Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Состояние вопроса в россии и за рубежем, постановка задачи 11
1.1. Необходимость реструктуризации ассортимента льняных изделий 11
1.2. Роль процесса гребнечесания в ассортименте продукции льняной промышленности 25
1.3. Выводы по главе 33
Глава II. Изучение особенностей гребнечесания комплексного льняного волокна по сравнению с другими видами волокон 35
2.1. Особенности способа мокрого прядения льна 35
2.2. Применение гребнечесания в прядении льна 39
2.3. Применение гребнечесания в прядении шерсти 42
2.4. Гребнечесание хлопкового волокна 43
2.5. Анализ работы гребнечесальных машин 43
2.6. Выводы по главе 61
Глава III. Уточнение технологии и разработка требований на рабочие органы гребнечесальных машин, обеспечивающих проведение реструктуризации ассортимента льняных изделий 62
3.1. Определение оптимальных параметров набора гребенных сегментов 63
3.2. Факторы, определяющие механическое облагораживание волокна 67
3.3. Исследование работы узла прочеса на гребнечесальной машине 70
3.4. Разработка исходных требований, технического задания, конструкторской документации на гребнечесальную машину для короткого волокна и льняного очеса. Создание экспериментального образца гребнечесальной машины 74
3.5. Проведение испытаний экспериментального образца гребнечесальной машины 80
3.6. Определение оптимальных технологических параметров работы экспериментального образца гребнечесальной машины. Выявление влияния величины питания и зоны сортировки на качество гребенной ленты 84
3.7. Выявление влияния процесса гребнечесания на изменение состава и структуры короткого волокна и льняного очеса, определение оптимального состава технологического оборудования с целью снижения линейной плотности пряжи. 89
3.8. Выработка опытных партий пряжи 101
3.9. Выводы по главе 105
Глава IV. Экономическая эффективность гребнечесания в условиях нового подхода к вопросу оценки продукции 107
4.1. Технико-экономические показатели применения гребнечесания 109
4.2. Снижение линейной плотности оческовой пряжи мокрого прядения при использовании гребнечесания 113
4.3. Снижение линейной плотности пряжи в сухом прядении 114
4.4. Выводы по главе 121
Общие выводы и рекомендации 122
Литература
- Роль процесса гребнечесания в ассортименте продукции льняной промышленности
- Применение гребнечесания в прядении льна
- Исследование работы узла прочеса на гребнечесальной машине
- Снижение линейной плотности оческовой пряжи мокрого прядения при использовании гребнечесания
Введение к работе
Стремление на протяжении десятилетий характеризовать эффективность производства в основном количеством выпускаемой продукции, а также количественным повышением производительности труда, сказалось на ее качест венных характеристиках. При переходе к рыночной экономике востребованность данной продукции резко упала из-за снижения платежеспособного спроса. Этим отчасти можно объяснить и критическое состояние основной части предприятий текстильной и легкой промышленности. Между тем сегодня, российский рынок текстиля более чем на 2/3 занят производителями других стран, продукция которых пользуется спросом населения, в основном из-за ее внешней привлекательности и дешевизны. В целом, при сложившейся ситуации, российская экономика теряет значительные финансовые резервы (по некото- рым оценкам до 7 млрд. долларов США в год).
Анализируя состояние развития большой ниши отечественной текстильной промышленности - льняного комплекса, необходимо отметить, что в конце XIX и первой половине XX века льноводство и льняная промышленность России быстро развивалась и была самой большой в мире. Русское льноводство обеспечивало 85% мировой потребности льна.
Появление хлопководства с более простой технологией и меньшими отходами создало большую конкуренцию льну на мировых рынках.
Высокая трудоемкость льна в сельском хозяйстве потребовала механизации многих, и особенно уборочных работ: теребления (вытаскивания стеблей из почвы), очесывания головок, выделения и просушки семян, расстила, переворачивания и подъема слоя, прошедшей грибковый процесс льняной тресты, ее просушки и транспортировки на специально построенные льнозаводы, где механизировано выделялось волокно и обрабатывались отходы трепания.
В России была проделана огромная работа по селекции льна пригодного для механической уборки (неполегаемого, раннеспелого). Однако эта механи зация ухудшила технологию (очес недозрелых семян, расстил не на лугах, а на голом льнище) и полностью исключила всякую сортировку продукции.
Исключена была не только горстевая, но и сноповая сортировка. Лен в зависимости от густоты и глубины посева, влажности и других условий роста и лежки получается очень различный и наряду с отличным волокном имеется плохое, подпорченное, одревеснелое. При современной уборке оно все перемешивается и унифицируется. На льнозаводах оно из рулонов перерабатывается на конвейерных агрегатах.
В промышленности при прядении также стремились существенно увеличить производительность оборудования и труда, выпустить больше пряжи и ткани. Бытовые технические и тарные ткани в условиях дефицита полностью реализовывались, а происходившие в сельском хозяйстве потери компенсировались из бюджета дотациями.
В итоге, особенно в послевоенные годы, резко возросли пропускная способность мяльно-трепальных агрегатов на льнозаводах, производительность оборудования и труда в промышленности. Вся производимая продукция при этом с успехом реализовывалась.
В 90-х годах резко упали доходы значительной части населения России, прекратились правительственные возмещения льнозаводам, покупавшим тресту по более высоким государственным ценам. В результате продукция предприятий льняной промышленности, а за ней и льнозаводов, потеряла платежеспособный спрос. Промышленность резко (в 5 раз) сократила производство, а льноводы сократили посевы льна. К тому же стало неконкурентоспособно, а отсюда и не рентабельно производство льняных мешков из отходов трепания. Требование изменения качества, а, следовательно, и необходимость создания спроса, существенно влияет на эффективность производства и заставляет коренным образом реструктурировать отрасль, для чего на данном этапе ее развития необходимо:
1. Освоение технологии и оборудования для производства из существующего реально чесаного льна тонкой пряжи для использования ее в новый дорогой и привлекательный ассортимент тканей, который может иметь устойчивый спрос у состоятельной части населения России и других стран;
2. Использование льняного очеса с включением процесса гребнечесания для выработки пряжи традиционного ассортимента, изготавливаемого из более дорогого сырья - чесаного льна.
Поэтому в настоящее время вопрос выпуска высококачественной пряжи низких линейных плотностей и имеющийся спрос на нее в России и за рубежом вызвал необходимость введения процесса гребнечесания и создания отечественных гребнечесальных машин, конкурентоспособных, прежде всего по цене с зарубежными аналогами.
Опыты по созданию отечественной гребнечесальной машины предпринимались еще в Советском союзе, однако введение процесса гребнечесания в производство требовало дополнительных затрат (трудовых, энергетических, сырьевых и т.д.), что при существовавшей в те годы плановой экономике и отлаженной реализации низкосортной продукции было неприемлемо.
Отечественный льняной очес и короткое волокно содержат большое количество волокнистых пороков и являются неоднородными по составу, что не позволяет получать из них конкурентоспособную пряжу низких линейных плотностей.
Проведенные научно-исследовательские работы по повышению прядильной способности льняного очеса и короткого волокна за счет усовершенствования технологии позволили частично удалить волокнистые пороки в пряже, стабилизировать ход технологического процесса в прядении, но не представилось возможным снизить линейную плотность пряжи. Снижения линейной плотности удалось достичь за счет введения процесса гребнечесания. Необходимо отметить, что в отличие от гребнечесания хлопка или шерсти, где основной задачей является удаление пороков, сорных примесей и выравнивание волокна по штапелю, гребнечесание льняного волокна помимо его очистки ставит дополнительную задачу - обеспечить дробление волокна без существенного увеличения коротких волокон.
Применение гребнечесания для льняного очеса и короткого волокна позволило практически полностью удалить волокнистые пороки, сорные примеси, снизить в два раза содержание волокон непрядомой группы и выровнить волокно по составу.
Сочетание процесса гребнечесания и усовершенствования технологии прядения позволило снизить линейную плотность оческовой пряжи с 105-118 до 68 текс.
Безусловно, сегодня назрел вопрос о введении гребнечесания льняного очеса и короткого волокна. Накопленный опыт говорит о том, что для получения более высокого и устойчивого технологического эффекта и создания ассортимента, пользующегося спросом различных слоев населения, как в России, так и за рубежом, необходимо новое использование этого сырья, что может быть достигнуто именно путем его гребнечесания, а это в свою очередь отразится на росте экономических показателей получаемых изделий.
На основе вышеизложенного очевидна актуальность работы и важность поставленных исследований.
Целью и задачами данной работы является обоснование путей реструктуризации ассортимента льняной промышленности и разработка требований на создание гребнечесальной машины для переработки льняного очеса и короткого волокна, а также разработка эффективной технологии по их использованию в более тонкую пряжу.
Методика проведения работы. При теоретическом изучении рассматриваемой проблемы использованы методы аналитической геометрии, математического моделирования, теоретической механики. Использовалась разработанная проф. В.П. Добычиным теория штапельного анализа. Для характеристики пряжи использовалась теория случайных функций, в частности оценивались плотности дисперсий. При анализе рассортировки волокон применялся баланс волокна не только удаленного, но и образованного в процессе гребнечесания. При составлении стохастических уравнений использовался метод наименьших квадратов. Изучался характер дробления волокон в процессах мокрого вытягивания.
При экспериментальных исследованиях использовались данньїе электротензометрии. Основные теоретические положения, полученные в диссертационной работе, подвергались экспериментальной проверке на стендах в лаборатории и на экспериментальном образце гребнечесальной машины, изготовленном заводом «Текмаш» г. Орел по заданию ФГУП «ЦНИИЛКА» в условиях производства ОАО «Смоленская льняная мануфактура» с использованием современной измерительной аппаратуры. Оценка неровноты по толщине волокнистого продукта осуществлялась на приборе КЛА-2 с получением графиков амплитудного спектра и градиента неровноты. Обработка экспериментальных данных выполнена с применением методов математической статистики на ЭВМ.
Научная новизна. В диссертационной работе впервые получены следующие научные результаты:
- технология гребнечесания была рассмотрена не только с позиций рассортировки и очистки, как это имеет место в теории гребнечесания других видов волокон (шерсти и хлопка), а и с точки зрения дробления волокон в процессе гребнечесания с образованием новых по длине и тонине волокон;
- процесс гребнечесания льняного волокна рассмотрен с позиций последующего их дробления в процессе мокрого прядения льна на вытяжных приборах контролируемой вытяжки при интенсивной химической обработке ровницы без лимитирования в продукте гребнечесания максимальной длины волокон;
- в связи с острой задачей существенного утонения ассортимента продукции льняной промышленности, работа стремилась обеспечить получение более высоких номеров пряжи, чем ставились задачи в предыдущих работах по греб-нечесанию льна и в связи с тем, что появилась база для получения высоких номеров пряжи способом мокрого прядения чесаного льна;
- проведены исследования по усовершенствованию технологии получения оческовой пряжи, на основании которых определены оптимальный состав
технологического прядильно-приготовительного оборудования и необходимые конструкторские изменения к нему;
- разработаны технологические требования на создание экспериментального образца гребнечесальной машины для короткого льноволокна и льняного очеса, на основе которых разработан комплект конструкторской документации на создание гребнечесальной машины и изготовлен ее экспериментальный образец;
- разработан технологический режим работы гребнечесальной машины, обеспечивающий оптимальную степень дробления и утонения волокон без их существенного укорочения;
- показан экономический эффект от внедрения новой технологии.
Практическая значимость и реализация результатов работы. Проведены технологические испытания экспериментального образца гребнечесальной машины, которые позволили определить параметры его работы для получения гребенной ленты с заданными параметрами и результаты которых позволили рекомендовать ее для включения в состав системы оческового прядения. Промышленная реализация результатов диссертационной работы осуществлена на ОАО «Смоленская льняная мануфактура». Применение гребнечесания позволило из льняного очеса № 6, предназначенного по «Отраслевым нормам расхода сырья в льняной и пенько-джутовой промышленности» для выработки пряжи линейной плотности 86 текс (№ 11,6), получить оческовую пряжу линейной плотности 68 текс (№ 14,7) при нормальном ходе технологического процесса по качеству и внешнему виду типа пряжи из чесаного льна и отвечающей требованиям ГОСТ 10078-85. На примере полученной ткани доказана возможность выработки из низкосортного отечественного льноволокна, предназначенного для получения технических и тарных тканей и изделий, высококачественной ткани для бытового и костюмно-плательного ассортимента при производстве которого в настоящее время используется более дорогой чесаный лен. Разработан регламентированный технологический режим для выработки качественной оческовой пряжи низких линейных плотностей из льняного очеса.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку:
- на Межвузовской научно-технической конференции «Современные проблемы текстильной и легкой промышленности» (г. Москва, 2002 г.);
- на Международной научно-практической конференции «Инновационная привлекательность льняного комплекса России» (г. Вологда, 2003 г.);
- на Международной научно-практической конференции «Пути повышения конкурентоспособности продукции из льна» (г. Вологда, 2004 г.);
- на Межвузовской научно-технической конференции «Современные проблемы текстильной и легкой промышленности» (г. Москва, 2004 г.);
- на расширенном заседании кафедры технологии прядения Российского заочного института текстильной и легкой промышленности (г. Москва, 2004 г.).
Публикации. Основные результаты исследований, выполненных в рамках настоящей диссертации, опубликованы в восьми печатных работах, в том числе одна статья в сборнике научных трудов РосЗИТЛП, две статьи в журнале «Текстильная промышленность» и пять тезисов конференций.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 131 странице машинописного текста, содержит 18 рисунков, 23 таблицы. Список использованной литературы включает 91 наименование. Приложения представлены на 35 страницах.
Роль процесса гребнечесания в ассортименте продукции льняной промышленности
Одной из главных задач льняной промышленности является приведение выпускаемого ассортимента продукции в соответствие с платежеспособным спросом: уменьшение доли технических и увеличение доли тканей бытового назначения, в том числе вырабатываемых из низкономерного сырья, для реализации на внутреннем рынке людям со средним достатком.
Для увеличения объема производства льняных тканей бытового назначения необходим новый подход к использованию имеющихся на предприятиях сырьевых ресурсов. Одними из крупных сырьевых источников являются короткое волокно, образующееся в процессе трепания (до 75%) и льняной очес, образующийся при чесании трепаного льноволокна (до 50%). Возможно как текстильное, так и нетекстильное использование данных видов сырья. В случае переработки его в текстильной промышленности необходимо резкое повышение использования данных видов сырья именно в ассортимент бытовых тканей, поскольку ранее оно было ориентированно на производство низких номеров пряжи, в основном для технических тканей, которые в настоящее время стали неконкурентоспособными по сравнению с более дешевыми аналогами из химических волокон. С другой стороны, унификация, увеличение производительности оборудования и труда привели к существенной механизации всех процессов, а это, в свою очередь - к исключению сортировки льноволокна перед чесанием и трепанием, что сузило ассортимент вырабатываемой пряжи. Поэтому сегодня, актуальной задачей является изменение структуры ассортимента в соответствии с требованиями рынка, и один из основных вопросов, который при этом необходимо решить, - как из существующего сырья получить более тонкий и дешевый ассортимент продукции.
Одним из путей решения данной проблемы является использование более дешевого льняного очеса и короткого волокна в ткани бытового назначения при сохранении таких качественных характеристик и поверхностной плотности, как при выработке их из чесаного льна. В связи с этим перед льнопрядением стоит задача получения из льняного очеса и короткого волокна пряжи, по линейной плотности и физико-механическим свойствам на уровне пряжи из чесаного льна.
Решить эту задачу, может новая технология прядения льняного очеса и короткого волокна, одной из главных составных частей которой является греб-нечесание.
Известно, что процесс гребнечесания применяется для получения пряжи более тонкой и чистой, чем это можно сделать из данного сырья без гребнечесания. Для этой цели процесс гребнечесания широко используется в прядении хлопка и шерсти как в отечественной промышленности, так и за рубежом. Гребнечесание льняного очеса используется во всех странах Западной Европы. В Италии и во Франции из короткого льняного волокна, используя процесс гребнечесания, получают пряжу линейной плотности 130-50 текс (№. 7,69 -20). Это достигается за счет хорошего механического облагораживания и механической сортировки волокна на гребнечесальной машине. Однако, производительность применяемых там гребнечесальных машин французской фирмы «Шлюмберже» и итальянской - «Сант-Андреа Новара» невелика -12-13 кг/час [63].
Первые опыты по гребнечесанию короткого льноволокна и очесов в нашей стране были проведены еще до Великой Отечественной войны. В ЦНИ-ИЛВ (Д.А. Кобылянский и Н.П. Лепешинский), а затем на Смоленском льнокомбинате на гребнечесальных машинах для шерсти (фирм «Листер», «Грюн» и др.) была выработана пряжа линейной плотности 125-83-68 текс (№8 - 12 — 14,5) из льняных очесов со значительным технологическим и экономическим эффектом.
Опыты показали целесообразность проведения планомерных научно-исследовательских работ по гребнечесанию короткого льноволокна и льняных очесов. Они были продолжены уже в послевоенное время большим коллективом научных работников ЦНИИЛВ и Костромской ЦНИЛ (М.И. Шейкин, Т.П.
Момбелли, Н.А. Ефанова, С.Г. Барков, Г.В. Леви, С.К. Прянишников, Л.Н. Репина и др.) в направлении создания гребнечесальных машин для переработки льняного волокна, исследования процесса рассортировки его и очистки в зависимости от заправочных параметров машин. Ими были творчески применены теоретические основы процесса гребнечесания к гребнечесанию короткого льноволокна и льняного очеса, проведены необходимые конструкторские работы, испытаны несколько различных конструкций гребнечесальных машин, давалась консультация машиностроительным организациям при проектировании и изготовлении опытных образцов гребнечесальных машин, которые затем подвергались испытанию на производстве, промышленности была оказана помощь при внедрении гребнечесания.
В процессе проведения исследований выявились зависимости качества рассортировки волокна по длине, его очистки от пороков в отдельности от величины линейного питания, зоны сортировки, массы перерабатываемого волокна, кратности прочеса передних кончиков волокон, плотности набора игл прямого гребня; анализировались балансы штапельного состава волокна до и после гребнечесания при переработке различного по качеству волокна, то есть все исследования проводились как бы по отдельным строчкам и столбцам матрицы полного факторного эксперимента. Это не решало задачу оптимума в отношении улучшения механического облагораживания волокна, так как факторы: гарнитура, масса перерабатываемого холстика, кратность прочеса, величина питания взаимосвязаны дополнительными ограничениями - производительностью, процентом гребенных очесов и т.д. Прежними исследователями не был изучен вопрос, - каково удельное влияние каждого фактора на механическое облагораживание волокна [бз].
При нахождении оптимума ставилась задача не столько утонения пряжи и подготовки к мокрому дроблению, сколько повышение производительности оборудования и труда, снижение затрат энергии и площадей, что доминировало в советской экономике.
Применение гребнечесания в прядении льна
Чесание трепаного льна на льночесальных машинах является разновидностью гребнечесания. Отличие заключается в том, что в этом случае волокно обрабатывается отдельными горстями. Значительным недостатком льночесания является большое выделение волокна в очесы, часть из которого равноценна по свойствам чесаному льну. В результате это волокно используется для получения более толстой оческовой пряжи.
Гребнечесание трепаного льна можно осуществлять в потоке (в ленте), при котором выход длинного чесаного волокна повышается до 75-80%, за счет чего увеличивается выпуск более тонкой и прочной льняной пряжи. Но при этом не осуществляется дробление, очистка, а только грубая сортировка, поэтому оно не нашло применения.
Гребнечесание короткого льняного волокна, полученного из отходов трепания льна и содержащего в себе большое количество хорошего волокна, производится после кардочесания, которое не только утоняет и очищает волокно, но и образует пороки, узелки и мушки. Гребнечесание позволяет получить тонкую и ровную пряжу мокрого и сухого прядения, для производства тканей бытового назначения. Короткое волокно неоднородно, содержит множество коротких и слабых волокон, костру, пух и волокнистые пороки. После кардочесания и гребнечесания волокно в ленте становится более однородным и чистым, средняя длина волокна в ленте увеличивается. Примерно 25-30% от массы поступившего волокна выделяется в гребенные очесы, которые исключаются из прядения и используются для получения нетканых материалов.
Гребнечесание применяется также при переработке очесов. В этом случае получают пряжу со свойствами, близкими к свойствам пряжи из чесаного льна.
В прядении льна применяли два типа гребнечесальных машин: периодического и непрерывного действия. На машинах периодического действия передняя часть бородки волокон многократно прочесывается иглами гребенного барабанчика, благодаря чему достигается большой эффект гребнечесания. На машинах непрерывного действия передняя и задняя части бородки волокон подвергаются однократному чесанию.
Машины для гребнечесания короткого льняного волокна и очесов периодического действия: ГК-485-Л, ГК-485-Л1 завода «Пензтекстильмаш», РВ 133 фирмы «Шлюмберже» (Франция), непрерывного действия - ВГЧ-3, ВГЧ-4 завода имени 1-го Мая. Для гребнечесания длинного трепаного волокна и льняного луба - ГД-485-Л периодического действия. Для гребнечесания трепаного льна в потоке применялись гребнечесальные машины непрерывного действия ГЧД-3 с однократным прочесом.
На машинах непрерывного действия марки ВГЧ-4, процесс переработки волокна осуществляется следующим образом (рис. 2.2.1.): подготовленная для гребнечесания лента из тазов, расположенных сзади машины, подается через распределительную доску к питающему столику 1, который имеет девять рядов игл, причем последний ряд игл - накладной; гребень 2 позволяющий в зависимости от требуемой степени прочеса ставить гребень с различной плотностью гарнитуры.
Холстик, состоящий из 12 лент, при каждом цикле работы подается в машину питающими цилиндрами и малыми тисками на величину линейного питания. После этого поданный холстик захватывается большими тисками по линии 3.
В момент отхода больших тисков от питающего столика происходит прочес задних концов бородки гарнитурой питающего столика. Затем бородка укладывается механизмом переноса и насадки на игольчатый транспортер 4, который подает уложенные друг на друга четыре бородки к вертикальному игольчатому кругу 5 для прочеса передних концов путем протаскивания волокна вытяжными цилиндрами б сквозь гарнитуру игольчатого круга. Заводка длинных концов бородок к вытяжным цилиндрам осуществляется заводящей муфтой 7.
Вытягивание длинных и коротких волокон на машине происходит одновременно, но длинные волокна вытягиваются с перегибом в гарнитуре игольчатого круга, а короткие волокна - по прямой линии.
После вытяжного цилиндра волокна в гребенной ленте располагаются таким образом, что на одной ее стороне сосредоточиваются длинные волокна, а на другой - короткие. Чтобы смешать длинные и короткие волокна и несколько укрепить ленту, применяют вьюрок 8, который придает ленте округлую форму и ложное кручение. Затем лента проходит плющильные (выпускные) цилиндры 9 и укладывается в таз 10.
Короткие волокна, не попавшие в зажим вытяжных цилиндров (гребенной очес), с гарнитуры вертикального игольчатого круга через съемник поступают в таз 11 [15;1б].
Гребнечесание шерсти заключается в выделении (отсортировке) коротких волокон, очистке ленты от сорных примесей и мушек, распрямлении и паралле-лизации волокон.
Выделение коротких волокон является необходимым из-за высокой неравномерности длины волокон в перерабатываемом продукте. Удаление до 8-15% по массе повышает среднюю длину волокон в ленте и снижает неравномерность по длине. Недостатком является обрывность волокон в процессе гребнечесания.
Процессы предшествующие гребнечесанию (трепание, кардочесание и переработка на ленточных машинах) не обеспечивают хорошей очистки материала от минеральных и растительных примесей, особенно репья. Кроме того, в процессе кардочесания образуется большое количество мушек. При нормальном процессе гребнечесания должны полностью удаляться сорные примеси и почти полностью - мушки. Распрямление и параллелизация волокон достигается одновременно с очисткой волокон при воздействии на них игольчатой гарнитурой гребней. В процессе гребнечесания происходит в основном распрямление концов волокон, т.е. крючков и петель, образовавшихся при кардочеса-нии, распрямление естественной извитости волокон почти не происходит.
Для гребнечесания шерсти в чистом виде и в смеси с химическими волокнами применяют гребнечесальные машины периодического и непрерывного действия. Для переработки короткой и засоренной шерсти мериносовой, тонкой и полутонкой помесной применяют машины периодического действия фирм «Текстима» модели, 1603, 1605 (Германия), «Сант-Андреа Новара» модели PS-66 и PSD, «Шлюмберже» модели РВ 33 (Франция).
Исследование работы узла прочеса на гребнечесальной машине
Как отмечалось выше, на содержание коротких волокон и пороков в гребенной ленте влияет заполняемость игл гребней волокном. Для определения оптимальной загрузки игл гребней волокном использовалась методика Л.Т. Му-зылева. При этом учитывались конструктивные особенности экспериментального образца гребнечесальной машины.
Согласно проведенным исследованиям и расчетам, загрузка игл круглого гребня волокном может быть представлена следующим уравнением: К3 = 0,00000258РХ (R - 13,5), где Рх - развес перерабатываемого холстика, г/м; R - величина зоны сортировки, мм.
Для определения оптимального развеса перерабатываемого холстика на гребнечесальной машине, ранее проводились эксперименты [бЗ], в задачу которых входило получение гребенной ленты с наименьшим количеством пороков и коротких волокон при изменении массы перерабатываемого холстика. При увеличении массы перерабатываемого волокна количество пороков в гребенной ленте уменьшается до определенного предела, свыше которого количество пороков начинает возрастать, т.е. связь заполнения игл волокном и остаточные пороки в гребенной ленте выражаются приближенно уравнением параболы.
Для разной величины зоны сортировки уравнения имеют следующий вид: R = 40 мм n = 4190Kf - 303,5К3+ 43,7 R= 50 мм n = 7875Kf - 442,6КЭ+ 36,7 R= 60 мм n = 14300Kf - 566,0К3+ 30,4 Оптимальное значение коэффициента заполнения игл круглого гребня волокном определено опытным путем и составило (при использовании перед гребнечесанием двухпольной ленточной машины червячного типа ЛЛ-2-Ч и зоны сортировки 60 мм) - 0,0353. В этой связи оптимальная масса перерабатываемого холстика составляет 300 г/м [бЗ].
Эффективность процесса гребнечесания в числе прочего зависит и от интенсивности чесания волокон гребнями.
Принято интенсивность чесания определять через кратность чесания, которая определяется следующим выражением:
где — R зона сортировки, е - постоянно непрочесываемая часть бородки, 1пит. -величина линейного питания. Из выражения следует, что при уменьшении 1ПИт. -увеличивается кратность чесания, а, следовательно, интенсивность очистки волокна. Данный эффект подтверждается и опытными данными. Но нужно отметить, что данное выражение характеризует кратность чесания только передних кончиков волокон, длина которых в 7-8 раз меньше, чем вся вытягиваемая порция.
Очевидно, при уменьшении 1Пит. имеет место увеличение количества вытягиваемых порций в сечении перерабатываемого холстика, что позволяет увеличить воздействие игл и всей оставшейся массы волокон в данном сечении холстика на отделяемые волокна. В этой связи интенсивность чесания правильнее выразить так: р С= - -, Рпхи где Рх. - масса перерабатываемого холстика, Р„— масса вытягиваемой порции, и - коэффициент, учитывающий количество угаров. Для льняной гребнечесальной машины он находится в пределах 1,2-1,3.
Вся отделяемая порция волокна по прочесу делится на три зоны - зону прочеса круглым гребнем, зону прочеса только прямым гребнем и зону прочеса прямым и круглым гребнями.
Анализ прочеса вытягиваемых порций по всей длине показывает, что не все ее участки обрабатываются одинаково, в частности интенсивнее обрабаты ваются передние концы волокон. Значительно меньше обрабатывается часть порции, прочесываемая только прямым гребнем, и задние концы волокон. Степень чесания каждой зоны представляется выражениями: Щ Т.„ Тех1сР „ ЮО С;= 1 х 8 ср X Txxlnum ЮО -у _ т2 Тв і (, 1} С 2 = — X /у X 1 Тг х/ I Е і-? 100 х Тг х I 2 100 -у Известно, что окружная скорость отделительных цилиндров гораздо больше поступающей скорости прямого гребня. Поэтому волокна, захваченные зажимом отделительных цилиндров, движутся быстрее гребня. При увеличении заправочных параметров величины питания и массы перерабатываемого волокна сила зажатия волокон прямым гребнем мгновенно возрастает, что может вызвать нежелательный их обрыв. Загрузку прямого гребня можно выразить следующим образом: n T6x(R4+lmm+Al)x 100 Texlcp 100-у где: Тб - толщина бородки, R4 - расстояние между плоскостью гребня и отделительными цилиндрами, 1пит - величина питания, Л1 - дополнительное удлинение волокон после прочеса бородки круглым гребнем, Тв - толщина волокна, 1ср -средневзвешенная длина штапеля в перерабатываемом холстике.
Дополнительное удлинение бородки зависит от величины зоны сортировки и распрямленности волокон в холстике. Эта зависимость представляется следующим образом: А1 = 5.07 + 0.44R + 0,73?] что показывает большое удельное влияние распрямленности волокон на удлинение бородки. Данный фактор отрицателен в отношении формирования прочеса. Чем хуже подготовлена лента к гребнечесанию и хуже расправлено волокно в ней, тем больше образуется загнутых передних кончиков волокон в прочесе, тем больше структурная неровнота
Снижение линейной плотности оческовой пряжи мокрого прядения при использовании гребнечесания
Получение пряжи сухим способом прядения отличается от мокрого более низкими затратами на обработку: происходит сокращение части приготовительных технологических переходов для выработки пряжи, причем сокращаются переход отварки ровницы (один из наиболее весомых в обработке пряжи мокрым способом) и сушка пряжи.
Структура состава оборудования с целью повышения прядильной способности короткого волокна в сухом прядении определялась по двум критериям: технологическая целесообразность и экономическая эффективность.
Технологическая целесообразность была ограничена двумя условиями.
Во первых, за основу было принято существующее отечественное оборудование, т.к. оборудование фирмы «Шлюмберже» очень дорогое, а результаты воздействия на волокно, как показали сравнительные опыты, практически находятся на одном уровне.
Во вторых, - обязательным условием является включение в состав оборудования гребнечесальной машины, т.к. без применения процесса гребнечесания существенно повысить свойства волокна не представляется возможным.
На основе проведенных исследований и обобщения опыта работы предприятий сухого прядения для расчета экономической эффективности выбраны две системы прядильно-приготовительного оборудования. Состав первой системы оборудования: - поточная линия; - чесальная машина; - ленточная машина; - гребнечесальная машина; - три перехода ленточных машин; - прядильная машина.
Вторая система включает в себя дополнительный переход ленточной машины перед гребнечесанием.
Проведенные опыты были оценены с точки зрения экономической целесообразности производства полуфабриката различными способами, возможности их дальнейшей переработки в пряжу. То есть, проведена ориентировочная оценка экономических результатов деятельности текстильных предприятий по получению продукции в каждом из указанных вариантов и выбран оптимальный вариант по показателям чистой прибыли на единицу продукции (кг пряжи) и чистой прибыли на одну прядильную машину в единицу времени (год).
В данной таблице показано, что введение гребнечесальной машины в процесс обработки пряжи существенно отражается на расходе короткого волокна на кг пряжи и, как следствие этого, - на стоимости сырья на кг пряжи (п.п. 1, 2 таблицы). Последовательное добавление приготовительных переходов в технологическую цепочку также приводит к увеличению стоимости обработки. Все это может быть оправдано, если ведет к возможности производить более прибыльную продукцию, т.е. в данном случае - пряжу пониженной линейной плотности. Опыт №1 и 2 отличаются от контрольного именно этим. Они позволяют вырабатывать из полученного полуфабриката пряжу линейной плотности 130 текс (вместо 280 текс - контрольного варианта).
При рассмотрении вопроса сравнения цен на пряжу 130 текс, полученную по 1 и 2 вариантам, учитывалось, что во втором случае существенного увеличения качества продукта за счет дополнительного ленточного перехода не произошло, поэтому предполагается, что рыночная стоимость пряжи Опыта №2 соответствует цене пряжи Опыта №1.
Таким образом, предварительные расчеты показывают, что оптимальным по экономическим показателям вариантом выработки пряжи сухим способом прядения является технологическая цепочка, рассмотренная в Опыте №1.
1) Удельный расход (Ур): По Нормам (с.36) Смеска №3 и №4 по 50%, Ур посчитан как средний Для гребнечесания к отходам прибавлено 20% отходов в Опыте №1 и 2 и в Опыте №2 еще 1 % отходов добавлен на дополнительную ленточную машину. ИТОГО: Контроль Ур = среднему Ур №3 и №4 (для пряжи толще 280 текс)= 1,399
Опыт №1 Ур = средний Ур №3 и №4 (для пряжи тоньше 280 текс) = 1,446 (без гребнечесания). Тогда здесь отходы = 0,446/1,446=30,8%. Добавляем 20% за счет гребнечесания. Всего отходов 50,8%. Т.е. Ур = 100 / (100-50,8) = 2,03
Опыт №2 К отходам Опыта №1 добавляется еще 1% от ленточного перехода. Всего отходов 51,8%. Т.е. Ур = 100 / (100-51,8) = 2,075
Разработанные технологии и оборудование позволят реконструировать текстильные предприятия сухого прядения льна и повысить объемы выпуска пряжи бытового назначения, в том числе для малоимущих слоев населения.
Пряжа сухого прядения низких линейных плотностей заменит пряжу мокрого прядения тех же линейных плотностей, позволив тем самым уменьшить расход электроэнергии за счет ликвидации процесса сушки, ликвидировать расход воды в прядении и при химической обработке.
При рассмотрении структуры обработки по статьям себестоимости можно также отметить, что в сухом прядении исключаются затраты на вспомогательные материалы (в мокром они используются при химической отварке ровницы), сокращается расход основных ресурсов (потребляемой электроэнергии, рабочей силы, производственных площадей) за счет сокращения числа переходов. Поэтому с точки зрения обработки пряжи сухое прядение является более экономичным. Однако и пряжа, выработанная по сухому способу, отличается высокой линейной плотностью, и для ее получения обычно используют менее качественное оческовое волокно и короткое волокно (за исключением ассортимента специального назначения, вырабатываемого из чесаного льна).
