автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Разработка теоретических основ интенсификации подготовки хлопкового волокна к процессу кардочесания и создание новых технологических компоновок оборудования прядильного производства

Иванове - 2000

ЗяёЛФШ»

Дм мшряшт ;

Г jam 1*ШтттщШ обзор » птмъттеть нред-пооылки » севдани» *®хнологии предпрядения ХД.©0аер ^еарвяйчввшх и экспериментальных и@е*вд©»аиий йригетевителмого Шщжъ-яаиия ПЙТОЧНЫХ линяй

pos «а пршдвсо пттттт пщф&щтът прядения

1.%,®§ттт тжммттшт уетшжя для тщтшт шч*@ъмшпш полуфабрикат» шртшш * шртш Штщ,

Ттш m тштттт vépáwm хшт-

ft волокна ш Шф тжёжыт представлений IЛшШрМПМ ШШШ 9*49$* Ы9ЧШШ

ШМ9ШМ m 9Ш9Ш |СМ»Г*~

>

тшштщт&тшжй ftx*©**-тт щйуьШш шшш шш m npt-гоитит&ьты »йршвш шв*®чйнх линий

тттш вмвшоншшг «явйедк-f 01 ттш** ш ттш 8{йиии®й тот

Тж* Э.Шоши рлечето технмегичееких щшртшрш пр№пшш№яшт$* вбодаеаашя ПЕЧНОЙ

ямами

? Л до*«*!«»***» ттшрт шщшттт

тцтштШ массм ш чесанию m оеаеае от» дельных тшшьшшм

■ штат тжмьжшт швд-

rifsm яелешшшнш х чееанн» i иошщыв

З.З.ОвдеёАга» тжшштшщйжт я&ранвярв» еборудовакия аоявчней мтм й учетом т~

у ^адцуав^цу ЦРЦйЙЧИЦ!

3.4.йеелвд©вания овий <тжш*ттттШ управляемости штътШ линии fu» ^Двзшедовад и d@89BMtts конструктивные вара-

шърп щЪршяш&шшт Шууяъштя *•«•*-

. 'ИШ линий 1Л-.@8)Ш1 технелогичееких вариантов т% ш рщрётт шштт ттттШ

тщм& ш разработка МфМвГё ряда раэрюсяи**л*н© * ечиетитвльыых я «ШШК9Ш9Ю машин ЩшЗ^шрёМш технологических уаяевий для вдавивчек«* стабильной работы неточной

ЩА.Ш&т№шт ттщмтштштш ш$тт*$т

приготовитедьных машин Гива З.Йееледевашш шмш ведома» »eaux-носмаси к чееаншо ж iгшжшШ дайучения ка-чевтаенкых m чесальном,

титтт ш ярядияьивм вврахедах 5 Л/¿кепериментальныа технологически« »e-едедовання разрыхлительно-очиетиталь- -,

ШШ И ©ШШЙВШОЩШЁ

S, 2. ёммрттьятт иевледевания средств тМФштшшж* оснащения птъшъ*

ДШОШ

%3*Зхепе риментальные ие«л«д©вания пхт-логичеехих првцве«9» вдтювк вея/фабрикатов к продения §. 4. У кеде ршшгальнш ксдяедввания кен«*~ руктивнв-техяелогичееких mpmt^M вррш8ш МАФИЙ II увдавяй ЙОДучеШ!Я кач8е?ввш®й пршя

ттш ш^щ^бщтпш шртшшт трьшш

ш тттш поиска п*тж технических решений é*I.Анализ *ттм техк©логических шр*

м тжьшмы ш ртшрти щттт tmmm Ы.Ышшчытет* исследование влияния продеооеэ Шжртш$жт-шртшьшт^

иервхода

6.3. Основы тштттш шодхеда % шрттж^ ваш» «технологии % технологического тштшш mam np¡~ дидъного пврехеда

- ш ЧДМч II МШМкНХЙШШ

йршлох$нля

ВЫБО? ШШШХк

Социально-©кономическое развитие ?оееийеквй Федерации нераз-. в рштш текетилыей промналеннеети » основой ш-

роге лшш*ш еездание прогрессивней технологии и конку ре нтносн о-еебнег© производительного еберудевания »яезволявдегв одновременно улучши« условия труда » экономить материальные рееурсм.

Текстильной промышленности принадлежит ведущая pi» в уд ев»-

имеет евов развитув текетильнув нромншденнвсть и обслуживающее её lHUPiHMVpflflXieil производстве.

Отечественная текстильная промышленность ge занимает века tere иоложения в народном хозяйстве,кет©рое она должна бн заякма*».Сложившееся положение в значительной мере обусловлен® технологической к технической отсталость» текстильной нромнщленнеети.Уетареваее технологическое оборудование составляет в отраеди до 76$.фондовооруженность «руда в среднем в 3 раза ниже, чем во другим ©травлям, рушим трудам занят каждый третий работашщий.йотребноеть в новей технологии и оборудовании многие г едя удовлетворялась не беде« чем «а из которого к тему se только пятая чаеть еоетветствовала современному технологическому в техническому уровне.

Теши ебневдешш ©сновннх фондов в начале 90-х гедев не ерав« ненив е 1970-ми годами снизились i 1,1 раза,их износ увеличился де 33JÍ,a технологического оборудования де 5Х£ч!Цлвтш» осложняло©* еще и тем,что потребность отрасли в высококачественном сырье удовлетворялась не белее «им на 60-7($ ¡тому-же до пееледнеге

времени [IIS] н© уделялось надлежащего внимания созданию новых тех» Н0ЛОГИЙ и комплектного оборудования для обработки регенерированного волокна,что в условиях емришмг» дефицита приобретает актуально© значение для отрасли и страны в нелеп*

Данное положение к концу 90-х годов в еилу некоторых вричин не фолько не улучшило©» ,н© и ещё более усугубилось.

кий потенциал текстильной премшда иноетиfеё нацеленность на решение проблем социальной еферы, 1©ссия ее может позволить вебе и не должна превратиться в придаток промыт ленно развитых текстильных дера» и стать их рынком сбыта.Надо полагать,что развитию текстиль*-ной промышленности будет уделено надлежащее внимание «Наряду с ий-вестициями.закункой лицензий н комплектного импортного оборудова- . ния »прежде всего »должно быть уделено внимание с ев© рше не твованив существующих и созданию новых системных технологий обработки волокон» как основополагающей базы для создания современного конку-рентноепоеобиого оборудования и повышения фондовооруженности от-

Анализ тенденций развития текстильной промышленности показывает »что основными задачами по созданию новых технологий и оборудования на ближайший период являются:

- повышенно технологического и технического уровня обработки волокон и качества выпускаемой продукции,

- расширение возможности технологического оборудования за счет но* дульного построения и гибкой технологической переналадки,

- повышение степени унификации технологии и оборудования,

- улучшение условий труда и комфортности обслуживания машин« • уменьшение удельной металле и энергоемкости [189] «

Одной из актуальных задач отечественной текстильной промышленности ,вытекающей из вложившихся на сегодня условий экономики,

является разработка интенсивной ресурсосберегавдей технологии и ускорение обновления прядильных производств конку рентноспосебным технологическим оборудованием » находящимся во показателям назначения, надежности и др. на достаточно высоком техническом уровне,а также созданными на баз© этого оборудования автоматизированными линиями и участками,реализующими малоотходную и малолюдную технологию .

Существующему этану развития прядильного производства присуще разделение технологического процесса обработки волокна на ряд главных операций ш создание практически для каждой из них своего вида оборудования,1езудьтатом такого развития явились существующие многопереходные системы прядения,объединяющие несколько десятков подобных и разнородных машин.Несмотря на те*что отдельные машины сами яо еебе могут иметь неплохие в целом технико-экономические показатели, комплекс«состоящий из этих машин» практически всегда переусложнен по технологии обработки волоком,слабо согласован и трудиеувравляем.Взаимнов дублирование операций обработки волокон и их невоследовательность приводят к избыточности этих операций и,как правило, к избыточности оборудования и их низкой эффективности.

Выход из этой ситуации количественного дискретного развития заключается в трансформировании существующих систем в направлении интеграции операций обработки волокон, агрегатировании технологических модулей, обеспечении непрерывной технологии обработки полуфабрикатов прядения и в разработке технологического процесса , как пяотносвязной системы от запуска кип до конечного продукта -пряжи [2,3,123] .

Объектом исследования в данное диссертационной работе выбрана технология подготовки волокнистом массы к прядению и технология обслуживания хлопкопрядильного оборудования.Качественные показатели полуфабрикатов прядения определяются не только видом

а

! Ж характером технологических операций обработки волокна,н© и зависит отчисла и п ос лед оват ель ности их выполнений, а также ©т коне

руктивыо-технологических параметров оборудования, в го количества и

«

места установки в© ходу технологического процесса.

Актуальность« Данная работа носвящена разработке интенсивных технологических процессов подготовки хлопкового волокна к процессу кардочесания на основе непрерывности обработки волокнистой массы, Стабилизации качественных показателей продуктов .модульного принцип построения машин и агрегатирования их в поточные линии »созданию ря да обслуживающих устройств для прядильных машин.

Работа выполнялась в соответствии с рабочши планами проблемы ШТК "Текстиль", а также в соответствии с государственными програм мами по создает» новых систем машин за период 1981-1998гг.

Актуальность работы обуславливается постоянно растущими требе ваниями к разработке интенсивней малоотходной технологии и обеспвч нию высокой рентабельности производства.

Эффективная обработка хлопкового волокна моявт быть достигнут путем создания сберегаадей технологии и новых способов воздействия на волокно »прогрессивных видов оборудования с различными средствам его технологического оснащения,минимального их количества и упорядочения расстановки по ходу технологического процесса.

Ресурсосбере гающая технология и реализующее ее оборудование должны обеспечивать высокую производите,льность и качестве получаемых полуфабрикатов и готового продукта »гибкость переяаладщ по виду перерабатываемого, сырья, модульность построения агрегатов и поточных линий при относительно низких затратах и себестоимости

пр одукшш, вые оку® рентабельность производства, низ кую энерго ж материалоемкость» что требует ,очевидно,комплексного подхода при реш

ñ

wm дашой проблемы* :

Шмь И задачи мЫмжттт, веновшя mm ©©efoiü в ^трШт» те еретических основ интенсивных технологических процвссов подготовки хлопкового волокна к кардочееашю: разрыхления, очистки,обеспыли-вания,смвшиватшя и распределения волокнистой массы по машинам,в проведении исследований операций обслуживания хлткопрядильннх машин и ШёЩшт ж этой базе новых технологических компоновок оборудования прядильного производства.

Пеетавяенная цель достигнута путем комплексного решения проблемы, которая вклвчает следующие задачи:

1« ^эротическое исследование шеращй подготовки волокнистой мае-еы к щрэшёеу квд^ееаиш я зкшёряйвш^адьнео odoesosairae шшх технблоййееких приемов à штвртшх яехтчтш решений,

2. Теоретические и практические исследования шераций отбора волокна е поверхности кип,

ЗЛ^ретичебше й практические иееяедования шераций оазрыхления волокна © определением параметров рыхлитвльных элементов рабочих ср панов.

4.Теоретические и практические иеследования шеращй интенсивной очистки и обеспыливания волокнистой массы, распределения волокнистых потоков и практические испытания новых

5,Разработка моделей смешивания компонентов волокон и их экопери-

ментальяов ©беенование. Теоретические исследования у вдовий движения волокнистой маесы »

б.Разработка маршрутной технологии подготовки хлопкового и f «здание m ее базе новых технологических в модульном исполнении.

оборудования

7.Теоретико-экспериментальные исследования не выдеру оптимальных параметров новей поточное линии "кипа-чесальная лента",

Ь.Разработка технологии механизированного обслуживания и обслуживающих устройств для хлопкопрядильного производства.

у.Экспериментальная проверка теоретических и технических решений в лабораторных и вромышленних условиях.

Методы исследования. При проведении теоретических иеследований в работе использована методы дифференциального и интегрального исчисления,операционного исчисления,тензорной алгебры и векторного анализа,теории множеств,методы механики сплошных сред,теории массового обслуживания,статистического моделирования,планирования экспериментов,теории вероятностей и математической статистики.элементы теории знаковых систем,теории связности,

Для определения технологических и конструктивных параметров оборудования использовались методы динамики средних значений.ли-нейного программирования.элементы теории решения изобретательских функционально-технологического моделирования, а также стандартные методы анализа качественных показателей полуфабрикатов и продуктов прядения.

При теоретических и экспериментальных исследованиях разработан ряд физических и математических моделей смешивания клочков волокон различней формы, а также ряд семиотических меделечением* ващих операции р; деления,питания, очистки и смешивания и позволяющих формализовать технологические процессы,выполняемые на машинах поточных линий.

экспериментальные исследования проводились на созданных образцах технологического и вспомогательного оборудования в условиях Опытных фабрик Пензенского МШИНмаа и ШИС "Текстиль* ^г. Москва), Дедовского объединения техничееких тканей, А0 *К©хматекетильи, а также при производственной эксплуатации оборудования в условиях

АООТ "Гу с ь-Хру с тальиый текстильный комбинат",AÔQT м#абрика жм.и.Н.

Балашова" ^г.Иванове) ж других текстильных предприятий ü к <*ИГ« ддя обработхи окспериментальных данных к анализа ксйользеваны

шшм«

Научная новизна. В диссертационной работе впервые получены

следующие научные результаты:

- теоретически обоснованы интенсивные технологические процессы подготовки хлопкового волокна х хардочесанив g получения качественных продуктов прядильного производственна основе которых подучен новые епосебм многослойного н комбинированного отбора волокна е кип, многократного обеспыливания велокносме си .активной и пассивно: очистки волокна.многопараметркчесхог© смешивания компоненте» »»* локон на базе разработанной концепции связности клочков и организованного распределения волокнистых потеков по бункерам,в рамках которых разработаны новые технологичеокне компоновки поточных линий и механизированных комплексов;

- разработаны математические модели кипы хлопка с учетом еговязко-упругих свойств и движения компактного елея волокон а зонах обработки, на базе которых получены новые аналитические зависимости для расчета технологических и конструктивных параметров зон ян* тенеявного рыхления и очистки«многократного обеспыливания ж оме« кивания волокон m разработаны новые решения кипных питателей и разрыхлительне-очистительных машин;

- разработан ряд моделей смешивания компонентов волохон с учетом евязнеетн клочков,в рамках которых получены выражения для определения кезф^ицнентов занесения волокном бункере« смешивавщих машин и критнчесхи© значении количества клочков,при которых возникает их связность,и теоретически обоснованы условия качественного перемешивания компонентов волокон в поточной линии;

обоснована тащ концепция технологии интенсивной обработки волокнистого мемориала в поточной линии,в рамках таны я^еедаокиимр новые узды,машины ш азфераты в модальном не а о лнекии ,п роведеН|1 обоснование критериев гибкости поточных в'пел^на 'фермам индекса гибкеден; л'

разработаны иевт! епоеобы н технические решения »учитывающие ме» ханику движения виюкна и удаления ив него инородных включений, проведено теоретическое обоснование взаимодействия рабочих орга-

^ •• Л'"-.' .¡-.ф.ьу- < -* 1 ■ •■ ■ .. . ' Ол - ''.'•.' ... V ; М ^ -.ей"/".

НОВ с .0.1

определен» пара» подучены конечные процессов ебрабе?!

Ш волокнистой паевой* по ре зультатам которого <ры рыхлительиых элементов рабочих органов и формулы для расчета етих параметров по ходу волокнистой массы в поточной линии; проведено математическое моделирование процессов обработки волокна в поточней линии,на основе которого осуществлена многокритериальная оптимизация выходных технологических параметров созданной дннии и определены области устойчивой ее работы, разрабе*? тана методика оценки технологической неуправляемости и определены каналы воздействий,уменьшавшие ету неуправляемость; разработаны и обоснованы методы поиска новых видов устройств ^ и оборудования прядильного производства,обеспечивающих непре-

х-

равнееть и стабильность процессов при высоком качестве выходящих продуктов

волокнистой массы

•т

V

* предложен* новые подходе к классификации и выполнению операций обслужмвания прядильного оборудования и разработаны новые тщщ»~ логические приемы съема готовой продукции одновременно на группе машин и конструкции устройств для съема продукции и устранения обрывов вряжи» облегчавшие условия труда основног* и вспомогательного персонала и обеспечивающие стабильность и качество продуктов прядения;

• на базе проведенных исследований решена проблема создания интенсивной технологии обработки волокна и компактных поточных ди-ний в модульном исполнении, обеепечивавдих широку® вариабельность но технологии обработки н составу линии в зависимости от условий производства при высоком уровне рентабельнее?*.

Принципиальная новизна разработанных технологий н устройств подтверждена IX авторскими «вадетельствамн и патентами Российской

Арктическая ценность* Разработанная технология и возданное на её базе приготовительное оборудование позволили существенно улучшить качество подготовки велокиосмесн к чесани» н увеличить производительность поточней линии в 1,6-2 pasa во сравнение е используемым оборудованием.

Явзудьтаты иселедован�