Введение к работе
Актуальность. С начала 70-х годов пневмомеханический камерні способ прядения благодаря более высокой производительности за эроткий срок потеснил позиции кольцепрядения в сфере выработки зяжи большой и средней линейной плотности.
В настоящее время ведущие фирмы продолжают вести активный
поиск альтернативных решений для самого дорогостоящего перехода і производстве пряжи-прядения. Среди них в мировой практике вес большую известность приобретает двухконденсерный способ прядения, потенциально обладающий более высокой производительностью пс сравнению с пневмомеханическим камерным способом и большей универсальностью в отношении к исходному сырью.
Дополнительное преимущество этому способу дает производстве на его основе армированной пряжи, поскольку в данном случае, npt использовании в качестве сердечника химических нитей экономите!; натуральное волокно. В армированной пряже наилучшим образом достигается сочетание положительных качеств химических нитей и образующих наружный слой натуральных волокон.
В настоящее время отечественные производители тестильногс оборудования не готовы к разработке машин пневмомеханического двухконденсорного способа прядения, главным образом, вследствие
ОТСУТСТВИЯ рекомендаций, КОТОрые МОГУТ бЫТЬ ПОЛучеНЫ ТОЛЬКО Не
основании теоретических, экспериментальных и технико- экономических проработок, составивших основу данной диссертационной работы, которая в связи вышеуказанным является актуальной.
Делью данной работы является разработка технологии пневмомеханического двухконденсерного способа формирования армированное пряжи большой линейной плотности, теоретическое и зкпериыенталь-ное исследование технологических процессов и выработка рекомендаций для создания прядильной машины.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:
проанализированы условия сообщения волокнистому продукту крутки, скоростные и прочие ограничения, свойственные современных безверетенным способам прядения, перспективы их совершенствовали*
разработана технологическая схема и конструкция основны> рабочих органов прядильного устройства пневмомеханического двухконденсерного способа, позволяющего получать армированную пряжі из широкого спектра текстильных волокон;
произведен анализ процесса сгущения волокон и показана эффективность выравнивания, обеспечивающая высокую равномерноси получаемой пряжи;
на основе закона сохранения механической энергии выведена аналитическая зависимость для оценки натяжения пряжи в процесс*
ее формирования от свойств применяемых текстильных материалов и заправочных параметров, характеризующих процесс;
выявлены корреляционные связи между основными физико-механическими свойствами армированной пряжи, вырабатываемой пневмомеханическим двухконденсерным способом прядения;
получены адекватные математические модели (неполные полиномы второго порядка), характеризующие изменение нескольких выходных параметров процесса с учетом пяти факторов, определяющих технологический процесс формирования армированной пряжи линейной плотности 50-100 текс;
предложен критерий оптимизации процесса формирования армированной пряжи (смещающее усилие оболочки относительно сердечника) и методика его численного измерения;
получена зависимость критерия оптимизации от скоростных режимов формирования пряжи двухконденсерным способом, имеющая вид полиномиальной модели второго порядка;
определены оптимальные технологические и конструктивные параметры разработанного прядильного устройства.
Практическая ценность заключается в следующем:
разработано и изготовлено устройство, позволяющее двухконденсерным способом формировать армированную пряжу большой линейной плотности с оболочкой из хлопка, шерстяных, химических волокон и их смесей со скоростью выпуска 70-150 м/мин и.выше;
разработанное устройство позволяет получать пряжу линейной плотности 50-100 текс с сердечником из комплексной нити, армированной кардным хлопком (доля оболочки от 45 до 72%), которая
по основным физико-механическим свойствам превышает среднемировой уровень согласно данным Uster Statistics для пряжи из 100% кардного хлопка, полученной пневмомеханическим камерным способом прядения;
определены оптимальные технологические параметры разработанного устройства с учетом сравнительного равенства затрат на обеспечение технологических процессов камерного и двухконденсер-ного пневмомеханических способов прядения;
выявлены технико-экономические преимущества разработанной технологии формирования пряжи;
обоснована конструктивная база создания машины двухконден-серного способа формирования армированной пряжи на основе серийного прототипа пневмомеханической прядильной машины и предложены
компановочные решения основных узлов и рабочих органов.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложень и получили положительную оценку:
на заседаниях кафедры механической технологии волокнистых материалов МГТА (Москва 1993, 1994, 1995, 1996 гг.);
на заседаниях кафедры проектирования автоматизированных текстильных машин ПГТУ (Пенза 1995, 1997 гг.);
в АО НИЭКИПМАШ (Пенза, 1995, 1997 гг.);
на 7-ой научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава и студентов ПГТУ (Пенза, апрель 1996 года);
на Всероссийской научно-технической конференции "Современные технологии текстильной промышленности (Текстиль-9б)"(Москва, МГТА, ноябрь 1996 года);
на Межрегиональной научно-практической конференции "Проблемы использования трудового потенциала в регионе" (Пенза, Приволжский дом знаний, декабрь 1996 года).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 работ, подана заявка на выдачу патента Российской Федерации.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, списка литературы и приложений. Основное содержание изложено на 196 стра ницах, включает 38 рисунков и 10 таблиц. Список литературы на 9 страницах содержит 84 наименования. Приложения составляют 30 страниц.
Актуальность работы. Социально-экономическое развитие России и подъем ее экономики невозможен без развития текстильной промышленности, основой которого является быстрое техническое перевооружение производства путем широкого внедрения передовой техники и прогрессивной технологии, создания и выпуска машин и оборудования, позволяющих улучшить условия труда и повысить его производительность, экономить материальные ресурсы.
. В настоящее время в России вырабатывается пряжа малой линейной плотности из смеси шерстяных и химических волокон с использованием кольцевых прядильных машин. Наибольший удельный вес занимает производство пряжи 41,7-31,2 текс, затем пряжи - 22,2 текс.
Возможность повышения производительности кольцевых прядильных машин ограничена. Увеличение производительности возможно при .использовании других способов формирования пряжи, среди которых самым распространенным является пневмомеханический.
Сегодня в России отсутствует технология производства пряжи линейной плотности 22,2 текса из смеси шерстяных и полиэфирных . волокон на пневмомеханических прядильных машинах.
Данная работа посвящена разработке технологии производства полушерстяной пряжи линейной плотности 22,2 текс на пневмомеханической прядильной машине ППМ-160-ШГ.
Цель работы. Целью диссертационной работы является создание новой конкурентноспособнои пряжи на отечественном технологическом оборудовании на основе разработки технологии производства пряжи линейной плотности 22,2 текс из смеси шерстяных и полиэфирных волокон для расширения ассортиментных возможностей отечественного оборудования.
Основными задачами исследования являются:
-
Исследование принципиальной возможности выработки пряжи малой линейной плотности из смеси шерстяных и полиэфирных волокон на прядильном устройстве машины ІШМ-160-ШГ.
-
Определение влияния параметров заправки машины на свойства вырабатываемой пряжи.
-
Определение регрессионных зависимостей механических характеристик полушерстяной пряжи малой линейной плотности, выработанной на прядильном устройстве машины їїПМ-160-ШГ от долевого участия трех компонентов смеси.
-
Исследование структуры пряжи, выработанной на прядильном устройстве машины ППМ-160-ШГ.
-
Определение оптимальной влажности воздуха в помещении и частоты вращения дискретизирующего валика.
-
Исследование влияния процесса дискретизации в прядильном устройстве машины ППМ-160-ШГ на свойства волокон.
-
Разработка методики и исследование укорочения шерстяных волокон различной длины при дискретизации.
-
Разработка алгоритма имитационной статистической модели процесса циклического сложения волокон в желобе прядильной камеры.
-
Исследования с помощью имитационного моделирования влияния свойств волокон на неровноту волокнистой ленточки.
Методика исследований. При проведении теоретических исследований использовано имитационное статистическое моделирование на ЭВМ.
При экспериментальных исследованиях использованы методы математического планирования эксперимента и математической статистики, методы имитационного статистического моделирования. Для исследования структуры пряжи использовались методы микроскопии.
Определение длины используемых волокон и исследование укорочения волокон в зоне дискретизации проводилось с помощью гребенного анализатора.
Определение распрямленное волокон в питающем продукте и в волокнистой ленточке ( мычке ) проводилось с использованием методики и прибора Линдслея-Леонтьевой.
Для обработки экспериментальных данных и анализа теоретической модели использовались ЭВМ "ЕС-1035", ПЭВМ .
Научная новизна. При выполнении работы впервые:
ка основе исследований доказана возможность производства пряжи малой линейной плотности из смеси шерстяных и полиэфирных волокон на пневмомеханической машине ГШМ-160-ШГ;
определены зависимости механических характеристик полушерстяной пряжи малой линейной плотности, выработанной на прядильном устройстве машины ППМ-160-ШГ от параметров ее заправки;
разработана методика оценки укорочения волокон различной длины в прядильном устройстве, с помощью которой исследовано укорочение волокон шерсти в дискретизирующем устройстве машины ППМ-160-ШГ.
разработана имитационная статистическая модель процесса циклического сложения волокон в желобе прядильной камере в случае использования двухкомпонентной смеси волокон.
с использованием разработанной имитационной модели проведено исследование влияния свойств волокон ( линейной плотности, длины и неровноты по длине ) на равномерность волокнистой ленточки как по линейной плотности, так и по составу.
Практическая ценность работы.
В диссертационной работе на основании теоретических и экспериментальных исследований были получены следующие практически важные результаты:
Показана возможность производства полушерстяной пряжи малой линейной плотности на прядильном устройстве машины ППМ-160-ШГ
Получены основные зависимости между линейной плотностью, долей полиэфирных волокон, параметрами заправки прядильной машины ППМ-160-ШГ и механическими характеристиками пневмомеханической полушерстяной пряжи.
Определены оптимальные параметры влажности воздуха в производственном помещении и частоты . вращения дискретизирующего валика машины ШШ-160-ШГ при выработке полушерстяной пряжи,максимальной прочности.
Разработана методика для определения степени укорочения волокон различной длины в прядильном устройстве и получены конкретные числовые данные об укорочении шерстяных волокон в прядильном, устройстве.
Разработана имитационная модель процесса циклического сложения волокон в желобе прядильной камеры в случае использования
двухкомпонентной смеси волокон.
- На основании статистического моделирования установлены за
висимости между свойствами волокон, поступающими в прядильную ка
меру и равномерностью волокнистой ленточки.
Результаты теоретических и экспериментальных исследований, целью которых являлась разработка технологии производства полушерстяной пряжи малой линейной плотности на машине ППМ-160-ШГ, будут использованы текстильными предприятиями при внедрении этих машин в производство.
Использование пневмомеханической прядильной машины
ППМ-160-ШГ ПОЗВОЛЯЕТ:
повысить производительность оборудования в прядении на 22,2%;
снизить себестоимость производства 1 тонны однониточ-ной пркжи на 20,8% за счет снижения капитальных затрат, затрат на з/плату и на двигательную электроэнергию;
снизить расходы двигательной электроэнергии на 18,2%
высвободить 18,2 производственных площадей.
Апробация работы. Основное содержание работы докладывалось:
на Всесоюзных научно-практических конференциях ( г.Москва, 1990 г., 1995 г.);
на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов Московской государственной текстильной академии (1980, 1981, 1983, 1934, 1995, 1936);
- на научно-практической конференции ( г. Москва, 1984 г.).
Публикации.
По материалам диссертационной работы подготовлено 14 публикаций.
Огруктура и обьен работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и 7 приложений.
Работа изложена на 171 страницах машинописного текста и содержит 65 рисунков, 32 таблицы.
Список использованной литературы включает 105 наименований. Приложения представлены на 44 страницах.
