Рис.1. Технологическая схема экспериментального образца ровничной машины
ПРИНЦИПИАЛЬНО НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
ПРОИЗВОДСТВА ХЛОПКОЛЬНЯНОЙ ПРЯЖИ
к.т.н. В.О. Симонян, В.И. Карепин
Центральный научно- исследовательский институт хлопчатобумажной промышленности /г.Москва/
УДК 677.022.3/.5
В последние годы возродился интерес к использованию льняного котонина в хлопчатобумажной промышленности. В первую очередь, этот интерес вызван возможностью создания нового, оригинального и модного ассортимента текстильных материалов и изделий за счет более широкого использования отечественного сырья, с другой стороны - дефицитом хлопкового волокна и возможностью частичной замены его другим экологически чистым натуральным волокном. Концепцией структурной перестройки и развития хлопчатобумажной промышленности Российской Федерации на 2000-2005 годы предусматривается существенное увеличение использования льняного котонина в хлопчатобумажной промышленности. Для успешного решения этой задачи необходимо повысить качество отечественного льняного котонина и, вместе с тем, разработать новые, более эффективные технологических процессы переработки котонина в смеси с хлопковыми и химическими волокнами.
Хлопкольняная пряжа производится кольцевым и пневмомеханическим способами производства. Пневмомеханический способ производства позволяет вырабатывать более равномерную пряжу, однако, менее прочную, чем кольцевая пряжа. Кольцевое прядение остается единственным универсальным способом, позволяющим вырабатывать высококачественную пряжу широкого ассортимента и всего диапазона линейных плотностей.
Для получения высококачественной хлопкольняной пряжи наряду с традиционными процессами представляет интерес разработка новых технологических процессов с учетом специфики льняного котонина.
Линейная плотность льняного котонина в 2 - 6 раз выше по сравнению с хлопковым волокном, он содержит значительное количество коротких волокон, костру.
Одним из эффективных направлений решения этой проблемы может стать принципиально новый способ формирования ленты и ровницы, разработанный в Федеральном государственном унитарном предприятии «Центральный научно-исследовательский институт хлопчатобумажной промышленности».
В отличие от традиционного способа, предлагаемая технология предусматривает разъединение волокнистого продукта на отдельные волокна с образованием воздушно-волокнистого потока, их сгущение и укладку в волокнистую ленту или ровницу с ориентированными вдоль оси продукта волокнами. При этом обеспечивается дополнительная сороочистка, обеспыливание и удаление пуха.
На базе разработанной технологии создан экспериментальный образец ровничной машины с аэромеханическим способом формирования ровницы. Экспериментальный образец машины изготовлен Костромским СКБТМ совместно с заводом "Звезда" (г. Осташков) при участии Ивановского филиала ВНИИЭлектрорпривод.
Технологическая схема ровничной машины приведена на рис. 1.
Рис.1. Технологическая схема экспериментального образца ровничной машины
Работа машины осуществляется следующим образом. Лента из тазов 1 через направляющий ролик 2 подается питающим цилиндром 3 на дискретизирующий барабанчик 4 с пильчатой гарнитурой. На машине предусматривается возможность контроля наличия ленты датчиком 5. Лента дискретизируется с образованием воздушно-волокнистого потока, который поступает через регулятор потока воздуха 6 в формирователь ровницы 7. Поступающие на формирователь волокна под действием аэродинамических сил распрямляются, ориентируются вдоль основания конуса формирователя и сгущаются на сборной поверхности 8 с образованием волокнистой ленточки. Полученная ленточка выводится из формирователя выпускными роликами 9. Перед выпускными роликами ровница проходит через вьюрок 10, который обеспечивает формирование тонкого обвивочного упрочняющего слоя волокон на полученной волокнистой ленточке с образованием ровницы оригинальной структуры.
Полученная ровница проходит через направляющий ролик 11 и наматывается на патрон (ровничную катушку) 12, с образованием цилиндрической бобины с крестовой намоткой. На машине предусмотрен контроль наличия ровницы датчиком 13.
Дискретизирующий узел машины снабжен устройством сороочистки 14 для очистки волокон от сора и мягких пороков. Воздух от формирователя отсасывается вентилятором через короб 15. Вместе с воздухом отсасываются также пыль и пух (волокна длиной до 3 мм).
Технические характеристики экспериментального образца машины приведены в табл. 1.
Таблица 1.
Оценка нового способа формирования ровницы проводилась при выработке кардной хлопчатобумажной пряжи 15,4 текс из сортировки 4-1, используемой для выработки аналогичной пряжи на АО "Реутовская мануфактура".
В таблице 2 приведены показатели неровноты полуфабрикатов на приборе Устер-Тестер 3.
Таблица 2.
В скобках указан уровень неровноты по Устер-Статистик 1989 (US)
В таблице 3 приведены результаты стандартных испытаний экспериментальной и контрольной (классической) ровниц.
Таблица 3.
По стандартным испытаниям оба варианта ровницы относятся к 1 сорту.
Из таблиц 2 и 3 видно, что неровнота питающего полуфабриката (лента чесальная и лента II перехода ленточных машин) превышает 95% (US), контрольная (классическая) ровница имеет неровноту на уровне 90 — 95 % US, а экспериментальная ровница, выработанная новым способом формирования, более ровная, ее неровнота не превышает уровня 50 % US.
Неровнота экспериментальной ровницы по 1 и 10 метровым отрезкам ниже в среднем на 10% и 5 % соответственно, чем у контрольной.
Интенсивное смешивание компонентов (волокон) и циклическое сложение, приводящее к выравниванию продукта на отрезках до 70 - 80 см, наряду с эффективной сороочисткой и обеспыливанием волокон являются технологическими преимуществами новой технологии.
На экспериментальном образце ровничной машины каждое ровничное место работает автономно, снабжено датчиками обрыва ровницы на выходе из формирователя ровницы и датчиком наработки съема, которые останавливают ровничное место, что значительно уменьшает количество обратов.
Физико-механические свойства пряжи приведены в табл. 4.
Таблица 4.
В таблице 5 приведены данные по испытаниям пряжи на приборе Устер-Тестер 3.
Таблица 5.
Как видно из таблицы, количество утолщений в пряже из экспериментальной ровницы в 5-8 раз меньше (в зависимости от вида пороков), чем в классической.
Исследование характера спектрограмм показывает, что при новом способе производства ровницы имеет место выравнивание исходного продукта в диапазоне длин 36 - 80 см (длина волны соответствующая
диаметру раскладки волокон на сборной поверхности формирователя число пи D — 3,14x20).
Полученные данные по засоренности пряжи подтверждают эффективность использования сороочищающего устройства на ровничной машине.
Результаты испытаний позволяют сделать вывод о преимуществах разработанного способа и вырабатываемой ровницы:
- в узле формирования ровницы экспериментального образца машины осуществляется интенсивное смешивание волокон с образованием ровницы однородной структуры, что позволяет получать более равномерную ровницу, чем традиционная;
- на экспериментальном образце осуществляется интенсивное обеспыливание и очистка волокон, в связи с чем получаемая ровница менее засоренная, чем традиционная;
- осуществляется индивидуальное отключение ровничных мест при обслуживании, обрыве или съеме продукции;
- имеется система контроля обрыва ровницы, технологическая схема машины позволяет полностью автоматизировать машину без использования сложных робототехнических средств, а простота съема -включить ее в ровнично-прядильный комплекс или агрегат.
Эти преимущества новой технологии подтвердились при выработке хлопкольняной пряжи.
Производительность одного выпуска составляла 0,75 кг/час, в то время как производительность ровничного веретена при nвер = 1200 мин-1 и 1500 мин-1 составляет соответственно 0,45 кг/час и 0,56 кг/час.
Таким образом, интенсивное смешивание компонентов (волокон) в малом объеме и циклическое сложение, приводящее к выравниванию продукта на отрезках до 70 - 80 см, наряду с эффективной сороочисткой и обеспыливанием волокон, являются технологическими преимуществами экспериментального образца машины. На экспериментальном образце ровничной машины каждое ровничное место работает автономно, снабжено датчиками обрыва ровницы на выходе из формирователя ровницы и датчиком наработки съема, которые останавливают ровничное место, что значительно уменьшает количество обратов.
По сравнению с лучшими образцами современных ровничных машин, новая ровничная машина существенно более простая по конструкции, превосходит их по производительности, а ее технологическая схема позволяет полностью автоматизировать процессы с созданием более простого и надежного ровнично-кольцепрядильного комплекса.
Технология производства ровницы экологически чистая. Дополнительно ровничная машина оснащена системой сороочистки и обеспыливания волокон, что позволит снизить пыле- и пуховыделение при производстве ровницы и кольцевой пряжи. Высокий уровень автоматизации машины должен способствовать повышению производительности и улучшению условий труда в прядильном производстве.