автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Улучшение технологического процесса пневмопрядения хлопка и качества пряжи в условиях старения гарнитуры дискретизатора

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ПРИ ГОСПЛАНЕ СССР

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ¡ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ХЛОПЧАТОБУМАЖНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ (ЦНИХБИ)

На правах рукописи

УДК 677.21.022.072.484.4

ПОПРЯДУХИН Анатолий Васильевич

УЛУЧШЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПНЁВМОПРЯДЕНИЯ ХЛОПКА И КАЧЕСТВА ПРЯЖИ В УСЛОВИЯХ СТАРЕНИЯ ГАРНИТУРЫ ДИСКРЕТИЗАТОРА

Специальность 05.19.03 «Технология текстильных материалов»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва — 1990

/

Работа Еыяолнена в Центральном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте хлопчатобумажной промышленности.

Научный руководитель - кандидат технических наук,

старший научный сотрудник Г. Г. Па вдов

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессс

Стрельцов Борис Никодимовач

кандидат технических наук Харебов Аллан Алексеевич

Ведущее предприятие - прядильно-ткацкая фабрика

"Красная поляна" г.Лобня

Защита состоится " " 1990 г. в ^ . часов

на заседании специализированного совета К.091.01.01 в Центральном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте хлопчатобумажной промышленности по адресу: г. Москва, 117071, ул.Орджоникидзе, 12.

С диссертацией моано ознакомиться в библиотеке ЦНИХБИ. Автореферат разослан " (У п А' 1990 г.

Ученый секретарь' специализированного совета,

кандидат технических наук Ла^^ьсим-^ л.П.Ладынина

., .V ■ Актудд>ирд_т> Х6МН-. Важнейшей задачей текстильной промышлен-

^проделанной "Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1986+1990 годы и на период до 2000 го-до", является более полное удовлетворение населения'в товарах народного потребления, что становится возможным при интенсификации производства на основе всемерного использования достижений научно-технического прогресса. Дальнейшее развитие текотильной промышленности на современном этапе в значительной степени загасит от своевременного внедрения и эффективного использования бзз ■ веретенных способов прядения, наиболее развитым из которых является пневмомеханический способ, позволяющий повысить производительность оборудования в 5 и более раз, а производительность труда - в 2+ 3 раза.

Внедрение комплексной автоматизации и механизации прядильного оборудования, повышение скоростного режима его основных рабочих органов, улучшение качества пряжи и расширение ее ассортиментных возможностей позволяют пневмомеханическому способу прядения занять ведущее меато среди безворетенных способов прядения не только в нашей стране, но и за рубежом.

В начальный период эксплуатации прядильных машин технологический процесс пневмолрядения протекает довольно стабильно, качество вырабатываемой пряжи вполне удовлетворяют предприятия. По мере старения основных рабочих органов пневмомеханических прядильных машин (в частности, гарнитуры пильчатых барабанчиков) технологический процесс начинает заметно ухудшаться. Основными негативными аспектами ухудшения являются: повышение технологической обрывности (в 2 и более раз), падение качества вырабатываемой пряжи и значительное (в 2+3 раза) увеличение выделения прядомого волокна в отходы сороудаляицих устройств (СУУ) пновмомеханически:.

прядильных машин.

Foot технологической обрывности пряжи вздет це только к паданию производительности оборудования за счет спи ко ни я коэффициента наматывания, но и к ухудшению качества пря^ш за счет увеличения количества присучек, производимых при ликвидации обрывов, к увеличению порокообразования пряжи. Наотоящим бедствием для шмгаомеханического опособа прядения (особенно при производстве црнкш больших линейных плотностей) является выделение прядомого волокна в отхода СУУ, которое имеет тенденцию к постоянному росту zo мере увеличения износа гарнитуры пильчатых барабанчиков.

Положение уоугубляется еще и том, что отходы СУУ регенерации но лодлеаат (ввиду значительной засоренности) и относятся п группе невозвратных отходов. Одним словом, заметно снижается рентабельность пневмомеханического прядония.

Актуальность исследова1шй влияния факторов старения гарнитуры пальчатых барабанчиков на технологический процесс и качество пряки обусловливается тем, что более половины объема пнешомехани-чеокой пряжи вырабатывается в условиях частичного или существенного износа гарнитуры. В итоге значительный объем вырабатываемой пряки имеет пониженное качеотво.

.Актуальность исследований еще более возрастает ввиду малого объема информации в отечественной и зарубежной печати, связанной с проблемой старения узлов дискретизации, сроками рациональной эксплуатации гарнитуры пильчатых барабанчиков, путями восстановления ее работоспособности.

Цедь адстоя?пей работы - улучшение технологического процесса пневмопрядения и качества пряки в условиях старения гарнитуры ди-скретизатора. Актуальность работы будет повышаться по мере роста производительности пневмомеханических прядильных машин, особенно

. при эксплуатации машин 3-го и последующих поколений. 3<шчи .н&&Д9Дов<шаЯ^

- разработать методы и средства исследований механизма изнашивания гарнитуры пильчатых барабанчиков;

- исследовать влияние износа гарнитуры барабанчиков на устойчивость технологического процесса пнешопрядения при выработке пряжи различных линейных плотностей и назначений;

- на основе анализа результатов, полученных при проведении экспериментальных исследований, определить тенденцию изменения качественных показателей пряжи от величины абсолютного износа зубьев гарнитуры барабанчиков;

- выявить изменение внутренней структуры пряжи посредством испытания ее на многоцикловые характеристики в зависимости от оте-пени износа гарнитуры для прогнозирования ее поведения на дальнейших технологических переходах;

- определить влияние старения гарнитуры на порокообразова-ние пряжи по утолщениям и утонениям;

- используя современные оригинальные методы исследования оте-пени разъединенности волокон в потоках, исследовать изменение разъединяпцей и волокноудерживапцей способности гарнитуры, выражающейся в количестве отходов СУУ и равномерности дряжи, по мере износа гарнитуры барабанчиков;

- выработать рекомендации по оптимальным заправочным режимам узла дискретизации с цельй продления его активной работоспособности ;

- повысить качеотво вырабатываемой пряжи, снизить ее технологическую обрывность, сократить выделение прядомого волокна в отходы СУУ прядильных блоков типа РЦ и ЦЕ-1 посредством внедрения на них аэродинамического сяоооба компенсации износа гарнитуры

пильчатых барабанчиков.

Мзжоша. дыаолцадия ддддш).вднд&.. Вэбота содержит теоретические и экспериментальные исследования. В теоретических исследованиях применялся метод математической статистики, элементы математического описания процесса дискретизации волокон и изнашивания гарнитуры барабанчиков. Экспериментальные исследования основаны на использовании метода физического моделирования о использованием специально разработанных стендов в лаборатории аэродинамики ЦНИХБИ а оригинальных методик.

Экспериментальные исследования проводились также непосредственно на пневмомеханических прядильных машинах типов: ЕД-200-М69, ЦД-200-РЦ и БД-200-С как в условиях опытного производства ЦНИХБИ, так и в условиях прядильного цеха фабрики * 2 СПТШО "Красный текстильщик" г.Серпухова.

Для определения износа зубьев гарнитуры пильчатых барабанчиков в лабораторных условиях было разработано и изготовлено специальное измерительное устройство. С его помощью были обмеряны гарнитуры сотен барабанчиков с целью определения величины линейного износа зубьев с высокой точностью, разработана специальная методика его использования.

При определении эффективности способов компенсации износа гарнитуры пильчатых барабанчиков (подшлифовка зубьев, аэромеханических и аэродинамический способы) применялась методика оценки степени разъединенности дискретного потока волокон после барабанчика с использованием емкостного и оптико-дифракционных датчиков с обработкой полученных данных на микро-ЭШ, разработанная в ЦНИХБИ.

Определение физико-механических свойств исследуемой пряжи проводились с использованием как типовых методов испытаний (раз-

рывная нагрузка пасмы и одиночной нити, коэффициент вариадаи по разрывной нагрузке и др.), так и расширенных (работа разрыва, выносливость пряжи при многократном деформировании). ■

Анализ пряки по порокам проводился на "черном фоне" и с использованием приборов "Устер-классимат" и "Устер-индикатор" по существующим методикам.

ЙЗУЧНЗЯ иащзна. В представленной работе впервые:

- рассмотрен метод приближенного математического расчета усилия дискретизации пильчатых барабанчиков пневмомеханических прядильных машин типа БД;

- введены .условные группы износа гарнитуры барабанчиков и проведен комплекс экспериментальных исследований по каждой группе;

- исследовано комплексное влияние износа гарнитуры барабанчиков в широком диапазоне технологических факторов: обрывности пряки, порокообразования пряжи, выделения отходов в устройстве СУУ; исследованы физико-механические свойства пряжи широкого ассортимента, выработанного из волокон хлопковой группы;

- установлен основной технологический критерий работоспособности наиболее массовой гарнитуры пильчатых барабанчиков типа 0К-40 и определена его величина для хлопковых волокон;

- ре (^гитаны сроки предельно допустимых периодов эксплуатации гарнитуры барабанчиков в зависимости от параметров заправки пневмомеханических прядильных машин;

- разработаны способы по улучшению процесса дискретизации в прядильных блоках типа ЦЁ-1 и РЦ, позволяющие ^повысить качеотво пряжи, снизить технологическую обрывность и сократить выделение лрядомого волокна в отходы СУУ в условиях частичного износа гарнитуры пильчатых барабанчиков;

- определены экономические издержки от старения гарнитуры

пильчатых барабанчиков.

Пдшйздсмя-здачимюгь и.ваализдция ре.зудыамд в.пдоша.-

ленн!д усдовипх. Исследования по определению износа гарнитуры пильчатых барабанчиков и его влияния на технологический процесс пневмопрядения обусловлены исключительно производственной необходимостью.

Методики определения степени износа зубьев гарнитуры, разделения барабанчиков по группам износа, прогнозирования их работо-оцособности посредством определения степени разъединенности волокон в узле дискретизации могут быть использованы при проведении научно-исследовательских работ, проектировании новых видов гарнитуры и узлов дискретизации, а также в промышленном производстве.

Установленные границы периода эксплуатации гарнитуры барабанчиков по критической массе хлопковых волокон (1,5+1,7 тонн), прошедших через каждый из них, позволяют с высокой достоверностью прогнозировать во времени изменение параметров технологического процесса пневмопрядения (обрывность пряжи, наделение отходов в СУУ) и качественных показателей прям.

Зная критическую массу хлопковых волокон, можно заранее рас-читать сроки замены основных рабочих органов машин типа БД согласно их заправочных параметров и соответствующим образом построить инвестиционную политику предприятия.

Предложенные рекомендации по выбору оптимальных заправочных параметров пневмомеханических прядильных машин позволят продлить период эксплуатации гарнитуры пильчатых барабанчиков, повысить рентабельность технологического процесса.

йзработанные в соавторстве материалы по модернизации узлов дискретизации прядильных блоков типа РЦ и ЦЕ-1 с использованием аэромеханического и аэродинамического способов повышения разъеди-

нонности волокон в них (заявка на изобретение а 4701713/12 от 05.06.1989; а.с. № 316776; заявка на изобретение № 4875051/12 от 03.05.1990 г.) позволят снизить технологическую обрывность пряки до (30+40)%, значительно сократить количество прядомого волокна в отходах СУУ (в 2+3 разз), увеличить объем выпуска первосортной пряжи в условиях частичного или существенного износа гарнитуры пильчатых барабанчиков.

Производственные испытания модернизированных прядильных блоков проведены в условиях фабрики № 2 СПЛЮ "Красный текстильщик" г.Серпухова. Экономический эффект на I тонну пряки линейной плотности 50 текс составил "«руб.; 29,0 текс "9, 1£ руб.

Объем рабдты. Диссертация состоит из введения и пяти глав, завершающихся общими результатами и выводами.

Содержит 208 страниц машинописного текста, 38 рисунков, 37 таблиц, список литературы, включающий 131 наименование, и приложения на 5 страницах.

Апробация работы

Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены:

1. На научно-техническом семинаре общества "Знание". Москва,

1989 г.

2. На заседании кафедры прядения хлопка Ивановского текстильного института, Иваново, 1989 г.

3. На научно-техническом совещании инженерно-технических работников Серпуховского СПТШ "Красный текстильщик", 1990 г.

4. На научно-техническом совещании инженерно-технических работников прядильно-ткацкой фабрики "Красная поляна" г.Лобня,

1990 г.

5. На прядильной секции Ученого Совета ЦВИХБИ, 1990 г.

Содержание работы

Рд вдешш обосновывается актуальность темы диссертационной работы, ее направленность на решение задач, поставленных "Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1986+1990 годы и на период до 2000 года". Сформулирована цель исследования и дан перечень основных вопросов, решаемых в рамках диссертационной работы.

Р ДЭййрР гдавд рассмотрены существующие виды изнашивания материалов. Определено, что зубья гарнитуры пильчатых барабанчиков подвержены комплексному изнашиванию: абразивно-усталостному в процессе их ударного взаимодействия с волокнистой бородкой плюс эрозионному от присутствия пыли в хлопке волокне, причем абразивно-уоталостный вид изнашивания составляет наибольший удельный вес.

На основе анализа имещейся информации об износе гарнитуры в чесании и пнешопрядении, а также на основании внешнего осмотра зубьев гарнитуры сотен пильчатых барабанчиков разного периода эксплуатации был сделан вывод о том, что изменение геометрии зубьев гарнитуры в обоих случаях во многом идентично и характеризуется рядом внешних характерных признаков. Это уменьшение зубьев по высоте, округление верхних кромок и боковых граней зубьев, образование подрезов под вершинами зубьев и пропилами, у их оснований.

Однако к материалам исследований пильчатой гарнитуры в чеса-нри необходимо относиться критически по причине существенных различий между узлом дискретизации пнешопрядильной машины и узлом приемного барабана чесальной машины.

Согласно проведенного анализа материалов теоретических и экспериментальных исследований сделано 2 предположения. Первое -вследствие увеличения разводки <5"* между ограждением барабанчика и полем его гарнитуры (по мере уменьшения высоты зубьев) изменя-г

ется окорооть воздушного потока в разводке, что в конечном итоге приводит к переориентации волокон в воздушном потоке, нарушению аэродинамических параметров узла дискретизации и повышению комплексности.

Второе - при затуплении зубьев гарнитуры изменяется угол чесания, что ведет также к ухудшению процесса разъединения волокни-отой бородки и повышению комплексности волокон.

Физический омыол ухудшения разъединенности волокон в процессе дискретизации волокнистой бородки заключается в повышении степени отарения гарнитуры барабанчиков, результатов которого является изменение полей трения и увеличение толщины неразрабатываемого слоя волокниотой бородки в области дуги 'чесания и, как следствие, повышение комплексности волокон.

При рассмотрении* влияния комплекснооти волокон на процесо формирования пряжи в форыирупце-крутильном органе необходимо отметить два момента попадания комплекса в желоб ротора. В первом случае крупный комплекс волокон попадает в середину волокнистого клина, под воздействием крутящего момента зарабатывается в тело пряжи и выводится из прядильного блока, образуя утолщение, что приводит к возрастанию неравномерности пряжи.

Во втором олучае тот же крупный комплекс волокон попадает между кон.цом волокнистого клина и точкой отвода пряжи .приводя К нарушению технологического процесса образования пряжи.

Творческая переработка имеющейся информации позволила предсказать негативное влияние изнашивания зубьев гарнитуры пильчатых барабанчиков на изменение технологических параметров процесса пневмопрядения: повышение технологической обрывности пряжи и снижение ее качества.

По результатам литературного обзора и с учетом необходимости

улучшения процесса дискретизации в условиях частичного или существенного износа гарнитуры барабанчиков сформулированы задачи диссертационной работы.

Во второй главе сделан обзор и дан анализ существующих методов и приборов для определения величины линейного износа зубьев гарнитуры пильчатых барабанчиков. Установлено, что существующие методы и приборы для измерения износа гарнитуры (например, в чесании хлопка) не подходят для пильчатых барабанчиков пневмопрядиль-ных машин ввиду конструктивных различий.

Для определения величины износа гарнитуры барабанчиков в производственных условиях предложен экспресс-метод с применением щупов-шаблонов для грубой оценки износа.

Более точную оценку износа (¿0,01 мм) гарнитуры барабанчиков предложено производить с помощью специального измерительного приспособления по предложенной методике.

С помощью вышеназванных приспособлений были обмерены десятки пильчатых барабанчиков для оценки износа их гарнитуры. Выяснилось, что наиболее изнашивающимися в процессо эксплуатации витками гарнитуры, являются два серединных витка, два же крайних -износу практически не подвергаются. Разница в высотах зубьев крайних и серединных витков названа абсолютным износом зубьев гарнитуры пильчатых барабанчиков и обозначена д ОС . Линия, соединяющая точки замеров износа зубьев отдельных витков гарнитуры, названа "кривой износа". Уменьшение высоты зубьев гарнитуры барабанчиков при изнашивании однозначно коррелирует с остальными факторами износа и может определять степень износа зубьев по всем геометрическим параметрам.

С целью выявления тенденций изменения технологических параметров процесса пневмопрядения и качества пряжи предложено ввес-

та уоловные группы износа: "0,0"; "0,10"; "0,15" и "0,20", Числа обозначают величину абсолютного износа зубьев (в миллиметрах) в оерединной части поля гарнитуры барабанчиков.

Правомерность использования условных групп износа для определения степени работоспособности барабанчиков в производственных уоловиях была подтверждена многочисленными замерами износа гарнитуры на ряде фабрик. Определено, что степень максимального износа рспользуемой гарнитуры барабанчиков находится в пределах 0,15 ♦ $0,17 мм. Барабанчики с таким износом могут иметь довольно ограниченное применение, с износом порядка 0,2 мм - в производстве применяться не могут.

Третья г лам посвящена изучению влияния износа гарнитуры ральчатых барабанчиков на характеристики процесса дискретизации и рчество пряжи.

Важнейшей характеристикой технологического процесса пневмомеханического прядения является его стабильность, определяпцаяся величиной обрывности пряки. От уровня обрывности зависит зона обслу-|швания прядильщицы, производительность труда и оборудования в прядении, качество выпускаемой продукции.

С целью определения зависимости технологической обрывности дряжи различных линейных плотностей от величины износа гарнитуры барабанчиков проводились совместные исследования на фабрике № 2 СПТШО "Красный текстИлыцик" г.Серпухова и в Опытном производстве даиХБИ на пневмомеханических прядильных машинах БД-200-С. Использовались барабанчики всех условных групп износа. Анализ результатов исследований позволяет сделать ряд следующих выводов:

- тенденция изменения технологической обрывности пряжи с изменением величины износа гарнитуры барабанчиков близка к линейной;

- повышение технологической обрывности с ростом износа гар-

нитуры наблюдается для пряжи всех линейных плотностей;

- обрывность пряжи более чем удваиваетоя при использовании в производстве барабанчиков с величиной износа "0,15" и выше.

Следующим этапом технологических исследований явилось изучение влияния величины износа гарнитуры барабанчиков на количество и качеотво отходов в СУУ (система удаления угаров). С долью изучения динамики выделения отходов и разделения их на сорную и волокнистую фракции от величины износа гарнитуры . испытания проводи-лиоь на специальном стенде в ЩИХБИ, позволяющем проводить исследования с изменением разрежения в канале СУУ. С ростом величины износа гарнитуры до 0,2 мм выделение отходов в СУУ более чем удваивалось и составляло величину более одного процента. Производственная проверка подтвердила полученные результаты и дополнила их следующей зависимостью. Увеличение массы отходов с ростом износа гарнитуры барабанчиков наиболее ярко проявляется при выработке пряжи больших линейных плотностей. Следует отметить непосредственное влияние величины отходов в СУУ на экономику прядения, поскольку отходы регенбрации не подлежат и относятся к группе невозвратных отходов.

Особое меото в исследованиях отводится изучению влияния износа гарнитуры барабанчиков на порокообразование пряжи. С этой целью на фабрике А 2 СПТШ "Красный текстильщик" были отобраны пильчатые барабанчики всех условных групп: "О"; "0,1" и "0,15, установлены на машину ЕД-200-С, на которой была выработана пряжа • линейной плотности 18,5 теко; 29,0 текс и 50 текс. Наработанная пряжа оценивалась по порокам следующими способами: "на черном фоне" по ГОСТ 15818-70 и на приборах фирмы Цельвегер: "Устер-клас-симат" и "Устер-индикатор" по существующим методикам. Испытания пряжи по ГОСТ 15818-70 не показали различий, т.к. вся.пряжа отно-

силась к одному классу В, что говорит о существенном недостатке 'данного споооба испытаний для исследования порокообразования пряди пневмомеханического способа прядения. Анализ результатов испытаний пряжи по порокам о помощью прибора "Устер-классииат" позволил выявить довольно определенную тенденцию повышения количества тонких и толстых меат в пряже 18,5 и 50 текс от 1,2 до 3,8 раза по всем фиксированным интервалам (диапазонам) прибора. Аналогичные результаты были получаны для пряжи линейной плотности 18,5 и 29,0 текс на приборе "Уотер-индикатор", что подтверждает вышеолределен-ную тенденцию.

Анализируя результаты испытаний пряжи по порокам и сопоотав-ляя их о технологической обрывностью, была получена интересная тенденция измененияпорокообразования, технологической обрывности от износа гарнитуры барабанчиков: о роотом износа гарнитуры повышается обрывность пряжи и увеличивается количество тонких и толстых меот в пряже примерно в близких соотношениях.

Обширные исследования качества пряжи широкого ассортимента, выработанной с использованием изношенных барабанчиков всех условных групп, проводились в фабричных лабораториях и ЛИТМ'е ЦНИХБИ.

На первом этапе исследовались изменения основных физико-механических свойств пряжи при различной степени износа гарнитуры пильчатых барабанчиков (вплоть до 0,15 мм).

При глубоком изучении и анализе полученных результатов исследований изменения качественных показателей пряжи от степени износа гарнитуры барабанчиков можно заметить тенденцию явного повышения коэффициента вариации по относительной разрывной нагрузке (до 14,6%) при использовании барабанчиков с существенным износом гарнитуры (до 0,15 мм). Прочность пряжи данных образцов изменялась сравнительно незначительно.

Таким образом, по мере износа пильчатых барабанчиков ухудшается качество вырабатываемой пряжи в основном за счет повышения коэффициента вариации по относительной разрывной нагрузке.

Следующим этапом исследований изменения физико-механических овойств пряки от износа гарнитуры явились ее испытания на выносливость к многократным нагрузкам, которые достаточно определенно отражают изменения в структуре пряжи.

Анализ результатов испытаний пряжи 18,5; 29,0 и 50 теко на стойкость к истиранию не выявил существенных изменений показате- . лей пряки от степени износа гарнитуры пильчатых барабанчиков. Колебания количества циклов до полного разрушения образцов находятся в пределах ошибки измерений, что подтверждает малую изменчивость результатов.

Анализ результатов испытаний пряжи 29,0 текс на выносливость к многократному растяжению показал снижение количества циклов до полного разрушения образца о 6720 при использовании новых барабанчиков (износ "О") до 6250 при износе гарнитуры "0,15", т.е. на 8%, Для пряжи 50 текс количество циклов до полного разрушения при использовании тех же условных групп барабанчиков снизилось до 47$, т.е. почти наполовину. Известно, что наблюдается высокая степень корреляции (0,806) между обрывностью в ткачестве и выносливостью пряжи к многократному растяжению. Следовательно, старение гарнитуры пильчатых барабанчиков непосредственно негативно отражается на ткацком переходе: повышает обрывность в ткачестве.

Анализ результатов испытаний пряжи 18,5 текс на многократный изгиб показал существенные изменения в'количестве циклов до полного разрушения образца. С изменением величины абсолютного износа гарнитуры пильчатых барабанчиков от "О" до "0,15" количество циклов сократилось на 27%, Процесс вязания и качество трикотажных

изделий непоородотвоино зависят от таких показателей хлопчатобумажной пряжи как чистота, количество утолщений и утонений на пряже, выносливость ее к многократному изгибу. Следовательно, при использовании пряжи, выработанной в условиях частичного или существенного износа гарнитуры пильчатых барабанчиков, в вязании возможно повышение обрывности и увеличение числа дефектов на вязаном полотне.

Таким образом, старение гарнитуры пильчатых барабанчиков существенно снижает многие физико-механические характеристики пряжи, изменяет ее внутреннею структуру и негативно отражается на обрывности и увеличении отходов в СУУ пновмопрядильных машин.

В четвертой гдаве произведена оценка работоспособности пильчатых барабанчиков в зависимости от величины изнашивания их гарнитуры.

Б качестве основного критерия эффективного использования гарнитуры чесальных машин в мировой практике принято количество волокна (в тоннах), прошедшего через гарнитуру до ее замены. Очевидно, что масса волокнистого материала, вызывающего лредельно-допуотимый износ гарнитуры, может быть определена лишь ориентировочно. На фабриках й 2 СПТШО "Красный текстильщик" и "Красная поляна" были проведены исследования по определению критической массы хлопкового волокна, прошедшего через гарнитуру пильчатых барабанчиков пневмолрядильных машин, до замены барабанчиков. В лервом случае перерабатывалась смеска из 100% хлопковых волокон, во втором - 67$ хлопка и 33$ лавсана. Через определенное время проводились замеры величины износа гарнитуры барабанчиков и расчитывалась масса прошедшего через них волокна. После обработки результатов выяснилось, что процесс изнашивания идет неравномерно: во втором случае примерно в 1,5 раза быстрее, чем в первом. Очевид-

но, сказывается присутствие на поверхности лавсанового волокна окиси титана Т^02.

Характер изменения массы, прошедшего через гарнитуру волокна, в зависимости от величины ее износа в первом случае близок к линейному, во втором - к параболическому.

Из графиков, построенных по материалам исследований, следует, что износ гарнитуры барабанчиков достигает условной величины износа "0,15" при достижении критической массы хлопковых волокон порядка 1,5+1,7 тонн. С добавлением в смеску химических и других видов волокон критическая масса уменьшается.

Для подтверждения полученной зависимости были проведены экспериментальные исследования износа гарнитуры барабанчиков на ряде фабрик. Полученные результаты исследований находились в диапазоне установленных ранее величин: максимального износа до "0,15" и критической массы до 1,7 тонн.

Зная критичеокую массу волокна и производительность прядильной камеры, можно без труда вычислить максимально, возможный период эксплуатации гарнитуры барабанчиков. Появляется возможность прогнрзирования работоспособности пильчатых барабанчиков и предвидения негативных последствий износа гарнитуры технологического характера, а также качества пряжи.

Необходимо отметить, что критическая масса волокон характеризует в основном общий ресурс работоспособности пильчатых барабанчиков без учета конкретных особенностей каждого предприятия, на которых период эксплуатации гарнитуры может существенно различаться, поскольку процесс изнашивания гарнитуры может осуществляться по-разному.

Причина заключается в усталости металла - процессе постоянного накапливания поверждений под воздействием непрерывно повто-

ряпдихся контактных напряжений, которые в свою очередь зависят от величины усилия взаимодействия зубьев гарнитуры барабанчика а волокнистой бородки. Это усилие называется общим усилием дискретизации Р0. Оно слагается из суммы элементарных усилий , возникавших на каждом из зубьев, которые находятся в одновременном контакте о волокнистой бородкой.

В результате изучения, критической переработки и дополнения материалов ряда экспериментальных исследований, предложена обобщенная физическая модель процесса дискретизации с пильчатым барабанчиком, на основе которой сделан аналитический расчет общего усилия дискретизации 5?0.

Расчет построен на использовании закона сохранения импульса:

"р£ • дt ~ тэ.егьУ, (I)

где р- - элементарное разъединявшее усилие, возникающее на каждом из зубьев гарнитуры, находящихся в одновременном контакте с волокнистой бородкой; - время взаимодействия зуба с элементарной бородкой; масса элементарной волокнистой бородки;

лТГ- скорость.изменения положения элементарной бородки во время контакта с зубом гарнитуры .

Поскольку в одновременном контакте с бородкой постоянно находится /2^, зубьев гарнитуры барабанчика, то общее усилие дискретизации можно вычислить следуюдим образом:

Ро = Рс • Я^ . (2>

Как правило, общее усилие дискретизации Р0 находится экспериментально; элементарное разъединяющее усилие можно определить только расчетным путем, зная величину усилия дискретизации

Го-

Вичислим отдельные элементы шреженил (I). Представим элементарную бородку одним элементарным волокном, масса которого равна:

Мэ.е. = , о)

где - масса единичного волокна с линейной плотностью Тв;

- количество волокон элементарной бородки, взаимодейст-

вующих с одним зубом гарнитуры .

В свою очередь /1^ можно представить как :

«» = -щ > (4)

где Л, - количеотво волокон в питающей ленте;

^^ - количество зубьев пильчатой гарнитуры, участвующих в разъединении волокон при движении ее в одно из крайних положений .

Л. = (5)

Тс '

где Тв - линейная плотность перерабатываемых волокон; Тд - линейная плотность питающей ленты. Так как за время одного оборота пильчатого барабанчика волокнистая, бородка обрабатывается дважды, то

где 2)„г- диаметр пильчатого барабанчика; "¿2 - шаг зубьев гарнитуры; СоЗуВ - косинус угла подъема витков гарнитуры; 10 - число полных витков . Подставим выражение (5) и (6) в (3):

(6)

(?)

Изменение скорости пространственного расположения волокон в бородки при взаимодействии их с зубьями барабанчика можно представить в виде:

д 2Г = Г} - К. , (8)

где Т/у - линейная окорость зуба гарнитуры; ип - линейная скорость питания ,

Поскольку 7/^ на два порядка меньше 7/у, то можно пренебречь.

Время воздействия зуба гарнитуры на элементарную бородку предотавим следующим образом:

д ± = = <ф (9)

£ ТГ ТГу *

тцоа/л - длина разрабатываемой части волокнистой бородки.

Для наиболее эффективного разрабатывания волокнистой бородки необходимо приблизить точку входа зубьев в бородку с таким расчетом, чтобы они не разрывали волокон. Последнее уоловие соблюдается при движении волокна петлей вперед, т.е. • -'

Дополнительным условием является степень распрямленности волокон в питаюшем продукте, или

„л 0,4-¿шт./ (10)

где £ ш 0,8 - степень распрямленности волокон в питающей ленте; Сшт. - штапельная длина волокна . Подставив выражение. (10) в (9), получим: 0,4-Вшт.

ггу . <">.

После подстановки (II) и (7) в выражение (2), получим:

с. _ т.е. ■ тК 7Г_ о5. т.е.

После упрощения будем иметь выражение:

Для нахождения усилия дискретизации ?0 необходимо определить

Площадь разрабатываемой части волокнистой бородки можно определить из соотношения:

£,= (13)

где В - ширина бородки;

А 1л - длина разрабатываемой чаоти бородки . По плотности зубьев гарнитуры на барабанчике IV я площади бородки можно'определить из соотношения:

= IV = у-<5Лв ^ • (14>

Подставим выражение (14) и (12) в (2):

Величина & -И^ = И^ - полное количество зубьев на

пильчатом барабанчике.

-г

Величина -¿—-«/4/4 = Мй" ~ масса всей волокнистой бородки. Величина- ии - длина навивки пильчатой гарнитуры на-барабанчике.

После несложных преобразований получаем:

Р. = б, Мг- Свг/З- / (16)

где М* - общая масса волокнистой бородки;

- длина навивки гарнитуры на барабанчике;

- косинус угла наклона витков;

Й-й./. - частота вращения пильчатого барабанчика ,

Анализ пооледней форели показывает, что усилие дискретизации лряглопропорпионально квадрату частоты вращения пильчатого барабанчика, массе волокнистой бородки при неизменной длине навнв-ки гарнитуры. .

Расчетная величина усилия дискретизации корректируется посредством коэффициентов, учитывающих тип волокна, распрямленность и разъединенность волокон в ленте, угол наклона передней граня зубьев гарнитуры и их высоту. Наиболее близко расчетные значения усилия дискретизации совпадают о полученными экспериментальными значениями при частоте вращения пильчатых барабанчиков 6000 мин~*.

Используя формулу (16), были произведены вычисления величины разъединяпцего усилия Р0 для различных заправочных параметров пневмопрядильных машин, изготовлены номограмм, с помощью которых можно подобрать наиболее удобные и оптимальные режимы для выработки пряжи различных линейных плотностей. Предложены также рекомендации по выбору заправочных параметров пневмопрядильных машин о • учетом наименьшего изнашивания гарнитуры пильчатых барабанчиков.

Цятад глава посвящена исследованиям современных методов оценки степени дискретизации волокон в потоках и способам возможного . продления и восстановления работоспособности гарнитуры пильчатых барабанчиков.

Дискретный волокнистый поток, отводимый от пильчатого барабанчика, представляет собой движение индивидуальных волокон и их групп с достаточно высокой скоростью (десятки метров в секунду). Чем лучше разъединенность волокон, тем больше в потоке одиночных волокон, тем он ровнее. Чем хуже разъединенность волокон, тем . крупнее комплексы волокон, тем больше их в волокнистом потоке и хуже его ровнота.

Из ряда .существующих методов оценки степени дискретизации во-

локнистых потоков: кино- фото- импульсный, электронный и оптико-электронный, наибольшее распространение нашел оптико-электронный способ регистрации движущихся в потоке волокон. Он свободен от влияния окружающей, влажности и влажности волокнистых материалов на результаты исследований, но непременным условием его эффективного использования является высокая прозрачность стенок канала. Луч когерентного источника света пересекает исследуемое пространство волокнистого потока, изменяет величину электрического сигнала, получаемого от отраженного или проходящего пучка света с помощью фoтoдиoдoBí Обработка сигналов производится с помощью ЭШ.

При проектировании узлов дискретизации или гарнитуры барабанчиков нет необходимости проводить многочисленные эксперименты непосредственно на пневмодрядильных машинах в условиях производства или приближенных к ним. Достаточно получить картину дискретного потока волокон, отводимом от барабанчика, по разъединенности которого можно прогнозировать характеристики технологического процесса пневмопрядения.

П|шктика чесания показывает, что самым действенным и» известных приемов восстановления работоспособности гарнитуры является ее подшлифовка', которая предполагает выравнивание скругленных верхних кончиков зубьев гарнитуры и образование на них площадок. По аналогии была произведена подшлифовка поля гарнитуры по всей ширине пильчатых барабанчиков. Подшлифовке • на глубину . 0,1; 0,15 и 0,20 мм подверглись 200 барабанчиков, которые были затем смонтированы на пневыолрядильную машину БД-200-С. На матине вырабатывалась пряжа следующих линейных плотностей:' 18,5 и 29,0 текс.

Испытания пряжи 29,0 текс на приборе "Устер-индикатор" показали снижение утонений (-50$) на 40$, утолщений (+50$) - на 1%\ утолщения (+140$) снизились на 3$; утолщения (+200$) - на 6

однако наблюдалось повышение утолщений (+400$) на 10$. При испытании этой пряжи по физико-механическим показателям на 3$ снизился показатель качества пряжи, на 24$ повысилась технологическая обрывность, на 66$ возросло количество отходов в СУУ при лодили-фовке гарнитуры на глубину 0,2 мм (глубина лодшлифовки 0,2 мм).

После подшлифовки гарнитуры барабанчиков на глубину 0,15 мм испытания пряжи линейной плотности 18,5' текс на приборе "Устер-индикаторе" показали снижение утолщений (-50$) на 5$, утолщений (+50$) - на 10$, утолщений (+200$) - на 14$, однако количество утолщений (+400$) повысилось на 10$. Кроме того, снизился показатель качества на 13$, технологическая обрывность возросла в 1,3 раза.

Из анализа вышеприведенных данных прослеживается тенденция повышения технологической обрывности при повышении утолщений на пряже в диапазоне (+400$).

Наряду с положительным эффектом (снижение тонких и толстых мест в пряже) имеются и отрицательные результаты (снижение показа-толя качества пряжи, повышение технологической обрывности пряжи и рост количества отходов в СУУ).' Одним словом, мероприятия по восстановлению работоспособности гарнитуры пильчатых барабанчиков посредством ее подшлифовки нуждаются в дальнейшей доработке и для широкого внедрения в производствве не рекомендуются.

Попытки повышения степени разъединенности в узле дискретиза-■ ции прядильного блока безверетенной прядильной машины в мировой правке на единичны. Условно их можно разделить на аэромеха ни чео-кие и аэродинамические способы. Первый способ основан на периодическом встряхивающем воздействии на волокнистую бородку, производимом в течение каждого оборота пильчатого барабанчика. В нормальных условиях эксплуатации воздействие гарнитуры на волокнистую

- 24 -•

бородку носит монотонный характер. В течение каждого оборота элементарные бородки перемещаются из одного межгарнитурного пространства в другое без резких встряхивающих воздействий. Киносъемка показывает, что смещение волокнистой бородки под влиянием винтовой навивки гарнитуры достаточно велико и при ограниченной высоте барабанчика боковая поверхность бородки близко подходит к бортику барабанчика. При наличии в оортировке тонковолокнистого хлопка бородка имеет достаточную протяженность и ее край за очет "сбега-ния" витков близко подходит к бортику барабанчика. В результате этого возможен непрочес крайней пряди и извлечение волокон из нее в виде узких ленточек, оодержащих в оечении несколько волокон, которые отрываются от бородки и транспортируются в виде крупного и длинного комплекса в желоб прядильного ротора.

С целью, сокращения указанных выше негативных явлений было предложено оснастить пильчатый барабанчик специальным выступом (в виде лопаточки), расположенным одним краем вплотную.к бортику барабанчика, а другим - примыкапцим к гарнитуре на участке за концом заделки последнего 'витка. Выступ выполняют у того бортика барабанчика, к которому сдвигается бородка под влиянием винтовой навивки гарнитуры. Выоота выступа выполняется вровень с высотой бортика (заявка на изобретение■№ 4701713/12 от 05.06.1989). Выступ при каждом обороте барабанчика отбивает боковую поверхность бородки от бортика к гарнитуре и, кроме этого, осуществляет вотряхива-пцее аэродинамическое воздействие на всю бородку в целом. Эффект объясняется тем, что плаотинка гонит перед собой волну уплотненного воздуха, а за пластинкой имеется зона разрежения и колеблющийся вихревой след. При подходе к бородке явления, сопутствующие движению пластинки, трансформируются в кратковременный колебательный процесс воздушного потока, расшатывающий волокна в бородке, и

способствующий их разъединению.

Производственные испытания модернизированных пильчатых барабанчиков с износом О,15 мм были проведены на пневмомеханических прядильных машинах различных типов: БД-200-М69, БД-200-РЦ, ВД-200-0. Наработанная на этих машинах прям 18,5 и 29,0 такс исследовалась на пороки на приборах "Устер-индикатор" и "Устер-классимат".

(Материалы испытаний прям 18,5 текс на приборе "Устер-клас-симат" показали снижение утонений (-45$) в 1,8 раза, утолщений (+45$) - в 2 раза, утолщений (+100$) - в 2,1 раза, утолщений (+150$) - в 3,6 раза.

Аналогичные результаты испытаний пряжи 18,5 текс получены на приборе "Устер-индикатор". Пряга 18,5 текс была выработана на машине БД-200-М69 с применением модернизированных барабанчиков (использование лопаточки).

При испытании прям 29,0 текс на приборе "Устер-индикатор", ' наработанной на прядильной машине БД-200-РЦ, получили снижение утонений (-50Я на 37$, утолщений (+50$) - на 18$,- утолщений (+140$) - на 3$, утолщений (+400$) - на 20$.

Таким образом, налицо снижение порокообразования на пряже 18,5 и 29,0 текс, выработанной на пневмолрядильной машине как о узлом сороудаления, так и без него.

Испытания'пряжи 18,5 текс по фазико-механическим свойствам, выработанной на пневмопрядильной машине БД-200-М69, показали следующие результаты. ' Качество ' вырабатываемой . пряжи' повысилось за счет снижения коэффициента вариации по относительной • разрывной нагрузке па 10% при практически неизменной прочности пряжи. Технологическая обрывность пряжи на модернизированных прядильных блоках по сравнению с контрольными снизилась в 1,56 раза.

При использовании модернизированных пильчатых барабанчиков на машине ВД-200-РЦ получили следующие результаты: относительная разрывная нагрузка пряки 29,0 текс, выработанной с применением аэромеханического способа повышения разъединенности волокон, повысилась с 9,0 гс/текс до 9,5 гс/текс, т.е. на 6$ и приблизилась к показателям пряжи, выработанной на новых барабанчиках (10 гс/текс){ коэффициент вариации по относительной разрывной нагрузке снизился с 11,0$ до 9,8$ (на новых барабанчиках - 8,7$). В результате качество пряжи 29,0 .текс : значительно возросло при снижении технологической обрывности пряжи почти наполовину (в 1,47 раза).

Испытание пряжи 18,5 текс, выработанной на пневмомеханической прядильной машине БД-200-С с использованием модернизированных пильчатых барабанчиков (износ 0,15 мм), дали следующие результаты. При неизменной прочности пряжи 18,5 текс коэффициент вариации по относительной разрывной нагрузке пряжи снизился с 12,2$ до 11,0$, т.е. на 3$, в результате чего качество пряжи 18,5 текс улучшилось . Технологическая- обрывность пряжи в данном случае снизилась в 1,44 раза.

Единственным недостатком данного способа является повышение выделения отходов в СУУ почти в 2 раза при модернизации пильчатых барабанчиков с износом 0,15 мм.

В заключении можно рекомендовать к использованию аэромеханический способ повышения разъединенности волокон при их дискретизации на прядильных машинах без сороудаляйщего устройства: ВД-2004Л69 и ВД-200-Р. Особенно высокий эффект от модернизации барабанчиков наблюдается при использовании в сортировке тонковолокнистого хлопка. На прядильных машинах типа БД-200-РЦ и БД-200--С рекомендуется применять модернизированные барабанчики в случае выработки пряжи малых линейных плотностей, где масса отходов

незначительна^.

Следующим направлением повышения работоспособности гарнитуры пильчатых барабанчиков является способ вторичного использования гарнитуры барабанчиков для дополнительного воздействия на волокна пли аэродинамический способ. Известно, что при износе гарнитуры снижается волокноудерживапцая способность зубьев, приводящая к попаданию волокон в окно оороотвода системы СУУ пнешопрядильных машин.

Аэродинамический способ предусматривает использование особенности воздушных вахрей, образованных вихревыми камерами. Под влиянием потока воздуха, сопутствующего вращению пильчатого барабанчика, в цилиндрической проточке (вихревой камере), выполненной в конце дуги разъединения прядильного блока, формируется вращающийся вихревой поток, отжимающий движущиеся по ограждению волокна вновь к зубьям пильчатой гарнитуры барабанчика, подвергая тем. самым волокна вторичному воздействию. Взаимодействие воздушных по?б-ков пильчатгго барабанчика л вихревой камеры образуют линию рэзде- • ла потоков, которая'определяет отжим волокон от твердой поверхности ограждения к зубьям гарнитуры барабанчика (а.с. № 316776).

Реализация способа потребовала проведение исследований по выбору оптимального диаметра вальцз и ширины вскрытия им контура ограждения пильчатого барабанчика (дуги разъединения прядильного блока).

С использованием оптико-электронного метода регистрации движущихся волокон в потоке проведена маоса серий опытов по оценке разъединенности волокон с барабанчиками различной степени износа в зависимости от места расположения вихревой камеры на дуге разъединения и ее оптимального'диаметра. На прядильных блоках типа РЦ и ЦЕ-1 было выполнено множество различных комбинаций проточек и

шбрано наиболее оптимальное положение.(заявка на изобретение # <й75051/12 от 03.05.1980 г.). Последующая проверка выбранного варианта с помощью электронной аппаратуры подтвердила правильность выбранных параметров размещения вихревой камеры в прядильных блоках типа РЦ и ЦЕ-1.

Производственные испытания модернизированных прядильных блоков проводились по обширной программе на двух фабриках: Измайлово-кой (блоки типа РЦ) и фабрике № 2 СПТШО "Красный текстильщик" (блоки типа ЦЕ-1). Вырабатывалась пряла широкого ассортимента и назначений: пряжа линейной плотности 16,5 текс для трикотажа, пряжа 18,5 теко и 29,0 текс для ткачества.

При исследовании пряжи 16,5 текс на приборе "Устер-класся-ыат" на порокообразование получили следующие результаты: снижение утонений (-75$) на 13$, утонения (-45$) снизились в 1,5 раза, утолщения'(+45$) - в 3,9 раза, утолщения (+100$)' - в 4,9 раза, утолщения (+150$) сократились в 5,2 раза.

Аналогичные результаты получены при исследовании пряжи 18,5 текс на пороки на приборе "Устер-индикатор", т.е. наблюдались сокращения пороков пряжи в следующих диапазонах: утонения (-50$) -в 1,7 раза ,• утолщения (+50$) - в 1,4 раза, утолщения (+280$) - в 1,3 раза. При испытании пряжи 29,0 текс на пороки на том же оборудовании получили следующие результаты: сокращение утонений (-50$) в, 3,4 раза, утолщений (+50$) - в 2 раза, утолщений (+140$) - на 15$, утолщений (+280$) - на 13$, утолщений (+400$) - в 1,5 раза.

Таким образом, использование вихревых камер в прядильных блоках типа РЦ и ЦЕ-1 дает существенное сокращение пороков в пряже различных линейных плотностей.

Испытания модернизированных прядильных блоков типа РЦ прово-

дилиоь в производственных условиях Измайловской фабрики (смешанные барабанчики различных сроков изготовления без определения величины износа) при выработке пряжи линейной плотности 29,0 теко на дневмолрядйльных машинах типа Щ-200-РЦ. Сравнения физико-механических свойств пряжи, обрывности и выделения отходов в СУУ проводились о контрольными прядильными блоками (без модернизации). Результаты исследований следующие: наблюдалось сокращение в 3 раза (с 1,11$ до 0,37$) отходов в СУУ, технологическая обрывнооть пряжи снизилась на 38,6$. Пряжа 29,0 теко, выработанная на модернизированных прядильных блоках по сравнению с пряжей, выработанной на контрольных блоках, имела онижение коэффициента вариации по относительной разрывной нагрузке на 2% при одинаковой прочности пряжи, что обеспечило повышение качества выработанной пряжи-и перевод пряжи из П-Ш сорта в I сорт.

Испытания аэродинамического способа компенсации износа в-прядильных блоках типа ЦЕ-1 проводились по обширной программе. Были модернизированы 200 прядильных блоков, на которых поочередно вырабатывалась пряжа следующих линейных плотностей: -16,5 текс для трикотажа, 18,5 и 29,0 текс для ткацкого производства с использованием пильчатых барабанчиков различного периода эксплуатации и разного износа гарнитуры.

Результаты испытаний пряжи 16,5 текс для трикотажа по физико-механическим свойствам следующие: показатель качества пряжи повысился на 10$ за счет снижения коэффициента вариации по относительной разрывной нагрузке с 12,3$ до 10,9? при средней неизменной прочности пряжи. При частичном износе пильчатых барабанчиков (0,10+0,12 мм) технологическая обрывность на модернизированных прядильных блоках снизилась на 25,6$, на 10$ сократилось количество отходов в СУУ. При использовании малоизношенных барабанчиков

(0,02+0,03 мм) показатели качества пряжи при неизменной обрывности и количестве отходов в СУУ.

При использовании частично изношенных барабанчиков (0,10+ «0,12 мм) в модернизированных прядильных блоках типа ЦЕ-1, вырабатывавших пряку линейной плотности 18,5 текс, результаты испытаний следующие. Коэффициент вариации по относительной разрывной нагрузке снизился с 12,1$ до 10,3$, улучшив при этом показателя качества пряки При малой изменчивости прочности пряжи. Наблюдалось снижение технологической обрывности пряжи.на 15,6$, выделение отходов в СУУ снизилось на 25$.

Результаты испытаний пряки 29,0 теко при использовании пильчатых барабанчиков с частичным износом гарнитуры (0,10+0,12 мм) выражаются следующими величинами. Наблюдалось онижение коэффициента вариации по относительной разрывной нагрузке с 11,8$ до 10,6$, что дозволило улучшить показатели качества пряжи,,. ' Прочность пряжи при этом изменялась незначительно. Технологическая обрывность понизилась на 20$, количество отходов в СУУ сократилось почти в 2 раза.

Проведя анализ вышеприведенных многочисленных материалов промышленных испытаний модернизированных прядильных блоков (со встроенными вихревыми камерами) можно сделать вывод об их высокой результативности и экономичности. Пряжа, выработанная на модернизированных .блоках обоих типов (РЦ и ЦЕ-1), отличается повышенной равномерностью, пониженным количеством тонких и толстых мест. Технологический процесс производства пряжи с применением вихревых камер стабилизируется за счет сокращения технологической обрывности пряжи, количество отходов в СУУ значительно сокращается.

Таким образом аэродинамический способ компенсации износа гарнитуры пильчатых барабанчиков пневмомеханических прядильных машин

рекомендуется для широкого производственного внедрения, особенно на предприятиях, вырабатывающих пряжу больших линейных плотностей.

При исследовании экономических потерь от износа барабанчиков необходимо выделить потери на снижении производительности оборудования и выделе™и прядомого волокна в отходы СУУ, которые могут прогрессивно возрастать при выработке пряжи больших линейных плотностей в условиях частичного или существенного износа гарнитуры пильчатых барабанчиков. Использование в производстве аэромеханического и аэродинамического способов компенсации износа барабанчиков позволяет значительно поправить экономические показатели предприятия.

Годовой экономический эффект от внедрения аэродинамического способа компенсации износа гарнитуры пильчатых барабанчиков на фабрике # 2 СПТШ "Красный текстильщик" г.Серпухова составляет: на I тонну пряжи 50 текс — на I тонну пряжи 29 текс *- Э1 • ® Р»

Общие результаты и выводы по работе

1. Неизбежным явлением при эксплуатации пневмопрядильных ма- • шин является процесс старения основных рабочих органов машины (в ■ частности, пильчатых барабанчиков), приводящий к ухудшению технологических показателей процесса прядения: повышению обрывности пряжи, ухудшению ее качества, потерям прядомого волокна в СУУ,что в итоге существенно снижает экономическую эффективность процесса прядения (стоимость обработки пряжи растет до 30%, себестоимость пряжи - до 8$).

2. В результате анализа и творческого осмысления информации по изнашиванию материалов оценку изнооа гарнитуры пальчатых барабанчиков рекомендуется производить в производственных условиях

- 32 -•

методом ярямого обмера о использованием микрометрических инструментов, а в лабораторных - оценкой степени разъединенности волокон в потоке с помощью оптико-электронного оборудования о обработкой результатов исследований на ЭШ.

3. В качестве показателя, однозначно характеризующего степень износа и работоспособность пильчатого барабанчика, принята величина абсолютного износа, определяемая разностью высот зубьев двух крайних, практически не подвергающихся износу витков гарнитуры, и двух оерединных, наиболее изнашиваццихся витков.

4. После статистической обработки сотен измерений износа гарнитуры барабанчиков, проведенных на ряде фабрик, было установлено, что существенный износ определяется величиной 0,15 мм, а максимальный - 0,20 мм. барабанчики с износом 0,15 мм предложено использовать для производства пряхи больших линейных плотностей с пони-

<

женными требованиями к ее качеству; барабанчики с износом гарнитуры 0,2 мм оцениваются непригодными к эксплуатации и должны быть заменены.

5. Проведенные многочисленные исследования по определению влияния старения гарнитуры барабанчиков на характеристики процесса пневмопрядейия позволили установить ряд важных зависимостей. При достижении гарнитурой износа 0,15 ш технологическая обрыв-нооть пряжи более чем удваивается, в 2+3 раза растет выделение отходов в СУУ, значительно повышается порокообразование пряжи, "

6. С повышением износа гарнитуры барабанчиков снижается показатель качества пряжи в основном за счет увеличения коэффициента вариации по относительной разрывной нагрузке при малом изменении прочности пряжи.

7. Установлена зависимость изменения выносливости пряжи к многократным нагрузкам от старения гарнитуры барабанчиков. При

увеличении, износа гарнитуры до 0,15 мм в 1,5 раза снижается выносливость пряжи к многократному растяжению и в 1,3 раза - к многократному изгибу, что влечет за собой нарушение технологических процессов на последующих переходах (ткачестве и вязании).

8. Основным критерием, определяющим работоспособность наиболее массовой гарнитуры пильчатого барабанчика типа 0К-40, являет-оя масса прошедшего через его гарнитуру хлопкового волокна, равная 1,5-1,7 тоннам. Добавление в хлопковую смеску химических волокон существенно уменьшает критическую массу за счет ускорения износа зубьев гарнитуры.

9. Общий ресурс работоспособности гарнитуры пильчатого бара-{5анчика во времени прямопролорционален критической массе переработанного волокнистого материала и обратнопропорционален производительности прядильной камеры.

10. Анализ режимов технологического процесса пневмопрядения по фактору износа гарнитуры барабанчиков показал возможность вы-' бора оптимальных заправочных параметров пнешсдрядильных машин (по минимуму усилия дискретизации) с целью продления "работоспособности гарнитуры пильчатых барабанчиков.

11. Расчетная величина усилия дискретизации зависит от внешних параметров процесса разъединения волокнистой бородки следующим образом: усилие пропорционально массе волокнистой бородки, квадрату частоты вращения пильчатого барабанчика при заданной длине навивки гарнитуры. Влияние внутренних параметров процесса дискретизации: вида волокон, угла наклона передней грани зубьев

и их высоты, степени распрямленности и разъединенности волокон в питающем продукте на величину расчетного усилия' дискретизации учитывается о помощью коэффициентов.

12. Результатом длительных экспериментальных исследований

в соавторстве явилась разработка и апробирование аэромеханичоско-го способа восстановления работоспособности барабанчиков (заявка X 4701713/12 от 05.06.1989) в условиях частичного или существенного износа гарнитуры. Способ позволяет примерно в 2 раза сократить пороки пряжи, в 1,5 раза сократить технологическую обрывность и повысить показатели качества пряжи. Наиболее эффективен способ при переработке смесей с тонковолокнистым хлопком.

13. Из множества изученных существующих способов повышения эффективности процесса дискретизации для.широкого производственного внедрения рекомендован аэродинамический способ, основанный на вторичном использовании гарнитуры барабанчиков для дополнительного воздействия на волокна посредством воздушных вихрей, образованных вихревыми камерами (а.с. X 316776). • Модернизация прядильных

•блоков за очет оснащения их вихревыми камерами позволила до 2+3 раз сократить выделение прядомого волокна в отходы СУУ, наполовину снизить технологическую обрывность пряжи, 'резко повысить показатели качества пряжи, выработанной в прядильных блоках типа ЦЕ-1, до 30% - в прядильных блоках типа РЦ.

14. Годовой экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работы на фабрике * 2 СПТШО "Красный текстильщик" соотавил на I тонну пряжа 50 текс - /¿Р. , 29,0 теко -

- 5,

15.. Вышеуказанные методы компенсации износа гарнитуры барабанчиков рекомендуются для широкого производственного внедрения, оообенно при использовании пневмопрядильных машин 3-го и последующих поколений.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Попрядухин A.B. "Расчет усилия дискретизации в прядильном устройстве типа БД". Новое в технологии хлопкопрядения, ткачество а текстильном материаловедении. ЦНИИТЭИлегпром, М., 1989.

2. Павлов Г.Г.Уатиновэ Л.Ф., Попрядухин A.B. "Влияние износа пильчатых барабанчиков на характеристики процесса пневмомеханического прядения и качеотво пряпи", Текстильная промышленность, М., 1990, иг.

3. Попрядухин A.B. "Влияние рэзрекешш воздуха в системе со-роудаления машины ЕД-200-С", Текстильная промышленность, М., 1988, Д I.

4. Попрядухин A.B. "Зависимость технологических и экономических факторов процесса пневмопрядения от износа гарнитуры дискрети-зирупцих барабанчиков в уоловиях хозрасчета предприятия", материалы оеминара общества "Знание", РСФСР, М., 1989.

5. Павлов Г.Г., Попрядухин A.B. "Исследование возможности повышения степени дискретизации волокон в пневмомеханическом прядении", Отчет о НИР, й гос. регистрации 01870030.295, ЦЕМХБИ, М., 1988.

6. Попрядухин A.B., Павлов Г.Г. "Изнашивание зубьев пильчатой гарнитуры барабанчиков пневмомеханических прядильных машин", Совершенствование технологии хлопкопрядения и производства хлопчатобумажных тканей, ЦНИИТЭИлегпром, М., 1988.

7. Павлов Г.Г., Попрядухин A.B., Рвмейкин A.B. Заявка на изобретение ii 4701731/12 от 05.06.1989. "Расчесывающее устройство".

8. Павлов Г.Г., Оськин Л,И., Попрядухин A.B., ймейкин A.B. Заявка на изобретение №4875051 от 03.05.1990 г. . "Дискретизирующее устройство".