Введение к работе
Актуальность темы. Внедрение пневмомеханических прядильных машин решает важнейшую народнохозяйственную задачу значительного повышения производительности труда и улучшения его условий. Структура и свойства пряжи пневмомеханического способа прядения отличаются от пряжи кольцевого способа прядения. Она имеет рыхлую структуру и большую объемность, более равномерна по линейной плотности и прочности, обладает лучшими теплоизоляционными способами, более устойчива к износу, несмотря на повышенную крутку, более равновесна, но имеет пониженную прочность, что и ограничивает область ее применения.
Снижение прочности пряжи пневмомеханического способа прядения связано с процессом ее формирования в свободном состоянии в условиях малых натяжений, с увеличением повреждаемости волокон при дискретизации, со снижением распрямленности и параллелизации волокон при их транспортировании.
Поведение волокон в выше указанных процессах зависит от их взаиморасположения в полуфабрикате и свойств: длины, линейной плотности, разрывной нагрузки, удлинения, жесткости, коэффициента тангенциального сопротивления, электролизуемости, зрелости (для хлопкового волокна), гигроскопичности.
Известно, что с повышением влажности хлопка увеличивается разрывная нагрузка и удлинение, уменьшается жесткость, увеличивается цепкость и коэффициент тангенциального сопротивления, повышается электропроводность волокон.
Влияние температуры и влажности на эффективность рыхления, очистки, чесания и прядения при кольцевом способе достаточно хорошо изучено.
Вопросы повышения прочности пряжи пневмомеханического способа прядения решаются в основном путем конструктивных изменений прядильного устройства:
увеличением заправочной крутки;
применением новых конструкций роторов;
использованием интенсификаторов крутки.
Однако, использование дополнительных элементов и конструктивных изменений в прядильном устройстве связано с трудностями их внедрения. А именно, большая частота вращения роторов, дополнительные экономические затраты на изготовление ( с высокой точностью) и установку, затруднения при обслуживании.
Поэтому, представляется важным и своевременным развить направление по улучшению прядильной способности волокон применительно к пневмомеханическому прядению, путем оптимизации влажности питающей ленты, и на этой основе усовершенствовать процесс, повысить прочность, улучшить структуру и расширить ассортимент выпускаемой пряжи.
Цель и задачи исследования. Целью работы является увеличение прочности пряжи, снижение обрывности, повышение производительности пневмомеханических прядильных машин путем улучшение условий процесса формирования за счет увлажнения питающей ленты.
В соответствии с постановленной целью предусмотрено решение следующих задач:
1 .Изучение влияние влажности хлопковой ленты на ее структуру и качественные показатели процессов дискретизации и кручения, определение оптимального уровня влажности хлопчатобумажного полуфабриката, используемого для пневмопрядения.
2.Математическое описание процесса увлажнения полуфабрикатов прядения в среде водяного пара на основе общих характеристик системы: пористости текстильного материала, его теплоемкости в сухом состоянии, коэффициента взаимной диффузии паровоздушной смеси и некоторых других универсальных физических постоянных.
- б -
3. Разработка способа пневмомеханического прядения с применением предварительного увлажнения хлопковой ленты в среде водяного пара и устройства для его осуществления.
4.Изучение структуры пряжи, выработанной с использованием предлагаемого способа и устройства.
5.Исследование влияния предлагаемого.способа и устройства ' для его осуществления на физико-механические показатели пряжи и на ход технологического процесса.
Методика исследований. Работа содержит теоретические и экспериментальные исследования. Использовалась теория тепломассообмена текстильного материала с водяными парами для обоснования способа, механизма увлажнения и определения расчетных соотношений длительности пребывания волокнистых полуфабрикатов прядения до заданного уровня влажности.
Для обеспечения экспериментальной части созданы лабораторные установки и разработаны методики:
- получения кинетики увлажнения полуфабриката в среде
водяного пара,
определения усилий дискретизации волокнистого материала,
определения усилий протаскивания волокнистой ленты через запарную камеру.
Экспериментальные исследования проводились в лабораториях ИвТИ - Иваново, ИвНИТИ - Иваново, VUB - Усти над Орлицей, Чехия. Использовались тензометрические способы измерения, фотографирование внешнего вида и срезов пряжи под микроскопом, исследование процесса транспортирования волокон в канале на приборе FOMED, скоростное фотографирование мычки в желобе прядильной камеры.
Научная новизна. Экспериментально определен диапазон влажности волокнистой хлопковой ленты для пневмопрядения, который составил 9-І 1% к весу сухого волокна.
На основе математической модели кинетики обработки текстильного материала в феде водяного пара получено расчетное соотношение для описания процесса увлажнения волокнистой ленты до достижения заданного уровня влажности. Описание выполнено на
основе общих характеристик системы: пористости текстильного материала, его теплоемкости в сухом состоянии, коэффициента взаимной диффузии паровоздушной смеси и других универсальных физических постоянных.
Разработаны методики и приборное обеспечение для определения кинетики увлажнения волокнистой ленты в среде водяного пара.
Экспериментально подтверждена пригодность математической модели кинетики обработки текстильного материала в среде водяного пара для описания процесса увлажнения хлопковой ленты до заданного уровня.
Разработана методика и лабораторная установка для определения усилия дискретизации волокнистой ленты.
Исследованы параметры процесса формирования и структуры пряжи с использованием увлажнения волокнистой ленты в среде водяного пара.
Практическая ценность. На основании теоретических и
экспериментальных исследований разработан способ пневмомеха
нического прядения и устройство для его осуществления, что
позволяет при выработке х/б лряжи линейной плотности 42 текс
повысить относительную разрывную нагрузку на 9%, снизить
коэффициент вариации по разрывной нагрузке на 13%,; повысить
показатель качества на 22%. При этом получена пряжа с новой
улучшенной структурой. Увлажнение волокнистой хлопковой ленты в
зоне питания позволяет снизить время на сороочистку камер, а также
количество микропыли . в технологической зоне и тем самым
улучшить санитарно-гигиенические условия работающих. Экономи- »
ческий эффект от внедрения данного способа и устройства для его осуществления при выработке х/б пряжи линейной плотности 42 текс в условиях АО "Южская прядильно-ткацкая фабрика" на 1990 год составил 8414 рублей в год на одну пневмомеханическую прядильную машину.
Предлагаемый способ увлажнения хлопчатобумажного полуфабриката (ленты, ровницы) может быть использован на других технологических переходах хлопкопрядения.
Математическая модель процесса тепло-массообмена волокнистой ленты и водяного пара может быть использована для расчета длительности пребывания волокнистого полуфабриката в запарной камере при определении заданного уровня влажности.
Реализация работы. Способ пневмомеханического прядения (а.с. №1284284) и устройство для его осуществления внедрены на АО "Южская прядильно-ткацкая фабрика", г.Южа, Ивановской области, а также прошли производственное испытание на АО "ФАТЕКС", Иваново.
Основные научные разработки, экспериментальные установки и методики внедрены в учебный процесс ИГТА.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на: 1 .Научно-технической конференции "Современная техника и технология и перспективы развития отрасли на 12 пятилетку". ИвТИ, 1984 г., Иваново.
2.Научно-технической конференции "Основные направления и меры по ускорению научно-технического прогресса в создании хлопкопрядильного оборудования". 1985 г., Пенза.
3.Научно-технической конференции "Основные направления научно-исследовательских работ в области развития ассортимента, техники и технологии хлопчатобумажной промышленности в 12 пятилетке". ИвНИТИ, 1985 г., Иваново.
4.Научно-технической конференции "Текстильной промышленности -передовую технику и прогрессивную безотходную технологию. Прогресс - 86". ИвТИ, 1986 г., Иваново.
5.Научно-технической конференции "Научным разработкам - широкое внедрение в практику. Прогресс-88". ИвТИ, 1988 г., Иваново.
-
Научно-технической конференции "Новые технические и технологические разработки и их внедрение в текстильной и легкой промышленности. Прогресс - 89". ИвТИ, 1989 г., Иваново.
-
Научно-технической конференции "Проблемы развития малоотходных ресурсосберегающих экологически чистых технологий в текстильной и легкой промышленности. Прогресс -94". ИГТА, 1994 г., Иваново, 1994.
Структура и объем работы.
