Введение к работе
Актуальность темы. Неровнота пряжи - негативное явление, снижающее технико-экономические показатели работы текстильных предприятий и эксплуатационные свойства изделий.
При выработке пряжи на прядильных машинах имеют место ее обрывы, что ведет к отходам, снижению производительности труда и оборудования в прядильных цехах, ухудшению качества продукции из-за утолщений в местах присучивания, неравномерности по физико-механическим свойствам, снижению сортности и цены пряжи.
Неровнота однониточной пряжи вызывает отходы при перематывании, трощении и кручении из-за обрывов пряжи, которые ведут к образованию узлов, в свою очередь являющихся разновидностью скрытых пороков, к снижению производительности труда и соответствующего оборудования. Переработка пряжи при высоких скоростях, которые предусмотрены техническими возможностями современных машин, при повышенной неровноте не оправдана экономически.
Текстильная промышленность России и, в частности, ее шерстяная подотрасль работает в жестком режиме дефицита качественного сырья, использует морально и физически изношенное оборудование. Ситуация усугубляется оттоком квалифицированной рабочей силы. Между тем условия конкуренции требуют высочайшего качества товаров при минимизации цен на них. Последнему могло бы способствовать увеличение скоростей технологического оборудования, увеличение объемов производства и снижение стоимости продукции, что невозможно без снижения неровноты пряжи.
Физико-механические показатели качества тканей и трикотажа связаны с соответствующими показателями качества пряжи. Неровнота пряжи ведет к неравномерности толщины готовых полотен и их преждевременному износу. Ткани и трикотаж, особенно с выраженной структурой, быстро теряют при эксплуатации свой первоначальный вид, и изделие становится малопригодным для эксплуатации. Эти факторы особенно важны в условиях жесткой конкуренции отечественной и зарубежной продукции.
Особое значение проблема неровноты имеет в аппаратной системе прядения, где пряжа обладает повышенной неровнотой из-за относительно коротковолокнистого сырья и малого числа технологических переходов. Все вышеизложенное предопределяет актуальность данной работы - снижение неровноты аппаратной пряжи методом эмульсирования.
Цель исследования - повышение эффективности технологии аппаратного прядения шерсти, обеспечивающей улучшение качества пряжи, повышение стабильности протекания процессов прядильного производства и экономию сырья.
Задачи исследования:
- анализ литературных источников с целью выявления причин неровноты и
методов, направленных на ее снижение;
теоретический анализ процесса сучения;
экспериментальное исследование свойств волокон и структуры аппаратной ровницы при эмульсировании;
- создание технологии пенного эмульсирования продукта на чесальном
аппарате.
Методы исследования. Для решения задач, поставленных в работе, применялись современные теоретические и экспериментальные методы.
В теоретической части работы использованы интегральное исчисление, теория случайных функций, теория трения, а также численные методы прикладной математики.
Экспериментальные и расчетные исследования выполнены с использованием методов физического моделирования, оптических методов, стандартных и принятых в промышленности методов испытаний свойств пряжи.
При проведении экспериментальных исследований в лабораторных и производственных условиях использованы как современные измерительные средства, так и специально разработанные стенды с применением метода математического планирования эксперимента.
Оценка достоверности полученных результатов осуществлялась методами теории вероятности и математической статистики.
Все расчеты и обработка результатов экспериментов выполнены на ЭВМ.
Научная новизна. При выполнении работы автором впервые:
- разработана технология эмульсирования полуфабриката на чесальном
аппарате в процессе его получения с целью изменения фрикционных свойств
волокон, повышающих эффективность уплотнения ровницы, что является
предпосылкой снижения неровноты пряжи по толщине, ее обрывности на
прядильных машинах и экономии сырья;
получены аналитические зависимости для оценки эффективности ложного кручения волокнистого продукта перед процессом сучения и собственно процесса сучения, отражающие изменения структуры волокнистого продукта;
обосновано требуемое для повышения эффективности процесса изменение фрикционных свойств волокон ровницы и ее структуры - сил трения между волокнами, конфигурации волокон, релаксационных процессов поперечного сжатия продукта, и экспериментально подтверждена возможность таких изменений путем эмульсирования;
разработана установка для пенного эмульсирования, обосновано место ввода эмульсии между слоями волокнистого продукта на чесальном аппарате, разработаны технологические требования к системе автоматического управления работой установки для пенного эмульсирования и режим обработки волокнистого продукта.
Практическая значимость и реализация результатов работы:
- обоснованы причины неровноты аппаратной пряжи по толщине, способ
уплотнения ровницы в процессе сучения, место обработки полуфабриката для
изменения фрикционных свойств волокон продукта на чесальном аппарате и
направление исследования;
- классифицированы зоны уплотнения продукта, раскрыта физическая
сущность процесса ложного кручения и процесса сучения, разработаны
аналитические зависимости для оценки интенсивности уплотнения продукта, оценки
изменения структуры продукта при уплотнении, предложены гипотезы о
целенаправленном изменении фрикционных свойств волокон с целью повышения
плотности продукта;
проведены экспериментальные работы, раскрывающие причины изменений релаксационных процессов деформации поперечного сжатия продукта, фрикционных характеристик волокон ровницы, конфигурации волокон в случае эмульсирования полуфабриката на чесальном аппарате, подтвердившее выдвинутую гипотезу о влиянии различных факторов на повышение эффективности уплотнения эмульсированной ровницы;
разработана технология пенного эмульсирования ленты на чесальном аппарате, в том числе изучены пенообразующие свойства различных эмульсий, обоснован выбор оптимального состава эмульсии и режим ее нанесения, разработана установка для пенного эмульсирования волокнистого продукта;
техническая новизна разработанных устройств подтверждена свидетельствами на полезную модель №12132 и №19288;
- результаты работы внедрены в учебный процесс на кафедре технологии
шерсти ГОУВПО «МГТУ имени А.Н. Косыгина».
Обоснованность и достоверность полученных результатов подтверждена экспериментально и расчетным путем, а также проверкой в производственных условиях ЗАО «Московская тонкосуконная фабрика имени Петра Алексеева» (акт производственной апробации).
Апробация работы. Основные материалы по теме диссертационной работы докладывались и обсуждались:
на Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности (Текстиль-98)», Москва, МГТАим. А.Н. Косыгина, 1998;
на Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности (Текстиль-2001)», Москва, МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2001;
- на Международной научной конференции в г. Элиста, 2009.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 9 печатных работ, в
том числе 2 статьи в журнале «Известия вузов. Технология текстильной промышленности», 1 статья в журнале «Овцы. Козы. Шерстяное дело», 1 статья в сборнике научных трудов аспирантов, 1 статья в сборнике научных трудов, выполненных по итогам конкурса грантов молодых ученых, 3 тезисов докладов на Всероссийской научно-технической конференции, получено 2 свидетельства на полезную модель.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов и рекомендаций, списка литературы из 108 наименований и 3 приложений. Работа изложена на 145 страницах машинописного текста, содержит 55 рисунков и 17 таблиц.
