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

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 1.69. Схема рассортировки во-

локон шерсти по длине в процессе

гребнечесания

На гребнечесальнух Маши-

нах для тонкой шерсти пита-

ние, . т. е. подача холстика,

происходит только в третьем

периоде за один прием.

Рассмотрим схему смеще-

ния бородки в процессе греб-

нечесания и установим влия-

ние параметров заправки греб-

нечесальной машины на рас-

сортировку волокон по длине,

отделяемых в очес и прочес.

Перед первым периодом

работы машины в тисках за-

жата бородка -длиной, равной

минимальному расстоянию R

(рис. 1.69) между тисками и

отделительным цилиндром.

Бородка зажата в тисках по

линии ТТ. Линия ОнОн — по-

ложение отделительного ци-

линдра в начале отделения,

линия ОкОк —в конце отделения, г —некоторая часть бородки

за тисками, которая не прочесывается иглами гребенного ба-

рабанчика.

На рис. 1.69, а показано взаимное положение рабочих орга-

нов машины в конце -первого периода, когда бородка проче-

сана иглами гребенного барабанчика. Прослёдим поведение

двух волокон, находящихся в'бородке. Длина первого волокна

—

R/ц, второго—

= {Я—Р)/ц (здесь т) — коэффициент рас-

прямленности волокна) . Видим, что все волокна бородки, длина

которых меньше h, могут быть вычесаны гребенным барабан-

чиком и попасть в очес; h будет максимальной длиной воло-

кон в очесе. - ^

В третьем периоде (см. рис. 1.69,б), когда происходит отде-

ление порции и отделительный цилиндр вращается со Ско-

ростью Do, бородка непрерывно подается вперед питающими

цилиндрами со скоростью Vn<Vo и величина подачи равна F,

мм. Тогда все волокна длиной /г и длиннее попадут передними

концами на линию зажима отделительного цилиндра и попадут

в прочес. Следовательно, длина /г будет минимальной длиной

волокон в прочесе.

В четвертом периоде отделихельная каретка отходит от ти-

сков и длина бородки вновь равна R (см. рис. 1.69, в), но неко-

торая часть этой бородки прочесана гребенным барабанчиком,

а другая ее часть не прочесана.

В следующем цикле работы машины эта непрочесанная.

часть будет лрочесана первый раз, а другие ее части второй,

Количество болотн, %

Рис. 1,70. Штапельная диаграмма

третий й т. д. Кратйость

чесания бородки гребенным

барабанчиком

k = {R-r)IF.

На гребнечесальной ма-

шине Текстима модели 1602

величина линейного пита-

ния F=4, 6. ..10 мм и длина

прочесываемой части бо-

родки {R—r)~24: мм.

Установив максималь-

ную и минимальную длину

волокон, рассортировывае-

мых в прочес и очес, можно

также, зная штапельную диаграмму волокон бородки, устано-

вить количество гребенных очесов.

На штапельной диаграмме (рис. 1.70) отложим длины h и

h. Волокна длиной h и короче попадают в очес, а волокна дли-

ной h и длиннее — в прочес. Группу волокон промежуточной

длины и<1<1\ называют группой неточно сортируемых воло-

кон. Волокна этой группы с равной вероятностью могут по-

пасть как в очес, так и прочес.

Средняя длина волокон этой группы

Как видно из формулы, с увеличением R и уменьшением F

увеличивается средняя длина неточно сортируемых волокон и,

следовательно, растет процент гребенных очесов. Исследовани-

ями установлено, что изменение R на 1 мм влечет изменение

количества гребенного очеса на 0,5—0,7%.

Количество гребенных очесов зависит также от содержания

в питающем продукте коротких волокон и его засоренности.

Производительность гребнечесальной машины, кг/ч,

Р = /='ПгтГл-607(вА:п.в/10»,

где f —величина питания, мм; Пг —число циклов работы машины в минуту

(до 170 МИН"'); т — число складываемых лент (32); Гл—линейная плот-

ность ленты (7,5—10 ктекс); Кв — коэффициент выхода гребенной ленты

(0,94—0,82); Кп. в — коэффициент полезного времени машины (0,89—0,92).

Штапелирование. Штапелирующие машины*

Для формирования ленты из химических волокон в гребенной

системе прядения применяются ленточно-штапелирующие ма-

шины. На ленточно-штапелирующих машинах протекают сле-

дующие процессы: расправка и натяжение жгутов, штапелиро-

Данный материал написан М. С. Литвиновым.

вание, формирование штапелированной ленты и укладка ее

в таз.

Цель расправки — обеспечить эффективное п{!отекание шта-

пелирования и формирования штапелированной ленты, а также

закономерное распределение волокон по длине, соответствую-

щее заданной кривой распределения штапелированных волокон

в ленте по длине. Сущность расправки жгута заключается

в равномерном распределении элементарных нитей по ширине

жгута, разъединении спутанных нитей, распрямлении и парал-

лелизации их в результате натяжения. При этом элементарные

нити испытывают удлинение в пределах упругой деформации.

Расправка жгута осуществляется двумя способами-

активным — при натяжении элементарных нитей за счет

разности скоростей натяжных пар;

пассивным — при натяжении элементарных нитей за счет

сил трения о направляющие стержни.

Если в процессе переработки жгут недостаточно расправлен

и неравномерно натянуты отдельные нити, то даже при высо-

ком качестве жгута невозможно получить равномерную штапе-

лированную ленту по линейной плотности и структуре. При рас-

правке жгута правильно выбранное натяжение не обеспечивает

требуемого качества штапелированной ленты, если имеется

большая неровнота по натяжению между элементарными ни-

тями. * ,

При активном способе расправки жгута интенсивность про-

цесса оценивается вытяжкой между натяжными парами:

где Vi+i — линейная скорость выпускной пары, м/мин; Vi-

питающей пары, м/мин.

-линейная скорость

Интенсивность натяжения жгута в расправляющем устрой-

стве при пассивном способе расправки характеризуется форму-

лой Эйлера:

Робхр

где Рп — натяжение жгута после я-го стержня расправляющего устройства,

Н; Ро —натяжение жгута на входе в расправляющее устройство, Н; ц —

коэффициент трения жгута о стержни; Saj — суммарный угол Обхвата жгу-

том стержней расправляющего устройства.

Эффективность расправки характеризуется шириной жгута

и равномерностью расположения нитей по ширине в произволь-

ном сечении и на выходе из расправляющего устройства,,

а также ровнотой по натяжению между отдельными нитями

жгута.

7 Заказ № 174 193

Цель штапелирования — превращение жгута в поток воло-

кон, для которого дифференциальный и интегральный законы

распределения волокон по длине имеют заданный вид при фор-

мировании пряжи из химических волокон или их смеси с нату-

ральными волокнами. Сущность штапелирования заключается

в формировании из предварительно расправленных элементар-

ных нитей в жгуте волокон заданной длины.

Способы штапелирования:

неконтролируемый разрыв — штапелирование осуществля-

ется между двумя разрывными парами за счет разности скоро-

стей; основными недостатками этого способа являются боль-

шая неровнота по длине волокон, их перенапряженность, износ

разрывных пар и др.;

контролируемый разрыв —в разрывное поле вводится кон-

центратор напряжения нитей, в результате чего локализуется

место разрыва волокон; при этом способе почти полностью уст-

раняются недостатки неконтролируемого разрыва;

разрезание — штапелирование осуществляется специальным

спиральным режущим валом, контактируемым с гладким опор-

ным цилиндром; при данном способе исключаются все недо-

статки предыдущих способов, но вследствие большого давле-

ния в жале между валами кончики волокон расплющиваются

и в дальнейшем это препятствует движению волокон и возни-

кает неровнота;

дифференцированное разрезание-—часть нитей разрезается

на волокна, неразрезанные нити штапелируются способом не-

контролируемого разрыва.

Формирование штапелированной ленты необходимо для со-

здания непрерывного продукта достаточной прочности и мини-

мальной неровноты. Иногда штапелирование и формирование

штапелированной ленты совмещаются.

Для неконтролируемого разрыва интенсивность процесса

характеризуется вытяжкой

E = vJvi:>\-\-e,p,

где бр — относительное разрывное удлинение элементарной нити.

Для контролируемого разрыва интенсивность характеризу-

ется соотношением скоростей viWiWi (где из — линейная ско-

рость концентратора напряжения призмы, м/мин). Например,

для существующих ленточно-штапелирующих машин харак-

терно три случая: Wi: из: ^2 =

: 3 или 1:2:3, или 1:4:3.

В первом случае призма неподвижна и элементарные нити

в основном разрываются между призмой и выпускной парой,

во втором случае нити разрываются до и после призмы,

в третьем — в окрестностях точки Соприкосновения призмы и

жгута.

Рис. 1.71. Технологическая схема резально-штапелирующей машины ЛРШ-70

При разрезании интенсивность характеризуется временем

образования волокна

где 1шт (Y. Ь) — длина волокна в зависимости от угла подачи, числа за-

ходов

•

ножевого вала и его конструкции; Он. в—линейная скорость ножевого

вала, м/мин.

Эффективность штапелирования на штапелирующей ма-

шине оценивается мерой приближения реальной штапельной

диагра.'угмы к гипотетической штапельной диаграмме. В целом

эффективность процессов на штапелирующих машинах харак-

теризуется неровнотой по линейной плотности ленты и ее струк-

турной неровнотой.

Для разрезания части нитей жгута по способу дифференци-

рованного разрезания применяется спиральный ножевой вал б

(рис. 1.71) с радиальными пазами поперек режущей кромки,

имеющей острую заточку. На рис. 1.71 отдельно показан эле-

мент режущей кромки с пазами. Количество неразрезаемых ни-

тей жгута при постоянном шаге S будет зависеть только от ши-

рины b и глубины h паза. Длина волокон при разрезании

1шт

= пОи.в/т, где Z)„.

—диаметр; т —число заходов ножевого

вала.

Рассмотрим, как протекает процесс при использовании трех-

заходного ножевого вала (?и=3). Расправленная нить может

быть преобразована в волокно по следующей схеме: нить при

первом проходе с вероятностью

PiH

= bfS не разрезается и с ве-

роятностью Pip разрезается, причем PiH-l-Pip=l. При втором

проходе нить с вероятностью Ргн остается нитью и с вероятно-

стью Ргр превращается в во-

локно. Вероятности Ргн и Ргр

определяются взаимным рас-

положением пазов в соседних

спиралях ножевого вала. Из

каждой нити должно быть по-

лучено волокно, т. е. хотя бы

однажды нить должна разре-

заться, поэтому при третьем

шт

I шт

21 шт

-С

-d

21шт

• шт

шт

twm

• шт

Рис. 1.72. Распределение волокон по

длине после штапелирования

195

проходе все нити и волокна, образованные раньше, разреза-

ются с вероятностью Рзр=1. На рис. 1.72 показано вероятност-

ное распределение волокон по длине после штапелирования

в зависимости от расположения пазов в соседних спиралях:

с З/шт» 3/щт» 3/шт"' • •

d /шт1 2

/jnTj

^шт» 2 /щт ..."

е 2U; i

цдт")

/шт>

/шт

•

• •

/ /шт> ^шт

•

• •

Отсюда вытекает недостаток конструкции — формирование

штапелированного продукта со структурной неровнотой, т. е.

"ИЗ одной нити волокна формируется по одному из вариантов:

с, d, е я f. С технологической точки зрения необходимо вдоль

продукта иметь случайное чередование волокон разной длины,

так как в этом случае в разрывных зонах комплексы волокон

разрабатываются более эффективно. При т заходах число ва-

риантов преобразования нити в волокна y—2"^-K Очевидно, во-

локно с длиной т/йт образуетс$ь млько в <7= случаях, во-

локна с длиной {т—\)1шт — ъ случаях.

Такая схема позволяет определить вероятность образования

волокон разной длины в зависимости от числа заходов ноже-

вого вала и взаимного расположения пазов в соседних режущих

спиралях. Затем все волокна с длиной />2/шт подвергаются

штапелированию способом неконтролируемого разрыва в зонах

разрыва, поэтому часть волокон все же подвергается перена-

пряжению и увеличивается неровнота по длине волокна. На

ленточной резально-штапелирующей машине ЛРШ-70 приме-

няется способ дифференцированного разрезания жгута хими-

ческих нитей. Машина состоит из четырех секций: расправля-

ющей / (см1 рис. 1.71), штапелирующей //, разрывной /// и

Гофрирующей /V. Жгут из коробок 1 поступает в пассивное

расправляющее устройство 2, 3 питающей рамки, затем в виде

однородной плоской ленты в питающий зажим 4 активного рас-

правляющего устройства. С помощью расправляющего устрой-

ства жгуты равномерно распределяются по ширине на протя-

жении всей своей длины, что важно для обеспечения постоян-

ства удельного питания машины. Натяжение и ширина рас-

правки жгутов регулируются путем изменения суммарного угла

обхвата стержней пассивного расправляющего устройства, для

чего на питающей рамке установлен регулятор. Между питаю-

4 и натяжным 5 зажимами устройства активной рас-

правки происходит дополнительное выравнивание натяжения

нитей в жгуте. При переработке жгутов ^для высокообъемной

пряжи между зажимами 4 п 5 возможна установка нагрева-

тельного устройства для создания высокоусадочного компо-

нента, в этом случае вытяжку увеличивают до 1,3—1,5. Штапе-

лирование осуществляется в секции II на волокна различной

длины с помощью режущего устройства, состоящего из спи-

рального ножевого вала 6 с пазами на режущей кромке, рас-

положенного на гладком опорном валу. Волокна, оставшиеся

неразрезанными отделительными цилиндрами 7, подаются

в зону разрыва, где разрываются способом неконтролируемого

разрыва. Разрывная секция III образована рабочими парами 8,

9, 10 и 11. Цилиндры первой разрывной пары 8 рифленые,

у остальных пар — гладкие, валики имеют эластичные покры-

тия. Частные вытяжки в этой секции распределяются следую-

щим. образом:

Ei = VglvT= 1,1 .. . 1,2Г£г==Ув/У8= 1.5 • • • 2;

Es=vjvg=l,5 ... 2; Ei = Vn/Vio= 1,5'. . . 2.

За счет разности окружных скоростей происходит разрыв

волокон, имеющих длину, превыщающую разводку между

этими парами. Разводка между приемной 8 и промежуточной 9

парами изменяется в пределах 150—350 мм, между промежу-

точной 9 и разрывной 10 — 60—150 мм. Штапелированная

лента уплотняется с помощью гофрирующего устройства 12 и

поступает в таз 13 с помощью лентоукладчика 14. Производи-

тельность мащины ЛРШ-70, кг/ч,

где Тл—линейная плотность ленты, текс; Ув—скЬрость выпуска ленты,

м/мин.

Лента из химических волокон, полученная на ленточно-шта-

пелирующей машине, и шерстяная лента, выработанная на

гребнечесальной машине, после двух-трех переходов ленточных

машин смешиваются на ленточных машинах (меланжирах)

фирм «Сант-Андреа-Навара» (Италия) и «Шлюмберже» (Фран-

ция), представляющих собой двухпольные ленточные машины

со скоростью выпуска до 150 м/мин и числом сложений 20.

Приготовление ровницы. Ровничные машины

В ровничном отделе шерстопрядильных предприятий подготов-

ленные ленты на первом этапе дополнительно смешиваются и

выравниваются по линейной плотности на ленточных машинах

типа ЛМШ-220, устройство которых рассмотрено ранее. Ров-

ничные машины предназначены для дальнейшего утонения

ленты, упрочнения ее сучением или кручением и наматывания

полученной ровницы в паковку определенной структуры и

формы.

В тонкогребенной системе прядения при производстве чисто-

шерстяной пряжи применяются ровничные машины с сучиль-

ными рукавами, на которых продукт уплотняется сучением.

! 2 J i! 5 6 7 8 g

Рис. 1.73. Технологическая схема ров-

ничной машины с сучильными рука-

вами

На текстильных предприятиях работают ровничные машины

FM-3 фирмы «Шлюмберже», SSK/11 фирмы «Сант-Андреа-На-

вара» и др. Указанные машины отличаются конструкцией вы-

тяжного прибора и других вспомогательных механизмов.

На рис. 1.73 приведена технологическая схема ровничной

машины FM-3. Лента из тазов поступает в уплотняющую во-

ронку I, расположенную перед питающей парой 2 двухремеш-

кового вытяжного прибора.

Вытяжной прибор однозонный с общей вытяжкой 10—30.

Основное вытягивание осуществляется между выпускной парой

6 и ремешками 5. Ремешки создают дополнительное поле сил

трения и обеспечивают хороший контроль движения волокон

в поле вытягивания.

Между питающей парой 2 и ремешками 5 установлен уплот-

нитель 5. Верхний и нижний ремешки надеты на ведущие ци-

линдры 4 и 14, которые получак)т принудительное вращение от

шестеренной передачи. Передние валики IB и 12 вращаются от

ремешков. Для лучшего контроля движения волокон в клеточке

верхнего ремешка расположены три прижимных валика. Вы-

тянутая мычка перед входом в сучильные рукава 11 приобре-

тает компактную форму в уплотнителе 7.

Изменение разводки между питающей 2 и выпускной 6 па-

рами вытяжного прибора не предусмотрено. Вытянутые лен-

точки попадают в сучильные рукава, которые установлены на

близком расстоянии друг от друга. Рукава получают двойное

движение: по ходу продукта —для транспортирования ровницы

и поперечное возвратно-поступательное — для сучения ровницы.

Волокна тонкой шерсти обладают повышенной цепкостью, бла-

годаря которой при закатывании под давлением в сучильных

рукавах они сцепляются между собой и придают ровнице неко-

Зона

Hg/isSau ирг/тки

Зона

йумеЗой

крут/^и

Рис. 1.74. Самокрученая пряяга

торую прочность. Прочность ровницы зависит от интенсивности

сучения, которая оценивается степенью сучения, подсчитывае-

мой по той же формуле, что и степень сучения ровницы, полу-

чаемой на кардочесальном аппарате [формула (1.21)]. Макси-

мальная интенсивность сучения — 900 сучений в минуту.

Ровница наматывается в бобины 9 с крестообразным рас-

положением витков. Накатные валики 10 с бобинами ровницы

установлены на подвижной каретке, которая совершает воз-

вратно-поступательное движение относительно неподвижного

уплотнителя 5. Каретка совершает до 110 ходов в минуту. Ско-

рость выпуска ровницы достигает 120 м/мин. Машина имеет 12

или 16 выпусков, на бобину может наматываться одна или две

ровницы.

Для предупреждения наматывания волокон на выпускную

пару вытяжного прибора машина снабжена пневмосистемой 15

с всасывающими соплами для удаления волокон с ремешков,

нажимных валиков и цилиндров.

Ровницу из ленты, содержащей полугрубую шерсть или

смесь шерсти С искусственными и синтетическими волокнами,

вырабатывают на отечественных рогульчатых машинах

Р-192-ИМ, принцип работы которых не отличается от принципа

работы ровничных машин хлопкопрядильного производства.

Имеется различие в конструкции вытяжного прибора. Само-

круточный способ формирования ровницы позволяет заменить

ровничные машины с сучильными рукавами, которые в нашей

стране не выпускаются.

При самокруточном способе формирования ровницы сущест-

венно упрощается конструкция ровничной машины и увеличи-

вается скорость выпуска ровницы.

Сущность формирования продукта состоит в том, что двум

прядям 7 и 2 (рис. 1.74), выходящим из вытяжного прибора,

сообщается чередующаяся знакопеременная крутка, затем

пряди соединяются. При этом каждая прядь частично раскру-

чивается и одновременно скручивается, образуя равновесную

структуру крученого продукта 3, имеющего крутку перемен-

ного направления.

Формирование пряжи. Прядильные машины

В гребенной системе прядения тонкой шерсти в основном ис-

пользуются кольцевые прядильные машины. Советскими уче-

ными разработана конструкция самркруточной прядильной ма-

шины ПСК-225-ШГ. Эти машины работают на Курском трико-

тажном комбинате.

' В Московском текстильном институте им. А. Н. Косыгина

ведутся работы по созданию камерной пневмомеханической

прядильной машины для производства смешанной шерстяной

пряжи из ленты.

На предприятиях широко применяются кольцевые прядиль-

ные машины П-76-ШГ2 и П-76-ШГЗ. На них можно вырабаты-

вать пряжу как из крученой, так А из сученой ровницы, приго-

товленной -из чистой шерсти и ее смесей с химическими волок-

нами и из химических волокон в чистом виде. Принцип работы

этих машин полностью соответствует принципу работы коль-

цевых прядильных машин, рассмотренных ранее.

Машины оснащены двухремешковым вытяжным прибором,

работающим с вытяжкой до 40 и рассчитанным на выработку

гребенной пряжи от 15,5 до 47 текс.

Машины могут иметь привод с регулированием частоты вра-

щения веретен — базисным и послойным. Частота вращения ве-

ретен может быть в пределах 6000—13000 мин~'. Установлены

самосмазывающиеся кольца диаметром 51, 52, 55 и 57 мм. При-

вод веретен осуществляется с помощью тесьмы от пластмассо-

вых дисков, установленных на главном валу машины.

В настоящее время кольцевые прядильные машины подвер-

гаются значительной модернизации. Одним из основных на-

правлений модернизации является повышение частоты враще-

ния веретен. Это достигается за счет усовершенствования гео-

метрии колец и бегунков, более тщательной их обработки,

применения специальных покрытий для повышения их изно-

состойкости.

Другим важным направлением модернизации машин явля-

ется применение микропроцессорной техники для контроля па-

раметров заправки машины и управления технологическими

процессами. Во ВНИИЛтекмаше разрабатывается электрон-

ная система СКП-1 автоматического контроля процессов на

колщевых прядильных машинах. Эта система состоит из стан-

ции управления, магистрали питания и сбора информации. Пре-

дусмотрена установка микропроцессорного устройства МПУ-1

для обработки поступающей информации и определения тех'

нико-экономических показателей работы машины.