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

Подождите немного. Документ загружается.

А. f. Севостьяков предлагает эффективность емешивйния

оценивать двумя показателями—^неровнота и полнота смеши-

вания.

В последовательно взятых пробах из разных участков смеси

определяют долевое участие каждого компонента. Например^

для первого компонента имеют рь рг;-• pi,---, Рп, для второго

компонента gi, §2,-.., gj,---,gm и т. д. Затем определяют квад-

ратическую неровноту распределения Pi или gi по участкам

смеси:

Сг = S [pi] Ш/р-,

C, = S{gi] 100/1

где S{pi} н 5 {gj}^—среднее квадратическое отклонение соответственно зна-

чений pi и gji р и g —средние значения величин Pi и gj.

Тогда неровнота смешивания

где k — число компонентов в смеси.

Для оценки полноты смешивания определяют отклонение

для компонентов

первого

Ai = (7-Po)100/po;

второго

100/^0 и т. д.,

где ро и go — процентное содержание в смеси соответственно первого и

второго компонента согласно рецепту; pug — среднее из нескольких проб —

фактическое содержание компонента в смеси.

Полнота смешивания

5см=100-(Д1+Лг+ . . .

Дальнейшее интенсивное смешивание волокон в сравни-

тельно малых объемах происходит на кардочесальных аппара-

тах. Для поддержания стабильности смеси по составу, цвету,

влажности и другим свойствам в течение длительного периода

времени стремятся заготовить наибольший объем смеси в ла-

базах поточной линии.

Кардочесание и формирование аппаратной ровницы

Смесь, приготовленная на поточных линиях, представляет со-

бой волокнистую массу, состоящую из различных по размеру и

составу клочков. Волокна в клочках перепутаны между собой,

как правило, они принадлежат одному компоненту смеси и со-

держат еще некоторое количество сорных примесей.

6 Заказ № 174 161

Чтобы получить однородный по соста&у волокнистый мате-

риал, необходимо клочки волокон разъединить до отдельных

волокон и произвести их смешивание. Интенсивного переме-

шивания волокон можно достичь на наличной кардочесальной

машине.

Валичные чесальные машины входят в состав кардочесаль-

ного аппарата, задачей которого является кардочесание, смеши-

вание и выравнивание потока волокон по составу и линейной

плотности, а также формирование полуфабриката — аппарат-

ной ровницы.

Для чесания тонкой и полутонкой шерсти и их смесей с хи-

мическими волокнами применяются трехпрочесные аппараты,

а для чесания грубой и полугрубой шерсти и их смесей с хи-

мическими волокнами — двухпрочесные аппараты.

В состав трехпрочесного аппарата входят машины, которые

располагаются в такой последовательности: питатель-самовес,

предварительный лрочесыватель (предпрочес), первая валичная

чесальная машина, давильные валы, решетка-лентообразова-

тель, лентоукладчик, вторая валичная чесальная машина, вто-

рая решетка-лентообразователь, второй лентоукладчик, третья

валичная чесальная машина и ровничная каретка. Длина та-

кого аппарата с учетом проходов под решетками достигает

23 м, рабочая ширина машины 1800, 2200, 2500 мм. '

питатель-самовес

Питатель-самовес предназначен для автоматического отвеши-

вания порций смеси и подачи их через равные интервалы вре-

мени на питающую решетку предварительного прочесывателя.

Работа самовеса протекает периодически.

Первый период — питание. Игольчатая решетка 2 (рис. 1.62)

захватывает волокна из камеры 1. Разравнивающий гребень 3

сбивает излишки, а съемный гребень 4 сбрасывает волокна

в чашу 6. Чаша располагается на коромысле весов, на другом

конце которого располагаются грузы для установки заданной

массы смеси в чаше. После заполнения чаши она опускается,

игольчатая решетка останавливается и чаша сверху закрыва-

ется заслонкой 5.

Продолжительность питания зависит от ряда факторов: сте-

пени разрыхленности смеси, скорости игольчатой решетки, вы-

соты наполнения камеры волокном и др. Продолжительность

этого периода неодинакова в каждом цикле.

Второй период — выстой, или резервная часть питания. Вы-

стой продолжается с момента закрытия заслонки до момента

раскрытия нижних створок чаши. Чаша весов раскрывается че-

рез равные интервалы времени независимо от продолжительно-

сти периода питания.

tn +

= const,

162

где /п — продолжительность первого периода; ^в — продолжительность вто-

рого периода,

Тр^етий период —раскрытие створок чаши и сброс взвешен-

ной порции смеси на питающую решетку 8.

Четвертый период — закрытие створок чаши весов, подъем

ее вверх под действием грузов, включение игольчатой решетки

и открытие чаши.

Все четыре периода составляют один цикл работы самовеса,

в течение которого взвешивается и выбрасывается на питаю-

щую решетку одна порция смеси. Сброшенная на питающую

решетку порция придвигается уплотняющей доской 7 к обра-

зованному ранее слою и уплотняется качающимся угольни-

ком 9.

Количество смеси, подаваемой для чесания в машину за

1 мин,

Q^Mk,

где Af —масса броска (300—500 г);

—число бросков в 1 мин (1,3—3).

Массу порции смеси устанавливают, перемещая груз на ко-

ромысле весов. Если скорость питающей решетки Vn, м/мин,

то масса, г, 1 пог. м слоя смеси

/Псм = Л1Й/0п.

Линейная плотность слоя, текс,

T^„ = Mk/iVn-lOOO).

Линейная плотность слоя, поступающего в чесание, будет

определять загрузку волокном рабочих органов чесальной ма-

шины и влиять на интенсивность чесания и производитель-

ность кардочесального аппарата.

предварительный прочесыватель

Питающая решетка 8 (см. рис. 1.62) подает волокнистый ма-

териал к питающим валикам 10 с пильчатой гарнитурой. При-

емный барабан 11, вращаясь с окружной скоростью, превы-

шающей скорость питающих валиков в 100 раз, расчесывает

волокнистый материал и передает клочки волокон на барабан

14. Нижний питающий валик очищается чистителем, с которого

волокна снимает приемный барабан.

Сорные примеси сбиваются двумя ножами 33, установлен-

ными под приемным барабаном. Барабан 14 предпрочеса опе-

режает приемный барабан 11.

Предварительное расчесывание происходит при взаимодей-

ствии барабана с рабочей парой валиков — рабочим 13 и

съемным 12. Все рабочие органы предварительного прочесы-

вателя обтянуты пильчатой лентой. С барабана 14 предвари-

тельного прочесывателя волокно снимается перегонным вали-

ком 15 и передается на главный барабан 20 первой наличной

чесальной машины.

Внизу под барабаном 14 установлены поддерживающий ва-

лик 31 и колосниковая решетка 32.

валичная чесальная машина

На валичной чесальной машине осуществляется чесание, сме-

шивание и выравнивание потока волокон по составу и линейной

плотности.

Основные рабочие органы чесальной машины обтянуты

игольчатой лентой, которая состоит из семи слоев хлопчатобу-

мажной ткани и верхнего резинового или войлочного слоя.

В ленту, вставлены иглы-скобочки, изготовленные из проволоки

круглого или овального сечения. Угол наклона иглы к осно-

ванию составляет 66°. На валичных чесальных машинах при-

меняют для обтягивания рабочих органов цельнометалличе-

скую пильчатую гарнитуру с углом наклона передней грани

зуба 77° для главных барабанов и 55° для съемных.

Валичные чесальные машины, входящие в состав кардоче-

сального аппарата, различаются скоростным режимом, плотно-

стью набора гарнитуры, разводками между основными рабо-

чими органами.

Волокна, расчесанные предварительным прочесывателем, пе-

реходят на главный барабан первой валичной чесальной ма-

шины, где и происходит основной процесс кардочесания.

В зоне основного чесания над главным барабаном распола-

гается 4—6 рабочих пар, состоящих из рабочего 22 и съемного"

21 валиков. С главным барабаном взаимодействует бегун 24

с надбегунником 23 и подбегунником 25, а также съемный

барабан 26.

Со съемного барабана прочес снимается качающимся греб-

нем 27 и направляется к решетке-лентообразователю 28, ко-

торый формирует ленту, а лентоукладчик 29 укладывает ее

на питающую решетку 30 второй валичной чесальной ма-

шины.. . ' -

Особенностью валичной чесальной машины является на-

лич"ие рабочих пар валиков (первая 16, 17\ последняя

21, 22), взаимодействующих с главным барабаном. При этом

происходит чесание волокнистого материала и частичный пере-

ход волокон на рабочий валик. Это обусловлено параллельным

расположением зубьев гарнитур рабочего валика и главного

барабана, малой разводкой и скоростным режимом {Vr>Vp).

Примем, что на 1 м^ поверхности главного барабана нахо-

дится Об волокон, а при взаимодействии главного барабана

с рабочим валиком часть волокон р с каждого квадратного

метра поверхности главного барабана перейдет на рабочий ва-

лик и распределится на его поверхности, образуя слой воло-

кон массой Рр на 1 м^ поверхности.

в зоне взаимодействия рабочего валика с главным бараба-

ном по условию материального баланса

где ft —рабочая ширина машины, м.

Тогда

Скорость главного барабана около 500 м/мин, а рабочего

валика около 10 м/мин. Следовательно, на рабочем валике во-

локнистый материал сгущается

(f5p

= 50 р) и происходит допол-

нительное смешивание волокон. Отношение fr/fp называют про-

чесным числом, и чем больше это число, тем выше эффект

смешивания.

При взаимодействии рабочего валика со съемным происхо-

дит полный переход волокон на съемный валик и чесание зад-

них концов длинных волокон, так как Оо>0р, разводка между

валиками небольшая и расположение гарнитур перекрестное.

Обозначая загрузку поверхности съемного валика волокном

через Yc> г/м^, и используя уравнение материального баланса,

для рассматриваемой зоны можно написать

6t»pPp=6t>cVc.

Откуда

Тс = PpV^C =

На первых рабочих парах у съемного валика устанавли-

вают сороотбойные полочки 18 и 19 (см. рис. 1.62). Вследствие

малой разводки между острой гранью полочки и гарнитурой

съемного валика соринки и неразработанные узелки волокон,

ударяясь о грань сороотбойной полочки, отделяются от общей

массы волокон.

Съемный валик взаимодействует с главным барабаном и пе-

редает волокна на главный барабан, так как расположение

зубьев гарнитуры перекрестное, малая разводка и Vr>Vc.

При взаимодействии съемного валика с главным барабаном

посл.едний принимает дополнительно на свою поверхность все

волокна со съемного валика.

Обозначим рп количество волокон, г/м^, которое в единицу

времени главный барабан воспринимает поверхностью, равной

1 м2.

Для рассматриваемой зоны условие материального баланса

Откуда

Ре = Vcfc/fr = &VrVj{VrVc) ~ р.

166

Таким образом, при устйновивШёмсй ре^киме работк Мй-

ШинЫ, если не учитывать потерь материала в рабочих парах,

сколько волокнистого материала переходит на рабочий валик

с 1 м2 поверхности главного барабана, столько же материала

и возвращается съемным валиком на главный барабан. Коли-

чественное соответствие не изменяется в процессе работы, со-

став же волокон, переходящих со съемного валика на главный

барабан, совершенно не совпадает с составом волокон, перехо-

дящих с главного барабана на рабочий валик.

В зоне взаимодействия рабочей пары с главным барабаном

происходит не только расчесывание волокон, но и интенсивное

смешивание и выравнивание в результате соединения двух по-

токов волокон.

Для оценки интенсивности чесания, эффективности смеши-

вания и выравнивания Н. Я. Канарский ввел понятие о коэф-

фициенте распределения fep материала между главным бараба-

ном и рабочим валиком.

/гр = р/(ап + р),

где Оп — загрузка главного барабана волокнистым материалом, г/м^ кото-

рую он получает от органов питания приемного барабана; р — загрузка глав-

ного барабана, г/м^, волокнистым материалом, переходящим со съемного

валика рабочей пары.

Чем больше коэффициент распределения, тем выше интен-

сивность чесания и эффект смешивания волокон.

При установившемся режиме чесальной машины коэффици-

ент распределения имеет постоянную величину для каждого

рабочего валика; он изменяется в зависимости от положения

рабочего валика по ходу процесса — уменьшается от первой

пары^к последней. Уменьшение разводки между рабочим ва-

ликом и главным барабаном приводит к увеличению йр. С по-

вышением загрузки поверхности главного барабана со стороны

питания коэффициент распределения увеличивается незначи-

тельно.

Наибольший эффект чесания и смешивания достигается при

увеличении скорости рабочих валиков только на первых ста-

диях чесания. По мере разработки клочков волокон на чесаль-

ной машине скорости рабочих валиков и разводки необходимо

уменьшать.

Волокнистый материал, прочесанный на рабочих парах, под-

носится главным барабаном к съемному барабану. В зоне

взаимодействия главного и съемного барабанов иглы гарнитуры

расположены параллельно, а скорость съемного барабана

меньше скорости главного (Vc.6<Vr)-

Съемный барабан выполняет такую же задачу, как рабо-

чие валики, с той лишь разницей, что материал, снятый греб-

нем со съемного барабана, не возвращается на главный бара-

бан, а образует ватку-прочес.

Йа поверхности главного ёараёана после взаимодеиствий

его со съемным барабаном остается слой волокон, который об-

разует остаточную загрузку барабана (оо, г/м^). Остаточная

загрузка барабана в 12—20 раз превышает загрузку питания

Оп.

Наличие остаточной загрузки в значительной мере увеличи-

вает количество волокон, участвующих в чесании. При этом

затрудняется обработка волокнистого материала и нельзя по-

вышать производительность машины, так как загрузка поверх-

ности главного барабана аб=ап + ао '' увеличение Оо снижают

эффективность чесания.

Однако волокна остаточной загрузки обмениваются со

вновь поступаюш,ими волокнами «п, что содействует смешива-

нию волокон и выравниванию волокнистого потока.

Учитывая, что волокна остаточной загрузки участвуют в че-

сании и смешивании, М. В. Эмануэль предложил рассчитывать

коэффициент распределения по формуле

/?P=^/(ao-fan-f Р).

Эффект смешивания и выравнивания при взаимодействии

главного барабана с рабочей парой валиков можно оценивать

и числом оборотов главного барабана с момента его взаимо-

действия с рабочим валиком, когда часть волокнистого мате-

риала, перешедшая на рабочий валик, будет вновь возвращена

съемным валиком на главный барабан. Чем позже осущест-

вится эта передача, т. е. главный барабан сделает большее

число оборотов, тем эффект смешивания и выравнивания будет

•выше.

Продолжительность пребывания волокна на рабочей паре, с,

= (60/пр + 60/пс)0,75,

где Пр и Па — частота вращения соответственно рабочего и съемного валика.

МИН"'; 0,75 — коэффициент, учитывающий, что волокно проходит только часть

окружности рабочего и съемного валиков.

За время t главный барабан делает М оборотов.

М = W60 = 0,75

Пг (1/Пр

+ l/nc),

где Пг —частота вращения главного барабана, мин"'.

Чем больше М, тем выше эффект смешивания и выравнива-

ния потока волокон по составу и линейной плотности.

На трехпрочесных аппаратах (с тремя наличными чесаль-

ными машинами) М увеличивается от первой машины к послед-

ней: на первой 3,5—7, второй 7—15, третьей 25—50.

В процессе чесания эластичная гарнитура рабочих органов

чесальной машины постепенно заполняется волокнами, которые

под давлением вновь поступающих волокон постепенно погру-

жаются внутрь и не участвуют в чесании. Такие волокна обра-

зуют сдир, они извлекаются только при чистке машины. По

мере заполнения гарнитуры сдиром ухудшается протекание че-

сания.

Полная загрузка поверхности главного барабана перед ра-

бочим валиком

аб = асд+ао + ап4-Р.

где аод —загрузка сдиром.

При обтягивании главного барабана ЦМПЛ сдир не обра-

зуется. Для уменьшения загрузки барабана сдиром и волок-

нами остаточного слоя перед съемным барабаном устанавлива-

ется бегун — валик, обтянутый бегунной лентой с длинными

гибкими иглами, наклоненными в сторону, обратную его вра-

щению.

Иглы бегуна касаются гарнитуры главного барабана (имеет

место присадка бегуна к барабану), они скользят по волокнам,

выступающим из гарнитуры барабана, сдвигают их, ослабляя

связь с волокнами сдира. Скорость бегуна в 1,2—1,4 раза выше

скорости главного барабана. В результате. такой подготовки

волокна в большем количестве переходят с главного барабана

на съемный.

ровничная каретка чесального аппарата

Ровничная каретка предназначена для утонения ватки-прочеса

в процессе деления, упрочнения полученных ленточек и пре-

вращения их в ровницу в процессе сучения, наматывания ров-

ницы в кружки.

На рис. 1.63 приведена технологическая схема ровничной

каретки, состоящей из ремешкового делителя, сучильных рука-

вов и накатного механизма.

Сущность деления продукта заключается в продольном раз-

делении его на отдельные полоски. В процессе деления не про-

исходит распрямления и ориентации волокон.

Ватка-прочес с последней наличной чесальной машины по-

ступает в ремешковый делитель, состоящий из 120 ремешков

при ширине ремешка 14 мм или из 160 при ширине ремешка

10,5 мм. Одна группа ремешков огибает верхний приемный валик

1, а другая —нижний приемный валик 15. Ватка-прочес оказы-

вается зажатой между ремешками (сечение I—/). Для разде-

ления продукта все ремешки, расположенные сверху, должны

идти вниз, а ремешки, расположенные снизу продукта,— вверх.

При расхождении ремешков происходит, разделение продукта.

Вверх и вниз ремешки направляются делительными цилинд-

рами 2 и 14 (сечение II—//). Делительные цилиндры состоят

из дисков, ширина которых равна ширине ремешка. Диски верх-

него и нижнего делительных цилиндров чередуются в шахмат-

ном порядке. 1^ажд{>1й ремешок располагается в одной плос-

' 7

Рис. 1.63. Технологическая схема ровничной каретки кардочесального ап-

парата

кости, поэтому напротив диска в другом делительном цилиндре

имеется промежуток между дисками.

Все ремешки, расположенные снизу ватки-прочеса, огибают

диски верхнего делительного цилиндра 2, а ремешки, располо-

женные сверху ватки-прочеса, огибают нижний делительный

цилиндр 14. Следовательно, волокна оказываются зажатыми

между ремешками и дисками делительных цилиндров и в точке

расхождения делительных цилиндров происходит деление про-

дукта на узкие полоски шириной, равной ширине ремешка.

Ремешки верхней группы так же, как и нижней, разделены

через один ремешок на длинные 4, огибающие натяжной валик

5, и короткие 3, огибающие натяжной валик 6.

Верхние длинные ремешки 4 отдают полоски продукта верх-

ней паре сучильных рукавов 8 и, огибая направляк)щий ра-