автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Разработка оптимальной технологии аппаратной шерстяной пряжи из смеси со сваляной шерстью

а ^

Л*

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕКСТИЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ (" л\ ИМЕНИ А.Н. КОСЫГИНА

На правах рун описи

БАДДАНГИЙН ЧИЮДЙРЭН "

УЖ 677.314.021.16/ .022/043.3/

РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ АППАРАТНОЙ ШЕРСТЯНОЙ ПРЯКИ ИЗ СМЕСИ- СО СВАЛЯНОЙ ШЕРСТЬЮ

Специальность - 05.19.03 Технология текстильных

материалов

АВТОРЕФЕРАТ ' .

диссертации на соискание ?ченой степени кандидата технических наук

' Москва - 1993 г.

Работа выполнена в Московской государственной текстильной

академии имени А.Н. Косыгина •

. Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Протасова В,А,

Официальные опонбнты - доктор технических наук,

профессор Севостькнов А,Г.

кандидат технических наук доцент Хлебникова В,Н,

Ведущее предприятие - Тонкосуконная фабрика имени

Петра Алексеева, г, Москва

Защита состоится ,,, 7, ..........1993

часов на заседании специализированного совета

....................... в Московской Государственной Текстильно!!

Академии имени А.Н» Косыгина по адресу : Х17918, г, Москва, ул. М. Калу«екая, I

' С диссертацией цое.но ознакомиться в библиотеке Московской Государственной Текстильной Академии,

года

Автореферат ра а осла и .., П. 1993 года.

Уиацнй оеррчтарь спешалняированяо-'о совета,

- о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ______________ - - --------

Актуальность теш. Шерстяная промышленность является одной из важнейших отраслей народного хозяйства Монголии. В стране в год заготовляют 26 тыс.тонн шерсти разных видов и из неё . изготовляют 3000 тонн пряжи различных линейных плотностей, 2060 кв.м ковров,352 тыс.штук шерстяных одеял,320 тыс.м чисто и полушерстяных камвольных и суконных тканей и 4,6 млн.штук грикотажных изделий.

Шерсть,обладая высокими 6анитарно-П!гиеническими,физико-леханическиии и технологическими свойствами,является основным сырьем шерстяной промышленности»

Одно из важных технологических свойств шврсти-это способ-юсть свойлачиваться. Благодаря этому свойству из шерсти получают войлочные изделия,суконные ткани. С другой стороны,свой-. зачивание шерсти в руне на кожном покрове животного является, этрицательным явлением,так как при этом волокна шерсти спец-1яются между собой,вследствие чего образуется очень плотная 1 прочная масса, и при этом ухудшается качество заготовляемого сырья.

В условиях Монголии из-за особенности резкоконтинентального слимата страны,влияющего на физиологическое состояние овец, зерсть сваливается в руне животного в немалом количестве и ю всей стране при приемке шерсти от сельскохозяйственных тредприятий в год получают около 1200 тонн свалка.Это количест-зо свалка не уменьшается,а сохраняется в указанных количсст-зах и сегодня. • ц .

Сваляная шерсть является ценным сырьем,так как в ней содер-* ',атся такие волокна,которые могут использоваться для приготов-1ения пряжи, рациональное использование сырья в текстидь-юй Лромышленности приобретает большое значение.

Поэтому задача изучения возможности использования сваляной

шерсти в смеси при выработке аппаратной шерстяное пряжи является актуальной.

Для широкого применения свадяной шерсти при выработке аппаратной шерстяной пряжи необходимо разработать оптимальную технологию с целью максимадько полного использования сырья и получения пряжи»удовлетворяющей требованиям стандарта.

Технология пряжи характеризуется большим числом технологических параметров заправки мани«, которые можно разделить на параметры заправки трепальной »щипальной ,ка|щочвсальноВ и прядильной машин.'

Важно изучить роль каждого параметра в отдельности и одновременное влияние их на качественные показатели свойств пряжи.

Работа выполнена во государственному заданию научно-технической проблемы 03.04.12 ЩР.

Цел» и задачи исследованиЦ.Нальюработы является разработка оптимальной технологии аппаратной шерстяной лряди из смеси со свадяной шерстью«

В соответствии с указанной целью в работе были до ставлены и решены следующие задачи?

-выполнен анализ действующей технологии аппаратной шерстяной пряжи из смеси со свадяной перстью на предприятиях Монголии -получены математические модели процесса,олисы8аадие влияние свойств волоком смеси и параметров заправки каедой машины технологической цепочки аппаратного производства на свойства пряжи,дана оценка их роди вформироваюш показателей свойств пряжи;

-предложен оптимальный план приготовления аппаратной перстяной пряхи из смеси со свадяной шерстью; * «разработана, комплексная модель технологического процесса, обеспечиваидая получение аппаратной шерстяной пряжи с заданными физико-механическими свойствами из смеси со свададой шерстью.

"" "Научная новизна полученных автором результатов. Автором:

-Разработана комплексная- математическая модель»позволяю-, щая анализировать и оптимизировать технологический процесс в зависимости от свойств волокна и параметров заправки оборудования* '

-Получена вероятностная модель укорочения длины волокон при разрыхлении и трепании сваляной шерсти любого вида м с; форма распределения*,

-Определена оптимальная зона разрыхления и трепания сваляной шерсти,где Процесс разрыхления и трепания протекает наиболее интенсивно и эффективно;

-Разработана оптимальная технология аппаратной шерстяной пряжи из смеси со сваляной шерстью,позволяющая улучшить качество и выход пряжи из смеси.

Практическая ценность и реализация результатов работы.»

Метод определения оптимальных параметров заправки машин технологической цепочки аппаратной пряжи_из шеси со сваляной шерстью апробирован на Улаанбаатарской прдцильной фабрике МНР,что позволило увеличить выход пряжи из смеси на 955,уменьшить обрывность в прядении до 630 обр.тыс.вер. в час и неров-ноту пряжи на 2,1%.

Фактический экономический эффект составляет 4,0 млн.тугриков в год.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работа докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры "Технология шерсти" МГЛА имени А.Н.Косыгина,на технических советах Центрального Исследовательского Института Шерсти Монголии и на конференциях профессорско-преподавательского состава Гехйического Университета г.Улаанбаатара.

Публикации. Результаты экспериментальных и теоретических исследований отражены в Б статьях и тезисах докладов.

Структура и объем работы.Диссертационная работа изложена на 155 страницах машинописного текста,состоит из введения» семи глав и приложений {содержит 43 таблицы,41 рисунок, спи со к использованных источников 76 наименований,

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность изучаедах в диссертации вопросов,сформулированы цел» и задачи исследования,

В первой главе приводятся характеристика сырья,анализ действующей технологии аппаратной шерстяной пряжи из смеси со ева-ляной шерстью на предприятиях Монголии.

Анализ действующей технологии свидетельствует о тйм,что прп разрыхлении и трепании свалдаой шерсти длина волокон укорачивается,вследствие чегс увеличивается обрывность в предадим и пряжа вырабатычается с большой неровногой и понхженнсй роз-, равной нагрузкой.

На основании проведенного анализа сформулированы цель и задачи,поставленные в работе.

Во второй главе приведен анализ процессов разрыхления и трепания и существующих оценок их интенсивности и эффективности.Изучение литературных источников показывает,что при экспериментальном исследовании интенсивности процессов разрыхления и трепания следует использовать матедатико-статичсс-кие методы,а при теоретическом - вероятностный, метод.

В третьей главе показано влияние основных параметров заправки трепальной метины MABil-I на интенсивность процессов оазрш ленин и трепания,получены регрессионные зависимости, кото^цс следует:

-с увеличением скорости, рабочих органов и уценьышше.м разводки исаэду ними увеличивается интенсивность процессов раз-рьалешш и трепания сваляной шерсти на машине ЫАРШ-1;

-с вдетом массы волокнистого материала .входящего в машину, увеличивается интенсивность процессов разрыхления и трепания сйаляноЙ шерсти.

Осуществлена графическая интерпретация полученных зависимостей в виде номограмм.позволяющая с достаточной точностью определить уровень интенсивности процессов разрыхления и трепания сваляной шерсти в зависимости от параметров заправки трепальной машины МАШ-1,

По номограммам определены оптимальные параметры заправки трепальной малины МАРШ-1 /таблица I/.

машины МАШ-1 Таблица I

а/а Наимбноэотсе параметров-заправки • 1.ЛШИНЫ Величина параметров , •

I. Иетзвая ступень Скорость большого барабана-,м/мин 633.0

г. Скорость малого барабана, 47.0

3. Разводка между колками барабанов,мм 1.6

4. Масса волокнистого материала,входящего в машину, кг/,,2 м 2,0

' 5. 6. 7. Вторая ступень Скорость большого барабана,м/мин ■ Скорость малого барабана ,м/мин Разводка между колками барабанов,мм 707.0 63.0 1.4

Экспериментальное исследование влияния установленных в работе параметров заправки трепальной машины МАШ-1 на интенсивность процессов разрыхления и трепания позволило уменьшить обрывы волокон на этом переходе,а следовательно нормализовало процессы разрыхления и трепания сваляНой йерсти.

С помощью экспериментальных данных построены кривые.характеризующие зависимость мезду интенсивностью и эффективностью процессов разрыхления и трепания сваляной шерсти на машине МАРШ-1 и определена зона,где процессы разрыхления и трепания сваляной шерсти осуществляются наиболее аффективно.

В четвертой главе определена зависимость характеризующая кривую распределения появления коротких волокон при разрыхлении и трепании сваляной шерсти на машине ЫАШ-1, которая описывается уравнением:

гп ш)

где П -количество коротких волокон в шерсти

-¿//^-математическое ожидание случайной вели-

ЩЩЦ /? .

2) С О) -дисперсия случайной величины О .

4 6(о) -среднее каадратичеекое отклонение случайной величины /7 .

Выражение /1/ характеризует„что обрыв волокон при разрыхли -нин я трепании сваляной шерсти на машине МАШ-1 имеет случайный характер,следовательно,вероятностная модель сбрыеа волокон выражается следующей системой уравнений?

, , Г. 2Рг(Г)Л,Ъ

/2/

" / . ( П-, Г Пя) /

где ¿V ' -средняя длина волокон до и после разрш.-лешш '

--------- — Q ^-вероятность обрыва волокон при разрыхлении

П1 -частота вращения большого барабана машшы МАРШ-1

Я?, -частота вращения малого барабана мапшш ЫАШ-1. Вероятностная модель позволяет установить взаимосвязь ыеи-ду !дехш«!чески(.т воздействием рабочих органов и характерен изменения длины волокон с процессах разрыхления И трепания.

В пятой главе1 поicftsaaa.: влияние осно?!^ лараиегсоа заправки itsjsisi тоаюаогиивской цепочки аппаратного лрдаения на эф~ фэктивность процессов расщипывания,кардочесания и прядения в отношении их интенсивности, и полунетд регрессионные зависимости. *

Осуществлена графическая ицтерпритация полученных зависимо стейз вцце номограмм,позволяющая с достаточной точностью определить эффективность работы на, щипальной,кардочесальиой и прядильной мгшшах.По номограмм:»:-' определена оптимальные параметра заправки вкшеукаоашого оборудования,которые указаны в таблице 2,

Получен оптимальный состав смеси .позволяющий удушить разрывную нагрузку одиночной нити на 0.011 си/аекс,разрывное удлинение - 0.142 %,увеличить выход прями на смеси т 0.4ЗЭ % и удешевить стоимость смеси на 5 мунгов.

Составлен оптимальный плел приготовления аппаратной шерстяной пряли из смеси со сааляиой шерстью /таблица 3/,поэволяи-щий улучшить качество пряжи и увдпичмг сЗ ~х:о,ц ,iu i-.ic-cn У % /таблица -!/.

■л I'.-tftHC ирцаедитед иодучемная в работе комплексная

модель технологического процесса вь,работки аппаратной шерстя-пой пряни из смеси со сваляной шерстью.В связи с нногочиеяеи-нпр^ттю *ятгпрЗй к Зачыаиу изменение.! :пс дивиияонов решепи« ..'иднлл! лроиодш'ось о два отапаг

Оптимальные параметры заправки оборудования основных технологических переходов аппарат- .

ного предения _ . - __Таблица 2

п/а

Наименование параметров заправки

Величина параметров

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8. 9.

Ю.

II.

Щипальная машина ЩЗ-140-1.

Разводка между главным барабаном и рабочим валиком,мм

Разводка между главным барабаном и съемным валиком,мм

Присадка между рабочим и съемным валиками,мм

Кащочесальный аппарат СД-24

Скорость приемного валика предварительного прочесывателя,м/мин

Скорость пк; икщего валика предварительного прочесывателя,м/мин

Разводка между приемным и питающим валиками,мм

Pas водка иеаду главным барабаном и первым рабочим валиком предварительного прочесывателя.мм

Разводка между главным барабаном и вторым рабочим валиком предварительного прочесывателя,мм

Разводка между главным барабаном и третьем рабочим .валиком предварительного прочесывателя,мм

Прядильная машина ПБ-132-Ш

Частота вращения веретена,об/мин Номер бегунка

1.6

2.6 4.0

51.0 0.35 0.55

0.8

0.7

0.6

2200 590

-Оптимальный' плдн приготовления аппаратной шерстяной пряаи из смеси со сваляной шерстью

3

т/д Найменова кие пер ходов Марка 1/ЯШЙЧ Линейная] плотность Скорость выпуска СЗ Й| к ш И 1 ► мял о «я

л и о м м <ч о Й - <4 8 § а ш 1 I е< Е? РЧ 1 »•да ЩПаЛ

! I. чосание Бр<р»»га 260 _ _ 21.4 1.6 и.8 33.9

2.: Прядение 115-132-11 280 200 2200 11,0 1.4 0.75 21.6

3- Перематывание МТ-150-Е 200 200 - 4Ш - - 0,95 456

Сравнение показателей физико-механических свойств пряни, выработанной до и после оптимизации процессов,

Таблица 4

I Величин*? показа-

и телек

Вашгеиованяе показателей при;«! ДО о:.тим'л- пое лс оатш-си-

ЙШШИ зации

I. Линейная плотность пряжи/реке 2С0 200

о Неровнота по линейной плотности прячи 12.7 9.6

3, Рйзрцшая нагрузка ирляи,ш!/текс 4.3 в.з

4. Неровнота по раягелпной нэгру~;.'с {п. 1

О.У У.и

6. Крутка,кр/н 220 210

7. Иеровнота по крутке 8.5 7.4

В. Ешод ¡У. | V-., \

и, ОсШВНисгЬ -.ОО^-Тис.-. ¡¿еь. ] час " " | ; и 1 то |

—— 1

-на первом этапе рассматривалось влияние свойств волокна на свойства пряжи{

-на втором - влияние параметров заправки машин по переходам технологической цепочки аппаратного предения на свойства пряжи.

Получена номограмма,позволяющая анализировать свойства пряжи в зависимости от свойств используемого сырья и определено блияние параметров заправки технологического оборудований на свойства пряжи, и разработана комплексная модель, которая имеет вцд:

ОЙр 12.9 + 0.27ПКВ - 0.53РВ + 0„28ПКВ*Ра - /4/ .

- 0.29Р^ср - О.ЗЗПКВ2 - 0Л7Р* + 0.3]/.§р + 0.421^ .

. Р^ » 12.3 + 1.б?а - 0.5Пъ + 0.25/7в-Рв . о.47Ра-ШШ - 0.26Рв/?4

где ст -коэффициент вариации по линейной плот-. ЧР ности пряжи,%

Рпо -разрывная нагрузка пряжи,мн/текс

ПКВ" -процент короткого волокна в смеси $

Р_ -разрывная нагрузка волокон смеси,сн

Лср -средняя длина волокон смеси,мм

ут -скорость приемного валика предваритель-■А ного прочесывателя карцочесального I аппарата,м/мин

йл -разводка между приемным и питающим вали-4 ками предварительного прочесывателя 'кардочесального аппарата,мм

/7В -частота вращения веретена прядильной машины,об/мин

¿значимость коэффициентов регрессии в уравнениях /4,5/ проверяласьпо критерию Огьодента.

Полученная модель достоверно описывает технологический

процесс и характер влияния отдельных^параметров заправки ' -------оборудования на свойства пряхи,одновременно указывая .направление поиска причин снижения качественных показателей свойств пряжи при изменении свойств волокон и параметров заправки оборудования технологических переходов.

В седьмой главе показана экономическая эффективность от внедрения па эра (3 о таил ой технологии в яр саз в оде та о.

Выпуск пряжи по оптимальной технологии,предложенной автором,а течение года составляет 784 трнц и в&евд ей увеличился аа 9 выпуск пряжи перчого сорта достиг до 83.8 %.

Подтвержденный экономический эффект от исподьзпания результатов работы составил 4.03 мла.тугриков в -год.

ОЩШ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

I. Разработана оптимальная технология аппаратной шерстяной пряжа из смеси со свадяной,щврстью,аозволящая снизить иеров-аоту пряжи на 2,1 %, и увеличить выход ев из омесн аа Э %, При этом:

-определены оптимальные заправочные параметры оборудования разрыхления и трепания сваляной шерсти, расщадывания.кардо-чео&ния,прядения при переработке смеси со сваляной шерстью, позволяющие нормализовать технологический процбсс на каждом дз переходов,вследствие чего,уменьшилась обрывность в пряде-ыш до 650 обр,тыс.вер. в час*

-достроены номограммы, позволяющее определить свойства . полуфабрикатов и пряха при изменении' параметров заправки маши любого из данных переходов;

-установлен оптимальный шша приготовления аппаратной шерстяной пряжа из смеси со сваляны шерстью,который дает возможность получить пряжу,удовлетворяющую требованаекстандер-

»¿у

-определен оптимальный состав смеси,позволяющие повысить разрывную нагрузку пряжи на 0.011 сн/тенс.резрнвно^ удлиненче-0.142 . . удешевить

стоимость смеси яа 5 кантов за I кг.

(

2. Определена зависимость мекду интеноивностью и еффек-тивностью процессов разрыхления и трепания сваляной шерсти на машине ¡ДРШ-I и установлена зона,где указанные процессы осуществляются наиболее эффективно.

3. Установлено распределение вероятностей появления коротких 'волоков при разрыхлении и трепании сваляной шерсти на шшине МАРШ-I,которое позволяет получить вероятностную

' модель обрыва волокон / при уеловии;скорость большого барабана равна 272,3 - 296,3 об/мин в малого - 56,5 - 68,8 об/мая/, доказывающая,что при оптимальных условиях разрыхления и трепания сваляно! шерсти на указанной машине около 3 % от общего количества волокон подвергаются разрыву.

4. Установлена зависимость между свойствами волокон и .пряхи,построена номограмма,позволяющая анализировать качество пряхи в зависимости от свойств используемого смоья.

Номограмма покааывает.что при условййх,:;агдя ерощшя v дайна волокон.савна 65-70мм, процент короткого волокна в 'шерсти 22-23 %, разрывная.нагрузка волокон 7-8сн, пряха вырабатывается наименьшей, нбровнотой и с наибольшей прочностью.

5. Разработана комплексная модель,характеризующая влияние параметров заправки оборудования технологических переходов и свойств волокон на свойства пряхи,которая лает возможность определить причины снижения качественных показателей пряхи пои изменении параметров заправки технологического оборудования и свойств волокон. Полученная модель позволяет установить оптимальные параметры заправки оборудования при любых изменениях свойств волокон,поступающих в переработке для получения пряхи со свойствами,удовлетворяющая требованиям стандарта,не приступая к экспериментам.

6. Основные результаты работы реализованы на прядильной фабрике г.Улаанбаатара с реальным экономическим аффектом 4.0 мля. тугриков в год при выработке аппаратной шерстяной пряхи линейной плотности 200 текс в количестве 784 тонн приси в течение года. . . -

Оснопнсп содержание диссертации излагается в работах:

1, Б, Чимэдцэрэн , 5, Еамбал "Некоторые вопросы усовершенствования первичной обработки шерсти", дурнал "Информация техники и технологии" , УБ, 19И6 г, № 2,

2, Б, Чимэдцорэя "Свойдачивалие щарсти и причини её возникновения", »^р.лл "Информация техник» а технологии", 1350 г,Ж},

3« Б. Чшдэдпэрэн '.'Оптимизация параметров радрцхдзкия а трепа-¡¡¡¡л о валян г. й шерсти", МГТА им. Д.Н= Косугана, П., 1993 г., Деп, в ЩДЩЙлегаром.

4, Б, Чимздцэрзн "Влияние параметров заправки оборудования технологических переходов и свойств волокон на оовЛства лряад", 1ДГТД им. А.Н. Косыгина, М., 1993 г., Деп. в ЦНШТЭИлегром.

5. Б. Чишдцэрэн "Исследование процессов разрыхления и трепаная свадлной шароти", Научные труды ТУ МНР, 1991 Г., . Й' I. .

Водпвоаао в начать

Сдано в проазяодотво Форма? бумаги 60x34/16 Уоло.д 1,0 Уч, ивд.л 0.76 Тйрая 75 вкз.

Бумага ¡еда*, ЗаиааЩ

Ротадрн$ МОД; Ш4Х9, Мооиша, уд. Даасвад^Зб •