Технология и оборудование текстильного производства. Практикум

Е =U =	Т р	,	(7.1)
	Тпр

где ТР - линейная плотность ровницы, текс; ТПР - линейная плотность пряжи, текс.

Общая вытяжка Е в вытяжном приборе

Е = Vв ,

(7.2)

Vn

где Vв,Vn - скорость выпускной и питающей пары вытяжного прибора, мин-1.

Крутку пряжи К, кр/м

	К =	αТ	×100		,	(7.3)
		Тпр

где αТ - коэффициент крутки (находится по таблицам 7.2, 7.3); ТПР- линейная плотность пряжи, текс.

Таблица 7.2.	Коэффициент крутки αТ основной пряжи
Линейная				Длина волокна, мм
плотность пряжи,
текс
	28/29	29/30	30/31	31/32	32/33	33/35	35/37	37/39	38/40
100	35,4	-	-	-	-	-	-	-	-
84	36,7	35,4	-	-	-	-	-	-	-
64	37,9	36,4	34,8	-	-	-	-	-	-
56	38,6	37,3	35,7	34,8	-	-	-	-	-
50	39,2	38,3	36,7	35,7	-	-	-	-	-
42	39,8	39,2	37,9	36,7	36,4	-	-	-	-
36	41,1	40,2	38,9	37,9	37,3	34,1	31,6	-	-
29	42,4	41,1	39,8	39,2	38,6	35,4	31,9	28,5	-
25	43,3	42,1	40,5	39,8	39,2	36,0	31,9	28,8	-
21	44,3	43,3	41,1	40,5	39,8	37,0	32,9	29,1	-
18,5	-	43,6	42,0	41,1	40,5	37,6	33,2	29,4	-
16,5	-	-	42,7	41,7	41,1	38,3	33,5	30,4	-
15,5	-	-	43,6	42,7	42,0	39,2	33,8	30,7	-
11,5	-	-	-	43,9	43,3	39,9	34,8	31,0	-
10	-	-	-	-	-	41,1	36,0	32,9	-
8,4	-	-	-	-	-	-	37,3	33,2	-
7,4	-	-	-	-	-	-	38,3	33,5	31,9
7,2	-	-	-	-	-	-	39,2	33,5	31,9
5,8	-	-	-	-	-	-	-	34,1	33,5

136

Исходя из скоростей рабочих органов машины крутку пряжи можно определить по формуле:

	К =	nв	,	(7.4)
		Vв × Ку

где К - крутка пряжи, кр/м; Ку – коэффициент усадки пряжи от крутки;

nв – частота вращения веретена, мин-1; Vв – скорость выпуска пряжи, м/мин.

В процессе кручения длина пряжи уменьшается. Изменение длины характеризуется коэффициентом усадки пряжи от крутки, который выбирается по таблице 7.4.

Таблица 7.3.	Коэффициент крутки αТ уточной пряжи
Линейная					Длина волокна, мм
плотность пряжи,
текс		27/28	28/29	29/30	30/31	31/32		32/33	33/35	35/37	37/39
100		30,4	-	-	-	-		-	-	-	-
84		31,0	-	-	-	-		-	-	-	-
64		31,6	30,4	-	-	-		-	-	-	-
56		31,9	31,0	30,1	-	-		-	-	-	-
50		32,9	31,7	30,7	28,5	-		-	-	-	-
42		33,8	32,9	31,3	30,7	30,4		-	-	-	-
36		34,8	33,8	31,9	31,6	31,3		31,0	30,7	-	-
29		36,0	35,4	34,4	33,8	33,2		32,4	31,6	-	-
25		-	36,0	35,4	34,4	33,8		33,2	32,4	28,8	-
21		-	-	36,3	34,9	34,3		33,7	33,3	29,5	-
18,5		-	-	37,0	35,4	34,8		34,1	33,8	30,1	27,9
16,5		-	-	-	36,0	35,7		34,8	34,1	31,0	28,2
15,5		-	-	-	37,0	36,4		36,0	34,8	31,6	28,5
11,5		-	-	-	-	37,3		37,0	35,4	32,9	29,1
10		-	-	-	-	-		-	36,0	34,1	31,0
8,4		-	-	-	-	-		-	36,7	34,8	31,6
7,4		-	-	-	-	-		-	-	35,4	30,4
7,2		-	-	-	-	-		-	-	36,0	31,9
5,8		-	-	-	-	-		-	-	-	32,9

Частоту вращения бегунка определяют, пользуясь первым уравнением наматывания:

		V ×К	у
n	= n -	в		,	(7.5)
		π dн
б	в

137

где, nб - частота вращения бегунка, мин-1; nв - частота вращения веретена, мин -1; Vв - скорость выпуска пряжи, м/мин;

Ку - коэффициент усадки пряжи от крутки; dн - диаметр наматывания пряжи, м.

Скорость перемещения кольцевой планки определяется вторым уравнением наматывания:

				V ×К				у		h,
		Vк.п.=			в										(7.6)
					π d	н
где V к.п.- скорость перемещения кольцевой планки, м/мин;
Vв– скорость выпуска пряжи, м/мин;
dн – диаметр наматывания пряжи, м;
Ку – коэффициент усадки пряжи от крутки;
h – шаг витков пряжи, м.
Таблица 7.4. Коэффициент усадки пряжи от крутки Ку
Линейная плотность				Коэффициент крутки αТ
пряжи,
текс	25,3	28,4		31,6					34,8		37,9		41,1	44,2	47,4
100	0,97	0,97		0,96					0,95		0,94		0,93	0,92	0,91
60	0,98	0,97		0,96					0,95		0,95		0,94	0,93	0,92
50	0,98	0,97		0,97					0,95		0,95		0,94	0,94	0,93
42	0,98	0,98		0,97					0,96		0,96		0,95	0,94	0,93
36	0,98	0,98		0,97					0,97		0,96		0,95	0,94	0,94
29	0,98	0,98		0,97					0,97		0,96		0,95	0,95	0,94
25	0,98	0,98		0,98					0,97		0,96		0,95	0,95	0,94
21	0,98	0,98		0,98					0,97		0,97		0,95	0,95	0,95
18,5	0,98	0,98		0,98					0,98		0,97		0,96	0,95	0,95
16,5	0,99	0,98		0,98					0,98		0,97		0,96	0,95	0,95
15,5	0,99	0,98		0,98					0,98		0,97		0,96	0,96	0,95
11,5	0,99	0,99		0,98					0,98		0,97		0,97	0,96	0,95
10	0,99	0,99		0,98					0,98		0,97		0,97	0,96	0,96
8,4	0,99	0,99		0,98					0,98		0,98		0,97	0,97	0,96
7,2	0,99	0,99		0,99					0,98		0,98		0,97	0,97	0,96
5,8	0,99	0,99		0,99					0,98		0,98		0,97	0,97	0,96

Производительность кольцевой прядильной машины выражается количеством выработанной пряжи в килограммах или километрах за 1 час.

Фактическая производительность прядильной машины Р, кг/ч,

Р = V ×60×Т	пр	× К	У	× N × К	ПВ	/106 ,	(7.7)
В

138

или
Р = nВ ×60×Тпр × КУ × N × КПВ / (К ×106 ),	(7.8)

где nВ – частота вращения веретен, мин–1; VВ – скорость выпуска пряжи, м/мин; ТПР – линейная плотность пряжи, текс; N – количество веретен на машине, шт;

КУ – коэффициент усадки пряжи от крутки; К – крутка пряжи, кр/м;

КПВ – коэффициент полезного времени (0,947-0,984).

Для сравнения производительности прядильных машин, вырабатывающих пряжу разной линейной плотности, производительность Р' определяют в км/ч

Р/ = V ×60× К	У	× N × К	ПВ	/103	,	(7.9)
В
или
Р/ = nВ × 60 × КУ × N × КПВ / К ×103.						(7.10)

где, nВ – частота вращения веретен, мин–1; VВ – скорость выпуска пряжи, м/мин;

N – количество веретен на машине, шт; КУ – коэффициент усадки пряжи от крутки; К – крутка пряжи, кр/м; КПВ – коэффициент полезного времени.

Очень часто для сравнения производительности прядильных машин, имеющих разное количество веретен, производительность определяют в кг/ч и км/ч на 1000 веретен.

7.6. Контрольные вопросы и задачи по разделу 7

Контрольные вопросы.

1.Каково назначение кольцевой прядильной машины?

2.Какие технологические процессы осуществляются на кольцевой прядильной машине? Их цель и сущность.

3.Из каких основных механизмов состоит кольцевая прядильная машина?

4.Каково назначение и устройство ровничной рамки?

5.Каково назначение и устройство вытяжного прибора?

6.Какие вытяжные приборы применяют на кольцевых прядильных машинах? Каковы их особенности?

139

7.Каково назначение и устройство крутильно-наматывающего механизма машины?

8.Каково строение прядильного початка?

9.Какие условия необходимы для наматывания пряжи на машине?

10.В зависимости от каких параметров выбирают коэффициент крутки пряжи?

11.Какая взаимосвязь между коэффициентом крутки и круткой пряжи?

12.Как определить крутку на машине?

13.Как определить вытяжку на машине?

14.Как определить частоту вращения и линейную скорость бегунка?

15.Как определить скорость движения кольцевой планки?

16.Как изменяется скорость кольцевой планки при наматывании слоя и

прослойки?

17.Как определить производительность прядильной машины?

18.В каких единицах выражается производительность кольцевых прядильных

машин?

19.Как влияет величина крутки на производительность машины?

20.Что влияет на величину коэффициента полезного действия кольцевой прядильной машины?

21.Какие рабочие приемы автоматизированы на современной кольцевой прядильной машине?

22.Какие отличия в конструкции и технико-экономических показателях работы отечественных и зарубежных кольцевых прядильных машин?

23.Каковы пути повышения производительности прядильных машин?

24.Каковы направления развития прядильного оборудования?

Задачи.

1.Рассчитать теоретическую производительность кольцевой прядильной машины на 1000 веретен в кг/ч и км/ч, если линейная плотность

вырабатываемой пряжи 18,5 текс, коэффициент крутки αт = 40, частота вращения веретен 12600 мин-1.

2.Определить длину пряжи линейной плотности 15,4 текс на прядильном початке массой 130 г.

3.Определить фактическую производительность кольцевой прядильной машины в кг/ч и км/ч, если известно: скорость выпускных цилиндров 15 м/мин, число веретен на машине 340, линейная плотность пряжи 25 текс, КПВ машины 0,90.

4.Определить, на какую длину пряжи приходится один обрыв, если

вырабатывается пряжа линейной плотности 15,6 текс при 50 обрывах на 1000 веретен в час, частота вращения веретен 12500 мин-1, коэффициент крутки αТ = 42.

5.Определить число кручений на 1 м пряжи линейной плотности 15,6 текс, если коэффициент крутки αТ = 35.

6.Определить длительность наработки полного съема на кольцевой

прядильной машине, если линейная плотность пряжи 15,4 текс, масса пряжи на початке 100 г., частота вращения выпускного цилиндра 150 мин-1,

140

его диаметр 25 мм и коэффициент усадки пряжи от крутки 0,97, КПВ машины 0,9.

7.Определить линейную скорость бегунка на кольцевой прядильной машине, если он вращается с частотой 11000 мин-1, диаметр кольца на машине 51 мм.

8.Определите теоретическую производительность кольцевой прядильной машины на 1000 веретен в кг/ч и км/ч, вырабатывающей пряжу линейной плотности 15,4 текс, при следующих данных: частота вращения веретен 12000 мин-1, коэффициент крутки αТ = 40.

9.Определить теоретическую производительность кольцевой прядильной

машины в кг/ч и км/ч, имеющей 324 веретена, если частота вращения веретен равна 12000 мин-1, линейная плотность вырабатываемой пряжи 25 текс, крутка - 900 кр/м.

Пример решения задачи. Условие:

Рассчитать теоретическую производительность кольцевой прядильной машины на N=432 веретена в кг/ч, км/ч, если вырабатывается гребенная основная пряжа ТПР=14 текс из хлопкового волокна длиной 33/34 мм при частоте вращения веретен nВ=13000мин-1.

Решение:

Из таблицы 7.2 для гребенной основной пряжи 14 текс, выработанной их хлопкового волокна длиной 33/34 мм, выбираем коэффициент круткиαТ =39,4.

Крутка пряжи К, кр/м

К =100αТ = 100×39,4 =1053.

Тпр 14

Находим коэффициент укрутки пряжи КУ=0,97 (из табл.7.4)

Теоретическая производительность кольцевой прядильной машины РТ, кг/ч

РТ =60×nв ×ТпрКу N / К ×106 =60×13000×14×0,97×432/1053×106 = 4,35

Теоретическая производительность кольцевой прядильной машины РТ/, км/ч

РТ / =60×nв ×Ку N / К ×106 =60×13000×0,97×432/1053×106 =315,8.

Ответ: РТ=4,35 кг/ч, РТ/=315,8 км/ч.

141

8. ПНЕВМОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПРЯДИЛЬНАЯ МАШИНА

Резкое увеличение (в два-три раза) производительности прядильных машин достигнуто при использовании безверетенных способов прядения, в которых используется однозонный способ кручения. При этом кручение осуществляется раздельно от наматывания. Такой способ формирования пряжи называется «Прядение со свободным концом» или «Прядение с открытым концом», за рубежом «Open-end spinning», а пряжа «Open-end yarn», сокращенное зарубежное название OEY.

На предприятиях получил распространение камерный пневмо- механический способ прядения, который осуществляется на прядильных машинах типа ППМ-120.

В настоящее время пневмомеханическое прядение является вторым по важности способом выработки пряжи после кольцевого прядения. В 2000 г. пряжа с ППМ составила около 20% мирового объема выпуска пряжи из коротких волокон. Эта пропорция неуклонно растет и, судя по прогнозам, к 2010 г. достигнет уровня в 25%. Эта машина предназначена для выработки пряжи из ленты, полученной из хлопковых, химических волокон и их смесей.

Пряжа с ППМ находит самое широкое применение, начиная от пряжи большой линейной плотности свыше 500 текс для выработки технических тканей до тонкой пряжи 10 текс для простынных тканей и летнего трикотажа.

Восстановленное волокно используется для выработки пряжи средней и большой линейной плотности.

На пневмомеханической прядильной машине протекают следующие технологические процессы:

дискретизация питающего продукта; транспортирование дискретного потока волокон;

циклическое сложение с целью формирования волокнистой ленточки; кручение ленточки — формирование пряжи; наматывание пряжи — формирование бобины.

Сущность процесса дискретизации заключается в разъединении питающего продукта на отдельные волокна, в относительном смещении и в распределении их на большей длине. Этот процесс осуществляется с

целью получения равномерного дискретного потока отдельных распрямленных и ориентированных волокон, который не может получать и передавать кручения от скручиваемого конца пряжи.

Процесс дискретизации осуществляется в дискретизирующем устройстве, которое включает питающий цилиндр, подпружиненный столик и дискретизирующий валик.

Эффективность дискретизации тем выше, чем меньше комплексов волокон в дискретном продукте, лучше распрямленность и ориентация волокон.

Дискретный поток волокон по пневмоканалу и далее в камеру до желоба транспортируется быстродвижущимся потоком воздуха, который засасывается через конфузор (пневмоканал) вследствие разрежения воздуха, создаваемого внутри прядильной камеры. В процессе транспортирования дискретный поток вытягивается за счет относительного смещения волокон.

142

При транспортировании потока необходимо сохранить распрямленность, ориентацию и разъединенность волокон, достигнутые ранее.

Сущность циклического сложения заключается в послойной укладке дискретного потока волокон на кольцевую клиновидную волокнистую ленточку. При этом различные по толщине и структуре участки складываемых слоев соединяются в самых разнообразных комбинациях. Этот процесс

осуществляется с целью формирования равномерной волокнистой ленточки и эффективного смешивания волокон.

Циклическое сложение проходит в желобе прядильной камеры, где непрерывно формируется волокнистая ленточка, которая удерживается

центробежными силами и имеет в точке съема наибольшее число волокон в поперечном сечении. Число слоев при формировании ленточки бывает от 200

до 400.

При прядении хлопчатобумажной пряжи средней линейной плотности достигается высокий эффект выравнивания, что обеспечивает получение равномерной пряжи.

Сущность и цель кручения остаются теми же, что и на кольцевой прядильной машине. Кручение пряжи осуществляется прядильной камерой в зоне кручения, т. е. между выпускной парой и воронкой нитевыводной трубки. Упругий крутящий момент пряжи, возникающий в этой зоне, преодолевая силы трения в воронке, переходит на баллонирующий участок пряжи в камере, скручивая волокнистую ленточку в точке съема.

Наматывание осуществляется раздельно от кручения и другими рабочими органами. Цилиндрическая или коническая бобина крестовой намотки получает вращательное движение от мотального валика. Возвратно-

поступательное движение пряже сообщается винтовой канавкой мотального валика или нитеводом. Масса пряжи на бобине около 1,5 – 2,5 КГ.

8.1. Методика изучения машины

Изучение машины начинают с расстановки тазов относительно прядильных головок. При извлечении ленты из тазов необходимо обеспечить нормальное ее натяжение.

Далее изучают дискретизирующее устройство. Эффективность изучения повышается, если на одной прядильной головке снята крышка с датчиком

обрыва и рядом с машиной на столе уложены детали разобранной прядильной головки (питающий цилиндр, столик, дискретизирующий валик и др.). Внимательно рассматривают профиль зубьев гарнитуры на дискретизирующем валике, используемой для обработки хлопкового или химического волокна, и способы ее закрепления. Рассматривают конструкцию

питающего столика и устанавливают возможность изменения его положения относительно дискретизирующего валика. Выясняют способ изменения нагрузки на питающий цилиндр, возможность изменения выходного отверстия в уплотнительной воронке. После изучения деталей дискретизирующего устройства изображают его схему.

Далее рассматривают пневмоканал, разделитель прядильной камеры,

боковую поверхность камеры и выясняют трассу движения дискретного потока

143

волокон до желоба камеры и путь движения воздушного потока, обеспечивающего транспортирование волокон.

Затем приступают к изучению формирующе-крутильного устройства, в котором осуществляется циклическое сложение и кручение - формирование пряжи из волокнистой ленточки. Для лучшего рассмотрения конструкции

деталей этого устройства рекомендуется открыть камеру и отделить нитепроводящую трубку, воронку и разделитель (сепоратор).

При изучении деталей необходимо обратить внимание на профиль желоба, угол наклона боковой поверхности, вырез в разделителе, характер поверхности воронки нитепроводящей трубки, отверстия в дне камеры.

Затем изучают устройство выпускной пары и мотальное устройство.

В конце изучают устройство и работу роботизированного технологического комплекса, обращая внимание на задачи устройства, принцип его действия и качество выполнения работы этим устройством.

После изучения рабочих органов, машину включают и наблюдают за ее работой. Затем изображают технологическую схему одной сторонки машины.

8.2. Устройство и работа пневмомеханической прядильной машины

Технологический процесс формирования пряжи на ППМ осуществляется следующим образом (рис. 8.1). Лента выбирается из таза 1 и протаскивается питающим цилиндром 2 через уплотнительную воронку 3, закрепленную на питающем столике 4. Питающий столик прижимается пружиной 5 к питающему цилиндру, за счет чего создается необходимое усилие для протаскивания ленты через уплотнительную воронку. После уплотнительной воронки лента питающим цилиндром подается к дискретизирующему валику 6.

Дискретизирующий валик обтянут пильчатой гарнитурой и вращается на современных машинах с частотой 6000-11000 мин-1. Его зубья интенсивно разрабатывают волокнистую бородку и вызывают ее утонение в 3000-10000 раз, т.е. происходит сверхвысокая вытяжка. При этом в сечении продукта остается всего 2-6 волокон, которые не контактируют между собой. Такой поток волокон называется дискретным, а процесс дискретизацией.

Когда волокна выходят из зажима питающего цилиндра со столиком, они захватываются зубьями дискретизирующего валика. При его движении сорные примеси, потерявшие связь с волокнами, подводятся к сороотводящему каналу 7, а волокна - к транспортирующему каналу 8. Сорные примеси и волокна с зубьев барабанчика удаляются воздухом, который движется по этим каналам. Оставшиеся на зубьях волокна сбиваются ножом 9. Воздух, движущийся по транспортирующему каналу, снимает волокна с

дискретизирующего барабанчика и в виде непрерывного дискретного потока несет их на сборную поверхность прядильной камеры. Транспортирующий канал выполнен в форме конфузора, следовательно, скорость воздуха в нем увеличивается, что способствует сохранению распрямленности волокон вдоль оси канала. Движение воздуха в транспортирующем канале создается

144

разрежением в камере, так как в стенках камеры сделаны радиальные отверстия, и при вращении она работает как вентилятор.

17

12

15

11

10

9		16	18
13	19
		14

8

7

5

6	4
2	3

1

Рис. 8.1. Технологическая схема пневмомеханической прядильной

машины

Волокна из транспортирующего канала в прядильную камеру поступают через отверстие в сепараторе 10, который отделяет зону транспортировки волокон от зоны формирования пряжи. Поступающие в прядильную камеру волокна захватываются сборной поверхностью 11 (внутренней конической стенкой камеры), а далее струей воздуха и центробежной силой прижимаются к сборной поверхности. Воздух из камеры удаляется по каналу 12. По сборной

поверхности волокна смещаются на максимальный диаметр и укладываются параллельными слоями в желобе камеры, образуя волокнистую ленточку. Таким образом, за один оборот прядильной камеры в ее желобе укладывается один слой волокон. Сложение большого количества дискретных потоков происходит вследствие того, что скорость оттяжки волокнистой

145