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

Подождите немного. Документ загружается.

цессе ткачества подвергаются деформации изгиба и воздействию

сил трения. Основа перемещается в продольном направлений

на ткацком станке с небольшой скоростью, поэтому большин-

ство перечисленных выше сил воздействует на пряжу много-

кратно. Как показывают исследования, наибольшее натяжение

соответствует моменту прибоя уточины к опушке ткани, а наи-

меньшее— моменту полного закрытия зева. Основные нити

должны обладать значительной прочностью, упругостью, дол-

жны быть стойкими к истирающим воздействиям и многократ-

ному изгибу.

Кроме того, пряжа должна быть достаточно гладкой и ров-

ной, не иметь больших утолщений.

Уточная пряжа -в процессе переработки на ткацком станке

меньше подвержена воздействиям, чем основная. Действие этих

сил немногократно, они не оказывают заметного влияния на

пряжу, поэтому нити утка могут быть менее прочными, чем оС'

новные, но они должны быть достаточно эластичными.

Пряжа, поступающая на ткацкую фабрику, должна иметь

определенную влажность, так как в зависимости от влажности

изменяются ее масса, линейная плотность и некоторые физиче-

ские свойства.

Форма и размер паковок, применяемых на ткацком станке,

влияют на его производительность. Паковки должны иметь та-

кую форму, при которой" обеспечивается свободное сматывание

нитей в процессе ткачества. Размер паковки определяет массу

и длину нити в ней, а следовательно, продолжительность ра-

боты с одной паковки.

Основные этапы и технологические процессы

Подготовка основной и уточной пряжи к ткачеству осуществ-

ляется раздельно. При подготовке основной пряжи не только

получают паковки определенной формы и размеров, но и улуч-

шают физические свойства нитей. Уточную пряжу, особенно ма-

лой линейной плотности, целесообразно предварительно увлаж-

нять или эмульсировать. После такой обработки уменьшается

обрывность уточной пряжи в процессе ткачества и получается

ткань более высокого качества.

В табл. П.1 приведены основные этапы и процессы ткацкого

производства.

Основную пряжу с кольцевых прядильных машин обычно

перематывают в мотальном отделе в паковки цилиндрической

и конической формы. Затем пряжу подвергают снованию.

Пряжу с машин БД-200 не перематывают, а сразу подвергают

снованию. При сновании определенное число основных нитей

установленной длины наматывается параллельной намоткой на

сновальный вал или навой. Для этого применяют различные

Таблица II.1

Этап

Процессы ткацкого проиэЕОдства при переработке пряжи

с прядильных машин

кольцевых

пневмомеханических

Подготовка основы Сматывание, очистка и на- Сматывание и снование

матывание

Сматывание и снование

Сматывание, шлихтование и

навивание

Пробирание или привязыва-

ние основ

Подготовка утка

Ткачество

Сматывание, шлихтование

й навивание

Пробирание или привязыва-

ние основ

Сматывание и наматывание Увлажнение, или эмуль-

(не всегда) сирование, или запаривание

Увлажнение, или эмульси-

рование, или запаривание

Формирование ткани

сновальные машины. После снования пряжу с нескольких сно-

вальных валов или с навоя шлихтуют, т. е. покрывают специ-

альным клеящим составом, называемым шлихтой, и наматы-

вают на ткацкий навой. Для шлихтования используют шлихто-

вальные машины различных типов.

После шлихтования осуществляется проборка нитей основы

в ламели, глазки галев ремизок и зубья берда. Если новая

основа предназначена для выработки такой же ткани, то вместо

проборки применяют привязывание. Часто привязывание про-

изводят непосредственно на ткацком станке.

Глава 1. ПОДГОТОВКА ПРЯЖИ К ТКАЧЕСТВУ

1. ПОДГОТОВКА ОСНОВНОЙ ПРЯЖИ

Перематывание основной пряжи

На мотальной машине при перематывании осуществляются три

процесса: сматывание с какой-либо паковки (початок, моток,

бобина), очистка и наматывание пряжи в новую паковку.

Сущность наматывания основной пряжи и нитей заключа-

ется в формировании бобины с большой длиной нити и одно-

временно с этим в частичной очистке пряжи от сорных приме-

сей, а также в выявлении и устранении тонких (слабых) и тол-

стых мест пряжи.

Перематывание основной пряжи производится для повыше-

ния производительности снования и некоторого улучшения каче-

ства основной пряжи.

При перематывании основной пряжи и нитей должно быть

достигнуто следующее:

правильное строение получаемой паковки, обеспечивающее

высокую скорость сматывания нити при сновании;

наибольшая вместимость паковки (возможно большая длина

нити);

высокое качество связывания концов нитей;

равномерное натяжение нити, обеспечивающее правильное

строение .паковки;

незначительное количество отходов;

высокая производительность машин.

Кроме того, в процессе перематывания основной пряжи и

нитей не должны ухудшаться их механические свойства (упру-

гое удлинение и прочность).

способы наматывания пряжи и нитей

При перематывании нить сматывается с прядильных паковок

или мотков и наматывается на вращающиеся цилиндрические

или конические патроны, проходя предварительно через натяж-

ные и контрольно-очистительные приборы. Одновременно с вра-

щательным движением паковки нить перемещается вдоль ее

оси нитеводителем и наматывается на вращающуюся паковку

по винтовой линии. Наиболее удобной формой паковки, полу-

чаемой на мотальных машинах, является коническая. С нее

можно производить сматывание с большой скоростью и при

неподвижной паковке, что обеспечивает равномерность натя-

жения нити в процессе сматывания (без рывков), особенно при

пуске и останове машины.

В зависимости от типа механизма, осуществляющего переме-

щение нити вдоль паковки, мотальные машины бывают с винто-

вым нитеводителем, кулачковым и др. Следовательно, при

формировании паковки нить совершает сложное движение: по-

ступательное вследствие вращения мотальной паковки и пере-

носное вследствие перемещения нити вдоль мотальной паковки.

Расположение витков нити на поверхности паковки зависит

от шага Л (рис. П.2, а) винтовой линии и угла подъема р витка.

Развернув боковую поверхность паковки на плоскость и обозна-

чив через dx ее диаметр, можно написать равенство

h = ndx tg Р = ndju^lv-i,,

(П.1)

где — скорость поступательного движения нити вследствие вращения мо-

тальной паковки, м/мин;

— скорость переносного движения нити вследст-

вие ее перемещения нитеводителем, м/мин.

Формула (II.1) показывает, что чем меньше угол р, тем

меньше расстояние между витками, т. е. меньше щаг витка

(намотки). В зависимости от угла подъема винтовой линии

различают параллельную и крестовую намотку.

1 ^ ^^х

Рис. Ц.2. Развертка витка на плоскость (а) и элементы строения кре-

стовой намотки (б)

Параллельная намотка получается при небольшом угле

подъёма р витков пряжи. При этой намотке шаг винтовой ли^

нии Л находится в пределах {\..A)d^, где йн —диаметр нама-

тываемой нити. Параллельная намотка получается при относи-

тельно небольшой скорости нитеводителя.

• При данном способе наматывания витки пряжи и нитей не

могут-прочно удерживаться на поверхности паковки, особенно

в ее торцах, и при незначительных воздействиях паковка может

разрушиться. Поэтому пряжа и нити наматываются на катушки

с фланцами, которые удерживают крайние, витки от сползания

и придают паковке соответствующую форму.

Параллельная намотка подразделяется на два вида: ра-

зшкнутая и сомкнутая. При разомкнутой намотке смежные

витки пряжи и нитей укладываются на паковке с некоторыми

промежутками. При сомкнутой намотке шаг витков нити, на-

матываемой на паковку, равен ее диаметру и витки укладыва-

ются на поверхности паковки один возле другого.

С уменьшением угла подъема витков плотность намотки

увеличивается. Прй сомкнутой намотке достигается наибольшая

удельная плотность.

Крестовая намотка получается при угле подъема витков на-

матываемой нити 10—15° и более. Угол 2р (рис. 11.2,6), обра-

зованный витками последугс>ш,его слоя по отношению к виткам

предыдущего слоя, называют углом скрещивания. Вследствие

значительного угла скрещивания витки пряжи сжимают ниже-

лежащие и удерживают их от сползания, что позволяет нама-

тывать пряжу и нить на патроны без фланцев.

Угол скрещивания в любой точке поверхности бобины опре-

деляется соотношением скоростей V] и V2 (см. рис. П.2,а), т. е.

2p = 2arctg(uA)- -

Таким образом, угол подъема витков при наматывании за-

висит от соотношения скоростей поступательного и переносного

движения нити. С уменьшением скорости переносного движе-

ния нити при постоянной скорости поступательного движения

угол подъема винтовой линии уменьшается и намотка прибли-

жается к параллельной. При увеличении скорости переносного

движения, наоборот, угол подъема винтовой линии увеличива-

ется и намотка будет крестовая. При формировании бобины

угол подъема винтовой линии р является постоянной величиной,

следовательно, и угол скрещивания витков величина постоянная.

Это достигается тем, что с увеличением диаметра бобины ее ча-

стота вращения пропорционально уменьшается, поступательная

и переносная скорости остакэтся постоянными.

Шаг винтовой линии h с увеличением диаметра намотки бу-

дет изменяться пропорционально последнему. Это видно из сле-

дующего. Если при текущем диаметре di шаг hi = nditg^ и при

диаметре di шаг

= nd,tgp, то/ii//ii = di/d,-.

Для обеспечения правильного строения паковки витки на ее

поверхности должны быть распределены равномерно. Каждый

последующий виток одного направления должен накладываться

со смещением по отношению к предыдущему. Величина смеще-

ния характеризуется углом ф сдвига витков. Угол сдвига вит-

ков есть угол поворота бобины, на который смещается послед

дующий виток относительно предыдущего (см. рис. П.2,б).

Угол сдвига витков, рад, без учета неравномерности вра-

щения бобины за время одного цикла движения

= 2я(п^п1),

где п — полное число оборотов бобины за время цикла движения нитево-

дителя;

п^

— целая" часть числа п.

Если за время одного цикла движения нитеводителя бобина

делает З'/е оборота, то угол сдвига витков

= —3^ =

=я/3. Смещение витков в. торцах бобины характеризуется

Длиной дуги /=гф, где г —текущий радиус намотки, мм.

На мотальных машинах, обеспечивающих формирование бо-

бин с крестовой намоткой, частота вращения бобины за время

одного цикла движения нитеводителя изменяется при измене-

нии ее диаметра. В связи с этим изменяется и угол сдвига вит-

ков. Очевидно, при некоторых значениях диаметра намотки ве-

личина п будет равна величине щ и угол сдвига ф будет равен 0.

В этом случае сдвига витков друг относительно друга не про-

исходит, они накладываются один на другой, нарушается пра-

вильная структура намотки и образуется намотка жгутом. Об-

разование жгутовой намотки недопустимо. Намотка жгутом спо-

собствует слетам нити, вызывает массовую обрывность при

разматывании нити, кроме того, объем бобины резко уменьша-

ется, а следовательно, уменьшается и длина намотанной нити.

Для предупреждения жгутовой намотки на мотальных машинах

устанавливают специальные устройства.

Крестовая намотка по сравнению с параллельной имеет ряд

преимуществ:

возможность сматывания нити с неподвижной бобины при

большой скорости;

ячейкообразная структура паковки, позволяющая окрашивать

нити в бобинах;

большая длина нити в бобине, чем на катушке;

возможность выявления таких дефектов, как намотка нитей

разного оттенка и различной линейной плотности.

натяжение нити при перематывании. натяжные приборы

Натяжение нити при перематывании имеет большое значение

для всего технологического процесса ткацкого производства. Оно

способствует получению паковки правильного строения с доста-

точной удельной плотностью. В этом смысле натяжение нити

должно быть оптимальным. При чрезмерном натяжении нити

будут вытягиваться и терять полезные для ткацкого производ-

ства и ткани упругое удлинение и прочность. С повышением на-

тяжения нити при перематывании, как правило, возрастает об-

рывность, увеличивается число узлов.

Натяжение нити и пряжи при перематывании должно регу-

лироваться в зависимости от рода волокна, линейной плотности

и вида нитей и пряжи. В процессе перематывания оно должно

быть постоянным и равномерным, не вызывать изменения фи-

зико-механических свойств нитей и пряжи, ухудшающих их ка-

чество.

Максимальное натяжение нити при перематывании возникает

в зоне наматывания в паковку и зависит от многих факторов,

основными из которых являются конструкция натяжного уст-

ройства, возникающие в баллоне сматывания силы инерции и

силы инерции, возникающие в баллоне раскладки.

Графически изменение натяжения пряжи при перематывании

с початка в бобину показано на рис. П.З. Точки а, b характери-

зуют положение вершин слоев, а точки аи Ь\ — оснований слоев.

Величина F\ характеризует натяжение нити при перематывании

от действия натяжного устройства и сил трения о направляю-

щие.

Разница в уровнях точек Л и Б обусловлена изменением вы-

соты баллона. Если сматывание осуществляется с большего ра-

диуса (сматывание оснований слоев), то натяжение нити умень-

шается. Для каждой нити существует такой уровень натяже-

ния, превышая который она начинает сильно натягиваться и

терять упругие свойства.

В результате исследований установлено, что натяжение нити

при перематывании хлопчатобумажной пряжи не должно пре-

Рис. И.З. Изменение натяжения

пряжи при перематывании с початка

Ун

Рис. II.4. Натяжные приборы моталь-

ных машин:

а — дисковый; б — гребенчатый

вышать 15—20 % ее разрывной нагрузки, льняной пряжи — 10—

15, для вискозной штапельной пряжи — 10 %.

Чем выше скорость перематывания, тем меньше должно быть

предварительное натяжение. В результате воздействия растя-

гиваюш,их сил пряжа вытягивается, вследствие очистки ее

масса^ снижается, а следовательно, линейная плотность умень-

шается. Незначительно снижается общая деформация пряжи.

Неровнота по разрывно^ нагрузке несколько повышается вслед-

ствие удаления слабых мест.

Отрицательное влияние на физико-механические свойства

перематываемой пряжи оказывает трение. При значительном

трении нить может мшиться, могут отделяться и выпадать от-

дельные волокна. Следовательно, необходимо тщательно уста-

навливать контрольно-очистительное приспособление, а также

приборы и детали по всей конструктивно-заправочной линии

перематывания.

Для получения требуемого натяжения пряжи при перематы-

вании и для его регулирования мотальные машины оборудуют

специальными натяжными приборами. В натяжных приборах

всех существующих конструкций дополнительное натяжение

нити возникает за счет сил трения, действующих в большинстве

приборов непосредственно на нить, а в некоторых приборах —

на подвижной блочек, который огибает нить. В зависимости от

вида рабочего органа, действующего на нить, натяжные при-

боры бывают шайбовые, дисковые, роликовые, гребенчатые и др.

На рис. II.4, а показан дисковый натяжной прибор моталь-

ной машины М-150-1. На металлическом пальце 1 установлено

упорное кольцо 2, на котором расположена фибровая шайба 3.

На фарфоровую втулку 10 надеты металлические диски 4 и б,

а сверху — фетровая шайба 7 и грузовые шайбы 8. На верхний

конец пальца 1 навинчен колпачок 9, который устраняет возмож-

ность выпадания грузовых шайб. При перематывании нить 5

проходит между дисками 4 и 6 и вследствие трения о них по-

лучает йеобходимое натяжение. Натяжение регулируют, изме-

. няя число грузовых шайб. В простейшем случае, если не учи-

тывать скорость и ускорение движения нити, натяжение ее F

можно приближенно выразить уравнением

где fо — начальное натяжение нити (перед прибором); f — коэффициент

трения нити о направляющую прибора; а — угол обхвата нитью нап^вляю-

щей; А — коэффициент, определяющий условия торможения нити рабочими

органами прибора; Q —суммарная сила, действия шайб или дисков на нить. ,

На машинах М-150-2 установлен двухзонный дисковый при-

бор. В этом приборе нить проходит последовательно через два

натяжных устройства. Чтобы получить необходимое натяжение

нити, в каждом приборе устанавливают грузовые шайбы

с уменьшенной массой, поэтому проходяш,ие утолщения нити

вызывают меньШёе изменение натяжения, которое получается

более равномерным. Под натяжным Прибором сделаны отвер-

стия, через которые пух и сор отсасываются в воронку пухо-

отсоса.

На рис. П.4, б показан гребенчатый натяжной прибор. Он '

состоит из двух фарфоровых или металлических гребенок i и 2,

имеюш,их удлиненные выступы. Гребенка 1 неподвижна, гре-

бенка 2 под действием пружины 3 или троса с грузом может

вращаться вокруг оси 00. Нить 4 огибает последовательно вы-

ступы гребенок и вследствие трения о них получает необходи-

мое натяжение.

Натяжной прибор этого типа несколько выравнивает натя-

жение нити за счет изменения изгиба нити в приборе. Однако

вследствие большой массы подвижной гребенки прибор не обес-

печивает компенсации кратковре11»енных изменений натяжения

нити, особенно при повышенной скорости перематывания.

Если не учитывать ускорения и скорости движущейся нити,

Натяжение ее после гребенчатого прибора можно приближенно

выразить формулой

где

— начальное натяжение нити (перед натяжным прибором); f — коэф-

фициент трения нити о поверхность направляющих пальцев гребенок; ai,

«2, . .., On — последовательные углы обхвата нитью направляющих пальцев

гребенок.

Гребенчатые натяжные приборы могут применяться только

при невысоких скоростях движения нити (при высокой скорости

нить имеет очень неравномерное натяжение).

При перематывании пряжи с мотков натяжные приборы

обычно не применяют. Требуемое натяжение нити обеспечива-

ется за счет торможёния мотовила.

очистка пряжи

Для очистки пряжи от сора, пуха и других примесей, а также

для удаления толстых и тонких мест пряжи ее пропускают че-

рез контрольно-очистительные устройства (щелевые — механиче-

ские и электронные). К контрольно-очистительным -устройствам

предъявляются следующие требования:

регулирование размера щели в зависимости от диаметра пе-

рематываемой пряжи, постоянство размера щели для данной

пряжи;'

простота конструкции прибора, отсутствие скоплений пуха

на его поверхности;

изготовление рабочих плоскостей прибора из твердой стали.

Наиболее распространенным механическим контрольно-очи-

стительным устройством является такой, в котором контрольная

щель образуется двумя пластинами. Установлено, что щель дол-

жна быть равна 2—2,5 диаметрам пряжи кардного прядения и

1,5—2 диаметрам пряжи гребенного прядения. Диаметр пряжи,

мм, определяют по формуле

d = C^/T,

где С — постоянный коэффициент для пряжи определенного вида (хлопча-

тобумажной 0,0395; шерстяной аппаратного прядения 0,043; шерстяной гре-

бенного прядения 0,04; льняной 0,035—0,036; вискозной 0,041; капроновой

0,038); Т — линейная плотность пряжи, текс.

При перематывании натурального шелка из-за возможной

порчи его вследствие трения контрольно-очистительные приборы

не применяют. На рИс. П.5,а показан контрольно'очиститель-

ный прибор мотальной машины М-150. В этом приборе щель

образуется двумя пластинами 1 ц 2. Ширину щели регулируют

винтом 3.

Контрольно-очистительные приборы устанавливают на мо-

тальных машинах после натяжного прибора. Нить должна быть

перпендикулярна к чистителю и натянута.

К недостаткам щелевых контрольно-очистительных устройств

следует отнести следующие:

появление дополнительной ворсистости на поверхности

пряжи;

увеличение обрывности при неправильных установке и вы-

боре размера щели;

удаление не более 60 % дефектов пряжи.

Электронные контрольно-очистительные устройства позво-

ляют удалить 90—95 % дефектов пряжи. Принцип работы элек-

тронного устройства с емкостным датчиком следующий. Нить

после натяжного устройства проходит между пластинами 1 и 2

(рис. 11.5,6) конденсатора. К нижней пластине подводится вы-

сокочастотное переменное напряжение. При изменении массы

проходящей нити будет меняться емкость конденсатора. Элек-

Ъ)

Ч7

Рис. и.5. Схемы контрольно-очистительных устройств мотальных ма-

шин:

о — механического; б — электронного

Тронное реле преобразует изменение емкости в изменение на-

пряжения тока, который после усиления включает режущий ме-

ханизм, состоящий из ножа 3 и электромагнита 4. Прибор уста-

навливают на определенную чувствительность, т. е. ширину и

длину дефекта.

Принцип действия фотоэлектрического устройства основан

на том, что два одинаковых фотоэлемента освещаются одним

источником света. Над одним из фotoэлeмeнтoв проходит пере-

матываемая пряжа, а над другим установлена контрольная про-

волока заданного диаметра. При разнице в величине теней от

проволоки и пряжи ток, возникающий в фотоэлементах, будет

различный. Через усилитель ток подается на электромагнит.

Если разница превышает допустимые пределы, то электромагнит

приводит в движение нож, который и обрезает нить.

мотальные машины. формирование паковки

Для перематывания пряжи и нитей применяют высокопроизво-

дительные мотальные машины различных конструкций. По виду

формируемой паковки их можно разделить на машины с паков-

ками в виде бобин и паковками на катушках. Последние могут

быть с горизонтальным или вертикальным расположением вере-

тен. Эти машины имеют низкую производительность, и область

применения их ограниченна.

Мотальные машины, формирующие бобины, можно подраз-

делить на два типа:

машины, на которых формируемая паковка 1 (рис. П.6, а)

получает движение за счет трения о рабочий орган —мотальный

барабанчик 2 (контактный метод наматывания); барабанчик 2

имеет винтовые канавки 5, с помощью которых нить 4 раскла-

дывается по высоте паковки;

машины, на которых формируемая паковка 1 (рис. П.6, б)

устанавливается на веретене 2, получающем движение от со-

ответствующей передачи (бесконтактный метод наматывания);

нитераскладчик 3 имеет возвратно-поступательное движение

вдоль оси паковки и обеспечивает раскладку нити.

Машины первого типа применяются для перематывания пряжи

из натуральных волокон всех видов и химических волокон. Ма-