автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.02, диссертация на тему:Разработка и исследование малоотходных технологий выработки технических сукон

СНЕЖКОВ СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ

003491617

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МАЛООТХОДНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ВЫРАБОТКИ ТЕХНИЧЕСКИХ СУКОН

Специальность 05.19.02. «Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 1 2010

Москва-2010 г.

003491617

СНЕЖКОВ СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ

■';Г:П;~> ;-•..(!.,

1: "У : .. :<ъ .•■

кчу... ~

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МАЛООТХОДНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ВЫРАБОТКИ ТЕХНИЧЕСКИХ СУКОН

Спещальность 05.19.02. «Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья».

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени !(-¡.--ф^г^м кандидата технических наук

-

~<;с/Морква —,2010т?

Работа выполнена на кафедре экономики и управления филиала Ульяновского государственного университета в г.Димитровграде Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ульяновский государственный университет»

Научный руководитель-; У 1 • \ доктор технических наук, профессор

Панин Иван Николаевич

Официальные профессор

Юхин Сергей Семенович

' кандидат технических наук

Левакова Наталья Марковна

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ивановская государственная текстильная

Защита состоится «25» февраля 2010 г., в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.139.02 при Московском государственном текстильном университете имени А.Н. Косыгина» по адресу: 119071 г.Москва, ГСП-1, Малая Калужская ул., д.1.

Сдиссертациейможнооздакомиться.вбибли образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный текстильный 5 университет имени А.Н.Косыгина».

Автореферат разослан <^>> января.2010 ....

Ученый секретарь ' диссертационного совета доктор технических наук, профессор,,

Ю.С. Шустов

АННОТАЦИЯ

Диссертационная работа является законченной квалификационной работой, в которой изложены научно-обоснованные технические и технологические решения по разработке и исследованию малоотходных технологий выработки технических сукон. Работа направлена на изыскание путей снижения отходов пряжи в сновании и ткачестве при выработке технических сукон для целлюлозно-бумажной промышленности и изготовления тканей специального назначения. Разработанные мероприятия по снижению отходов дорогостоящего сырья обеспечивают снижение себестоимости вырабатываемых на челночных ткацких станках сукон, а также позволяют произвести замену импортного оборудования, используемого при выработке технических тканей, на отечественное оборудование.

В результате проведенных исследований выявлена возможность значительного (до 20%) снижения отходов основной и уточной пряжи в ткачестве путем внедрения новой методики расчета длины снования нитей с учетом их вытяжки при перегонке основы с барабана на навой, а также новой методики и замера длины снования с учетом разнодлинности нитей в намотке лент и угла поворота сновального барабана. Разработана технология формирования укрупненных уточных паковок, позволяющая значительно (до 13%) повысить коэффициент использования внутреннего объема челнока.

Внедрение разработанных мероприятий позволяет не только сократить отходы сырья, но и повысить качество выпускаемых сукон, а также увеличить производительность труда и оборудования в ткацком производстве.

Для реализации теоретических разработок в конкретное производство разработана и защищена патентом конструкция безинерционного натяжного прибора, а также конструкция ткацкого берда позволяющая снизить истирание нитей основы и сократить обрывность пряжи в сновании и ткачестве.

Для проведения экспериментальных исследований разработан и изготовлен стенд по замеру длины лент навиваемых на барабан ленточных сновальных машин.

Все основные положения диссертационной работы разработаны автором лично. Внедрение результатов работы в производство выполнено как автором лично, так и под его руководством и непосредственном участии.

Автор защищает:

- технологию получения мотальных паковок увеличенных габаритов сомкнутой структуры намотки, обладающих повышенной удельной плотностью намотки;

- мероприятия по уменьшению разнодлинности нитей в намотке лент на барабан ленточных сновальных машин;

- теоретические положения, обосновывающие причины появления разнодлинности нитей в намотке лент.

- методику определения длины снования нитей с учетом их вытяжки при перевивки с барабана на навой;

- методику определения длины фактической вытяжки при перегонке основы с барабана на навой на ленточной сновальной машине;

- технологию и мероприятия по уменьшению отходов основной пряжи на многонавойных ткацких станках;

- технологию и мероприятия по снижению обрывности кромочных нитей основы в зоне берда;

- технологию формирования уточных паковок увеличенных габаритов и повышению эффективности коэффициента использования внутреннего объема челнока;

- результаты экспериментальных исследований процесса сматывания нитей с мотальных паковок с целью оптимизации величины натяжения нитей, снижения их обрывности и отходов(угаров) пряжи.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Разработка малоотходных технологий, особенно при использовании в производстве дорогостоящего импортного сырья, к которым следует отнести и производство технических сукон, как «одежды» бумагоделательных машин, является актуальной задачей, имеющей большое народно-хозяйственное значение.

Учитывая то, что в последние годы наметился неуклонный рост объемов производства и потребления бумаги во всем мире, возникла проблема увеличения объемов выпуска технических сукон применяемых при ее изготовлении.

Известно, что в текстильной промышленности основным ресурсом является сырье, удельный вес которого в себестоимости выпускаемой продукции составляет значительную долю (до 90%). В связи с этим все меро-

приятия, направленные на экономию сырья и сокращение отходов производства, приобретают в настоящее время первостепенное значение, так как сокращение отходов сырья равносильно увеличению сырьевой базы производства

Цель работы и задачи исследования. Основной целью работы является разработка мероприятий, направленных на снижение расхода основной и уточной пряжи в ткацком производстве при выработке технических сукон.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие основные задачи:

- разработка технологии получения мотальных паковок увеличенных габаритов сомкнутой структуры намотки;

- разработка мероприятий по уменьшению разнодлинности нитей в намотке лент на барабан сновальных машин;

- теоретическое обоснование причин, обусловливающих появление разнодлинности в намотке лент;

- разработка мероприятий по уменьшению разнодлинности нитей, навиваемых на барабан сновальной ленточной машины;

- разработка методики определения длины снования с учетом их вытяжки при перевивке с барабана на навой;

- определение величины фактической вытяжки при перегонке основы с барабана на навой на ленточной сновальной машине;

- разработка мероприятий по уменьшению деформации, обрывности и отходов основной пряжи в зоне берда;

- разработка мероприятий по повышению эффективности коэффициента использования внутреннего объема челнока и снижению отходов уточной пряжи.

Научная новизна работы заключается в том, что:

- определены причины образования разнодлинности нитей основы в лентах при их сновании;

- разработана методика определения длины снования нитей с учетом их вытяжки при перевивке с барабана сновальной машины на навой;

- разработаны мероприятия по снижению деформации, обрывности, а, следовательно, и отходов основной пряжи в зоне берда;

- разработаны мероприятия по повышению эффективности коэффициента использования внутреннего объема челнока.

Практическая значимость работы._По всем указанным направлениям в период с 2005 по 2009 г.г. автором совместно с работниками ОАО , «Ковротекс» г.Димитровград, Димитровградского института технологии, управления и дизайна, филиала Ульяновского государственного технического университета, учеными филиала Ульяновского государственного университета в г.Димитровграде проводились комплексные исследования, позволившие разработать и внедрить в производство новые методы подготовки основной и уточной пряжи к ткачеству при выработке технических сукон, в основу которых положено использование укрупненных мотальных паковок сомкнутой структуры намотки.

Разработаны методы оптимизации процесса ленточного снования основ, которые позволяют минимизировать отходы дорогостоящего сырья за счет снижения разнодлинности нитей в намотке лент, а также с учетом фактической вытяжки их при перегонке с барабана на навой.

Разработаны и внедрены в производство новые виды уточно-мотального оборудования на базе отечественных уточно-мотальных автоматов АТП-290, которое позволяет получать уточные паковки увеличенных габаритов и более эффективно использовать внутренний объем челноков.

Автором внедрены в производство новые безинерционные натяжные приборы, позволяющие выровнять натяжение снующих нитей и снизить их обрывность в ткачестве.

Разработана и внедрена в производство новая конструкция берда, позволяющая снизить истирающее воздействие на нити основы в ткачестве.

Основные методы исследования. Диссертационная работа построена на комплексном использовании теоретических и экспериментальных методов и средств исследования. Использованы методы классического анализа, механики, широко использованы статистические вычислительные методы и ПЭВМ.

Достоверность основных положений, выводов и рекомендаций подтверждена корректным применением теорий, апробаций и внедрением результатов работы в производство.

Апробация работы. Материалы по теме диссертации докладывались и получили одобрение: на международных, всероссийских научно-технических конференциях в г. Москва, в МГТУ имени А.Н. Косыгина, в г.Димитровграде, ДИТУД, г.Камышине, Камышинском технологическом институте.

Публикации. Основные результаты отражены в 12 работах из них 3 статьи в журнале «Известия ВУЗов. Технология текстильной промышлен-

ности». Получен патент на полезную модель, сделано 4 доклада на научно-технических конференциях различного уровня.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, двух приложений, библиографического списка.

Содержание диссертации изложено на 146 страницах, из них основного текста 127, содержит 22 рисунка, 5 таблиц. Библиографический список включает 54 источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность разрабатываемой проблемы, поставлена цель и сформулированы задачи, определена научная новизна и практическая значимость, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен аналитический обзор литературы показавший, что основные резервы экономии сырья при выработке технических сукон могут быть обеспечены за счет разработки малоотходных технологий приготовительного и ткацкого производств. Здесь же поставлены цель, задачи исследований и показано, что запланированная работа является актуальной, обладает научной новизной и практической значимостью.

Вторая глава диссертации посвящена разработке малоотходных технологий в сновании, а именно разработке мероприятий по уменьшению разнодлинности нитей в намотке лент на барабан сновальной машины. Теоретически и экспериментальным путем доказано, что главной причиной обусловливающей появление разнодлинности нитей в ленте является бугристость ее намотки.

Для снижения бугристости намотки лент на сновальном барабане необходимо:

Во первых, поддерживать при сновании постоянную плотность раскладки нитей в осевом направлении барабана, как внутри каждой ленты, так и для всех лент навиваемых на барабан;

Во вторых, необходимо использовать при сновании равномерную по толщине пряжу (за счет улучшения работы прядильных машин);

В третьих, нужно добиваться при сновании одинакового натяжения всех снующихся нитей, независимо от диаметра намотки питающей паковки, для чего рекомендуется использовать саморегулирующиеся автоматические нитенатяжители (патент на полезную модель №77283 от 02 июня 2008г).

Третья глава посвящена разработке методике определения длины снования нитей с учетом их вытяжки с барабана на навой.

Исследования показали, что отдельные ленты, навитые на барабан, имеют не только различную бугристость, но и различный средний радиус намотки, что обуславливает различную вытяжку лент при перевивке с барабана на навой.

Бугристость(перепад радиусов) намотки для произвольной / -ой нити, навитой на барабан зависит от угла поворота барабана и определяется по формуле:

(о

где радиус намотки /-ой нити на барабане;

Я6ср - средний радиус намотки нитей по ширине барабана.

Вытяжка /-ой нити при ее перегонке на навой определяется по формуле:

В (2)

си,

где <Я, - длина /-ой нити, при сматывании которой распределение текущих радиусов сматывания можно считать неизменным; (¡1 - длина нити, наматываемой на навой, поверхность которого считается строго цилиндрической.

Проведенные исследования позволяют расчетным путем определять длины снования нитей с учетом вытяжки при перегонке основы с барабана на навой.

Длина снования нитей:

4=Г(3)

где Ь„ - расчетная длина основы на навое;

В- вытяжка нитей основы при перегонке их с барабана на навой.

Для обеспечения одинаковой длины снования лент необходимо рассчитывать длину сновки по числу оборотов барабана, сделанного при навивке первой ленты:

^р.гу.ю-

2 4 жу у '

где <р - угол поворота барабана;

с/о - начальный диаметр навивки лент;

р - плотность раскладки нитей в ленте; Т- линейная плотность пряжи ; у - удельная плотность намотки ленты.

Предложенная технология снования основ позволяет существенно снизить количество отходов пряжи.

Четвертая глава посвящена разработке мероприятий по уменьшению отходов основной и уточной пряжи в ткачестве при производстве технических сукон.

Произведен подробный анализ возможности применения в приготовительном отделе мотальных паковок увеличенных габаритов. К укрупненным паковкам при выработке технических сукон, следует отнести бобины и трубчатые початки формируемые для челночных ткацких станков. К паковкам увеличенных габаритов следует отнести и бобины ракетной формы, которые с успехом могут использоваться в сновании и в качестве питающих паковок при формировании уточных паковок, (трубчатых початков, уточных шпуль и т.д.). Как показали исследования, снижение отходов уточной пряжи можно достичь не только за счет увеличения габаритных размеров паковок, которые лимитированы внутренними размерами челноков, а главным образом, за счет создания более упорядоченной структуры их намотки (т.е. формирования трубчатых початков и уточных шпуль сомкнутой структуры), масса пряжи на которых при тех же размерах паковки в 1,3 раза превышает массу початков, формируемых на существующем мотальном оборудовании.

Однако, формирование мотальных паковок увеличенных габаритов (большей массы) на разработанном уточно-моталыюм оборудовании (модернизированных уточно-мотальных автоматах АТП-290), связано с их разрушением при формировании вследствие усиленной вибрации початка. В связи с этим, большой интерес представляет вопрос, связанный с разработкой мероприятий по гашению вибрации, возникающей при увеличении его габаритов

На рис.1 и рис.2 показаны эпюры сил вызывающие изгиб формируемых початков.

В каждый момент времени трубчатый початок может быть рассмотрен как балка с равномерно распределенной нагрузкой от собственного веса подверженной осевому сжатию.

Расчетным путем была определена собственная частота колебаний трубчатого початка:

где Eg - модуль упругости початка, г/см2; й - диаметр намотки початка, см; ыв - частота вращения веретена, об/с; у - удельная плотность намотки початка, г/см3; в - ширина веретена в зоне заправки початка, см; g - ускорение свободного падения.

соя

\ Г.7

Ва

1/2

1/2

/I

7Т/

Р

7777777777

ТТв

со»

4-

Яв

\ ^Гт ~~ — — р

Рис. 1 Усилия вызывающие изгиб наматываемого початка

Рис. 2 Схема рассредоточения масс початка

Из данной формулы можно определить длину трубчатого початка, соответствующую резонансной частоте, которую назвали «критической длиной» намотки початка при которой его формирование будет проходить без разрушения от вибрации:

Для формирования початков большей длины, чем 1К следует применять в конструкции уточно-мотальных автоматов виброгасители.

В данной главе также представлены результаты экспериментальных исследований процесса сматывания нитей с уточных паковок увеличенных габаритов.

Экспериментальные исследования проводились в производственных условиях ОАО «Ковротекс» г.Димитровград, при этом использовались уточные паковки различного вида (уточные шпули, трубчатые початки) и различной структуры (сомкнутой намотки формируемые на модернизированном мотальном оборудовании и застилистой структуры - формируемые на обычном оборудовании).

Полученные в ходе эксперимента данные обрабатывались методами математической статистики и приведены в Приложении 2.

Исследования показали, что применение укрупненных уточных паковок сомкнутой структуры позволяет как выровнять, так и снизить величину среднего натяжения уточных нитей в начале и в конце сматывания початка, а также снизить обрывность и отходы утка до 30%.

Завершают четвертую главу исследования по деформации кромочных нитей основы на ткацком станке в процессе выработки тяжелых сукон.

Рассчитана величина дополнительной деформации кромочных нитей по сравнению с нитями основы фона, расположенными в средней зоне заправки, а также предложены мероприятия по снижению обрывности нитей основы в зоне берда за счет изменения профиля пластин его зубьев.

Данные мероприятия также внедрены в производство, а формула по расчету коэффициента заполнения зуба берда нитями приняли следующий вид:

Ъ,^S■Eg■D^

(6)

К ~ А - 2>25^ + (г~1) 3 = 3 ~ 5

(7)

где ¿/ - диаметр нити основы (условный), мм ;

г - число нитей основы пробираемых в зуб берда;

5 - расстояние между зубьями берда, мм.

Пятая глава диссертационной работы раскрывает расчет экономической эффективности от внедрения разработанных мероприятий по снижению отходов основной и уточной пряжи в производство.

Расчеты показали, что суммарный годовой экономический эффект составил 786732,7 рубля, что подтверждено актом внедрения результатов работ в производство ОАО «Ковротекс» г.Димитровград (Приложение 3).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ работ посвященных изучению причин образования большого количества отходов основной и уточной пряжи при выработке технических сукон показал, что основные резервы экономии сырья могут быть обеспечены за счёт разработки малоотходных технологий приготовительного отдела производства.

2. Основная доля отходов основной пряжи приходится на процесс снования вследствие ошибок в измерении длины намотки лент на сновальный барабан и перевивки их на ткацкий навой.

3. Неравномерность натяжения снующихся нитей ведет к образованию бугристой намотки лент, различной вытяжки нитей при перевивке их на навой и повышенной обрывности на ткацком станке.

4. Основные отходы основных нитей в процессе ткачества образуются из-за повышенной обрывности кромочных нитей основы, которые испытывают наибольшие истирающие воздействия берда, что требует анализа и дополнительных исследований.

5. Отходы уточной пряжи обусловлены низким коэффициентом использования внутреннего объёма челнока, из-за несовершенства существующих конструкций уточно-мотального оборудования и структуры уточных паковок формируемых на нём.

6. Длины нитей навитых на барабан сновальной машины отличаются друг от друга не только в различных лентах, но и в одной ленте и они зачастую существенно отличаются от расчетного значения длины снования.

7. Основной причиной разнодлинности нитей в лентах и на барабанах сновальных машин, как показали теоретические и практические исследования, определяется бугристостью намотки лент.

8. Разнонатянутые, вследствие бугристости намотки, нити в ленте получают различную величину вытяжки их при перевивке с барабана на навой, что в свою очередь является причиной повышения отходов основной пряжи в сновании.

9. Снижение бугристости (разнодлинности) намотки нитей в ленте на барабан сновальной машины можно добиться за счет выравнивания натяжения всех снующихся нитей (за счет использования натяжных саморегулирующихся нитенатяжителей), что позволит существенно снизить отходы основной пряжи

10. В процессе перегонки нитей основы со сновального барабана на ткацкий навой наиболее короткие нити в ленте подвергаются повышенной вытяжке, что вызывает снижение их прочности и является одной из главных причин обрывности на ткацком станке.

11. Нити основы, лежащие во впадинах намотки лент, должны в процессе перевивки вытягиваться, хотя бы до наиболее длинных, лежащих на буграх; только при этом условии перевивка основы с барабана на навой будет проходить без провисаний.

12. Фактическая величина вытяжки основы зависит от величины тормозного момента, приложенного к сновальному барабану и от угла огибания основой направляющих скал.

13. Для формирования мотальных паковок увеличенной массы (трубчатых початков сомкнутой структуры намотки, бобин ракетной формы и т.д.) необходимо специальное мотальное оборудование, которого в настоящее время отечественная промышленность не выпускает.

14. При формировании трубчатых початков увеличенных габаритов на модернизированных уточно-мотальных автоматах с горизонтальным расположением веретен может возникать вибрация початка, приводящая его к разрушению и увеличению отходов уточной пряжи.

15. Совпадение собственной частоты колебаний трубчатого початка с частотой вращения веретена приводит к явлению резонанса, являющегося причиной разрушения початка.

16. Применение уточных паковок с сомкнутой структурой намотки нитей снижает неравномерность натяжения на 30% и отходы уточной пряжи до 12%.

17. Расчет берд, применяемых при выработке технических сукон должен проводиться с учетом количества нитей, пробираемых в один зуб берда и размеров поперечника пластин из которых изготовлено бердо.

18. Годовой экономический эффект от внедрения разработанных мероприятий в производство составил 786732,7 рублей.

Основное содержание диссертационной работы отражено в следующих

публикациях:

1. СЛЗ.Снежков, И.В.Синячкина, А.С.Розанов «Расчет параметров кручения пленочных нитей для выработки технических сукон», Изв.вузов. Технология текстильной промышленности, 2009, №6.

2. С.В.Снежков, А.СРозанов, А.И.Панин «Разработка малоотходных технологий выработки технических сукон», Изв.вузов. Технология текстильной промышленности, 2009, №5.

3. А.И. Панин, СЛ. Иванова, C.B. Снежков, И.В. Синячкина. Экспериментальные исследования процесса сматывания нитей с уточных паковок. Изв.вузов. Технология текстильной промышленности, 2010, № 1.

4. С.В.Снежков, A.C. Розанов, А.И.Панин Разработка мероприятий по уменьшению разнодлинности нитей в намотке на барабан сновальной машины. V- Всероссийская научно - техническая конференция «Инновационные технологии в обучении и производстве». Камышинский технологический институт г. Камышин 2008, том 1.

5. А.С.Розанов, С.В.Снежков, И.Н.Панин Исследование влияния различных факторов на величину рассновки лент на сновальных машинах. (Текстиль-2008), г. Москва, МГТУ имени А.Н.Косыгина. 2008.

6. И.Н.Панин, И.В.Синячкина, А.ИЛанин, С.В.Снежков. Саморегулирующийся автоматический нитенатяжитель. Патент №77283 Д0413 27/12,2008 г.

7. С.В.Снежков, А.С.Розанов. Пути совершенствования процесса выработки и структуры иглопробивных сукон. Вестник ДИТУД, г.Димитровград, № 4 (38), декабрь 2008.

8. С.В.Снежков, А.С.Розанов, М.И.Панин К вопросу расчета и выбора берд ткацких станков. Вестник ДИТУД, г. Димитровград, №2 (40), 2009.

9. С.В.Снежков, И.В.Синячкина, А.И.Панин Анализ работы уточно - мотального оборудования, применяемого при выработке технических сукон. Вестник ДИТУД № 1 (32), 2008.

10. C.B. Снежков, А.С.Розанов. И.В.Синячкина. О вибрации трубчатых початков, формируемых на уточно-мотальных автоматах АТП-290. Тезисы доклада «Межвузовская научно-техническая конференции. Поиск решений актуальных проблем производства молодыми учеными и студентами., Димитровград, ДИТУД, апрель 2009 г.

11. C.B. Снежков, A.C. Розанов, И.В. Синячкина. К вопросу о борьбе с обрывностью пряжи при выработке технических сукон. Сборник

материалов научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ДИТУД, г.Димитровград,. 2008, № 2.

12. С.В.Снежков, И.В.Синячкина, М.И.Панин «Анализ работы мотальных механизмов, применяемых при формировании паковок специального назначения». Вестник ДИТУД, № 4(38), 2008.

Подписано в печать 20.01.10 Формат бумаги 60x84/16 Бумага множ. Усл.печл. 1,0 Заказ 13 Тираж 80 ГОУВЛО «МГТУ им. А.Н. Косыгина», 119071, Москва, ул. Малая Калужская, 1

Глава 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ОБОРУДОВАНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ ВЫРАБОТКЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СУКОН.11

1.1 Анализ состояния вопроса по снижению отходов пряжи при выработке технических сукон и пути его совершенствования .11

1.2 Анализ работ по снижению отходов основной пряжи в сновании.16

1.3 Анализ работ направленных на снижение отходов уточной пряжи при выработке технических сукон на механических ткацких станках.22

1.4 О факторах влияющих на процесс формирования трубчатых початков из пряжи высокой линейной плотности.3 1

1.5 Анализ причин образования отходов основной пряжи в ткачестве при выработке технических сукон.31

Выводы по главе 1. 39

Глава 2, РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО УМЕНЬШЕНИЮ РАЗНОДЛИННОСТИ НИТЕЙ В НАМОТКЕ ЛЕНТ НА БАРАБАН СНОВАЛЬНОЙ МАШИНЫ.41

2.1 Определение разнодлинности нитей в намотке лент.на барабан сновальной машины «ОХШТШ» (Франция).41

2.2 Теоретическое обоснование причин, обуславливающих появление разнодлинности нитей в намотке лент.45

2.3 Разработка мероприятий по уменьшению разнодлинности нитей, навиваемых на сновальный барабан при ленточном сновании. 51

Выводы по главе 2. 54

Глава 3. РАРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ДЛИНЫ СНОВАНИЯ НИТЕЙ С УЧЕТОМ ИХ ВЫТЯЖКИ ПРИ

ПЕРЕГОНКЕ С БАРАБАНА НА НАВОЙ.55

3.1 Определение величины минимальной вытяжки при перегонке основы с барабана ленточной сновальной машины на навой.55

3.2 Определение величины фактической вытяжки при перегонке основы с барабана ленточной сновальной машины на навой.59

3.3 Определение длины снования нитей с учетом вытяжки при перегонке основы с барабана на навой.65

3.4 Разработка мероприятий по обеспечению одинаковой длины снования отдельных лент, навиваемых на барабан.67

Выводы по главе 3.1.71

Глава 4. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО УМЕНЬШЕНИЮ ОТХОДОВ ОСНОВНОЙ ПРЯЖИ В ТКАЧЕСТВЕ .72

4.1 Уточные мотальные паковки увеличенных габаритов и. способы их формирования. 73

4.2 Исследование процесса вибрации трубчатых початков увеличенных габаритов формируемых на автоматах АТП-290 . 82

4.3 Экспериментальные исследования процесса сматывания нитей с уточных паковок увеличенных габаритов . 88

4.4 Расчет величины деформации кромочных нитей основы на ткацком станке при выработке технических сукон. 94

4.5 Разработка мероприятий по снижению обрывности основы в зоне берда.99

Выводы по главе 4. 105

Глава 5. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ

ВНЕДРЕНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ В

ПРОИЗВОДСТВО ТЕХНИЧЕСКИХ СУКОН .107

5.1 Расчет экономической эффективности от внедрения в производство трубчатых початков сомкнутой намотки .107

5.2.Расчет годового экономического эффекта от сокращения отходов основной пряжи .115

Выводы по главе 5.117

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.118

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.120

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .123

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Методика определения передаточного отношения между веретеном и кулачком нитеводителя и подбор числа зубьев колес с помощью ПЭВМ.128

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Анализ характера изменения натяжения уточной нити при сматывании трубчатых початков застилистой структуры со скоростью 10 м/с.138

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Акт внедрения законченной НИР в производство ОАО «Ковротекс».145

ВВЕДЕНИЕ

При выработке технических сукон текстильных полуфабрикатов и изделий специального назначения используется дорогостоящее сырье. Например, стоимость сырья в себестоимости шерстяной ткани составляет 92-93%. Технические сукна являются одеждой шиферных, полировальных и бумагоделательных машин. Поскольку производство шифера, бумаги и обуви непрерывно возрастает, то возникает необходимость в постоянном увеличении объема производства технических сукон. Для их изготовления используется дорогостоящее сырье (шерсть высокого качества, смесь шерсти и химических волокон, моно- и мультифиламенты).

В процессе ткацкого производства неизбежны разного рода отходы пряжи в виде отдельных концов основы и утка, пуха, подмети и т.д. Таким - образом, поступившая в ткацкий цех пряжа не вся зарабатывается в ткань, так как некоторая ее часть уходит в отходы (угары).

Большое значение для уменьшения отходов имеет правильное определение длины снования пряжи, при которой из основы, навитой на навой, получается целое число технических сукон. При неправильно рассчитанной длине снования наблюдается появление больших остатков нитей на навоях, идущих в отходы.

В связи с этим целью настоящей работы является разработка мероприятий, направленных на снижение расхода основной и уточной пряжи в ткацком производстве коврово-суконного комбината им.Г. Димитрова.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

- определяются нормы отходов основной и уточной пряжи по каждому артикулу вырабатываемых сукон на каждом переходе технологического процесса ткацкого производства;

- исследуется разнодлинность нитей в намотке лент на сновальной машине и разрабатываются мероприятия по ее уменьшению;

- исследуется вытяжка основных нитей при их перегонке с барабана на ткацкий навой и разрабатывается методика определения длины снования нитей с учетом их вытяжки;

- исследуется уработка основных нитей на ткацком станке и разрабатываются мероприятия по уменьшению остатков пряжи на ткацких станках;

- исследуется процесс подготовки уточной пряжи для челночных ткацких станков и разрабатываются мероприятия повышения коэффициента использования внутреннего объема челноков при выработке технических сукон.

Научная новизна работы заключается в том, что:

- определены причины образования разнодлинности нитей основы в лентах при их сновании; разработана методика определения длины снования нитей с учетом их вытяжки при перевивке с барабана сновальной машины на навой; разработаны мероприятия по снижению деформации, обрывности, а следовательно и отходов основной пряжи в зоне берда;

- разработаны мероприятия по повышению эффективности коэффициента использования внутреннего объема челнока.

Практическая значимость работы.По всем указанным направлениям в период с 2005 по 2009 г.г. автором совместно с работниками ОАО «Ковротекс» г.Димитровград, Димитровградского института технологии, управления и дизайна, филиал Ульяновского государственного технического университета, учеными филиала УлГУ в г.Димитровграде проводились комплексные исследования, позволившие разработать и внедрить в производство новые методы подготовки основной и уточной пряжи к ткачеству при выработке технических сукон, в основу которых положено использование укрупненных мотальных паковок сомкнутой структуры намотки. Разработаны методы оптимизации процесса ленточного снования основ, которые позволяют минимизировать отходы дорогостоящего сырья за счет снижения разнодлинности нитей в намотке лент, а также с учетом фактической вытяжки их при перегонке с барабана на навой.

Разработаны и внедрены в производство новые виды уточно-мотального оборудования на базе отечественных уточно-мотальных автоматов АТП-290, которое позволяет получать уточные паковки увеличенных габаритов и более эффективно использовать внутренний объем челноков.

Автором внедрены в производство новые безинерционные натяжные приборы, позволяющие выровнять натяжение снующих нитей и снизить их обрывность в ткачестве. Также разработана и внедрена в производство новая конструкция берда, позволяющая снизить истирающее воздействие на нити основы в ткачестве.

Обоснованность научных положений и выводов подтверждается корректным использованием современных методов и средств исследования, хорошим соответствием расчетных и экспериментальных данных.

Автор защищает:

- технологию получения мотальных паковок увеличенных габаритов сомкнутой структуры намотки обладающих повышенной удельной плотностью намотки;

- мероприятия по уменьшению разнодлинности нитей в намотке лент на барабан ленточных сновальных машин; теоретические выкладки и положения обосновывающие причины появления разнодлинности нитей в намотке лент.

- методику определения длины снования нитей с учетом их вытяжки при перевивки с барабана на навой; - методику определения длины фактической вытяжки при перегонке основы с барабана на навой на ленточной сновальной машине;

- технологию и мероприятия по уменьшению отходов основной пряжи на многонавойных ткацких станках; технологию и мероприятия по снижению обрывности кромочных нитей основы в зоне берда;

- технологию формирования уточных паковок увеличенных габаритов и повышению эффективности коэффициента использования внутреннего объема челнока; результаты экспериментальных исследований процесса сматывания нитей с мотальных паковок с целью оптимизации величины натяжения нитей, снижения их обрывности и отходов(угаров) пряжи.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Анализ работ посвященных изучению причин образования большого количества отходов основной и уточной пряжи при выработке технических сукон показал, что основные резервы экономии сырья могут быть обеспечены за счёт разработки малоотходных технологий приготовительного отдела производства.

2. Основная доля отходов основной пряжи приходится на процесс снования вследствие ошибок в измерении длины намотки лент на сновальный барабан и перевивки их на ткацкий навой.

3. Неравномерность натяжения снующихся нитей ведет к образованию бугристой намотки лент, различной вытяжки нитей при перевивке их на навой и повышенной обрывности на ткацком станке.

4. Основные отходы основных нитей в процессе ткачества образуются из-за повышенной обрывности кромочных нитей основы, которые испытывают наибольшие истирающие воздействия берда, что требует анализа и дополнительных исследований.

5. Отходы уточной пряжи обусловлены низким коэффициентом использования. внутреннего объёма из-за несовершенства существующих конструкций уточно-мотального оборудования и структуры уточных паковок формируемых на нём.

6. Длины нитей навитых на барабан сновальной машины отличаются друг от друга не только в различных лентах, но и в одной ленте и они зачастую существенно отличаются от расчетного значения длины снования.

7. Основной причиной разнодлинности нитей в лентах и на барабанах сновальных машин, как показали теоретические и

1 практические исследования, определяется бугристостью намотки лент.

8. Разнонатянутые вследствие бугристости намотки нити в ленте получают различную величину вытяжки их при перевивке с барабана на навой, что в свою очередь является причиной повышения отходов основной пряжи в сновании.

9. Снижение бугристости (разнодлинности) намотки нитей в ленте на барабан сновальной машины можно добиться за счет выравнивания натяжения всех снующихся нитей (за счет использования натяжных саморегулирующихся нитенатяжителей), что позволит существенно снизить отходы основной пряжи

10. В процессе перегонки нитей основы со сновального барабана на навой наиболее короткие нити в ленте подвергаются повышенной вытяжке, что вызывает снижение их прочности и является одной из главных причин обрывности на ткацком станке.

11. Нити основы лежащие во впадинах намотки должны в процессе перевивки вытягиваться хотя бы до наиболее длинных, лежащих на буграх, только при этом условии перевивка основы с барабана на навой будет проходить без провисаний.

12. Фактическая величина вытяжки основы зависит от величины тормозного момента, приложенного к сновальному барабану и от угла огибания основой направляющих скал.

13. Для формирования мотальных паковок увеличенной массы (трубчатых початков сомкнутой структуры намотки, бобин ракетной формы и т.д.) необходимо специальное мотальное оборудование, которого в настоящее время отечественная промышленность не выпускает.

14. При формировании трубчатых початков увеличенных габаритов на модернизированных уточно-мотальных автоматах с горизонтальным расположением веретен может возникать вибрация початка, приводящая его к разрушению и увеличению отходов уточной пряжи.

15. Совпадение собственной частоты колебаний трубчатого початка с частотой вращения веретена приводит к явлению резонанса, являющегося причиной разрушения початка.

16. Применение уточных паковок с сомкнутой структурой намотки нитей снижает неравномерность натяжения на 30% и отходы уточной пряжи до 12%.

17. Расчет берд, применяемых при выработке технических сукон должен проводиться с учетом количества нитей, пробираемых в один зуб берда и размеров поперечника пластин из которых изготовлено бердо.

18. Годовой экономический эффект от внедрения разработанных мероприятий в производство составил 786732,7 рублей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Процент отходов основной и уточной пряжи на различных переходах ткацкого производства может быть значительно снижен за счет применения паковок увеличенных размеров или за счет применения бобин и трубчатых початков сомкнутой структуры. Отходы пряжи могут быть существенно снижены вследствие уменьшения обрывности основной и уточной пряжи, так как в этом случае уменьшается длина теряемых концов из-за связывания нитей, длина концов вынутых из ткани при розыске раза.

Повышение квалификации работниц и разработка новых методов безузлового соединения нитей могут существенно снизить процент отходов основной и уточной пряжи в ткацком производстве.

Немаловажное значение имеет дополнительная обработка паковок при их переработке (запаривание, эмульсирование), позволяющая не только сократить обрывность пряжи, но и улучшить качество вырабатываемых сукон.

Разнодлинность нитей, навиваемых на барабан, должна учитываться при определении длины их снования, т.к. при перегонке г >на ткацкий навой все нити приобретают по крайней мере I максимальную длину нитей, лежащих на буграх намотки.

Счетчик, связанный с мерильным валиком измеряет среднюю длину нитей в ленте.

Необходимо уменьшать разнодлинность нитей в намотке лент, так как это позволяет более точно определять длину их снования с помощью счетчика, связанным с мерильным валиком.

Для уменьшения разнодлинности нитей в намотке лент необходимо при сновании обеспечивать их одинаковое натяжение, одинаковую плотность раскладки в осевом направлении барабана и Добиваться повышения равномерности нитей по толщине.

Первую ленту необходимо навивать по счетчику, связанному с мерильным валиком, а все последующие ленты — по счетчику, связанному со сновальным барабаном.

Вместо счетчика, связанного со сновальным барабаном может быть использовано простейшее устройство, отключающее машину при навивке на барабан ленты заданной длины.

Для сокращения отходов пряжи на многонавойных станках необходимо, чтобы на верхнем и нижнем навоях были намотаны как нити прижимной основы, так и нити лицевой основы. Для этого необходимо изменить порядок проборки нитей с навоев в глазки галев ремизок.

Годовой экономический эффект от внедрения разработанных мероприятий в производство составил 52140 рублей.

1. Могильный А.Н. Оптимизация структуры и свойств текстильных материалов технического назначения, издательство «Недра» г. Санкт-Петербург, 2000

2. Могильный А.Н., Гусаков A.B., Привалов С.Ф. Современные методы количественной оценки качества текстильных материалов. Всероссийская научно-техническая конференция «Текстиль 98», МГТУ имени А.Н.Косыгина, 1998

3. Разумеев К.Э., Разумеева Л.Н. Основные мировые тенденции в производстве различных видов натуральных и химических волокон. Сборник научных трудов «ЦНИИШЕРСТЬ» г. Москва, 2008

4. Разумеев К.Э. Разработка научных основ и промышленное освоение технологических процессов. Сборник научных трудов Научно-производственного комплекса «ЦНИИШЕРСТЬ», 2008

5. Горегляд В.П. Развитие инновационных технологий. Доклад, III Международный форум национального бизнеса «Новый бизнес -новой России». Москва, 2007

6. Власов П.В., Мартынова A.A., Николаев С.Д. и др. Проектирование ткацких фабрик, М.1983

7. Нормы технологического режима ткацкого производства шерстяных тканей. ЦНИИТЭИлегпром. М.1970

8. Панин А.И. Исследование и разработка структур мотальных паковок, обеспечивающих оптимальный процесс сматывания. Дисс. к.т.н. М. МГТУ имени А.Н.Косыгина, 2004

9. Ефремов Е.Д. О натяжении нити на сновальной машине. // Изв. ВУЗов. Технология текстильной промышленности №1, 1963

10. Маховер В. Л., Паникратов С.К. Влияние бугристости сновального вала на вытяжку нитей в процессе сматывания. Межвузовский сборник научных трудов. ИХТИ. ИВТИ им. М.В.Фрунзе, 1985

11. Зайцев В.П. Исследование структуры намотки и процесса формирования партионных сновальных паковок. Дисс. к.т.н. ЛИТЛП им. С.М. Кирова, г.Ленинград, 1972

12. Сайманов Р.Г. Совершенствование процесса формирования основ на ленточных сновальных машинах. Дисс. к.т.н. ИВТИ им. М.В.Фрунзе,1993

13. Корягин Е.П., Суров В.А. Проскальзывание нитей по мерильному валику сновальной машины. // Изв. ВУЗов, технология текстильной промышленности № 9,1982

14. Гербер П.Л., Песня В.Т., Бреннер И.Р., Будзинская Э.В., Соколова Г.П. Сборник научных трудов ВНИИПХВ. М. 1980

15. Кисляков A.M. Неравномерность натяжения нитей на ленточной сновальной машине. Дисс. на соискание ученой степени к.т.н. ИВТИ г. Иваново, 1972

16. Врублевский В.А. Исследование и нормализация скорости движения нитей в процессе снования. Дисс. на соискание ученой степени к.т.н. ИВТИ, г. Иваново, 1981

17. Дружинина Р.Д. Создание условий равномерного снования льняной пряжи. Труды ЦНИИ ЛВ №26, 1972.

18. Бруб Бруляко А.Б. Теория и технология процесса снования нитей. УМО КГТУ, г. Кострома, 1993

19. Кислякова A.M. О неравномерности натяжения нитей при ленточной сновке. // Изв. ВУЗов Технология текстильной промышленности № 4, 1971

20. Александров С.А. Формирование ткацких паковок. / Александров С.А., Кленов В.Б. М. Легкая индустрия, 1976

21. Ефремов Е.Д. Технологический процесс снования пряжи в текстильном производстве, г. Ярославль, 1977

22. Антонов С.П. Баллоны сновальных машин // Легкая промышленность № 3, № 5, 1936

23. Duer R.F. Some of factors infenencing uarn tension in warping. II M. «Textile Research Uornal» № 7, 1952

24. Снежков C.B. Исследование причин вибрации трубчатых початков в формируемых на уточно мотальных автоматах АТП - 290. Межвузовская научно — техническая конференция ДИТУД, 2009

25. Иванова C.JI. Разработка и исследование структур намотки уточных паковок, используемых при выработке технических сукон. Дисс. к.т.н. М. МГТУ имени А.Н.Косыгина, 2005

26. Панин И.Н. Разработка и исследование структур текстильных паковок специального назначения. Диссертация д.т.н., М. МГТУ им. А.Н.Косыгина, 1996

27. Щербаков В.П. Прикладная механика нити. М. МГТУ, 2001, с. 300

28. Щербаков B.C. Основы механики гибкой нити. М. Машгиз, 1961

29. Коритысский Я.И. Современные натяжные устройства текстильных машин. М. ЦНИИТЭИлегпром, 1971

30. Каган В.М. Взаимодействие с рабочими органами текстильных машин. М. Легпищепром, 1984

31. Ворошилов В.А. Теория ватерного прядения хлопка, ОГИЗ РСФСР, Иваново, 1932

32. Кржижановский Е.Н. Расчет эксцентрика мотальной машины. Текстильное машиностроение, 1933, № 6,с 19

33. Виноградов Ю.С. О равномерности натяжения нити на конических бобинах в мотальных машинах. ИВ НИТИ, 1935, № 5, с. 19

34. Ефремов Е.Д. Движение и натяжение нити в процессе ее наматывания на паковку. Дисс. д.т.н., Ленинград, 1971

35. Дворницкий Г.С. Кручение и перемотка в производстве химических волокон. М. Гизлегпром, 1956, с. 191

36. Прошков А.Ф. Исследование и проектирование мотальных механизмов. М. Легкая индустрия, 1963

37. Прошков А.Ф. Некоторые вопросы, связанные с наматыванием нити // Изв. ВУЗов. Технология текстильной промышленности. 1958, № 1

38. Островский A.A. исследование и расчет прецизионных мотальных механизмов. Дисс. к.т.н., Ленинград, 1965

39. Коломиец А.Я. Исследование структуры намотки трубчатых текстильных фильтров. Дисс.к.т.н., Ленинград, 1975

40. Прошков А.Ф. О путях улучшения намотки пряжи. // Текстильная промышленность, 1958, № 2, с.39

41. Лазаренко В.М. О шаге намотки и действительном расположении витков. Сборник научных трудов ЛТИ им. С.М. Кирова, 1955, № 6, с.З

42. Ефремов Е.Д. Дифференциальное уравнение движения точки наматывания.// Изв. ВУЗов. Технология текстильной промышленности. 1960, № 2, с. 86

43. Ефремов Е.Д. Уравнение наматывания нити на поверхность вращения. // Изв. ВУЗов, Технология текстильной промышленности. 1965, №2, с.77

44. Моисеев Г.К. Влияние конструктивных и кинематических параметров наматывающих механизмов на характер расположения нитей на паковках. // Химические волокна. 1973, № 2

45. Гордеев В.А. Анализ работы наматывающего механизма крестомотальных машин и пути усовершенствования этого механизма. Дисс. к.т.н., М., 1941, с.109

46. Гарелин В.Н. Ерохин Ю.Ф. Выравнивание натяжения основ на двухполотенных станках СТБ // Текстильная промышленность № 10.1978

47. Петухов В.Л., Харечко Р.Н., Ефремов Р.Д. Влияние деформации поднавойной шестерни станка СТБ -2 330 на натяжение основы.

48. Николаев С.Д. Исследование процесса формирования хлопчатобумажных тканей с продольными полосами различного переплетения на безчелночных ткацких станках СТБ. Дисс. к.т.н., М. МТИ, 1977

49. Николаев С.Д., Власов П.В., Сумарукова Р.И., Юхин С.С. Теория процессов, технология и оборудование ткацкого производства. М. Легпробытиздат, 1995, с.256

50. Снежков C.B., Розанов A.C., Синячкина И.В. К вопросу о борьбе с обрывностью пряжи при выработке технических сукон. Сборник материалов научно технической конференции профессорско — преподавательского состава по результатам НИР. ДИТУД, 2008,с.22

51. Тетюшов A.B., Бадалов К.И., Безруков И.Г., Конюков П.И., С.мелова И.А. Прядение хлопка и химволокон. 4.2. Учебник для ВУЗов. М. Легкая индустрия, 1974

52. Коритысский Я.Н. Колебания в текстильных машинах. М. Машгиз, 1973

53. Коритысский Я.Н. Исследование динамики и конструкции веретен текстильных машин. М. Машгиз, 1973

54. Гордеев В.А., Зайцев В.П., Панин И.Н. О возможности формирования трубчатых початков сомкнутой намотки на уточно — мотальных автоматах АТП 290 // Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности № 1. 1985