Разработка технологии изготовления ровницы из низкосортного сырья в гребенном прядении

Актуальность темы

диссертации. Основным критерием, определяющим конкурентоспособность текстильной продукции, является качество продукции в соответствии с требованиями установленных стандартов. Поэтому проблема повышения качества текстильных материалов на всех этапах их изготовления остается одним из важнейших и приоритетных направлений научных исследований в рассматриваемой области. Однако положительную динамику развития отечественной текстильной промышленности сдерживает сырьевая проблема. Недостаток сырья, который испытывают предприятия, не позволяет выпускать широкий ассортимент различных видов пряжи и нитей, способных конкурировать на товарном рынке с импортными.

В связи с такой ситуацией высокую актуальность приобретают исследования, направленные на разработку или совершенствование технологических процессов прядильного производства для производства качественной гребенной пряжи из низкосортного сырья, доступного по цене отечественным производителям.

Настоящая диссертационная работа посвящена совершенствованию технологических процессов на ровничных машинах с навесными и подвесными рогульками для изготовления ровницы, обладающей высокими качественными характеристиками, из коротковолокнистого хлопкового волокна.

Работа выполнена по гранту Министерства образования Российской Федерации по фундаментальным исследованиям в области технических наук 2002 г. и в рамках научно-технической программы Министерства образования Российской Федерации «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» на 2003 — 2004 гг.

Цель и задачи исследования

Целью диссертационной работы является изготовление качественной гребенной пряжи из низкосортного сырья за счет совершенствования процессов вытягивания и формирования ровницы на ровничных машинах.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. Выявлены основные недостатки процессов формирования и вытягивания ровницы на ровничных машинах с навесными и подвесными рогульками, сдерживающие изготовление качественной ровницы из низкосортного.

4 хлопкового сырья.

2. Теоретически обоснованы величины нагрузок на нажимные валики вытяжного прибора ровничной машины Р-192−5 с учетом геометрических и технологических характеристик перерабатываемого волокна.

3. Определены условия стабилизации натяжения ровницы на машине Р-192−5 по рядам веретен и на этой основе рассчитаны конструктивные параметры насадок на рогульки переднего и заднего рядов веретен.

4. Выполнен теоретический анализ влияния формы распространителя крутки на величину создаваемой ложной крутки ровницы на участке «передний цилиндр — рогулька». На основании выдвинутых теоретических положений для увеличения крутки ровницы разработаны математические модели распространителей крутки с образующей в форме спиралей: логарифмиче 4″ ской и Архимеда, позволяющие регулировать удельное давление ровницы на поверхность скольжения.

5. Проведено теоретическое обоснование увеличения натяжения ровницы при наматывании на ровничной машине с подвесными рогульками мод. ВР 90−3 для повышения массы ровницы на катушке.

6. Разработаны и апробированы в производстве новые способы и технические средства формирования и вытягивания ровницы, реализующие предложенные решения.

Объекты и методы исследований. Объектами исследования являлись продукты прядильного производства — лента, ровница и пряжа гребенной системы прядения, изготовленные из хлопкового волокна 5 типа.

При выполнении теоретической части работы использованы методы дифференциального и интегрального исчисления, аналитической и начертательной геометрии, математического моделирования, теоретической механики, механики идеально гибкой нити и теории упругости.

Экспериментальные исследования проводились с использованием методов тензометрии и осциллографирования. Основные теоретические положения, полученные в диссертационной работе, подвергались экспериментальной проверке на стендах в лаборатории и на машинах в производственных условиях с использованием современной измерительной аппаратуры. Оценка неровноты по толщине волокнистого продукта осуществлена на приборах КЛА-2 и КЕТ-80 фирмы «Кайсокки» с получением графиков амплитудного спектра и градиента неровноты. Обработка результатов измерений выполнена с применением методов математической статистики на ЭВМ.

Научная новизна. В диссертационной работе впервые получены следующие научные результаты:

— установлены аналитические закономерности распределения нагрузок на нажимные валики вытяжного прибора ровничной машины Р-192−5, учитывающие геометрические и технологические характеристики перерабатываемого волокна, характер изменения силы вытягивания, а также натяжение входящего продукта и натяжение продукта за выпускной парой;

— разработана математическая модель поверхности распространителя крутки с образующей в форме логарифмической спирали и получено уравнение для расчета натяжения ровницы на его поверхности;

— составлено математическое описание процесса регулирования удельного давления ровницы на направляющую поверхность распространителя крутки. Полученное решение позволяет подбирать оптимальные соотношения конструктивных параметров рабочего профиля распространителя и величины удельного давления ровницы в «точке крутки» ;

— получена формула для определения натяжения ровницы, движущейся по конической спирали (винтовой линии с постоянным углом подъема) на стержне лапки рогульки;

— разработаны технологические режимы вытягивания и формирования ровницы из низкосортного хлопкового сырья в гребенном прядении применительно к ровничной машине Р-192−5;

— теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность формирования ровницы с уплотненной намоткой на ровничных машинах мод. ВБ 90−3 за счет использования распространителей крутки с образующей в форме спирали Архимеда и увеличения числа витков ровницы на стержне лапки рогульки.

Практическая значимость и реализация результатов работы. Совершенствование процессов вытягивания и формирования ровницы на ровничных машинах на основе разработанных технологических решений и технических средств для их реализации позволили осуществить изготовление качественной ровницы и пряжи гребенной системы прядения из хлопкового волокна 5 типа.

Разработанные теоретические положения расчета и анализа нагрузок на нажимные валики четырехцилиндрового вытяжного прибора ровничной машины Р-192−5 могут использоваться предприятиями для повышения эффективности процесса вытягивания на ровничных и прядильных машинах в хлопкои шерстопрядении.

Разработанные конструкции распространителей крутки с образующей в форме спиралей (логарифмической и Архимеда) могут использоваться при модернизации существующих выпускных зон ровничных машин с навесными и подвесными рогульками для формирования ровницы с улучшенными свойствами.

Результаты работы рекомендуются к использованию конструкторам текстильного оборудования при создании новых направляющих устройств с прогнозируемыми возможностями, производственникам для совершенствования технологии формирования ровницы, а также студентам при изучении дисциплин «Прядение натуральных и химических волокон» и «Проектирование текстильных машин».

Промышленная реализация результатов диссертационной работы осуществлена на АОЗТ «Красная Талка» (г. Иваново) и ОАО «Глуховский текстиль» (г. Ногинск Московской обл.). Внедрение новых способов и технических средств формирования ровницы на ровничных машинах обеспечило эффективное и экономически выгодное использование низкосортного хлопкового сырья при производстве гребенной ровницы и пряжи высокого качества.

Апробация работы. Материалы по теме диссертационной работы доложены и получили положительную оценку:

— на всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (г. Москва, 2001 г.);

— на международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (г. Иваново, 2002 г.);

— на всероссийской научной студенческой конференции «Текстиль XXI» (г. Москва, 2003 г.);

— на республиканской научно-практической конференции «Перспективы развития хлопкоочистительной, текстильной и легкой промышленности» (г.Ташкент, 2003 г.);

— на межвузовской научно-технической конференции «Молодые ученые — развитию текстильной и легкой промышленности» (г.Иваново, 2003 г.);

— на расширенном заседании кафедры начертательной геометрии и черчения Ивановской государственной текстильной академии (г. Иваново, 2004 г.).

Публикации. Основные результаты исследований, выполненных в рамках настоящей диссертации, опубликованы в 21 печатной работе, в том числе девять статей в журнале «Известия вузов. Технология текстильной промышленности», четыре депонированные рукописи, шесть тезисов докладов научно-технических конференций, получено два свидетельства на полезную модель.