Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 5
1. Состояние вопроса регенерации отходов прядильного производства на современном этапе 12
1.1. Анализ отходов хлопкопрядильного производства 12
1.2. Зарубежный опыт в области переработки отходов прядильного производства 1.6
1.3. Развитие малоотходной технологии с непрерывной регенерацией отходов в России 49
1.4. Выводы по главе и постановка задач исследований 70
2. Теоретические исследования захватывающей способности гарнитур валичной зоны чесания машины МРШ 71
2.1. Особенности конструкции и принцип работы МРШ 71
2.2. Исследование захватывающей способности гарнитур на машине для регенерации шляпочного очеса 77
2.3. Выводы по главе.. 88
3. Технологические исследования машины для регенерации шляпочного очеса и выявление оптимальных режимов ее работы 89
3.1. Определение засоренности входящего продукта и регенерированного волокна 90
3.2. Определение эффективности очистки для различных видов отходов на машине МРШ 101
3.3. Определение качественного состава вторичных отходов и содержания в них прядомого волокна 108
3.4. Определение длины регенерированного волокна. 115
3.5. Определение оптимальных режимов работы МРШ с помощью метода планирования эксперимента 125
3.5.1. Выбор факторов и критериев оптимизации 125
3.5.2. Расчет обобщенной функции желательности 130
3.5.3. Построение поверхностей отклика 132
3.6. Выводы по главе 138
4. Аэродинамические исследования машины для регенерации шляпочного очеса 139
4.1. Определение аэродинамических показателей в зоне вывода регенерированного волокна на машине МРШ 139
4.2. Определение аэродинамических показателей в конденсорной установке при использовании вставки «укороченный короб» 147
4.3. Разработка машин для получения волокнистого настила на базе машины МРШ по блочно-модульному принципу 161
4.4. Выводы по главе 164
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 166
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 169
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 181
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 188
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 219
Введение к работе
Текстильная промышленность является одной из важнейших отраслей народного хозяйства. По мере развития экономических реформ в России в глубоком кризисе оказались почти все отрасли народного хозяйства, не обошло это и текстильную промышленность.
Процесс распада СССР сопровождался нарушением экономических и производственных связей текстильных предприятий с хлопкопрошводящими государствами Средней Азии. Введение бывшими советскими республиками собственных валют, невыполнение межправительственных соглашений, несовершенство банковских связей в новых условиях работы Российской экономики, а также сложная политическая обстановка и ценовая политика создают большие затруднения для обеспечения предприятий сырьем.
В связи с хроническим недостатком хлопковолокна и его высокой стоимостью затруднена работа текстильных предприятий. Сложившееся отставание в развитии сырьевой базы текстильной промышленности является серьезным тормозом в дальнейшем увеличении и повышении качества выпускаемой продукции.
Высокие цены на хлопок и его ограниченное количество на мировом рынке заставляют искать пути снижения себестоимости готовой продукции, так как значительная часть в себестоимости пряжи составляет стоимость сырья.
На современном этапе развития текстильной промышленности все большее внимание уделяется вопросам рационального и эффективного использования текстильных технологических отходов и вторичных материальных ресурсов (BMP). Одним из средств эффективного использования сырья в хлопчатобумажной промышленности является переработка хлопкового волокна низких сортов и отходов текстильного производства.
В данный момент в России и за рубежом использование текстильных отходов и BMP при производстве пряжи находит все более широкое распространение, что повышает эффективность производства при сохранении на требуемом уровне качества вырабатываемой продукции.
Изучение опыта предприятий текстильной промышленности показывает, что при переработке низкосортного сырья и отходов возникает ряд проблем с наличием специализированного оборудования. Поэтому в настоящее время актуальными задачами технологии являются создание и внедрение в производство оборудования, предназначенного для очистки отходов и возврата в сортировку прядомых волокон [1-15].
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В современных условиях для интенсивного развития всех отраслей промышленности значительно возрастает потребность в создании новых малоотходных технологий. В первую очередь эта проблема должна быть решена в материалоемких отраслях, к которым относится текстильная промышленность.
Проблема экономии материальных ресурсов и сырья не является абстрактной, а находится в плоскости наиболее актуальных практических задач. В связи с этим внедрение новых ресурсосберегающих технологий и научно-технических достижений, направленных на повышение эффективности использования сырьевых ресурсов, новых машин, малоотходных и безотходных технологий является крайне необходимым.
Отечественный опыт работы текстильных предприятий в последние годы и мировой опыт показывают, что одним из наиболее актушіКнь/гґ вопросов является эффективное использование регенерированных волокон и возможность их получения. Исходя из этого, ведущие мировые производители текстильного оборудования включают в свои производственные программы разработку и поставку на рьшок специализированных машин для первичной переработки текстильных технологических отходов и вторичных материальных ресурсов (BMP).
Поэтому проблема получения качественных регенерированных волокон и поиск путей их более эффективного использования стала в настоящее время одной из наиболее важных задач в экономическом и экологическом аспектах.
В связи с этим исследование машины для регенерации шляпочного очеса (МРШ) является актуальной задачей, имеющей важное значение как в практическом, так и в научно-техническом плане.
Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является совершенствование технологии регенерации волокна на основе исследования модульных элементов машины для переработки хлопкопрядильных отходов.
В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:
1. Провести критический анализ отечественных и зарубежных литературных источников, патентной литературы и определить пути совершенствования машин по регенерации текстильных хлопкопрядильных отходов.
2. Провести теоретические исследования зоны чесания машины МРШ.
3. Провести технологические испытания МРШ в производственных условиях.
4. Определить скоростные показатели рабочих органов машины для выявления оптимальных параметров работы МРШ с помощью методов математического планирования эксперимента.
5. Провести аэродинамические исследования зоны вывода регенерированного волокна.
6. Разработать рекомендации по совершенствованию технологии регенерации и конструкции машины.
Методика исследований. Данная работа включает теоретические и экспериментальные исследования.
В теоретических исследованиях машины для регенерации шляпочных очесов использованы методы математической статистики, теория проектирования текстильных машин.
Полученные данные обрабатывались на ЭВМ. Использовались методы прикладной аэродинамики для анализа характера распределения скорости воздушного потока и скоростного давления в зоне вывода волокна, а также для получения качественных характеристик физико-механических свойств регенерированного волокна,
В научно-исследовательской работе использовались текстильные технологические отходы хлопкопрядильного производства - орешек трепальный, орешек чесальный и шляпочный очес.
Свойства полученных регенерированных волокон определялись на современных стандартных лабораторных приборах.
Экспериментальные исследования проводились в производственных условиях прядильной фабрики ОАО «Кохматекстиль» (г. Кохма, Ивановская область), а также на экспериментальном участке студенческого конструкторско-исследовательского бюро (СКИБ) ИГТА.
Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие результаты:
выявлено влияние направления вращения рабочего валика на загруженность гарнитуры и получено математическое выражение, характеризующее захватывающую способность его гарнитуры;
? получены математические модели исследуемого технологического процесса и определены оптимальные скоростные параметры работы разрабатывающего барабана и чистительного валика;
? экспериментально показана целесообразность использования в конденсоре вставки типа «короб укороченный», обеспечивающей выравнивание аэродинамических показателей и стабилизацию линейной плотности продукта по ширине конденсора;
? предложены новые технологические и конструкторские решения по усовершенствованию МРШ.
Новизна технических решений подтверждена двумя свидетельствами РФ на полезную модель № 27388, № 28692 и патентом РФ на полезную модель № 39602.
Практическая значимость. По результатам теоретических и экспериментальных исследований машины МРШ:
? разработана и изготовлена конденсорная вставка типа «короб укороченный», предназначенная для выравнивания аэродинамических показателей и стабилизации линейной плотности продукта по ширине конденсора;
? спроектирован и изготовлен стенд конденсорной установки;
? разработаны образцы нового технологического оборудования для производства ваты и нетканых материалов.
Проведенные технологические исследования позволили определить оптимальные скоростные параметры разрабатывающего барабана и чистительного валика.
Полученные результаты работы могут быть использованы научными работниками, исследователями, специалистами и технологами на производстве.
Реализация результатов исследований. Машина для регенерации шляпочного очеса, изготовленная на Фурмановском литейно-механическом заводе (ФЛМЗ), прошла испытания в производственных условиях прядильной фабрики ОАО «Кохматекстиль» (г. Кохма, Ивановская область).
Основные положения диссертации используются при проведении научно-исследовательских работ, а также при курсовом и дипломном проектировании в Ивановской государственной текстильной академии.
Апробация работы. Материалы и результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на:
• межвузовской научно-технической конференции аспирантов, магистрантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» (Поиск-2001), Иваново: ИГТА, 2001;
• межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» (Поиск-2002), Иваново; ИГТА, 2002;
• международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс-2002), Иваново: ИГТА, 2002;
• межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Студенты и молодые ученые КГТУ - производству», Кострома: КГТУ, 2002;
• межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» (Поиск-2003), Иваново: ИГТА, 2003;
• республиканской научно-практической конференции студентов, аспирантов, магистрантов и молодых ученых «Перспективы развития хлопкоочистительной, текстильной и легкой промышленности», Ташкент: ТИТЛП, 2003;
• межвузовской научно-технической конференции «Современные проблемы текстильной и легкой промышленности», Москва: РосЗИТЛП, 2004;
• международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс-2004), Иваново: ИГТА, 2004;
• расширенном заседании кафедры механической технологии текстильных материалов (МТТМ) ИГТА, 2005;
• научном семинаре по проблемам повышения эффективности процессов текстильной и легкой промышленности, ИГТА, 2005.
Публикации. По теме диссертации опубликованы 22 печатные работы, в том числе: 1 статья в журнале «Известия вузов. Технология текстильной промышленности», 1 статья в монгольском научном журнале «Эрдэм шинжилгээний бичиг» (г. Улан-Батор), 3 статьи в сборнике «Известия Ивановского отделения Петровской академии наук и искусств» (секция технических наук), 1 статья в периодическом научном журнале «Вестник Ивановской государственной текстильной академии», 1 статья в юбилейном сборнике научных трудов «Совершенствование техники и технологии легкой промышленности», 3 научные статьи, депонированные в ООО «Легпроминформ» и ВИНИТИ, а также 9 тезисов докладов на международных, республиканской и межвузовских научно-технических конференциях. Получены два свидетельства РФ на полезную модель № 27388, № 28692 и патент РФ на полезную модель № 39602.
Структура н объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав с выводами, основных вьюодов и результатов работы, библиографического списка использованной литературы (117 наименований) и трех приложений.
Диссертация изложена на 231 странице машинописного текста, содержит 89 рисунков и 76 таблиц.
