Введение к работе
Актуальность темы исследований. В Государственной программе Министерства науки и технической политики Российской Федерации определена актуальная научная проблема создания конкурентоспособных технологий приготовления волокнистого материала к прядению, улучшение качества очистки хлопка от сорных примесей за счет совершенствования машин разрыхлительно-трепалъных агрегатов, сокращения технологической цепочки производства и экономии сырья, что позволяет в конечном итоге получать высококачественные текстильные материалы.
Исторические условия развития хлопчатобумажной промышленности России, как самой крупной среди республик бывшего Союза, создали неблагоприятное положение отрасли на рынке из-за отсут-
.--5-ствия сырья. В условиях острого дефицита хлопка и растущих цен на хлопок-волокно проблема рационального использования, сырья > в хлопкопрядении приобретает первостепенное народнохозяйственное значение. В кардной системе прядения отходы хлопка содержат от , 40 до 70 процентов прядомого волокна, имеющего штапельную длину около 30 мм и вполне пригодного для получения пряжи.
Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является:
-
Создание и исследование новой конкурентоспособной безотходной технологий, определение оптимальных режимов работы современного оборудования с целью повышения эффективности хлопчатобумажного производства, экономии волокнистого материала и более рационального использования сырья.
-
Разработка^более эффективных способов очистки волокнистых материалов, выбор оптимальных режимов работы оборудования с целью увеличения выхода пряжи из хлопка-волокна.
-
Определение условий стабильности технологических процессов и определение состава машин безотходной технологии в кардной системе прядения волокнистых материалов.
3. Прогнозирование направлений дальнейшего использования непрядомых отходов хлопкопрядильного производства, внедрение новых разработок в производство.
Методы проведения исследований.
-
Метод масштабного моделирования.
-
Метод, математического планирог^кя эксперимента.
-
Автоматизированные методы расчета на ЭВМ, в том числе для определения эффекта очистки волокнистого материала от сорных примесей.
-
Методы теории вероятности прогнозирования характера взаимодействия клочков волокнистого материала с рабочими органами очистительных мавдн.
-
Методы теоретической механики для силового анализа - взаимодействия клочков волокнистого материала с рабочими органами очистительных машин с целью комбинирования конструкций и расположения рабочих органов.
-
Метод статистической обработки данных на ЭВМ по стандартной программе "Статграфикс".
. . - б -
Автором впервые:
проведены теоретические исследования вероятностной модели воздействия рабочих органов наклонного очистителя на клочки волокнистого материала;
предложено и теоретически обосновано комбинирование различных рабочих органов "в составе одной машины, рассчитаны численные значения вероятности попадания клочков под удар ножевого барабана, планочного и игольчатого трепала;
проведен теоретический анализ сил, действующих на клочки волокнистого материала, в результате чего предложен новый способ очистки волокнистого материала и устройство для его осуществле-" ния (патент РФ), основанный на расположении рабочих органов и траектории движения волокнистого материала в рабочей камере очистительной машины;
определены оптимальные технологические параметры заправки и питания новых устройств очистителей, предложены математические модели выхода отходов, количества сорных примесей в отходах,' эффекта очистки волокнистого материала от скорости рабочих органов очистителя и игольчатой решетки питателя;
разработан способ прессования волокнистых отходов и устройство для его осуществления (патент РФ), основанный на сжатии волокнистого материала в три стадии с теоретическим обоснованием использования конической насадки для придания окончательной формы брикета;
предложен новый .способ подготовки,сырья к пневмопрядению (патент РФ) ' с целью увеличения выхода продукта из волокнистого материала путем добавления ленты, полученной из отходов на специальной технологической линии;
разработана технологическая линия для получения пряжй из отходов текстильного производства (полезная модель РФ) - безотходная технология;
проведен расчет оптимального соотношения компонентов смеси, состоящей из 100 % сортировки хлопчатобумажных отходов;
предложен новый метод определения эффекта очистки волокнистых отходов, учитывающий уменьшение массы материала в процессе его переработки по безотходной технологии;
созданы программы для ЭВМ в среде программирования Турбо-
-.- - 7 ~ Паскаль для обработки результатов исследований безотходной технологии, проектирования состава линии очистительных машин и расчета свойств исходного сырья;
получены зависимости эффективности очистки волокнистых отходов на линии безотходной технологии, иеровноты пряжи и обрывности в прядении от. содержания сора и жестких примесей в исходном материале; относительной разрывной нагрузки пряжи от не-ровноты волокон по длине и процента коротких волокон;
определены оптимальные параметры залразки ленточных машин для безотходной технологии; '"'
исследована возможность;изготовления пряхи различных линейных плотностей из 100 % сортировки отходов.
Научная новизна работы заключается в:
научном обосновании процесса очистки волокнистых материалов на основе математической модели воздействия рабочих органов очистителя на клочки хлопка с применением методов.теории вероятности;
анализе сил, воздействующих на клочки волокнистого материала, в результате чего определено оптимальное расположение рабочих органов'очистителя, предложена наиболее- эффективная траектория движения клочков в рабочей камере очистителя, разработано устройство для очистки волокнистого материала;' :
получении математических- 'моделей,' позволяющих прогнозировать выход отходов,' количество сорных примесей, эффект очистки волокнистого материала, в зависимосги от технологических параметров работы очистителя;
научном обосновании предложенных новых способов прессования волокнистых соросодержащих отходов и подготовки сырья к пневмопрядению за счет добавления ленты, полученной из отходов волокнистого материала;
разработанном методе определения эффективности очистки волокнистых материалов и их отходов-
Практическая ценность и реализация результатов работы. 'На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований, разработана и внедрена в производственных условиях новая , технология переработки отходов хлопкопрядения, предложены новые способы очистки волокнистого материала и устройства для их осуществления, создан новый способ подготовки полуфабриката к пнев-мопрядснию, определены оптимальные режимы работы современного технологического оборудования при подготовке волокнистого материала к прядению," получены удобные для практического использования формулы расчета эффекта очистки.
Экономический эффект от. внедрении предложенных разработок на предприятиях отрасли может составить 36 млрд. рублей от реализации дополнительного объема товарной продукции по ценам на 1.01.1994 г.
Апробация работы. По материалам диссертации опубликовано 25 работ, в т.ч. 2 монографии и 4 патента РФ, результаты работы докладывались на 10 международных, всесоюзных, российских, вузовских симпозиумах и конференциях. По материалам диссертации читается два курса "Приготовление к пневмомеханическому прядению" и "Изготовление пряжи низких линейных плотностей и переработка отходов хлопкопрядильного производства" на филиале кафедры прядения хлопка московской государственной текстильной академии имени А. Е Косыгина на предприятии "Даниловская мануфактура". Написаны и используются методические разработки и программы для ЭВМ в том числе "Расчет натяжения пряжи в камере пневмомеханической прядильной машины типа BD".
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов-по работе, списка обозначений, принятых в диссертации, списка литературы, списка публикаций и докладов по теме диссертации и приложений. Работа изложена на 291 странице машинописного текста и содержит 86 рисунков, 65 таблиц и. 17 приложений.
