автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.02, диссертация на тему:Совершенствование технологии получения армированной пряжи на кольцевой прядильной машине

Введение

1 Обзор научно-технической литературы

1.1 Структура, свойства, получение армированной пряжи

1.2 Получение армированной пряжи на кольцевой прядильной машине

1.3 Влияние процесса прядения на свойства армированной пряжи

1.3.1 Сматывание и транспортирование стержневой нити

1.3.2 Особенности процесса вытягивания волокнистого материала

1.3.3 Скручивание компонентов армированной пряжи

1.3.4 Влияние процесса прядения на ворсистость пряжи

1.3.5 Влияние свойств волокон на ворсистость пряжи

1.4 Технология подготовки волокна к процессу формирования пряжи

1.5 Определение ворсистости пряжи

1.5.1 Параметры, характеризующие ворсистость пряжи, и способы их определения

1.5.2 Оптические, фотографические и им подобные методы

1.5.3 Другие методы определения ворсистости нитей 34 1.6. Выводы, цели, задачи исследований

2 Разработка оптимальной технологической схемы транспортирования стержневой комплексной нити

2.1 Процесс сматывания стержневой комплексной нити

2.1.1 Изменение натяжения нити в процессе сматывания

2.1.2 Спектр неровноты натяжения стержневой комплексной нити

2.2 Взаимодействие стержневой нити с прутками и нитенаправителями

2.2.1 Анализ взаимодействия стержневой нити с одиночным нитенаправителем

2.2.2 Взаимодействие нити с группой прутков

2.3 Экспериментальное исследование натяжения нити

2.4 Выбор схемы движения стержневой комплексной нити 52 2.5Выводы по главе

3 Способ определения ворсистости нити и прибор для его осуществле

3.1 Способ оценки ворсистости пряжи

3.2 Интегрально-теневой метод определения ворсистости пряжи

3.3 Конструкция прибора для определения коэффициента ворсистости армированной пряжи

3.3.1 Конструкция оптоэлектронного датчика

3.3.2 Выбор рабочей точки и снятие характеристики оптического датчика

3.3.3 Конструкция измерительного усилителя

3.3.4 АЦП и устройство сопряжения с ПЭВМ

3.4 Программное обеспечение работы прибора

3.5 Экспериментальная апробация прибора

3.6 Выводы по главе

4 Оптимизация работы кольцевой прядильной машины для выпуска армированной пряжи

4.1 Выбор параметров для проведения исследований

4.2 Оптимизация зоны вытягивания

4.2.1 Влияние величины общей вытяжки на свойства пряжи

4.2.2 Влияние величины вытяжки и разводки на свойства пряжи

4.2.3 Влияние уплотнителей волокнистой мычки

4.3 Оптимизация процесса кручения

4.3.1 Влияние величины крутки и номера бегунка

4.3.2 Влияние профиля бегунка

4.3.3 Влияние относительного смещения компонентов

4.4 Применение замасливания на кольцевой прядильной машине

4.5 Выводы по главе

В швейной промышленности при производстве изделий широко используют армированные швейные нитки, которые, в настоящее время вытеснили хлопковые нитки. Применение высокоскоростного швейного оборудования требует высококачественных армированных ниток, требования к которым постоянно повышаются. Качество армированных швейных ниток, в первую очередь, определяется армированной пряжей, из которой они получаются.

Для производства армированных швейных ниток широко используют пряжу сформированную на кольцевой прядильной машине путем соединения двух компонентов - хлопковой оплетки и лавсановой комплексной нити.

Наличие различных волокнистых материалов в структуре пряжи позволяет придать конечному продукту - швейным ниткам, все многообразие свойств присущее каждой составляющей. Пряжа, состоящая из стержневой нити и натуральной хлопчатобумажной оплетки, обладает значительной прочностью, удлинением, способностью к многократному растяжению и поперечному изгибу характерным для химических волокон и нитей, а так же, высокими гигроскопическими свойствами, теплостойкостью, что характерно для хлопкового волокна.

Качество армированной пряжи определяется не только свойствами сырья (хлопка и синтетической нитью), но и технологией ее получения. Технология получения армированной пряжи зависит от направления развития техники.

В отличии от зарубежного развития техники прядильного производства, отечественная промышленность чаще для выпуска пряжи использует пневмомеханические прядильные машины ППМ-120 и ВБ-200. Поэтому, большая часть научных работ в начале 80-х годов переориентировалась с кольцевого способа прядения на пневмомеханическое, как более перспективное. Тем не менее, существенные различия в структуре пряжи кольцевого и пневмомеханического способов прядения не позволяют использовать пряжу с пневмомеханических машин для производства швейных ниток.

В связи с отсутствием достаточного количества научных работ и с расширением ассортимента армированной пряжи, получаемой на кольцевых прядильных машинах, возникла необходимость продолжить исследование процессов кольцевого прядения. Поэтому совершенствование технологии получения армированной пряжи на кольцевой прядильной машине, с целью повышения качества формируемой пряжи, является актуальной задачей, требующей решения.

Решению задач, связанных с совершенствованием технологии получения армированной пряжи на кольцевой прядильной машине, посвящена эта работа.

Цель работы. Целью исследований является совершенствование технологии получения армированной пряжи на кольцевой прядильной машине.

В соответствии с поставленной целью необходимо было решить следующие задачи:

- теоретическое и экспериментальное исследование технологических процессов, происходящих на кольцевой прядильной машине, при получении армированной пряжи;

- теоретическое и экспериментальное исследование неровноты по натяжению стержневой нити, движущейся от питающей паковки до передней вытяжной пары кольцевой прядильной машины;

- выбор и обоснование оптимальной технологической схемы движения стержневой комплексной нити от питающей паковки до переднего цилиндра вытяжного прибора;

- разработка способа и прибора для осуществления измерения и контроля величины коэффициента ворсистости армированной пряжи, а также, изготовление и проведение лабораторных испытаний опытного образца прибора;

- разработка устройства для замасливания стержневой комплексной нити непосредственно на кольцевой прядильной машине и оценка эффективности его применения;

- экспериментальное исследование влияния параметров заправки кольцевой прядильной машины на свойства формируемой армированной пряжи.

Методы исследования. В теоретической части исследовательской работы использовалась теория неровноты волокнистого продукта. Для постановки и проведения экспериментов и обработки полученных экспериментальных данных использовались методы однофакторного и многофакторного планирования экспериментов, методы математической статистики, регрессионный и корреляционный анализ.

Экспериментальные исследования проводились с использованием стандартных приборов и приборов изготовленных в рамках работы - тензомет-рический прибор для определения натяжения движущейся нити, прибор для определения коэффициента ворсистости пряжи. Кроме того, использовались разнообразные проекционные приборы для исследования продольного изображения ствола пряжи и нитей

Теоретические выводы подтверждены при проведении экспериментальных исследований в лабораторных и производственных условиях.

Научная значимость работы заключается в следующем:

- разработана усовершенствованная технология получения армированной хлопколавсановой пряжи на кольцевой прядильной машине;

- проведено теоретическое исследование неровноты движущейся комплексной нити и получены формулы для расчета неровноты по натяжению сматываемой стержневой комплексной нити;

- обосновано возникновение дополнительной неровноты движущейся комплексной стержневой нити по натяжению при огибании ею произвольного количества прутков и нитепроводников и получены расчетные формулы;

- получены регрессионные уравнения и установлены закономерности, характеризующие зависимость свойств армированной пряжи от заправочных параметров и режимов работы кольцевой прядильной машины

Практическая значимость работы заключается в следующем:

- предложена оптимальная технологическая схема получения армированной пряжи на кольцевой прядильной машине;

- предложена технологическая схема движения стержневой комплексной нити от питающей паковки до переднего цилиндра вытяжного прибора, которая снижает неровноту движущейся нити по натяжению и повышает качество формируемой армированной пряжи;

- предложено устройство для осуществления процесса замасливания стержневой комплексной нити на кольцевой прядильной машине и замасли-ватель, нанесение которого на поверхность стерневой комплексной нити улучшает процесс формирования армированной пряжи;

- определены оптимальные технологические параметры заправки кольцевой прядильной машины такие как;

- предложено использовать уплотнители волокнистой мычки в двухре-мешковом вытяжном приборе ВР-3-45П;

- разработан способ, датчик, прибор на базе ПЭВМ и программное обеспечение к нему, для определения коэффициента ворсистости пряжи, а также, изготовлен опытный образец прибора.

Предложенная технологическая схема движения стержневой комплексной нити, способ замасливания и прибор для определения коэффициента ворсистости нитей прошли испытания в лаборатории СПГУТД и в производственных условиях АО ПНК "Советская Звезда". Разработанное и изготовленное измерительное устройство применяется в дипломных работах на кафедре прядения натуральных и химических волокон СПГУТД.

Хочу выразить особую благодарность к.т.н.у доценту кафедры прядения натуральных и химических волокон СПГУТД Григорьеву Виктору Никандровичу за консультации, помощь в организации исследований, техническую поддержку и дружеское отношение при проведении работы.

5 Общие выводы и рекомендации

- Предложена оптимальная технологическая схема получения армированной хлопколавсановой пряжи на кольцевой прядильной машине.

- Теоретическое и экспериментальное исследование процесса сматывания стержневой нити с питающей паковки показало, что возникновение начальной неровноты нити по натяжению и ее характер зависят от строения питающей паковки и способа установки паковки.

- Предложен способ анализа структуры неровноты нити по натяжению, возникающей при сматывании нити с паковки основанный на рядах Фурье.

- При рассмотрении процесса огибания группы прутков нитью обосновано возникновение дополнительной неровноты нити по натяжению и получено выражение, позволяющее рассчитать неровноту по натяжению сбегающей ветви нити.

- Предложена схема движения стержневой комплексной нити от питающей паковки в зону формирования пряжи. Переход к такой схеме движения позволяет увеличить стабильность движения нити и увеличивает качество получаемой армированной пряжи.

- Предложен способ и прибор для определения коэффициента ворсистости армированной пряжи.

- Изготовлен опытный образец прибора и проведены его лабораторные испытания.

- Установлены закономерности зависимости свойств армированной пряжи: от величины разводки и вытяжки в основной зоне вытягивания; от положения эластичного валика и величины смещения стержня относительно хлопковой мычки; от величины крутки и номера бегунка.

-Получены адекватные математические модели, характеризующие влияния параметров заправки кольцевой прядильной машины на свойства получаемой армированной пряжи.

- Установлено, что не только номер бегунка, но и его профиль влияет на свойства армированной хлопко-лавсановой пряжи.

- Предложен способ и состав для замасливания стержневой нити положительно влияющих на свойства армированной пряжи.

- Проведены производственные испытания предлагаемых режимов рабо-. ты оборудования. Результаты проведенных производственных испытаний подтверждены актом, приведенным в приложении.

- Проведены производственные испытания разработанного прибора по определению коэффициента ворсистости армированной пряжи, которые дали положительный результат, что отражено в соответствующем акте.

1. Штут И.И., Безин Б.П. "Классификация армированной пряжи",/Известия вузов 1994г., №1.

2. Коган А.Г. "Производство комбинированной пряжи и нитей" М, 1981.

3. Авроров В.А., Кившенко A.M. "Автоматизация кольцевых прядильных машин". -М.,Легпромиздат, 1986, -104 с.

4. Пигалев Е.Я. "Развитие теории и практики пневмомеханического и кольцевого способов производства пряжи", автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук, Иваново, 2001.

5. Минаков А.П. "О форме баллона и натяжении нити в крутильных машинах". Известия МТИ, 1929., том 2.

6. Минаков А.П. "Основы механики нити". Научно-исследовательские труды МТИ. М. 1941, том 1х, вып.1, с. 1-88.

7. Будников И.В. "Определение натяжения нити в баллоне кольцевой и колпачковой машины". Тезисы докладов научно-технической конференции. -Л., 1953, с. 8-10.

8. Брашлер Е. "Крепость хлопчатобумажной пряжи". -М., Гизлегпром., 1939,-127с.

9. Якубовский Ю.В., Живов B.C. "Основы механики нити". -М., Легкая индустрия, 1973, -271с.

10. Мигушов И.И. "Механика текстильной нити и ткани". Монография, -М., Легкая индустрия, 1980, -160с.

11. Мигушов И.И. Расчетные формулы для определения натяжения бал-лонирующей нити. -Технология текстильной промышленности. Изв. Вузов. 1978, №2, с.46-49.

12. А.Г. Севостьянов, А.Е. Кузнецов. Методы и средства исследования механико-технологических процессов в текстильной промышленности. Лабораторный практикум. -М. Легпромбытиздат. 1986. с. 120.

13. Л.Н. Гинзбург, В.П. Хавкин. Динамика основных процессов прядения. Часть 2 -М. Легкая индустрия 1972.

14. H.A. Васильев. Процесс вытягивания в механическом прядении, Вопросы теории прядения, Гостехтеоретиздат, 1932.

15. В.Е. Зотиков "Теория процесса вытягивания в хлопкопрядении" Труды НИТИ (1933)

16. Л.Н. Гинзбург "Определение штапеля волокон, участвующих процессе вытягивания на льнопрядильных машинах для мокрого прядения" "Льно-Пенько-Джутовая промышленность", №4. стр. 22-35 (1938).

17. Л.Н. Гинзбург "Центрифугальное прядение льна", кандидатская диссертация. Фонды МТИ (1939).

18. Л.Н. Гинзбург "Высокие вытяжки на ватерах для мокрого прядения льна", докторская диссертация. Фонды МТИ (1947).

19. И.В. Анисимов "Некоторые элементы основ прядения", "Текстильная промышленность", №1-2 (1948).

20. А.Н. Соловьев "Проектирование свойств пряжи в хлопкопрядильном производстве". Докторская диссертация. Фонды МТИ (1951).

21. М.Н. Слотинцев. Экспериментальное изучение поведения волокон в вытяжном поле, диссертация, МТИ, 1948.

22. О.М. Спесивцева. Движение хлопковых волокон в поле вытягивания, диссертация, МТИ, 1953.

23. А.Г. Севостьянов. Уравнение кривой утонения при стационарных условиях процесса вытягивания, "Технология текстильной промышленности", №1,2, 1952.

24. А.Г. Севостьянов. Уравнение кривой утонения, получающейся при вытягивании продукта, неравномерного по структуре, "Технология текстильной промышленности", №4, 1959.

25. А.Г. Севостьянов. Уравнение кривой утонения, получающейся при вытягивании продукта, неравномерного по толщине, "Технология текстильной промышленности", №1, 1960.

26. А.Г. Севостьянов. Исследование неровноты, возникающей при смешивании текстильных волокон и при вытягивании продуктов прядения, диссертация, МТИ, 1956.

27. А.Г. Севостьянов. Неровнота, обусловленная дефектами деталей вытяжного прибора, "Технология текстильной промышленности", №5, 1960.

28. В.М. Каган. "Взаимодействие нити с рабочими органами текстильных машин". -М.: Легкая и пищевая промышленность. 1984. С. 25 -28.

29. И.И. Мигушов. "Натяжение нелинейно-растяжимой нити при стационарном движении ". // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1971. № 4, с. 159-163.

30. В.Е. Гусев. "Исследование натяжения нити на кольцепрядильной машине полугребенной системы прядения". // Прядение. 1972, № 11, с. 26.

31. A.B. Тихомиров. "Теория безбаллонного прядения", автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук . -М. МТИ, 1951.

32. Н.В. Медведковская, Н.И. Труевцев. "Насадка на веретена кольцеп-рядильных машин". // Текстильная промышленность, 1966, № 3, с. 17-31.

33. Г.В. Соколов. Теория кручения волокнистых материалов. -М. Легкая индустрия 1977.

34. Т. Яцковский. "Зависимость степени пушистости пряжи от ее структуры". Экспресс информация. Текстильная и трикотажная промышленность, 1962, № 13.

35. С.Д. Лузев, М.И. Гук. "Зависимость степени пушистости (ворсистости) хлопчатобумажной пряжи от условий прядения". Сборник аннотаций НИР за 1964 1965 г. Барнаульского НИИТП, 1967.

36. KPR. Fillay A. Study of hairiness of synthetic fills. Textile Industry, Res Jown, 1964. P. 666, 783.

37. Сборник НИР ИвНИТИ. -M. Гизлегпром, 1957, XX. XXI.

38. П.Д. Болясов, В.И. Будников, И.Н. Ванчиков и др. "Прядение хлопка", 1 ч. -М. Ростехиздат, 1962, с. 151 152.

39. Миловидов и др. "Технология и оборудование хлопкопрядильного производства". -М. Легкая индустрия, 1968.

40. Т.К. Зиновьева. "Эффективность замасливания хлопка и штапельного волокна". Текстильная промышленность, № 8, Гизлегпром, 1958.

41. Патент №2115218, кл. 19-66 от 1938.

42. Н.И. Святославов. "Аппаратное прядение хлопка и угаров". —М. Гизлегпром, 1951.

43. Боровикова Г.Н. "Разработка и исследование метода оценки ворсистости пряжи". Диссертация, -М. 1970 г.

44. М. Мухитдинов. "Оптоэлектронные устройства контроля и измерения в текстильной промышленности". -М. "Легкая и пищевая промышленность". 1982, с. 101.

45. Barella A. Mesure de la pilosité des fils. // Z. Industrie Textile. 1957, №

46. Contribution a l'etude de la pilosite des fils, Bulletin. 1962. № 98.

47. Barella A. Mesure de la pilosite des fils. // Z. Industrie Textile. 1957, № 842, p.129.

48. Barella A., Text C.//Textile Progress. -1983, vol. 13, № 1, p.l 57.

49. Ohihs W., lates I. The thotoelecctric measurement of the qualarity and the nairiness of worsled yarns. Ionrh of Textile Industry, 1957, 12T, 873.

50. Боровикова Г.Н. "Контрольно-измерительная аппаратура в текстильной промышленности". М., 1972.

51. Textil-Praxis. 1968. Bd. 23.№4. S.724-729.

52. Jendryka Т. //Text. Res. J. -1963, 33. 663.

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

54. А.Г. Севостьянов. Методы и средства исследования неровноты продуктов прядения. "Ростехиздат". -М. 1962. 13 с.

55. Н.И. Алексеев, Статика и установившееся движение гибкой нити, /"Легкая индустрия", -М., 1970.

56. В.С. Гутников, В.В. Лопатин, Электронные устройства информационно-измерительной техники. /Учебное пособие, ЛПИ, -Л., 1980, с. 25-30.

57. Ю.А. Мячин. 180 аналоговых микросхем. -М. "Патриот", "Символ-Р", "Радио". 1993.

58. Ю.В. Новиков, О.А. Калашников и др., Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBM РС. Практическое пособие -М.: Эконом., 1997-224с.: ил.