Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ КОНСТРУКЦИЙ ПРЯДИЛЬНЫХ ' УСТРОЙСТВ И ПОДГОТОВКИ ПИТАЮЩЕГО ПРОДУКТА ДНЯ ВЫРАБОТКИ ПРЯЖИ ИЗ ДЛИННЫХ ТЕКСТИЛЬНЫХ ВОЛОКОН ПНЕВМОМЕХАНИЧЕСКИМ СПОСОБОМ 16
1.1. Краткий анализ особенностей конструкций прядильных устройств для переработки длинных химических волокон, шерсти и её смесей пневмомеханическим способом 17
1.2. Анализ работы машины ППМ-240- 23
Вывода ПО ГЛАВЕ I 31
ГЛАВА II. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ - КРУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТОЙ ЛЕНТОЧКИ НА ЩОБЕ ПРЯДИЛЬНОЙ КАМЕРЫ МАШИНЫ ІЇЇІМ-240- 32
2.1. Определение длины проникновения крутки по волокнистой ленточке вдоль желоба прядильной камеры. Крутящий момент в точке съема. Флюктуации крутящего момента и длины проникновения крутки 34
2.2. Исследование условий образования обвивочных волокон 53
2.3. Натяжение пряжи в камере 60
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ П 74
ГЛАВА III. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ НОВОГО СПОСОБА ПОДГОТОВКИ ШЕРСТЯНОГО ВОЛОІШСТОГО МАТЕРИАЛА К ПРЯДЕНИЮ НА ПНЕВМОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРЯЛИЛЬНЫХ МАШИНАХ 76
3.1. Изменение свойств шерстяного волокна в результате действия замасливателей, увлажнения и тепло обработки 77
3.1.1. Влияние замасливателя на коэффициент тангенциального сопротивления (КТС)
волокон шерсти 77
3.1.2. Влияние увлажнения волокон шерсти на величину их коэффициента тангенциального сопротивления (КТС) 81
3.1.3. Влияние увлажнения на деформационные свойства шерстяных волокон 83
3.1.4. Действие тепла на физико-механические свойства шерстяных волокон 85
3.1.5. Экспериментальные исследования влияния времени обработки и температуры острого водяного пара на физико-механические показатели шерстяного волокна 91
3.1.5.1. Методика проведения эксперимента 91
3.1.5.2. Результаты исследований 92
3.1.5.3. Определение оптимальных технологических параметров обработки шерстяного волокна с использованием методов математического планирования эксперимента 95
3.1.5.4. Исследование совместного действия воды и острого водяного пара на шерстяное ВОЛОКНО
3.2. Изучение структурных изменений кератина шерсти после обработки его паром или
водой методом рентгеновской дифракции
3.3. Исследование структурных изменений кератина шерсти под действием пара и горячей воды методом ИК - спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения (ШВО) 100г
3.3.1. Физический смысл ИК-спектроско
3.3.2. Цель исследования и выбор метода ИК--спектроскопии
3.3.3. Методика проведения эксперимента
3.3.4. Анализ результатов эксперимента
3.4. Производственная проверка предложенного способа подготовки волокнистого материала
к прядению на пневмомеханических прядильных машинах
3.4.1. Цель исследования и характеристика вариантов
3.4.2. Условия проведения эксперимента
3.4.2.1. Состав волокнистых смесей, используемых. в исследовании 117
3.4.2.2. Состав замасливающей эмульсии, применяемой в исследовании 117
3.4.2.3. Технологические резшмы и заправочные параметры оборудования при выработке полушерстяной меланжевой пряжи и тканей 118
3.4.2.4. Температурио-влажностный режим в аппаратно-прядильном производстве
при проведении исследований 119
3.4.3. Методика проведения эксперимента 119
3.4.4. Результаты эксперимента и их анализ 121
3.4.4.1. Анализ зажиренности волокон на различных этапах обработки 121
3.4.4.2. Анализ влагосодержання волокон на различных этапах обработки 123
3.4.4.3. Электризация волокон 127
3.4.4.4. Укорочение волокон 129
3.4.4.5. Качество прочеса 133
3.4.4.6. Количество отходов 133
3.4.4.7. Физико-механические свойства пряжи . 135
3.4.4.8. Обрывность в прядении 137
3.4.4.9. Физико-механические свойства пряжи. 138
ВЫВОД ПО ГЛАВЕ Ш 139
ГЛАВА ІV. РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРЯДИЛЬНОГО УСТРОЙСТВА МАШИНЫ ППМ - 240 140
4.1. Исследование изменения длины волокон в процессе дискретизации. Влияние конструктивных и технологических параметров утоняюще-разъединяющего устройства на свойства пряжи 140
4.1.1. Задачи исследования 140
4.1.2. Методика проведения эксперимента 142
4.1.3. Условия проведения эксперимента 143
4.1.4. Результаты эксперимента и их анализ 146
4.2. Исследование характеристик дискретного потока волокон в транспортирующем канале машины ПЇЇМ-240-Ш методом многократного фотографирования с использованием им пульсных ламп
4.2.1. Цель эксперимента 154
4.2.2. Методика проведения эксперимента 154
4.2.3. Результаты эксперимента и их анализ
4.3, Исследование влияния типа интеясификатора крутки, частоты вращения и величины диаметра прядильной камеры на натяжение и физико-механические свойства пряжи ig7
4.4, Исследование влияния аэродинамического режима прядильного устройства на физико-механические свойства пряжи , 174
4.5. Исследование влияния величины заправочной крутки на физико-механические
свойства пряжи. Доля разрывающихся волокон при обрыве пряжи 176
4.6. Исследование оптимальных условий формирования полушерстяной аппаратной
пряжи пневмомеханического способа прядения 181
БЫВ0Д)1 ПО ГЛАВЕ ІУ 184
ОБЩИЕ ВИВОДІ ПО РАБОТЕ 187
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В РАБОТЕ 192
ЛИТЕРАТУРА 193
ПРИЛОЖЕНИЕ I 205
ПРИЛОЖЕНИЕ П 224
ПРИЛОЖЕНИЕ 0І 231
ПРИЛОЖЕНИЕ ІУ 243
ПРИЛОЖЕНИЕ У 264
- Краткий анализ особенностей конструкций прядильных устройств для переработки длинных химических волокон, шерсти и её смесей пневмомеханическим способом
- Определение длины проникновения крутки по волокнистой ленточке вдоль желоба прядильной камеры. Крутящий момент в точке съема. Флюктуации крутящего момента и длины проникновения крутки
- Изменение свойств шерстяного волокна в результате действия замасливателей, увлажнения и тепло обработки
- Исследование изменения длины волокон в процессе дискретизации. Влияние конструктивных и технологических параметров утоняюще-разъединяющего устройства на свойства пряжи
Краткий анализ особенностей конструкций прядильных устройств для переработки длинных химических волокон, шерсти и её смесей пневмомеханическим способом
Проведем краткий анализ конструкций пневмомеханических прядильных машин для переработки длинных химических волокон, шерсти и её смесей.
Впервые на выставке ITMA-7I были продемонстрированы машины С-Ю " tJn 3olds1acj-i " (ФИ?) и Ro+orsf in 884 "PIcrHSaco Lowell" (Великобритания), на которых может быть выработана ковровая пряжа 200-1000 текс из чисто синтетических смесей с длиной волокон 63--127 мм /II/.
Техническая характеристика машины модели 884 и ниже рассматриваемых машин представлены в приложении I. На машине можно перерабатывать любые виды химических волокон и их смесей, однако для переработки шерстяных волокон она непригодна. Питание машины осуществляется лентой 2,1 - 5,3 кекс с третьего перехода ленточных машин с гребнями. Отличительной особенностью пневмокамер этих машин является наличие на сборной поверхности коротких игл.
К недостаткам машины Rotorsoin 884, как и других пневмомеханических прядильных машин относится необходимость применения более уравненного, очищенного и хорошо разъединенного питающего продукта, а также невозможность переработки шерстяного волокна /12/.
Основные трудности пневмомеханического способа прядения, связанные со специфическими свойствами шерсти, в какой-то мере были преодолены фирмой Schubert Я Scilzer t выпустившей новую модификацию машины RU -її - машину BU- 80 /7, 8, 13/, на которой увеличен диаметр расчесывающего валика, а разводка между питающим и расчесывающим валиком доведена до 40 мм; последнее позволяет пе-реребатывать волокна длиной до 75 мм. Машина, кроме того, оснащена сменными камерами различного диаметра: от 40 до 100 мм.
К недостаткам данной машины относится необходимость в дополнительной подготовке питающего продукта с целью получения более равномерной ленты с укороченными (до 75 мм), ориентированными и распрямленными волокнами.
Шерстяное волокно при подготовке к прядению на машине RU-80 либо штабелируется на машинах фирм Seydel, Ъигаг\\\ге Тетатех (например, на машине типа 770 фирмы Seydel лента проходит через пять зон разрыва для получения волокон требуемой длины: 25 4- 60 мм, затем ленту пропускают через один или два перехода ленточных машин и, при необходимости, смешивают с синтетическими волокнами), либо - тщательно подобранную карбонизованную шерсть пропускают через обычное трепальное оборудование, смесовую машины и чесальный аппарат, а затем - через один или два перехода ленточных машин. Приготовленная таким образом лента подается на прядильную машину.
- 19 Таким образом, применение специального дополнительного оборудования и увеличение числа переходов при подготовке ленты к прядению осложняет и удорожает процесс приготовления пряжи и, кроме того, уменьшается средняя длина дорогостоящего волокна шерсти.
Прядильное устройство машины " Perfect -300" /14, 15, 16/ имеет коаксиальное расположение дискретизирующего валика и прядильной камеры, причем дискретизирунщии валик немногим меньше, чем наполовину, входит внутрь прядильной камеры. В результате такого расположения волокна равномерно разбрасываются в стороны под действием центробежной силы. При этом путь, проходимый волокнами до внутренней поверхности вращающейся прядильной камеры сокращается до 5 мм. Волокна при сходе с дискретизирующего валика имеют скорость , равную 30 50 процентам скорости вращения сборной поверхности камеры. Такая конструкция и соотношение скоростей позволяет исключить отрицательное влияние воздушных потоков при транспортировке волокнистого продукта от зоны дискретизации до сборной поверхности прядильной камеры.
Определение длины проникновения крутки по волокнистой ленточке вдоль желоба прядильной камеры. Крутящий момент в точке съема. Флюктуации крутящего момента и длины проникновения крутки
В прядильной камере из разъединенных волокон и их комплексов формируется волокнистая ленточка, подвергаемая скручиванию. Скручиваясь, волокнистый продукт приобретает новые свойства и переходит в новое качественное состояние - пряжу.
На пряжу оказывают влияние:
- прядильная камера, передающая пряже крутящий момент для прикручивания ленточки волокон и упрочнения тела пряжи;
- оттяжное устройство, сообщающее пряже линейную скорость;
- пряже выводная воронка (интенсификатор крутки), оказывающая сопротивление движению пряжи и способствующая перераспределению крутящего момента в ней.
Все эти рабочие органы крутильно-формирующего узла машины могут оказывать как позитивное, так и негативное влияние на стабильность процесса прядения и физико-механические свойства вырабатываемой пряжи. Основными параметрами процесса прядения в камере являются:
- диаметр прядильной камеры;
- частота вращения камеры;
- 35 - скорость отвода. пряжи;
- натяжение пряжи.
Кручение продукта при пневмомеханическом прядении происходит следующим образом /42/. Вращение участка пряжи, находящегося внутри прядильной камеры вызывает закручивание пряжи от точки зажима в выпускной паре до точки перегиба в пряжевыводной воронке, Б пряже под действием деформации кручения развивается реактивный крутящий момент, проникающий на радиальный участок, находящийся в прядильной камере. Действуя аналогично гибкому валу, радиальный отрезок передает реактивный крутящий момент в точку съема пряжи со сборной поверхности, проникая на некоторую длину &п по волокнистой ленточке вдоль желоба прядильной камеры. Причем, часть крутящего момента, проникающего на участок пряжи, расположенный внутри камеры, теряется вследствие преодоления по-рога, обусловленного наличием изгиба пряжи у выводного отверстия воронки. На описанный процесс накладывается действие выводной воронки, как вьюрка ложной крутки/43/ .
Величина крутящего момента Мс , создаваемого в точке съема пряжи со сборной поверхности, является основным фактором, обусловливающим процесс прядения. Крутящий момент должен обеспечивать прикручивание поступающих порций волокон и упрочнение волокнистой ленточки до величины, превышающей натяжение в данной зоне.
Прибор для оценки крутящих моментов в пряже на радиальном и наружном участках/ 44/ не позволяет определить действительных значений моментов, так как в силу своей конструкции не обеспечивает реальных параметров процесса формирования - кручения пряжи. Анализ процесса кручения волокнистой ленточки на желобе /43, 45-48/ содержит много допущений, приводящих к неточностям в количественной оценке Мс и не отражает реальной картины процесса.
Изменение свойств шерстяного волокна в результате действия замасливателей, увлажнения и тепло обработки
Сторонники теории граничного трения приводят в своих работах экспериментальные данные, подтверждающие их выводы, основанные на предположении о наличии тонкой масляной пленки на поверхности во - 78 локон. По данным /79, 804 при наличии на соприкасающихся поверхностях масляной пленки определенной толщины, КТО волокон уменьшается. Последнее объясняется созданием на поверхности волокна или металла ориентированного моно слоя молекул /81/ ..
На рис. 21 представлена зависимость / 80 / коэффициент тангенциального сопротивления волокон шерсти от процентного содержания парафинового масла на них.
При увеличении количества вводимого жирового компонента коэффициент тангенциального сопротивления волокон сначала несколько уменьшается (минимум наблюдается при наличии 0,2$ замасливаете на волокне), а затем повышается. Таким образом, при наличии на поверхности волокон или на иглах гарнитуры обрабатывающих машин граничной пленки, представляющей собой моно слой молекул жирового компонента замасливающей эмульсии, наблюдается заметное снижение КТО между волокнами при их обработке. Аналогичные результаты были получены / 79 / при изучении влияния вида замасливающих препаратов на трение мериносовой шерсти 60-64к о стальную проволоку. Неойходамо отметить, что наличие масляной пленки на волокне обусловливалось условиями эксперимента: замасливателя в виде раствора в керосине наносился на поверхность проволоки равномерным слоем с помощью микро шприца. Наиболее жидкий раствор создавал на проволоке масляную пленку толщиной 6»10 мкм. Максимальная толщина пленки 6 мкм.
Было установлено:
- при толщине пленки 6 10 мкм сила трения была такой же, как и без замасливателя. При увеличении толщины пленки до 6 мкм силы трения значительно растут;
- количество вводимого в смесь жирового компонента замасливающих эмульсий не должно превышать 0,5$ от веса волокна, так как большее количество замасливателя вызывает повышение сил трения. Однако, введение жира в количестве до 1% ведет к уменьшению уга-ров в виде выпадов.
Исследование изменения длины волокон в процессе дискретизации. Влияние конструктивных и технологических параметров утоняюще-разъединяющего устройства на свойства пряжи
Процесс дискретизации волокнистого материала на машине ППМ-240-Ш осуществляется быстро вращающимся расчесывающим барабанчиком, который вычесывает волокна из ленты, подаваемой игольчатым питающим валиком и питающим столиком. Питающий валик и столик образуют зажим. Волокна, находящиеся в непосредственном контакте с зубьями расчесывающего барабанчика, испытывают продольные усилия и натягиваются. Эти усилия не должны превышать прочности волокон - иначе волокна обрываются. Сохранение длины волокон достигается в том случае, когда они покидают зажим раньше, чем их натяжение приблизится к величине разрывной нагрузки /112, 113/. Поэтому важным является правильный выбор расстояния между линией зажима волокнистого продукта питающей парой и линией, в которой передняя грань столика подходит на минимальную величину к зубьям расчесывающего барабанчика. Однако, разводку нельзя увеличивать больше определенной оптимальной величины, так как в противном случае может быть нарушена эффективность процесса дискретизации: появится большая комплексность волокнистого потока / 114 /. Кроме того, эффективность дискретизации зависит от правильного выбора гарнитуры, покрывающей расчесывающий барабанчик, и частоты его вращения / 30, 115 /.
Специфические свойства шерстяных волокон существенно влияют на процесс дискретизации питающего продукта, увеличивая вероятность повреждения волокон гарнитурой расчесывающего барабанчика. Уменьшение длины волокон в процессе дискретизации, недостаточная разъединенность волокнистого потока служит причиной снижения разрывной нагрузки формируемой пряжи, повышения неровноты пряжи по свойствам и увеличения обрывности / 116 /.
Кроме того, из наших исследований следует, что укорачиваемость волокнистого материала в процессе дискретизации при существующей конструкции утоняюще-разъелиняющего устройства и заправочных параметрах, принятых на фабрике "Пролетарская победа", сравнима с укорачиваем остью волокон на предпрочесе и первом основном прочесе чесального аппарата и составляет 25$ от общей укорачиваемости, вызванной воздействием рабочих органов оборудования алпарат-но-прядильного производства;
Поэтому одной из задач, стоящих перед нами, являлась разработка оптимальной конструкции и оптимальных параметров работы утоняюще-разъединяющего устройства машины ШШ-240-Ш, с целью снижения повреждаем ости шерстяных волокон в смеси с химическими волокнами гарнитурой расчесывающего барабанчика, улучшения прочностных свойств пряжи и повышения стабильности процесса при выработке полушерстяной аппаратной пряжи.
