Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Современные представления о технике и технологии пневмомеханического прядения хлопка.
1.1. Характерные особенности пневмомеханического способа прядения и конструкции современных пневмомеханических прядильных машин, пути повышения производительности 9
1.2. Процесс дискретизации и транспортировки в зоне ДВ 12
1.2.1. Вопросы подачи волокнистого материала в зону дискретизации 12
1.2.2. Дискретизация волокнистого материала 13
1.2.3. Транспортировка волокнисто-воздушной смеси 15
1.2.4 Процессы сороочистки на пневмомеханической прядильной машине 15
1.3.1. Устройства сороочистки 18
1.3.2. Теоретические основы сороочистки 22
1.3.3. Экспериментальные исследования работы сороочистки 23
1.4. Процессы формирования пряжи .24
1.4.1. Основные этапы формирования пряжи 24
1.4.2. Основные теоретические вопросы процессов формирования 25
1.4.3. Теоретические аспекты натяжения и формы баллона НИТИ в ПК .26
1.4.4. Вопросы присучки пряжи на пневмомеханических прядильных машинах 28
Глава 2. Теоретическое и экспериментальное исследование процесса сороочистки, совершенствование прядильных устройств с сороочисткой.
2.1. Определение степени дискретизации волокнистого материала 31
2.2. Исследование траекторий движения частиц сорных примесей в зоне дискретизирущего валика . 33
2.3. Исследования движения частиц сорных примесей в сороудаляющем канале . 63
2.4. Эффективность работы узла сороочистки в прядильном устройстве 73
2.5. Экспериментальное исследование работы прядильного устройства с сороочисткой 82
Глава 3. Теоретическое исследование процессов формирования пряжи при высокоскоростном пневмомеханическом прядении.
3.1. Натяжение пряжи в процессе высокоскоростного пневмомеханического прядения 102
3.2. Исследование корреляционной зависимости между обрывностью, натяжением и прочностью пряжи 106
3.3. Исследование подачи волокна в ПК в процессе присучки 118
Глава 4. Отработка технологического процесса получения пряжи на частотах вращения ПК до 75000 мин""1. Экспериментальное исследование процесса индивидуальной присучки.
4.1. Исследование технологического процесса прядения на частоте вращения ПК до 75000 мин Оптимизация ПК 133
4.2. Исследование эффективности и качества присучки 140
4.3. Исследование влияния работы питающего устройства
на процесс присучки 156
4.4. дкспериментальное исследование натяжения пряжи при присучке 162
Глава 5. Расчет экономической эффективности 175
Общие выводы и рекомендации 182
Список использованной литературы 185
Приложения 193
- Характерные особенности пневмомеханического способа прядения и конструкции современных пневмомеханических прядильных машин, пути повышения производительности
- Определение степени дискретизации волокнистого материала
- Натяжение пряжи в процессе высокоскоростного пневмомеханического прядения
Введение к работе
Решениями ХХУІ съезда КПСС предусматриваются более высокие темпы роста продукции группы "Б" по сравнению с группой "А". В 11-ой пятилетке осуществляется курс Коммунистической партии и Советского правительства на дальнейшее повышение благосостояния советского народа. В легкой промышленности объем производства продукции по сравнению с 10-ой пятилеткой должен возрасти на 18-20%.
Необходимым условием выполнения намеченных планов является повышение эффективности производства, улучшение качества выпускаемой продукции на основе внедрения в производство достижений науки, техники и передового опыта / I /.
Ноябрьский Пленум 1981 г. ЦК КПСС подчеркнул важность поиска наиболее эффективных путей достижения высоких конечных результатов производства при наименьших затратах. В "Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на I98I-I985 г.г. и на период до 1990 г? указывается на необходимость широкого внедрения в 11-ой пятилетке прядильных машин, позволяющих значительно повысить производительность труда в прядильном производстве. СССР сегодня занимает одно из ведущих мест по производству и использованию в текстильной промышленности пневмомеханических прядильных машин.
В связи с этим, дальнейшее повышение производительности пневмомеханических прядильных машин внесет значительный вклад в дело решения задач, поставленных перед народным хозяйством.
Повышение производительности пневмомеханических прядильных машин может быть достигнуто за счет увеличения частоты вращения прядильных камер до 60000-75000 мин . Повышение скоростных режимов сопровождается возникновением целого ряда проблем, которые в настоящее время недостаточно изучены и не решены до конца практически.
Следовательно, изучение особенностей технологического процесса высокоскоростного пневмомеханического прядения, а также разработка и исследование устройств, исключающих или уменьшающих вредные последствия повышения скоростного режима работы, направлены на повышение эффективности и производительности и являются важным и актуальным этапом в выполнении задач, стоящих перед текстильной промышленностью.
В работе ставится цель - на основании изучения технологического процесса пневмомеханического прядения обеспечить условия дальнейшего повышения его эффективности и производительности, разработать рекомендации по модернизации и созданию новых пневмомеханических прядильных машин.
В соответствии с поставленной целью основными задачами работы являются: проведение теоретического анализа траекторий движения частиц сорных примесей для выявления резервов повышения эффективности работы сороочистки, разработка методики оценки и исследования эффективности работы сороочистки, разработка и совершенствование отдельных элементов сороочистки, теоретическое и экспериментальное исследование условий повышения частоты вращения ПК до 75000 мин-і с точки зрения натяжения пряжи, теоретическое и экспериментальное исследование процесса индивидуальной присучки в диапазоне до 75000 мин"1 в части подачи волокна в ПК и усилий, возникающих в пряже, разработка прядильного устройства для отечественной высокоскоростной пневмомеханической прядильной машины.
Методической и творческой основой работы явились труды ведущих советских ученых по технологии и технике прядильного производства. В процессе выполнения работы использовался аппарат высшей математики, теории вероятностей и математической статистики, основы механики гибкой нити.
При экспериментальных исследованиях использовались методы математического планирования эксперимента, корреляционного, регрессионного и дисперсионного анализа. При измерении натяжения нити использовались методы электротензометрии. Для приборной оценки технологического процесса и качества пряжи использовались стандартные приборы и ровнотомер фирмы "Цельвегер Устер". При расчетах применялась ЭВМ "Наири-2".
В работе получена и решена на ЭВМ система дифференциальных уравнений второго порядка, определяющих движение частиц во вращающемся воздушном потоке. Установлено, что траектория частицы определяется в первую очередь направлением вектора скорости частицы при входе ее в воздушный поток. Построены траектории движения частиц сорных примесей в зависимости от скорости их витания при наличии ударных воздействий о зубья гарнитуры и детали дискретизи-рующего устройства.
Определено значение критического угла наклона зуба гарнитуры, при котором частица после удара о зуб проходит по касательной к корпусу дискретизирующего валика (ДВ).
Установлено, что частота вращения ДВ определяет скорость движения частицы, чем оказывает влияние на выделение последних в канал сороудаления.
Предложено решение корпуса дискретизирующего устройства для уменьшения "биллиардного" эффекта при удалении частиц сорных примесей.
Рассмотрено движение частиц сорных примесей в канале сороудаления с учетом ударных воздействий о стенки канала.
Установлена экспоненциальная зависимость между эффективностью сороочистки и количеством выделенных отходов. Предложен метод оценки эффективности сороочистки.
Рассмотрены вопросы работы прядильного устройства с сороочист-кой в зависимости от заправочных параметров и аэродинамических режимов и проведено экспериментальное исследование различных конструкций прядильных устройств с сороочисткой.
Исследованы условия равного натяжения пряжи в зависимости от диаметра ПК и частоты ее вращения. Предложен критерий подобия для определения диаметра ПК. Установлена обратная корреляционная зависимость между обрывностью по причине "нить в камере" и разностью разрывной нагрузки и натяжения пряжи.
Установлена аналитическая зависимость распределения динамического натяжения пряжи в баллоне в момент присучки.
Установлена динамическая зависимость времени подачи волокна питающим цилиндром в ПК при присучке.
Экспериментально доказана возможность индивидуальной присучки пряжи на частотах вращения до 75000 мин .
Доказано возникновение ударных нагрузок при присучке и установлена их связь с натяжением пряжи в процессе прядения.
Экспериментально исследовано влияние питающего устройства на процесс присучки и получена экспоненциальная зависимость линейной плотности волокнистого клина, формирующегося в ПК в момент подачи волокна при присучке.
На основании теоретических и экспериментальных исследований технологического процесса разработаны и защищены авторскими свидетельствами конструкции отдельных элементов прядильного устройства с сороочисткой. Разработаны прядильные устройства с диаметрами ПК 43 мм и 48 мм с возможностью установки их на отечественных пневмомеханических прядильных машинах типа ІШМ-І20 для работы на частотах выше 60000 мин .
Результаты работы внедрены Пензенским машиностроительным заводом "Пензмаш" при производстве скоростных пневмомеханических прядильных машин ППМ-І20-МС с годовым экономическим эффектом на одну машину 848,15 руб. при выпуске в 1983 г. 1236 машин.
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, библиографии и приложения. Основное содержание изложено на ИЗ страницах.
Характерные особенности пневмомеханического способа прядения и конструкции современных пневмомеханических прядильных машин, пути повышения производительности
Пневмомеханическое прядение, как один из способов без веретенного прядения, за последние десятилетия получило широкое распространение и явилось тем способом, который пришел на смену кольцевому прядению.
Как отмечается в работе / Z /, началом теоретического развития без веретенных способов следует считать 1872 г., когда был зарегистрирован один из первых патентов.
Отличительной чертой без веретенных способов прядения является разделение процессов кручения и наматывания, что позволяет проводить кручение на значительно больших скоростях, получить паковки большего размера, снизить энергоемкость.
Технологические процессы, являющиеся составными частями без веретенного прядения, подробно рассмотрены в работах д.т.н. Сево-стьянова А.Г. / 3 /. На рис. I.I. указаны основные составные части процесса без веретенного прядения.
Все перечисленные процессы могут осуществляться с помощью различных видов воздействий. В зависимости от характера этих воздействий, в работах /3/;/4/;/5/;/6/ рассматриваются вопросы классификации без веретенных способов прядения. Различают:
- пневмомеханический способ;
- электро-пневмомеханический способ;
- воздушно-вихревой (аэродинамический) способ;
- воздушно-вихре-механический (аэромеханический) способ;
- водно-вихревой способ.
Определение степени дискретизации волокнистого материала
Интенсивная очистка волокнистого материала, из которого на пневмомеханической прядильной машине вырабатывается пряжа, производится на разрыхлительно-трепальном агрегате (РТА) и чесальных машинах. Основными способами воздействия на материал при его очистке на машинах РТА являются / 10 /:
- расщипывание клочков;
- ударное воздействие;
- отсос воздуха, удаляющего пыль и мелкие примеси. Дальнейшая очистка волокна продолжается на чесальных машинах,
особенно в зоне приемного барабана, где происходит выделение до 45-55$ сорных примесей и пороков, содержащихся в холсте / 10 /. Приемный барабан чесальной машины удаляет в основном крупные сорные примеси и пороки, незрелые и битые семена, жгутики. Некоторое количество узелков, кожицы с волокном, мелкого сора и недозрелых волокон удаляется со шляпочными оческами. Основным условием успешного выделения сорных примесей является степень разрыхления волокнистого материала, когда нарушаются связи сорных примесей с волокном. При этом характер выделяемых сорных примесей находится в зависимости от степени дискретизации волокнистого материала. Для успешной очистки волокнистого материала от мелких сорных примесей на каждом последующем переходе переработки степень дискретизации волокнистого материала должна быть выше, чем на предыдущем.
Как известно, средняя масса клочков хлопка в холсте после одно-процессной трепальной машины составляет примерно 1,3 мг и при длине волокна 30 мм, линейной плотности 182 мтекс в таком клочек будет содержаться около 238 волокон. В этом случае большая часть таких мелких примесей, как кожица с волокном, находится в тесной связи с волокном. На чесальной машине происходит интенсивная разработка волокнистого материала, вплоть до отдельных волокон. В зоне приемного барабана чесальной машины до 70-80% клочков хлопка разрабатывается до отдельных волокон и, таким образом, на чесальной машине появляется возможность удаления более мелких сорных примесей, чем на машинах РТА.
Дискретизация питающего продукта является неотъемлемой частью процесса пневмомеханического прядения. Процесс дискретизации может осуществляться либо с помощью ДВ, либо совместным действием вытяжного прибора и конфузора.
Натяжение пряжи в процессе высокоскоростного пневмомеханического прядения
При повышении частоты вращения ПК одним из решающих факторов, определяющих стабильность технологического процесса прядения может стать натяжение пряжи.
Целью настоящего раздела является исследование условий, которые необходимо соблюдать при повышении частоты вращения ПК для обеспечения оптимального натяжения пряжи. Натяжение пряжи в процессе прядения широко рассматривалось в работах А.Г.Севостьянова, В.Е.Маргулиса, И.И.Мигушова, И.Рипки. Натяжение внутри ПК в стационарном режиме может быть определено по известной формуле (1.2.). Схема пути вывода пряжи из ПК пневмомеханической машины типа ППМ-І20 представлена на рис. 3.1. На пути вывода пряжа огибает различные детали направляющих устройств и натяжение ее увеличивается. С учетом трения натяжение пряжи на участке до выпускных валов определяется по известной максимальное натяжение на участке до выпускных валов; С - коэффициент пропорциональности; (j - диаметр ПК, м; yi - частота вращения ПК, мин ; 7" - линейная плотность пряжи, текс; U - коэффициент трения угол огибания пряжей деталей устройства. На пневмомеханических прядильных машинах типа БД-200-М69 и ППМ-І20 наиболее опасным с точки зрения натяжения следует считать участок длиной l-ll+U = 0,18 м , так как участок it , где следует ожидать наибольшее натяжение, соизмерим с длиной волокна.
Для сравнения условий прядения, возникающих при использовании ПК различного диаметра в зависимости от частоты вращения нами были рассмотрены условия равного натяжения пряжи / 63 /. Предположим, что мы имеем ПК, диаметром U4 при частоте вращения Ґ)і и ПК, диаметром иг при частоте вращения.
