автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Совершенствование технологической проводки ткани в форме жгута в отделочном производстве текстильной промышленности

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Виды вдчения длинномерных волокнистых материалов и их особенности

1.2. Кручение длинномерных волокнистых материалов при движении по поверхности.

1.3. Анализ технологического оборудования для обработки ткани в форме жгута

1.4. Постановка задачи исследования

2. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ЮТОВ.

2.1. Исследование структуры жгутов ткани.

2.2. Экспериментальное исследование характеристик вручения жгута ткани

2.3. Диаграмма растяжения жгута ткани.

2.4. Изменение геометрических характеристик жгута ткани при кручении

2.5. Теоретическое исследование характеристик ^учения жгута ткани.

2.6. Выводы.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ КРУЧЕНИЯ ЖГУТА ТКАНИ.

3.1. Методика исследований кручения жгута при движении по элементам машин

3.2. Методика измерения крутки жгута

3.3. Кручение жгута при движении по направляющему кольцу.

3.4. Кручение жгута при движении по брусу

3.5« Кручение жгута при движении по перекатному ролику и валковой паре.III

3.6. Кручение жгута при укладке в емкости ♦ . . . • II

3.7, Выводы.

4. ВЛИЯНИЕ КРУТКИ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ОБРАБОТКИ ТКАНИ

4.1. Аналитические исследования процесса вручения жгута ткани.

4.2. Влияние вручения на структуру жгута.

4.3. Влияние кручения на качество промывки и пропитки ткани.

4.4. В ы в о д ы.

5. РАЗРАБОТКА ИНЖЕНЕРНЫХ РЕШЕНИЙ ПО УСТРАНЕНИЮ

КРУЧЕНИЯ ЮТОВ.

6. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ И ЕЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

6.1. Опыт внедрения результатов работы.

6.2. Экономическая эффективность от внедрения результатов работы

Исторические решения ХХУ1 съезда нашей партии и последующие Пленумы ЦК КПСС определили главной задачей одиннадцатой пятилетки повышение материального и культурного уровня советского народа путем достижения дальнейших успехов в создании материально-технической базы коммунизма, ускоренного развития научно-технического прогресса, более рационального использования производственного потенциала страны, всемерной экономии всех видов ресурсов и улучшения качества работы / I /.

Большие и ответственные задачи поставлены перед текстильной промышленностью как одной из основных отраслей, удовлетворяющих потребности советских людей в товарах народного потребления» К 1985 году намечено увеличить объем производства на 18-20 %, довести производство химических волокон и нитей до 1,6 млн.тонн, повысить производительность труда на 16 - 20 %, наращивать выпуск высококачественных товаров, пользующихся повышенным спросом,прежде всего различных видов хлопчатобумажных, шерстяных, шелковых, льняных тканей и одежды из них./ 2 /•Для достижения намеченных целей необходимо увеличить производительность оборудования и повысить качество выпускаемой продукции» Решению этих задач и посвящена данная работа,В озделочном производстве суровую ткань и трикотаж обрабатывают как расправленным полотном, так и в форме жгута,Наиболее распространена обработка тканей расправленным полотном, так как это в большинстве случаев позволяет добиваться более высокого качества обработки при одних и тех же затратах химикатов и воды,Но и обработка тканей и трикотажа в жгуте распространена очень широко. Хлопчатобумажные и льняные ткани в жгуте отбеливают, 1фасят и промывают. Шелковые ткани и трикотаж отваривают, промывают, красят и отжимают. Шерстяные ткани подвергают валке, крашению и промывке. Парк машин для жгутовой обработки огромен (см.ниже). Кроме непосредственной обработки, ткань часто транспортируется жгутом от машины к машине, путем протаскивания ее тянульными устройствами по направляющим элементам. О большом объеме обработки тканей жгутом говорит тот факт, что более 90 % хлопчатобумажных тканей отбеливают в жгуте, а доля этих тканей в общем объеме производства наибольшая.

В настоящее время доля машин для жгутовой обработки тканей уменьшается. Несмотря на это, полностью заменить данный вид оборудования в обозримом будущем не удастся, так как он имеет ряд существенных дреимуществ перед оборудованием для обработки ткани и трикотажа расправленным полотном. Это прежде всего простота конструкции этих машин и более высокая их производительность за счет большей скорости проводки тканей и возможности обработки одновременно нескольких жгутов на одной машине (линии). Однако при обработке тканей и трикотажа жгутом наблюдается ряд негативных явлений. Одним из них является закручивание жгута в процессе его технологической проводки по машинам и от машины к машине. Крутка жгута ткани отрицательно сказывается на технологическом процессе отделки ткани и снижает КПВ оборудования. У замученного жгута снижается площадь активной поверхности, а это затрудняет пропитку ткани рабочими растворами и ее промывку.

При обработке нескольких жгутов в одном ручье (в котлах ИвНИТИ, линиях Л10-1) крутка затрудняет разделение жгутов после обработки, а накопление значительной крутки приводит к обрывам ткани при разделении сложных жгутов и их расправлении.

Крутка жгута затрудняет его расправление после обработки.Поэтому в состав жгуторасправителей для хлопчатобумажных и льняных тканей вводят била, которые нарушают структуру тканей. При значительной крутке жгута жгуторасправители не в состоянии их расправить, и поэтому» чтобы избежать обрывов, приходится останавливать оборудование для устранения крутки. Крутка движущегося под натяжением жгута вызывает дополнительную неравномерную по сечению жгута вытяжку основных нитей, что в свою очередь приводит к появлению 5-образного перекоса утка. При этом снижается сортность ткани.

Проблема устранения закручивания жгута ткани, обеспечивающая повышение производительности отделочного оборудования и улучшения качества обработки ткани, является весьма актуальной и важной для текстильной и трикотажной промышленности. Масштабы применения обработки ткани в жгуте огромны, поэтому даже небольшие усовершенствования и улучшения качества обработанных тканей позволят получить значительный экономический эффект.

Без глубокого теоретического и экспериментального исследования процесса кручения жгута ткани невозможно вооружить технологов и конструкторов необходимыми данными для устранения этого явления.

Публикации исследований 1фучения жгута в процессе технологической обработки в СССР отсутствуют. Нет публикаций в этой области и в зарубежной литературе.

В силу вышесказанного целью настоящей работы является повышение качества обработки ткани в жгуте и производительности оборудования за счет устранения крутки жгута в процессе его технологичеакой проводки.

Для достижения поставленной цели в работе исследовано кручение жгута ткани в процессе технологической обработки, на основе чего разработан комплекс инженерных решений, направленных на устранение щ)утки.

Исследования, представленные в диссертации, выполнены впервые. Установлены причины закручивания жгута ткани в процессе обработки, Вскрыта сущность эффекта самопроизвольного закручивания жгута ткани при движении по шероховатой поверхности. Исследованы структура и физико-механические свойства жгутов ткани, процесс защ>учивания жгута, влияние крутки жгута на структуру и технологический процесс обработки ткани, влияние технологических и конструктивных параметров на кручение жгута при движении по элементам машин» изучены существующие схемы укладки жгута в емкости и заправки в машины.

На защиту выносятся следующие основные положения диссертации:- жгут ткани в процессе технологической проводки закручивается при взаимодействии с элементами машин, по которым он движется, при укладке его в емкости и заправке в машины;- структура жгутов ткани неустойчива, в процессе технологической проводки она изменяется случайным образом, объемная плотность жгутов по сечению неравномерна;- крутка жгута снижает качество промывки ткани, при крутке жгута бязи арт.4706 й = 3 кр/и степень промывки падает с 85 % при К = 0 до 60 %\- жгут ткани закручивается при движении по направляющему кольцу и брусу, перекатной ролик и валковая пара не закручивают жгут;- величина крутки жгута при движении по направляющим элементам уменьшается при уменьшении геометрических заправочных параметров, натяжения, скорости проводки, влажности ткани,увеличении размеров направляющих элементов, линейной плотности и коэффициента трения жгута;- при укладке жгута ткани в варочные котлы, ящики и центрифуги по общепринятым схемам жгут ткани закручивается;- для устранения закручивания жгута ткани рекомендуется геометрические заправочные параметры устанавливать минимальными,снижать натяжение жгута, применять для жгутов средней линейной плотности брусья диаметром более 35 мм, направляющие кольца с диаметром тела порядка 70 мм и диаметром отверстия 200 мм;- в качестве направляющих элементов при переменном направлении движения жгута через них целесообразно применять поворотные и самоустанавливающиеся кольца;- для предотвращения выхода закрученного жгута из отделочных линий, состоящих из машин со спиральной заправкой, необходимо, чтобы направление движения жгута в спиралях каждой последующей машины было противоположно направлению движения в предыдущей машине, шаг петель в заправке равен ширине жгута, число петель заправки в каждой спирали, образующих смежную пару, было равным, а число спиральных заправок в линии четным;- для устранения крутки жгута при выборке из центрифуги необходимо при укладке жгута изменять направление вращения корзины после укладки очередного витка.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1, Установлено, что жгут ткани в отделочном производстве; закручивается при движении по элементам машин,укладке в емкости и заправке в машины.

2. Изучены свойства и структура жгутов ткани. Проведена их классификация. Выявлены зависимости адтящего момента и крутильной жесткости жгута от различных факторов.

3» Получено несколько математических моделей жесткости жгута ткани. Простейшая однопараметричеакая модель, выраженная в безразмерном виде, дает результаты, качественно совпадающие с экспериментальными значениями.

4. При движении по элементам машин жгут закручивается под действием момента, создаваемого силами сопротивления движению жгута.

5. Разработана методика и стенд для исследования кручения жгута ткани при движении по элементам отделочных машин.Крутка жгута определялась методом саморасадчивания, на который получено авторское свидетельство & 1128174.

6. Величина крутки жгута ткани при движении по направляющим кольцам и брусьям уменьшается при уменьшении заправочных углов, натяжения, скорости проводки, влажности ткани, увеличении размеров направляющих элементов, линейной плотности и коэффициента трения жгута.

7. Жгут ткани при движении через перекатной ролик и валковую пару не закручивается.

8. Жгут ткани закручивается при укладке по общепринятым схемам в варочные котлы, ящики и центрифуги. При выборке жгута из варочного котла и центрифуги полученная крутка не исчезает.

9. Кручение жгута ткани отрицательно сказывается на технологическом процессе ее обработки: ухудшается качество промывки и пропитки ткани, образуется «У -образный перекос утка.

10. Разработан комплекс инженерных решений по устранению вручения жгута ткани, включающий рекомендации по выбору оптимальных заправочных параметров, размеров направляющих элементов и их обработки, режимов проводки, структуры жгута, применение поворотных и самоустанавливающихся направляющих колец, новые схемы заправки и укладки жгута. Схема заправки жгута ткани в линии типа Л10 защищена авторским свидетельством & 996564.

11. Внедрение результатов работы на Ивановской ткацко-отде-лочной фабрике им.Н.АЛиделева позволило улучшить качество обработки ткани, увеличить производительность оборудования и облегчить обслуживание машин. Экономический эффект от внедрения за счет увеличения КПВ оборудования составил 1012 руб. в год на одну белосушильную линию и 425 руб. на один варочный котел.

1. Материалы XX У1 съезда КПСС. М.:Политиздат, 1981, - 223 с.

2. Тихонов H.A. Основные направления экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года. Доклад ХХУ1 съезду КПСС 27.02.81. М. ¡Политиздат,1981, - 46 с.

3. Соколов В.Г. Теория кручения волокнистых материалов.- М. ¡Легкая индустрия, 1977, 144 с.

4. Червяков Ф.И. Почему на швейных машинах распучивается верхняя нитка. Швейная промышленность, i960, Л 5, с.24-30.

5. Финкелыптейн И.И. К теории вопроса о формировании и вручении ровницы. Изв.вузов.Технология текстильной цромышленности, 1966, Л I, с.70-75.6» Павлов Ю.В. Неподвижные вьюрки в прядении. М.:Легкая индустрия, 1978, - 120 с.

6. Хлебникова В.Н, Исследование и разработка путей снижения сбытой вытяжки ленты и ровницы в зоне питания машин прядильного производства. Дис.на соиск.учен.степени канд.техн.наук. -Иваново, 1973, 246 с. - (ИвТИ).

7. Донков A.A. Изыскание путей улучшения структуры ленты на ленточных машинах. Дис.на соиск.учен.степени канд.техн.наук. -Иваново, 1978, 227 с. - (ИвТИ).

8. Смирнов В.И.,Карасев Г.И. К вопросу об оценке величины кутящего момента,вызывающего ложную Щ)утку ровницы. Изв.вузов. Технология текстильной промышленности, 1971, Л 5, с.47-49.

9. Мигушов И.И. Исследование движения нити по поверхности.- Изв.вузов.Технология текстильной промышленности, 1971, Л 6, с.61-65.

10. Чистобородов Г.И. Исследование спиральных вьюрков и совершенствование процесса формирования полуфабрикатов в прядении.

11. Karrholm N., Nordhammer G., Friberg 0. Penetration of Alkaline Solutions into Wool Fibres Determined by Changes in the Rigidity Modulus. Text. Res. J., v. 25, 1955, N 11, p. 922-929.

12. W.E.Morton. F.Permanyer. Torsional relaxation in Textile Fibres. J. Tex. Inst., v. 38, 1947.23. w.Frenzel, K.H. Banke. Die Messung der Kringelneigung von Jarnen und Lnirnen. Faserforach. u. Textiltechn. 1957» H. 4, S. 129-134.

13. Сухарев М.И.,Куличенко А,В. Современные методы оценки влажности текстильных материалов. Изв.вузов.Технология текстильной промышленности, 1976, $ 6, с.15-18.

14. Куликов А.И. Исследование характеристик вручения жгутов ткани* Иваново, 1984, - 8 с. - Рукопись представлена ИвТИ. Деп. в ЦНИИТЭИлегпром 10.02.84, Л 929, ЛП-Д84.

15. Конышев И.И, Элементарная теория идеальных волокнистых структур. Иваново, 1981, - 68 с. - Рукопись представлена ИвГУ. Деп. в ЦНИИТЭИлегпром 2.03.82, Л 545, ЛП-Д82.

16. Физический энциклопедический словарь $6К. М.,1960-66. T.I.

17. Федосеев В.И. Сопротивление материалов. М.:Наука, 1969,- 670 с.

18. Мигушов И.И. Механика текстильной нити и ткани М.:Легкая индустрия, 1980, - 160 с.

19. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике.- М.:Наука, 1965, 140 с.

20. Конышев И.И.,Туликов А.И. Кручение рыхлых волокнистых структур. Иваново, 1984, - 22 с. - Рукопись представлена ИвТИ. Деп. в ЦНИИТЭИлегпром 13.02.84, Jk 932, ЛП-Д84.

21. Чистобородов Г.И. и др. Аналитическое исследование процесса мучения текстильного материала при продольном движении черезкольцо, Изв.вузов.Технология текстильной промышленности, 1984, Л 3, с,23-26,

22. Тихомиров В,Б, Планирование и анализ эксперимента, -М.:Легкая индустрия, 1974, 262 с,

23. Адлер Ю.П.,Маркова Б,В»,Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий, М.:Наука, 1976,-279с.

24. Недина В.Т.,Сухарев М.И.,Филиппов П.А. Исследование аэродинамических свойств текстильных материалов. Изв.вузов. Технология текстильной промышленности, 1983, J& I, с.15-18.

25. Вакс Б.Э. Измерение натяжения нитей. М. :Легкая индустрия, 1966, - 231 с.

26. Демина Н.В.,Моторина A.B.,Новиков Н.А* и др. Методы физико-механических испытаний химических волокон, нитей и пленок.- М.¡Легкая индустрия, 1964, 352 с,

27. Мередит Р,,Хирл Дж.В.С. Физические методы исследования текстильных материалов, М?:ГЪзлегпром, 1963, - 388 с.

28. Новый способ укладки ткани в центрифугу, устраняющий ее закручивание. Иваново, 1983, - 4 с. - /ИЛ/ Иваново ЦНТИ,£43-83/.

29. Погорелов А,В, Дифференциальная геометрия. М.:Наука, 1969, - 176 с.

30. Крагельский И.В.,Виноградова И.Э. Коэффициенты трения,- М,:Машиностроение, 1962, 220 с,

31. Трение волокнистых материалов. Сборник НИР. Научно-редакционная секция НИТИ. М.,1934, 32 с.

32. Дубинин А,Д, Энергетика трения и износа деталей машин,- Киев, МАШГИЗ, 1963, 136 с.

33. Хвалысовекий Н.В. Трение текстильных нитей, М.,1966,- 178 с.

34. Павлов А.й. Сравнительная характеристика методов и приборов для определения тангенциального сопротивления текстильныхматериалов. Изв.вузов. Технология текстильной промышленности, 1961, Я 5, с.34-39.

35. Манушкина Н.Й.,Киселев А.К. О методике определения трения текстильных материалов. Изв.вузов.Технология текстильной про» мышленности, 1967, Л 5, с.34-38.

36. Успенская М.В.,1^кин Г.И. Классификация методов и приборов для определения фрикционных характеристик волокон и изделий из них. Изв.вузов.Технология текстильной промышленности, 1975, Зв 6, с. 11-15.

37. Каган В.II. Взаимодействие нити с рабочими органами текстильных машин.-М.¡Легкая и пищевая промышленность,1984,- 116 с.

38. Каган В.М.,Цитович И. Г. К расчету натяжения нити при движении по поверхности с большой 1фивизной. Изв.вузов. Технология легкой промышленности. Киев, 1974, М 4, с.129-134.

39. Севостьянов А.Г. Методы и средства исследования механико-технологических процессов текстильной промышленности. М.¡Легкая индустрия, 1980, - 392 с.

40. Успенская М.В. Влияние влажности на фрикционные свойства волокон, Изв.вузов.Технология текстильной промышленности, 1975, £ 3, с.147-148.

41. Виноградов Ю.С. Математическая статистика и ее применение в текстильной и швейной промышленности. М.¡Легкая индустрия, 1970, - 308 с.

42. Куликов А.И. Исследование гдэучения жгута ткани при движении на направляющему кольцу и брусу. Иваново, 1984, - 27 с.- Рукопись представлена ИвТИ. Деп. в ЦНИИТЭИлегпром 13.08,84, Л 1079, ЛП-Д84.

43. Трыков П.П., Романовский В,И,, Кульков Н,С, и др. Производство армированных нитей, М.¡Легкая индустрия, 1970, - 309 с.

44. Mertens J.J. The Torque in Highly Twisted Nylon 6 Monofilaments. J. Text. Inst., v. 50, 1959, N 1, p. 170-182.

45. Hearle J.W.S., Peters R.H. Moisture in Textiles. The Textile Institute, Buterworth-Manchester-London, 1960, p. 177.

46. Barella A., Sust A. Quelques propriétés du moment de torsion des fils de laine peignée. Jnd. trie Text., v. 20, 1960, N. 949 p.

47. Postle R., Burton P., Chaikin M. The Torque in Twisted Singles Jarns. J.Text. Inst., v. 55, 1964, N 9, p. 448-461.

48. Trommer G. Das Aufdrehmoments eines Garnes. Paserforsch. u. Textiltechn., 1966, H. 8, S. 355-362.

49. Wegener W., Wulfhorst B. Das für die Verdrehung von Reifenkorden und Monofilen erforderliche Torsionsmoment. Z. ges. Text., 68 (1966), H. 12 und 69 (1967), H. 1, S. 37-43.

50. Корн Г.Дорн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров, М.:Наука, 1968, - 720 с.

51. Корицкий К.Й. Инженерное проектирование текстильных материалов. М.:Легкая индустрия, 1971, - 352 с.

52. Плановский А.И.»Николаев Н.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. М.:Химия, 1972, - 493 с.

53. Каст В. и др. Конвективный тепло- и массоперенос. -- М.:Энергия, 1980, 45 с.

54. Смирнов В.И, и др. Влияние гидродинамической обстановки на процесс промывки ткани. Изв.вузов.Технология текстильной промышленности, 1978, Зв I, с.102-106.

55. Röttiger W. Das Ausnutzen des Waschwirkungs grades -eine Einführung in das Beherrschen von Waschprozessen. Textil Praxis Inst., 1979, Bd. 34, N. 10, S. 1380, 1385-1387, N 11,