Совершенствование процесса вытягивания при производстве полугребенной пряжи из полипропиленового штапельного волокна

Важнейшими направлениями для текстильной промышленности становятся обновление ассортимента, улучшение качества товаров, учет изменения спроса покупателей. Выполнению этих задач способствует все более возрастающее производство химических волокон, которые, наряду с натуральными волокнами, стали основным видом сырья для текстильной промышленности.

Быстрый рост выпуска химических волокон обеспечивает высокая экономическая эффективность производства по сравнению с натуральными волокнами, доступная сырьевая база, высокое качество волокон.

Не менее важное значение имеет использование химических волокон с точки зрения экономии сырья, поскольку удельный вес стоимости сырья в общей стоимости пряжи достигает 80−90% и более. Применение химических волокон позволяет увеличить выход текстильной продукции, уменьшить количество отходов и сократить удельный расход сырья.

Однако положительные результаты по использованию химических волокон в текстильной промышленности можно получить только при наличии достаточных знаний в области структуры и свойств химических волокон, методов и особенностей их производства, способов использования, теоретических и практических основ переработки.

Полипропиленовое штапельное волокно выпускают толщиной 1,66−0,111 текс и перерабатывают как в чистом виде, так и в смесях с другими волокнами. Волокно используют для изготовления фильтровальных и технических тканей, тканой основы ворсовых изделий, спецодежды, негорючих тканей, постельного. Также применяют для изготовления обивочных тканей, одеял, ворсовых тканей, тканей для одежды (жакетов, пальто). Более грубое волокно применяют для производства ковровых изделий. Из полипропиленовых нитей вырабатывают чулочно-носочные изделия и одежные ткани.

Вытягивание — один из главнейших процессов в технологии прядения. От правильного выполнения данного процесса зависит качество получаемого продукта, обрывность по переходам производства, производительность труда и оборудования, выход продукта из сырья, себестоимость производства пряжи.

Стабильность протекания этого процесса и качество вырабатываемой пряжи во многом зависят от условий вытягивания, создаваемых вытяжным прибором. Несоблюдение полного контроля над волокнами в процессе вытягивания является одной из основных причин возникновения неровноты в продукте.

Полипропиленовое волокно долгое время находилось в «тени» и основным продуктом являлась полипропиленовая пленка. В последнее время начался интенсивный рост производства полипропиленовых волокон, вследствие их доступности, низкой себестоимости и рядом благоприятных свойств для использования в разных областях промышленности. Поэтому перед нами стояла задача исследовать процесс переработки полипропиленового волокна в пряжу с целью повышения его эффективности и оптимизации.

Исследования проводились на Мелекесской прядильно-ткацкой мануфактуре, вследствие этого стояла необходимость в отработке технологического процесса получения пряжи из смеси полипропиленовых волокон по полугребенной системе прядения.

I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

ВЫВОДЫ:

Влияние изменения длины и тонины однотипных волокон в однородной смеси на свойства получаемой пряжи носит более прямолинейный характер.

Влияние изменения длины и тонины однотипных волокон в неоднородной смеси на свойства получаемой пряжи менее значительно из-за неравномерности свойств волокон и их проявления в момент разрыва пряжи.

4.2. Зависимость разрывных характеристик продукта от зажимной длины при разрыве.

Между отдельными свойствами текстильной продукции существуют статистические зависимости. Если исследовать зависимость разрывных характеристик продукта от зажимной длины при разрыве, то можно заметить, что чем больше длина образца нити, тем больше в нем сечений, тем вероятнее получить меньшее сопротивление разрыву. Вопрос о влиянии зажимной длины на результаты испытаний привлекает внимание исследователей уже давно. Это объясняется тем, что выбор длины испытываемых образцов сказывается как на длительность испытания (при постоянной скорости разрыва), так и на вероятности попадания в испытываемую зону слабого участка, определяющего разрывную нагрузку пряжи. Разрывая пряжу отрезками заданной длины, получают значения прочности наиболее слабых сечений на этих отрезках. Поскольку пряжа обладает определенной неровнотой, следует ожидать, что при большей длине испытываемого образца возникает большая вероятность появления в этом образце хотя бы одного слабого сечения. Теоретические исследования и многочисленные экспериментальные работы, посвященные изучению зависимости прочности от длины образца[22, 23, 24], показали, что с увеличением длины образца разрывная нагрузка и ее среднее квадратическое отклонение уменьшаются.

Влияние длины образца на разрывную нагрузку и ее рассеяние изучали путем проведения экспериментальных работ, а также теоретических исследований Васильев Н. В., Пирс Т., Турчанинов А. С., Гнеденко Б. В., Поздняков Б. П. и др. [25,26,27,28,29,30].

Основоположник теории прядения — проф. Н. В. Васильев исследовал зависимость разрывной нагрузки пряжи от величины длины образца. При выводе своей формулы он исходил из предположения, что вероятность появления различного сопротивления разрыву одинакова. В действительности распределение разрывной нагрузки пряжи близко следует нормальному закону распре деления.

Рис. 4.1. Распределение разрывной нагрузки нити:

1 — нормальная кривая распределения- 2 — распределение по Н. В. Васильеву.

Следовательно, разрывных нагрузок с небольшими отклонениями от среднего значения много, а с большими отклонениями — мало. Вероятность распределения разрывной нагрузки пряжи по Н. В. Васильеву соответствует прямой линии, а не нормальной кривой распределения (рис. 4.1).

Т. Пирс вывел формулу для вероятности появления разрывной нагрузки в пределах X + SX при разной длине образца нити. Пользуясь установленной зависимостью, он построил кривые распределения разрывной нагрузки нити для кратных длин образцов и по ним составил эмпирические формулы.

Т. Пирс полагает, что каждый образец нити длиной / представляет собой однородное тело, тогда как в действительности эти образцы внутри также неоднородны.

Процесс изменения разрывной нагрузки при разных длинах образца нити проф. А. С. Турчанинов [27] рассматривает как процесс неограниченного суммирования вариантов, выражаемый нормальным асимптотическим законом. По теории Т. Пирса, закон Гаусса искажается тем сильнее, чем больше отношение длин образцов, поэтому этот закон как асимптотический неприемлем.

Для решения вопроса о характере асимптотических законов А. С. Турчанинов нашел инварианты преобразования теории Т. Пирса, при которых кривые.

Разрывная нагрузка распределения не искажаются.

Б. В. Гнеденко принимает значения разрывной нагрузки на соседних отрезках корреляционно зависимыми. Он указывает, что им, как и Пирсом, достаточно произвольно принимается, что разрывная нагрузка k-кратного образца есть наименьшее значение единичных образцов. Он считает, что естественнее было бы принять, что нить в каждом своем сечении имеет определенную разрывную нагрузку.

Введение

коэффициента корреляции в теорию исследования влияния величины длины образца на разрывную нагрузку и ее среднее квадратическое отклонение вряд ли оправдано. Несомненно, что между разрывными нагрузками двух соседних отрезков существует корреляционная зависимость. Но необходимо учитывать и то обстоятельство, что определение разрывных нагрузок одиночной нити не производят подряд, так как часть нити зажимается тисками прибора и к нить подвергается предварительному натяжению. Кроме того, при контроле качества пряжи в лабораториях между отдельными испытаниями отматывают пряжу. Это делается для того, чтобы сделать выборку более представительной, а при этих условиях корреляционная зависимость между разрывными нагрузками отсутствует.

Рассмотренные ранее теории построены на одной и той же гипотезе, предусматривающей абсолютную равномерность разрывной нагрузки на начальной длине образца /. Сопротивление разрыву во всех сечениях образца длиной / одинаково.

Поздняков Б. П. рассмотрел гипотезу, согласно которой отрезки нити длиной / неравномерны не только между собой, но и внутри себя, т. е. гипотезу, которая в большей степени соответствует фактическому строению нити или пряжи.

В данном разделе работы была получена взаимосвязь между зажимной длиной и разрывными характеристиками пряжи. Испытания проводились на пряже из полипропиленового волокна с разным составом смеси:

Т пр=50 текс — 100% Тв = 0,68 текс, Lb = 90 мм;

Т пр=40 текс — 100% Тв = 0,68 текс, Lb = 90 мм;

Т пр=40 текс — 80% Тв = 0,68 текс, Lb = 90 мм;

20% Тв = 0,33 текс, Lb = 90 мм;

Т пр=40 текс -100% Тв = 0,33 текс, Lb = 90 мм.

Полученные результаты представлены в приложении 6, в таблице 4.6 и на рисунках 4.2 — 4.7.

Для рассмотрения влияния зажимной длины на разрывные характеристики пряжи рассчитаем число волокон в сечении пряжи, теоретическую разрывную нагрузку пряжи и коэф. использования прочности волокна в пряже (табл. 4.7, 4.8) по разрывным характеристикам волокон (приложение 5) по вариантам таблица 4.6.

Если принять, что средняя длина волокон (приложение 2 (табл. П 2.4) в пряже около 80 мм, то при разрыве пряжи с зажимной длиной 70 мм все волокна в сечении пряжи зажаты и происходит их разрыв, следовательно, в этом случае разрывная нагрузка пряжи будет наиболее приближена к величине теоретической разрывной нагрузки пряжи Рпртсор.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1. Повышение спроса на изделия из полипропиленового волокна, а так же экономическое положение легкой промышленности приводит к необходимости отработки технологии производства полипропиленовой пряжи на имеющемся оборудовании.

2. Изменение скоростного режима чесальной машины по-разному отражается на процессе волокнообмена при переработке различных смесей. Более нестабильны характеристики у чесальной ленты из полушерстяной смеси с лавсановыми волокнами, нежели чесальной ленты из смеси шерсти с полипропиленовыми волокнами.

3. Увеличение скоростного режима чесальной машины создает дополнительную неровноту чесальной ленты и нарушает согласованную работу рабочих органов.

4. Изменение скорости ленточной машины на первом переходе практически не отражается на величине коэффициента вариации ленты. Следовательно, имеются возможности по увеличению производительности ленточной машины без ущерба для качества ленты.

5. Промежуточная пара, в зависимости от расположение самогрузных валиков и эластичности ремешка, оказывает различное влияние в процессе вытягивания на качество получаемого продукта.

6. Анализ поля сил трения показывает наиболее лучшее месторасположение самогрузных валиков в вытяжном приборе прядильной машины, которое подтверждается экспериментальным путем.

7. Установлено, что возможно необходимо усиление контроля за движением волокон в вытяжном приборе прядильной машине (увеличить поле сил трения).

8. Применение авторегулятора благоприятно влияет на получаемый продукт, независимо от перерабатываемого сырья. Выравнивающая способность авторегулятора лучше проявляется на перерабатываемом продукте из синтетических волокон.

9. Оценили влияние вариации времени запаздывания и вариации натяжения между питающей парой и измерительными роликами. Изменение времени запаздывания влияет на положение волокон измеренного сечения ленты в зоне вытягивания. Эти два параметра влияют на изменение неровноты вырабатываемой ленты.

10. При увеличении времени запоминания необходимо уменьшать натяжение холстика для получения более равномерного продукта. В тоже время увеличение натяжения холстика в зоне питания требует сокращения времени от запоминания сигнала до передачи его в зону вытягивания, вследствие существующей инерции механизма регулятора.

11. Построенные регрессионные двухфакторные модели подтвердили экспериментальные результаты, что взаимодействие времени запоминания и натяжения холстика значительно влияют на линейную неровноту ленты. Так при увеличении времени запоминания необходимо уменьшать натяжение холстика для получения более равномерного продукта и наоборот.

12. Влияние длины и тонины однотипных волокон в однородной смеси на свойства получаемой пряжи носит более прямолинейный характер.

13. Влияние длины и тонины однотипных волокон в неоднородной смеси на свойства получаемой пряжи менее значительно из-за неравномерности свойств волокон и их проявления в момент разрыва пряжи.

14. Полученные данные показывают, что из более тонкого волокна получается пряжа более прочная и равномерная по разрывной нагрузке. Если же вырабатывать пряжу из более толстого волокна, то она уступает по прочности и по равномерности разрывной нагрузки, однако при введении в такую смесь тонкого волокна неровнота пряжи по разрывной нагрузке и разрывному удлинению уменьшается, хотя разрывная нагрузка уменьшается, несмотря на сохранение разрывного удлинения пряжи на том же уровне. Также хорошими показателями обладает пряжа из смеси волокон с разной линейной плотностью и разной длиной резки.

15. В процессе переработки полипропиленовых волокон в пряжу меняются свойства волокон в продуктах (длина, разрывная нагрузка и удлинение) в соответствии с интенсивностью технологических процессов и пластичностью волокон.

16. Несмотря на увеличение вариации волокон по длине по переходам производства пряжи, наблюдается снижение неровноты волокон по разрывным характеристикам.