Совершенствование технологии подготовки ленты неподвижными скобообразными и коническими спиральными вьюрками

В «Основных направлениях развития народного хозяйства КНР на 1996;2000 годы» предусмотрено значительное повышение качества выпускаемой продукции и эффективности производства, увеличение выпуска продукции с тем, чтобы полнее обеспечить непрерывно растущие потребности населения.

В текстильной промышленности задачи повышения производительности труда требуют комплексного подхода. Известно[1], что решению этого вопроса поможет внедрение новой техники и технологии. Важным резервом увеличения производства является оптимальное использования действующих производственных мощностей.

Необходимыми условиями эффективного использования производственных мощностей являются:

— совершенствование технологии;

— правильная техническая эксплуатация действующего оборудования;

— рациональное использование сырья;

— снижение обрывности полуфабрикатов и пряжи;

— унификация систем оборудования;

— внедрение научных разработок и передового опыта коллективов и новаторов производства.

Непременным условием роста экономических показателей работы предприятия должно стать резкое сокращение доли ручного труда и экономичное использование сырья.

Комплексную механизацию следует проводить одновременно с установкой нового технологического оборудования, его унификацией, совершенствованием действующей техники и технологий, а также механизацией ремонтных работ.

Общая характеристика работы.

Актуальность проблемы.

Настоящая диссертационная работа выполнена в соответствии с планом совершенствования технологии прядения в КНР по программе «Совершенствование технологии подготовки полуфабрикатов из натуральных и искуственных волокон» .

Повышение качества выпускаемой продукции и эффективности производства в текстильной промышленности связано с совершенствованием технологических процессов, в том числе — со снижением неровноты и обрывности в прядении хлопка, шерсти и шелка.

Для более эффективного использования материальных ресурсов необходимо широкое внедрение научно-технических достижений.

Особую значимость имеют универсальные технологии и оборудование, созданные на базе существующих модернизированных и вновь созданных узлов и механизмов.

Весь процесс механического прядения состоит в том, чтобы из волокон сформировать непрерывный, равномерный по линейной плотности и однородный по составу волокнистый поток — ленту. При этом волокна должны быть максимально распрямлены и ориентированы вдоль оси ленты.

Универсальным способом решения этой задачи для различных видов волокон, например, хлопка, шерсти, и шелка являются неподвижные вьюрки.

Для этого необходимо решить проектные, теоретические и практические задачи, связанные со стабилизацией линейной плотности в каждом поперечном сечении продуктов прядения универсальными средствами.

Цель и задачи исследования

.

Главная цель диссертационной работы состоит в создании технологии для получения улучшенных физико-механических свойств полуфабрикатов прядения из волокон хлопка, шерсти, шелка и их смесей.

Решение этой задачи связано с теоретическим обоснованием универсального способа стабилизации линейной плотности ленты для различных видов волокон с отличающимися физико-механическими свойствами.

Поставленная цель достигнута путем принудительной деформации ленты для придания волокнистому продукту ложной крутки, которая используется для уплотнения полуфабрикатов прядения разных линейных плотностей и видов волокон в связи с тем, что изменяет свои параметры в зависимости от характеристик полуфабриката. При этом решены ряд теоретических и прикладных задач.

1. Проведен критический анализ отечественных и зарубежных научных работ по проблеме уплотнения текстильных материалов.

2. Доказана необходимость упрочнения ленты в зонах питания и выпуска, что снижает скрытую вытяжку и улучшает ее структуру в процессе транспортирования.

3.Выполнены теоретические и экспериментальные исследования физической сущности взаимодействия текстильного материала с НКО в конической спиральной форме (НКСВ). Определены математические зависимости крутящего момента от их конструктивных параметров.

4. Проведено комплексное экспериментальное изучение неподвижных вьюрков в производственных условиях на ленточной и ровничной машинах на различных видах волокон: хлопке, шерсти и шелке.

5. Разработано программное обеспечение на ЭВМ для расчета технологических и конструктивных критериев универсальных вьюрков для различных процессов прядения на разных видах волокон.

6. Разработаны, апробированы и внедрены в производство в Китае новые технические средства ложного кручения (НКСВ), реализующие предложенные способы формирования волокнистых продуктов.

Методы исследований Для теоретического исследования использован математический аппарат дифференциального и интегрального исчисления, векторного анализа, дифференциальной, аналитической и начертательной геометрии, методы теоретической механики, механики идеально гибкой нити и теории упругости.

Экспериментальные исследования проводились с применением методов физического моделирования, тензометрического измерения натяжения и прочности, осциллографирования. Эксперименты проводились в лабораторных и производственных условиях с использованием специальных стендов и современной измерительной аппаратуры. Обработка результатов эксперимента выполнена с применением методов математической статистики и ПЭВМ.

В производственных испытаниях применялись стандартные методы исследований, принятых в КНР.

Научная новизна.

В диссертационной работе впервые получены следующие научные результаты:

— проведено теоретическое обоснование физической сущности технологического процесса при взаимодействии конического спирального вьюрка (НКСВ) с полуфабрикатами прядения;

— найдено необходимое оптимальное упрочнение ленты с целью устранения ложной крутки и получения улучшенных физико-механических свойств полуфабрикатов прядения на различных видах волокон: хлопке, шерсти и шелке;

— на основании выполняемых в работе аналитических исследований получены математические и графические зависимости крутящего момента, возникающего в ленте от конструктивных параметров НКО и свойств продукта;

— разработаны типовые оптимальные конструкции неподвижных вьюрков НКСВ, КСВ для ленточных машин FA303, В442 и CZ251 и ровничной машины А456, которые проверены в условиях производства на полуфабрикатах прядения различных видов волокон: хлопка, шерсти и шелка;

— разработаны программы соответствующим программным обеспечением на ЭВМ для определения оптимальных размеров неподвижных вьюрков с технологическими и конструктивными универсальными критериями при выработке полуфабрикатов прядения с различными свойствами волокон;

— проведена экспериментальная апробация вьюрков, изготовленных на основании аналитических зависимостей на машинах хлопкоперерабатывающих фабрик ХТТ и УШ Китая, Уханьском камвольном комбинате и Хуоньганской шелкопрядильной фабрике КНР, подтвердившая правильность результатов теоретических исследований и высокую эффективность разработанных устройств и методик формирования продуктов прядения.

Практическая ценность.

Практическая ценность научной работы заключается в том, что теоретические результаты доведены до внедрения в производственных условиях, разработаны способы и технические средства формирования текстильного материала, которые позволили улучшить основные технологические процессы текстильного производства и на основе этого повысить качество полуфабрикатов прядения из хлопка, шерсти и шелка на предприятиях Китайской народной республики. Результаты работы могут быть использованы на машиностроительных заводах при создании новых видов ленто-формирующих устройств ленточных и ровничных машин, предназначенных для переработки шерсти, хлопка и шелка.

Практическая часть диссертации включает промышленные испытания созданных технологий и устройств неподвижных вьюрков, что подкреплено актами внедрения на следующих фабриках:

1. Хлопкоперерабатывающая фабрика Хубэйского текстильного техникума (КНР).

2. Хлопкоперерабатывающая фабрика Уханьского текстильного института (КНР).

3. Уханьский камвольный комбинат (КНР).

4. Хуоньгонская шелкопрядильная фабрика (Хубэй, КНР).

Разработаны методики контроля качественных показателей текстильной продукции в виде:

— тензоизмерительных приборов для оперативного контроля натяжения ленты при использовании вьюрков;

— разработаны конструкции неподвижных вьюрков для создания ложной крутки.

Реализация.

Результаты исследований внедрены в производствах текстильных предприятий Китайской народной республики и позволили улучшить качественные показатели полуфабрикатов и пряжи на хлопке, шерсти и шелке, значительно уменьшить обрывность ленты и пряжи, что подтверждено актами внедрения:

— хлопкоперерабатывающая фабрика Хубэйского текстильного техникума (КНР);

— хлопкоперерабатывающая фабрика Уханьского текстильного института (КНР).

— Уханьский камвольный комбинат (КНР).

— Хуоньгонская шелкопрядильная фабрика (Хубэй, КНР).

Апробация работы.

Материалы по теме диссертационной работе докладывались, обсуждались и получили одобрение на: международной научно-технической конференции «Современные тенденции развития технологии и техники текстильного производства» (г. Иваново, 1993) — международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (г. Иваново, 1998);

— расширенном заседании кафедры прядения и ткачества УТИ в Китае (1997, протокол № 12 от 05.12.97).

— расширенном заседании кафедры прядения ИГТА (1998, протокол от 29.06.98);

— расширенном заседании кафедры прядения ИГТА (протокол № 2 от 8.09.98).

Публикации.

Основные результаты исследований, выполненных в рамках настоящей диссертации, представлены 9 печатными работами, в том числе 5 статей опубликованы в китайских журналах на китайском языке.

Структура и объем работы.

Диссертация содержит 7 глав, общие выводы и рекомендации, список литературы и приложения. Она изложена на 174 страницах машинописного текста, включая 49 рисунков и 21 таблица, список литературы из 90 наименований.

Общие выводы и рекомендации.

1. Совершенствование технологических процессов прядильного производства в значительной степени связано со снижением уровней неровноты основных свойств и обрывности (нарушением целостности) волокнистых полуфабрикатов, улучшением их качества.

2. Развиты теоретические основы транспортирования волокнистых материалов: получены математические модели, формы спиральной траектории движения оси ленты. Дополнена сущность явления ложной крутки ленты при протаскивании его через скобо-образный неподвижный вьюрок, получено математическое описание процесса возникновения вращающего момента, позволяющее определить параметры скобообразного неподвижного вьюрка с учетом свойств и параметров лент.

3. Разработаны теоретические положения процесса сжатия ленты в рабочем канале конического спирального вьюрка (НКСВ). Получены уравнения, определяющие условие скольжения продукта вдоль стержня спирали и математическое описание процесса возникновения крутящего момента.

4. Определены принципы расчета и разработано программное обеспечение на ЭВМ для определения оптимальных размеров вьюрков с учетом технологических и конструктивных критериев. На основании чего разработаны типовые оптимальные конструкции, которые проверены в производственных условиях на различных полуфабрикатах прядения с разными видами волокон.

5. .Исследовано влияние различных факторов НКСВ и СНВ продукта (угла конуса, угла подъема витков, коэффициента трения) на величину крутящего момента.

6. Проведены и применены новые способы для определения прочности, коэффициента трения, натяжения, жесткости и расчетного диаметра полуфабрикатов.

7. Для конструирования СНВ и НКСВ предложены инженерно-технические решения получения деталей заготовок. Даны рекомендации по выбору материалов для СНВ и НКСВ и их изготовлению.

8. Методы и средства формирования волокнистых материалов, внедренные на ряде текстильных предприятий, позволили нормализовать технологические процессы прядильного производства и повысить качество выпускаемой продукции на перерабатывающей фабрике ХТТ Китая. Разрывная нагрузка пряжи 58 текс уменьшается на 4%, коэффициент вариации на 14%, и до 10% уменьшается обрывность пряжи на 1000 кам/час.

На перерабатывающей фабрике УТИ Китая относительная разрывная нагрузка пряжи уменьшается на 10%, неровнота пряжи по устеру на 15%.

На Уханьском камвольном комбинате Китая неровнота пряжи по Устеру уменьшится на 5%, неровнота по прочности пряжи на 10% и обрывность пряжи на 3%.

На Хуоньганской шелкопрядильной фабрике КНР неровнота разрывной нагрузки пряжи уменьшается на 20%, пряжа из третье го сорта переходит во второй.

9. Для формирования волокнистых материалов высокого качества в зонах питания и выпуска ленточных и ровничных машин РАЗОЗ, В442, СЪ 251 и А456 прядильного производства целесообразно использовать неподвижные крутильные органы, то есть типы — скобообразный неподвижный вьюрок и неподвижный конический спиральный вьюрок.

10. Рекомендуется использовать предлагаемые теоретические результаты для проектирования НКО в предприятиях текстильного машиностроения Китая.