Вибір системи та способу прядіння

 

Під системою прядіння розуміють поєднання машин, які виконують різні процеси, через які проходить волокно при переробці в пряжу.

Для переробки бавовни в чистому вигляді або в суміші з хімічними волокнами відомі три класичні системи прядіння: гребінна, кардна, апаратна [14]. З розвитком техніки прядіння класичні системи стали різко відрізнятися асортиментом машин та їх характеристикою. Впровадження нового устаткування дозволяє скоротити технологічний процес, автоматизувати передачу продукту з машини на машину, регулювати товщину продукту, механізувати процеси догляду за машиною та збирання відходів. При цьому різко збільшується продуктивність праці, покращується якість пряжі, знижується обривність.

Вибір системи прядіння визначається лінійною густиною пряжі та її призначенням.

Характеристика систем та способів прядіння наведені в табл. 20.

В проекті необхідно відмітити особливості кожної із систем, навести недоліки і переваги способів прядіння і обґрунтувати їх вибір.

 

Вибір устаткування для виробництва пряжі

 

Даний розділ передбачає вибір устаткування для виробництва заданої пряжі.

При виборі устаткування необхідно обґрунтувати тип і марку машин для кожного технологічного переходу.

Таблиця 20 – Системи прядіння бавовняної пряжі

 

Система прядіння	Спосіб прядіння	Особливості пряжі	Сфера використання
Гребінна	Кільцевий	Пряжа лінійною густиною 5 – 15,4 текс з підвищеною рівномірністю та міцністю. Сировина – тонковолокниста бавовна в чистому вигляді або в суміші з хімічними волокнами	Тонкі тканини (напр., батист, маркізет, сатин), трикотажні вироби, швейні нитки, технічні тканини
Кардна	Кільцевий	Пряжа лінійною густиною 15,4 – 84 текс, однониткова і кручена. Сировина – середньоволокниста бавовна в чистому вигляді або в суміші з хімічними волокнами	Тканини побутового призначення (напр., бязь, міткаль), технічні тканини, трикотажні вироби, вироби текстильно-галантерейного виробництва.
Пневмомеханічний	Пряжа лінійною густиною 15,4 – 72 текс, однониткова і кручена. Сировина – середньоволокниста бавовна в чистому вигляді або в суміші з хімічними волокнами	Тканини побутового призначення (напр., бязь, фланель), трикотажні вироби, вироби текстильно-галантерейного виробництва.
Апаратна	Кільцевий, пневмомеханічний, роторний, аеромеханічний	Пряжа великої лінійної густини 84 – 250 текс. Сировина – бавовна низьких сортів, відходи прядильного виробництва, віскозне волокно	В якості утоку при виробництві ворсових тканин побутового і технічного призначення (напр., ковдри, покривала, меблево-декоративні тканини, байка взуттєва, бумазея, сукно)

 

Вибір необхідно починати з аналізу нових моделей машин як існуючих [19-24], так і запланованих до випуску [15]. Якщо завданням передбачена реконструкція прядильного виробництва, то необхідно дати аналіз устаткування підприємства. В аналізі необхідно відмітити позитивні і негативні сторони машин. Машини оцінюються з технологічної сторони, конструктивної, економічної та з точки зору зручності обслуговування.

Після вибору машин приводиться їх технічна характеристика, в якій необхідно використовувати матеріали, наведені в науково-технічній літературі останніх років, матеріали міжнародних технічних виставок, а також матеріали, отримані під час проходження практики.

В Росії та Узбекистані випускається наступне устаткування для переробки бавовни та її сумішей з хімічними волокнами [15], яке рекомендоване до впровадження:

1.Автоматизована потокова лінія, до складу якої входить розпушувально-тіпальний агрегат з мікропроцесорною системою управління та автоматизована чесальна машина в комплекті з системою бункерного живлення.

До складу розпушувально-тіпального агрегату в залежності від виду сировини та умов виробництва можуть входити наступні машини:

автоматичні живильники АП-36 або АПК-250-4;

живильники-змішувачі П-1М та живильники головні П-3М або П-5М;

очисники ОН-6-1М;

дозатори безперервної дії типу ДН;

машини змішувальні типу МСМ;

розпушувачі: пильчатий РПХ-1М, горизонтальний ГР-9;

машина обезпилювальна МО-М;

розпушувач-очисник секційний РОС;

конденсори КБ-6;

розподілювач волокна пневматичний РВП-2-3;

автоматизована універсальна тіпальна машина МТ;

При безнастильному живленні чесальних машин рекомендовано використовувати живильник чесальних машин ПЧИ та систему пневматичного розподілу волокна СПР-М.

2.Чесальні машини ЧМ-10, ЧМ-15 та АЧМ-14У(при виробництві роторної пряжі).

3.Стрічкові машини ЛВ-2/2, ЛА-54-500М.

4.Рівничні машини РА-192, РА-250.

5.Прядильні кільцеві машини ПА-70, ПА-75, ПА-88 та пневмомеханічні модернізовані типу ППМ; для виробництва пряжі великої лінійної густини – прядильні роторні типу ПР та аеромеханічні машини типу ПАМ.

6.Прядильно-мотальні автомати ПМА.

Більш високопродуктивним є розпушувально-очисне та приготувальне устаткування (чесальні та стрічкові машини) фірми „Тruеtzschler” (Німеччина) [20]. Фірма „Rieter” (Швейцарія) широко впроваджує ланцюжок машин від паки до пряжі для переробки бавовни, хімічних волокон довжиною до 60 мм та котонізованого лляного волокна за гребінною та кардною системами прядіння кільцевим та пневмомеханічним способами [19]. Успішно працюють в промисловості пневмомеханічні прядильні машини Autocoro та мотальні автомати Autoconer фірми „Schlafhorst” [21,22], крутильні машини подвійного крутіння типу VTS фірми „Volkman” (Німеччина) [24], аеромеханічні прядильні машини та мотальні автомати фірми „Murata” (Японія) [23] тощо. В літературі наведені конструктивні особливості устаткування цих фірм, їх технічні характеристики.

 

6. Складання попереднього плану прядіння

 

Плани прядіння – це сукупність основних параметрів роботи устаткування на всіх переходах технологічного процесу. В плані прядіння вказуються лінійні густини напівфабрикатів, число складень, величини витяжки та крутіння, швидкість випускних робочих органів машин, продуктивність машин на всіх переходах, коефіцієнти корисного часу (ККЧ) та працюючого устаткування (КПУ) [10,11,13,25].

Попередній план прядіння складається за нижче приведеною формою (табл. 21) окремо для кожної лінійної густини пряжі або один для пряжі близьких лінійних густин.

Таблиця 21 – Форма попереднього плану прядіння

 

Найменування і марка машин	Лінійна густина вихідного продукту, текс	Число складань	Витяжка	Коефіцієнт крутіння	Швидкісні параметри випускних робочих органів	Теоретична продуктивність, кг/год	ККЧ	КПУ
n, хв^-1	V, м/хв

При складанні плану прядіння використовують довідковий матеріал, розроблений на підставі науково-дослідних робіт та досвіду підприємств [10,11,13, 19]. Вибрані параметри повинні забезпечити нормальний перебіг технологічного процесу, низьку обривність, необхідну якість пряжі (згідно з НД) при меншій кількості устаткування.

Виконуючи цю частину проекту при використанні устаткування, що випускається в Росії, Узбекистані необхідно врахувати наступне:

- план прядіння гребінної пряжі малої лінійної густини (5-7 текс) передбачає використання двох переходів рівничних машин і два складання рівниці на прядильній машині, пряжі лінійної густини 7-10 текс – один перехід рівничних машин і два складання рівниці на прядильній машині, пряжі лінійної густини вище 10 текс – один перехід рівничних машин і одне складання рівниці на прядильній машині;

- рівницю, яка буде використовуватись на прядильній машині в два складання, необхідно виготовляти на рівничній машині типу Р-192-5, яка має менші розміри пакування;

- при виробництві пряжі лінійної густини менше 9текс використовуються чесальні машини з живленням настилами, вище 9текс – може використовуватись безнастильний спосіб живлення чесальних машин;

- максимальну витяжку з інтервалу, встановленому в характеристиках машин, вибирають для прядильної машини, але необхідно врахувати, що надмірно високі витяжки збільшують нерівноту пряжі і її обривність;

- вибір величини витяжки на прядильній машині визначає величину витяжки на рівничній машині. Рекомендовано вибирати рівницю однієї лінійної густини для пряжі суміжних лінійних густин, так як при меншому числі лінійних густин рівниці можна краще організувати контроль за виробництвом;

- при виборі оптимальної величини крутіння виходять з довжини волокна та призначення пряжі. Величину крутіння основної пряжі беруть на 10 – 15 % більше в порівнянні з утоковою. Для пряжі з пнемомеханічних прядильних машин коефіцієнт крутіння приблизно на 20% вище, ніж для пряжі з кільцевих прядильних машин;

- для деяких видів пряжі (напр., трикотажної, спеціального призначення) коефіцієнт крутіння обумовлений в НД. При відсутності таких вимог в НД коефіцієнт крутіння пряжі і рівниці вибирають з довідника [13].

 

Фірмою „Rieter” розроблені рекомендації по заправленню машин прядильного виробництва, які необхідно враховувати при складанні плану прядіння з використанням цього устаткування (табл.22 – 38) [19].

 

Таблиця 22 – Рекомендована лінійна густина напівфабрикатів при виробництві

кільцевої пряжі за кардною системою

Найменування машин	Лінійна густина продукту,текс
Кільцепрядильні машини
Рівничні машини
Стрічкові машини ІІ переходу
Стрічкові машини І переходу
Чесальні машини

 

Таблиця 23 – Рекомендована лінійна густина напівфабрикатів при виробництві

кільцевої пряжі із хімічних волокон

Найменування машин	Лінійна густина продукту,текс
Кільцепрядильні машини
Рівничні машини
Стрічкові машини ІІ переходу
Стрічкові машини І переходу
Чесальні машини

Таблиця 24 – Рекомендована лінійна густина напівфабрикатів при виробництві

кільцевої пряжі за гребінною системою

Найменування машин	Лінійна густина продукту,текс
Кільцепрядильні машини
Рівничні машини
Стрічкові машини І, ІІ переходів
Гребенечесальні машини
Стрічкоз’єднувальні машини
Стрічкові машини попереднього переходу
Чесальні машини

 

Таблиця 25 – Рекомендована лінійна густина напівфабрикатів при виробництві

пневмомеханічної пряжі за кардною системою

 

Найменування машин	Лінійна густина продукту,текс
Пневмомеханічні прядильні машини
Стрічкові машини ІІ переходу
Стрічкові машини І переходу
Чесальні машини

 

Таблиця 26 – Рекомендована лінійна густина напівфабрикатів при виробництві

пневмомеханічної пряжі за гребінною системою

 

Найменування машин	Лінійна густина продукту,текс
Пневмомеханічні прядильні машини
Стрічкові машини І, ІІ переходів
Гребенечесальні машини
Стрічкоз’єднувальні машини
Стрічкові машини попереднього переходу
Чесальні машини

 

Таблиця 27 – Рекомендована лінійна густина напівфабрикатів при виробництві

пневмомеханічної пряжі із хімічних волокон

 

Найменування машин	Лінійна густина продукту,текс
Пневмомеханічні прядильні машини
Стрічкові машини ІІ переходу
Стрічкові машини І переходу
Чесальні машини

 

 

Таблиця 28 – Рекомендовані коефіцієнти крутіння рівниці

 

Вид і довжина волокна	Лінійна густина рівниці, текс	Коефіцієнт крутіння	Вид і довжина волокна	Лінійна густина рівниці, текс	Коефіцієнт крутіння
Бавовна 30 мм		14,22	Віскозне		7,90
	14,54		8,22
Бавовна 32 мм		12,32		8,53
	12,64		8,85
	13,00	ПЕ		7,90
Бавовна 34 мм		11,38		8,22
	11,69		8,53
	12,00		8,85
Бавовна 36 мм		10,43	ПАН		6,95
	10,74		7,27
	11,06		7,27
	11,06		7,58
Бавовна 40 мм		9,16
	9,48
	9,80
	10,11

 

Таблиця 29 – Рекомендовані параметри рівничних машин і маса рівничного

пакування

 

Розміри рівничного пакування, мм	Частота обертання веретен, хв^.-1	Вид волокна
висота	діаметр	бавовна, віскозне волокно	синтетичні волокна
маса пакування, г

 

Таблиця 30 – Рекомендовані коефіцієнти крутіння кільцевої пряжі

 

Вид і довжина волокна	Лінійна густина пряжі, текс	Коефіцієнт крутіння	Вид і довжина волокна	Лінійна густина пряжі, текс	Коефіцієнт крутіння
Бавовна 32 мм		39,2	Бавовна 41 мм		37,3
	39,5		36,7
	37,3	Віскозне		35,4
Бавовна 34 мм		38,2		34,8
	36,9	ПЕ		35,4
Бавовна 36мм		38,2		34,8
	36,9	ПАН		35,4
Бавовна 40 мм		37,3		34,8
7,5	36,7

Таблиця 31 – Рекомендовані коефіцієнти крутіння пневмомеханічної пряжі

 

Вид і довжина волокна	Лінійна густина пряжі, текс	Коефіцієнт крутіння	Вид і довжина волокна	Лінійна густина пряжі, текс	Коефіцієнт крутіння
Бавовна 30 мм		46,1	Відходи бавовняні		49,3
	45,5		49,0
	44,9	Віскозне, поліефірне волокно		39,8
Бавовна 32 мм		44,9		39,2
	44,2		38,5
	43,6		37,9
	42,7	Поліакрилонітрильне волокно		39,2
Бавовна 34 мм		42,7		38,5
	42,0		37,9
	41,4		37,3
	41,1

 

Таблиця 32 – Рекомендована швидкість випуску стрічкових машин

 

Найменування машин	Вид волокна
бавовна, віскозне волокно	синтетичні волокна
система прядіння
кардна	гребінна
Стрічкові машини з круглими тазами після гребенечесання
Стрічкові машини з круглими тазами перед стрічкоз’єднувальними машинами		–	–
Стрічкові машини з круглими тазами після чесальних машин	–	–
Стрічкові машини з прямокутними тазами перед пневмомеханічними прядильними машинами

 

Таблиця 33 – Рекомендовані параметри кільцепрядильної машини

 

Лінійна густина пряжі, текс	Шаг веретен, мм	Діаметр кільця, мм	Довжина патронів, мм	Маса пряжі на початку, г

 

 

Таблиця 34 – Рекомендовані швидкісні параметри кільцевих прядильних машин

 

Лінійна густина пряжі, текс	Діаметр кільця, мм	Вид волокна
бавовна	хімічні волокна	суміш
призначення пряжі	ПЕ	ПАН
основа	уток	трикотаж
7,5
7,5

 

Таблиця 35 – Розміри і маса бобін з пневмомеханічних прядильних машин

 

Розміри бобіни, мм	Маса бобіни, г	Розміри бобіни, мм	Маса бобіни, г
висота	діаметр	бавовна, віскозне волокно	синтетичні волокна	висота	діаметр	бавовна, віскозне волокно	синтетичні волокна

 

Таблиця 36 – Рекомендовані швидкісні параметри пневмомеханічних

прядильних машин

 

Вид і довжина волокна	Лінійна густина пряжі, текс	Частота обертання ротора (хв^-1) при його діаметрі (мм)
Бавовна 30 мм
Бавовна 32мм
Бавовна 34 мм
Відходи бавовняні
Суміш бавовни і поліефірного волокна
Віскозне волокно
Поліефірне волокно
Поліакрилонітрильне волокно

 

Таблиця 37 – Рекомендована продуктивність машин розпушувально-очисного

агрегату

 

Найменування і марка машин	Вид волокна
бавовна	хімічне волокно
Тонкий очисник UNIflex		–
Змішувач-дозатор UNIblend (3 камери)
Змішувач-дозатор UNIblend (4 камери)
Змішувач UNImix з чистильником
Змішувач UNImix без чистильника
Змішувач-розпушувач з чистильником
Змішувач-розпушувач без чистильника
Машина попередньої очистки UNIclean		–
Живильник для переробки відходів
Живильник паковий з чистильником
Живильник паковий без чистильника
Пакорозпушувач UNIfloc з одним видом волокон	950 (1400)	700 (1000)
Пакорозпушувач UNIfloc з двома видами волокон	650 (1000)	450 (700)
Пакорозпушувач UNIfloc з трьома видами волокон	500 (750)	350 (550)
Пакорозпушувач UNIfloc з чотирма видами волокон	400 (600)	300 (450)

Примітка: В дужках наведені дані для пакорозпушувача з великими розпушувальними барабанами

 

Таблиця 38 – Рекомендована продуктивність чесальних машин

 

Вид і довжина волокна	Продуктивність чесальних машин, кг/год
спосіб прядіння
кільцевий	пневмомеханічний
система прядіння
кардна	гребінна	кардна	гребінна
Бавовна 32 мм		–	100*
Бавовна 34 мм			100*
Бавовна 36 мм			75*
Бавовна 38 мм	–		–
Бавовна 40 мм	–		–
Віскозне 40 мм, 0,17 текс		–	75*	–
Віскозне 40 мм, 0,13 текс		–	80*	–
Синтетичні 40 мм, 0,17 текс		–	80*	–

Примітка:* Машини з високими технологічними можливостями і експлуатаційними характеристиками

 

Розрахунок показників плану прядіння здійснюється наступним чином [13,25].

 

Величину витяжки визначають за формулою:

, (13)

де Е – величина витяжки,

Т_вх, Т_вих – лінійна густина відповідно вхідного і вихідного продукту, текс,

а – число складань.

 

Величину крутки визначають за формулою:

, (14)

де К – величина крутки, м^-1,

α – коефіцієнт крутіння,

Т – лінійна густина продукту, текс.

 

Швидкість робочих органів встановлюють згідно з граничними значеннями, які вказані в технічний характеристиці машин.

На тіпальних машинах вибирається частота обертання скочувальних валів, на стрічкових машинах – лінійна швидкість переднього циліндру, на стрічкоз’єднувальних машинах – лінійна швидкість скочування, на гребенечесальних машинах – частота обертання гребінного барабанчика. На рівничних, кільцепрядильних, крутильних машинах вибирається частота обертання веретен. Частота обертання роторів пневмомеханічних прядильних машин обумовлена конструкцією машини. Швидкість випуску на кардочесальних машинах визначається, виходячи із вибраної продуктивності машин.

 

Теоретична продуктивність машин визначається наступним чином:

 

- кільцевих прядильних машин (1000 веретен), кг/год

, (15)

де n_в – частота обертання веретен, хв^-1,

Т_пр – лінійна густина пряжі, текс,

К – величина крутки, м^-1.

 

- пневмомеханічних прядильних машин (1000 камер), кг/год

, (16)

де n_в – частота обертання прядильних камер, хв^-1,

Т_пр – лінійна густина пряжі, текс,

К – величина скручення, м^-1.

 

- рівничних машин (100 веретен), кг/год

, (17)

 

де n_в – частота обертання веретен, хв^-1,

Т_пр – лінійна густина рівниці, текс,

К – величина крутки рівниці, м^-1.

 

- гребенечесальних машин, кг/год

, (18)

 

де n_г.б. – частота обертання гребінного барабанчика, хв^-1,

F – довжина живлення за цикл, мм,

N – число випусків на машині,

Т_х – лінійна густина холстика, ктекс,

П – кількість гребінного пачосу, %.

 

 

- cтрічкоз’єднувальних машин, кг/год

, (19)

де V_c – лінійна швидкість скочувальних валів, хв^-1,

Т_х – лінійна густина холстика, ктекс.

 

- стрічкових машин, кг/год

, (20)

де V_в – лінійна швидкість переднього циліндру, м/хв,

Т_с – лінійна густина стрічки зі стрічкових машин, текс,

N – число випусків на машині.

 

За основу розрахунку чесальних машин приймається теоретична продуктивність машини, кг/год, яка вибирається з технічної характеристики машини з урахуванням досвіду її експлуатації [10,11,13,19]. По теоретичній продуктивності розраховується швидкість випуску чесальної стрічки.

 

, (21)

 

де V_в – швидкість випуску чесальної стрічки, м/хв,

Т_с – лінійна густина чесальної стрічки, текс.

 

- тіпальних машин, кг/год

, (22)

 

де d_с.в. – діаметр скочувальних валів, мм;

n _с.в. – частота обертання скочувальних валів, хв^-1,

Т_н – лінійна густина настилу, текс.

 

На випадок виробництва крученої пряжі на машинах подвійного крутіння (типу VTS) однониткову пряжу з кільцевих прядильних машин перемотують на мотальних автоматах.

Теоретичну продуктивність мотальних автоматів (1 головка), кг/год, розраховують за формулою:

, (23)

де V – швидкість перемотування, м/хв,

Т_пр – лінійна густина пряжі текс.

 

- крутильних машин подвійного крутіння (1 веретено), кг/год

, (24)

де V – швидкість випуску, м/хв,

Т_пр – лінійна густина крученої пряжі, текс,

n_к – частота обертання веретен, хв^-1,

К – величина крутіння, м^-1.

Цифра 2 в чисельнику вказує на те, що за один оберт веретена здійснюється два крутіння пряжі, що й збільшує продуктивність в два рази.

 

Значення коефіцієнтів ККЧ і КПУ приймають за рекомендаціями з урахуванням досвіду експлуатації устаткування або по довіднику [19,13].

В табл. 39 наведені значення ККЧ для машин фірми „Rieter”.

 

 

Таблиця 39 – Значення коефіцієнтів корисного часу машин прядильного

виробництва

 

Кільцепрядильні машини
Лінійна густина пряжі, текс	60 – 38	33 – 20	16 – 12	10 – 7
Теоретична продуктивність 1 веретена, г/год	70 – 44	35 – 22	20 – 12	10 – 5
ККЧ	0,93 – 0,94	0,94 – 0,945	0,94 – 0,945	0,945 – 0,95
Пневмомеханічні прядильні машини
Лінійна густина пряжі, текс	100 – 60	50 – 33	30 – 20	16 – 12
Теоретична продуктивність 1 камери, г/год	1100 – 510	380 – 258	220 – 136	102 – 72
ККЧ	0,91 – 0,95	0,95 – 0,96	0,96 – 0,965	0,965 – 0,97
Рівничні машини
Теоретична продуктивність 1 веретена, г/год	1800 – 1500	1400 – 1200	1100 – 1000	900 – 600
ККЧ:	без авто знімача	0,775 – 0,79	0,80 – 0,81	0,82 – 0,825	0,83 – 0,85
з автознімачем	0,790 – 0,805	0,81 – 0,82	0,83 – 0,835	0,84 – 0,86
Найменування машин	ККЧ	Найменування машин	ККЧ
Стрічкові	одновипускні	0,84 – 0,88	Стрічкоз’єднувальні	0,73 – 0,74
двовипускні	0,78 – 0,80	Чесальні	0,90 – 0,95
Гребенечесальні	0,91 – 0,92	Машини розпушувально-очисного агрегату	0,90 – 0,95