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

Подождите немного. Документ загружается.

йыделйв элемем нити dp на расстоянии р от воронки, опреде-

лим центробежную силу dC, Н, действующую на этот элемент

нити:

dC = m (л^рйр,

где т —масса единицы длины нити, г; со —угловая скорость вращения нити,

рад-с-1. ,

Для любого участка нити, расположенного на расстояаии р

от воронки, натяжение, Н, обусловленное центробежной силой,

С = f m (о2р dp = (R^ -

г")

т (oV2, (1.26)

где —радиус кружки центрифуги, м.

Анализ формулы (1.26) показывает, что наибольшее натяже-

ние пряжи будет при г=0, т. е.

= tna)^RV2.

Но

(О

= лПн/ЗО » п„/10; т = Т„р/(9,81

•

1000),

где Пн —частота вращения нити, мин-'; Гпр—линейная плотность пряжи,

текс.

Тогда натяжение пряжи, вызываемое центробежной силой

инерции,

C„ax=i?V„Tnp/(2-I000').. (1.27)

Формула ^1.27) показывает, что по мере наматывания ку-

лича, т. е. уменьшения внутреннего диаметра намотки, натяже-

ние пряжи уменьшается.

Основными недостатками центрифугального способа пряде-

ния являются повышенный расход электроэнергии, трудоемкость-

перематывания куличей, повышенный процент отходов пряжи

при ее перематывании.

Камерные пневмомеханические прядильные машины

Пневмомеханическая прядильная машина ППМ-240-Л, предназ-

наченная для производства пряжи средней линейной плотности

из смесей льна с химическими волокнами (30—50 %), по уст-

ройству и принципу действия аналогична пневмопрядильной ма-

шине для шерсти. Диаметр камеры 120 мм, а частота враще-

ния камеры 15000—20000 мин"'.

Ввиду того что в пневмопрядении необходимы волокна, длина

которых не превышает диаметра камеры, льняное волокно в про-

цессе подготовки к пневмопрядению штапелируют на штапели-

рующих машинах. При добавлении химического волокна (до-

30—50%) снижается средняя линейная плотность волокон

в смеси и улучшается процесс прядения.

Эксперименты показывают, что при пневмопрядении крутка

пряжи должна быть на 20—60 % выше, чем при кольцевом спо-

собе прядения.

7. ПЛАНЫ ПРЯДЕНИЯ

При составлении планов прядения льна, как и планов прядения

других волокон, особое внимание следует уделять правильности

выбора сырья, последовательности технологических процессов

и оборудования, расчету вытяжек и числа сложений.

В табл. 1.7 приведены планы прядения льняной пряжи 68 и

165 текс по гребенной системе.

В табл. 1.8 приведены планы прядения пряжи 156 и 215 текс

по кардной (оческовой) системе.

Таблица 1.7

Мокрое "прядение

Сухое прядение

Линейная

Машина

плотность

Вытяжка

Число плотность

Вытяжка

Число

продук-

Вытяжка

сложений

продук-

Вытяжка

сложений

та, ктекс

Автоматическая

43 24 6 55,5 25 4

раскладочная

Ленточная

I переход 31,9 5,4

47,6

II »

27,7

4,6

4 35,7

III » 18,9 4,4 3

16,6 8,6

IV »

14,2 4 3

^ • —

Ровничная

1,2

11,8 1

1,5

11,1 1

Прядильная

0,068

17,6 1

0,165

9,1

,1 Прядильная

(68 текс) (165 текс)

Таблица 1.8

Мокрое прядение Сухое прядение

Линейная Линейная

[Машина

плотность Число плотность

Число

продук-

Вытяжка

сложений

продук-

Вытяжка

сложений

та, ктекс

Чесальная

15,4 14,8

Ленточная

I переход 11,3

4,1

3 13,35 6,7 6

II » 9,3

4,9 4 8,44 6,3

III »

7,15

5,2

6,13

5,5

Ровничная

6,5 1

1,12 5,5

Прядильная

0,156

7,1

0,215

5,2

При переработке смесей льна с химическими волокнами сме-

шивание осуществляется на первом переходе ленточных машин

лентами. Лента из химического волокна вырабатывается на

штапелирующей машине ЛРШ-70, а затем выравнивается На

ленточной машине нулевого перехода.

8. ПУТИ РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ

ЛЬНОПРЯДИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Перед льняной промышленностью поставлена задача значитель-

ного роста объема производства пряжи и тканей, который дол-

жен быть обеспечен увеличением производительности труда и

оборудования за счет внедрения новой технологии и современ-

ного оборудования.

Одним из новых направлений является замена чесания тре-

паного льна гребнечесанием. Для этой цели разработан агре-

гат АЛФ-600-Л, устанавливаемый на выходе мяльно-трепаль-

ной линии и состоящий из лентоформирующей машины ЛФ-

600-Л с механизмом дополнительной очистки сформированной

ленты, лентоперегонной машины ЛСП-бОО-Л для выравнивания

ленты и пресса для прессования ленты в кипы. При использо-

вании этого агрегата увеличится на 1,5—2 % выход длинного

льна, исключится сортировка горстей трепаного льна, а приме-

нение гребнечесальной машины ГД-485-Л вместо льночесальной

позволит увеличить на 20—25 % выход чесаной ленты.

Следующим этапом совершенствования технологии в льно-

прядении будет ликвидация разделения волокна на трепаный

лен и короткое волокно. С этой целью создается поточная линия

ПЛТ-1 для получения однотипного волокна в ленте из льнотре-

сты и поточная линия ПЛЛ-2 для получения однотипного луба

в ленте из льносоломы.

Кроме того, ведутся большие работы по созданию высоко-

производительного автоматизированного оборудования для су-

ществующей технологии и поточных линий.

Прообразом однопереходной системы прядения короткого

льна и очесов может стать агрегат, состоящий из поточной ли-

нии ПЛ-КЛ, автоматической конвейерной установки АКУ, пред-

назначенной для транспортирования рулонов ленты, и высоко-

производительной кардочесальной машины Ч-600-Л.

Для подготовки чесаной ленты из длинного льна создается

льночесальная машина непрерывного действия АЧЛ, которая

вместе с разрабатываемой автоматической конвейерной установ-

кой АКУ-2 и ленточно-смешивающим агрегатом АС-600-Л1, ос-

нащенным системой автоматического выравнивания ленты по

линейной плотности, позволит иметь максимально механизиро-

ванное производство чесаной ленты.

Проводятся работы по совершенствованию двухпольных лен-

точных машин с червячными гребенными полями с целью увели-

чения скорости выпуска ленты до 200 м/мин и производитель-

ности в 1,5 раза.

Совершенствование ровничных машин ведется в направле-

нии автоматизации ряда ручных операций, улучшения конструк-

ции вытяжного прибора, в результате чего улучшится качество

ровницы и увеличится производительность машин на 17—25%.

В области прядения ведутся работы по совершенствованию

пневмомеханических прядильных машин ППМ-240-Л для сухого

прядения льна и созданию новых автоматизированных кольце-

вых прядильных машин для мокрого прядения льна.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие существуют системы прядения льна?

2. Каковы цель и сущность гребнечесания на льночесальной машине?

3. Как поддерживается постоянной скорость чесания на льночесальной

машине?

4. От чего зависит степень чесания на льночесальной машине?

5. Как осуществляется раскладка горстей на автоматической раскла-

дочной машине?

6. Какие машины входят в поточную линию ПЛ-КЛ?

7. В каких зонах наличной чесальной машины осуществляется чесание

льна?

8. Какова особенность конструкции вытяжного прибора ленточной ма-

шины для льна?

9. Каково назначение гребенного поля на ровничной машине для льна?

10. В чем заключаются особенности кольцевых прядильных машин мок-

рого и сухого прядения льна?

11. Как осуществляются кручение и наматывание на центрифугальной

прядильной машине?

Глава 4. КРУТИЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

1. КРУЧЕНИЕ ПРЯЖИ

Для переработки в ткацком, трикотажном и других производст-

вах хлопчатобумажной, шерстяной, лубяной, шелковой и других

отраслях текстильной промышленности большое количество

' пряжи подвергается кручению. Для скручивания готовой пряжи

или химических нитей применяются трощение и кручение..

Трощение является подготовительным к кручению процес-

сом и заключается в соединении заданного числа m одиночных

нитей в один продукт, называемый трощеным изделием, обла-

дающим большой ровнотой по линейной плотности. При тро-

щении необходимо обеспечить постоянство числа одиночных ни-

тей по длине изделия и равенство натяжений отдельных компо-

нентов. Затем трощеное изделие подвергают кручению, направ-

ление которого обозначают так же, как и при производстве

однониточной пряжи (Z и S). Сущность кручения заключается

в том, что каждая одиночная нить, располагаясь примерно по

винтовым линиям, растягирается и под действием сил упругости

1-й

3-й-

ПЗ.22

тлена

ш/с

т^З

текс

ш/с t-й

Zn,

/77-J

К'ггоонр./м к-ггоокр./м

2-й

3-й

4-й '

5-й

/Г'

^Кг

T^ZSmeKC

x/ff

'•mi

\ \ \

Кг

Рис. 1.90. Графическое изображение строения крученых нитей:

а —крепа; б

—

двухкруточной нити; в — крученой пряжи

крученое изделие уплотняется, увеличивая силы трения между

нитями, вследствие чего разрывная нагрузка повышается.

При изучении строения крученых нитей и пряжи рекоменду-

ется использовать их графическое изображение, предложенное

А. Г. Севостьяновым. На рис. 1.90, а графически изображена

однокруточная нить — креп из шелка-сырца (ш/с) линейной

плотности 3,22 текс в 3 сложения с круткой 2200 кр./м и направ-

лением ее как Z, так и S. Изображение состоит из трех эле-

ментов: 1-й характеризует сырье (линейная плотность и вид

сырья), 2-й — трощение, 3-й — скручивание (направление крутки

К, ее величина, кр./м, и число сложений /те).

Графическое изображение двухкруточной нити (рис. 1.90, б)

имеет пять элементов: 1-й характеризует сырье, 2-й — первое

трощение, 3-й — первое кручение, 4-й — второе трощение и 5-й —

второе кручение.

Крученое изделие, сформированное из пряжи, является од-

нокруточным (рис. 1.90,в), хотя его графическое изображение

почти такое же, как у двухкруточной нити. В двухкруточной

нити обе крутки (и первая, и вторая) сообщаются готовым ни-

тям. В прядении же крутка формирует пряжу из отдельных

волокон.

Кроме графического изображения существует аналитическая

запись структуры для приведенных на рис. 1.90 крученых из-

делий:

для однокруточной нити (крепа)

для двухкруточной нити

где 5 —направление крутки исходных нитей; Г —линейная плотность исход-

ных нитей, текс; ^Со —крутка исходных нитей.

Так как двухкруточную пряжу подвергают трощению и кру-

чению дважды, то стоимость ее обработки выше, но ее показа-

тели качества намного выше, чем у однокруточной. Крученое

изделие должно обладать равновесностью, т. е. свободно вися-

щий конец его не должен раскручиваться. Для обеспечения

этого направление последующего кручения должно быть про-

тивоположным предыдущему.

Скручивание пряжи позволяет улучшить физико-механиче-

ские и другие свойства текстильных нитей:

разрывная нагрузка крученой пряжи по сравнению с одно-

ниточной увеличивается вдвое;

в зависимости от соотношения и направлений крутки же-

сткость нити на кручение и изгиб изменяется как в сторону

уменьшения, так и в сторону увеличения;

неровнота по линейной плотности, разрывной нагрузке и уд-

линению снижается;

плотность нити, стойкость к истиранию увеличиваются;

возможно получение различных внешних эффектов, в том

числе формирование фасонной пряжи и др.

Вследствие значительных преимуществ крученой пряжи вы-

сококачественные текстильные материалы (хлопковая и шер-

стяная гребенная пряжа, натуральный шелк) почти полностью

перерабатываются в крученую пряжу, а затем в ткань и три-

котажное полотно.

Свойства крученой пряжи и ее использование

Обозначив линейную плотность крученой пряжи через Г„, вы-

разим ее через линейные плотности составляющих одиночных

нитей Гь Гг Тт (без учета изменения длины от крутки),

где т — общее число всех одиночных нитей. Если из крученой

пряжи вырезать отрезок длиной I, то масса этого отрезка будет

Мц. Допустим, что длина каждой одиночной нити также будет

равна I, а масса соответственно Mi, Мг, ..Mm, тогда

Mk = MI + M2+ . . .+М„;

Гк- Мк// = (Mi + + . .

+ М J// = M,/l + M,ll +... + MJl.

Отсюда

Tk = TI + T,+ . .

При равенстве линейных плотностей одиночных нитей (^1 =

Т2

= ... = Тт), получим

T^^mTj..

Коэффициент усадки от крутки

Ку-Ук,

где Ji и /2 — длина прялки соответственно до и после кручения.

236

процент укруткй

Линейная плотность крученой пряжи с учетом уменьшения

длины ее при кручении

T^TJKy.

Диаметр крученой хлопчатобумажной пряжи Z)„ при т = 2

с учетом влияния крутки может быть определен по эмпириче-

ской формуле

Dk = 0,0357V^.

где Yk — средняя плотность пряжи.

Например, для хлопчатобумажной крученой пряжи К. И. Ко-

рицкий предложил определять коэффициент крутки, обеспечи-

вающий полную равновесность пряжи, по формуле

ак = аол/^/(л//" +1).

где ао — коэффициент крутки исходной пряжи.

Соединенные вместе (строщенные) одиночные нити имеют

меньшую (в Ут раз) неровноту, поэтому после кручения пряжа

обладает значительной ровнотой. При кручении одиночные нити

обхватывают друг друга, растягиваются и осуществляют взаим-

ное сжатие. Силы трения как между компонентами, так и

между волокнами увеличиваются, что повышает разрывную на-

грузку крученой пряжи.-Таким образом, трощение и кручение

способствуют повышению ровноты крученой пряжи по линей-

ной плотности, увеличению сил сжатия и выравниванию их ве-

личины по сечению нити и пряжи, а следовательно, увеличению

сил трения между волокнами.

Условия для одновременного разрыва компонентов создаются

при одинаковом симметричном расположении одиночных нитей

в крученой пря^е; раскручивании одиночных нитей в ней и вы-

боре оптимального соотношения между величинами их круток.

Увеличение разрывной нагрузки крученой пряжи по сравне-

нию с разрывной нагрузкой составляющих ее компонентов при-

нято характеризовать коэффициентом упрочнения Куп-

Куп = РЛРот),

где Рк — разрывная нагрузка крученой пряжи, сН/текс; Ро — разрывная на-

грузка однониточной пряжи, сН/текс.

Коэффициент упрочнения для хлопчатобумажной пряжи

1,05—1,35, натурального шелка 0,6—1,04.

. Показатели физико-механических свойств крученой пряжи

значительно выше, чем у обычной одиночной пряжи. Поэтому

изделия из крученой пряжи отличаются более высокими потре-

бительскими свойствами. Хлопчатобумажные, шерстяные и шел-

ковые ткани лучших видов изготавливают из крученой пряжи.

В последние годы значительно расширился ассортимент трико-

тажных изделий, для выработки которых также используются

крученые нити различных видов. Ткани технического назначе-

ния из хлопкового и химических волокон, такие, как бельтинг,

приводные ремни, кирза, корд, велотред, парашютные ремни,

изготавливаются из крученой пряжи. Из шерстяной крученой

пряжи вырабатывают техническое сукно, приводные ремни. Из

высокопрочной и малорастяжимой хлопча-тобумажной и хими-

ческой крученой пряжи изготавливают рыболовные снасти и

сети. Крученая пряжа в широком ассортименте используется

в производстве гардинно-тюлевых изделий. Кроме того, она

в большом объеме используется в виде ниток и ниточных из-

делий.

Крученая пряжа вследствие упругости обладает способно-

стью к самопроизвольному раскручиванию и образованию сукру-

тин. Равновесность можно сообщить пряже двумя способами:

соединением и кручением двух или более предварительно

скрученных нитей, второй крутке дается направление, обратное

первой, поэтому соединяемые нити уравновешиваются;

закреплением и фиксацией крутки.

Сущность процесса закрепления крутки заключается в сня-

тии напряжений в скрученных нитях, вызванных кручением.

Фиксация крутки может произойти в обычных условиях при

длительном хранении крученых нитей. Резкое ускорение релак-

сации достигается при запаривании пряжи. Пряжу запаривают

в герметически закрытых камерах периодического действия,

в непрерывно действующих камерах, включаемых в состав по-

точных линий, и в вакуумных запарных камерах.

Подготовка одиночных нитей к кручению.

Тростильные машины

При подготовке одиночных нитей к кручению используются пе-

рематывание и трощение. Пряжу с небольших прядильных по-

чатков массой 40—250 г перематывают в большие паковки

в виде бобин крестовой намотки массой до 4,5 кг. При исполь-

зовании этих бобин в крутильном отделе повышается произво-

дительность труда и оборудования. Перематывание осуществ-

ляют со скоростью 500 м/мин, при этом дополнительно конт-

ролируется качество пряжи, она очищается от посторонних

частиц, пуха, пороков волокна специальными чистительными

приборами. Слабые места в одиночных нитях удаляют, так как

нити перематывают со' значительным натяжением и в слабых

местах они рвутся. Таким образом предупреждают обрывы ни-

тей при кручении и уменьшают неровноту крученой пряжи по

разрывной нагрузке и линейной плотности.

Необходимость трощения пряжи вызвана следующими сооб-

ражениями:

1. Для получения крученой пряжи с высокими показателями

прочности и удлинения, равномерной по своим свойствам и од-

нородной по внешнему виду, необходимо, чтобы нити крученой

пряжи равномерно обвивали друг друга. Это требование выпол-,

няется при условии, что скручиваемые нити имеют одинаковое

натяжение. Достичь одинакового натяжения скручиваемых ни-

тей непосредственно на крутильной машине — трудная задача,

особенно при скручивании пряжи разной линейной плотности.

Трощение пряжи дает возможность намотать складываемые

нити в бобины при одинаковом натяжении.

2. Питание крутильных машин с початков малой массы не-

эффективно, так как неизбежны частые остановы при смене

початков (производительность низкая). При трощении пряжа

наматывается в бобины, длина нитей в которых значительно

больше длины нити в початках.

3. Благодаря контролю пряжи при трощении (устранение

слабых участков, пороков, резких утолщений) значительно сни-

жается обрывность нитей на крутильной машине.

На тростильной машине постоянство натяжения отдельных

компонентных составляющих достигается с помощью натяжных

механизмов шайбового типа. Постоянство числа сложений конт-

ролируется системой самоостановов, прекращающей тpoщeJ^иe

при обрыве или сходе с початка одной из нитей.

Технологическая схема тростильной машины для хлопчато-

бумажной пряжи показана на рис. 1.91, о. Пряжа с каждой па-

ковки, расположенной в питающей рамке 1, проходит через ни-

тепроводник 2, контрольно-очистительную щель 3, шайбовое на-

тяжное устройство 4, крючок самоостанова 5, огибает направ-

ляющие ролики 6, 7 и, пройдя нитераскладчик 8, наматывается

с помощью мотального барабанчика 10 в бобину крестовой на-

мотки 9 массой 1,5—4,5 кг. Проходя через контрольно-очисти-

тельную щель, нить обрывается при наличии в ней больших уз-

лов, утолщений и т. п. Ширина контрольно-очистительной щели

зависит от линейной плотности пряжи.

Натяжное устройство представляет собой две прижатые друг

к другу с помощью грузовых шайб металлические-тарелочки.

Натяжение нити, проходящей между тарелочками, зависит от

числа грузовых шайб. Натяжное устройство обеспечивает по-

стоянство натяжения соединяемых нитей, кроме того, поверх-

ность нити в этом устройстве очищается от пуха, посторонних

примесей, в слабых местах нити обрываются. При обрыве или

сходе пряжи с початка крючок самоостанова 5 вызывает подъем

бобины 9 от мотального барабанчика 10. Благодаря тому что

направляющий ролик 6 установлен не на одном уровне с дру-

гими рабочими органами, а гораздо выше, образуется при об-

рыве резерв нити, что облегчает заправку.

г39

Рис. 1.91. Технологические схемы тростиль-

ной (а) и крутильной (б) машин

Производительность тростильной машины, кг/ч,

Р = Утр

•

60/пГКп. в/( 1000

•

1000),

где Утр — скорость трощения (500 м/мин); т —число нитей; Г —линейная

плотность однониточной пряжи, текс; Кп. в — коэффициент полезного вре-

мени, зависящий от линейной плотности пряжи, числа сложений, числа ба-

рабанчиков, обслуживаемых одной работницей (0,7—0,88).

Крутильные машины

Крутильные машины предназначены для скручивания трощеной

нити с целью получения прочной, равномерной, гладкой, равно-

весной крученой пряжи.

В зависимости от назначения крученой пряжи крутильные

машины подразделяются на машины легкого и тяжелого типа.

Кручение пряжи, используемой в ткацком, трикотажном, гар-

динно-тюлевом производствах, осуществляют в два сложения на

машинах легкого типа. Машины тяжелого типа применяют в ос-

новном при выработке пряжи технического назначения, где тре-

буется большое число соединений одиночных нитей (до 30). Ма-

шины обоих типов бывают мокрого и сухого кручения.

Основными механизмами крутильных машин легкого типа яв-

ляются питающее устройство и крутильно-мотальный механизм.

Трощеная нить с бобины 2 (рис. 1.91,6), установленной под уг-

лом к горизонтали в питающей рамке 1, направляется под пру-