С увеличением радиуса баллона увеличивается угол а (см.

рис. 1.40) и изменяется выражение sina-bcosa.

При увеличении а от О до зх/4 выражение sin а+cos а уве-

личивается, а следовательно, растет и натяжение пряЖи; для

уменьшения натяжения пряжи от этого фактора на каждом

веретене устанавливают кольцевой или пластинчатый баллоно-

ограничитель.

На натяжение пряжи влияет также и коэффициент трения

между бегунком и кольцом. Для уменьшения силы трения

кольца электрополируют.

При наматываний гнезда початка, когда среднее значение

радиуса намотки меньше, чем при наматывании тела початка,

также наблюдается повышенное натяжение пряжи, которое по

мере наматывания гнезда постепенно уменьшается.

Характер изменения натяжения пряжи в процессе наматы-

вания початка показан на рис. 1.41, е. На этом рисунке отрезки

времени O^i — продолжительность наматывания гнезда по-

чатка, tit2 — продолжительность наматывания тела початка.

Характер изменения натяжения в процессе наматывания на

различных участках пряжи от выпускного цилиндра до початка

одинаков, но по абсолютной величине натяжение между вы-

пускной парой вытяжного прибора и нитепроводником значи-

тельно меньше натяжения пряжи между бегунком и початком

'(примерно в 2,5 раза). Это объясняется большим сопротивле-

нием, которое испытывает пряжа при движении от выпуска до

початка.

Несмотря на то что натяжение пряжи между нитепроводни-

ком и выпускной парой наименьшее, пряжа обрывается чаще

именно здесь, так как мычка, выходящая из вытяжного при-

бора, до порога кручения не скручена, прочность ее недоста-

точна и этот участок продукта является наиболее слабым.

Для уменьшения протяженности треугольника кручения

уменьшают дугу обтекания мычкой выпускного цилиндра, ус-

танавливая вытяжной прибор с наклоном (45—65°) .

При постоянной частоте вращения веретен натяжение пряжи

неравномерное и вследствие этого распределение обрывности

в течение наработки всего початка (съема) неравномерное.

Наибольшая обрывность наблюдается при наработке гнезда,

а также при положении кольцевой планки у вершины конуса

початка. Повышается обрывность и в конце съема, когда

уменьшается расстояние между кольцевой планкой и нитепро-

водником— уменьшается высота баллона, снижается аморти-

зация натяжения баллоном.

Для выравнивания натяжения пряжи применяют регуля-

торы частоты вращения веретен. Когда натяжение пряжи

увеличивается при наматывании на малый диаметр початка, ча-

стота вращения веретен уменьшается, и наоборот. При исполь-

зовании регулятора снижается обрывность пряжи, увеличива-

ется производительность тру-

да прядильщицы и фронт ее

обслуживания, поскольку об-

рывность не только снижается,

но и более равномерно рас-

пределяется по времени.

Переменная частота вра-

щения веретен может быть

достигнута послойным регули-

рованием, когда частота вра-

щения веретен изменяется

в пределах одного размаха

кольцевой планки в соответ-

ствии с изменением диаметра

конуса початка, и базисным

регулированием, когда ча-

t, t

Рис. 1.42. Графики изменения частоты

вращения веретен

стота вращения веретен изменяется при наматывании гнезда и

тела початка.

На рис. 1.42, а показан график изменения частоты вращения

веретен при базисном и послойном регулировании одновре-

менно. Более простым, нашедшим широкое применение, явля-

ется ступенчатое базисное регулирование (рис. 1.42,6). При

наматывании гнезда початка частота вращения веретен снижа-

ется примерно на 10%, а при наматывании тела початка по-

вышается. С этой целью на машине устанавливают два элек-

тродвигателя с различными диаметрами шкивов. При наматы-

вании гнезда початка работает электродвигатель с меньшим

диаметром шкива, а при наматывании тела початка включа-

ется в работу другой электродвигатель с большим диаметром

шкива на валу.

КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА МАШИНЫ

Согласно кинематической схеме при изменении частоты вра-

щения веретена пропорционально изменяется скорость всех

остальных рабочих органов машины.

Для изменения крутки пряжи изменяют число зубьев смен-

ной крутильной шестерни, которая влияет на скорость выпуска

пряжи.

Интенсивность вытягивания ровницы в вытяжном приборе

регулируют, устанавливая новые сменные вытяжные шестерни.

В двухзонных вытяжных приборах таких шестерен две для раз-

дельного изменения частных вытяжек в каждой зоне.

Для регулирования шага витков пряжи в слое и прослойке

початка предусмотрена сменная мотальная шестерня, которая

позволяет изменять частоту вращения мотального кулачка и,

следовательно, скорость подъема и опускания кольцевой

планки.

Производительность кольцевой прядильной машины выра-

жается количеством выработанной пряжи в килограммах или

километрах 1000 веретенами за 1 ч.

Производительность 1000 веретен, кг/ч,

Р = Пв-60ГпрКуКп.в/(^С-1000),

где Пв — частота вращения веретен, мин-'; 7"пр — линейная плотность пряжи,

текс; Яу — коэффициент укрутки пряжи; Кп. в — коэффициент полезного вре-

мени; К —крутка пряжи, кр./м.

Производительность 1000 веретен, км/ч,

P' = ns-mKyKu.JK.

Производительность машины тем больше, чем выше частота

вращения веретен и меньше крутка пряжи. С увеличением ча-

стоты вращения веретен не только повышается скорость вы-

пуска пряжи, но и увеличивается натяжение пряжи, что в свою

очередь приводит к повышению обрывности и снижению произ-

водительности труда и оборудования.

Современные кольцевые прядильные машины работают уже

при такой частоте вращения веретен, при которой остается

очень малый резерв повышения производительности машины

за счет дальнейшего увеличения скорости. Дальнейшее повы-

шение производительности труда на кольцевых прядильных ма-

шинах возможно за счет автоматизации процессов присучива-

ния пряжи, съема початков с веретен и пуска машины. В на-

стояш,ее время мащины оснащают мычкоуловителями, пухооб-

дувателями и пухосборниками, автоматами съема початков.

НОРОКИ ПРЯЖИ. ДЕФЕКТЫ НАМОТКИ

При неправильном выборе технологических параметров за-

правки машины, при плохом уходе и неправильной наладке,

износе деталей и узлов машины возникают дефекты намотки

и пороки пряжи. Брак пряжи может быть и при наличии дефек-

тов ровницы. Рассмотрим основнЪ1е пороки пряжи.

Переслежистая пряжа характеризуется случайным чередо-

ванием толстых и тонких мест. Этот порок образуется в ре-

зультате установки с перекосами нажимных валиков, непра-

вильной разводки цилиндров, малой нагрузки на нажимные

валики, несвободного их вращения и плохого состояния их по-

крытий. Этот порок может получиться из-за переслежистой

ровницы, скрытой ее вытяжки на пути от рамки до вытяжного

прибора, ослабления шпонок шестерен, тугой присадки сцеп-

ляющихся шестерен.

Пересечки — повторение тонких мест через одинаковые про-

межутки вследствие задержки вращения цилиндров вытяжного

прибора при пуске машины, поломки зубьев шестерен в пере-

даче вытяжного прибора, скопления пуха между зубьями ше-.

стерен, неровной поверхности эластичных покрытий и ремеш-

ков, плохой смазки нажимных валиков, биения цилиндров и

валиков, а также из-за пересечек в ровнице.

Краксы — это наибольшие утолщения, получающиеся из-за

того, что группа волокон обвивается вокруг одного более длин-

ного центрального волокна. Этот дефект образуется при слиш-

ком малой разводке цилиндров.

Толстые рыхлые короткие участки (шишки) в пряже воз-

никают при заработке пуха в пряжу, плохом присучивании, по-

падании пуха с чистителей из-за несвоевременной их очистки.

Непропрядки — невытянутая ровница образуется при недо-

статочном зажиме ровницы в вытяжном приборе, износе по-

крытия нажимного валика или чрезмерной крутке ровницы,

когда не происходит,сдвига волокон в процессе вытягивания.

Грязная и замасленная пряжа получается при небрежной

смазке шеек цилиндров, шпинделей нажимных валиков, при-

сучивании грязными, маслеными руками ровницы и пряжи.

Ниже перечислены основные дефекты намотки.

Отсталые початки получаются из-за повышенной обрывно-

сти пряжи, когда прядильщица не успевает вовремя ликвиди-

ровать обрывы.

Мягкие початки вырабатываются при недостаточном натя-

жении пряжи, использовании слишком легких бегунков, недо-

статочной смазке веретен, проскальзывании тесьмы, слабой на-

садке патронов.

Початки толстые или тонкие, с тупым или острым верхним

конусом, бугристые получаются при разладке мотального ме-

ханизма и поломке зубьев храповика или шестерен мотального

механизма.

Камёрная пневмомеханическая прядильная машина

Камерный пневмомеханический способ прядения, который осу-

ществляется на пневмомеханических прядильных машинах

(типа ППМ, БД-200), получил наибольшее распространение

для выработки пряжи большой и средней линейной плотности

из хлопковых, химических волокон и их смесей.

Сущность этого способа заключается в преобразовании

ленты 1 (рис. 1.43) в дискретный поток волокон 6, в образова-

нии из этого потока клиновидной волокнистой ленточки 8

в виде незамкнутого кольца в желобе прядильной камеры 11 тл.

в формировании кручением йз ленточки пряжи 9 (в результате

вращения вокруг оси прядильной камеры кольцевой ленточки

и пряжи), непрерывно выводимой из камеры с помощью вы-

пускных валиков 13.

Прядение, в котором используется однозонный вид круче-

ния, часто для краткости называют «прядение со свободным

концом» и «разрывное прядение», так как пряжа с концом во-

локнистой ленточки и питающая лента соединяются дискрет-

ным потоком волокон, который не может передавать крутящий

момент, образуемый вращением кольцевой ленточки. Кручение

пряжи и ее наматывание в бобину 15 осуществляются раз-

ными рабочими органами (прядильной камерой //и моталь-

ным валиком 14), т. е. наматывание отделено от кручения, и

эти процессы можно вести при больших скоростях. .

Рассматриваемый способ называется камерным, так как

/формирование клиновидной волокнистой ленточки и кручение

ее осуществляются в прядильной камере. За рубежом ее часто

называют ротором.

На пневмомеханической прядильной машине протекают сле-

дующие технологические процессы: дискретизация питающего

продукта — ленты, транспортирование дискретного потока во-

локон, циклическое сложение с целью формирования волокни-

стой ленточки, кручение с целью укрепления ленточки и пре-

вращения ее в пряжу, т. е. формирование пряжи, наматывание

ее, т. е. формирование паковки.

1 с а Е 3 п f3

Рис. 1.43. Технологическая схема камерной пневмомеханической прядильной

машины

При осуществлении этих процессов используются воздушные

и механические воздействия. Явления, происходящие при этих

процессах, и их закономерности были раскрыты в работах

А. Г. Севостьянова, И. Рипки, Ж. Люненшлеса и др.

ДИСКРЕТИЗАЦИЯ

Сущность дискретизации заключается в разъединении ленты

на отдельные неконтактирующие волокна, в относительном сме-

щении и в распределении их-на очень большой длине.

В этом процессе осуществляется разъединение хорошо ори-

ентированных и распрямленных волокон питающего продукта

(лентыу в вытяжных приборах чесальных (если они оснащены

приборами) и ленточных машин. В этом отличие дискретиза-

ции от чесания, где также осуществляется разъединение во-

локон.

в процессе дискретизации происходит экстравысокое утоне-

ние, т. е. лента утоняется в 3000—7500 раз, и в сечении ди-

скретного потока при идеальном разъединении находится 2—

6 неконтактирующих волокон. В этом отличие дискретизации

от вытягивания.

Дискретизация осуществляется с целью формирования ди-

скретного потока неконтактирующих волокон, который не мо-

жет воспринимать и передавать крутящий момент, обусловлен-

ный вращением формирующе-крутильного прибора — прядиль-

ной камеры, и тем самым создаются условия, при которых не

происходит ложного кручения между дискретизирующим уст-

ройством и выпускной парой.

Процесс дискретизации осуществляется в дискретизирую-

щем устройстве. В настоящее время наибольшее распростране-

ние имеет конструкция устройства машины типа БД-200. Как

правило, оно включает уплотнитель 18 (см. рис. 1.43), питаю-

щий цилиндр 3 с подпружиненным столиком 19 и дискретизи-

рующнй валик 4 с зубчатой цельнометаллической лентой

(ЦМЛ) 27.

Лента 1 подается из таза 2 через уплотнитель 18 с по-

мощью питающего цилиндра 3 к дискретизирующему валику 4.

Зубья валика, воздействуя на зажатый между цилиндром и

столиком конец ленты (бородку), извлекают из нее отдельные

волокна и транспортируют,их в зону взаимодействия валика 4

и конфузора 5, проходящего через крышку 7 камеры 11.

При анализе работы дискретизирующего устройства необ-

ходимо рассматривать три зоны.

В первой зоне устройства, включающей зажим, образуемый

питающим цилиндром и столиком, дискретизирующий валик и

опорную поверхность его корпуса для выступающей из зажима

бородки, наблюдаются следующие явления, определяющие ди-

скретизацию.

1. При действии зубьев (ЦМЛ) валика на бородку она на-

тягивается, незначительно погружается в гарнитуру и делится

на элементарные бородки. Число их соответствует числу вит-

ков цельнометаллической ленты, причем краевые элементарные

бородки короче центральных. Каждая из элементарных боро-

док совершает возвратно-поступательное движение относи-

тельно боковой поверхности дискретизирующего валика с ча-

стотой, соответствующей его вращению.

2. Отдельные волокна, не зажатые задними концами в пи-

тающем зажиме, извлекаются из бородки при действии на них

главным образом боковыми гранями зубьев.

3. При движении зубьев вдоль бородки над опорной поверх-

ностью корпуса между волокнами, задние концы которых удер-

живаются в питающем зажиме, происходит дальнейшее рас-

прямление (особенно крючков) и ориентация волокон, в основ-

ном передними гранями зубьев ЦМЛ.

4. При воздействии передних граней зубьев на волокна

с высокой относительной скоростью (особенно при захлестыва-

нии передних концов волокон) они испытывают большие напря-

жения деформаций изгиба и растяжения, что приводит к раз-

рыву волокон, отсеканию от концов их очень коротких участ-

ков (пуха) и образованию крючков на концах волокон.

Интенсивность дискретизации характеризуется следующими

показателями:

вытяжкой между дискретизирующим валиком и питающим

цилиндром £'д=ид,в/ип.ц; эту вытяжку выбирают в зависимости

от линейной плотности вырабатываемой пряжи и ленты,

а также характеристик волокна (£'д:=3000.. .9000);

числом воздействий гарнитуры дискретизирующего валика

на одно волокно ленты, определяемым по формуле

= Пд.в Л1Гв 1/(6

•

Ю^Тлип.ц),

где Пд. в—частота вращения дискретизирующего валика, мин"'; Af —число

зубьев на поверхности дискретизирующего валика; ТЕ И 7"Л — линейная

плотность волокна и ленты — слоя питающего продукта, подводимого к дис-

кретизирующему валику, текс; I — средняя длина волокна, мм; чп. ц — ско-

рость питающего цилиндра, м/с.

удельной загрузкой гарнитуры дискретизирующего валика,

ММ"', т. е. числом волокон в 1 мм поперечного сечения потока

вокруг валика, определяемой по формуле

ад.в = 60ГсОп.ц/(г'Уд.в7'в),

где b — ширина дискретизирующего валика по гарнитуре, мм.

Расчеты показывают, что при T„ = Tc = 3,7 ктекс, Пд.

= 7000 мин-', М = 657, г;д.в = 23,83 м/с, Ь=18 мм в случае

%.к=30000 МИД-' и ип.ц=3,4'10-® м/с оценки интенсивности

дискретизации 5д.в = 33,3 и «д.

= 0,16 и в случае Пп.к =

= 60000 МИН"' и ип.ц=6,8• 10-® соответственно 5д.в=16,7 и

ад. в = 0,32.

Несмотря на то что приведенные оценки интенсивности про-

цесса (5д. в и «д. в) не определяют в полной мере интенсивность

воздействия гарнитуры дискретизирующего валика, их часто

используют и при всех одинаковых условиях, не учтенных

в формулах, они дают приближенную оценку интенсивности.

Более полно интенсивность процесса характеризует сила

дискретизации, т. е. сопротивление движению цельнометалли-

ческой гарнитуры в бородке, которое обусловлено силами тре-

ния и сопротивлением распрямлению волокон. Сила дискрети-

зации определяется не только величинами 5д. в и ад. в, но и

степенью распрямленности и ориентации волокон в питающей

ленте, нагрузкой на питающий цилиндр, профилем и высотой

зубьёв гарнитуры, коэффициентом трения между зубьями и

волокнами, влажностью волокон и другими параметрами, ха-

рактеризующими геометрию зоны дискретизации (разводка

между питающим цилиндром и дискретизирующим валиком,

длина зоны дискретизации — длина опорной поверхности его

корпуса).

Эффективность дискретизации тем выше, чем меньше комп-

лексов волокон в дискретном потоке, лучше распрямленность

и ориентация волокон. Частоту враш,ения дискретизирующего

валика необходимо выбирать так, чтобы обеспечивалась высо-

кая эффективность дискретизации при наименьшем укорочении

волокон. Оптимальная частота вращения валика при обработке

хлопкового волокна 6500—8500 мин-' и химических волокон

5500—7000 мин-*. Разъединенными считаются неконтактирую-

щие волокна, имеющие возможность свободно перемещаться

относительно друг друга.

Экспериментальные исследования показывают, что дискрет-

ный поток волокон, выходящий из дискретизирующего устрой-

ства, состоит из отдельных волокон и комплексов. Распределе-

ние комплексов по числу волокон (от 1 до 10 волокон) подчи-

няется закону Пуассона. Разъединенность потока волокон ха-_

рактеризуется средним числом и' дисперсией числа волокон'

- в комплексах.

С увеличением интенсивности дискретизации (частоты вра-

щения дискретизирующего валика) среднее число волокон

в комплексе уменьшается, т. е. повышается разъединенность

волокон.

. Вредное действие дискретизирующего устройства проявля-

ется в разрыве волокон (уменьшении средней длины), повреж-

дении волокон (потери прочности), отрыве малых концов (2—

5 мм) волокон и повышении их крючковатости. Укорочение и

повреждение волокон возрастают при увеличении частоты вра-

щения дискретизирующего валика, уменьшении распрямленно-

сти, разъединенности и ориентации волокон в питающей ленте.

Волокна, извлеченные валиком из бородки в зоне дискре-

тизации, транспортируются цельнометаллической его гарниту-

рой и воздушным потоком до второй зоны — зоны очистки.

Дискретный поток состоит не только из волокон. Он включает

также примеси, узелки и кожицу с волокном, оставшиеся

в ленте после кардочесания. Эти примеси и пороки могут дви-

гаться вместе с волокнами и самостоятельно. В последнем

случае в результате ударного воздействия передних граней

зубьев примеси ударяются о корпус дискретизирующего валика

и обратно возвращаются в межгарнитурное пространство, т. е.

совершают зигзагообразное движение при транспортировании.

Центробежные силы, действующие на волокна и примеси, сме-

щают их к внутренней поверхности корпуса валика, а силы

трения, возникающие при этом между зубьями его гарнитуры и

волокнами, оказывают сопротивление. В результате часть во-

локон и примесей удерживается между зубьями гарнитуры,-

а другая часть прижимается к корпусу валика, стремясь отде-

литься от гарнитуры. Последнее происходит в зоне очистки,

где корпус дискретизирующего валика имеет прямоугольное от-

верстие.

Схема сороулавливающего устройства пневмопрядильной

машины типа ППМ-120 включает отверстие 20 (см. рис. 1.43)

в корпусе 21 дискретизирующего валика по всей его ширине,

сороулавливающую камеру 22 и сороудаляющий канал 23 для

одного ряда прядильных выпусков. При вращении валика сор-

ные примеси под действием центробежной силы выпадают че-

рез отверстие 20. Отдельные волокна, выпавшие через отвер-

стие, под действием, встречного воздушного потока 24 подво-

дятся к зубьям валика и, огибая нож 25, снова транспортиру-

ются гарнитурой к третьей зоне дискретизирующего устройства.

Эффективность очистки (количество удаляемых примесей

45—80 %) сороулавливающим устройством увеличивается

с увеличением частоты вращения дискретизирующего валика,

уменьшением частоты вращения прядильной камеры, а также

с увеличением разрежения воздуха в канале отвода сорных

примесей и уменьшением разрежения в канале отвода техно-

логического воздуха.

Одновременно с выделением сорных примесей удаляются

прядомые волокна, которые совместно с примесями образуют

отходы (0,25—0,65 %). При оптимальном режиме сороулавли-

вающего устройства не должны удаляться прядомые волокна.

В третьей зоне дискретизирующего устройства происходит

съем с гарнитуры валика волокон и оставшихся мелких при-

месей и узелков. В результате действия центробежных сил и

воздушного потока, поступающего через канал 26 (см.

рис. 1.43), дискретный поток волокон переходит в конфузор 5

через окно в корпусе валика. При этом переходе не должно

быть потери распрямленности и ориентации волокон дискрет-

ного потока. Для этого скорость воздушного потока, зависящая

от разрежения воздуха в прядильной камере, должна быть

больше скорости дискретизирующего валика в 1,2—1,5 раза.

ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ ДИСКРЕТНОГО ПОТОКА ВОЛОКОН

Сущность этого процесса заключается в перемещении дискрет-

ного потока волокон воздушным потоком от дискретизирующего

валика до сборной поверхности прядильной камеры и далее

в ее желоб силами инерции.

Так как скорость прядильной камеры больше скорости ди-

скретизирующего валика (Уп.к>ид.в), то при транспортирова-

нии волокна получают относительное смещение и дискретный

поток утоняется, т. е. осуществляется транспортное вытягива-

ние. Утонение определяется вытяжкой Ятр=Уп.к/уд. в (где

Уп.

к —линейная скорость прядильной камеры в сечении же-

лоба).