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

Подождите немного. Документ загружается.

скатУвайщих валбв, й слой волокна разрывается ё золе ва-

ликов 15.

После разрыва слоя холст автоматически выталкивается на

приемные валики 14. Из кассеты подается очередная трубка на

скатывающие валы 75, конец слоя волокна выходит из валиков

15, заправляется укатывающим валиком на трубку и начина-

ется наработка нового холста. Имея все холсты одинаковой

длины, легко контролировать их линейную плотность:

ТХ = М-LOOO/L,

где Гх — линейная плотность холста, текс; М •

холста, м.

-масса холста, кг; Z. —длина

Каждый холст, снятый с трепальной машины, взвешивается,

и если наблюдается отклонение его массы более ±1 % расчет-

ного значения, то холст бракуется и отправляется в обраты

своей сортировки.

Слой волокон, выходящий из резервной камеры 8, неравно-

мерен по линейной плотности. Поэтому на машине и установ-

лен педальный регулятор 16, который обеспечивает подачу по-

стоянного количества волокнистого материала в единицу вре-

мени (Q = const).

Педальный регулятор можно рассматривать как регулятор

вытяжки.

Е = VcJVn. ц,

где Е — общая вытяжка между педальным цилиндром и скатывающими ва-

лами; Чек — линейная скорость скатывающих валов, м/мин; г^п. ц — линейная

скорость педального цилиндра, м/мин.

Между педальным цилиндром 1 (рис. 1.12) и педалями 2

зажат слой со средней высотой h, м. Если принять, что ширина

зажатого слоя и плотность его постоянны, то

Q =

fn.

ц/i = const.

Это основное уравнение регулирования: с изменением сред-

ней высоты слоя следует обратно пропорционально изменять

скорость подачи слоя к игольчатому трепалу.

По ширине слоя расположено 16 педалей, которые под дей-

ствием груза и веса рычагов сжимают слой, проходящий под

педальным цилиндром. Каждая педаль представляет собой

двуплечий рычаг, опирающийся на призму. На длинных кон-

цах педалей надеты подвески, нижние концы которых соеди-

нены мостиками. Перемещение суммирующего рычага 3 про-

порционально средней толщине слоя волокна между педалями

и педальным цилиндром. Суммирующий рычаг связан с отвод-

кой ремня и при изменении толщины слоя перемещает ремень

на барабанчиках вариатора скорости для изменения скорости

педального цилиндра.

If ^

lil'

ЫЙ

^ /

0 N

Рис. 1.12. Схема педального регулятора

Вариатор скорости представляет собой два барабанчика оп-

ределенного профиля, соединенные ремнем. Нижний барабан-

чик ведущий, и имеет при данной заправке машины постоян-

ную частоту враШений. Верхний барабанчик ведомый и он ки-

нематически связан с педальным цилиндром и выпускными

валиками резервной камеры.

Конструкция п-едального регулятора базируется на следую-

щих основных положениях:

функциональная зависимость между массой слоя волокна и

его толщиной описывается прямолинейным законом;

передаточное число от педалей к отводке ремня (коэффи-

циент усиления рычажной системы регулятора) является по-

стоянным.

Установим уравнение образующей профиля барабанчиков

вариатора скорости, т. е. раскроем функцию R = f(H). При вы-

воде уравнения профиля барабанчика вариатора скорости ис-

пользуем условия:

1) 0п. цй=С, здесь С —постоянная;

2) D+d=Ci (длина ремня на барабанчиках в любом поло-

жении его постоянна);

3) H=Ho+Hi (при отсутствии волокна между педалями и

педальным цилиндром, т. е. h = 0, ремень занял бы положе-

ние MN);

Vn. ц

= лйп. цИп,

= nd„. — = Са {2R/d),

d Z^ Zi

здесь Сг — постоянная.

Передача от педалей к отводке ремня рычажная, поэтому

приближенно можно считать, что передвижение ремня пропор-

ционально перемещению педалей. Обозначим передаточное

число от педалей к отводке ремня через Это число показы-

вает, во сколько раз перемещение ремня Ан больше перемеще-

ния педалей А^ под педальным цилиндром:

«р = Ая/Ай = {bLq)/{axp).

Поэтому Hi = hu^ и третье условие можно представить как

Я=Яо +

/гир.

Откуда

(1.1)

Из второго условия находим d = C\—2R. Подставим это зна-

чение d в уравнение четвертого условия и получим

= (1.2)

Подставим формулы (1.1) и (1.2) в уравнение первого усло-

вия. Разделим правую и левую части полученного после под-

становки выражения на 2Ci, выполним ряд математических

преобразований (приведение к общему знаменателю, перенос

в левую часть уравнения членов, содержащих R), подберем

значение Яо = Сир/С2 и получим

RH^CCJ{2C^) = Cs. (1.3)

Уравнение (1.3)—это уравнение гиперболы. При D + d=Ci

и R+r = Ci/2 образующая верхнего барабанчика имеет выпук-

лую поверхность и точно соответствует образующей ведущего

(нижнего) барабанчика.

Для выработки холста заданной линейной плотности необ-

ходимо рассчитать .скорость педального цилиндра при заданной

скорости скатывающих валов и установить эту скорость путем

? подбора сменных шестерен в передаче движения к ведущему

; барабанчику и педальному цилиндру при условии, что ремень

ь находится посередине конических барабанчиков. В небольших

? пределах линейную плотность холста можно регулировать гай-

' кой 4 (см. рис. 1.12), при ее повороте ремень смещается в ту

или другую сторону относительно среднего положения.

Одним из недостатков педального регулятора является то,

что попадающий под педальный цилиндр волокнистый слой

разной толщины сжимается в неодинаковой степени и плот-

ность волокнистой массы, поступающей к трепалу, различна,

а следовательно, различна масса поступающего волокна. Этот

2 Заказ № 174

недостаток можно частично компенсировать правильным под-

бором передаточного числа Мр рычажной системы в зависимо-

сти от упругих свойств перерабатываемой смеси волокон. Для

более упругих смесей требуется и большее передаточное число,

которое регулируют, перемещая опору суммирующего рычага.

Другим недостатком педального регулятора является запаз-

дывание действия вследствие инерции звеньев механизма и на-

личия люфтов в шарнирах, в результате чего выравнивание

осуществляется только на длинных отрезках слоя.

Производительность трепальной машины характеризуется

массой холстов, выработанных за 1 ч. При определении фак-

тической производительности вводится коэффициент полезного

времени (КПВ), учитывающий потерю времени на простои ма-

шины, связанные с ликвидацией ее разладок. Этот коэффициент

всегда меньше 1.

Производительность трепальной машины, кг/ч,

Р = УскТх-60/(п.в/10«,

где VoK — скорость скатывающих валов, м/мин (7—11); 7"х—линейная плот-

ность холста (345—365 ктекс).

Производительность трепальной машины составляет 160—

280 кг/ч, диаметр холста до 500 мм, масса до 30 кг и ширина

холста 1000 мм.

Кардочесание. Шляпочная чесальная машина

Волокнистый материал, сформированный в виде холста или

равномерного потока, подается на чесальные машины. Посту-

пающий волокнистый материал представляет собой пучки спу-

танных волокон, в которых еще сохраняются соринки, узелки

волокон, очень короткие волокна.-Такой волокнистый материал

подвергается кардочесанию.

Сущность кардочесания заключается в разъединении воло-

кон, в вычесывании мелких и цепких примесей и пороков воло-

кон, а также в частичной ориентации волокон вдоль направле-

ния движения продукта.

Кардочесание осуществляется с целью обеспечения инди-

видуального движения волокон в вытяжных приборах ленточ-

ных и других машин и получения равномерного продукта.

В настоящее время известен один способ кардочесания —

механический; на пучки волокон действуют с противоположных

сторон две кардные поверхности. Кардные поверхности обра-

зуются путем обтягивания рабочих органов машины гарниту-

рой (пильчатой или игольчатой). При чесании хлопкового и хи-

мических волокон используют жесткую, полужесткую игольча-

тую и эластичную игольчатую гарнитуры.

Жесткая гарнитура условно разделяется на пильчатую (рис.

1.13, а), предназначенную для рабочих органов предваритель-

t t

JJA

з,г5

Рис. 1.13. Виды гарнитуры

кардочесальной машины ,,

ной зоны чесания, и цельнометаллическую пильчатую лейту

(ЦМПЛ), предназначенную для рабочих органов основной

зоны чесания (рис. 1.13, б). Жесткую гарнитуру производят из

стальной проволоки, изготовляя прокатыванием заготовку

с утолщенным обушком, на которой затем насекают зубья.

Параметры строения гарнитуры определяются свойствами

волокнистого материала и назначением рабочего органа, для

обтягивания которого предназначена гарнитура.

Для хлопкового волокна первых сортов выбирают пильча-

тую гарнитуру с малым углом наклона (а=60°). Высота гарни-

туры

/г

= 4,5 мм, высота зуба к\ =

2,Ъ

мм, шаг зубьев t=b мм.

Для засоренного хлопкового волокна используют гарнитуру

с большим углом наклона (а=90°, /i = 6 мм, fti = 4 мм,

= 6,5 мм). Для химических волокон угол наклона зуба а>90°.

Цельнометаллическая пильчатая лента представляет собой

пилку обш,ей высотой 3,5—4 мм. Высота зуба гарнитуры 1,2—

2,3 мм, а толщина гарнитуры у основания 0,7—1,2 мм, шаг

зубьев 1,2—2,3 мм. Угол наклона 80—75° для гарнитуры глав-

ного барабана и 70—65° для съемного барабана машины. Вер-

шины зубьев ЦМПЛ закалены. Основание ленты не закалено и

при обтягивании барабанов она плотно прилегает к поверхно-

сти барабана.

2* 35

f Полужесткая (рис. 1.13, в) и эластичная (рис. 1.13, г) гар-

, нитуры применяются для обтягивания шляпочных колосников

чесальной машины. Полужесткая гарнитура изготовляется из

игл с заостренным концом, которые вставлены в эластичное

основание из 8 склеенных слоев ткани. Иглы без колена изго-

тавливаются из плоской проволоки сечением 0,6x0,25 мм, что

и придает им жесткость.

Эластичная гарнитура представляет собой игольчатую

ленту. Основанием ленты являются чередующиеся слои хлоп-

чатобумажной и льняной ткани, последний верхний слой — ре-

зиновый. В основание ленты вставлены стальные скобочки-иглы

i',i круглого сечения. Иголочки гарнитуры имеют изогнутую форму

' |; (колено). Силы, возникающие в процессе чесания, отклоняют

[ || иглы, но благодаря изогнутой форме иглы одной гарнитуры не

I задевают за иглы другой в момент отклонения их от первона-

чального положения.

Гарнитура характеризуется плотностью, т. е. числом игл

Г или зубьев, приходящихся на 1 см^. Эластичная гарнитура

' дополнительно характеризуется номером. Чем выше номер, тём

i тоньше иглы и тем больше их приходится на 1 см^ ленты.

; Рассмотрим основные случаи взаимодействия кардных по-

верхностей. При взаимодействии двух кардных поверхностей

; с аучком волокон, находящимся между ними, пильчатые и

игольчатые гарнитуры могут быть расположены параллельно

или перекрестно.

На рис. 1.14, а показано параллельное расположение гарни-

тур (передние грани зубьев или игл гарнитур параллельны).

Движение кардных поверхностей может быть в одну сторону

при VA>VB или в противоположные стороны. Пучки волокон

захватываются иглами или зубьями гарнитур и растаски-

ваются.

Рассмотрим силы, действующие на вершину зуба гарнитуры

при противоположном движении кардных поверхностей. Обо-

значим силу растаскивания пучка через Р и разложим ее на

две составляющие: силу S, направленную вдоль зуба гарни-

туры, и силу N, прижимающую пучок волокон к зубу гарни-

туры.

S = Psina и

= Pcosa,

где а —угол наклона передней грани зуба.

Под действием силы S пучок будет погружаться в глубь

гарнитуры и заполнять ее волокном, снижая расчесывающую

способность гарнитуры, но при этом возникает сила трения F,

которая будет направлена в противоположную сторону.

F^Nii,

где ц — коэффициент трения волокна о гарнитуру.

'ШШШ^.

w///y////y////////////////A

'ШШТТРШ'ТШТШ^. ^

ШТШТШШШТР,

ж ^

//////////////////// я

шш/шШ

Рис. 1.14. Взаимодействие кардных гарнитур

Чтобы волокна не углублялись в гарнитуру, а держались

на ее поверхности и расчесывались, необходимо соблюдение ус-

ловия

S = и Pcosa= Psina|i. '

Отсюда

ц = cos a/sin а = ctg а.

Приняв коэффициейт трения хлопкового волокна по стали

равным 0,2, получим а=79°.

При таком угле наклона передней грани зуба волокна не

будут углубляться, т. е. гарнитура будет обладать свойством

самоторможения.

Таким образом, при параллельном расположении гарнитур

пучки волокон растаскиваются на более мелкие и даже до от-

дельных волокон. Это же будет наблюдаться, когда поверх-

ность В будет двигаться в одну сторону с поверхностью Л, но

с меньшей скоростью (Va>Vb). Любой зуб гарнитуры поверх-

ности А будет обгонять поверхность В и пучок волокна, удер-

живаемый одной из гарнитур, будет расчесываться.

Если Va<Vb при движении поверхностей в одну сторону, то

гарнитура поверхности В будет сбрасывать волокна на поверх-

ность А и волокно будет закатываться между поверхно-

стями.

На рис. 1.14,6 показано перекрестное расположение гарни-

тур, когда передние грани зубьев или игл пересекаются. На ос-

новании анализа сил, действующих на зуб гарнитуры, взаимо-

действующий с пучком волокон при движении поверхностей А

и В в разные стороны, видно, что волокнистый материал пол-

ностью переходит на поверхность А. При движении поверхно-

стей Л и В в одном направлении, но при разном соотношении

скоростей (DA>fв или Vs>Va) волокна будут переходить на

поверхность, движущуюся с большей скоростью.

Рассмотренные случаи взаимодействия кардных гарнитур

имеют место на шляпочной чесальной машине.

' ' На шляпочной чесальной машине осуществляются кардоче-

J I сание, утонение продукта и формирование ленты. В процессе

t j кардочесания волокон происходит интенсивное перемешивание

5: волокон и выравнивание поступающего потока волокон по ли-

[1 нейной плотности и составу.

Шляпочная чесальная машина имеет следующие основные

i рабочие ЗОНЫ: 1) зона питания и предварительного чесания,

f j 2) зона основного чесания, 3) зона формирования ленты и вы-

! I ходной паковки (таз с лентой).

ЗОНА ПИТАНИЯ И ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ЧЕСАНИЯ

Питание чесальной машины может осуществляться холстом

с трепальной машины или равномерным слоем, поступающим из

i бункера при агрегировании чесальной машины с разрыхли-

тельно-очистительным агрегатом.

I Бункерное питание позволило увеличить коэффициент по-

лезного времени машины, в результате чего повысилась произ-

водительность труда (исключены операции по транспортирова-

! нию холстов, их перегрузке на стойки чесальных машин и за-

; правке на чесальной машине).

! При холстовом питании чесальной машины его равномер-

ность зависит от равномерности холстов, контролируемой на

трепальной машине путем взвешивания каждого холста. При

i бункерном питании поток волокон должен равномерно распре-

деляться по бункерам чесальных машин. Возникла необходи-

мость создания автоматических регуляторов питания чесальных

! машин.

При бункерном питании затрудняется перезаправка чесаль-

ных машин, когда на предприятии перерабатывается большое

число сортировок при малом их объеме. Однако, несмотря на

; эти трудности, бункерное питание является прогрессивной тех-

; нологией прядильного производства, которая непрерывно совер-

• . шенствуется.

в зоне предварительного чесания происходит интенсивное

расчесывание клочков волокон и выделение сорных примесей.

Приемный барабан разъединяет около 80 % всех поступающих

клочков до отдельных волокон и столько же выделяет сорных

примесей из общего количества выделяемых машиной при-

месей.

Холст укладывается на раскатывающий валик 1 (рис. 1.15)

и поступает на гладкий питающий столик 2 и под питающий

цилиндр 3. Питающий цилиндр установлен эксцентрично вогну-

той поверхности питающего столика и прижат к нему силой Р,

направленной под углом 45°. При таком расположении столика

и цилиндра сила Р постепенно возрастает по ходу продукта,

обеспечивая зажим слоя по всей дуге обхвата цилиндра, причез!

в наибольшей степени около верхней грани столика.

Интенсивное расчесывание волокон происходит в зоне взаи-

модействия приемного барабана 4 с питающим столиком и ра-

бочей парой валиков 6,7.

Дополнительная очистка происходит при взаимодействии

волокон, находящихся на зубьях приемного барабана, с соро-

отбойным ножом 5.

Сорные примеси отделяются вследствие удара комплексов

волокон, содержащих соринки, о нож, который установлен на

расстоянии 0,5—4,5 мм от гарнитуры приемного барабана. Од-

новременно нож поддерживает волокна от спадания их с зубьев

приемяого барабана.

Интенсивность расчесывания бородки зависит от скорости

приемного барабана, разводки между ним и столиком, а также

от профиля питающего столика. Чтобы эффективно расчесать

бородку, следует приблизить линию воздействия зубьев прием-

ного барабана (точка Л) к линии зажима бородки питающим

цилиндром (точка В), но не настолько близко, чтобы зубья при-

емного барабана могли разорвать волокна.

Рассмотрим вероятность разрыва волокон в зоне приемный

барабан — питающий столик. Волокно, сложенное вдвое, за-

жато питающим цилиндром в точке В и петлей подается

вперед.

Принимая во внимание показатель степени распрямленности

волокна т1, равный 0,5, как отношение длины нераспрямленного

волокна к длине того же волокна при полном распрямлении,

можно определить минимальное допустимое расстояние от

точки В до точки А. Это расстояние должно быть не менее

5т1п>4г)/2 = /в/4 (здесь /в —длина волокна). Следовательно,

разрыв волокон во внешних и внутренних слоях бородки при

вхождении зубьев приемного барабана в точке А будет предот-

вращен. Расстояние от Л до В определяется размером верхней

грани столика а и углом наклона передней грани столика р,

т. е. размеры питающего столика зависят от длины перераба-

тываемых волокон.

•s

Си