Введение к работе
Актуальность темы. Совершенствование пневмомеханических машин идет в направлении увеличения частоты вращения прядильных роторов, универсальности (способности перерабатывать волокна различных видов и длины) и дальнейшей автоматизации ручных процессов. Одним из препятствий повышения частоты вращения роторов является оседание микропыли на их сборной поверхности. Отложения сорных примесей в желобе ротора ухудшают технологический процесс, приводя к снижению разрывной нагрузки и увеличению неровноты пряжи, повышению обрывности, появлению муарового эффекта на ткани.
Поведение волокон в процессах пневмопрядения зависит от их свойств: длины, разрывной нагрузки, удлинения, жесткости и гигроскопичности. Известно, что с повышением влажности хлопка увеличивается разрывная нагрузка и удлинение, уменьшается жесткость, увеличивается цепкость и электропроводность волокон.
Вопросы повышения прочности пряжи пневмомеханического способа прядения решаются, в основном, путем конструктивных изменений прядильного устройства. Использование дополнительных элементов в роторе связано с трудностями их внедрения и вызывает затруднения при обслуживании.
Анализируя очистительную способность современных приготовительных машин, существующие способы и конструкции для осуществления процесса сороочистки прядильных роторов, было выявлено, что проблема снижения массы отложений сорных и пылевых фракции в желобе ротора остается нерешенной. Поэтому актуальной научной задачей в области совершенствования технологии пневмомеханического прядения является разработка устройства, позволяющего интенсифицировать
сороудаление с целью стабилизации процесса формирования пряжи, повышения ее качества и улучшения условий труда.
Работа выполнялась в рамках научно-технической программы "Текстиль России" по теме 23/92/ТТ "Разработка технологии переработки хлопко-льняных смесей с использованием усовершенствованных пневмомеханических прядильных машин".
Цель и задачи исследования. Целью работы является интенсификация процесса волокноочистки за счет обработки дискретного потока волокон увлажненным воздухом и оптимизации воздушных потоков в зоне соровыделения, улучшение физико-механических показателей пряжи, снижение обрывности, повышение производительности пневмомеханических прядильных машин.
В соответствии с постановленной целью предусмотрено решение следующих задач:
-
Изучение влияния локального увлажнения волокон на качественные показатели процесса дискретизации, определение оптимального уровня влажности воздуха, используемого для интенсификации процесса сороудаления в прядильном устройстве.
-
Разработка устройства для повышения эффективности сороудаления в прядильном блоке.
-
Разработка методики расчета скоростей воздушных потоков в зоне соровыделения и программы для численного моделирования процесса движения частиц пыли в данной зоне.
-
Изучение структуры пряжи и трикотажного полотна, выработанных с использованием предлагаемого устройства.
5. Исследование влияния конструкции устройства на физико-
механические показатели пряжи и на ход технологического процесса.
Методика исследований. В работе использовалась теория тепломассообмена текстильного материала с водяными парами для определения длительности обработки волокна до заданного уровня влажности в устройстве предлагаемой конструкции. Методы аэродинамики применялись для обоснования интенсификации работы узла сороудаления и рас-
чета траекторий движения частиц пыли в зоне соровьщеления. При обра ботке экспериментальных данных использовались методы теории веро ятностей и математической статистики.
Экспериментальные исследования проводились в лаборатория: ИГТА, ИГХТА и ИвНИТИ. Использовалось фотографирование срезої пряжи под микроскопом. Масса осевшей в роторе микропыли определя лась по методикам, разработанным в ЦНИХБИ.
Научная новизна. Экспериментально установлено, что оптималь ный уровень влажности воздуха в распределительном коллекторе пред лагаемого устройства, при котором наблюдается максимальный эффеет сороудаления и наилучшие физико-механические показатели пряжи, составляет 80-85%, а расход воздуха - 0,18 л/с.
Разработана методика расчета скоростей воздушных потоков в зоне соровьщеления при применении предложенного устройства. Составлена программа для численного моделирования траекторий движения сорных частиц в зоне соровьщеления.
Исследована структура пряжи, полученной с использованием предложенного устройства.
Практическая ценность. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработано устройство для интенсификации процесса сороудаления в пневмомеханическом прядении, что позволяет при выработке х/б пряжи линейной плотности 18,5 текс повысить удельную разрывную нагрузку на 10%, снизить коэффициент вариации по разрывной нагрузке на 11,5%, увеличить разрывное удлинение на 12,7%, повысить показатель качества на 22,8%. Число пороков, приходящихся на 100 м пряжи, уменьшилось на 42,7%. При этом получена пряжа новой улучшенной структуры. Применение устройства позволяет снизить отложение микропыли в желобе ротора и ее содержание в рабочей зоне во время подчистки камер, что улучшает условия труда в цехе. Экономический эффект от внедрения данного устройства при выработке х/б пряжи линейной плотности 18,5 текс в условиях АООТ "Красная ветка" - г. Ки-нешма составил 9923,04 тыс. рублей в год на одну пневмомеханическую прядильную машину (в ценах декабря 1994 года).
Предлагаемое устройство может быть использовано на других технологических переходах хлопкопрядения для интенсификации отделения от волокнистой массы сорных частиц и пылевых фракций. Разработанная методика по эксплуатации устройства позволяет применять его в производственных условиях на пневмомеханических прядильных машинах.
Реализация работы. Устройство для интенсификации процесса со-роудаления в прядильной камере (заявка № 95111580 "Устройство безверетенного прядения", положительное решение о выдаче авторского свидетельства от 13.05.1996) внедрено на АООТ "Красная ветка" г. Ки-нешма" Ивановской области.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на:
-международной научно-технической конференции "Проблемы развития малоотходных ресурсосберегающих экологически чистых технологий в текстильной и легкой промышленности. Прогресс -94". ИГТА, 1994 г., Иваново, 1994;
-международной научно-технической конференции "Проблемы развития малоотходных ресурсосберегающих экологически чистых технологий в текстильной и легкой промышленности. Прогресс -95". ИГТА, 1995 г., Иваново;
-заседаниях кафедры прядения Ивановской государственной текстильной академии в 1995 - 1996 гг.
Структура и объем работы
