Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ литературы по вопросам перспектив использования химических волокон, их ассортимента, прогнозирования прочностных свойств смеси волокон, способов их переработки . 10
1.1 Перспективы развития и использования химических волокон в хлопчатобумажной промышленности 10
1.2 Ассортимент, свойства смешанной пряжи и применение ее в трикотажном производстве 16
1.3 Проектирование прочностных свойств смешанной пряжи 21
1.4 Способы переработки и особенности получения смешанной пряжи 36
Глава 2. Исследование и выбор основных показателей качества смешанной пряжи 44
2.1 Методы оценки и исследование показателей качества пряжи 44
2.2 Выбор определяющих показателей качества пряжи 52
2.3 Проведение экспертного опроса 53
2.4 Результаты экспертного опроса 56
Глава 3. Исследование влияния основных свойств волокон на свойства смеси и пряжи 66
3.1. Влияние основных свойств волокон на свойства смешанной пряжи и процесс прядения 66
3.1.1 Определение возможности смешивания компонентов с разной длиной 76
3.1.2 Смешивание компонентов с различной линейной плотностью волокон 90
3.1.3 Исследование влияния линейной плотности, длины и долевого содержания химических волокон в смеси на число волокон в смешанной пряже 94
3.2 Определение оптимального состава смесей хлопка с химическими волокнами 112
Глава 4. Разработка технологии приготовления смешанной пряжи кольцевого способа прядения 129
4.1 Выбор состава технологического оборудования для производства смешанной пряжи 129
4.2 Методика проведений экспериментальных исследований 131
4.3 Определение параметров заправки ленточных машин для смешанной пряжи с различной долей химических волокон 133
4.4 Разработка оптимальных параметров заправки кольцевых прядильных машин для хлопко-вискозной, хлопко-полиамидной и хлопко-полиэфирной пряжи 154
4.5 Исследование неровноты пряжи, выработанной из смесей хлопка с химическими волокнами, по линейной плотности. 160
Глава 5. Прогнозирование основных свойств пряжи с разным волокнистым составом 166
5.1 Применение бинарной причинно-следственной теории информации для исследования технологических процессов хлопко прядения 166
5.1.1 Выявление причинно-следственных связей между свойствами волокон, пряжи и удельной разрывной нагрузкой смешанной пряжи 167
5.1.2 Выявление причинно-следственных связей между свойствами волокон, пряжи и обрывностью смешанной пряжи 171
5.2 Анализ методов расчета повреждаемости основной пряжи в процессе ткачества 175
5.2.1 Расчет повреждаемости смешанной пряжи в процессе ткачества 179
Общие выводы по работе 184
Список литературы 186
Приложение 196
- Ассортимент, свойства смешанной пряжи и применение ее в трикотажном производстве
- Выбор определяющих показателей качества пряжи
- Определение оптимального состава смесей хлопка с химическими волокнами
- Определение параметров заправки ленточных машин для смешанной пряжи с различной долей химических волокон
Введение к работе
Текстильная промышленность является ключевой отраслью во многих, в том числе в экономически развитых странах мира. Она играет доминирующую роль в экономике этих стран, так как ее продукция - это товары широкого потребления, удовлетворяющие одну из основных потребностей людей -потребность в одежде.
Потребление текстильных материалов в мире имеет устойчивую тенденцию роста и этот рост связан как с увеличением численности населения, так и с повышением объемов потребления текстиля на душу населения. Причем рост потребления текстильных материалов в мире значительно опережает рост численности населения.
Главной задачей предприятий текстильной промышленности является выпуск и реализация конкурентной продукции. Основными факторами обеспечения конкурентоспособности продукции в рыночных условиях являются: снижение ее себестоимости, повышение качества выпускаемой продукции, повышение потребительских свойств изделий, создание широкого и мобильного ассортимента.
Качество сегодня включает не только соблюдение всех стандартов и добротность изделий, но и соответствие их быстро и постоянно изменяющейся моде. Поэтому необходимо расширять и обновлять ассортимент.
Ассортимент пряжи и тканей из нее согласно общей тенденции развития должен расширятся за счет увеличения применения химических волокон в смеси с хлопком. Предусматривается увеличение выпуска хлопчатобумажных и смешанных тканей для спецодежды, форменной одежды для "силовых" структур, трикотажных изделий бельевого, детского и чулочно -носочного ассортимента с использованием новых видов натурального и химического сырья, многокомпонентных пряж новых структур, а также технических тканей.
В последние годы отмечается быстрый рост производства трикотажной одежды. Этому способствует устойчивый потребительский спрос и большая емкость рынка на трикотажные изделия, а также бурное развитие высокопроизводственной техники трикотажного производства, сокращенные циклы производства трикотажных изделий, возможности изготовления изделий заданной формы и размеров, создание новых видов волокон и нитей, свойства которых в полной мере проявляются в структуре трикотажа.
Для расширения ассортимента необходимо разработать технологии производства новых видов пряжи из хлопковых и химических волокон.
Создание новых видов смешанной пряжи обеспечивает загрузку российских производственных мощностей, неиспользуемых из-за нестабильности поставок хлопкового волокна.
Все виды натуральных и химических волокон обладают специфическими свойствами, используя которые можно посредством их смешивания в определенной пропорции, получить готовые изделия более высокого качества с новыми потребительскими свойствами. Из различных по составу смесей можно вырабатывать пряжу различных линейных плотностей и назначения. Целесообразность смешивания хлопка с различными химическими волокнами заключается в создании прогнозируемых потребительских свойств, оптимальном производстве смешанной пряжи и изделия из нее. При изготовлении тканей и трикотажных изделий с определенными физико-механическими свойствами важное значение имеет влияние отдельных компонентов, каждый из которых вносит в пряжу свои особенные свойства. Это открывает большие возможности для расширения и обогащения ассортимента тканей и трикотажных изделий, обладающих новыми, эксплуатационными свойствами.
Использование химических волокон в смеси с хлопком позволяет значительно улучшить качество пряжи и потребительские свойства тканей и трикотажных изделий.
Целью данной работы является разработка научно-обоснованных технологических параметров изготовления пряжи кольцевого способа прядения
7 из смесей хлопковых и химических волокон для плащевых и трикотажных изделий. В соответствии с данной целью в работе были поставлены следующие задачи: провести аналитический обзор отечественной и зарубежной литературы по технике и технологии выработки смешанной пряжи; определить основные показатели качества потребительсих и эксплуатационных свойств смешанной пряжи; провести теоретическое и экспериментальное исследования влияния основных свойств смешанной хлопко-вискозной, хлопко-полиамидной, хлопко-полиэфирной пряжи кольцевого способа прядения в зависимости от долевого содержания волокон в смесях; разработать оптимальные технологические параметры заправки хлопкопрядильного оборудования и технологию для изготовления смешанной двухкомпонентной пряжи; исследовать влияние свойств смешиваемых компонентов пряжи на удельную разрывную нагрузку, обрывность и ее повреждаемость в ткачестве.
Методика исследования.
Для решения поставленных задач в работе применялись методики существующих ГОСТов, методы математической статистики, метод установления причинно-следственных связей на основе бинарной причинно-следственной теории информации. Для определения оптимальных технологических параметров заправки оборудования использовался метод математического планирования эксперимента, диссоциативно-шаговый метод определения оптимума. Для определения свойств волокон компонентов, полуфабрикатов и пряжи были применены стандартные методы и средства исследования. Обработка результатов проводилась на ЭВМ с применением прикладных программ: «Оптимизация состава смеси», «Оптимизация технологических процессов хлопкопрядильного производства» кафедры прядения хлопка МГТУ им. А.Н. Косыгина, а также с применением программы «STATISTICA 6.0».
8 Научная новизна.
При проведении теоретических и экспериментальных исследований автором впервые: исследованы основные факторы, влияющие на эксплутационные качественные показатели смешанной пряжи кольцевого способа прядения с учетом их значимости; теоретически обоснованы и определены основные физико-механические показатели свойств волокон, влияющие на неравномерность по линейной плотности и структуре пряжи из смесей хлопка с химическими волокнами; экспериментально получены математические модели, позволяющие прогнозировать свойства пряжи, изготовленной из разнородных волокон в зависимости от их основных свойств и долевого содержания этих волокон в смеси; разработан новый метод определения оптимальных параметров заправки технологического оборудования для выработки смешанной пряжи с прогнозируемыми свойствами; разработаны технологические режимы и технология производства хлопко-вискозной, хлопко-полиэфирной, хлопко-полиамидной пряжи для ткацких и трикотажных изделий; получены информационные структурные модели взаимосвязей, влияющих на прочность и обрывность пряжи в прядении, с использованием причинно-следственныой теории информации; доказана возможность определения и сравнения повреждаемости пряжи в ткачестве из смесей хлопка с химическими волокнами на основе расчета критерия длительной прочности Москвитина В.В.
Практическая ценность.
Полученные в данной работе результаты позволят отечественным текстильным предприятиям рационально и правильно подобрать основные свойства химических волокон для смешивания с хлопком для производства
9 смешанной пряжи кольцевого способа прядения, расширить её ассортимент, повысить конкурентоспособность смешанной пряжи и повысить эффективность производства. Результаты работы и программы, разработанные для ПЭВМ, могут быть использованы в учебном процессе.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы были доложены, обсуждены и получили одобрение: на научной студенческой конференции «Актуальные проблемы развития текстильной промышленности», МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2000г.; на всероссийской научно - технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль-2004), МГТУ им. А.Н. Косыгина; на заседаниях кафедры «Прядения хлопка» МГТУ им. А.Н. Косыгина (октябрь 2003, октябрь 2004).
Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав с выводами, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 218 страницах машинописного текста, имеет 44 рисунка, 59 таблиц, список литературы включает 196 наименований. Приложения представлены на 23 страницах.
Ассортимент, свойства смешанной пряжи и применение ее в трикотажном производстве
Ассортимент в текстильной промышленности формируется с учетом конъюнктуры рынка, технологических возможностей предприятий данной отрасли, а также с учетом тенденций развития производства в промышленно развитых странах мира.
На предприятиях отрасли в 1990г. из общего объема на 80% было выпущено хлопчатобумажной пряжи ткацкого и 20% трикотажного назначения и ниточных изделий. В связи с увеличением доли потребления трикотажных изделий объем производства трикотажной пряжи увеличился к 2005 году до 30% за счет частичной замены тканей на трикотажные полотна /8/, 191.
В трикотажной промышленности имеются большие возможности расширения и обновления ассортимента, повышения качества изделий путем применения новых видов сырья и переплетений, внедрение прогрессивной технологии вязания и пошива.
Быстрому росту производства трикотажных изделий способствуют возможности изготовления их заданной формы и размеров, использование новых видов химических волокон, свойства которых наиболее полно проявляются в структуре трикотажа, а также устойчивый спрос и большая емкость рынка на трикотажные изделия.
В трикотажном и ткацком производствах, в настоящее время, используются практически большинство видов волокнистого сырья. Основную долю составляет пряжа смешанного волокнистого состава. Она отличается по назначению, компонентному составу, линейной плотности, строению, крутке, способу получения и т.д.
Таким образом, свыше 50% перерабатываемого в трикотажной промышленности сырья вырабатывается из смеси натуральных и химических волокон /8/. Добавление к натуральным волокнам химических волокон вызвано расширением ассортимента и качества трикотажных изделий, высоким спросом и недостаточным объемом производства натуральных волокон.
Смешанная пряжа для трикотажного и ткацкого производств бывает двух-, трех- и многокомпонентной из смесей хлопка с химическими волокнами, а также из смесей химических волокон. Химические волокна вводят в смесь в таком количестве, чтобы сохранить положительные свойства натуральных и уменьшить их отрицательные свойства химических волокон.
Совместно ЦНИХБИ и Центральным научно-исследовательским институтом трикотажной промышленности разработан и согласован перспективный ассортимент и объем трикотажной пряжи с вложением химических волокон для выработки верхнего, бельевого трикотажа, чулочно-носочных изделий (табл. 1.2) /8/, 191.
В последнее время получили широкое распространение трехкомпо-нентные смеси, в которых оптимально сочетаются ценные и полезные свойства как натуральных, так и химических волокон, в основном вискозных, полиэфирных и полиамидных.
Для трикотажного и ткацкого производств применяются следующие виды смешанной пряжи: хлопковискозная, хлопкополиамидная, хлопкосиб-лоновая, хлопкополиэфирная /8/, /10/. Наиболее прочным и устойчивым к истиранию среди синтетических волокон является полиамидные волокна /10/.
Полиамидные волокна отличаются значительной прочностью при многократном изгибе и растяжении, большой прочностью при трении, упругостью, низкой гигроскопичностью, небольшим удельным весом, высокой способностью сопротивления химическим воздействиям, огнестойкостью, постоянством формы при стирке. Низкая степень набухания полиамидных волокон обуславливает быструю сушку изготовленных из них текстильных изделий.
Для улучшения потребительских свойств текстильных изделий и, в частности, прочностных свойств и износоустойчивости используются полиэфирные волокна. Они обладают хорошей восстанавливаемостью после деформаций, как при растяжении, так и при сжатии, изгибе и сдвиге, что обеспечивает несминаемость вырабатываемых текстильных изделий из смесей натуральных и полиэфирных волокон.
Хлопко-сиблоновая и хлопко-вискозная пряжа придают изделиям мягкий шелковистый гриф. В настоящее время чаще используется пряжа, состоящая из 33%) вискозного и 67% хлопкового волокон. Эта пряжа обладает илучшей прочностью и растяжимостью, а изделия из нее - несминаемостью и носкостью. Значительный объем производства занимает хлопко-вискозная пряжа содержащая от 10 до 25% вискозного волокна.
Хлопкопрядильные предприятия широко используют в волокнистых смесях с хлопком до 10% вискозного волокна линейной плотности Тв=0,167 текс для получения пряжи 25-15,4 текс. Обычно эту пряжу приравнивают (оценивают) как хлопчатобумажную.
Применение в смесях с хлопком вискозного высокомодульного волокна (ВВМ) дает возможность получать пряжу хлопко-вискозную пряжу, со держащую 33-50% штапельного волокна, с повышенными основными физико-механическими показателями. Коэффициент вариации по сечению пряжи и по коротким отрезкам почти во всех случаях ниже, чем у хлопчатобумажной пряжи. Из вискозного штапельного волокна в чистом виде и в смеси с хлопком и другими волокнами вырабатывают плательные, костюмные и рубашечные ткани, фланели, сатины, верхний и нижний трикотаж, махровые полотенца, домашние ткани, спальные одеяла; портьерные, обивочные и драпировочные ткани; подкладочные ткани; пряжу для ручного вязания и др.
Полиамидное штапельное волокно широко используется при изготовлении чулочных изделий, нижнего трикотажа, аппаратной пряжи для пальто, плательных тканей, тканей для форменной одежды, брючных карманов, армирующих элементов для одежды, штопальных ниток, матрацной ткани; портьерных, обивочных и драпировочных тканей, ковров; прозодежды, спецодежды; спортивной одежды; фильтров, фетров, брезентов, канатов и др. Изделия из хлопко-полиамидной пряжи характеризуются высокой формоустой-чивостью. Применение в смеси с хлопком полиамидного волокна даже в небольшом количестве повышает устойчивость изделий к истиранию, т.е. их износоустойчивость. Добавление полиамидного волокна к хлопку уменьшает также сминаемость изделий и увеличивает их сопротивление к изгибу.
Изделиям, вырабатываемым из хлопко-полиэфирной пряжи, полиэфирные волокна придают прочность и несминаемость. Особенностью полиэфирного волокна также является способность хорошо сохранять форму текстильных изделий и не уменьшать прочность в мокром состоянии. Полиэфирные волокна обладают малой теплопроводностью, стойки к действию кислот и щелочей.
Выбор определяющих показателей качества пряжи
Основным показателем готовой продукции прядильного производства (пряжи), является его качество.
Прежде всего, от качества исходного материала, т.е. пряжи, зависит качество изделий трикотажного и ткацкого производств.
Качество продукции закладывается в изделие при проектировании и разработке. Для совершенствования качества продукции необходимо знать свойства, которые определяют его качество, уметь правильно и объективно измерять, оценивать и контролировать показатели качества.
В соответствии с ГОСТом /59/ качеством продукции называют совокупность свойств продукции, обуславливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Для оценки качества материалов важно выбрать, причем обоснованно, такие показатели качества, которые характеризуют данные свойства. Показатели, по которым принято оценивать качество пряжи, называются определяющими /74/.
Для оценки качества смешанной пряжи необходимо определить номенклатуру основных показателей качества с учетом их значимости, определить комплексные показатели, по которым возможна оценка качественных характеристик смешанной пряжи. По мере увеличения использования химических волокон в смесях с хлопком стал все более необходим научно-обоснованный выбор номенклатуры показателей качества смешанной пряжи, обуславливающий проведение последующих этапов. Выбор определяющих показателей качества сводится к нахождению весомости отдельных показателей /74/, /75/. При оценке качества продукции текстильной промышленности наиболее удобен метод экспертной оценки. Достоинство экспертного метода состоит в том, что эксперт является близкой моделью потребителя. Этот метод позволяет точно и четко отразить тенденции покупательского спроса /75/, /76/. Экспертная оценка включает следующие этапы: формирование группы экспертов, подготовка опроса экспертов, опрос экспертов, обработка результатов опроса, анализ результатов. Оптимальным количеством экспертов считается экспертная группа из 6 - 15 экспертов /75/, /76/, /77/. Эксперт должен обладать профессиональной подготовкой, объективностью, информируемостью по данному вопросу, заинтересованностью в результатах опроса и т.д. При организации экспертного опроса одной из задач является определение номенклатуры показателей качества оцениваемой продукции. Сначала был проведен предварительный опрос для выявления наиболее важных показателей свойств смешанной пряжи, которые влияют на ее качество. С этой целью была построена схема Исикава /78/ для оценки качества смешанной пряжи, представленная на рис. 2.1
Схема Исикава позволила графически проанализировать сложные взаимосвязи между изучаемой характеристикой и всевозможными факторами, оказывающими на нее то или иное влияние /78/, /79/. Следующим этапом проведения экспертной оценки является проведение основного опроса. Наиболее распространенным методом выявления мнений экспертов является анкетный опрос /80/. Экспертам был предложен следующий перечень показателей качества смешанной пряжи для ткацкого производства: Xi - удельная разрывная нагрузка пряжи; Х2 - коэффициент вариации по разрывной нагрузке; Х3 - линейная плотность пряжи; Х4 - коэффициент вариации по линейной плотности; Х5 - удлинение при разрыве; Хб - коэффициент вариации по удлинению; Х7 - разрывная нагрузка волокон смеси; Х8 -обрывность в прядении; Хд - внешний вид; Хю - обрывность в ткачестве; Хц - доля химического волокна; XJ2 - среднее число волокон в поперечном сечении пряжи; Хіз - линейная плотность волокон смеси; Хи - влажность; Хі5 - выносливость при многократном растяжении; Х]6 - крутка пряжи; Х]7 - коэффициент вариации по крутке; Х\$ - ворсистость; Х19 - равновесность. Экспертам также был предложен перечень показателей качества смешанной пряжи для трикотажного производства: Xi - удельная разрывная нагрузка пряжи; Х2 - коэффициент вариации по разрывной нагрузке; Х3 - линейная плотность пряжи; Х4 - коэффициент вариации по линейной плотности; Х5 - удлинение при разрыве; Хб - коэффициент вариации по удлинению; Х7 - разрывная нагрузка волокон смеси; Xg -обрывность в прядении; Хд - внешний вид; Хю - истирание в петле; Хц - доля химического волокна; Хп - среднее число волокон в поперечном сечении пряжи; Хіз - линейная плотность волокон смеси; Хи - влажность; Х]5 - выносливость при многократном растяжении; Х - крутка пряжи; Хп - коэффициент вариации по крутке; Х\% - ворсистость; Х19 - равновесность. Все перечни показателей были оформлены в виде анкет. К анкетам было приложено положение о порядке их заполнения и пример заполнения. В данной работе опрос проводился среди специалистов, имеющих опыт работы по оценке качества хлопчатобумажной и смешанной пряжи. Это изготовители и потребители продукции, и независимые специалисты. Группа экспертов состояла из 7 человек. Существует несколько методик проведения экспертного опроса /76/, /81/: метод предпочтения, метод ранга, методы попарного сопоставления, метод последовательного сопоставления. Для данного опроса был использован метод ранга. Согласно экспертным методам определяют степень важности, т.е. весомость, каждого свойства в общей оценке качества продукции. Наиболее значимый показатель имел ранг 1, а наименее -п (п = 19). Для получения достоверных результатов была применена методика обработки результатов опроса при неограниченном выборе значимых показателей. Статистическая обработка экспертных оценок сводилась к подсчету коэффициентов конкордации, оценке их значимости по критерию Пирсона и определению коэффициентов весомости оцениваемых показателей. При обработке результатов опроса полученные по всем т {т-1) анкетам ранговые оценки для смешанной пряжи ткацкого назначения по п (и=19) показателям были сведены в общую таблицу (табл.1) для подсчета коэффициента конкордации и значения коэффициентов весомости каждого показателя /60/, /62/.
Определение оптимального состава смесей хлопка с химическими волокнами
В целевых комплексных научно - технических программах «Концепция структурной перестройки и развития хлопчатобумажной промышленности на 2000 - 2005 гг.» и «Развитие легкой промышленности на период до 2010 года» решаются задачи интенсификации использования производственных ресурсов и в первую очередь сырья: сокращение отходов, снижение обрывности, применение химических волокон в смеси с хлопком, улучшение технико-экономических показателей использования сырья, внедрение малоотходной и безотходной технологии.
Состав смеси для производства хлопчатобумажной и смешанной пряжи определяется типовыми сортировками /102/. Так как в настоящее время применяются новые виды химических волокон, изменяются ассортимент и сортовой состав хлопка, состояние сырьевой базы, предъявляются новые требования к качеству пряжи, то необходимо регулярно пересматривать отдельные сортировки. При подборе оптимальных составов смесей за основу принимаются рекомендации ЦНИХБИ. Однако в производственных условиях для выработки смешанной пряжи с различной долей участия химического волокна используются сортировки, отличные от типовых.
Для прогнозирования свойств пряжи в хлопкопрядении используются математические модели. Состав сортировки в основном определяется экономическими показателями производства, частично - показателями качества. Существует много математических моделей, в каждой модели выбираются свои ограничения на физико - механические свойства смеси и пряжи. Для пряжи, вырабатываемой из смесей хлопковых и химических волокон были выбраны следующие ограничения:
Удельная разрывная нагрузка пряжи Ьпр(расч) не должна быть меньше удельной разрывной нагрузки пряжи Lnp(r0CT), задаваемой по ГОСТу:
Систематический анализ использования свойств сырья, применение ПЭВМ при определении оптимального состава смеси, внедрение в производство технически обоснованных норм расхода сырья позволяют сократить затраты на сырье при производстве пряжи.
Принцип составления сортировок для смесей хлопковых и химических волокон состоит в том, что хлопковая часть смеси соответствует типовым сортировкам, предназначенным для выработки хлопчатобумажной пряжи соответствующего назначения и линейной плотности. При добавлении химического волокна содержание каждого хлопкового компонента рекомендуемой сортировки уменьшается пропорционально доле вложения вводимого химического волокна /103/. Для выработки пряжи из хлопка и смесей хлопка с химическими волокнами следует принимать во внимание рекомендации ЦНИХБИ.
Физико-механические свойства хлопкового волокна представлены в табл. 3.14., химических волокон в табл. 3.15.
Для оптимизации состава смесей была составлена программа, в основе которой лежит алгоритм, основанный на ограничениях (3.35 - 3.41). В данной программе предусматривается определение разрывной нагрузки и неровноты ііряжи в зависимости от физико-механических свойств волокон смеси, при этом рассчитываются также основные средневзвешенные характеристики смеси. Использование программы, позволяет рассчитать зависимость "сырье -качество". Результаты расчетов для хлопко-вискозной смеси приведены в табл. 3.16-3.18, результаты расчетов для хлопко-полиамидной смеси показаны в табл. 3.19-3.21, для хлопко-полиэфирной смеси - в табл. 3.22 - 3.24. В табл. 3.16 - табл. 3.18 представлены оптимальные составы смеси для выработки пряжи линейной плотности 20 текс кольцевого способа прядения с различным процентным содержанием вискозного волокна.
Удельная разрывная нагрузка хлопко-вискозной пряжи с добавлением вискозного волокна уменьшается. Затем по мере того как содержание вискозного волокна превышает содержание хлопкового волокна начинает увеличиваться, что более наглядно можно увидеть по кривым (рис. 3.26.), которые были построены на основе данных, полученных в результате расчетов (табл. 3.16-3.18) при различном уровне удельной неровноты пряжи.
Определение параметров заправки ленточных машин для смешанной пряжи с различной долей химических волокон
При смешивании лентами на ленточных машинах недостаточное число сложений (число складываемых лент) может привести к образованию в полуфабрикатах и пряжи структурной неравномерности ("ручьистостьи"), т.е. резко разграниченным расположением хлопковых и химических волокон по сечениям и длине в выпускаемых продуктах прядения. Чтобы устранить "ручьистость", необходимо чтобы общая вытяжка на ленточных, ровничных и прядильных машинах была больше среднего числа волокон в поперечном сечении ленты.
Так как хлопковые и химические волокна имеют разные объемные плотности, то необходимо выбрать соотношения линейных плотностей лент так, чтобы диаметры поперечных сечений лент были одинаковыми. В вытяжных приборах ленточных машин для осуществления эффективного процесса вытягивания необходимо равномерное распределение нагрузки на ленты разных компонентов, которые находятся в зажимах вытяжных пар, что обеспечивается равными диаметрами сечения лент из хлопковых и химических волокон. Если волокна двух компонентов имеют разные объемные плотности, то поперечные сечения лент из этих волокон будут равны при следующем соотношении линейных плотностей лент (4.1): где Т\, Ті -линейные плотности лент 1-го и 2-го компонентов,текс; УиУг- объемные плотности 1-го и 2-го компонентов, г/см . Для получения заданного долевого содержания компонентов по массе число лент можно определить так (4.2), (4.3): где m,m\,m-i- число лент соответственно общее, 1-го компонента, 2-го компонента; РиРг- долевое содержание соответственно 1-го и 2-го компонентов. Линейная плотность ленты с ленточной машины, на которой происходило смешивание при заданной вытяжке Е, рассчитывается по формуле (4.4):
Весовые доли компонентов в смеси при заданном числе их лент могут быть определены по формуле (4.5):
При сложении лент из хлопкового и вискозного волокон учитывалось, что данные компоненты имеют одинаковую объемную плотность - 1,52 г/см , поэтому площади поперечных сечений складываемых лент были примерно одинаковыми.
При смешивании лентами из хлопковых и полиамидных волокон, а также из хлопковых и полиэфирных волокон необходимо с учетом различия в объемной плотности этих волокон правильно подобрать линейные плотности и количество смешиваемых лент.
При соблюдении таких условий, как правильный выбор линейных плотностей смешиваемых лент с учетом свойств различных волокон, чередование лент на входе в ленточную машину, применение числа переходов и вытяжки, которые обеспечивают отсутствие "ручьистости", можно получить равномерный по составу и толщине полуфабрикат. В табл. 4.1 представлены общие рекомендации по установке разводок на ленточных машинах при переработке смесей хлопка и химических волокон/107/.
По формулам 4.1 - 4.5 были рассчитаны линейные плотности смешиваемых компонентов и на основании данных расчетов, с учетом разницы в объёмных плотностях и доли вложения химических волокон, были определены параметры заправки ленточных машин. В табл. 4.2 представлены параметры заправки ленточных машин I и II переходов для смешивания хлопка с химическими волокнами.
Эксперимент проводился по методике, предложенной проф. Севостья-новым А.Г. /58/, с использованием матрицы Бокса (Вз). Матрица Бокса (Вз) имеет хорошие статистические характеристики и удовлетворяет требованиям оптимальности оценок коэффициентов модели и выходного параметра при уменьшенном числе опытов в матрице.
При планировании эксперимента составлены матрицы планирования и выбраны методы математической обработки результатов эксперимента. Результатом эксперимента, проведенным по D - оптимальным матрицам, является полином второго порядка (4.6): где bo - свободный член; bi{i=\,2,...,m)- коэффициенты при линейных членах уравнения; Ьц (i,j = 1, 2,..., т; irf) - коэффициенты при взаимодействиях факторов; т - число факторов.
На основании научных исследований и опыта эксплуатации ленточных машин специалистами - прядильщиками установлено влияние основных параметров перерабатываемого волокнистого продукта на параметры работы ленточных машин, что представлено в табл. 4.3.
