Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Технологические процессы прядения и формирования полуфабрикатов

ВВЕДЕНИЕ

Важнейшей задачей, стоящей перед текстильной промышленностью, является улучшение качества и ассортимента изделий, которое в настоящее время возможно лишь при использовании новой прогрессивной техники и технологии. Повышение качества выпускаемой пряжи - важнейшая задача, решение которой будет зависеть от разработки и внедрения в производство нового технологического оборудования.

Технологические процессы прядения и формирования полуфабрикатов характеризуются непрерывностью, большим числом и неконтролируемостью параметров, наличием возмущающих воздействий, недостаточной изученностью связей между входными и выходными параметрами. Для увеличения выпуска качественной пряжи, расширения ассортимента необходимо быстрейшее перевооружение текстильной промышленности за счет создания и внедрения принципиально новых высокопроизводительных машин, автоматизированных систем управления технологическими процессами, начиная от локальных регуляторов и заканчивая системами, оптимизирующими процесс в масштабе участков, цехов, фабрик.

В последнее время выявилась необходимость перехода к широкому применению высокоэффективных и технологических процессов, обеспечивающих комплексную механизацию и автоматизацию производства. Для расширения этой проблемы важное значение приобретают вопросы развития и внедрения новой техники и гибкой технологии, позволяющей быстро и эффективно перестраивать производство на изготовление новой продукции, широкого применения микропроцессорной техники, компьютеров, ускорения научно-технического процесса.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ТКАНИ И КАЧЕСТВЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЯЖИ

В зависимости от выбранного в проекте ассортимента продукции должен выбираться и сорт пряжи. А от выбора сорта пряжи зависит отпускная цена на продукцию. Очевидно, с улучшением качества пряжи, зависящего от выбора сырья, планов прядения, выбора системы прядения, можно повысить рентабельность предприятия, увеличивающуюся с ростом разницы между отпускной оптовой ценой и себестоимостью выпускаемой продукции. Необходимо иметь в виду, что стоимость сырья в себестоимости пряжи составляет около 80 % и оптимальный выбор сырья для выработки пряжи требуемого качества имеет большое значение. Характеристика ткани выбирается из справочника по хлопкоткачеству и записывается в виде таблицы. Характеристики ткани арт. 115 приведены в таблице 1.

Таблица 1. – Заправочные параметры ткани арт.115

Наименование ткани

Номер арт.

Ширина ткани, см

Линейная плотность пряжи, текс

Число нитей

Число нитей на 10 см ткани

Уработка нитей, %

Основа

Т_о

Уток

Т_у

всего

в т.ч. кромочных

Р_о

Р_у

а_о

а_у

Бязь

115

90,5

2250

246

224

6,9

Наименование ткани	Бердо			Перепле-тение	Тип станка	Поверхност-ная плотность ткани, г/см2	Величина отходов, %		Расход пряжи на 100 пог.м. суровых тканей, кг без отходов
	номер	число нитей в зуб
		фон	кромка				по основе у_о	по утку у_у	по осно-ве	по ут-ку
Бязь	115	2	4	Полотня-ное	СТБ	140	0,74	0,40	5,959	6,314

В стандартах на ткань рядом с линейной плотностью пряжи ставят буквы, обозначающие систему прядения. Буквы БД указывает на кардную систему прядения. Т.к. в стандарте на ткань не указан сорт пряжи, то принимаем для основной пряжи – I сорт, для уточной пряжи – I сорт. Технические условия приведены в таблице 2.

Таблица 2. - Технические условия на кардную хлопчатобумажную пряжу.

Номинальная линейная плотность, Текс	Допускаемые относительные отклонения кондиционной линейной плотности от номинальной, %	Сорт пряжи	При испытании одиночной нити
			Относительная разрывная нагрузка, сН/Текс	Коэффициент вариации по разрывной нагрузке, %	Показатель качества, не менее
25 (основа)	+2,0	первый	11,7	13,8	0,86
	-2,5
29 (уток)	+2,0	второй	11,0	16,2	0,69
	-2,5

2. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СЫРЬЯ

Выбор сырья в типовую сортировку для выработки пряжи заданной линейной плотности производят в зависимости от ее назначения, системы и способа прядения.

Требуемое качество пряжи обусловлено, прежде всего, ее назначением, или требованиями к изделиям из нее, а так же условиями ее дальнейшего перерабатывания. Основными факторами, определяющими качество пряжи, являются свойства сырья, из которого она выработана, системы и планы прядения, условия протекания технологического процесса (t, влажность), техническое состояние оборудования, квалификация рабочих. Стоимость сырья составляет до 80% себестоимости пряжи, и поэтому очень важно выбрать оптимальный состав сырья для получения пряжи требуемого качества.

Основными факторами, определяющими сортность пряжи, являются, прежде всего, качество волокна, то есть его прочность, длина и толщина. В зависимости от выбранного в проекте ассортимента продукции выбирается и сорт пряжи. Основная задача проектировщиков заключается в выборе сортировки хлопка, химических волокон, чтобы при минимальных затратах на сырье и технологический процесс вырабатывать пряжу, которая соответствует ГОСТ.

Смесь волокон различных марок хлопка, из которой вырабатывается пряжа требуемого качества, называется сортировкой.

Сортировка, отнесенная к хлопку того или иного типа, называется типовой сортировкой. Всего установлено 31 типовая сортировка. Для отборного, I, II, III сортов установлено по 7 типовых сортировок, для IV сорта по одной типовой сортировке и по одной типовой сортировке для средневолокнистого. Весь хлопок V сорта объединен в одну V типовую сортировку. Типовая сортировка обозначается по ГОСТу.

Стоимость хлопка зависит, как от типа, так и от сорта.

Содержание базисного хлопка в смесях, состоящих из 2-х компонентов, должно быть не менее 60%, а в смесях, состоящих из 3-х и более компонентов не менее 40%.

С целью улучшения показателей свойств смеси и волокнам базисного типа и сорта рекомендуется добавлять волокно либо более высокого смежного типа того же сорта, или более высокого смежного сорта того же типа, что и базисный (или смежный с тем).

Для улучшения стоимости смеси (при достаточном запасе прочности пряжи) к волокну базисного типа и сорта рекомендуется добавлять волокно более низкого смежного типа того же типа или более низкого типа того же сорта, что и базисный.

На основе выбранных типовых сортировок выбираем селекционный сорт хлопчатника и выписываем технологические свойства волокон для требуемых сортов хлопка.

Средневзвешенные показатели технологических свойств волокон смеси определяются по следующей формуле:

где R – средневзвешенный показатель какого-либо свойства волокон смеси;

R₁…R_n – показатели этого же свойства для волокна каждого из сортов, входящих в сортировку;

β₁… β_n – процентные содержания компонентов в смеси.

Расчет средневзвешенных показателей по основе:

L_шт = 31,8×0,6+31,8×0,4 = 31,8 (мм);

Т = 0,166×0,6+0,184×0,4 = 0,173 (текс);

Р = 3,9×0,6+4,4×0,4 = 4,1 (сН);

Расчет средневзвешенных показателей по утку:

L_шт = 31,8×0,4+32×0,05+31,8×0,55 = 31,81 (мм);

Т = 0,166×0,4+0,152×0,05+0,156×0,55 = 0,1598 (текс);

Р = 3,9×0,4+3,5×0,05+3,5×0,55 = 3,66 (сН).

где L_шт – штапельная длина волокон смеси, мм;

Т – линейная плотность волокон смеси, текс;

Р – разрывная нагрузка волокон смеси, сН.

Выбранные сортировки приведены в таблицах 3, 4.

Таблица 3. - Технологические свойства хлопкового волокна для основы

№	Селекционный сорт	Вид сбора	Тип хлопкового волокна	Промышленный сорт хлопкового волокна	Содержание компонентов в смеси %	Физико-механические показатели свойств волокна
№	Селекционный сорт	Вид сбора	Тип хлопкового волокна	Промышленный сорт хлопкового волокна	Содержание компонентов в смеси %	Штапельная длина, мм	Линейная плотность, текс	Разрывная нагрузка, сН
1	Регар-34	маш.	5	II	60	31,8	0,166	3,9
2	Ташкент-1	маш.	6	I	40	31,8	0,184	4,4
Средневзвешенные показатели:						31,8	0,173	4,1

Таблица 4. - Технологические свойства хлопкового волокна для утка

№	Селекционный сорт	Вид сбора	Тип хлопкового волокна	Промышленный сорт хлопкового волокна	Содержание компонентов в смеси %	Физико-механические показатели свойств волокна
№	Селекционный сорт	Вид сбора	Тип хлопкового волокна	Промышленный сорт хлопкового волокна	Содержание компонентов в смеси %	Штапельная длина, мм	Линейная плотность, текс	Разрывная нагрузка, сН
1	Регар-34	маш.	5	II	40	31.8	0,166	3.9
2	Регар-34	маш.	5	III	5	32	0,152	3.5
3	Ташкент-1	маш.	6	III	55	31.8	0,156	3.5
Средневзвешенные показатели:

Фактический коэффициент крутки пряжи определяют по таблицам, имеющимся в «Справочнике по хлопкопрядению», в зависимости от линейной плотности пряжи, назначения пряжи и длины волокна, из которого вырабатывается пряжа.

Фактический коэффициент крутки по основе: a_Т = 39,8

Фактический коэффициент крутки по утку: a_Т = 33,4

Критический коэффициент крутки пряжи определяют по экспериментальной формуле профессора А.Н. Соловьева :

Критический коэффициент крутки по основе:

Критический коэффициент крутки по утку:

Определив оба коэффициента крутки, находят разность между ними, по которой определяют величину коэффициента:

a_Т-a_Ткр = 39,8 – 37,553 = 2,247

k_основы = 1

a_Т-a_Ткр = 33,4 –34,76285= -1,36285

k_утка = 1

Проверку правильности выбора сырья проводят с помощью формулы профессора А.Н. Соловьева, описывающей связь свойств хлопчатобумажной пряжи со свойствами хлопкового волокна, из которого она вырабатывается.

Эта формула позволяет определить относительную разрывную нагрузку пряжи кольцевого способа прядения:

где Р_П – относительная разрывная нагрузка пряжи, сН/текс;

Р_В – разрывная нагрузка волокна, сН;

Т_В – линейная плотность волокна, текс;

Т_П – линейная плотность пряжи, текс;

L_ШТ – штапельная длина волокна, мм;

Н₀ – удельная неровнота пряжи в процентах, характеризующая совершенство технологического процесса (для кардного прядения Н₀ = 4,5-5, для гребенного прядения Н₀ = 3,5-4);

h - коэффициент, характеризующий состояние оборудования (при нормальном состоянии оборудования h = 1, при улучшенном состоянии оборудования и работе на прядильных машинах с двумя сложениями ровницы h = 1,1; при неудовлетворительном состоянии оборудования h = 0,85-0,99);

k - коэффициент, определяемый по разности между фактическим коэффициентом крутки a_Т и критическим коэффициентом крутки a_Ткр.

Подставив все величины в формулу, определяют относительную разрывную нагрузку пряжи.

Разрывная нагрузка пряжи по основе:

Разрывная нагрузка пряжи по утку:

В случае если в состав сортировки входит волокно нескольких сортов, то в формулу следует подставить средневзвешенные показатели технологических свойств волокна.

Определив относительную разрывную нагрузку пряжи по формуле профессора А.Н. Соловьева, сравнивают ее с относительной разрывной нагрузкой пряжи, указанной в стандарте. Если расчетное значение относительной разрывной нагрузки пряжи равно ее стандартному значению или превышает его в пределах до 0,5 сН/текс, то выбранная сортировка пригодна для выработки пряжи и обеспечивает получение пряжи требуемой сортировки. Если расчетное значение относительной разрывной нагрузки пряжи значительно превышает ее стандартное значение, то сортировка обеспечивает получение пряжи требуемой разрывной нагрузки. Однако это повышение говорит о том, что в этом случае используют слишком дорогое сырье. В этом случае следует выбрать сортировку, включающую волокно более низкого сорта.

Если расчетное значение относительной разрывной нагрузки пряжи меньше ее стандартного значения, то выбранная сортировка не пригодна, так как не обеспечивает получение пряжи требуемой разрывной нагрузки. В этом случае следует выбрать сортировку, включающую волокно более высокого сорта.

Стандартное значение относительной разрывной нагрузкой пряжи по основе: 11,7 сН/текс.

Разность: 12,18 – 11,7 = 0,48 (сН/текс)

Стандартное значение относительной разрывной нагрузкой пряжи по утку: 11,7 сН/текс.

Разность: 11,886-11,7 = 0,186 (сН/текс).

Расчетное значение превышает стандартное в пределах 0,5 сН/текс, что говорит о том, что выбранная сортировка пригодна для выработки пряжи и обеспечивает получение пряжи требуемой сортировки.

3. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСПИЛЬЗУЕМОЙ СИСТЕМЫ ПРЯДЕНИЯ

Последовательность превращения волокнистого материала в пряжу принято называть системой прядения. При этом в понятие системы прядения включают не только порядок операций, производимых над волокнами и полуфабрикатами из них, но и перечень машин, которые предусмотрены для прядильного производства. Последовательность обработки зависит от вида волокна и от назначения будущей пряжи, определяющего свойства, которые желательно придать пряже и изделиям из нее. В хлопкопрядении используются кардная, гребенная и аппаратная системы прядения. При переработке жгутовых химических волокон рекомендуется использовать сокращенную систему прядения.

Выбор системы прядения, то есть выбор определенного ассортимента машин, на которых будет производиться обработка сырья для получения пряжи, тесно связан с разработкой плана прядения.

Совокупность процессов и машин, обеспечивающих последовательную переработку текстильных волокон в пряжу с заданными свойствами, называется системой прядения. Пряжа, вырабатываемая по разным системам прядения, обладает специфическими свойствами.

В данной работе - кардная система прядения.

Кардную систему прядения применяют при выработке пряжи линейных плотностей 15,4 – 80 текс из средне- и тонковолокнистого хлопка.

Для выработки пряжи линейной плотности 25, 29 текс выбираем кардную систему прядения кольцевого способа формирования, которая представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. – Схема производства в кардной системе прядения хлопка пневмомеханического способа формирования

4.ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

4.1 Разрыхлительно-очистительный агрегат

Современные разрыхлительно- очистительные агрегаты включают следующие оборудования:

1.Машины для разработки кип:

1.1.автоматические кипные питатели с верхних отбором волокна;

1.2.питатели-смесители с игольчатыми решетками- при малых объемах партии или переработке регенерированных волокон.

2.Очистители предварительные и тонкой очистки, обеспечивающие бережную очистку, сводящую к минимуму повреждение волокон.

3.Смесовые машины различных типов в зависимости от вида смешиваемых компонентов и требований к качеству смешивания.

4.Отделители посторонних примесей.

5.Обеспыливающие машины и устройства.

Ведущими производителями приготовительного оборудования являются фирмы Trutzschler, Hergeth Hollingsworth, Schubert & Salzer Ingolstadt (Германия), Rieter (Швейцария), Marzoli (Италия), Crosrol (Великобритания).

Фирма Trutzschler, в отличие от фирмы Rieter, предлагает специализированные разрыхлительно- очистительные агрегаты. Ассортимент машин фирмы Trutzschler настолько велик, что позволяет компоновать их самым разнообразным образом для максимального достижения поставленной цели.

Для переработки средневолокнистого хлопка фирма «Trutzschler» предлагает разрыхлительно – очистительный агрегат, представленный на рисунке 2.

Рисунок 2 - Технологическая схема РОА " Trutzschler":

1 Кипный питатель Blendomat BO-A

Таблица 5.-Техническая характеристика кипоразрыхлителя Blendomat BO-A

Наименование показателя	Еденицы измерения	Значение
Длина кипоразборщика	мм	1720/2300
Высота	мм	2900
Максимальная высота кип	мм	1700
Установленная мощность	кВт	10,6/12,6
Потребляемая мощность при максимальной производительности	кВт	4,0/6,0
Максимальная производительность	кг/ч	1500/2000

2. Двухбарабанный очиститель CL-P

Таблица 6.-Техническая характеристика очистителя CL-P фирмы Trutzschler

Наименование показателя	Еденицы измерения	Значение
Максимальная производительность	кг/ч	1000
Рабочая ширина барабана	мм	1300
Диаметр барабана	мм
Частота вращения барабана	мин^-1
Габаритные размеры:длина/ширина/высота	мм	1964/1485/2100
Установленная мощность	кВт	7,9

3. Отделитель сорных примесей Securomat SP-F

Таблица 7.-Техническая характеристика очистителя CL-P фирмы Trutzschler

Наименование показателя	Еденицы измерения	Значение
Ширина рамы	мм	1600
Общая ширина	мм	2200
Общая длина	мм	2245
Общая высота	мм	4280
Установленная мощность	кВт	5,9
Потребляемая мощность	кВт	4,2
Максимальная производительность	кг/ч	1000

4.Смесовая машина MX-16 с очистителем CL-C3

Таблица 8.-Техническая характеристика Смесовой машины MX-16 фирмы Trutzschler

Наименование показателя	Еденицы измерения		Значение
Количество бункеров			6
Ширина бункера	мм		1600
Глубина бункера	мм		500
Ширина **	мм		2264
Длина **	мм		4633
Высота машины	мм		4500
Установленная мощность	кВт		4,8
Потребляемая мощность		кВт		3,5
Максимальная производительность		кг/ч		Зависит от последующих машин
Максимальная масса загрузки(зависит от степени разрыхления и вида волокна)		кг/ч		400

** - без рабочей площади и вентилятора

5.Обеспылевающая машина Deustex DX

Производительность = 500 кг/ч

4.2 Шляпочная-чесальная машина

В волокнистом настиле после РОА, остается до 40 % сорных примесей и пороков, содержащихся в хлопке (частичек листа хлопчатника, коробочек, стебельков, незрелых семян) и пороков хлопка (кожицы с волокном, завитков, жгутиков и др.). Для удаления посторонних примесей из хлопка необходимо разъединить волокна. Процесс расчесывания комочков хлопка производится на чесальных машинах. Процесс кардочесания является одним из важнейших процессов в прядильном производстве.

Конструкция чесальных машин существенно зависит от свойств перерабатываемого волокнистого материала: в хлопкопрядении применяют шляпочные чесальные машины, для других натуральных волокон - валичные, для химических волокон - те и другие.

Наиболее распространенные чесальные машины производятся фирмами: Trutzschler, Hergeth, Hollingsworth (Германия), Rieter(Швейцария),Bonio Marzoli (Италия), AO Sliver Machine (Чехия), корпорация СМТС (Китай), ОАО «Ивчесмаш» (Россия).

Рисунок 3 - Технологическая схема чесальной машины ТС 03 фирмы Trutzschler:

1 - автопитатель; 2 - первая камера бесхолстового питателя Directfeed; 3 - питающий валик; 4 - вентилятор; 5 - подпружиненный желоб (5 шт.); 6 - разрыхлительный барабан; 7 - вторая камера питателя Directfeed; 8 - питающий цилиндр; 9 - пружинный элемент Sensofeed (10 шт.); 10 - воздухоотводящий канал; 11 - прецизионная система регулировки положения сороотбойного ножа PMS; 12 - 1-й разрыхлительный барабан Webfeed; 13-2-й разрыхлительный барабан Webfeed; 14-3-й разрыхлительный барабан Webfeed; 15 - неподвижные чесальные сегменты; 16 - пневматическая система удаления отходов Multi Webclean; 17 - главный барабан; 18 - неподвижные чесальные сегменты; 19- шляпочное полотно; 20 - система очистки шляпок; 21 - съемный барабан; 22 - съемный валик системы Webspeed; 23 - чистительный валик; 24 - съемные валики; 25 - лентоформирующая воронка; 26 - плющильные валы; 27 -чесальная лента.

Преимущества чесальной машины ТС-03 фирмы Trutzschler :

- простая , но устойчивая конструкция

- быстрое регулирование линейной плотности ленты и производительности

- повышение производительности оборудования до 30%

- уменьшение неровноты слоя по массе

- машина может работать при более высокой частоте вращения главного барабана

Технические характеристики чесальной машины ТС-03 фирмы Trutzschler представлены в таблице 9.

Таблица 9.-Техническая характеристика чесальной машины ТС-03 фирмы Trutzschler