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

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 1.26. Схема автоматического регулятора вытяжки

Установлено, что при разомкнутой системе регулирования

вытяжки можно достичь выравнивания линейной плотности

Продукта на более коротких отрезках, чем при замкнутой си-

стёме. Однако разомкнутая система автоматического регулиро-

вания вытяжки не может корректировать ошибки, которые воз-

никают в результате изменения характеристик регулятора и

продукта в течение определенного промежутка времени.

На автоматизированных поточных линиях кипа — лента при

бункерном питании чесальных машин на первом переходе лен-

точных машин применяется одновыпускная высокоскоростная

ленточная майина ЛА-54-500В с автоматическим регулятором

вытяжки. Регулятор имеет замкнутую систему регулирования

(рйс.1.2б).

Для измерения-линейной плотности продукта, выходящего

из вытяжного прибора, установлен активный пневматический

датчик 1. Он содержит воронку для уплотнения выходящей

мычки из вытяжного прибора и формирования ленты., Лента

протягивается через ворЪнку-датчик уплотняющей парой вали-

ков 2. Проходя через датчик, измеряемый продукт вызывает

изменение давления воздуха в выходном канале 3 датчика,

которое зависит от линейной плотности измеряемого продукта

и скорости его движения.

Выходное давление датчика. Па,

Р = №,

где й —постоянный коэффициент, определяемый геометрией датчика; о-т ско-

рость движения продукта через датчик; Г —линейная плотность измеряе-

мого продукта; п — коэффициент, зависящий от вида измеряемого материала.

Для получения необходимого выходного сйгнала датчика

скорость движения продукта должна быть более 120 м/мин.

На машине ЛА-54-500В скорость выпуска ленты может быть

до 50б м/мин. При постоянной скорости движения продукта че-

рез датчик выходное давление будет пропорционально линей-

ной плотности проходящего через датчик продукта.

С изменением линейной плотности продукта изменяется дав-

ление воздуха, поступающего в пневмоэлектрический преобра-

зователь 4, где колебания давления преобразуются в электри-

ческий сигнал. Второй вход преобразователя 4 связан с задат-

чиком 5, выдающим сигнал, пропорциональный линейной

плотности ленты, установленной планом прядения.

Колебания линейной плотности ленты, выходящей из вы-

тяжного прибора, сравниваются с заданной линейной плот-

ностью, и на выходе преобразователя формируется электри-

ческий сигнал, который усиливается электронным блоком 6 и

поступает на реверсивный серводвигатель 8.

Направление вращения и угол поворота вала серводвига-

теля соответствуют величине и знаку подаваемого электриче-

ского сигнала от блока сравнения преобразователя 4.

' На ленточной машине ЛА-54-500В установлен двухзонный

вытяжной прибор «3 на 3» с вращающимся контролирующим

валиком 17. Регулируемой является вторая частная вытяжЛса

между выпускной 18 и промежуточной 16 парами. Изменение

вытяжки осуществляется путем изменения скорости питающей

15 и промежуточной 16 пар.

В качестве вариатора скорости используют конические ба-

рабанчики 10 и 14, соединенные ремнем 18.

Конический барабанчик 10 является ведущим и вращается

с постоянной частотой. Перемещение ремня 13 вдоль барабан-

чиков осуществляется кареткой 12, соединенной е цепной пере-

дачей 7, ведущая звездочка Zi которой установлена на валу

серводвигателя. При перемещении ремня 13 вдоль конических

барабанчиков изменяется скорость первой и промежуточной

пар вытяжного прибора, а также выбирающих валиков питаю-

щего столика машины. Пределы регулирования частоты вра-

щения цилиндра питающей пары ±25%, точность регулирова-

ния ±3,%.

Движение ремня относительно барабанчиков в продольном

направлении ограничивается установленными с обеих сторон

конечными выключателями 9 w. 11. В крайних положениях

ремня каретка 12 своими упорами воздействует на выключа-

тели 9 или 11 и машина останавливается. Включается регуля-

тор автоматически при достижении стабильной скорости вы-

пуска ленты.

Чтобы исключить возможность засорения пневматического

датчика, предусмотрена система его продувки. После наработки

таза и при пуске автосъема таза одновременно пневмодатчик

подключается к системе высокого давления. Воздух под высо-

ким давлением проходит через датчик 1 и очищает его от

пыли и сора.

РАСЧЕТ вытяжки И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ЛЕНТОЧНОЙ МАШИНЫ

В кинематической схеме ленточной машины предусмотрены

сменные шестерни, которые позволяют изменять общую и ча-

стные вытяжки в вытяжном приборе. Кроме того, лента, про-

ходя от выбирающих валиков до питающей пары вытяжного

прибора, должна иметь определенное небольшое натяжение,

при котором не осуществлялось бы вытягивание пер_вого рода

и не образовывались петли ленты. Величину этого натяжения

устанавливают в зависимости от линейной плотности ленты,

скорости ее движения, влажности и других факторов. Для из-

менения вытяжки в этой зоне также установлены сменные ше-

стерни. Сменные шестерни имеются и в передаче движения от

выпускного цилиндра вытяжного прибора до выпускных вали-

ков лентоукладчика. Меняя их, устанавливают определенное

натяжение ленты в этой зоне.

Таким образом, общая вытяжка на ленточной машине

^об

===

ЕЕ^Еп,

где Е — частная вытяжка от выбирающих валиков питающего столика до

питающего цилиндра вытяжного прибора; £'в —общая вытяжка в вытяж-

ном приборе; Е„ — частная вытяжка от выпускных валиков вытяжного при-

бора до плющильных валиков лентоукладчика.

На современных скоростных ленточных машинах Е=

=0,998... 1,04; Ял= 1,02... 1,03.

Вытяжка в вытяжном приборе

Ев = EiEi,

где El — частная вытяжка в питающей зоне вытяжного прибора (обычно

1,06—2); £2 —частная вытяжка в выпускной зоне вытяжного прибора с конт-

ролирующим валиком (от 2,5 до 8,5).

Для расчета необ^содимого числа зубьев сменных вытяж-

ных шестерен определяют общую вытяжку на машине

где Ti — линейная плотность питающей ленты; d — число сложений; Т2—

линейная плотность вырабатываемой на машине ленты (Tj и Т^ находятся

в пределах 2,8—5 ктекс).

Принимают значения частных вытяжек В и Ел и опреде-

ляют общую вытяжку вытяжного прибора:

EB = EJE„E.

По кинематической схеме ленточной машины рассчитывают

скорость цилиндра питающей пары вытяжного прибора:

где йп.ц и Яд.ц —соответственно диаметр и частота вращения цилиндра пи-

тающей пары (питающего цилиндра).

Скорость цилиндра выпускной пары

зде d,B.4 и пв.ц — соответственно диаметр и частота вращения цилиндра вы-

Hj'CKHoft пары (выпускного цилиндра).

Вытяжка вытяжного прибора

•Бв = W^'n.u =

Отношение «в.ц/«п.ц есть аередаточное число от питающего

цилиндра к выпускному. В это отношение входит сменная вы-

тяжная шестерня ^в. Тогда

Яв= const £2В,

где const£ — поетоянное число, которое д.ря ленточной машины каждой марки

является неизменный. - •

Производительность Я, кг/ч, ленточной машины выражается

массой ленты, вырабатываемой за 1 ч:

где Ив — скорость выпуска ленты, м/мин, равная, скорости цилиндра выпуск-

ной ленты; Гп—линейная плотность ленты, текс; /Сп. в — коэффициент по-

лезного времени работы машины (0,88—0,94); М — число выпусков на ма-

шине.

Коэффициентом полезного времени учитываются простои

машины, связанные с обрывами ленты на питании, намотами

мычки на цилиндры и нажимные валики вытяжного прибора,

валики ленТоукладчика и с' другими нарушениями процесса

выработки ленты. Для уменьшения простоев машины и повы-

шения качества выпускаемой ленты мащину оснащают само-

остановами, срабатывающими при нарушеяии технологических

процессов на машине, и системой световой сигнализации, ука-

зывающей причину останова машины. При использовании та-

ких устройств повышается КПВ, увеличиваются фронт обслужи-

вания и производительность труда оператора ленточных машин.

Предпрядение — формирование ровницы. Ровничные машины

В кардной системе прядения npR производстве пряжи средней

линейной плотности используют кольцевые прядильные машины

или пневмомеханические. При выработке пряжи на пневмомеха-

нических машинах питающим продуктом является лента со вто-

рого перехода ленточных машин. При производстве пряжи на

кольцевых прядильных машинах с вытяжными приборами вы-

сокой вытяжки (200 и более) также можно вырабатывать пряжу

из ленты. Однако в этом случае усложняется конструкция вы-

тяжного прибора, в результате чего затрудняется обслужива-

ние сложного многозонного вытяжного прибора, увеличиваются

габаритные размеры машины, труднее добиться выпуска рав-

номерной пряжи по линейной пл©тности. Кроме того, остается

нерешенным вопрос о форме питающей паковки. Поэтому при

кольцевом способе формирования пряжи сначала на ровничной

машине из ленты получают более тонкий продукт — ровницу,

а из нее на кольцевой прядильной машине вырабатывают

пряжу требуемой линейной плотности.

Наиболее прогрессивным способом производства пряжи яв-

ляется безверетенный способ (на Пневмомеханических машинах

и др.). Однако в гребенной системе прядения еще не решен

вопрос о применении безверетенных прядильных машин при вы-

работке пряжи малой линейной плотности, поэтому мероприя-

тия по совершенствованию конструкции ровничной машины,

разработке новых способоб формирования ровницы (например,

самоскручиванием) актуальны и имеют большое значение.

Задачей ровничной машины является формирование из

ленты более тонкого слегка крученого продукта — ровницы и

формирование паковки. На ровничной машине осуществляются

вытягивание, кручение и наматывание, а также и сложение.

При выработке тонкой пряжи в гребенной системе прядения

хлопка применяют обычно два перехода ровничных машин:

на первом вырабатывают ровницу из ленты, а на втором —

тонкую,, более равномерную, ровницу, применяя сложение двух

ровниц.

В зависимости -от линейной плотности получаемой ровницы

машины изготовляют с различным расстоянием между вере-

тенами, обеспечивающими выработку ровницы с максимальной

скоростью выпуска. В марках ровничных машин Р-168-3,

Р-192-5, Р-260-5 числа 168, 192 и 260 показывают расстояние

между веретенами. На машинах Р-192-5 и Р-260-5 максималь-

ная частота вращения веретен до 1200 мин-'. Более тонкую

ровницу вырабатывают на машинах с меньшим расстоянием

между веретенами.

Технологическая схема ровничной машины изображена на

рис. 1.27. Тазы 1 с лентой с последнего перехода ленточной

машины помещают сзади ровничной машины. Для уменьшения

натяжения ленты, извлекаемой из таза, и уменьшения скры-

той вытяжки на машине установлен медленно вращающийся

вал 2. Ленты, обогнув его, поступают в вытяжной прибор.

Каждая лента направляется в вытяжной прибор водилкой 3,

совершающей возвратно-поступательное движение по опреде-

ленному закону вдоль нажимного, валика и цилиндра питающей

пары вытяжного прибора., На выходе из вытяжного при-

бора вытянутая ленточка скручивается и превращается в ров-

ницу 6. Крутка ленточке сообщается вследствие вращения ве-

ретена 8 с рогулькой 7. Ровница поступает в отверстие верхней

части рогульки, надетой на быстровращающееся веретено, про-

ходит внутри полой ветви 10 рогульки, выхрдит из нее, огибает

Рис. 1.27. Технологическая схема ровничной машины

лапку 18 рогульки и наматывается на вращающуюся катушку

11. Ветвь 9 рогульки используется для уравновешивания. Ров-

ница на катушку наматывается вследствие разности скоростей

катушки 11 и веретена 8 с рогулькой 7. Раскладывание витков

ровницы по высоте катушки цилиндрическими слоями проис-

ходит в результате движения катушек вверх и вниз вместе

с подвижной верхней кареткой 13, соединенной с рейкой 16,

которая находится в зацеплении с шестерней, установленной

на подъемном валу 17. Подъемный вал периодически изменяет

направление вращения. В верхней каретке находятся катушеч-

ный вал 12 и шестерни, передающие движение катушкам.

В нижней неподвижной каретке 14 расположен веретенный

вал 15 и шестерни, передающие движение веретенам с рогуль-

ками.

Чтобы на ровничной машине данной длины разместить боль-

шее число веретен, их устанавливают в два ряда, при этом

веретена одного ряда располагают между веретенами другого

ряда.

вытяжной ПРИБОР РОВНИЧНОИ МАШИНЫ

На ровничных машинах устанавливают вытяжные приборы

различных типов: трехцилиндровые с последовательно возрас-

тающей вытяжкой, четырехцилиндровые двухзонные и трехци-

линдровые двухремешковые.

Наиболее распространен четьфехцилиндровый двухзонный

вытяжной прибор (см. рис. 1.27), им оснащаются ровничные

машины различных марок. Вытяжной прибор состоит как бы

из двух последовательно установленных однозонных вытяж-

ных приборов, между которыми расположен мычкоуплотнитель

4. В зоне, где размещен мычкоуплотнитель 4, вытяжка очень

небольшая (£2 = ^3/^2; £2= 1,05.. .1,07), т. е. только Для натя-

жения продукта. Частная вытяжка в первой зоне вытягивания

(£•1

= 1/2/^1; £'1 = 1,6...3) меньше, чем во второй (£'3=04/03;

£з=3...10). Вытяжка в вытяжном приборе, равная произве-

дению частных {Еъ = ЕхЕ2Ег), до 30.

Приведенное разложение общей вытяжки на частные объ-

ясняется тем, что в первой зоне вытягивается более толстый

продукт с большим числом волокон в поперечном сечении.

В этой зоне необходимо увеличить разводку между цилинд-

рами, поэтому урловия движения неконтролируемых волокон

в поле вытягивания ухудшатся. При вытягивании продукта

в результате сдвига волокон, друг относительно друга продукт

становится тоньше, рыхлее, уменьшается число контактов

между волокнами, увеличивается ширина выходящей мычки.

Для контроля за сохранением оптимальной ширины мычки,

увеличения числа контактов между волокнами и обеспечения

в последующей зоне вытягивания закономерного движения не-

контролируемых волокон устанавливают мычкоуплотнители 4

и 5. Поэтому во второй зоне вытягивания частная вытяжка £3

всегда берется больше первой частной вытяжки £i. Экспери-

ментально установлено, что вырабатывается ровница с наи-

меньшей неровнотой по линейной плотности при соотношении

£з/£1=1,6...1,7.

Для уплотнения ленты перед входом в вытяжной прибор

и создания более компактной мычки установлена воронкооб-

разная водилка 3, уплотняющая входящую ленту.

В вытяжных приборах всех типов применяют пружинную

систему нагрузки на валики с постепенно увеличивающимсй

давлением от питающей пары вытяжного прибора к выпускной.

Конструкцией вытяжного прибора предусмотрена возмож-

ность изменения разводок между цилиндрами и замены ци-

линдров с различными диаметрами для переработки средне-

волокнистого и длинноволокнистого хлопка.

На ровничных машинах Р-192-5 и Р-260-5 последней моди-

фикации в целях повышения качества выпускаемой ровницы,

уменьшения неровноты по линейной плотности применяют трех-

цилиндровый двухремешковый вытяжной прибор (рис. 1.28).

Его можно использовать в кардной и гребенной системах пря-

дения хлопка для выработки ровницы 180—1430 текс из хлопка

и химических волокон длиной до 45 мм.

Основная зона вытягивания между цилиндрами второй 4

и выпускной 1 пар имеет ремешки, которые обеспечивают

КойтроЛь Дви5кеййй ЁОЛОКОЙ йб

первой предельной схеме. Зажим

между верхним 3 и нижним 7

ремешками переменный: наи-

больший в точке соприкоснове-

ния цилиндра и нажимного ва-

лика второй пары 4 и наимень-

ший в точке расхождения ремеш-

ков. Расстряние между ремеш-

ками выбирается в зависимости

от линейной плотности продукта

и устанавливается сменными

упорами 2 и S клеточки ре-

мешков.

Перед вытяжным прибором лента проходит через водилку-

уплотнитель 5. Для лучшего контроля за движением волокон

установлены мычкоуплотнйтели 5 и Р.

Общая вдтяжка вытя^кного ирибора 2,5—16. Частная вы-

тяжка в предварительной зоне вытягивания составляет 1,1—1,3,

что обеспечивает только распрямление волокон без их относи-

тельного смещения. Основная вытяжка осуществляется при

хорошем контроле за движением волокон в следующей зоне.

Нагрузка на нажимные валики пружинная. Угол наклона при-

бора 15°.

Рис. J.28. Схема трехцилиндрового

двухремешкового вытяжного при-

бора

КРУЧЕНИЕ РОВНИЦЫ И НАМАТЫВАНИЕ ЕЕ НА КАТУШКУ

Мычка, выходящая из вытяжного прибора, имеет малое число

волокон в поперечном сечении и прочность ее недостаточна,

чтобы намотать на катушку. Для придания мычке определен-

ной прочности ее подвергают кручению.

Сущность кручения заключается в том, что волокна про-

дукта, располагаясь примерно по винтовым линиям, растяги-

ваются и под действием сил упругости волокон продукт уп-

лотняется, увеличиваются давление и силы трения между

боЛокнами, вследствие чего прочность крученого продукта по-

вышается.

Кручение осуществляется для образования из сравнительно

коротких волокон продукта, обладающего почти круглой фор-

мой поперечного сечения и соответствующими прочностью, рас-

тяжимостью и упругостью.

На ровничных машинах применяется однозонный способ

кручения, совмещенный с наматыванием.

Продукт, выходящий из вытяжного прибора со скоростью

выйуска Ув, м/мин, заправляется в рогульку, вращающуюся

с частотой Пв, мин-' («в — частота вращения веретена). За

время движения от выпускной пары до катушки каждое попе-

речное сечение продукта повернется относительно соседних на

некоторый угол вокруг оси. Мерой интенсивности кручения яв-

Рис. 1.29. Схема кру-

N f чения продукта

ляется крутка К^Пв/vb, т. е. число кручений на единицу длины

продукта, обычно на 1 м. Крутка — абсолютная мера интенсив-

ности кручения.

При кручении продукт испытывает натяжение и волокна,

составляющие его, принимая винтообразную форму, растяги-

ваются и удлиняются. Вследствие растяжения под действием

сил Q и Qi (рис. 1.29,а) ойи стремятся расположиться по вин-

товым линиям меньшего диаметра и поэтому оказывают дав-

ление на те волокиа, которые находятся внутри, ближе к оси

продукта.

Для продуктов разной линейной плотности (разного диа-

метра) при одинаковом числе кручений на единицу длины

(рис. 1.29,6) угол наклона наружных волокон к оси продукта

будет разным и эффект от кручения (степень уплотнения, уп-

рочнения) также различен.' Чем меньше диаметр (линейная

плотность) продукта, тем большую крутку необходимо сооб^

щить продукту, чтобы получить одинаковый эффект. Поэтому

для оценки интенсивности кручения вводится второй показа-

тель — коэффициент крутки а, являющийся относительной ме-

рой интенсивности кручения и пропорциональный tgp-.

Установим зависимость между круткой, коэффициентом

крутки и линейной плотностью скручиваемого продукта.

Представим скрученный продукт диаметром d с располо-

женным на его поверхности волокном. Высоту, мм, одного витка

крутки обозначим /i, угол между винтовой линией на поверх-

ности продукта и осью — р (его называют углом кручения).

Развернем поверхность цилиндра в плоскость, тогда волокно

должно расположиться по диагонали прямоугольника.

Из прямоугольного треугольника имеем

tgp = nd//i. ' (1.14)

Число кручений (витков) на 1 м продукта есть крутка К,

а так как один виток имеет протяженность h, то К= 1000/^

Откуда

h=\miK. (1.15)

Подставим уравнение (1.15) в уравнение (1.14) и получим

/<:

= tgp-1000/(nd). (1.16)

Диаметр ровницы определяется ее линейной плотностью.

Для установления этой связи возьмем отрезок ровницы дли-

ной I, мм; объем его, см^, равен яй^//(4-1000). Масса отрезка,

г, равна jtc^^Zv/(4-1000), здесь у — плотность продукта, г/см®.

Длина отрезка в километрах составит //10®. Тогда линейная

плотность ровницы, выражаемая отношением массы к длине,

106/(4-10®/). Откуда nd^Y-10®=4Г и диаметр ров-.

ницы

d = 2Vf/VlW^ (1.17)

Подставляя выражение (1.17) в уравнение (1.16), найдем

/C = tgpJOOOV"Y Обозначив а = lOOOtgp X

X 1000/(2я), получим

где а — коэффициент крутки, пропорциональный тангенсу угла наклона внеш-

них волокон к оси продукта.

Эту формулу крутки называют технологической формулой

и по ней устанавливают крутку, обеспечивающую одинаковую

интенсивность кручения для продуктов разной линейной плот-

ности.

Коэффициент крутки выбирают из таблиц Справочника по

хлопкопрядению (1985 г.) в зависимости от длины волокна

и линейной плотности продукта. В целях сокращения записи

в таблицах приведены значения коэффициента крутки «т,

уменьшенные в 100 раз. Поэтому крутка

где ат — табличное значение коэффициента крутки.

Мычка, выходящая из вытяжного прибора, представляет со-

бой плоскую тонкую ленточку, которая, воспринимая крутя-

щий момент от веретена, закручивается, превращаясь в ров-

ницу. Деформация мычки от крутящего момента происходит не

у линии зажима выпускной пары 00 (рис. 1.29, б), а на рас-

стоянии b от нее, за линией ас, называемой порогом крутки.

До порога крутки ленточка постепенно сужается, образуется

участок продукта, называемый треугольником кручения, в ко-

тором волокна еще не скручены и продукт обладает малой

жесткостью.