автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Совершенствование технологического процесса пневмомеханического прядения

Введение

Глава I. Современные представления о технике и технологии пневмомеханического прядения хлопка.

1.1. Характерные особенности пневмомеханического способа прядения и конструкции современных пневмомеханических прядильных машин, пути повышения производительности

1.2. Процесс дискретизации и транспортировки в зоне ДВ.

1.2.1. Вопросы подачи волокнистого материала в зону дис!фетизации.

1.2.2. Дискретизация волокнистого материала.

1.2.3. Транспортировка волокнисто-воздушной смеси . . 15 1.2. Процессы сороочистки на пневмомеханической прядильной машине.

1.3.1. Устройства сороочистки

1.3.2. Теоретические основы сороочистки

1.3.3. Экспериментальные исследования работы сороочистки

1.4. Процессы формирования пряжи •

1.4.1. Основные этапы формирования пряжи.

1.4.2. Основные теоретические вопросы процессов форшфования.

1.4.3. Теоретические аспекты натяжения и формы баллона НИТИ в ПК.

1.4.4. Вопросы присучки пряжи на пневмомеханических прядильных машинах

Глава 2. Теоретическое и экспериментальное исследование процесса сороочистки, совершенствование прядильных устройств с сороочисткой.

2.1. Определение степени дискретизации волокнистого материала.

2.2. Исследование траекторий движения частиц сорных примесей в зоне диюфетизирущего валика

2.3. Исследования движения частиц сорных примесей в сороудаляющем канале

2.4. Эффективность работы узла сороочистки в прядильном устройстве.

2.5. Экспериментальное исследование работы прядильного устройства с сороочисткой.

Глава 3. Теоретическое исследование процессов формирования пряжи при высокоскоростном пневмомеханическом прядении.

3.1. Натяжение пряжи в процессе высокоскоростного пневмомеханического прядения

3.2. Исследование корреляционной зависимости между обрывностью, натяжением и прочностью пряжи

3.3. Исследование подачи волокна в ПК в процессе присучки.

Глава 4. Отработка технологического процесса получения пряжи на частотах вращения ПК до 75000 мин""*. Экспериментальное исследование процесса индивидуальной присучки.

4.1* Исследование технологического процесса прядения на частоте вращения ПК до 75000 мин"*. Оптимизация ПК.

4.2. Исследование эффективности и качества присучки

4.3. Исследование влияния работы питающего устройства на процесс присучки

4.4. Экспериментальное исследование натяжения пряжи при присучке

Глава 5. Расчет экономической эффективности

Решениями ХХУ1 съезда КПСС предусматриваются более высокие темпы роста продукции группы "Б" по сравнению с группой "А". В 11-ой пятилетке осуществляется курс Коммунистической партии и Советского правительства на дальнейшее повышение благосостояния советского народа. В легкой промышленности объем производства продукции по сравнению с 10-ой пятилеткой должен возрасти на 18-20%.

Необходимым условием выполнения намеченных планов является повышение эффективности производства, улучшение качества выпускаемой продукции на основе внедрения в производство достижений науки, техники и передового опыта / I /.

Ноябрьский Пленум 1981 г. ЦК КПСС подчеркнул важность поиска наиболее эффективных путей достижения высоких конечных результатов производства при наименьших затратах. В "Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на 1981-1985 г.г. и на период до 1990 гV указывается на необходимость широкого внедрения в 11-ой пятилетке прядильных машин, позволяющих значительно повысить производительность труда в прядильном производстве. СССР сегодня занимает одно из ведущих мест по производству и использованию в текстильной промышленности пневмомеханических прядильных машин.

В связи с этим, дальнейшее повышение производительности пневмомеханических прядильных машин внесет значительный вклад в дело решения задач, поставленных перед народным хозяйством.

Повышение производительности пневмомеханических прядильных машин может быть достигнуто за счет увеличения частоты вращения прядильных камер до 60000-75000 мин""*. Повышение скоростных режимов соцровождается возникновением целого ряда проблем, которые в настоящее время недостаточно изучены и не решены до конца практически.

Следовательно, изучение особенностей технологического процесса высокоскоростного пневмомеханического прядения, а также разработка и исследование устройств, исключающих или уменьшающих вредные последствия повышения скоростного режима работы, направлены на повышение эффективности и производительности и являются важным и актуальным этапом в выполнении задач, стоящих перед текстильной промышленностью.

В работе ставится цель - на основании изучения технологического процесса пневмомеханического прядения обеспечить условия дальнейшего повышения его эффективности и производительности, разработать рекомендации по модернизации и созданию новых пневмомеханических прядильных машин.

В соответствии с поставленной целью основными задачами работы являются: проведение теоретического анализа траекторий движения частиц сорных примесей для выявления резервов повышения эффективности работы сороочистки, разработка методики оценки и исследования эффективности работы сороочистки, разработка и совершенствование отдельных элементов сороочистки, теоретическое и экспериментальное исследование условий повышения частоты вращения ПК до 75000 мин~* с точки зрения натяжения пряжи, теоретическое и экспериментальное исследование процесса индивидуальной присучки в диапазоне до 75000 мин~* в части подачи волокна в ПК и усилий, возникающих в пряже, разработка прядильного устройства для отечественной высокоскоростной пневмомеханической прядильной машины.

Методической и творческой основой работы явились труды ведущих советских ученых по технологии и технике прядильного производства. В процессе выполнения работы использовался аппарат высшей математики, теории вероятностей и математической статистики, основы механики гибкой нити.

При экспериментальных исследованиях использовались методы математического планирования эксперимента, корреляционного, регрессионного и дисперсионного анализа. При измерении натяжения нити использовались методы электротензометрии. Для приборной оценки технологического процесса и качества пряжи использовались стандартные приборы и ровнотомер фирмы "Цельвегер Устер". При расчетах применялась ЭВМ "Наири-2".

В работе получена и решена на ЭВМ система дифференциальных уравнений второго порядка, определяющих движение частиц во вращающемся воздушном потоке. Установлено, что траектория частицы определяется в первую очередь направлением вектора скорости частицы при входе ее в воздушный поток. Построены траектории движения частиц сорных примесей в зависимости от скорости их витания при наличии ударных воздействий о зубья гарнитуры и детали диснретизи-рующего устройства.

Определено значение критического угла наклона зуба гарнитуры, при котором частица после удара о зуб проходит по касательной к корпусу дискретизируклцего валика (ДВ).

Установлено, что частота вращения ДВ определяет скорость движения частицы, чем оказывает влияние на выделение последних в канал сороудаления.

Предложено решение корпуса дискретизирующего устройства для уменьшения "биллиардного" эффекта при удалении частиц сорных примесей.

Рассмотрено движение частиц сорных примесей в канале сороудаления с учетом ударных воздействий о стенки канала.

Установлена экспоненциальная зависимость между эффективностью сороочистки и количеством выделенных отходов. Предложен метод оценки эффективности сороочистки.

Рассмотрены вопросы работы прядильного устройства с сороочист-кой в зависимости от заправочных параметров и аэродинамических режимов и проведено экспериментальное исследование различных конструкций прядильных устройств с сороочисткой.

Исследованы условия равного натяжения пряжи в зависимости от диаметра ПК и частоты ее вращения. Предложен критерий подобия для определения диаметра ПК. Установлена обратная корреляционная зависимость между обрывностью по причине "нить в камере" и разностью разрывной нагрузки и натяжения пряжи.

Установлена аналитическая зависимость распределения динамического натяжения пряжи в баллоне в момент присучки.

Установлена динамическая зависимость времени подачи волокна питающим цилиндром в ПК при присучке.

Экспериментально доказана возможность индивидуальной присучки пряжи на частотах вращения до 75000 мин~*.

Доказано возникновение ударных нагрузок при присучке и установлена их связь с натяжением пряжи в процессе прядения.

Экспериментально исследовано влияние питающего устройства на процесс присучки и получена экспоненциальная зависимость линейной плотности волокнистого клина, формирующегося в ПК в момент подачи волокна при присучке.

На основании теоретических и экспериментальных исследований технологического процесса разработаны и защищены авторскими свидетельствами конструкции отдельных элементов прядильного устройства с сороочисткой. Разработаны прядильные устройства с диаметрами ПК 43 мм и 48 мм с возможностью установки их на отечественных пневмомеханических прядильных машинах типа ППМ-120 для работы на частотах выше 60000 мин~*.

Результаты работы внедрены Пензенским машиностроительным заводом "Пензмаш" при производстве скоростных пневмомеханических прядильных машин ППМ-120-МС с годовым экономическим эффектом на одну машину 848,15 руб. при выпуске в 1983 г. 1236 машин.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, библиографии и приложения. Основное содержание изложено на 113 страницах.

17. Результаты работы по исследованию и совершенствованию сороочистки внедрены на отечественных пневмомеханических прядильных машинах ППМ-120-МС с годовым экономическим эффектом на одну машину 848,15 руб.

Прядильные устройства с ПК диаметром 43 и 48 мм используются на опытных образцах пневмомеханических прядильных машин ППМ-120-А, изготовленных Опытным заводом НПО "Пензтекмаш".

1. Материалы ХХУ1 съезда КПСС. ,М. »Политиздат, 1982, -222с.

2. Роглена и др. Безверетенное прядение Перевод с чешского., М., Легкая и пищевая промышленность, 1981, - 293 с.

3. Севостьянов А.Г., Шетлер В.В. Методы расчета заправки пневмомеханических прядильных машин., М.,Легкая индустрия, 1976, -52 с.

4. Севостьянов А.Г., Закс H.A. О классификации новых способов прядения, "Текстильная промышленность", 1971, № 8, с.20-23.

5. Севостьянов А.Г. Анализ современного развития новых способов прядения. Сб.тезисов докладов на Всесоюзной научно-технической конференции МТИ, 1973.

6. Павлов Г.Г. Аэродинамические основы безверетенных способов прядения, М.,Легкая и пищевая промышленность,1982, с.85-95.

7. Севостьянов А.Г.,Никоноров П.В. Исследование процесса дискретизиации на машинах БД-200, "Текстильная промышленность", 1974, № г, с.20-22.

8. Елизаров Н.И., Денисова Н.Е., Денисов Е.Е,, Кондрашина Т.А. Повышение надежности машин типа БД-200, "Текстильная цромышленность", 1983, № 8, с.58-59.

9. Рипка И. Процесс прядения на машине БД-200 теоретическое изучение некоторых основных явлений. Сб.докладов о безверетенном прядении, Прага, 1969, с.1-36.

10. Балясов П.Д. и др. Прядение хлопка, ч.1., М. ,Ростехиздат, 1962, -433 с.

11. Шарыченков A.A. 0 натяжении распрямленных волокон при их движении в зоне зубчатого разделительного валика. Сб.научно-исследовательских трудов НИЭКИПмаш, 1972, № 4, Пенза, с.44-51.

12. Широков В.П., Ангаров Э.И., Повзиков B.C.»Уральская С.Л. Характеристики потока волокон, поступающих в прядильную камерумашины БД-200. Р.С.Прядение,1971, № II, с.16-20.

13. Севостьянов А.Г. Некоторые вопросы теории пневмомеханического прядения. Известия ВУЗов, "Технология текстильной промышленности", 1971, № 3, с.47-54.

14. Шарыченков A.A. Разгон волокон разделительным валиком. В сб.научно-иссл.трудов НИЭКИПмаш, 1972, № 4, с.34-43.

15. Шарыченков A.A. О некоторых вопросах безверетенного прядения. В сб.научно-иссл.трудов НИЭКИПмаш, 1971, № 3, с.3-17.

16. Павлов Г.Г. Аэродинамика технологических процессов и оборудования текстильной промышленности., М., Легкая индустрия, 1975, 151 с.

17. ИшоЬпег E.Zut G-leLchmossLgkeit von Ор&п -EncJ $>pivnLn(j,Jozna¿ of thcTeytil MaicbLne,zy Society o) Jopan 1969, № 4, с.21-26.

18. Очистка волокон на прядильных машинах с открытым концом. Перевод А-86796, М. ,1978, ¿O puíiziQ su nnoscJnino ОЕ ~Te*til¿01977, № 9, 30 с.19. tJiUu J. ondon. Jit Ftow on о Саго! ¿yuupptd J opon1.61, № 153, с.319-328.

19. Павлов Г.Г., Цуликова 3.И.,Строкова Т.Н. Возможности инерционно-аэродинамической сепарации волокнистого материала. "Текстильная промышленность", № 8, 1979, с.34-36.

20. Рипка И. ,Юнек И. Динамика выделения загрязнений в разъединяющем устройстве безверетенного роторного прядильного устройства. " JriV-tda 1982> № ^ Св142о.

21. TeohnLíobc MLtteitung. Sue^tr) WST 5.1-02I00P.9.75-185 S

22. Рипка И., Юнек И. Основные изучения движения загрязнений в зоне разъединяющего устройства безверетенного прядильного устройства "Текстил", 1978, № 9, с.325-332.

23. Никифоров О.Н. и др. Анализ работы узла сороудаления на машине БД-200-РЦЕ при выработке меланжевой пряжи, Р.С.,"Текстильная промышленность", 1983, № 2, с.14-17.

24. Кедрова А.П. и др. Исследование процесса сороудаленияна машине БД-200-РС. P.C. "Текстильная промышленность",1979, № 2, с.10-15.

25. Осокин В.Н. Вццеление сорных примесей на пневмомеханической црядильной машине БД-200. P.C. "Текстильная промышленность", 1977, № 10, с.9-13.

26. Xiß&btö Colt ТоъЬоьо. t fleets of im риг diet* in the-t-eed sliv-en V-on ОЕ-гоЬоъ $>pínnlna. $Tß Spinning. 1/78, с.30-42.

27. Хавкин В.П., Дивинский Л.А. 0 выравнивающей способности камеры безверетенного прядения. Научно-техн.информ. Машины для текстильной промышленности, 1969, № 3, с.10-15.

28. Ripno Z^tílilcJot Duélientn In с1#ъ S>pínn -ИОтт&ъ ßtLrr) open-tr^d ^pl&wn. T&xtil Рга/iS1970, № 8, с.458-463.

29. Игаим им/- Coliman Ий. Stozunflb&uigitich oluzcb

30. HuoKolMierwrtß ir> о!еъ Often *Encl-Tuzilr>t. Text. Jr>cJ. (ВРД), 1971, №4, с.216-219.

31. Хавкин В.П., Севостьянов А.Г., lfy-динов А.Е. К вопросу о выравнивающем действии прядильно-крутильной камеры в процессе пневмомеханического прядения. Известия ВУЗов, "Технология текстильной промышленности", 1973, № 5, с.42-46.

32. Маргулис В.Э. 0 формировании волокнистого слоя в камерах машин пневмомеханического прядения, "Текстильная промышленность",1971, № 9, с.27-29.

33. Гиляревский B.C. Натяжение пряжи в пневмомеханическом способе прядения. P.C. "Прядение", 1973, № 2, с.21-24.

34. Маргулис В.Э. Форма баллона и натяжение нити в центри-фугальном и пневмомеханическом прядении, "Текстильная промышленность", 1969, № 5, с.27-30.

35. Севостьянов А.Г., Гиляревский B.C. Натяжение пряжи при пневмомеханическом способе прядения. P.C. Прядение, 1971, № 7,

36. Коган В.М. Исследование движения нити в прядильной камере пневмомеханического прядильного устройства. Известия ВУЗов, "Технология текстильной промышленности", 1970, № 5, с.39-44.

37. Севостьянов А.Г., Ангаров Э.И. Силы, действующие на баллонирующий участок нити внутри прядильной камеры. Известия ВУЗов. "Технология текстильной промышленности", 1973, № 3, с.41-45.

38. Мигушов И.И. Аналитическое решение задачи стационарного движения баллонирующей нити ( без учета внешних сил). Известия ВУЗов. "Технология текстильной промышленности", 1972, № 5, с.43-46.

39. Маргулис В.Э. Натяжение, возникающее в пряже при пневмомеханическом способе прядения. "Текстильная промышленность",1973, № 8, с.30-32.

40. Мигушов И.И., Плеханов Ф.М. Натяжение пряжи в прядильном устройстве машины ЕД-200. Известия ВУЗов. "Технология текстильной промышленности? 1979, № 5, с.33-36.

41. Скворцов B.C., Мигушов И.И. Исследование движения нити в камере прядильной машины ЕД-200. Известия ВУЗов. "Технология текстильной промышленности", 1973, № 3, с.45-48.

42. Артцт П., Эгберс Г. Технология роторного прядения, М., Перевод ВНИИЛтекмаш Д-28753, 1982, 311 с.1979, № 7, с.551-553.

43. Скворцов B.C., Мигушов И.И. Предельно допустимый вес соринки в пневмопрядении. Известия ВУЗов. "Технология текстильной промышленности", 1973, № 4, с.45-48.

44. Экспериментальное исследование переходных режимов многомуфтового привода пневмомеханических прядильных машин типас.11-14.

45. БД-200-М69.для хлопка и влияния их на пусковую обрывность. Отчет НИЭКИПмаш. Руководитель работы Стародубов A.A., тема 30-79, № Г.Р. 79008120, Пенза, 1979, 173 с.

46. Исследование и совершенствование массовой запрядки и выпуска. Отчет НИЭКИПмаш. Ответственный исполнитель Иванов Г.М., тема 08-81, этал Н362. № Г.С. 81.002.913, 1981, Пенза 36 с.

47. Элиас И. Роторное прядение с высокими оборотами ротора.ttdLond ТыИМггСсЫе," > I975> № с- б94~б95

48. Пастухов В.Т. Вопросы сороочистки в пневмопрядении. Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности, 1983, № 2, с.32-35.

49. Пастухов В.Т., Иванов Г.М. Вопросы сороочистки на машинах пневмомеханического прядения. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Современное состояние и перспективы развития пневмопрядения в XI пятилетке", Пенза,1981, с.54-56.

50. Машиностроение. Энциклопедический справочник, т.1, кн.2., М.,Машгиз, 1947, с.1-47.

51. Левеев Л.И., Пастухов В.Т., Шарыченков A.A., Валяев P.M. Устройство для бескольцевого прядения. A.C. 436591 (СССР), Б.И. № 8, 1982.

52. Пастухов В.Т. Повышение эффективности сороочистки прядильного устройства в пневмопрядении. Тезисы докладов к Всесоюзной конференции "Пути повышения эффективности использования современных текстильных машин", Пенза, 1982, с. 58-59.

53. Пастухов В.Т. Исследование сороочистки на пневмомеханической прядильной машине. Депонир.ст. , № 308 мл-Д82, М., ЦНИИТЕИлегпищемаш, 1982.

54. Сорокин Н.С., Талиев В.Н. Аспирация машин и пневмотранспорт в текстильной промышленности, М., Легкая индустрия, 1978, с.157-158.

55. Исследование работы прядильного устройства машины БД-200-РЦ с встроенной сороочисткой. Отчет ИвНИТИ, тема I-0669H,1979, Иваново, 60 с.

56. Пастухов В.Т.,Шарыченков A.A., Погодина H.A. Устройство для бескольцевого прядения. A.C. 509107 (СССР), Б.И., № 7, 1977.

57. Пастухов В.Т. К вопросу оценки эффективности сороочисткив пневмопрядении. Тезисы докладов к областному семинару. Актуальные вопросы развития машиностроения в пневмопрядении", Пенза,1983, с.24-25.

58. Трапезников В.А. Управление и научно-технический прогресс. Наука, М.,1983, с.1-30.

59. Трапезников В.А. Автоматическое управление и его экономическая эффективность. "Наука и жизнь", № II, № 12, 1965, с.44-55; с. 50-57.

60. Данко П.Е., Попов А.Г. Высшая математика в упражнениях и задачах, ч.П., М., Высшая школа, 1974, с.417-429.

61. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента, М., Легкая индустрия, 1974, 262 с.

62. Вознесенский В.А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях, М.,Финансы и статистика, 1981, с.190-195.

63. Пастухов В.Т. и др. К вопросу высокоскоростного прядения. В сб.научно-исслед.трудов НИЭКИПмаш, 1976, № 8, Пенза, с.10-13.

64. Руководство по обслуживанию машины БД-200- С 120, ЕД-200- С 160, 201/78 V2>S Eilte/ 118 с.

65. Руководство по эксплуатации машины БД-200-РЦЕ, 398/79 VOS f&iex ¿iketzc с. П8.

66. Пастухов В.Т. и др. Исследование влияния скорости вращения и диаметра прядильной камеры на качество пряжи. В сб.научно-иссл.трудов НИЭКИПмаш, 1974, № 6, с.55-57.

67. Пастухов В.Т., Коновалова Т.П. Повышение частоты вращения прядильных камер на машине ППМ-120 до 70000 мин""*. Тезисы докладов к Всесоюзной конференции, 1982, Пенза, с.29.

68. Будников В.И. О вероятности обрывов пряжи. Труды МТИ, Ростехиздат, 1969, с.106-109.

69. Гинзбург и др. Динамика основных процессов прядения, ч.Ш, М. ,1976, "Легкая ицдустрия", с. 224.

70. Клемм. Математические методы статистического контроля в текстильной промышленности, М., Легкая индустрия,197I, с 356 с.

71. Иванов Г.М., Якупов Т.Ш., Измайлов Ю.К., Исаева К.А., Пастухов В.Т. О натяжении нити в камере пневмопрядильной машины цри присучке. В сб.научно-иссл.трудов ВНИИЛтекмаш, М. ,1978, № 34, с. 47-53.

72. Щедров B.C. Основы механики гибкой нити. М.,Машгиз,1961, 170 с.

73. Бронштейн И.Н. Справочник по математике, М.,Наука,1980, -974 с.

74. Смирнов В.И. Курс высшей математики, т.П, М.,Наука,1974, с.133-137.

75. Пастухов В.Т., Паткин В.П. Исследование присучки пряжи на пневмомеханических прядильных машинах типа БД-200-М69. В сб. научно-иссл.трудов НИЭКИПмаш, Пенза, 1973, № 5, с.19-24.

76. Пастухов В.Т., Лебедев В.В., Барсуков A.A. Исследование технологических параметров индивидуальной присучки пряжи в скоростном пневмомеханическом прядении. В сб.научно-иссл.трудов ВНИИЛтекмаш, 1979, № 37, М., с. 29-34.

77. Пастухов В.Т. и др. "Экспериментальное исследование процесса присучки на пневмомеханической прядильной машине БД-200-М69". В сб.научно-иссл.трудов ВНИИЛтекмаш, 1978, № 34,М,с.41-46.

78. Расчет ожидаемого экономического эффекта от производства и использования пневмомеханической прядильной машины ППМ-120-МС /приложение к информационной карте/. Пензенский машиностроительный завод, 1982, Пенза, 30 с.

79. Варковецкий М.М. Количественное измерение качества продукции в текстильной промышленности.М., Легкая индустрия,1976,-102 с.

80. Пневмомеханические прядильные машины на выставке ИТМА.-83

81. Краткая техническая характеристика пневмомеханических прядильных машин на выставке ИТМА-831. Страна, фирма

82. Марка ма- :Перераба- :Линейная : Частота шины :тываемый :плотность : вращения :материал, :вырабатывав: ПК, т :длина во- :мои пряжи, : мин" :локна, мм : текс:1. Диаметр ПК, мм1. Частота вращениямин

83. Хлопок, хим.волокна и их смеси

84. Возможна переработка волокна до 60 мм

85. Хлопок. Химические волокна и их смеси, длина волокна до 80 мместьп