автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Разработка оптимальных параметров работы чесальной машины с целью увеличения очистительной способности при пневмомеханическом прядении

6 Ч- 01 •

московский орден* трудового красн»го знамени тктттм институт шиш а. н. косит и! {а

Ня правах рукописи

МВДДАХИ АМЕР

УДК 677.021.174(043.3) разработка оптимальных шраштов раюты ч0салыюй

машиш с цагью узшчгш очжтигаьнои способности

при шйймомвхашчюсйм пвщен1ш

Специальность 05.19.03 - технология текстильных

материалов

АОТОРШФАГ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1990

Работы ылюлнша в Московском ордена Трудоаого Красного Знамени текстильном институте имени Л.Н.Косыгина.

Научный руководитель:

о

доктор технических наук, профессор БОРаУНОВ ИЬАН ГШРГШМЧ.

Официал ь иы е о г,пи н и нти:

1. Доктор технических наук, профессор КАРЛСЕВ I'.И.

2. Кандидат технических наук ПйКАРСКШ С. А. - директор Бодшем;-кой прядильной фабрики имени 1-го Мая.

Ведущее предприятие:

Московская хлончагобумажная фабрика имени М.В.Фрунзе.

а&вдтй состоится

г-ода г. Ил? '

часов на ааеедшши снецналнзироьашюго совета К 053.25,02 Цоскоискоио ордена Трудового Красного Знамени текстильного института икони Л.В.Кооигпна по адресу: Ц791В, г.Москва, ул. М.Калукская, I.

С диссертацией иокнэ ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослал " " 1990 года.

Ученый секретарь специализированного соьета к.т.н., доцент

Л 1(7.1 (и.1 Н.А.ОиЬМИЛ

; £• - :Г ;

: ; . 3

¡1 «2... л |

| Стд-л \

г""""""" ОИЦЛН ХАРЛКГЕРШТЖЛ РЛКГШ

Актуальность топы. В /УкирскоН Народной Демократической Республике (АВДР) и настоящее промя нс-рвд текстильной ирокыи-.тэнностью стоит зядачи по з'пэлнченюо ьыпуска и расширению ассортимента товаров народного потребления.

В ЛЩР отсутствует текстильно« мажшостроеше и нет достаточной сырьяьоЯ баз». Предприятия оснащаются оборудованием западных стран: Франции, ФРГ, Швейцарии, Великобритании, Японии, Италии и других. Приобретение зэласинх частей и технологии также зависит от птих стрел 1.

Однако, несмотря на указанные трудности, в текстильной ' промышленности Д;ЩР построен ряд созроиетплх предприятий и проеодитсл со1'«раенстношш:е технологических процессов путем рнедреиия прогрессивной технологии.

Известно, "то кардочесанло является последним звеном, где осуществляется очистка хлопкового волокна. Поэтому качественные локаяатели изделий и пряхи и большой степени определяются работой чэсальнчх машин. Следовательно, фиэико-неханичэские нок'кчгголн прнки и стабильность процесса прядения находится в ирямсН иорпоиности от очистки хлопка чосялыдои манинами.

Поотому :\-./пча попюмння очистигелыпЛ способности совре-моннмч '"смм!1"' ч-'лчн является актуальной.

Цель рпОп.м и педачп исследования. Целью работы является решение эада«л погашения очистительной способности 'пкпгыпч "чпк", что позволит пошеить качест¡зенице по-

казатели чесальной ленты, а следовательно, и прнжи.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие з&йачи: V

- анализ современных способов удаления мелких сорных примесей, пороков, пуха и пили из хлопка современными чесальными машинами;

- разработка теоретических оспой конструкции сороудаляющего устройства и неподвижных шляпок;

- определение места установки сороудаляющего устройства и неподвижных шляпок;

- определение оптимальных: параметров установки и работы соро-удаляйщого устройства и неподвижных шляпок;

- разработка математических моделей для определения степени влияния сороудаляющего устройства и неподвижных шляпок на качественные показатели чесальной ленты и пряжи при пневмомеханическом способе прядения.

Методика исследования. Задачи, поставленные в работе, решались теоретическим и экспериментальным методами.

Законы аэромеханики использовались для определения, характера воздушного потока, создаваемого главным барабаном, и скорости воздуха, проходящего через сороудаляющую трубку, которая обеспечивает захват пыли и пуха.

Для определения оптимальных параметров установки сороудаляющего устройства и неподвижных шляпок использовался метод математического планирования с обработкой результатов на ЭШ.

Число испытаний при определении физико-механических показателей и засоренности полуфабрикатов ■ и пряжи принималось по

рекомендациям ЦНИХВИ.

Оценка достопермости результатов ос.ук.с-ствднлапь экспериментально на прои зводствмшом оборудовании в хлопкопрядильной лаборатории Московского текстильного института имени Л.Н.Косыгина.

В работе для определения основных физико-механических показателей лентн и пряжи использовались современные приборы "Устер", динамометр Е4-3 й др.

Научная норизна. В диссертационной работе впервые:

- найдены оптимальные параиеч'рм работы чесальной каком ЧЭДД-4 с сороудаляющ-к устройством и нелодвкиньми шляпками: скорость движения кляпочкого полотна - ICO h.m/whh, нагрузка на давильные вали - 1,0 кН, разгадка меяду гарнитурой нзподвия-ip.jx илшок и гарнитурой глазного барабана - 0,4*0,5 r.»i;

- определены услозил образования иихрсй н саэора мезду главным барабаном и шляпочным полотном, неподвижными цляпхами, нотами и другими деталями;

- установлено, что для предупреждения образования вихревого движения воздуха о зазорах кетяду гарнитурой главного барабаня и шляпочным полотном, неподзкзккки пляпкаг.!Иг кодами, крышками и реаеткау.н величина этого зазора на чесальной машине Ч?'Д-4 не долкна лравькать С,5*0,6 г.:;.;;

- доказано, что длл равномерного отсоса пуха и пыли труба соро-удалячкего устройства долина €ить коккчоскоЯ.

Практическая пенность и радятоггдия рздультатоп работы:

- разработано и усг-анозлеш на че-сальнсй мааике Чл!Д-4 соро-удаляот.°39 устроЛстьа и нояодЕЖ-ив шляпки» Исследование ра-

■бпт'А -пспль!-?.■'я!'!:1!!! Ч'Д—'i с ссроуд/лЛ.г-спиг устройстве:.; л

б

неподвижными шляпками помазало, что очистительная способность увеличивается с 69,€6 до

- разработана и проверена в работе сороудаля!тл;ая труба для отсоса пуха и пыли;

- изготовлена я проверена в работа полужесткан гарнитура для обтяжки келодьжгкш: илялох ( = ¿0°, Ьи =4 им).

Экономическая эффективность ог внедрения одной чесальной машины с нег.одвикнш.м шшпкаки и сороудалякдим устройством на Московской х."опчатобу;.-.а:.;шй фабрике имени Ы. В.фрунзе составляет 109,26 рублей а год на одну машину.

Апробация шбэти. Результате работы докладывались и получили шло;,:пте;!ьну» оцвнцу на:

- научиж конференциях профессорско-преподавательского лсотава., научнкх сотрудников и .аспирантав Московского текстильного института имени А.К.Косыгина а 1968, ГЭЬО и 1990 годах;

- на заседаниях кафедры прядения хлопка ЬЬспоьокого тикстш.ь-ного института имени А.II.Косыгина и 19ЬЬ, 1969 и 1990 годах;

- научно-технической конференции "1юше технические и технологические разработки, их 'внедрение ь текстильной и легкой промышленности" (КВ'ГИ имел* М.В.брунзе - Иваново, 19ь9 г.).

Объем диссертации. Работа состоит из введения, шести глав и выводов.

Основная часть работы содержит 16Ь страниц иинишописного текста, 30 рисунков, 52 таблиц, список литературы нюшчичт 84 наименования и приложения ка 10 страницах.

ОСНОВНОЙ СОДйИСАШ P/I30TLÎ

'Jo нседенпк обоснована актуальность темы, цель и оадачи диссертационно iî работы, \казаш иетоди прегедекнп исследований, показана практичоехаа ценность и реализация результатов работы, даН'1 ее оЗьем и содержание.

3 пергой приводятся результату научно-исследователь-

ских работ по соряргенстзова»:э конструкции чесальных м&зин. Отмочено, что ь СССР п оа рубекоп принлтч различные способы для удаления селких сорных примесей, шли н пуха из чесальной ленты при подготовке волокнистого материала к пнеЕ;.:о;:еханичес-кому прядению.

Обзор литература позволил сделать следующие гмвода: - характерной особенность:! саоре;/,еннь;х чесальшх мавик является их высокая производительность с одновременная; обеспечение?-; требуемого качества комплекса конструктивных и технологических изменений, как:

применение вусококачестзенноП гарнитуры для обтяжки рабочих органал,

качественное обеспыливание чесальной ленты.

lia осногч анализа научно-исследовательских работ сделан bwî-од о !:еоб;<ел;'--'9';'г;! пр;г.:аг:2;;и.г сорзудаллгл:его устройства и нег:оД|>;к1'пх члпяж для пог'Г-гегая очистительной способности ч'иллмгч .vr.wt "'•'Д-/(. Сороудал»ч;:;сд устроистло и кеподвилнке 'Х'г'.чк:! следует у-:гс.!:яплх,-?,?ь над стес'м глазт.:;.: бараба.чо;: пр.ч , блраО.ан - ^л.тП:П'.> Требуют спреде-

: • : > пага:.';;:':;;1. работл чесаг.ы-:оЯ малиго-; с сороуда-

в

лящим устройством и неподвижными шляпками.

Вторая глада посвящена сравштельному анализу работы чесальных машин ЧЗД-4, Тойода СК-7С и Платт-600 с целью определения их очистительной способности.

Из анализа работы чесальных машин установлено, что чесальные машины Платт-600 и Тойода СК-7С по сравнении с чесальной машиной ЧУД-4 имеют более высокую степень очистки. Это объясняется, главным образом, наличием неподвижных шляпок на входе в зону главный барабан -.шляпки у машины Тойода СК-7С и на выходе из зоны главный барабан - шляпки у машины Платт-600.

Место установки дополнительных неподвижных шляпок играет в айну» роль о удалении мелких сорных примесей, пуха и пыли. В работе доказано, что наибольшую очистительную способность имеет чесальная машина Платт-600 ( 74 $).

Анализ работы чесальной машина ЧЭД-4 показывает, что эффект очистки волокнистого материала кокно увеличить при установке дополнительных неподвижных шляпок с сороудаляющим устройством на выходе иэ зоны главный барабан - шляпки.

Третья глава 'содержит методику и результаты исследований аэромеханических воздушных потоков, возбуждаемых вращающимися барабанами на двухбарабашой малогабаритной чесальной машине ЧМД-4.

Были рассчитаны силы, действующие на волокно в зоне главный барабан - неподвижные шляпки с сороудалящим устройством, смонтированным на чесальной машине ЧМД-4, при средней длине хлопкового волокна 29 мм. Расчет произведен при разных разводках. __________-_

Определена критическая скорость вращения главного барабана для предупреждения образования вихрей. Установлено, что при разводке 0,2+0,6 мм вихри не образуются. Поэтому можно рекомендовать устанавливать разводки между главным~ барабаном, шляпочным полотном, неподвижными шляпками, ножами, крышками, решетками не выше 0,5 мм.

Проведен расчет конструкции оптимального всасывающего воздуховода, обеспечизающего равномерное всасывание воздуха по всей его длине при ширине цели 5 мм.

Проведено энергетическое сравнение всасывающего конусного воздуховода =0,6 и всасывающего транзитного воздуховода постоянного поперечного сечения, которое показало, что более экономичен с точки зрения энергетических затрат конусный воздуховод.

В качестве местного отсоса пыли и пуха рекомендуется конусный воздуховод с1о=0,6, с^ =73 мм, <=10я44 мм при ширине

щели 5 мм.

Четвертая глава посвящена определении оптимальных параметров работы чесальной машины ЧВД-4.

С целью выявления эффективности установки трех дополнительных неподвижных шляпок бил проведен полный факторный зкс-

о

перимент П<5Э 2 . Чесальная лента после двух ленточных переходов перерабатывалась в пряжу на пневмомеханической прядильной машине.

Факторл оптимизации и уровни их варьирования выбраны следующим образом:

Х2 - скорость движения шляпочного полотна ( У/« ), мм/ыин

Х-> - нагрузка иа давильные пали ( Р ), кН

Хд - разводка между неподвижными шляпками и гарнитурой главного барабана (С ), мм - количество пороков и сорных примесей в прочесе (ручным раэбором), %

У^ - квадратическая неровнота по линейной плотности чесальной

ленты по I-метровым отрезкам, % Уд - квадратическая неризнога па линейной плотности пряжи, % У^ - относительная разрывная нагрузка пряжи, сН/текс.

После реализации матрицы планирования и обработки данных получены следующие адекватные уравнения регрессии в кодированных значениях факторов:

- 0,775 - 0,02X2 + О.ОШд (I) У2 - 5,025 - 0,325Х1 + 0,175X3 -1- 0,275Х1Х3 - О.^Х^Хд +■

+ 0,125X2X3 (2)

У3 « 15,787 + 0,312X^3 - О.ЗКЭу^ + 0,2Ь75Х1Х2Хд (3)

У4 - 9,652 4 0*247Х1 - 0, ПОХд - 0,215X^3 + -

- 0,1523X^^3 (4)

Анализ полученных уравнений и изучение поверхности отклика позволили установить следующие оптимальные технологические параметры заправки Чесальной машины:

- скорость вращения шляпочного полотна - 100 ммД:ин, ^Птгруэка на~давильниа_вали_^_Х,0 кН,

- разводка между дополнительными неподиихныу.н пляпка:.:н и глаг^-и« барабаном - 0,4 мм.

о

В результате проведенной оптимизации найдена зона оптимальной работы, входные факторы и оптимальные выходные параметры, соответствующие требованиям технических условий на выработку одношточной пневмомеханической пряжи линейной плотности текс 1-го сорта.

Пятая глава посвящена исследованию работы чесальной машины ЧВД-4, оснащенной дополнительными неподвижными шляпками с соро-удаляющим устройством.

Дополнительное устройство состоит из трех шляпок, обтянутых полужесткой гарнитурой, которая использовалась в двух вариантах, причем второй вариант изготовлен по нашему предложению. Длл удаления пили, пуха и мелкого сора из воздушного потока над шляпками и под ножом установлена коническая труба, связанная гладким шлангом с пылесборником. Имеется регулировка для установки разводок между неподвижными шляпками и гарнитурой главного барабана от 0,Иг0,6 мм. Устройство смонировано на выходе из зоны барабан - шляпки чесальной машины ЧМД-4.

Проведены опыты по сравнению, работы чесальной машины без применения неподвижных шляпок и сороудаляющего устройства и с применением неподвижных шляпок и сороудаляющего устройства.

Результаты испытаний показывают, что лучший эффект очистки достигается на машине ЧВД-4, оснащенной неподвижными шляпками и сороудаллющим устройством, обтянутыми гарнитурой второго варианта.

Шестая глаьа посвящена определению эффективности работы чесальной машины ЧМД-4 с дополнительными неподвижными шляпками и сьриуд.'шиоцим устройством.

Проведены сравнительные эксперименты по выработке пневмомеханической пряжи линейной плотности 25 текс. Пряжа вырабатывалась из чесальной ленты на чесальной машине без применении и с применением неподвижных шляпок и сороудаляющего устройства после двух ленточных переходов. После этого были определены физико-механические показатели пряжи.

Производственные испытания показали, что применение сороудаляющего устройства и неподвижных шляпок на чесальной машине ЧЦЦ-4 приводит к увеличению относительной разрывной нагрузки на 6,4 %, снижению обрывности на пневмомеханической прядильной машине на 7,5 % н уменьшению неровногы пряжи по прибору "Устер" на 3,8 56.

ОБЩИЕ шюды и преджжшя

1. Анализ научно-исследовательской литературы показал, что эффективность удаления из хлопка мелких сорных примесей, пороков, лили и духа возрастает при установке на чесальную машину неподвижных шляпок и сороудаляющего устройства.

2. Разработано и проверено в работе сороудаляющее устройство и неподвижные шляпки.

3. В результате теоретического и экспериментального анализа:

- найдено оптимальное место расположения сороудаляющего устройства и неподвижных шляпок;

- определена разводка между гарнитурой главного барабана и тру-—боЯ сороудаляющего устроЯства Я неподвижными шляпкт:н;

~ определена конусность сороудаляющей труби.

4. Предложена, наготовлена и проверена в работе полужесткая гарнитура для обтяжки неподвижных шляпок о высотой иглы, равной 4 мм и углом наклона иглы о(г 60°.

5. 0 результате теоретического анализа движения воздуха

в узле главный барабан и неподвижные шляпки определено условие появления вихрей.

6. Разводка между главным барабаном и окружающими его деталями не должна превышать 0,5+0,6 мм для предупреждения образования вихрей.

7. Для равномерного отсоса воздуха по всей длине воздуховода рекомендуется конусность воздуховода ¿#«0,6, »73 мм,

оЦ=44 мм при ширина щели 5 мм. 6. Определены оптимальные параметры работы чесальной машины:

- скорость шляпочного полотна - 100 мм/мин,

- нагрузка на давильные валы - 1,0 кН,

- разводка между неподвижными шляпками и главным барабаном -0,5 мм.

9. Эффективность удаления сорных примесей, пороков, пыли и пуха из хлопка чесальной машиной ЧМД-4 может быть увеличена до 78,2 % при установке сороудаляющего устройства и неподвижных шляпок.

10. Производственные испытания показали, что применение сороудаляющего устройства и неподвижных шляпок на чесальной машина ЧЭД-4 приводит к увеличению разрывной нагрузки пряжи

на В,4 %, уменьшений неровноты пряжи по прибору "Устар" на 3,656 и уменьшению обрывности в прядении на 7,5 %.

IX. Экономическая эффективность от внедрения одной чесальной машины ЧНД-4, оснащенной сороудаляющим устройством и неподвижными шляпками, составляет 109,26 руб. в год на одну машину.

/

Подписано ь печать 23.11.90 Сдано в производство 23.11.1)0 <Аор.'.шт бум. 60 х 64/15 Бумага множ. Усл.печ.л. 0,75 'Уч.-язд.л. 0,75

Заказ .109? Тираж 100 Бесплатно

Ротапринт ¡»Г/Г, П74ГЭ, Москва, ул., пискля, 26