Теоретич. основы процессов подготов. операций ткац

М. В. Назарова, В. Ю. Романов
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ
ТКАЦКОГО ПРОИЗВОДСТВА
0
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
КАМЫШИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)
ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО
УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
М. В. Назарова, В. Ю. Романов
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ
ТКАЦКОГО ПРОИЗВОДСТВА
Учебное пособие
Волгоград
2015
1
УДК 677.023
Н 19
Рецензенты: главный инженер ООО «Камышинский Текстиль» Л. М. Леликова; вед. инженер, технолог ткацкого производства ОП ООО «Комплект-21» М. А. Смирнов
Назарова, М. В. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ ТКАЦКОГО ПРОИЗВОДСТВА: учеб.
пособие / М. В. Назарова, В. Ю. Романов. – Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ,
2015. – 188 с.
ISBN 978-5-9948-1740-7
Предложенное учебное пособие предназначено для студентов направления 29.03.02, в нѐм содержатся основные сведения, необходимые
при изучении дисциплины «Технология подготовки нитей к ткачеству» а
также для самостоятельной работы при выполнении курсовых работ и
дипломных проектов.
Предлагается необходимая справочная информация. Дается общий
список использованной литературы.
Ил. 38.
Табл. 52.
Библиогр.: 12 назв.
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Волгоградского государственного технического университета
Учебное издание
Маргарита Владимировна Назарова, Владимир Юрьевич Романов
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ ТКАЦКОГО ПРОИЗВОДСТВА
Учебное пособие
Редактор Пчелинцева М. А. Компьютерная верстка Сарафановой Н. М.
Темплан 2015 г., поз. № 5К.
Подписано в печать 23. 10. 2015 г. Формат 60×84 1/16.
Бумага листовая. Печать офсетная.
Усл. печ. л. 10,93. Уч.-изд. л. 10,27. Тираж 100 экз. Заказ №
Волгоградский государственный технический университет
400005, г. Волгоград, пр. Ленина, 28, корп. 1.
Отпечатано в КТИ (филиал) ВолгГТУ. 403874, г. Камышин, ул. Ленина, 5
©
ISBN 978-5-9948-1740-7
2
Волгоградский
государственный
технический
университет, 2015
ВВЕДЕНИЕ
Повышение эффективности производства в текстильной промышленности достигается за счет технического перевооружения
производства и введения в производство перспективного ассортимента тканей. Внедрение новой техники, высокоскоростного
ткацкого оборудования определяется правильной инвестиционной
политикой предприятия.
Для обеспечения высокой производительности оборудования и
получения тканей высокого качества на ткацком предприятии
должен быть установлен рациональный технологический план
ткачества, то есть последовательность осуществляемых процессов.
Технологический план ткачества зависит от многих факторов,
причем, основными являются следующие: форма основной и
уточной паковок, вид используемого сырья, линейная плотность и
свойства основных и уточных нитей, назначение вырабатываемой
ткани, ее параметры строения, возможность автоматизации и механизации процессов на конкретном предприятии и др.
Кроме того, в основе реализации продукции лежат прежде всего еѐ качество, стоимость и ассортимент. Эти показатели зависят
от правильно налаженного технологического процесса в ткацком
производстве. При этом большое значение имеет качество подготовки нитей к ткачеству.
Ткань получается на ткацком станке из расположенных перпендикулярно друг к другу двух систем нитей, переплетающихся
между собой по определѐнному закону. Нити, идущие вдоль ткани, называются основными, поперѐк – уточными. Как правило,
ткань имеет длину большую, чем ширину. В результате действия
друг на друга нити основы и утка имеют некоторую изогнутость,
волнообразность.
Физико-механические свойства основных и уточных нитей
должны быть такими, чтобы обеспечить требования, предъявляемые
к ткани, а также высокопроизводительную работу машин и станков
ткацкого производства и непрерывность производственного процесса. Для того чтобы выполнить эти требования, необходимо нити,
предназначенные для основы и утка, подготовить для переработки
на ткацком станке.
3
Подготовка нитей для утка заключается в том, что нити наматывают на паковку, удобную для переработки в ткань на ткацком
станке: для челночных ткацких станков уток наматывают на шпули (цевки) или подготавливают в виде початка, копса. Для бесчелночных ткацких станков уток наматывают на бобину. Уточные нити, намотанные на шпули и початки, увлажняют, эмульсируют.
Такая обработка улучшает условия сматывания уточной нити при
прокладывании ее в зев.
Нити для основы поступают на ткацкую фабрику на различных
паковках: на шпулях, бобинах, катушках, в мотках. Нити со шпуль и
мотков перематывают на бобины. Нить на бобине должна иметь
длину, достаточную для последующей операции, – снования.
Перематывание нитей происходит на мотальных машинах и
автоматах. При перематывании удаляются некоторые пороки нитей – узлы, шишки, непрочные места.
Основные нити на бобинах, а иногда катушках поступают на
сновальные машины. Снование необходимо для подготовки основных нитей к переработке в следующем переходе технологического
процесса. Нити основы определенной длины и необходимого количества, соответствующего плотности ткани, навиваются на паковку
цилиндрической формы, на которой они располагаются параллельно с одинаковым и постоянным натяжением.
Бобины (катушки) с нитями основы устанавливают в сновальной рамке (шпулярнике), в которой может быть размещено до
1000 бобин.
Основные нити под определенным натяжением сматываются с
бобин и навиваются на сновальные валики, количество которых зависит от числа нитей в основе и числа бобин, установленных в сновальной рамке. Число сновальных валиков для основы носит название
партии. Машины, осуществляющие этот процесс, называются партионными сновальными машинами.
При большом количестве нитей в основе, а также при больших
сложных цветных раппортах снование производится на ленточных
сновальных машинах. Здесь нити основы с бобин, установленных
в сновальной рамке под определенным натяжением, наматываются
последовательно лентами на сновальный барабан, а затем одновременно все ленты перевиваются на ткацкий навой. Число лент
4
зависит от количества бобин, размещенных в сновальной рамке и
общего числа нитей в основе.
Основные нити, навитые на сновальные валики, ткацкие навои, в отдельных случаях – на сновальные барабаны, поступают
для шлихтования на шлихтовальные машины. Здесь нити основы
пропитываются специальным составом, называемом шлихтой, затем отжимаются, просушиваются, разделяются и навиваются на
ткацкий навой. После шлихтования основа получается более
прочной, гладкой, что дает возможность улучшить условия ее переработки на ткацком станке. Нити основы, которые не нуждаются в шлихтовании, могут только перевиваться со сновальных валиков на ткацкий навой.
Ошлихтованные нити основы на навоях поступают для пробирания в ламели, ремиз и бердо ткацкого станка или для привязывания к концам нитей старой доработанной основы. Для пробирания основные нити на навоях могут поступать и с ленточных машин в случаях, когда не требуется их шлихтование, а также и с перегонных машин. Пробирание нитей основы в ламели, ремиз и
бердо – трудоемкая операция и производится в основном ручным
способом.
Пробранные в ламели, ремиз и бердо нити основы на навоях
поступают на ткацкие станки.
На современных ткацких фабриках, оборудованных автоматическими ткацкими станками и станками новых типов, качество
подготовки основы и утка имеет исключительно важное значение
для повышения производительности труда и оборудования. Процессам перематывания, снования и шлихтования должно быть
уделено большое внимание.
5
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПЛАН ТКАЧЕСТВА,
ЕГО СТРУКТУРА И ЭЛЕМЕНТЫ
1.1. Влияние основных свойств волокон на технологический
процесс получения текстильных изделий
Текстильные волокна в зависимости от их природного происхождения или способа производства обладают различными свойствами, которые можно разделить на следующие группы: геометрические свойства, определяющие размерные характеристики волокон, и
свойства механические и физические. Каждая из этих групп свойств
текстильных волокон непосредственно влияет на технологический
процесс получения, прежде всего пряжи, а также таких изделий, как
ткани, трикотаж, нетканые материалы, определяют используемое
оборудование, режимы переработки волокна, пряжи, отделки изделий, поведение изделий при шитье и ее эксплуатации.
Длина волокон, применяемых для производства текстильных
изделий, может колебаться в пределах 20–150 мм и более. Длиной
волокна называется наибольшее расстояние между концами распрямленного волокна. Каждый из видов текстильных волокон
можно разделить на три группы: короткие волокна, средние и
длинные. При этом необходимо иметь в виду, что для каждого вида волокна длина коротких, средних и длинных волокон будет неодинакова, так, например, короткое волокно хлопка имеет длину
18–26 мм, а короткое волокно шерсти – 35–50 мм, в то время как
для хлопковых волокон такая длина считается наибольшей.
Длина волокна является важнейшим технологическим параметром производства пряжи и нитей. От нее зависит выбор технологического оборудования и способа переработки. Так, короткие
волокна перерабатываются по аппаратному способу прядения (для
шерсти – суконное), средние волокна по кардному (для шерсти –
полугребенное) и длинные – по гребенному.
Длина волокна, способ его переработки определяют и особенности получаемой пряжи. Пряжа из коротких волокон характеризуется наибольшей линейной плотностью, неравномерностью по
линейной плотности, рыхлостью и пушистостью, в ряде случаев –
меньшей прочностью. Пряжа из средних по длине волокон получается средней по линейной плотности, более равномерной, гладкой, прочной. Из длинных волокон можно выработать наиболее
6
тонкую равномерную по линейной плотности, гладкую и прочную
пряжу. Из волокон неограниченной длины (натурального шелка и
химических волокон), минуя процессы прядения, получают тонкие
и гладкие шелковые нити.
Длина волокна определяет величину скрученности пряжи и
нитей. Из более длинных волокон можно получить сильнее скрученную пряжу, а следовательно, более гладкую и прочную.
Полученная из волокон соответствующей длины пряжа используется для выработки тканей и определяет ряд их свойств –
толщину, массу, прочность, жесткость, вид поверхности.
Толщина волокна, которая может колебаться в пределах 5–100
мк и более, представляет собой величину поперечного сечения волокна. Однако профиль волокон отличается большим разнообразием и неравномерностью. Кроме того, определение поперечного
сечения сопряжено с различными трудностями и требует весьма
высокой точности, поэтому толщину текстильных волокон выражают косвенным показателем – линейной плотностью, определяемой в тексах, т. е. величиной массы волокна, приходящейся на
единицу длины.
Линейную плотность волокна можно определить по формуле:
m
,
L
Т
(1)
где Т – линейная плотность волокна, текс; m – масса волокна, г;
L – длина волокна, км.
Толщина различных волокон тем больше, чем выше их линейная плотность. Она влияет на технологический процесс их переработки. Так, для грубой и тонкой шерсти при получении шерстяной
пряжи существуют свои способы прядения, основанные на различии свойств тонких и толстых волокон.
Толщина волокна в значительной мере определяет линейную
плотность и жесткость получаемой пряжи, свойства которой распространяются и на готовые изделия. От толщины готовых материалов зависят режимы шитья швейных изделий, назначение одежды.
Прочность текстильных волокон характеризуется усилием (в
ньютонах), которое необходимо приложить к волокну при растяжении, чтобы вызвать его разрыв.
Прочность различных волокон при растяжении колеблется в
широких пределах от 0,02 до 0,5 Н и более. Зависит она от строе7
ния макромолекул, линейной плотности волокна и условий испытания, так как ряд волокон в мокром виде разрывается при меньшем усилии.
Прочность текстильных волокон является одним из важнейших
свойств, которое определяет ход технологического процесса прядения и влияет на обрывность. От прочности волокна зависит прочность готовой нити или пряжи, а также прочность готовых текстильных изделий: тканей, трикотажа, нетканых материалов. В определенной мере она влияет также и на носкость швейных изделий.
Для определения прочности текстильных волокон при растяжении применяют различные разрывные машины (динамометры), которые позволяют изменить расстояние между зажимами волокон.
Удлинение (деформация) характеризует свойство текстильных
волокон увеличивать длину при приложении растягивающих волокно усилий и выражается в мм приращенной длины или в процентах к первоначальной длине волокна. У различных волокон
оно колеблется от 1,5 до 50 %. Определяется удлинение одновременно с определением прочности волокна на растяжение. Это свойство текстильных волокон обеспечивает формирование пряжи в
прядении, нитей в кручении и растяжение изделий в эксплуатации.
Влажность волокон характеризует количество влаги, содержащейся в волокне в данных условиях (% к массе абсолютно сухого волокна) и определяется по формуле:
(2)
q q
WФ
в
в
qc
·100 %,
где Wф – влажность волокна, %; qв – масса навески волокна в данных условиях влажности окружающего воздуха, г; qс – масса той
же навески волокна, высушенной до полного удаления влаги, г.
Поглощая влагу, текстильные волокна увеличиваются в поперечном сечении, причем особенно значительно набухают хлопковые (до 40 %), вискозные (до 60 %) и шерстяные (до 35 %) волокна. Значительно меньше набухают те волокна, которые плохо поглощают влагу и содержат ее в небольшом количестве: так, ацетатное волокно увеличивается в поперечном сечении до 10 %, а
капрон – до 5 %. Такие волокна, как лавсан и полипропилен, совершенно не набухают.
Эти свойства текстильных волокон и учитываются при выборе
8
материала для конкретного изделия. Способность целлюлозных
волокон набухать используется в плащевых и брезентовых тканях.
Благодаря этой способности плотность материала при намокании
увеличивается, что препятствует прохождению воды через ткань.
Термостойкость текстильных волокон определяет их отношение к воздействию низких и высоких температур (табл. 1).
Различные волокна неодинаково реагируют на действие высоких и низких температур. Натуральные волокна при действии высоких температур вначале теряют прочность, а затем разлагаются.
Для синтетических волокон характерны три периода проявления
их отношения к высоким температурам: это температура, при которой происходит первое ослабление волокна, затем следуют температура, при которой волокно размягчается, и температура плавления, или полного разрушения волокна. Очевидно, что при обработке изделий из текстильных волокон необходимо учитывать
влияние высоких температур на изменение прочности волокон и,
следовательно, не допускать применения тепловых обработок,
уменьшающих прочность волокна, а также и готового изделия.
Таблица 1
Термостойкость текстильных волокон
Температура, оС
Вид волокна
Хлопок
Лѐн
Шерсть
Натуральный
шѐлк
Вискоза
начало потери прочности
120
120
130–135
разложение
150–160
150–160
130–135
150
170
размягчение
плавление
Не
размягчается
Не
плавится
120–130
180–200
Ацетат
105–110
140–170
Капрон
140–160
–
200
215
Лавсан
160–170
–
235
250–255
Нитрон
150–160
–
235
Не плавится
Одновременно необходимо обратить внимание на то, что синтетические волокна обладают несколько необычным для текстильных волокон свойством размягчения при действии определенных температур. Это свойство может быть использовано в
9
швейном производстве, при необходимости придать одежде требуемую форму путем формования. Размягченное волокно принимает в ткани под давлением нужную форму, при остывании форма
фиксируется и изделие приобретает нужную объемность. Вместе с
тем синтетические волокна имеют и предельные температуры, выше
которых они плавятся, в результате чего нарушается структура волокна и изделие разрушается. Применение таких температур при
обработке изделий из синтетических волокон недопустимо.
При эксплуатации текстильные изделия могут подвергаться действию отрицательных температур, которые также оказывают определенное влияние на волокна. Так, при температуре –60 оС хлопковое
волокно увеличивает прочность в среднем на 24 %, не изменяя при
этом удлинения. При –60 оС вискоза теряет до 20 % прочности и 65 %
удлинения, ацетат до 10 % прочности и 52 % удлинениия.
У синтетических волокон при пониженных температурах увеличивается жесткость и они становятся хрупкими: нитрон при –25 оС,
капрон при –40 0С, лавсан при –70 оС.
Безусловно, эти свойства текстильных волокон необходимо учитывать при выборе материала для изделия конкретного назначения.
Светостойкость текстильных волокон проявляется при воздействии на них света и атмосферных условий (инсоляция), которые приводят к уменьшению прочности волокон в результате происходящих
в них под влиянием кислорода воздуха окислительных процессов.
Этому способствуют повышенная температура воздуха, влажность, а
также наличие агрессивных компонентов в воздушной среде. Добиться некоторого повышения светостойкости текстильных волокон можно путем применения соответствующих красителей для текстильных
изделий и нанесения ряда пигментов. Светостойкость текстильных
волокон должна быть принята во внимание при выборе материала для
конкретного изделия с учетом условий его эксплуатации.
Известно, что 50 % прочности натуральный шелк теряет через
200 ч инсоляции, вискозный шелк – через 900 ч, хлопок – через
940 ч, лен – через 1100 ч и шерсть – через 1120 ч.
По светостойкости основные текстильные волокна располагаются в следующий ряд: нитрон, шерсть, винол, лавсан, триацетатное волокно, хлопок, ацетатное волокно, вискозное волокно,
капроновое волокно.
10
1.2. Текстильные нити и их свойства
Текстильные нити – это тонкие, гибкие и прочные тела с малыми поперечными размерами и большой длиной (практически
неограниченной), которые используются для изготовления текстильных изделий.
По своей структуре текстильные нити делятся на два типа:
1. Первичные, используемые непосредственно после их изготовления.
2. Вторичные, получаемые из первичных нитей путем дальнейшей переработки в целях изменения их свойств и внешнего вида.
Первичные нити:
1. Элементарные.
2. Комплексные.
3. Пряжа.
4. Разрезные.
Элементарные нити – одиночные нити, не делящиеся без разрушения в продольном направлении и являющиеся составными
элементами комплексных нитей.
Элементарная нить, которая используется непосредственно
для изготовления текстильного изделия, называется мононитью.
Комплексные нити – нити, состоящие из нескольких продольно
сложенных элементарных нитей, соединенных между собой скручиванием (нитехимические) или склеиванием (натуральный шелк).
Пряжа – текстильная нить, состоящая из продольно и последовательно соединенных скручиванием сравнительно коротких элементов
волокон.
Разрезные нити – полоски бумаги, фольги, пленки, сформированные в нить путем скручивания.
Вторичные нити:
1. Крученые.
2. Текстурированные.
Крученые нити – нити, состоящие из двух и более сложенных
вместе первичных комплексных нитей, пряжи или тех и других
вместе, соединенных скручиванием.
Простая крученая или комплексная нить, в которой отдельные
сложенные нити образуют однородную по всей длине структуру
крученой нити.
Путем скручивания первичных нитей могут быть получены:
11
Фасонная нить, в которой имеется стержневая нить, обвиваемая нагонной или эффектной нитью, имеющей большую длину, чем
стержневая. Эффектная нить образует по пряже узелки, спирали,
рыхлые, неравномерно удлиненные узелки на равных расстояниях,
кольцеообразные петли и т. д. (см. рис. 1).
Рис. 1. Строение фасонных нитей:
а – петлистая; б – спиральная; в – с ровничным эффектом;
г – эпонж; д – узелковая
Армированная пряжа, в которой сердечник представляет собой одиночную крученую пряжу или металлическую нить, обвиваемую волокнами (хлопка, шерсти, льна или химическими) посредством скручивания.
Текстурированные нити получают из химических комплексных нитей (см. рис. 2).
а
б
в
Рис. 2. Строение текстурированных нитей:
а – эластик; б – мэрон; в – аэрон
12
Их можно разделить на:
нити сильнорастяжимые (эластик) с деформацией за счет извитости 100 % и более;
нити с повышенной растяжимостью (мэрон) с деформацией
свыше 30 %;
нити обычной растяжимости (аэрон) с деформацией до 30 %.
На предприятиях для выработки тканей чаще всего используют пряжу. Различают пряжу следующих видов:
простую, имеющую одинаковую структуру по длине;
фасонную, имеющую периодически повторяющиеся системные изменения структуры (узелки, петли и т. д.);
текстурированную, состоящую из смеси синтетических
разноусадочных волокон, имеющих структуру, которая изменена
путем дополнительной обработки для повышения ее рыхлости,
пористости и растяжимости.
Нити и пряжу разделяют на натуральные, искусственные и
синтетические (см. рис. 3).
Синтетическое волокно – химическое волокно, изготовляемое
из синтетических высокомолекулярных соединений.
Искусственное волокно – химическое волокно, получаемое из
природных высокомолекулярных соединений.
Натуральное волокно – это волокно растительного, животного
или минерального происхождения.
Хлопчатобумажную пряжу для ткачества вырабатывают суровую, опаленную (для придания большей гладкости), мерсиризованную, т. е. обработанную раствором щелочи для придания блеска, окрашенную, меланжевую (получаемую из смеси сурового и
окрашенного волокна).
Льняную пряжу в зависимости от способа обработки различают суровую, вареную, беленую, крашеную.
Шерстяную пряжу подразделяют на гребенную и аппаратную.
В зависимости от линейной плотности шерстяного волокна гребенную пряжу делят на:
тонкогребенную;
грубогребенную;
полугребенную;
а аппаратную на:
тонкосуконную;
13
Белковые
Полиамидные
Полиэфирные
Полиуретановые
Казеиновое
Капрон, анид, энант
Лавсан
Спандекс
Рис. 3. Классификация текстильных волокон [9, стр. 8]
14
Полиолефиновые
Минеральные
Полипропилен, полиэтилен
Металлическое, стеклянное
Гетероцепные
Поливинил-спиртовые
Под группы
Винол
Искуственные
Поливинил-хлоридные
Растительные Животные
Органические
Хлорин, ПВХ
Натуральные
Полиакрило-нитрильные
Эфиро-целлюлозные
Ацетатное, триацетатное
Неорганические
Нитрон
Гидрат-целлюлозные
Виды
Вискозное, полинозное,
медно-аммиачное
Минеральные
Органические
Асбест
Белковые
Целлюлозные
Классы
Шерсть, натуральный шѐлк
Хлопок, лѐн, джут, пенька, кенаф
грубосуконную.
Значительная часть шерстяной пряжи скручивается в два сложения, а для выработки технических тканей и ковров в 2–6 сложений.
Текстильные волокна
Химические
Подклассы
Неорганические
Гр уп пы
Синтетические
Карбоцепные
Натуральный шелк (шелк-сырец) бывает суровым или отваренным. Его получают при разматывании коконов тутового или
дубового шелкопряда в виде комплексных склееных нитей. При
отварке шелка-сырца удаляется клей, придающий нитям повышенную жесткость.
Натуральные волокна могут использоваться в чистом виде и в
смеси с искусственными и синтетическими волокнами.
Хлопчатобумажная пряжа для ткацкого производства подразделяется на основную и уточную. Основные нити, испытывающие
в ткачестве значительно большие нагрузки и истирающие воздействия, чем уточные, должны быть более прочными. Это достигается за счет использования лучшего сырья и придания повышенной
крутки близкой к критической.
Так, для пряжи основной гребенной Т = 15.4 текс, выработанной из хлопкового волокна тонковолокнистых сортов хлопчатника, эта величина составляет 19.2 сН/текс, а для пряжи уточной
кардной Т = 18.5 текс, выработанной из хлопкового волокна средневолокнистых сортов хлопчатника – 11.3 сН/текс.
Льняная пряжа подразделяется на собственно льняную и оческовую. Всю пряжу выпускают на прядильных фабриках в суровом
виде. Льняную пряжу вырабатывают из чесального льна по системе
мокрого прядения и в небольших количествах – сухого прядения.
Основную массу льняной и оческовой пряжи используют в
ткацком производстве. Льняная пряжа мокрого прядения идет на
выработку столового белья, полотен и холстов. Оческовую пряжу
сухого прядения применяют для выработки тарных тканей и мешков. Оческовую пряжу мокрого прядения используют для выработки матрасных тканей, бортовки, хозяйственных полотенец и
полубелых холстов.
В ткачестве также используется пряжа из пеньки, джута и кенафа, но в ограниченном объеме.
Шерстяная пряжа имеет различные свойства в зависимости от
состава смеси и способа прядения.
В ткацком производстве в основном используют крученый
шелк-сырец, который делится на шелк низких и высоких круток.
Для утка вырабатывают шелк путем скручивания одиночной нити с
К = 600 кр/м и вторичного совместного скручивания в обратную
15
сторону двух – четырех одиночных крученых нитей с К = 480 кр/м.
Шелк высоких круток называют крепом. Его получают скручиванием 2–6 нитей с К = 2200–3200 кр/м.
Основные физико-механические свойства пряжи приведены в
табл. 2.
Таблица 2
Основные физико-механические свойства пряжи
Вид пряжи
Разрывная нагрузка,
Разрывное
Модуль
(нити)
сН/текс
удлинение, %
упругости, МПа
Хлопчатобумажная
гребенная
10–16 сН/текс
5–6
1000–1500
кардная
6–7
Льняная
до 15
3–5
до 4000
Шерстяная гребенная
мериносовая, 22 текс
4,6
5
в два сложения из тон1500–1800
кой шерси, 31 текс
8
16
Вискозная
более 30–35
более 10
3500–4000
Хлопковискозная
25
8
–
Медно-аммиачная
в сухом состоянии
35–45
до 12
в мокром состоянии
20–26
до 14
Ацетатная
23–30 (в сухом)
4500
10,8–12,6
Триацетатная
30–40 (в мокром)
4200
Полиамидная
30
30
3600
Полиэфирная
12,5
10–11
9000
Ошлихтованная основа
4,5–10 и более
5–16
увеличивается в
(для всех видов пряжи)
1,5–3 раза
1.3. Технологический план ткачества
Для обеспечения высокой производительности оборудования и
получения тканей высокого качества на ткацком предприятии должен
быть установлен рациональный технологический план ткачества.
Технологический план ткачества зависит от следующих факторов:
1) формы основной и уточной паковок;
2) вида используемого сырья;
3) линейной плотности и свойств основных и уточных нитей;
4) назначения вырабатываемой ткани;
5) параметров и строения ткани;
6) возможности автоматизации и механизации процессов.
16
Технологический план ткачества должен обеспечивать:
1) минимальное количество переходов и комплексную механизацию процессов;
2) высокое качество вырабатываемых тканей;
3) высокую производительность оборудования;
4) минимально возможные отходы по переходам;
5) рациональную организацию труда и возможность использования микропроцессорной техники;
6) экономическую эффективность производства.
При подготовке к ткачеству основных нитей осуществляются
процессы: перематывания, снования, шлихтования или эмульсирования, пробирания или привязывания, а уточных нитей – перематывания, замасливания, запаривания или эмульсирования, увлажнения.
Подготовка основных нитей
Основные нити, поступающие на прядильных паковках, перематываются в бобины. На многих предприятиях процесс перематывания основных нитей отсутствует, т. к. нити поступают с прядильных или крутильных машин уже в бобинах.
В процессе снования на сновальных машинах навивают заданное число нитей определенной длины на паковку – сновальный
вал или ткацкий навой (в зависимости от вида машины). Затем основные нити пропитывают специальным раствором (шлихтой) для
повышения их износостойкости.
Ошлихтованные основные нити на ткацких навоях поступают
в ткацкий цех, или в проборный отдел, где нити основы пробирают в ламели, глазки галев и зубья берда. Пробирание осуществляют на проборных станках, но 80–90 % основ привязываются с помощью узловязальных машин. Пробирание, или привязывание, является заключительной операцией подготовки основных нитей к
ткачеству.
Подготовка уточных нитей
Технологический план подготовки утка к ткачеству зависит от
типа станков и вида используемых нитей. Обычно для бесчелночных ткацких станков уточную пряжу не перематывают, а в целях
улучшения условий прокладывания ее часто подвергают эмульсированию, запариванию, увлажнению или замасливанию.
17
2. ПЕРЕМАТЫВАНИЕ ОСНОВНЫХ НИТЕЙ
2.1. Цель и основные требования, предъявляемые
к процессу перематывания
Основные нити поступают в производство на прядильных початках, катушках, бобинах мягкой намотки и в мотках. Кроме того, пряжа и нити имеют пороки, которые надо удалить во избежании обрывности в сновании и ткачестве. Эти пороки целесообразно устранить при перематывании.
Цель технологического процесса перематывания:
1. Создание паковки, обеспечивающей проведение последующей
технологической операции с наибольшей производительностью.
2. Контроль толщины нити с частичным удалением мелких
пороков пряжи (сор, шишки, узелки).
Сущность процесса перематывания заключается в последовательном наматывании на мотальную паковку под определенным
натяжением пряжи с прядильных початков или мотков, соединяемой узлами.
Требования к процессу перематывания:
не должны ухудшаться физико-механические свойства
пряжи (упругое удлинение, прочность и крутка);
строение намотки должно обеспечивать мягкость схода
пряжи при сновании;
на паковке должно вмещаться нитей возможно большей
длины;
натяжение пряжи должно быть равномерным на всех точках паковки;
соединение концов пряжи при ликвидации обрывов и сходе ее
с паковки должно осуществляться прочным узлом, легко проходящим
через устройства машин и станков и не ухудшающим вид ткани;
производительность перемотки должна быть максимальной, а угары минимальными.
В процессе перематывания на нить оказывают влияние растягивающие силы и силы трения, возникающие между нитью и направляющими органами мотальных машин и автоматов. При рациональных параметрах перематывания процесс этот не оказывает
существенного влияния на ухудшение физико-механических свойств нити. Наблюдается лишь незначительное уменьшение линей18
ной плотности нитей за счет удаления сорных примесей и снижение удлинения нитей в результате их вытяжки из-за воздействия
осевых усилий.
Технологический режим процесса перематывания должен
быть организован так, чтобы пряжа как можно меньше подвергалась вытяжке и не портилась еѐ внешняя поверхность.
2.2. Натяжение нити при перематывании
Натяжение нити должно быть умеренным. При чрезмерном
натяжении пряжа будет вытягиваться и терять упругие удлинения.
Величину натяжения нити при перематывании приближѐнно
можно определить, исходя из прочности нити:
Т = a·Pн/100,
(3)
где Рн – прочность одной нити, сН; а – процентное отношение от
разрывной нагрузки Рн; "а" для хлопчатобумажной пряжи – 3–7 %
от Рн, реже до 10 %; для льна – 3–12 % от Рн; для натурального
шелка – 1 % от Рн.
Общее натяжение складывается из следующих компонентов:
Т = Тб + Тнапр + Тнат ,
(4)
где Тб – натяжение нити, при сходе с бобины (початка); Тнапр – натяжение, создаваемое в результате огибания нитью направляющих
поверхностей; Тнат – натяжение в натяжном приборе.
При сматывании нити с неподвижной прядильной паковки с большой скоростью нить отбрасывается от ее оси и описывает поверхность особого вида, называемую баллоном (рис. 4). Баллон характеризуется высотой Н, радиусом r, числом волн i. Образование баллона и изменение натяжения при
перематывании обусловлены целым рядом сил. К
силам, обуславливающим форму и размеры баллона и влияющим на натяжение нити при перематывании, относятся:
1. Предварительное натяжение нити, полученРис. 4.
ное при формировании початка на прядильной или
Схема баллона
крутильной машине.
2. Сила трения нити о патрон.
3. Сила, обусловленная ускорением массы в точке сматывания
при выведении нити из состояния покоя.
Исаков Н. П. предложил определять натяжение нити в вер19
шине баллона по формуле [4, стр. 65]:
Т
Т 0ef
mC 2
mv 2 r 2
,
2
(5)
где T0 – величина сопротивления отделению нити от намотки; f –
коэффициент трения при скольжении нити по поверхности намотки и по патрону; – угол обхвата конуса намотки и патрона отрезком нити при сматывании; m – масса единицы длины нити; С –
скорость отделения нити от початка; v – линейная скорость перематывания; r – радиус намотки початка в точке сматывания пряжи.
Некоторое неудобство данной формулы для практического
использования вносит необходимость экспериментального определения таких параметров, как T0, f, .
Натяжение нити Tx при перематывании в точке баллона,
наиболее удаленной от оси вращения, определяют по формуле
Центрального конструкторского бюро текстильного машиностроения [10, стр. 13]:
(6)
Т x 2T(1 Ksin 2β H 2 /r 2 )v 2 10 8 ,
где Т – линейная плотность пряжи, текс; К – коэффициент, зависящий от условий сматывания; – угол наклона витка нити к оси шпули; Н – высота баллона, см; r – радиус початка или бобины в точке
сматывания, см; v – линейная скорость перематывания, см/с.
Из приведенной формулы видно, что величина натяжения нити
вследствие действия баллона пропорциональна квадрату скорости
перематывания и линейной плотности пряжи и зависит от квадрата
высоты баллона. Формулой не учитывается начальное натяжение
нити при отрыве ее элементов от паковки. Результаты расчета натяжения нити по этой формуле значительно расходятся с экспериментальными данными. Опытные данные показывают, что с увеличением скорости перематывания натяжение возрастает, но не пропорционально квадрату скорости. В самой вершине баллона, когда r
= 0, натяжение нити самое большое. Натяжение сматываемой нити существенно зависит от числа волн в баллоне. В начале сматывания натяжение нити минимально. По мере сматывания натяжение нити постепенно увеличивается. Далее натяжение продолжает увеличиваться до
конца сматывания. Из приведенной зависимости следует, что при одной и той же высоте баллона он может иметь различные формы, в зависимости от числа волн в баллоне. При уменьшении высоты баллона
и одновременном увеличении числа волн натяжение при сматывании
20
с початка уменьшается. Поэтому с целью создания благоприятных
условий для сматывания нити за счет увеличения числа волн в баллоне на мотальных машинах устанавливают баллоноограничители. Их
размещают между вершиной сматываемой паковки и направляющим
прутком. Действие балоноограничителя состоит в том, что баллонирующая нить периодически встречает на своѐм пути препятствие.
Вследствие этого нарушается равновесие нити в баллоне и баллон
приобретает многоволновую форму.
Баллоноограничители бывают трех видов:
в виде стального или стеклянного прутка, устанавливаемого
вдоль машин;
в виде стального кольца;
коробчатые (трубчатые) – это направляющие прямоугольного
сечения со щелью для заправки нити.
Наиболее широко распространены первые два вида. На современных мотальных автоматах применяются баллоноограничители коробчатого вида.
Ефремовым Е. Д. выведена формула для определения натяжения нити, создаваемого в результате огибания нитью направляющих поверхностей. При постоянной скорости перематывания
(приближение вполне допустимое для перематывания пряжи на
мотальных машинах и автоматах) формула имеет вид:
(7)
Т Т 0ef mv 2 (ef 1) ,
где T0 – натяжение нити до направляющей; f – коэффициент трения
нити о направляющие поверхности (о фарфоровый стояк – 0,2…0,32 в
зависимости от вида пряжи; о шайбу – 0,2…0,4); – угол обхвата нитью направляющей; m – масса единицы длины нити; v – линейная
скорость перематывания.
Второе слагаемое вносит лишь незначительное уточнение в
величину натяжения перематываемой пряжи. Однако для нитей
(пряжи) более высоких линейных плотностей значение второго
слагаемого становится существенным.
Натяжение нити, создаваемое натяжными приборами
Для получения заданной технологической плотности намотки
на бобине и в целях получения требуемого натяжения нити при
перематывании ее со шпули или початка и для его регулирования
мотальные машины оборудуют специальными натяжными приборами (рис. 5).
21
Рис. 5. Натяжные приборы мотальных машин:
а – шайбовый натяжной прибор; б – дисковый натяжной прибор; в – дисковый
натяжной прибор мотальной машины М-150-1; г – двухзонный дисковый прибор
мотальной машины М-150-2; д – гребенчатый натяжной прибор
Требования к натяжным приборам:
1. Прибор должен поддерживать равномерное натяжение.
2. Прибор должен легко регулироваться.
3. В приборе не должны скапливаться пух и сор.
4. Износ частей прибора должен быть равномерным.
В натяжных приборах всех существующих конструкций дополнительное натяжение нити возникает за счѐт сил трения, действующих на нить. В зависимости от вида рабочего органа, действующего на нить, натяжные приборы делятся на:
1) шайбовые (натяжение регулируются изменением массы грузовых шайб);
2) дисковые (натяжение регулируется силой сжатия пружины);
3) гребенчатые (натяжение регулируется за счѐт изменения
суммарного угла обхвата нитью выступа гребѐнок, посредством
передвижения грузов или пружины);
4) магнитные;
5) пневматические.
Натяжные устройства также делятся на нерегулируемые, саморегулируемые и с дистанционным регулированием.
22
Нерегулируемые нитенатяжители – нитенатяжители, в которых отсутствует элемент, воспринимающий величину натяжения
нити, и в них нельзя дистанционно плавно изменять натяжение.
Нерегулируемые нитенатяжители предполагают ручное изменение
геометрии, количества и массы грузовых шайб, углов огибания
проводников нитью, способы заправки для изменения создаваемого натяжения (см. табл. 3 и 4).
Таблица 3
Вес грузовых шайб при перемотке х/б пряжи, г
Линейная плотность
пряжи, текс
41,6
29,4
25
18,5
15,4
Скорость мотальной машины, м/мин
600
700
800
30
22
–
24
10
–
22
16
12
18
14
10
15
12
8
Таблица 4
Вес грузовых шайб при перемотке шерстяной пряжи
Показатели
Толщина пряжи, текс
Линейная скорость, м/мин:
чистошерстяной пряжи
полушерстяной пряжи
Суммарная масса шайб в натяжном приборе (г) для:
чистошерстяной пряжи
полушерстяной пряжи
Пряжа
Камвольного
Аппаратного
прядения
прядения
19,2–41,7 15,6 2–1,6 2 50–83,3 100–333
450–600
500–650
600–650
650–800
400–450
450–550
350–400
400–500
15–20
20–25
25–30
30–35
25–30
25–30
30–35
35–40
Под саморегулирующимися устройствами понимают те, которые
сами автоматически поддерживают выходное натяжение на заданном
уровне, но этот уровень не может задаваться дистанционно.
Саморегулирующиеся нитенатяжители бывают двух типов:
1) параметрические без обратной связи;
2) автоматические с обратной связью.
Дистанционно регулируемые нитенатяжители позволяют на
расстоянии менять создаваемое ими натяжение.
Натяжение нити в шайбовых и дисковых натяжных приборах:
Т = Тоеfα + АQ,
(8)
где То – начальное натяжение нити, которое она имеет перед
23
прибором; f – коэффициент трения нити о направляющую прибора; α – угол обхвата нитью направляющей (40–90 ); Q – суммарная
сила давления шайб или дисков на нить; А – коэффициент, определяющий условия торможения нити рабочими органами прибора.
Первый член формулы определяет изменение начального натяжения нити вследствие трения еѐ о направляющие прибора. Начальное натяжении нити при отделении от початка в статических
условиях зависит от линейной плотности пряжи, увеличиваясь с еѐ
повышением. При большом суммарном угле обхвата нитью направляющих прибора неравномерность начального натяжения
резко усиливается. Второй член формулы определяет увеличение
натяжения нити вследствие трения еѐ о шайбы или диски. Величина этой составляющей не зависит от начального натяжения нити. При равномерной пряже эта составляющая сохраняется постоянной, что обеспечивает стабильность общего натяжения.
Аналитически натяжение нити при перематывании на машинах типа М-150 для шайбовых и дисковых натяжных приборов определяют по формуле проф. В. Т. Костицина:
Т
Т He
Wo f (e
f
1 sin(
f
2
1)
,
(9)
)
где T – натяжение нити после натяжного прибора, сН; Tн – натяжение
нити до натяжного прибора, сН; Tн = 1–3 % от прочности одиночной
нити и зависит от вида нити и условий сматывания; Wо – осевое давление на тормозную шайбу, зависящее от массы шайб и тормозящих грузов, сН; f – коэффициент трения между нитью и фарфоровой втулкойстояком; f = 0,25–0,4; α – угол обхвата нитью стояка натяжного прибора, град (от 40 до 90); β – угол, зависящий от соотношения диаметров
стояка (d) и тормозной шайбы (D).
sin
d
,
D
(10)
После определения натяжения нити аналитическим путем необходимо рассчитать, какой процент оно составляет от прочности нити.
Пример. Определить натяжение хлопчатобумажной нити толщиной Т = 25 текс (№ 40) при перематывании с прядильной паковки
на бобину на мотальной машине М-150. Прочность нити Рн = 300
сН; Tн = 10 сН; е = 2,718; Wo = 8 сН; α = 60˚; f = 0,3; β = 30˚.
24
Т
10 2,7180,3 1,0472
8 0,3(2,7180,3 1,0472 1)
60
1 sin(
30)
2
19,38 сН .
Определим, какой процент от прочности нити составляет полученная величина натяжения аП 19,38 100 6,66, т. е. в преде300
лах допустимой величины.
При условии прохождения нити по диаметру шайбы = = 0,
дробь во втором слагаемом становится равной 2 и формула принимает вид формулы для пластинчатого нитенатяжителя:
(11)
Т Т H ef
2W0f .
Натяжение нити с учетом параметров натяжного прибора (угла между плоскостями тормозных шайб, радиуса шайб и других
параметров) можно найти по формуле:
Т
Т H e f2
f1R
(Q1
R
n ш g) cos (e f2
1) ,
(12)
где T – натяжение нити после натяжного прибора, сН; Tн – натяжение нити до натяжного прибора, сН; f2 – коэффициент трения
нити о фарфоровый стояк; f2 = 0,2–0,32 в зависимости от вида
пряжи; R и δ – параметры прибора; Q1 – масса одной тормозной
шайбы; Q1 = 1,5–2 г; nш – количество грузовых шайб; q – масса грузовой шайбы; q = 3,4 и 5 г; ψ – угол между плоскостями тормозных
шайб; ψ = 6–8º; α – угол обхвата нитью стояка; α = 40–90º; f1 – коэффициент трения нити о шайбу; f1 = 0,2–0,4.
При прохождении через прибор утолщений пряжи возникают
резкие изменения натяжения, т. к. подвижная шайба или диск отклоняются, вызывая тем самым резкое возрастание как прямого сопротивления движению нити, так и силы трения, вследствие резкого
увеличения давления на нить.
Указанные недостатки уменьшаются при установке двухзонного
торможения, когда нить последовательно проходит два прибора, в
каждом из которых нагрузка на нить уменьшается примерно в 2 раза.
Натяжение в гребенчатом натяжном приборе:
Т Тоеf (
1
2
...
n)
,
(13)
где То – начальное натяжение нити, которое она имеет перед
прибором; f – коэффициент трения нити о направляющую прибора; α1, α2, … αn – последовательные углы обхвата нитью направляющих пальцев гребѐнок.
25
Приближенное значение натяжения нити в гребенчатом нитенатяжителе при коэффициенте трения нити о пальцы (f), равном
0.3, определяют по формуле Э. А. Оникова:
Т Т нe
2 k ·f ·lg
W
Pн
,
(14)
где k – коэффициент при f = 0,3 равный 3,58; W – усилие, приложенное от груза к подвижным пальцам.
Этот прибор менее чувствителен к утолщениям нити. Гребенчатые натяжные приборы могут применятся только при невысоких
скоростях движения нити (при высокой скорости нить имеет очень
неравномерное натяжение).
При перематывании хлопчатобумажной пряжи суммарную
массу шайб в натяжном приборе устанавливают в зависимости от
толщины пряжи.
Приборы для определения натяжения нити
Процесс измерения натяжения нити называется тензографированием. Тензометры бывают: 1. Механические, конструкции
ЦНИИХБИ и ЦНИИЛВ.
Недостатки: отсутствие записи исследуемого процесса и фиксирование
искаженных
кратковременных колебаний; огибание нитью
роликов вызывает изменение еѐ натяжения
(рис. 6).
2. Оптические тензометры конструкции
Рис. 6. Тензометр механический
ЦНИИЛВ. Натяжение
регистрируется за счет деформации упругой балочки. Достоинствами являются простота и возможность записи динамического натяжения нити. Недостатки: малочувствителен, фиксирует только
один процесс и производится запись только одиночной нити.
3. Электрооптические тензометры – осциллографы. Измерение
производится с помощью электротензодатчиков. Достоинства: малая
инертность и высокая чувствительность. Недостаток – сложность в
26
эксплуатации.
Примером электрического средства исследования может служить экспресс-диагностический прибор, разработанный на кафедре «Технология текстильного производства» Камышинского технологического института (филиал) Волгоградского государственного технического университета.
Основные технические характеристики прибора:
1) диапазон изменения предела измерения нагрузки – от 367
сН до 3732 сН;
2) разрешающая способность – 0,1 сН;
3) погрешность измерения усилия натяжения – 10 %;
4) частота измерений – 1000 Гц;
5) напряжение питания – 220 В 50 Гц;
6) потребляемая мощность – не более 1,5 Вт;
7) питание блока электронного:
либо 2 литий-ионные батареи емкостью 750 мА/ч 2 × 3,6 V;
либо от внешнего адаптера постоянного тока 9 В;
8) максимальное расстояние от датчика до блока электронного – 3 м;
9) 20-разрядный однострочный текстовый LCD-индикатор;
10) количество подключаемых датчиков – 2 (датчик натяжения и датчик Холла);
11) габаритные размеры блока электронного – 90 × 90 × 55 мм;
12) масса блока электронного – 285 г.;
13) габаритные размеры датчика натяжения – 62 × 50 × 25 мм;
14) масса датчика натяжения – 60 г.
Условия эксплуатации
Температурный диапазон – от –10 ºС до +35 ºС.
Относительная влажность воздуха до 90 % (без конденсации).
2.3. Контроль и очистка нити при перематывании
Операции по улучшению качества нити, очистке от сора и пуха,
удалению дефектных участков производятся на мотальных машинах
нитеочистителями. По принципу действия нитеочистители делятся
на: 1) механические; 2) фотоэлектрические; 3) емкостные.
В механических нитеочистителях нить проходит через узкую
щель, образуемую пластинами. Большие утолщения и шишки на
пряже не проходят через щель, и нить обрывается. Обрыв нити сопровождается резким увеличением натяжения нити. Ширина щели
27
нитеочистителя устанавливается равной 2–2,5 диаметра нити, для
пряжи гребенного прядения и комплексных нитей, у которых более гладкая поверхность по сравнению с остальными нитями,
щель устанавливается 1,5–2 диаметра нити.
Диаметр нити:
d н 0,1 С 0,1T ,
(15)
где С – коэффициент, зависящий от вида волокна (табл. 5); Т – линейная плотность нити, текс.
Механические нитеочистители прочны, недороги, не требуют
сложной наладки и обслуживания. На их эксплуатационные качества
не влияют влажность и температура воздуха, но их эффективность составляет 10–60 %.
Таблица 5
Структурный коэффициент пряжи и нитей
Материал
Хлопчатобумажная пряжа:
кардная
гребенная
Шерстяная пряжа:
Льняная пряжа:
Шѐлковая пряжа
Лавсановая пряжа
Нити:
ные
камвольная
аппаратная
мокрого прядения
сухого прядения
вискозацетатные
капроновые
лавсановые
нитроновые
Коэффициент С
1,23–1,26
1,25
1,24
1,26–1,3
1,3–1,35
1,12
1,22
1,26–1,35
1,3–1,4
1,05–1,23
1,13–1,46
1,2–1,46
1,05–1,3
1,2–1,46
1,08
0,8–1,26
Шѐлк-сырец
Стеклянные нити
Недостатками являются: значительная часть прохода утолщений,
не имеющих круглого поперечного сечения, пропуски утоненных мест,
отсутствие контроля за длиной дефекта. При несвоевременном удалении пыли и пуха с этих нитеочистителей нити уносят пух на мотальную
паковку (табл. 6 и 7).
Фотоэлектрические нитеочистители. Тень от нити проектируется на специальную поверхность и тем самым контролируется
диаметр нити. При изменении его за счет утолщения или утонения
28
изменяется сила тока, проходящего через фотоэлектрический прибор. В результате включаются ножницы, которые перерезают нить.
Достоинства: появляется возможность удаления не только утолщений, но и утонений, нет непосредственного контакта с нитью; контролируется диаметр проходящей нити. Недостатки: проход плоских утолщенных участков нити, сложность настройки.
Емкостные нитеочистители работают по принципу измерения
массы единицы длины нити с помощью емкостного моста (фирмы
"Цельвегер Устер", "Квалитекс"). Нить проходит между конденсаторными пластинами. Если проходит утолщенный участок пряжи,
то емкость конденсатора изменяется и сигнал подаѐтся на режущий
инструмент. Достоинства: безынерционность, применение бесконтактного метода взаимодействия с нитью, широкий диапазон степени очистки, надежность в работе. Недостатки: сложность прибора,
из-за чего увеличивается его стоимость.
Таблица 6
Разводка щели нитеочистителя в зависимости от линейной
плотности х/б пряжи
Линейная
плотность
пряжи, текс
200
100
84
72
56
50
42
36
Кардная пряжа
Разводка,
Линейная
мм
плотность
пряжи, текс
1,10–1,40
34
0,80–1,00
29
0,72–0,91
25
0,67–0,84
21
0,60–0,74
18,5
0,56–0,70
15,4
0,51–0,64
11,8
0,47–0,59
Разводка,
мм
0,46–0,58
0,43–0,53
0,40–0,50
0,36–0,45
0,34–0,43
0,31–0,39
0,27–0,34
Гребенная пряжа
Линейная
Разводка,
плотность
мм
пряжи, текс
36
0,47–0,59
15,4
0,31–0,39
11,8
0,27–0,34
10,8
0,26–0,32
10
0,25–0,31
7,5
0,20–0,25
Таблица 7
Разводка щели нитеочистителя для различной пряжи
Вид сырья
Хлопчатобумажная пряжа:
Шерстяная пряжа:
кардная
гребенная
камвольная
аппаратная
Льняная пряжа
Химические нити
29
Размер контрольной щели, мм
Н = (2–2,5)d
Н = (1,5–2)d
Н = (1,5–2)d
Н = 3–3,25)d
Н = (1,5–2)d
Н = (1,5–2)d
2.4. Соединение концов нитей
Обрывы и развязывание плохо связанных нитей снижают производительность труда и оборудования, особенно в ткачестве, т. к. на
ликвидацию обрыва основной нити на ткацком станке необходимо в 4
раза больше времени, чем на мотальной машине. Большое значение
имеет также выбор правильной структуры узла в зависимости от физических свойств пряжи. Соединение концов нитей бывает узловое и
безузловое. В промышленности используются четыре вида узлов:
1. Однопетельный узел (ткацкий). Коэффициент прочности
узла составляет 0,6–0,7. Недостатки: в условиях высокоскоростных режимов работы оборудования бывают частые случаи роспуска узлов, особенно на нитях из упругой пряжи и из пряжи с малым коэффициентом трения.
2. Двухпетельный узел (портновский). Такой узел имеет большой коэффициент прочности и характеризуется меньшим количеством случаев самороспуска, чем однопетельный. Используется
для х/б, льняной и шерстяной аппаратной пряжи.
3. Двухпетельный узел усиленный поворотом петли на 180°
(восьмѐрка). Такой узел используется для связывания синтетических нитей с малым коэффициентом трения.
4. Самозатягивающийся узел (рыбацкий). Имеет большую прочность на пряже с низким коэффициентом трения (штапельная пряжа,
упругая шерстяная и скользкая шѐлковая). Узел хорошо зарабатывается в ткань, не оставляя заметных утолщений. Используется на современных мотальных автоматах с автоматическими узловязателями.
Безузловое соединение узлов выполняется различными способами:
1) обвивкой; 2) склеиванием (стеклянная нить); 3) свариванием; 4)
механическим способом; 5) пневматическим способом.
Обвивка (присучивание) выполняется наложением концов оборвавшихся нитей друг на друга и их последующим скручиванием. Размер поперечного сечения нити в местах соединения концов в 2 раза
меньше, чем узла.
Для усиления соединения присучивание дополняется склеиванием (КМЦ, ПВС). Данный метод используется для соединения
жѐстких и хрупких нитей, узлы которых распускаются.
Термоплавкие нити могут соединятся методом сваривания, в
результате воздействия нагревательных элементов.
Прочность безузлового соединения – 80 %. Самый эффективный способ соединения нитей пневматический. Мотальные автома30
Номер
узловязателя
ты с безузловым соединением нитей – "Шляфгорстх" (ФРГ) и "Мурата" (Япония).
Для соединения нитей узловым методом применяются узловязатели различных конструкций, но наибольшее распространение
получили узловязатели разработанные Башкировым М. В.
Применяя эти узловязатели, получают прочные узлы с короткими кончиками. Узловязатели имеют разные размеры вязальных
головок и различаются по номерам (от 0 до 5) в зависимости от
линейной плотности пряжи (табл. 8).
Таблица 8
Рекомендуемые номера узловязателей в зависимости от линейной
плотности пряжи и вида узла
0
1
2
3
4
Линейная плотность пряжи, текс, при связывании узлов
двухпетельных, односамозатягиваюпетельных с обвивкой однопе- самозатягивающихся
восьмѐркой, однопетельных
щихся
сдвоенных
тельных сдвоенных
Менее 8,5
Менее 9
8,5–20
8,5–20
9–20
9–22
20–50
20–42
20–50
22–60
50–125
42–100
50–100
60–140
125–320
140–250
160–320
160–320
Для трощѐной и крученой пряжи узловязатели подбирают в
зависимости от еѐ номинальной линейной плотности.
В табл. 9 представлены данные для химических волокон, шерсти, натурального шелка и льна [1, стр. 13].
Таблица 9
Номера узловязателей в зависимости от линейной плотности
пряжи различных видов
Номер
Из искусузловяственного
зателя
шелка
1
2
3
До 16,7
16,7–33,3
33,3–83,3
4
83,3 и
больше
Толщина нитей, текс
Из штапельной
Из
Из
Из
и х/б
капрона
шерсти
льна
пряжи
20
До 15,6
–
4,2–18,5
20–50
–
–
18,5–50
50–125
–
20–42 текс (греб. пряд.) и 50–160
42–100 (аппарат. прядение)
15,5×2, 22×2, 31×2, 42×2
125 и
–
(гребен. пряд.) и 125–330 (ап- 160 и
больше
парат. пряд.)
больше
31
2.5. Структура и форма намотки нити на бобину
Намотка нити на бобину бывает крестовая, параллельная и
сомкнутая (частный вид крестовой намотки).
Крестовая намотка (рис. 7). При перематывании нить раскладывается по поверхности мотальной паковки по винтовой линии,
при этом совершая сложное движение: поступательное (вследствие
вращения мотальной паковки) и переносное (вследствие перемещения нити вдоль паковки).
1. Угол подъема винтовой линии в некоторой точке поверхности определяется по формуле:
α = arctg (Vн /Vо) = arctg (Vн / πDn),
(16)
где Vн – скорость переносного
движения (нитеводителя); Vо –
окружная скорость (от вращательного движения); D – диаметр намотки в данной точке бобины; n –
число оборотов бобины в единицу
Рис. 7. Элементы строения
намотки
времени.
Крестовая намотка образуется при α > 10–15 градусов. Угол, образуемый двумя перекрещивающимися витками, называется углом скрещивания (β = 2α). Вследствие большого угла скрещивания вышележащие
витки нити прижимают нижние и удерживают их от смещения. Мотальная паковка крестовой намотки называется бобиной. Она может
быть цилиндрической или конической (рис. 8 и 9).
Рис. 8. Коническая бобина
Рис. 9. Цилиндрическая бобина
При наматывании цилиндрической бобины, когда скорость
нитеводителя постоянна, углы подъема винтовой линии и скрещивания витков на различных участках одного слоя намотки остаются постоянными (рис. 10).
32
На конической бобине при
постоянной скорости нитеводителя угол подъема винтовой линии
в одном слое конической бобины
уменьшается по мере приближения к большому торцу бобины.
Если скорость нитеводителя переРис. 10. Схема расположения витков менна, то изменение угла подъема
при цилиндрической намотке
винтовой линии является функцией изменения диаметра намотки и скорости нитеводителя. На
большинстве мотальных машин крестовой намотки по мере увеличения диаметра бобины число оборотов ее уменьшается пропорционально изменению диаметра, при этом скорость наматывания сохраняется постоянной. Поэтому при изменении диаметра бобины
угол подъема винтовой линии в различных слоях одного сечения
намотки имеет приблизительно постоянную величину.
2. Углом сдвига витков называется величина угла поворота
бобины, на который в процессе ее наматывания сдвигается каждый последующий виток по отношению к предыдущему.
Угол сдвига витков без учета скольжения бобины определяется по формуле:
Ψ = 2·π·(n - n1),
(17)
где n – полное число оборотов бобины за цикл движения нити; n1 –
целая ее часть.
n
6 Dм
,
D ср 10
(18)
где Dср – средний диаметр намотки, мм; Dм – диаметр мотального
барабанчика.
Если n = n1, то происходит наложение витков одного на другой
(жгутовая намотка), вследствие чего повышается обрывность нити
при сматывании. Для уменьшения жгутообразования мотальные
машины и автоматы имеют специальное устройство, которое сообщает вращательное движение с переменной частотой или качательное движение в осевом направлении.
3. Число витков в слое определяется по формуле:
i = H / hср = n·H /vн,
(19)
где H – высота мотальной паковки, мм; hср – шаг витка, мм.
33
4. Величина шага витка на некотором участке намотки:
h ср
D tg
D vн
D n
vн
,
n
(20)
где n – число оборотов бобины в единицу времени.
Сомкнутую намотку можно получить на прецизионных мотальных машинах типа "Бандомат", "Макромат", "Поликоп". При
такой намотке величина угла сдвига витков мала. Например, для
хлопчатобумажной пряжи при диаметре бобины 100 мм угол
сдвига витков – 1–2о.
Таким образом, расположение нити на бобине характеризуется углом скрещивания, углом сдвига витков, шагом и числом витков нитей.
Параллельная намотка. Если угол скрещивания витков меньше
10º, то намотка называется параллельной. Шаг приблизительно равен диаметру нити. Параллельная намотка может быть сомкнутой и
разомкнутой.
При разомкнутой намотке смежные витки пряжи укладываются на паковке с некоторыми промежутками. При сомкнутой намотке шаг винтовой линии витков пряжи приблизительно равен
диаметру нити.
Плотность параллельной намотки, определяемая отношением
массы намотки к ее объему, зависит от плотности нити, характера поверхности, линейной плотности нитей, угла подъема витков и величины натяжения нити при перематывании. Гладкая нить с большой
плотностью имеет большую плотность намотки, чем шероховатая и
рыхлая. С уменьшением линейной плотности нити и с увеличением
гладкости ее поверхности плотность намотки увеличивается.
С уменьшением угла подъема винтовой линии плотность намотки
увеличивается. При сомкнутой намотке самая большая плотность.
Недостатки параллельной намотки:
1. Снование с вращающихся катушек снижает производительность сновальных машин из-за низкой скорости сматывания, необходимости создания плавного пуска для разгона катушек в начальный момент размотки и высокой обрывности нити.
2. Резкие колебания в натяжении при сновании влияют на качество основ.
3. Значительная масса пустой катушки ограничивает полезный
объем намотки и вызывает дополнительные расходы на транспорти34
рование пряжи.
4. Большая масса остатков (начинок) на катушках после снования увеличивает количество отходов.
5. Мотальные машины с параллельной намоткой имеют низкую скорость (шелк-сырец – 140–180 м/мин).
6. Высокая стоимость катушек и их быстрый износ влияют на
себестоимость продукции, поэтому совершенствование технологии перематывания нитей идет по пути модернизации крестовой
намотки.
Ниже представлена характеристика выходящих паковок, используемых при перематывании пряжи (табл. 10 и 11).
Таблица 10
Характеристика бобин с машин БД-200 и ПК-100
Машина
Масса бобины, г
БД-200
ПК-100
1200–1500
1200
НаружВнутВысота
ный
ренний
намотки,
диаметр, диаметр,
мм
мм
мм
220–250
56
90
210
45
75
Удельная
плотность
намотки,
г/см3
0,38–0,41
0,45
Высота
патрона,
мм
98
85
Таблица 11
Размеры конических бобин
D1, см
21,0
23,0
25,0
27,0
D2, см
17,0
19,0
21,0
23,0
d1, см
6,0
6,0
6,0
6,0
d2, см
2,8
2,8
2,8
2,8
h1, см
2,3
2,5
2,7
2,9
h2, см
15,0
15,0
15,0
15,0
h3, см
0,9
1,0
1,1
1,2
Плотность намотки
Плотность намотки определяется длиной нити в початке одного и того же объема. Влияние плотности намотки на обрывность
х/б пряжи линейной плотности 29,4 текс из-за слетов при перематывании со скоростью 1000 м/мин представлено в табл. 12.
Таблица 12
Влияние плотности намотки на обрывность х/б пряжи
Масса пряжи
в початке, г
87
112
127
Плотность намотки,
г/см3
0,43
0,55
0,63
Число обрывов на 1 кг
пряжи
118
1,8
0
При плотности намотки 0,55 г/см3 и выше наблюдается резкое
снижение обрывности, т. к. слетов практически не происходит. Силы
35
трения, возникающие между витками намотки и нитью, скользящей
по ним к вершине конуса, стремятся сдвинуть нижние витки, но не
могут, благодаря прочному закреплению последних. Плотность крестовой намотки (табл. 13) зависит от вида нити; угла скрещивания
витков; давления бобины на мотальный барабанчик; натяжения
нити в процессе наматывания.
Удельная плотность намотки определяется по формуле, г/см3:
G,
(21)
γ
V
где G – масса пряжи на бобине, г; V – объѐм пряжи на бобине, см3.
При сомкнутой намотке плотность не зависит от угла скрещивания и от диаметра намотки. Более упорядоченное расположение
витков позволяет получить бобины с плотностью намотки в 1,5–2
раза больше, чем при разомкнутой крестовой намотке.
Таблица 13
Рекомендуемая плотность намотки бобины на мотальных
машинах и автоматах
Вид пряжи
Кардная
Гребенная
Кручѐная
М-150-2
0,4
0,42
0,43
АМК-150
0,38
0,38
0,42
«Аутосук»
0,39
0,42
0,44
В табл. 14 и 15 приведены рекомендуемые величины плотности
наматывания для нитей и пряжи различных видов на конусные бобины [5, стр. 82].
Таблица 14
Удельная плотность намотки для различных видов пряжи
Вид пряжи и нитей
Хлопчатобумажная кардная
гребенная
крученая
Шерстяная аппаратная
Полушерстяная аппаратная
Чистошерстяная камвольная
крученая
Полушерстяная камвольная
крученая
Льняная мокрого прядения
сухого прядения
Толщина пряжи,
текс
83,3–15,4
15,4–5,8
–
50–83,3
100–333
50–83,3
100–333
19,2–41,7
15,6 2–41,6 2
19,2–41,7
15,6 2–41,6 2
16,7–200
55,5–1204
36
Удельная плотность
намотки пряжи, г/см3
0,40–0,42
0,42–0,43
0,41–0,44
0,33–0,35
0,32–0,33
0,36–0,38
0,34–0,36
0,36–0,38
0,40–0,42
0,39–0,42
0,44–0,46
0,52–0,55
0,48–0,52
Окончание табл. 14
Вид пряжи и нитей
Оческовая мокрого прядения
сухого прядения
Нити вискозные, ацетатные
Триацетатные
Капроновые, лавсановые
Из химических волокон
Толщина пряжи,
текс
55,5–200
83–1204
Разной толщины
То же
То же
То же
Удельная плотность
намотки пряжи, г/см3
0,46–0,48
0,43–0,46
0,7–0,8
0,6–0,65
0,7–0,8
0,55–0,65
Таблица 15
Удельная плотность намотки х/б пряжи на прядильных початках
Линейная плотность пряжи, текс
Основная пряжа
5,9–8,5
10–21
25–84
Уточная пряжа
Более 15,4
Менее 15,4
Крученая пряжа
Уточная (сухое кручение, коническая намотка)
Основная (сухое кручение, коническая намотка)
Основная (мокрое кручение, комбинированная намотка)
Удельная плотность
намотки, г/см3
0,47–0,46
0,48–0,47
0,49–0,48
0,44–0,43
0,42–0,41
0,5–0,55
0,55–0,6
0,68–0,72
2.6. Технологическая схема процесса перематывания.
Характерные особенности мотальных машин и автоматов
Технологическая схема процесса перематывания
На рис. 11 представлена технологическая схема машины М-150-2.
Нить сматывается с прядильной паковки 1, установленной на
магазинном шпуледержателе, и проходит через нитепроводник 2 и
два натяжных приспособления 3, контрольно-очистительное приспособление 4. Далее нить проходит над прутком механизма самоостанова и через винтовую канавку мотального барабанчика 5,
наматывается на бобину 6. На шпуледержателе размещается по
окружности пять шпуль. Схема процесса перематывания пряжи
зависит от вида волокна, структуры пряжи, формы и строения
сматываемой паковки. Процесс перематывания нити может осуществляется как с неподвижной, так и с подвижной (вращающейся) паковки.
37
Рис. 11. Технологическая схема мотальной машины М-150-2
Характерные особенности мотальных машин
Новые направления в развитии технологии прядильного производства, а именно: создание перспективных самокруточных
прядильных машин с аэродинамическими крутильными органами,
разработка пневматических и роторных машин – обеспечивают
исключение последующего процесса перематывания. В то же время на многих предприятиях традиционный способ перематывания
сохраняется ввиду переработки сложных по структуре нитей и необходимости получения пряжи высокого качества.
Современные мотальные машины по строению и форме наматываемых паковок делятся на машины, формирующие паковки с
крестовой намоткой (цилиндрические и конические) и паковки с
параллельной намоткой (цилиндрические и бочкообразные).
Форма бобины обуславливается формой патрона и конструкцией держателя бобины (приклона). При цилиндрическом патроне и
равномерном возрастании толщины намотки получается цилиндрическая паковка. Коническая бобина получается путем наматывания
на конический патрон. Она может иметь различную форму торцевой
поверхности: коническую, сферическую, в виде поверхностей тел
вращения различных контуров. Форма торцов бобины определяет
вероятность слетов при наматывании и возможность свободного
38
разматывания нити при сновании. На последних конструкциях мотальных машин получают бобины со сферическими торцами.
По приводу паковок мотальные машины делятся на машины с
фрикционным и осевым приводами. На многих отечественных и
зарубежных мотальных машинах используется фрикционный привод паковок за счет сил трения, возникающих между мотальным
барабанчиком и бобиной. Безынерционность этого взаимодействия позволяет достичь высоких и постоянных средних скоростей
перематывания (до 1200 об/мин). Недостатки: не обеспечивается
постоянство угла сдвига витков при раскладке нитей на паковке,
создается возможность истирания пряжи о мотальный барабанчик.
Осевой привод не имеет недостатков фрикционного, но не обеспечивает высоких скоростей (до 600 об/мин).
По конструкции раскладывающих механизмов мотальные машины делятся на машины с цилиндрическим барабанчиком с замкнутым червячным желобком и на машины с водковым нитеводителем. Цилиндрический барабанчик характеризуется простой конструкцией, обеспечивает высокую скорость и производительность.
Используется при перематывании многих видов пряжи. Недостаток: резко выраженная жгутовая намотка, т. к. образующиеся на
поверхности винтовые выпуклости намотки совпадают со впадинами мотального желобка и вследствие этого, между бобиной и барабанчиком устанавливается постоянное передаточное отношение.
Применение водкового нитеводителя снижает истирание нитей в процессе перематывания и создает условия для прецизионной намотки жестких и хрупких нитей.
В настоящее время в производство внедряются высокоскоростные мотальные машины М-150-1, М-150-2, ММ-150-1.
Таблица 16
Вид пряжи
хлопок
шерсть
ММ-150-1
скорость
КПВ
800
0,8
–
–
М-150-1
скорость
КПВ
1000
0,8
800
0,7
М-150-2
скорость
КПВ
1200
0,85
–
–
Особенности мотальной машины М-150-2:
1. Шпуледержатель на пяти початках, расположенных по окружности. Съем пустого патрона автоматический.
2. Нитепроводник установлен от конца прядильного патрона на
расстоянии 10–35 мм, что исключает установку баллоногасителя.
39
3. Натяжение нити создается двумя тормозными приспособлениями для демпфирования натяжения.
4. Контрольная щель имеет иногда деления, соответствующие
определенным номерам пряжи.
5. Механизм самоостанова измененной конструкции с гидравлическим демпфером для опускания бобины.
6. Диаметр мотального барабанчика – 90 мм. Замкнутая мотальная канавка барабанчика имеет 2,5 витка в одном направлении
и 2,5 витка в обратном направлении. Таким образом общий цикл
движения нитеводителя происходит за 5 оборотов барабанчика.
Витки канавки имеют шаг 72,5 и 55,5 мм, а полушаг 23 мм.
Мотальные машины прецизионной намотки используются для
формирования паковок, для крашения под давлением и получения
уточных паковок для бесчелночных ткацких станков. Машины
"Бандомат" применяются для получения цилиндрических и конических намоток. Они имеют раздельные механизмы намотки и раскладки нитей, т. е. относятся к машинам с осевым приводом. На
этих машинах можно получить бобины с сомкнутой намоткой.
Сомкнутые намотки различаются по виткам пары слоев, располагающихся рядом с витками первой пары слоев. В результате этого
могут быть односомкнутые, двухсомкнутые и Р-сомкнутые намотки. Если замыкание намотки наблюдается при любом значении, то
она называется жгутовой, в этом случае ψ = 0 при любом значении
Р. Однако на машинах "Бандомат" и "Макромат" не возникает жгутовой намотки, т. к. на этих машинах установлен коноидный вариатор с механизмом дискретного (прерывного) изменения передаточного отношения. Перемещая ремень по коноидам вариатора, можно
изменять передаточное отношение, а следовательно, и угол сдвига
между различными парами слоев намотки в зависимости от ширины
перематываемой пленки или диаметра нити.
Характерные особенности мотальных автоматов
Применение мотальных автоматов дает большой экономический эффект. Если на машинах мотальщица затрачивает на смену
одного початка 10–12 сек., то на автоматах затраты составляют 4–
4,5 сек. на один початок и производительность труда повышается
в 2,5–3 раза. Себестоимость обработки пряжи на автоматах на 20–
25 % ниже, чем на машинах.
Мотальные автоматы предполагают выполнение следующих
40
операций:
1) замена пустого патрона прядильным початком;
2) отыскивание конца нити на бобине и на початке;
3) подача концов нитей и их связывание;
4) заправка нити в натяжной прибор;
5) пуск головки и контроль перемотки;
6) объем наработанной бобины;
7) выброс пустого патрона или не полностью сработанного
початка на ленту конвейера.
Основомотальные автоматы (ОМА) подразделяются на 2 класса:
1) неподвижный узловязатель и передвигающиеся мотальные
головки;
2) неподвижные мотальные головки и движущийся узловязатель.
Типы основомотальных автоматов:
1) каждая мотальная головка оснащена узловязальным механизмом;
2) подвижные головки, укрепленные на цепи конвейера, движутся мимо стационарного узловязателя;
3) карусельный: мотальные головки установлены на карусели
и обслуживается стационарным узловязателем;
4) узловязатель движется по всей машине в одном направлении мимо работающих мотальных головок;
5) узловязальный механизм совершает возвратно-поступательное движение относительно автомата.
Мотальный автомат “Аутосук” имеет индивидуальное узловязально-перезаправочное устройство на каждой мотальной головке, что обеспечивает максимальное сокращение простоев на ликвидацию обрыва нити или смену доработанного початка. Автомат
предназначен для перематывания пряжи и нитей из натуральных и
химических волокон на бобины крестовой намотки, высота намотки
бобины – 150 мм, диаметр бобины – 280 мм. Мотальный автомат
имеет 32 мотальные головки, расположенные с обеих сторон. Каждая мотальная головка представляет собой группу узлов и механизмов, обеспечивающих процесс перематывания пряжи, смены початка
и ликвидации обрыва нити. Замена головки может быть произведена
на ходу машины. Скорость перематывания может быть установлена
от 500 до 1200 м/мин. Мотальный автомат “Аутосук” состоит из сле41
дующих основных узлов: остов, шкаф управления, ленточный конвейер, каретка для ящиков с початками, мотальные головки.
Мотальная головка предназначена для перематывания пряжи
на бобину крестовой намотки и для выполнения всех автоматических операций обслуживания. Она представляет собой самостоятельный комплект различных механизмов и имеет индивидуальный привод. Мотальная головка автомата осуществляет следующие операции: автоматическую подачу конца пряжи от початка к узловязателю; подачу новых початков на початкодержатель;
выброс пустого патрона или не полностью сработанного початка
на ленту конвейера; нахождение конца нити на бобине и подачу
его к узловязателю; связывание концов нитей самозатягивающимся узлом; удаление остатков пряжи и пыли с мест максимального
их скопления (около нитеочистителя, нитенатяжителя и узловязателя); пуск мотальной головки после связывания нитей; повторение связывания нитей, в случае если при первой попытке обрыв не
был ликвидирован (при второй неудачной попытке головка останавливается и зажигается сигнальная лампа).
Мотальный барабанчик выполнен из пластмассы и его диаметр
равен 158 мм. Мотальная канавка имеет постоянный шаг, равный
103 мм, 1,5 витка в одном и 1,5 витка в обратном направлениях.
Мотальный автомат АМК-150. В этом автомате мотальные головки движутся по замкнутому пути и последовательно подходят к
неподвижной узловязально-перезаправочной станции. Автомат предназначен для перематывания х/б пряжи линейной плотности от 10 до
100 текс, шерстяной – 15–200 текс. Мотальный автомат выпускается
на 20 головок, но возможно изготовление автомата также на 12, 16,
24, и 32 головки. Мотальный автомат состоит из центральной части,
мотальных головок, узловязальной перезаправочной станции, конвейера и вентиляционной установки.
Центральная часть состоит из остова, цепи для движения мотальных головок, привода цепи, механизма обратного вращения
мотального барабанчика.
Мотальная головка имеет следующие механизмы и устройства: початкодержатель; баллоногаситель (коробчатого типа); зажимное устройство (служит для предотвращения выпадения из
нитепроводника конца оборванной нити); нитенатяжитель (гребенчатого типа); нитеочиститель; нитенаблюдатель; мотальный
42
барабанчик; привод мотального барабанчика; веретено; раскрыватель нитенатяжителя; устройство для регулирования давления веретена (служит для регулирования плотности намотки); устройство
для установки требуемого диаметра бобины (при достижении заданного диаметра бобины мотальная головка отключается); устройство для выключения мотальной головки при случайном наматывании нити на мотальный барабанчик.
Мотальный барабанчик конический изготовлен из пластмассы и
имеет наибольший и наименьший диаметры 100 и 90 мм, длину 173
мм. Применение конических мотальных барабанчиков является существенным преимуществом, т. к. конические бобины меньше
скользят относительно барабанчика на участках наибольшего и
наименьшего диаметров. Вследствие этого улучшаются условия
сматывания пряжи с бобин, т. к. она меньше перетирается и мшится.
На мотальном автомате автоматизированы операции смены
шпуль, отыскания конца оборванной нити на бобине, связывания
нитей и транспортирования порожних шпуль.
Не автоматизированы следующие операции: нахождение конца
нити на шпуле, сматывание нити со шпули, зарядка магазина шпулями, заправка конца нити со шпули во всасывающее сопло, снятие
полных бобин и укладка их в ящик, надевание патронов на веретено, заправка нити на патрон и пуск мотальной головки. Эти операции выполняет мотальщица.
2.7. Изменение свойств пряжи при перематывании
После перематывания несколько уменьшается линейная плотность пряжи, незначительно понижается удлинение, а прочность остаѐтся практически без изменений. Уменьшение линейной плотности объясняется некоторой потерей в массе пряжи из-за еѐ очистки
при перематывании и небольшой вытяжки пряжи. Следует также
отметить, что при перематывании пряжи с неподвижных початков
происходит небольшое изменение крутки.
Силы трения действуют главным образом на поверхностные
участки пряжи. При сильных воздействиях от ствола нити отделяются волокна и она мшится. Особенно сильные воздействия появляются в контрольно-очистительном приборе при неправильной
его установке, когда нить в контрольной щели перегибается и
трѐтся об еѐ острое ребро.
43
2.8. Обрывность пряжи при перематывании
Уровень обрывности пряжи характеризует организацию работы
производства, т. к. влияет на производительность труда и оборудования, расход сырья, качество и себестоимость продукции. Снижение обрывности обеспечивается за счет улучшения качества сырья и
полуфабрикатов, соблюдения оптимальных технологических параметров по всем переходам, улучшения технического состояния оборудования, повышения квалификации обслуживающего персонала,
улучшения условий хранения пряжи, соблюдения необходимого
температурно-влажностного режима в производственных помещениях, совершенствования организации внутрифабричного транспорта. Обрывность нитей при перематывании зависит от вида и качества волокна, толщины и качества нитей, линейной скорости перематывания, технического состояния и конструктивно-заправочной линии мотальной машины или автомата, от строения прядильного
початка, технологических параметров перематывания и т. д. Данные
табл. 17 свидетельствуют, что происходит явное ухудшение условий
перематывания при увеличении линейной плотности пряжи и размеров початка. Опыты показывают, что наибольшее количество обрывов получается вследствие неровноты пряжи по толщине и еѐ засорѐнности, причѐм 60 % всех обрывов происходит в контрольноочистительном приборе.
Таблица 17
Влияние размеров початка и линейной плотности пряжи на
обрывность при скорости перематывания 1000 м/мин
Высота
намотки,
мм
215
235
280
Диаметр
намотки,
мм
45
45
55
Высота конуса намотки, мм
55
55
67
Число обрывов из-за слетов на 1 кг
пряжи
50 текс
29,4 текс
16,7 текс
4,4
11
–
6,5
11,2
1,8
9,3
1,2
–
Средняя величина обрывности при перематывании, например,
хлопчатобумажной пряжи средней линейной плотности составляет
0,05–0,1 обрыва на 1000 м одиночной нити. Чрезмерно высокая обрывность пряжи во время перематывания при условии нормального
его качества свидетельствует о неправильном режиме этого процесса.
В табл. 18 приведены ориентировочные данные обрывности пряжи и
нитей некоторых видов [5, стр. 83].
44
Таблица 18
Обрывность при перематывании
Вид пряжи и нити
Число обрывов
на 105 м
Примечание
4–6
3–4
2,5–3,5
4–4,5
3–4
Обрывность крашеной пряжи повышается на 15–25 % по
сравнению с обрывностью суровой пряжи
Хлопчатобумажная
кардная
гребенная
крученая
Меланжевая:
одиночная
крученая
Камвольная
Чистошерстяная: одиночная
крученая
Полушерстяная: одиночная
крученая
7–10
5–8
6–8
3,5–5,5
15–20
10–15
10–15
8–12
3–7
Аппаратная
Чистошерстяная: однониточная
крученая
Полушерстяная: однониточная
крученая
Нити из искусственных волокон
Обрывность уточной
пряжи на 10–15 %
выше обрывности основной пряжи
Чем тоньше нить, тем
больше обрывность
2.9. Пороки и отходы пряжи
В процессе перематывания пряжи может возникнуть ряд пороков, которые отрицательно влияют на работу в последующих
переходах. К ним относятся:
слабо завязанные узлы, а также узлы с большими концами
(слабые узлы развязываются, а большие концы вызывают обрыв соседних нитей в ткачестве и плохо проходят через ремиз и бердо);
защип (мотальщица, не разыскав конец нити, привязывает
нить со шпули к одному из надорванных витков пряжи на мотальной паковке);
работа в нахлѐстку (мотальщица не привязывает конец
нити, а заматывает его на мотальной паковке без узла);
намотка в два конца (мотальщица захватывает конец соседней нити, и на одну паковку в результате наматываются две нити);
замотка пуха, сора и концов нити из-за небрежной работы
мотальщицы и засорѐнности нитеочистителя;
смешивание пряжи различных номеров или сортов.
45
Большинство пороков пряжи, возникающих при перематывании, зависит от работы мотальщицы и технического состояния
оборудования.
Отходами в процессе перематывания являются концы, теряемые при связывании нитей, слѐты пряжи, остатки нитей на початке и некоторая длина нити, теряемая при заправке.
Количество отходов при перематывании определяется в процентах и зависит от длины нити на перематываемой паковке.
a b c
Lп
Ом
a
100 ,
l
(22)
где a – длина нити, идущая в угары при связывании концов, м (0,5–1
м); b – средняя длина нити, остающаяся на перематываемой паковке,
м (2–6 м); c – средняя длина нити, необходимая для оправки перематываемой паковки, м (0,5–1 м); Lп – длина нити на перематываемой
паковке, м; l – длина нити, на которую приходится один обрыв; зависит от обрывности, приходящейся на определѐнную длину. Например, если принять число обрывов чо = 5 на длине L = 105 м, то
l
L
чо
100000
5
20000 м.
(23)
Количество отходов зависит от величины прядильной паковки и
обрывности пряжи: с увеличением паковки и уменьшением обрывности отходы уменьшаются. В среднем количество отходов составляет 0,1–0,5 % от количества перематываемой пряжи.
2.10. Производительность мотальных машин и автоматов
Различают теоретическую, плановую и фактическую производительности мотальных машин и автоматов.
Под теоретической производительностью понимают выпуск
продукции в кг за единицу времени работы оборудования без учета
его простоев, кг/ч:
Пт = V·t·T·m/106 ,
(24)
где V – скорость нити при перематывании, м/мин; t – расчетное
время работы оборудования (60 мин); Т – линейная плотность
пряжи, текс; m – число мотальных головок.
При определении плановой производительности учитывают время организационных простоев оборудования через Кпв оборудования:
Пп = Пт·Кпв.
(25)
46
Кпв учитывает простои мотальных головок по технологическим причинам: время, необходимое на устранение различных мелких разладок оборудования, время технических простоев машин (смазка, обмашка, сдача отходов и т. д.). Кпв мотальных машин – 0.75–0.85. Кпв
мотальных автоматов – 0.5–0.9.
Фактическая производительность отличается от плановой
тем, что учитывает действительные простои оборудования:
ПФ = ПП·Кро,
(26)
где Кро – коэффициент работающего оборудования (0.97–0.98),
который учитывает плановые простои из-за среднего и капитального ремонтов.
Повышение эффективности работы мотального оборудования
возможно при переходе на большие размеры входных и выходных
паковок, при снижении обрывности за счет повышения качества перематываемых нитей, сокращении простоев оборудования из-за технического совершенствования, а также путем внедрения рациональных технологических параметров процесса перематывания.
Линейная скорость перематывания
Линейная скорость нити при перематывании (табл. 19) устанавливается в зависимости от ее сырьевого состава, физикомеханических свойств и толщины, а также с учетом применяемого
оборудования. На основании выбранной линейной скорости перематывания и типа оборудования нужно определить число оборотов
мотального автомата или машины.
Средняя скорость перематывания может быть вычислена по
формуле:
V
Vo2
Vн2 ,
где Vо – средняя окружная скорость бобины;
Vo = π·Dм·nм·η/,
где Vн – средняя скорость нитеводителя.
Vн = hср·nм,
D1 ,
n м n дв
η
(27)
(28)
(29)
(30)
D2
где Dм – диаметр мотального барабанчика, м; nм – частота вращения мотального барабанчика, об/мин; nдв – частота вращения электродвигателя, об/мин; D1 – диаметр ведущего шкива в передаче от
вариатора к валу мотальных барабанчиков, мм; D2 – диаметр шкива на валу мотальных барабанчиков, мм; – коэффициент сколь47
жения в клиноременной передаче, = 0,97–0,98; / – коэффициент, характеризующий среднюю величину скольжения между бобиной и мотальным барабанчиком (0,8–0,95); hср – средний шаг
винтовой нарезки на мотальном барабанчике для направления нити, м.
Тогда скорость нити, м/мин:
V
(πη Dб n) 2
(h cpn) 2 .
(31)
Таблица 19
Скорость перематывания [5]
Пряжа
Скорость перематывания, м/мин
Хлопчатобумажная (10–20 текс)
1000–1500
(менее 10 текс и более 25 текс)
600–1100
Шерстяная гребенная
600–800
аппаратная
400–600
Нити из химических волокон (перематывание
производится редко)
400–600
Шѐлк (наматывают с мотков)
140–200
Льняная средней толщины
600–800
более 50 текс
400–600
Все технологические параметры процесса перематывания
пряжи сводятся в таблицу, которая представляет собой технологический режим процесса перематывания. Для соблюдения технологического режима проводится контроль технологического процесса перематывания. Основные объекты и периодичность контроля
технологического процесса перематывания пряжи представлены в
таблице (приложение А).
2.11. Совершенствование и автоматизация
процесса перематывания
Совершенствование процесса перематывания происходит по
трем направлениям:
1) повышение степени автоматизации перематывания; 2) применение электронных средств контроля и регулирования всего
процесса перематывания; 3) унификация мотальных автоматов.
Совершенствование мотальных автоматов можно условно разделить на четыре этапа в зависимости от степени автоматизации отдельных операций, выполняемых мотальщицей. С этих позиций известны четыре типа мотальных автоматов, приведенных в табл. 20.
48
В автоматах первой степени автоматизированы лишь три операции мотальщицы: смена початка, связывание узлов и розыск
конца нити в бобине, а смена бобины, подготовка початка и его
транспортирование к автомату осуществляются вручную. Тем не
менее, первые три операции составляют 50–75 % трудозатрат мотальщицы на мотальной машине и производительность труда мотальщицы на автоматах этого типа возросла в 2–2,5 раза.
Таблица 20
Совершенствование мотальных автоматов
Операция
1. Транспортирование початков к автомату
2. Подготовка початков (розыск конца
нити на початке, установка его в магазин, закрепление конца нити в зажим)
3. Смена бобин
4. Смена початка
5. Связывание узла (присучивание)
6. Розыск конца нити на бобине
Первая
Руч.
Руч.
Руч.
Авт.
Авт.
Авт.
Степень автоматизации
Вторая Третья Четвертая
Руч.
Руч.
Авт.
Руч.
Авт.
Авт.
Авт.
Авт.
Авт.
Авт.
Авт.
Авт.
Авт.
Авт.
Авт.
Авт.
Авт.
Авт.
В автоматах второй степени автоматизировалась дополнительно еще и смена бобины.
В автоматах третей степени автоматизации автоматизировались операции подготовки початка, подачи початка из бункера и
его установки в мотальную головку.
Четвертая степень автоматизации заключается в агрегировании кольцевой прядильной машины с мотальным автоматом, в результате чего автоматизируется последняя ручная операция – транспортирование початков к автомату. В этом случае мотальщица лишь
выполняет ручное дублирование операции в случае несрабатывания
автоматического устройства.
Наибольшее распространение получили следующие марки автоматов:
автоматы первой степени автоматизации – это “Аутосук-2006”
(“Инвеста” ЧССР), АМК-150 (СССР), были установлены на многих
фабриках СССР, “RAS” (“Савио”, Италия), “Аутоконер-RM”
(“Шляфгорст”, ФРГ);
автоматы второй степени автоматизации – “RAS-15 С” (“Са49
вио”, Италия), Аутоконер-RХ” (“Шляфгорст”, ФРГ), АМК-150-3
(СССР) – был разработан только опытный образец;
автоматы третьей степени автоматизации – “Эсперо” (“Савио”, Италия), “Аутоконер-238” (“Шляфгорст”, ФРГ), “Росконер”
(СССР) – производство автомата освоено не было;
автоматы четвертой степени автоматизации – ”Стенвинтер”
(“Савио” Италия), “Линк-Ковер” (“Мурата”, Япония). Скорость
перематывания – 400–1400 м/мин.
Опыт эксплуатации мотальных автоматов типа АМК-150 и “Аутосук – 2006” на наших фабриках показал, что при работе мотальщицы на этих мотальных автоматах в результате уменьшения загрузки
мотальщицы на один початок производительность ее труда возросла
более чем в 2 раза, и это позволило увеличить норму обслуживания
мотальщицы более чем вдвое.
Однако производительность мотальных головок на машине М2М и автоматах этих марок не изменилась и осталась примерно на
том же уровне, что объясняется одинаковой скоростью перематывания и примерно равным Кпв. Качество бобин с автоматов этих марок не отличалось от качества бобин с машин М–2М, а отходы пряжи возросли в 2–3 раза. Однако для машин мотального перехода необходимо оценить не только стоимость перематывания, но и влияние качества бобин на эффективность предыдущих переходов.
Поэтому на автоматах следующей модификации, как например, на
автомате “Аутоконер 238” (“Шляфгост”) или автомате “Эсперо”
(“Савио”), существенно увеличилась производительность мотальной головки и значительно улучшено качество бобины, в первую
очередь, за счет безузлового соединения пряжи.
Мировая практика эксплуатации автоматов третей степени автоматизации показала их неэффективность из-за сложности конструкции узлов подготовки и подачи початков и, вследствие этого их
высокой цены. Поэтому передовые фирмы начали предлагать покупателям автоматы с высокой степенью компьютеризации параметров процесса перемотки и повышенным качеством пряжи и бобины, но без узлов автоматической подготовки и подачи початка.
Современный мотальный автомат характеризуется следующими
особенностями:
1. Автомат предназначен для перемотки как натуральных, так
50
и химических нитей и пряжи и их смесей в диапазоне от 333 до 6
текс на бобины как конические, так и цилиндрические с минимальным диаметром намотки до 320 мм.
2. С целью уменьшения затрат на перематывание автомат оснащен:
автоматической системой бесступенчатого регулирования
скорости перематывания от 500 до 1500 м/мин;
микропроцессорной системой, обеспечивающей централизованную настройку всех параметров перематывания, регистрацию производственных показателей работы, анализ состояния мотальной головки и диагностику разладок;
автоматическими устройствами, позволяющими выполнять
цикл узловязания или присучивания нити за 7–8 сек.
3. Высокое качество бобины достигается следующими особенностями автомата:
устройством, смещающим мотальный барабанчик относительно бобины, что уменьшает разницу в плотности намотки в середине и в краях бобины;
электронным устройством, предотвращающим образование
жгутовой намотки;
совместным торможением бобины и мотального барабанчика при останове и плавным совместным пуском бобины и мотального барабанчика, исключающими их проскальзывание относительно друг друга;
автоматическим устройством, изменяющим давление бобины на мотальный барабанчик по мере намотки нити на бобину;
нитенатяжителем, автоматически сохраняющим задаваемое натяжение на постоянном уровне;
устройством, позволяющим увеличить конус бобины от 0
до 13;
электронным измерительным устройством длины нити на
бобине, что позволяет уменьшить длину начинок пряжи на бобине
при сновании до 0,5 % от ее длины на бобине;
электронным нитеочистителем пряжи от пороков;
устройством присучивания концов оборванной нити взамен
процесса узловязания, которое производится на участке до нитео51
чистителя, благодаря чему контролируется качество присучки;
возможность выработать на автомате бобины массой до 4 кг;
резервной намоткой нити на патроне, осуществляемой как в
начале, так и конце намотки бобины.
Система управления с ЭВМ контролирует основные показатели:
1) качество соединения нитей; 2) длину и плотность нитей на бобине;
3) колебания натяжения нитей в процессе перематывания.
Значительный интерес представляет широкое применение в мотальных автоматах электроники и пневматики. На мотальном автомате модели «Аутоконер DX238» предусматривается установка ряда
электронных устройств для контроля плотности намотки нити на бобину, линейной плотности перематываемой нити, прочности мест соединения нитей способом присучивания. Каждая мотальная головка
снабжена системой, контролирующей количество обрывов и длину
нити, наматываемой на бобину. Полученные данные регистрируются
микроЭВМ и позволяют оценивать качество получаемой паковки и
оптимизировать процесс перематывания. Система снабжена печатающим устройством для выдачи оперативной информации.
Программное устройство управления наматыванием паковок
предназначено для упрощения управления процесса перематывания путем использования информации о структуре одной паковки
для формирования других паковок.
Контрольные вопросы по теме
«Перематывание основных нитей»
1. Каковы цель и сущность процесса перематывания.
2. Перечислите требования, предъявляемые к процессу перематывания.
3. Какое влияние оказывает на физико-механические свойства нитей процесс перематывания?
4. Что такое баллон? Каковы основные характеристики баллона?
5. Как установка баллоноограничителя повлияет на натяжение нити при перематывании?
6. Из каких составляющих складывается натяжение нити в
баллоне?
7. Как изменится натяжение при уменьшении высоты баллона?
8. В каком месте мотальной машины наиболее рационально
устанавливать баллоноограничитель?
52
9. Какова сущность работы баллоноограничителя?
10. Какие требования предъявляются к натяжным приборам?
11. Какие натяжные приборы вы знаете и в чѐм их отличие?
12. Из-за чего происходят резкие изменения в натяжении пряжи и как их можно устранить?
13. С учетом каких факторов подбирают вес грузовых шайб
натяжного прибора?
14. Какое влияние на величину натяжения оказывает угол обхвата нитью направляющих прибора?
15. Какие приборы для определения натяжения нити существуют, их достоинства и недостатки?
16. Как на мотальной машине осуществляются контроль и
очистка пряжи?
17. Как определить и установить разводку щели контрольноочистительного прибора?
18. Какие виды узлов существуют?
19. Применение какого вида соединения концов нитей является наиболее эффективным?
20. От чего зависит величина обрывности при перематывании?
21. Как можно уменьшить величину обрывности при перематывании?
22. Каковы причины и виды пороков, образуемых при перематывании?
23. Что является отходами пряжи при перематывании?
24. Какие виды намоток вы знаете?
25. Каковы основные характеристики намотки нити на бобину?
26. Как влияет увеличение угла скрещивания на качество крестовой намотки?
27. Почему с увеличением гладкости поверхности нити плотность намотки увеличится?
28. Как изменится плотность намотки при уменьшении угла
подъѐма винтовой линии?
29. При использовании какой намотки плотность намотки
пряжи будет наибольшей?
30. Производительность сновальной машины будет выше при
использовании параллельной или крестовой намотки?
31. От чего зависит плотность сомкнутой намотки?
53
32. Какое влияние на условия сматывания нити оказывает
плотность намотки?
33. Какое влияние на условия сматывания нити оказывают
размеры початка?
34. Дайте описание технологической схемы процесса перематывания.
35. По какой причине процесс перематывания пряжи на некоторых предприятиях всѐ ещѐ сохраняется?
36. Применение какого привода паковок позволит увеличить
производительность мотальных машин?
37. Какое устройство, установленное на мотальных машинах с
цилиндрическим барабанчиком, препятствует возникновению жгутовой намотки?
38. Назовите основные особенности мотальной машины М-150-2.
39. Чем характеризуется эффективность работы оборудования?
40. Из чего складывается производительность мотальных машин?
41. С какой целью введѐн коэффициент полезного времени?
42. Укажите основные направления увеличения производительности мотального оборудования.
43. Что входит в объекты контроля?
44. Какие методы контроля существуют?
45. Какие параметры включает в себя технологическая карта?
46. В чем заключается совершенствование процесса перематывания?
47. Какие основные операции выполняют автоматические системы?
48. Назовите основные этапы совершенствования мотальных автоматов.
49. Какие операции выполняют мотальщицы на автоматах четвѐртой степени автоматизации?
50. Какие основные показатели контролируются на мотальных
машинах системой управления с ЭВМ?
51. Какие основные задачи решаются в автоматах с высокой
степенью компьютеризации?
54
3. СНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ НИТЕЙ
3.1. Цель и основные требования, предъявляемые
к процессу снования
Цель процесса снования: подготовить с минимальными затратами качественную основу на сновальных валах или навоях, обеспечивающих минимальные затраты в последующих переходах.
Снование основных нитей производится с конических или цилиндрических бобин, реже с вращающихся катушек. В последнее
время чаще снование ведется непосредственно с паковок, сформированных на пневмомеханических и крутильных машинах.
Требования к процессу снования:
1. Не должны ухудшаться физико-механические свойства пряжи.
2. Натяжение всех навиваемых нитей должно быть одинаковым
и по возможности равномерным в течение всего времени срабатывания паковки; неправильное, неравномерное натяжение нитей основы приводит к снижению эксплуатационных свойств ткани.
3. Натяжение всех нитей должно быть оптимальным, оно
должно обеспечивать правильное формирование сновальной паковки, чрезмерное натяжение повышает вытяжку нитей и ухудшает ее свойства.
4. Истирание нитей основы должно быть минимальным.
5. Поверхность сновальной паковки должна быть строго цилиндрической.
6. Скорость снования должна быть оптимальной, чтобы обеспечить наивысшую производительность труда и оборудования,
высокое качество снования.
7. Отходы при сновании должны быть минимальными.
Способы снования основных нитей. В зависимости от вида
используемых нитей и принятой технологии различают три способа
снования: партионное, ленточное и секционное. Для хлопчатобумажной, льняной, шерстяной камвольной пряжи и отдельных видов
шелковой пряжи применяют партионную систему снования.
Для шелковой и шерстяной аппаратной пряжи чаще применяют ленточную систему снования.
При партионном способе снования на сновальный вал наматывается часть нитей основы, навиваемых на ткацкий навой.
Партия состоит из нескольких сновальных валов. Сновальный
вал обычно делают шире ткацкого навоя, чтобы навивать на него
55
нити большей длины. Партионный способ снования является наиболее производительным и поэтому более распространен. Полную
основу получают после шлихтования и перевивки на ткацкий навой со сновальных валов.
При ленточном способе снования нити наматываются на сновальный барабан частями – лентами, а затем все ленты одновременно перематываются на ткацкий навой. Этот способ снования
используется для подготовки основ из крученой пряжи, которую
не подвергают шлихтованию, для тканей со сложным мотивом
цветного узора и шелковых тканей, имеющих достаточно большое
количество основных нитей. Этот способ более трудоемок и менее
производителен.
При секционном сновании нити навивают на сновальные катушки, ширина которых равна части общей ширины ткацкого навоя. Применяется этот способ очень редко, в основном в шелковой
промышленности, лентоткацком производстве и при изготовлении
текстильных полотен по принципу МЕТАП.
При изготовлении некоторых тяжелых, специальных и технических тканей, а также ковровых изделий используют полный способ
снования. В этом случае на сновальную рамку устанавливают число
паковок, равное числу нитей в основе, и снование производят непосредственно на ткацкий навой.
В зависимости от способа смены всех паковок на шпулярниках
снование бывает прерывным и непрерывным. В первом случае производят смену всех паковок одновременно. Во втором случае меняют
только сработанные бобины. Непрерывный способ снования позволяет повысить Кпв сновальной машины и сократить отходы, но увеличивается число узлов на сновальном валике, что приводит к повышению обрывности нитей на ткацком станке.
Шпулярники. Большое значение имеет вместительность сновальных рамок, т. к. от величины ставки зависит число сновальных
валов в партии или число лент. Количество же лент и сновальных
валов в партии влияет на количество отходов в сновании и шлихтовании. Шпулярники представляют собой металлический каркас, на
котором размещены бобинодержатели, нитепроводники, рамки с
натяжными приборами, сигнальные устройства и контактные крючки механизма автоматического останова машины при обрыве нити.
56
Применяются следующие виды шпулярников:
для хлопчатобумажной пряжи – Ш-616-2, Ш-608, ШЛ-288Ш;
для шерстяной пряжи – Ш-616, Ш-616-Ш, Ш-288;
для льняной пряжи – Ш-480-Л, Ш-640-Л, Ш-416-Л, Ш-512-Л,
ШЛ-288;
для шелковых и химических нитей – Ш-612-Х, Ш-1008-Х,
ШЛ-288.
Наиболее совершенным шпулярником в хлопчатобумажной промышленности является шпулярник Ш-616-2 на 616 рабочих и 616 запасных бобин. В промышленности работают шпулярники до 1000 бобин. Специальные сновальные рамки вмещают до 2000 катушек.
Требования к шпулярнику:
1) надежное и стабильное закрепление бобин;
2) беспрепятственное сматывание нити с бобин и удобство наблюдения за прохождением нитей;
3) создание с помощью нитенатяжителей одинакового натяжения нитей для всех бобин, а нитенатяжители должны иметь
централизованное регулирование натяжения;
4) контроль за непрерывностью сматываемых нитей;
5) доступность обслуживания всех бобин.
В производстве применяют шпулярники различных конструкций. По устройству они разделяются на шпулярники для вращающихся паковок и шпулярники для неподвижных паковок. В шпулярниках для вращающихся паковок катушки помещают на шпильках или шпинделях. Натяжные приборы не устанавливают, а натяжение нити определяют трением втулки катушки о шпильку или
шпиндель. При сновании смену ставки при доработке пряжи производят одновременно. На катушках при этом остается резервная
длина пряжи. На смену ставки требуется много времени (0,5–1,5
часа), в течении которого машина простаивает. Такое снование называется прерывным.
Снование с неподвижных паковок бывает прерывным и непрерывным, поэтому шпулярники для снования с неподвижных паковок бывают 2-х типов: для прерывного и непрерывного снования.
Наличие запасных бобинодержателей дает возможность во
время снования заменять бобины на нерабочих бобинодержателях.
Благодаря этому сокращаются простои машины при смене ставки
бобин. Запасные бобины устанавливаются во время работы маши57
ны. При перезаправке шпулярника рамки с бобинами поворачивают вручную на 180º.
При заправке нитей из шпулярника в рядок сновальной машины используют наиболее эффективную, снижающую перегибы и
удобную для нахождения оборванной нити заправку.
Проборку начинают с верхнего ряда бобин в середину рядка в
следующем порядке: 1–5, 2–6, 3–7, 4–8 (рис. 12). Для сокращения
времени на смену бобин снование часто проводят с запасных шпулярников. В этом случае одну машину обслуживают двумя шпулярниками, из которых один находится в работе, а другой в это время
перезаправляют. Конец нити рабочей бобины связан с началом нити
запасной бобины. Когда с рабочей бобины пряжа полностью сойдет,
снование автоматически начинается с запасной бобины. Этим обеспечивается непрерывность снования.
Рис. 12. Схема заправки нитей в рядок сновальной машины
При сравнительной оценке непрерывного и прерывного снования следует учитывать производительность труда и оборудования,
качество снования, количество узлов, возникших в основе, потребную производственную площадь и количество отходов пряжи.
При непрерывном сновании машина не простаивает для смены
ставки, не требуется последующее перематывание начинок бобин.
Но вследствие того, что нити сматываются с бобин различного диаметра, получается различное натяжение нитей. Шпулярник имеет
большие размеры, что требует дополнительной производственной
площади и увеличения времени на ликвидацию обрывов. Также при
58
переходе снования с рабочей бобины на запасную наблюдаются
слеты и повышенная обрывность пряжи.
При прерывном сновании неизбежны простои машины при
смене ставки бобин, а также последующее разматывание начинок
бобин, так как резервируется запас пряжи на бобине в количестве
примерно 5 % от расчетного – во избежание непрерывного схода
пряжи с бобины. Однако натяжение нитей более равномерно, так
как сматывание их происходит с бобин одинакового размера.
Шпулярник имеет значительно меньшие габаритные размеры, что
помимо экономии производственной площади значительно
уменьшает время, необходимое для ликвидации обрыва нити при
сновании, достигается некоторое уменьшение обрывности пряжи.
Сравнительное исследование эффективности прерывного и
непрерывного способов снования хлопчатобумажной пряжи показывает, что:
1. Прерывный способ снования обеспечивает повышение производительности на 14,6–64 % в зависимости от линейной плотности
пряжи и скорости снования. Например, затраты рабочего на смену
432 бобин при непрерывном сновании больше, чем при прерывном
в 1,59 раза. Суммарные затраты рабочего времени при сновании 1 кг
пряжи увеличиваются при непрерывном сновании на 9–21,6 %.
2. При непрерывном сновании длина и площадь шпулярника
со ставкой в 432 бобины больше, чем при прерывном при той же
ставке, соответственно в 1,8 и в 1,37 раза.
Количество угаров при непрерывном сновании увеличивается в 1,5–3 раза в зависимости от линейной плотности пряжи.
При прерывном сновании натяжение нитей более равномерно,
улучшается качество вязки узлов, снижается обрывность в процессе ткачества и улучшается качество ткани. Прерывный способ
является более перспективным при переходе на повышение
оптимальной ставки, при которой увеличивается производительность труда и оборудования и повышается качество основ.
Различают множество конструкций шпулярников в зависимости
от их применения. Их можно классифицировать следующим образом:
по вместимости (числу паковок);
по шагу (межцентровому расстоянию между паковками);
по виду сматывания нити с паковки;
59
по внешнему виду (форма);
по виду процесса сматывания (непрерывный, прерывный);
по направлению сматывания нити;
по техническим возможностям рациональной смены ставки
бобин;
по виду сматываемых паковок.
На рис. 13 приведены схемы шпулярников различных конструкций, составленные на основе ранее перечисленных критериев.
Шпулярник с бесконечной цепью. Этот принцип впервые был использован фирмой «Барбер-Кольман». Обе секции шпулярника расположены под острым углом друг к другу, имеют бесконечную цепь,
предназначенную для перемещения вертикальных стоек с паковкодержателями и тормозными устройствами. При смене ставки бобин
стойки с пустыми патронами перемещаются на внутреннюю сторону
шпулярника, а на их место на его внешнюю сторону подаются стойки
с полными бобинами. При использовании такого шпулярника смена
ставки осуществляется менее чем за 15 минут.
Рис. 13. Схемы шпулярников:
а – магазинный, б – с бесконечной цепью, в, г – с тележками
Шпулярник с тележками. Существует множество конструкций шпулярника с тележками. Общим для них является использование подвижных тележек для бобин, которые ввозятся в шпулярник. Тележки имеют ряд вертикальных стоек, а бобины располагаются ярусами по обеим сторонам тележки. На подвижных решетках шпулярника против каждой бобины находится натяжное
устройство. Решетки перемещаются наружу, создавая пространство между натяжными устройствами и бобинами при смене ставки.
На тележке обычно имеется девять стоек и шесть ярусов. При достаточном количестве тележек они загружаются бобинами на мо60
тальных машинах. При этом сокращаются ручные операции в мотально-сновальном отделе. Однако шпулярник этого типа требует
большого числа резервных тележек, а, следовательно, определенных капитальных вложений. Шпулярники GS фирмы «Хакоба» и
GS фирмы «Беннингер» спроектированы так, что кронштейн с натяжными устройствами отходит в сторону, а тележки выполнены
поворотными (рис. 13, в).
Автоматические шпулярники. Автоматический шпулярник
Z25 фирмы «Шляфгорст» является в настоящее время одним из
самых совершенных шпулярников. Фактически он представляет
собой разновидность шпулярника с тележками, оснащенного механизмом автоматического перемещения тележек с помощью цепи, а
также имеет ряд модернизаций, позволяющих уменьшить время
ставки бобин.
Оператор заводит нить с паковки одновременно через натяжное
устройство и сигнализатор обрыва нити, собирает концы всех нитей
с одной натяжной стойки и скручивает их, прежде чем разместить
на рычаге заводной тележки. При движении тележки вперед нити
заводятся автоматически, разделяясь по ярусам и стойкам шпулярника. Узловязальная каретка шпулярника Z25 быстро сменяет ставку бобин. При работе машины каретка располагается у дальнего
конца шпулярника. После окончания снования она движется вдоль
шпулярника. При этом все нити обрезаются в зоне между бобинами
и нитенатяжителями, а конец нити, идущий к сновальной машине,
удерживается в зажиме. Когда узловязальная каретка доходит до
передней части шпулярника, включается цепной конвейер и тележки с пустыми патронами удаляются из шпулярника.
Каретка имеет узловязатель для каждого яруса шпулярника по
обеим его сторонам, так что для 6-ярусного шпулярника необходимо 12 узловязателей, которые осуществляют привязывание концов
нитей за 5 с. После этого каретка перемещается в следующей вертикальной стойке – время 2 с. Таким образом, для привязывания концов нитей шпулярника на 576 бобин с 48 вертикальными стойками
на одной стороне и 6 ярусами потребуется около 6 мин.
Натяжение нити контролируется на передней стойке шпулярника, в натяжных устройствах промежуточных ставок устанавливается соответствующая нагрузка так, что в передней части машины все нити имеют одинаковое натяжение.
61
3.2. Партионное снование
В настоящее время этот способ наиболее производителен. Он
применяется при сновании основ из суконной пряжи, искусственного и синтетического шелка, приготовлении цветных основ, в
том числе при сновании хлопчатобумажных, шерстяных, различных химических нитей. При этом способе снования нити наматывают на сновальный вал, при этом емкость шпулярника может
быть до 1000 бобин.
Различные ткани имеют неодинаковое число основных нитей.
Для того чтобы приготовить основу для какой-либо ткани, ее необходимо разместить на сновальных валах. Желательно, чтобы на
каждом сновальном валу было одинаковое количество нитей. В
крайнем случае целесообразно, чтобы разница в количестве нитей
на сновальных валах была минимальной. Число сновальных валов,
на которых навито необходимое для изготовления данной ткани
количество основных нитей, называют партией. Навивание основы на ткацкий навой со сновальных валов осуществляется в дальнейшем или на шлихтовальных, или на перегонных машинах. В
этом случае каждая соседняя нить на навое поступает с разных
сновальных валиков партии, поэтому манер снования составляет
лишь часть манера основы. При формировании манера основы
особо важное значение имеет порядок установки цветных бобин
на шпулярник сновальной машины, т. к. именно этим определяется порядок расположения цветных нитей на сновальном валике
при партионном способе снования и на ткацком навое при ленточном способе.
Высокое качество основы на сновальном валу характеризуется:
1) отсутствием в основе несвязанных концов отдельных нитей, что исключает перевод шлихтовальной машины на «тихий
ход» из-за «хомутов» и останов ткацкого станка при «выходе» или
«сходе» основы;
2) высокой точностью длины на сновальных валах во избежание больших отходов мягкой пряжи при шлихтовании;
3) постоянством длины витков пряжи в отдельных слоях намотки, что исключает различную вытяжку пряжи при сматывании
еѐ с вала;
4) максимальной массой основы на валах с целью уменьшения частоты их перезаправки на шлихтовальной машине.
62
3.3. Расчѐт партионного снования
В этот расчет входит определение числа сновальных валов в
партии, числа нитей основы на сновальном вале, сопряженной
длины снования на сновальном вале.
1. Число сновальных валов в партии и число нитей на сновальном вале:
nв = no /кш,
(32)
где nо – число нитей основы на ткацком навое; кш – число бобин на
сновальной рамке.
Число нитей на сновальном вале:
m = no /nв,
(33)
если полученные данные не являются целым числом, то общее количество нитей основы распределяется по отдельным сновальным
валикам таким образом, чтобы разница была минимальной. Число
сновальных валов берется целым большим числом n.
2. Максимально возможный объем нитей на сновальном вале:
V = π·Н·(Dн2 - d2)/4,
(34)
где Н – расстояние между фланцами сновального вала, см; Dн – диаметр намотки (принимают на 3–5 см меньше диаметра фланцев сновального валика), см; d – диаметр ствола сновального вала, см.
Размеры сновального вала берут из табл. 21.
Рис. 14. Сновальный вал
3. Максимально возможная масса нитей на сновальном вале:
G = V γ / 1000,
(35)
где γ – плотность намотки пряжи на сновальный валик, г/см3.
4. Максимально возможная длина нити на сновальном вале:
Lов = G·106 /T·m,
(36)
где Т – линейная плотность нитей, текс.
5. Число ткацких навоев в партии:
nн = Lов / Lон,
(37)
где Lон – длина нитей на ткацком навое, м.
63
Если получено не целое число, то принимают ближайшее
меньшее целое число.
Таблица 21
Основные размеры (мм) сновальных валов
Марка машины
С-140
С-140-1
СП-140
СП-140
СП-180
СПМ-180
С-177Ш-1
С-177Ш-2
СВ-180Ш
СВ-230Ш
СВ-250Ш
Н
Для х/б пряжи
1400
1400
1400
1400
1800
1800
Для шерсти
1770
1770
1800
2300
2500
Dф
d
660
660
660
800
800
660
240
240
240
240
250
295
660
660
660
660
660
240
240
240
240
240
6. Расчетная длина нити на сновальном вале:
Lов = Lон nн + lшл.
(38)
7. Расчетная масса нитей на сновальном вале:
G = LовТ m /106.
(39)
При работе машины на ее производительность в значительной
степени влияет величина ставки бобин в сновальной рамке. С увеличением вместимости сновальной рамки уменьшается число случаев ее смены, а также время простоев по этой причине. Но повышение производительности происходит не прямо пропорционально величине ставки, т. к. с увеличением ставки растет время на ликвидацию обрыва.
При увеличении ставки до определенного значения фактическая
производительность сновальной машины растет, а при дальнейшем
увеличении ставки начинает падать. Величина оптимальной ставки
(mб) бобин на сновальной рамке при партионном способе снования
можно определить по следующим формулам проф. В. А. Гордеева:
для непрерывного способа снования
6000
mб
;
(40)
Сt ч0 с
64
для прерывного способа снования
m б/
1000
Сt ч0
32
,
(41)
с
где 6000 – эмпирический коэффициент для непрерывного способа
снования; 1000 32 – эмпирический коэффициент для прерывного
способа снования; чо – число обрывов на 1 млн. м одиночной нити
(зависит от прочности нити и скорости снования); νс – скорость снования, м/сек, νс = 6,6–17 м/сек (зависит от вида пряжи и прочности нити); Сt – коэффициент, определяющий время, затрачиваемое работницей при обслуживании сновальной рамки, определяется экспериментально, например, Сt ≈ 0,4–0,5 сек. для прерывного способа снования
и Сt ≈ 1,4–1,5 для непрерывного способа снования.
От количества паковок на сновальной рамке зависят производительность сновальных и шлихтовальных машин, размеры производственной площади, занимаемой машинами, обрывность и натяжение нитей, качество выпускаемой продукции.
Исследования, проведенные Гордеевым показали, что при
сновании оптимальная ставка позволяет достичь не только наибольшей производительности сновальной машины, но и наименьших затрат рабочего времени, т. е. наибольшую производительность труда.
Обычно при расчетах величина оптимальной ставки всегда
больше, чем максимальная емкость используемого шпулярника.
Расчет снования многоцветных основ
Одной из главных задач при сновании многоцветных основ на
партионных сновальных машинах является нахождение самого
простого способа распределения цветных нитей на каждый вал,
входящий в партию и ставки бобин на шпулярнике. Очень важно
при приготовлении партии сновальных валов заданного раппорта
цвета получить минимальное количество ставок. При сновании
многоцветных основ число нитей в ставке и число валиков в партии подсчитывается аналогично тому, как и при сновании одноцветных основ, но учитывается раппорт рисунка цветных нитей и
частный раппорт при сновании. Для составления частных раппортов на каждом сновальном вале необходимо знать раппорт цветного рисунка по основе в ткани. При расчете снования многоцветных
основ может быть четыре случая распределения частных раппортов цвета на сновальных валиках:
65
1. Число цветных нитей на каждом сновальном вале распределяется равномерно – это наиболее простой случай. На каждом
сновальном вале частные раппорты равны. Ставка для всех сновальных валов одинакова.
Пример. Приготовить многоцветную основу с числом основных нитей 2424, из которых кромочных 24 нити; цветной раппорт
равен 60 нитям. Ёмкость шпулярника – 608 бобин. Число сновальных валиков в партии равно 4, по 606 нитей на каждом. Цвета и
распределение цветных нитей даны в табл. 22.
Таблица 22
Раппорт цвета Rцв
в ткани
Синий
Белый
Синий
Красный
Белый
Итого
Повторить 40 раз Rцв
Кромки
Всего
Число нитей
каждого цвета
12
4
16
20
8
60
2400
24
2424
Число нитей
на сновальном валике
3
3
3
3
1
1
1
1
4
4
4
4
5
5
5
5
2
2
2
2
15
15
15
15
600
600
600
600
6
6
6
6
606
606
606
606
2. Число цветных нитей на каждом сновальном вале распределяется неравномерно, но без пропуска какого-либо цвета основного
раппорта, при обязательном условии, что сумма разноцветных нитей
или частных раппортов на каждом сновальном вале будет одинаковой. В этом случае необходимо распределять основные цветные нити
на каждом сновальном вале так, чтобы получить минимальное число
ставок при подготовке всей партии сновальных валов.
Пример тот же. Цвета и распределение цветных нитей даны в
табл. 23.
Таблица 23
Раппорт цвета Rцв
в ткани
Жѐлтый
Красный
Белый
Красный
Синий
Белый
Число нитей каждого
цвета
13
11
9
10
9
8
66
Число нитей
на сновальном валике
4
3
3
3
2
3
3
3
3
2
2
2
1
3
3
3
3
2
2
2
2
2
2
2
Окончание табл. 23
Раппорт цвета Rцв
в ткани
Итого
Повторить 40 раз Rцв
Кромки
Всего
Число нитей каждого
цвета
60
2400
24
2424
Число нитей
на сновальном валике
15
15
15
15
600
600
600
600
6
6
6
6
606
606
606
606
3. Число цветных основных нитей на каждом сновальном вале
распределяется неравномерно с пропусками некоторых цветов, но
при обязательном условии, чтобы сумма разноцветных нитей на
сновальном вале будет одинаковой. В этом случае при разделении
основного цветового раппорта на частные раппорты для каждого
вала партии необходимо стремиться к тому, чтобы получить самое
минимальное число ставок.
Пример тот же. Цвета и распределение цветных нитей даны в
табл. 24.
Таблица 24
Раппорт цвета Rцв
в ткани
Серый
Фиолетовый
Зелѐный
Белый
Серый
Синий
Зелѐный
Красный
Белый
Итого
Повторить 40 раз Rцв
Кромки
Всего
Число нитей каждого
цвета
13
15
2
7
3
6
2
9
3
60
2400
24
2424
Число нитей на сновальном
валике
4
3
3
3
3
4
4
4
–
1
1
–
2
2
1
2
1
–
1
1
1
2
2
1
1
–
–
1
2
3
2
2
1
–
1
1
15
15
15
15
600
600
600
600
6
6
6
6
606
606
606
606
4. Цветные основные нити раппорта распределяются на сновальные валы по цветам, т. е. основные нити данного цвета снуют
на один сновальный вал. Потребуется столько сновальных валов,
сколько цветов основных нитей в раппорте. Этот случай применим
для простых раппортов или когда раппорт цвета имеет небольшое
число различных цветов при сравнительно большом числе нитей
каждого цвета.
Пример. Приготовить многоцветную основу с числом основ67
ных нитей 3420, из которых кромочных 72 нити, ѐмкость шпулярника – 612 бобин. В раппорте цвета 12 нитей серых и 6 синих –
всего 18 нитей.
При ѐмкости шпулярника 612 бобин снование можно производить на 6 валиках по 558 нитей для фона и по 12 нитей для кромок. Так как серых нитей в два раза больше, чем синих, то нити на
валиках можно распределить так:
Четыре валика для серых нитей
4 × 558 = 2232
Два валика для белых нитей
2 × 558 = 1116
Кромочные нити на каждом валике по 12
12 × 6 = 72
Всего – 3420 нитей.
Иногда после распределения нитей по сновальным валам все же
остается некоторое число основных нитей. Этот остаток цветных нитей записывают в карту внизу и распределяют по сновальным валам.
3.4. Сновальные машины для партионного снования
Сновальная машина имеет следующие основные рабочие органы:
1) шпулярник; 2) наматывающий механизм; 3) рядок, распределяющий равномерно нити по ширине сновки; 4) счетный механизм, отмечающий длину снования; 5) механизм автоматического
останова машины при обрыве нити и достижения заданной длины
снования; 6) привод; 7) механизм пуска и останова машины; 8)
механизм для съема наработанных паковок; 9) сигнализирующие
установки; 10) пухообдувающие и пухоотсасывающие устройства.
Партионные сновальные машины различают по способу приведения в движение сновального вала. Если он приводится в движение с помощью трения о барабан, то машина называется барабанная партионная сновальная. Если сновальный вал приводится в
движение непосредственно от электродвигателя, то машина называется безбарабанная партионная сновальная.
Наибольшее распространение нашли партионные сновальные
машины СП-140, СП-180 (рис. 15). Последняя модель СП-140-3 с
гидроприводом.
В безбарабанных партионных сновальных машинах сновальный вал получает принудительное движение непосредственно от
привода, а правильная цилиндрическая форма намотки и необходимое ее уплотнение обеспечиваются укатывающим валом, который равномерно прижимается к поверхности сновального вала.
68
Рис. 15. Схема заправки безбарабанной сновальной машины СП-180:
1 – рядок; 2 – мерильный валик; 3 – сновальный валик; 4 – укатывающий валик
Преимущества безбарабанных сновальных машин:
1. Исключается интенсивное разрушающее воздействие на
пряжу при пуске и останове машины.
2. Исключается вибрация сновального вала, благодаря чему
обеспечивается правильная намотка пряжи.
3. Обеспечивается более быстрый останов вала.
Получению правильной цилиндрической намотки на сновальном вале способствует возвратно-поступательное движение рядка,
обеспечивающего рассеивание витков пряжи на сновальном вале,
предотвращая врезание их в нижние слои.
При увеличении диаметра намотки основы на сновальный вал
его частота вращения уменьшается, за счет чего обеспечивается
постоянство линейной скорости снования.
Длина нити измеряется механическим путем – счетчиком, связанным с измерительным валом, вращающимся за счет трения о
движущиеся нити. В процессе снования, особенно при пуске и останове машины, наблюдается проскальзывание нитей по поверхности
мерильного вала, вследствие чего возникает разница между фактической длиной нитей, навитых на сновальный вал, и показанием
счетчика. Это увеличивает выход мягких концов в шлихтовании и
формировании неполных основ при доработке партии.
Плотность намотки нитей на сновальный вал регулируют с помощью укатывающего вала, который постоянно прижимается к
сновальному валу.
В пестротканом и меланжевом производствах пряжу часто окрашивают на сновальных валах. Для этого они имеют металлический полый ствол с большим количеством отверстий, располо69
женных в шахматном порядке. Чтобы краситель лучше проходил в
толщу, нити наматывают с небольшой плотностью намотки 0,38
г/см3 (мягкая намотка). Для мягкого снования выпускают специальные сновальные машины СМ-140 и СМ-165. Средняя скорость снования – 200 м/мин, в то время как на обычных партионных сновальных машинах скорость снования – 800 м/мин и более.
Одним из основных направлений совершенствования процесса
снования является его автоматизация на базе применения электронных средств контроля и управления микропроцессорной техники.
Концерном "Элитекс" разработана новая высокопроизводительная сновальная машина 2207-Ш1-МПУ. Она предназначена для подготовки основ из химических комплексных нитей и пряжи различной
линейной плотности. Машина включает автоматизированный шпулярник на 672, 874 и 1056 бобин. Размещение бобин на завозных секциях позволяет механизировать загрузку и разгрузку шпулярника.
Привод и станция управления шпулярником обеспечивают возможность механизированного отрезания нитей и изменения расстояния
между паковками и нитенатяжными приборами.
Автоматическое управление натяжением нитей осуществляется с помощью смонтированной на стойках шпулярника системы
электромагнитных нитенатяжителей, совмещенных с индивидуальными электронными датчиками обрыва. Расположение датчиков обеспечивает раннее обнаружение обрыва, а групповая система сигнализации по вертикальным стойкам шпулярника облегчает
нахождение оборванной нити.
Рядки шпулярника оснащены разрядниками системы нейтрализации зарядов статического электричества. Со шпулярника нити заводятся в распределительную доску, проходят датчик суммарного натяжения, оптический дефектоскоп, фотоэлектронный
групповой датчик и эмульсирующее устройство, после чего поступают в наматывающую часть машины. Здесь размещены разглаживающий механизм, устройство проклеивания липкой лентой
основы, мерильный и укатывающий валы, система механизированной установки и съема сновальных валов.
В наматывающей части с помощью раздвижного рядка устанавливаются заданная плотность и ширина основы. Используется вал с
фланцами диаметром 1015 мм. Микропроцессорная система с по70
мощью комплекса исполнительных механизмов и устройств осуществляет автоматическое регулирование натяжения нитей, скорости
снования, плотности намотки, заданной длины намотки. Скорость
снования не имеет большого значения, пока обрывность пряжи или
нитей низкая (1–2 обрыва на 1 млн. м одиночной нити). Останов
сновальной машины со ставкой 600 бобин пряжи 15 текс при обрывности 1 обрыв на 1 млн. м одиночной нити приходится 1667 м
пряжи, т. е. на длину снования 60000 м приходится 36 обрывов. При
среднем времени ликвидации обрыва 1,12 мин. общее время простоев по этой причине составит 40,3 мин.
Тогда время эффективного использования сновальной машины
при скорости снования 1000 м/мин будет 50 %, что соответствует
фактической скорости снования 590 м/мин. При увеличении обрывности до 4 случаев на 1 млн. м одиночной нити на сновальный вал
приходится уже 144 обрыва, простои по этой причине увеличиваются
до 161,2 мин, а время эффективного использования машины снизится
до 27 %. Сновальная машина будет иметь аналогичную производительность при скорости снования 400 м/мин и обрывности 1,8 случаев
на 1 млн. м одиночной нити. Эти данные показывают, что высокоскоростные сновальные машины эффективны только при высоком качестве пряжи и бобин. Поэтому при проектировании сновальных машин
скорость снования отступает на второй план.
Из зарубежных сновальных машин наибольшее распространение имеют машины "Барбер-Кольман" (США), "Шляфгорст",
"Карл Майер" (Германия), "Бенингер" (Швейцария).
Например, партионные машины фирмы «Karl Mayer» отвечают высоким требованиям, предъявляемым к процессу снования.
Машины выпускаются в универсальном исполнении, независимо
от количества нитей и типа пряжи.
Схема партионной сновальной машины ZM-F фирмы «Karl
Mayer» представлена на рис. 16.
Партионная сновальная машина ZM-F фирмы «Karl Mayer»
характеризуется следующими особенностями:
1. Универсальность машины достигается возможностью сновать все виды нитей и пряжи от 7,5 до 170 текс, с плотностью намотки от 0,3 до 0,7 г/см3.
71
Рис. 16. Схема партионной сновальной машины ZM-F (Карл Майер):
1 – шпулярник, 2 – механизм нажимных валиков, 3 – верхний вал, 4 – сенсорный экран,
5 – лазерный датчик для определения объема навивки, 6 – привод, 7 – контроль SPS
2. Высокая производительность машины и труда достигается:
скоростью снования, доходящей до 1000 м/мин, что обеспечивается мощной и надѐжной системой экстренного торможения;
уменьшенной обрывностью нити на высокой скорости
снования, что обеспечивается конструкцией шпулярника, в частности нитенатяжителей;
микропроцессорной системой информации о параметрах
процесса и автоматической установкой и контролем параметров;
максимальной массой основы на валу с большими диаметрами фланцев (до 1000–1200 мм);
наличием приспособлений, позволяющих уменьшить время перезаправки партии и время ликвидации обрыва.
Автоматизация отдельных процессов снования сновальной
партионной машины ZM-F фирмы «Karl Mayer»
Система управления сновальной машиной автоматически выдает информацию по следующим показателям: дата, продолжительность смены, персональный номер сновальщицы, номер артикула,
номер партии, общая длина основы в партии и на сновальных валиках, обрывность нитей, время, затрачиваемое на снование, на смену
валика, на устранение обрывов, на заправку шпулярника. Также
система управления позволяет по номеру артикула основы автома72
тически устанавливать параметры снования, такие как скорость
снования, натяжение нитей на валу и длина основы.
Особенности данной системы управления:
1. Управление производится с помощью компьютера DNC
KAMCOS (Командная система Карл Майер), программируемое
запоминающее устройство SPS.
2. Станция ввода данных и диалоговый центр состоят из
компьютера с графической рабочей поверхностью (цветным графическим монитором) сенсорным экраном (Touch-Screen), установленными в раму машины.
3. Сетевое подключение (RJ 45), Ethernet, ТСР/IР. Ввод данных и получение протокола возможно через сеть. Получение протокола в виде ASCII данных, параллельно печатающий интерфейс.
4. Индикация рабочих данных и установочных параметров, а
также их изменений. Индикация ошибок со вспомогательной сигнализацией при повреждении, каждый раз имеется текст, помогающий в разъяснении функций.
5. Индикация рабочих данных: показание скорости, длина
нити в метрах, число оборотов, длина намотки, условия выключения: длина нити в метрах, состояние машины.
6. Ввод артикула, номера основы, числа нитей, условий выключения, длины нити в метрах, рабочей ширины сновального вала.
7. Данные сновального валика: номер сновального валика,
номер машины, время и дата, число останов распечатывается по
типу останова с показателем метража, протокол сновального валика с данными метража, витков, внутреннего и внешнего объема,
запоминание потерянных нитей
8. Индикация уровня обслуживания: число оборотов – сновальный валик, скорость, индикация аналогов входа и выхода, индикация пути торможения, таймер, индикация состояния входа и
выхода SPS, индикация, состояния системного запоминающего
устройства SPS.
Таблица 25
Техническая характеристика сновальной партионной машины
ZM-F фирмы «Karl Mayer»
Параметр
Назначение
Скорость снования, м/мин
Рабочая шина машины, мм
Значение
Для филаментной пряжи
150 до 1200
1800
73
Окончание табл. 25
Параметр
Максимальный диаметр фланцев, мм
Натяжение нитей при сновании, Н
Давление прижимных валиков, Н
Точность показателя длины нитей на валике, %
Мощность двигателя, кВт
Значение
1000
450
500–6000
0,1
18,5
Анализ технических и технологических характеристик сновальных партионных машин СП-180 и ZM-F фирмы «Karl Mayer»
показал, что
• сновальная партионная машина ZM-F фирмы «Karl Mayer» обладает более высокой скоростью снования при меньшей обрывности;
• емкость шпулярника GD-F-896 больше, чем у Ш-616-2, поэтому
на одном валике можно разместить большее количество нитей;
• размер фланцев для сновальной партионной машины ZM-F
фирмы «Karl Mayer» имеет больший диаметр, и в связи с этим емкость паковки также может быть увеличена;
• сновальная партионная машина ZM-F фирмы «Karl Mayer»
управляется с помощью компьютера DNC KAMCOS (Командная
система Карл Майер), что обеспечивает меньшую трудоемкость
процесса снования;
• натяжение нитей на сновальном валике фирмы машины ZM-F
«Karl Mayer» меньше, т. к. натяжение регулируется автоматически, что обеспечивает меньшую обрывность и ровноту навивания;
• механизм обдува гребенки шпулярника обеспечивает лучшее
качество сновального валика путем уменьшения налипания пыли.
3.5. Ленточное снование
При ленточном сновании основные нити наматываются последовательно частями (лентами) на сновальный барабан. Ленты располагаются на барабане одна возле другой. Суммарная ширина всех
лент на сновальном барабане равна ширине намотки основы на
ткацком навое. Следовательно, плотность нитей в ленте (число нитей на единицу ширины барабана) равна плотности нитей основы
при наматывании их на навой. На барабан навиваются ленты одинаковой длины, которая обычно равна длине нитей основы на навое.
После навивания на барабан всех лент, необходимых для формирования навоя, их одновременно перематывают на ткацкий навой.
Ленточное снование состоит из двух операций:
74
1) последовательное навивание лент на сновальный барабан;
2) перематывание лент на ткацкий навой.
В связи с наличием двух операций ленточный способ снования менее производителен, чем партионный. Натяжение нитей менее равномерно. Особенно неравномерное натяжение будет отрицательно сказываться при переработке малорастяжимых нитей
(льняные, углеродные, металлические и т. д.).
Достоинства ленточного способа снования:
1) сокращение количества отходов;
2) получение готового ткацкого навоя.
При ленточном сновании возможно получение основы с большим количеством основных нитей на навое. Ленточное снование
применяют обычно в шелковом и суконном производствах, а также
при переработке синтетических волокон и при большом количестве
нитей в основе. В других отраслях ленточное снование применяется
лишь при подготовке основ со сложным цветовым рисунком.
Нет четких критериев использования партионного и ленточного снования. По расчетам А. Ормирода ленточное снование экономически выгодно при сложных цветовых раппортах и длине нитей на ткацком навое 1000–2500 м. Запас цветной нити при ленточном способе снования может быть значительно меньше, чем
при партионном. Упрощаются также системы разделения и контроля пряжи по цветам, прокладывания ценовых шнурков.
Ленточное снование часто используется для непосредственной
подготовки ткацкого навоя, если пряжу или нити не шлихтуют. В
качестве примера может служить подготовка основ для двухцветных махровых полотенец, камвольных шерстяных и цветных одеял.
Обычно на сновальный барабан наматывают нити длиной,
равной длине основы на сновальном барабане (за рубежом применяются сновальные барабаны, длина нитей на которых рассчитана
на две основы).
Особенно это удобно для двухполотенных ткацких станков, но
возникает сложность прокладывания ценовых шнурков.
Ленточное снование осуществляют с катушек или неподвижных бобин. На каждой ленточной машине, помимо механизмов
наматывания лент, предусмотрен механизм для перематывания
лент со сновального барабана на ткацкий навой.
Высокое качество основы на ткацком навое характеризуется:
75
1) отсутствием в основе несвязанных концов отдельных нитей, что исключает останов ткацкого станка из-за «выхода» или
«схода» основы;
2) равномерностью натяжения нитей, поступающих на барабан, что исключает различную вытяжку или провисание отдельных нитей при сматывании их со сновального барабана;
3) постоянством суммарного натяжения нитей в каждой ленте
во избежании провисания отдельных лент при перевивке их на навой;
4) максимальной длиной ленты на барабане с целью увеличения длины основы на навое и уменьшения частоты перезаправки
ткацких станков.
b
3.6. Расчѐт ленточного снования
На современных ленточных машинах сечение ленты (рис. 17),
намотанной на барабан, имеет форму параллелограмма. От спадания витки первой ленты удерживаются коническими направляющими барабана.
Во время наматывания на барабан лента с помощью направα
ляющего рядка суппорта получает равномерное смещение в стоал
Н
рону конуса барабана, вследствие
чего нити наматываются по
Рис. 17. Схема сечения намотки ленты
винтовой линии и второй торец намотки получает коническую форму и служит основанием
последующей ленты. Чтобы после наматывания всех лент намотка
получила правильную цилиндрическую форму, угол конуса ленты
должен быть равен углу конуса барабана. Правильная намотка
лент возможна лишь при соответствующем подборе скорости перемещения суппорта и угла конуса барабана, зависящих от линейной плотности и вида нитей, а также от плотности намотки ленты.
При расчете ленточного снования исходными данными являются:
1) количество нитей в основе;
2) расстояние между фланцами навоя;
3) общая ширина снования;
4) вместительность шпулярника.
По этим данным определяют число лент в основе, ширину лен76
ты и перемещение суппорта.
Число лент в основе:
nл
nо
,
(42)
k
где nо – число нитей в основе; k – максимальная вместимость шпулярника. Если nл дробное число, то принимают ближайшее большее число
и определяют число нитей в ленте, т. е. количество бобин в ставке.
Число нитей в ленте:
nо
mл
nл
.
(43)
Число нитей в ленте принимается целое и кратное числу нитей, пробираемых в один зуб берда суппорта.
Ширина ленты, см:
ал
Н
,
nл
(44)
где Н – рассадка между фланцами навоя, см.
Число нитей основы в ленте на 1 см:
Ро
Расчет берда суппорта:
Nб
nо
Н
.
n л 10
aл z
(45)
,
(46)
где z – число нитей, пробираемых в один зуб берда, 2–3.
Примечание: Nб принимают целое число.
Площадь сечения ленты, см2:
S = ал b = aл·H'·tgα,
(47)
где b – высота намотки ленты на барабане, см; H' – величина перемещения суппорта при сновании ленты, см; tg α − угол конуса
барабана, град.
Общая ширина лент на ткацком навое, см:
В = ал nл.
(48)
3
Объем намотки ленты, см :
V = S Dср = aл·H'·π·Dср·tg α,
(49)
где Dср – средний диаметр намотки, см.
Dср = Dб + b,
(50)
где Dб – диаметр барабана, см (из технической характеристики
77
машины).
Масса намотки ленты, кг:
G = V /1000 = aл·H' π D γ tg α/1000,
где – удельная плотность намотки ленты, г/см3.
Масса намотки одного витка намотки, г:
D ср T
g
1000 10 2
.
(51)
(52)
Общее число витков нитей во всей ленте:
k
G
g
1000 =
1000·aл·H'·γ·tg α /T.
(53)
С другой стороны количество витков пряжи в ленте равно количеству нитей в сечении ленты:
k = nб ·aл·Ро,
(54)
где nб – число оборотов барабана за время снования ленты.
Частота вращения барабана за время снования ленты, мин-1:
n
k
б
а ·Р
л о
.
(55)
Перемещение суппорта за время снования всей ленты, см:
Нс = h nб,
(56)
где h – перемещение суппорта за один оборот барабана, cм:
h
Po T
tg
10 6
,
(57)
где Р0 – число нитей основы в ленте на 10 см; Т – линейная плотность нитей, текс; tg α – угол подъема конуса барабана.
Итак, величина перемещения суппорта на ленточной сновальной машине зависит от плотности ленты на барабане, толщины
нити основы, вида пряжи, величины угла конуса сновального барабана и конструкции ленточной сновальной машины.
На ленточной сновальной машине СЛ-250-Ш, предназначенной для снования шерстяной пряжи, предусмотрены четыре величины подачи суппорта: 2,88; 2,1; 1,5 и 0,6 мм. На ленточных машинах других конструкций величина подачи суппорта за один
оборот сновального барабана может быть установлена от 0,97 до
3,45 мм (табл. 26). Современные ленточные сновальные машины
имеют регулируемый конус для ленты на сновальном барабане,
78
который можно определить по формуле:
tg
Pо Tо
h 10 6
.
(58)
Оптимальная ставка бобин при ленточном сновании рассчитывается по формуле Гордеева:
m ОПТ
2000
в
1
а с
С
t ,
LС
(59)
где в – число бобин в вертикальном ряду шпулярника; а – число
обрывов на 1 млн. м одиночной нити; с – коэффициент, определяющий время, затрачиваемое на переходы между двумя соседними рядами бобин (для типовой сновальной рамки и прерывного
способа снования с = 0,4–0,9 с, а для непрерывного с = 2,5 с); υc–
скорость снования, м/с; t – простои машины при перезаправке ленты и прокладке цен в процессе снования одной ленты, с; LC – длина снования, м.
Таблица 26
Возможные величины перемещения суппорта или навоя за один
оборот барабана машины СЛ-140-ШЛ2
Ступени
перемещения
I
II
III
IV
Число зубьев сменных зубчатых колѐс
ведущих
ведомых
28
48
36
40
41
35
45
31
Величина перемещения суппорта, мм
0,35
0,545
0,71
0,845
Манерное снование
Если основа многоцветная, предназначенная для выработки
полосатой и клетчатой ткани, то расчѐт необходимо производить с
учѐтом раппорта многоцветной основы следующим образом.
Число раппортов в основе:
nr = nо / Rцв,
(60)
где nо – число основных нитей в фоне ткани; Rцв – число нитей в
раппорте цвета.
Число лент в основе определяют так же, как и при расчѐте
гладких основ, но принимая ближайшее целое число лент в основе
и определяя число нитей в ленте, учитывают раппорт цвета: число
нитей в ленте (ставке) должно быть равно целому числу раппортов
79
цвета, т. е. n1 = k Rцв, где k – целое число.
Число лент в основе:
nл = nо / n1 = nо / k Rцв.
(61)
3.7. Сновальные машины для ленточного снования
Сновальные машины для ленточного способа снования (рис.
18) бывают трех типов:
1) с постоянным конусом барабана и регулируемой скоростью
перемещения суппорта;
2) с постоянной скоростью перемещения суппорта и регулируемой величиной угла конуса барабана;
3) с регулируемыми перемещением суппорта и величиной угла конуса барабана.
Наибольшее распространение в отечественной промышленности нашли ленточные машины СЛ-250-Ш и "Текстима" со шпулярником ШЛ-288-Ш.
В процессе перевивки основы на ткацкий навой перевивочное
устройство равномерно перемещается вдоль барабана по ходовому
винту. Это перемещение по величине равно перемещению суппорта,
но направлено в противоположную сторону. Перемещение перевивочного устройства необходимо для правильного формирования
относительно фланцев ткацкого навоя нитей основы.
Рис. 18. Схема заправки ленточной сновальной машины: 1 – направляющие валики; 2 – делительный рядок; 3 – рядок суппорта; 4 – направляющие валики;
5 – мерильный валик; 6 – сновальный барабан; 7 – столик суппорта;
8 – ходовой винт; 9 – направляющие; 10 – направляющие скала; 11 – навой
Ткацкий навой вращается от отдельного привода. Механизм
контроля нитей электрического действия осуществляет автоматический останов машины в случае обрыва нити. Делительный рядок
является направляющим органом и одновременно разделяет нити
на группы для прокладки между ними делительных шнурков –
80
цен. В связи с этим в делительном рядке сделана пропайка зубьев
и он снабжен подъемным устройством. Рядок суппорта служит для
равномерного распределения нитей по ширине ленты и смещения
ленты вдоль образующей сновального барабана во время наматывания ее на сновальный барабан. Мерильный валик соединен со
счетчиком зубчатой передачей. При наработке первой ленты
включается счетчик числа оборотов сновального барабана. Остальные ленты снуются по показаниям только этого счетчика, который приводит в действие механизм останова машины. На машине имеются два счетчика, благодаря чему обеспечивается наматывание лент одинаковой длины. Однако и при двух счетчиках наблюдается различная длина нити в лентах и на ткацком навое. Это
вызвано неравномерностью натяжения нитей и их различной деформацией в процессе снования.
На машине можно получить две скорости вращения навоя. Так
как при наматывании на ткацкий навой постоянно увеличивается
диаметр навивки нитей, на ткацком навое линейная скорость перевивания будет постоянно расти.
Передача движения суппорту осуществляется от сновального
барабана. На машине СЛ-250-Ш можно получить только четыре
значения перемещения суппорта: 2,88; 2,1; 1,5; 0,6 мм. В зависимости от перемещения суппорта подбирается угол конуса сновального барабана.
Для снования нитей из искусственных и синтетических волокон используют машины СЛ-140-Х, СЛ-180-Х. Для повышения
производительности снования на сновальных машинах предусматривается съемный сновальный барабан.
Ленточные сновальные машины поставляются со стационарными сновальными рамками Ш-800-Х, Ш-1000-Х для прерывного
снования.
При обрыве нити контрольный крючок сигнальной рамки падает и замыкает электрическую цепь, вследствие чего происходит
останов машины и загорается лампочка в том ряду, в котором
произошел обрыв.
За рубежом наибольшее распространение получили ленточные машины фирмы "Бенингер". Эти машины со съемным барабаном и предназначены в основном для снования химических нитей.
Угол конуса барабана можно изменять.
Машины фирмы "Хакоба" имеют электронное управление. Из81
меняется только величина перемещения суппорта. Угол конуса барабана постоянен. На этой сновальной машине шпулярник, ценовое
и суппортное берда неподвижны, а перемещается барабан при наматывании ленты. При перевивке лент на ткацкий навой барабан перемещается в обратном направлении, а навой остается на месте.
Между вместимостью барабана и максимально возможным
диаметром фланцев навоя на ленточной сновальной машине существует зависимость:
V = π·n·S·l·SinΘ·(d + l·SinΘ),
(62)
где n – число лент; S – перемещение суппорта, см; d – диаметр сновального барабана, см; l – длина конуса, см; Θ – угол конуса, град.
3.8. Основные технологические параметры, определяющие
процесс снования
При сновании пряжи целесообразно аналитически определить
следующие технологические параметры: линейную скорость; величину оптимальной ставки бобин на сновальной рамке; натяжение нити;
величину перемещения суппорта при ленточной системе снования и
другие параметры.
Скорость снования
Скорость снования зависит от вида, качества и физикомеханических свойств нитей, способа снования, величины ставки.
Скорость снования колеблется в широких пределах. В табл. 27 приведены примерные скорости снования для основ из различных нитей.
Таблица 27
Скорость снования пряжи
Пряжа
Хлопчатобумажная пряжа
Шерстяная камвольная пряжа
Шерстяная аппаратная пряжа
Льняная пряжа
Вискозные нити
Ацетатные нити
Капроновые нити
Вискозная пряжа
Лавсановая пряжа
Скорость снования, м/мин.
партионное снование
ленточное снование
600–800
–
600–700
300–500
350–400
250–350
250–400
–
300–500
200–400
–
150–350
–
150–400
300–600
–
300–600
–
После выбора линейной скорости снования для партионной
сновальной машины необходимо определить среднее число оборотов (пв) сновального валика из следующей формулы, м/мин:
82
d ст D Н ,
nв
2
с
откуда
nв
,
c
d ст
(63)
(64)
DН
2
где dcт – диаметр ствола сновального валика, м; DН – максимальный диаметр навитой основы, м.
В процессе снования пряжи при обрыве партионная сновальная
машина останавливается. При останове и пуске в работу сновальной
машины линейная скорость снования снижается, что влияет на
среднюю скорость снования. Среднюю фактическую скорость νср
снования можно определить по эмпирической формуле:
ср
2 L
2 L c
,
c t1 t 2 ч 0 1
(65)
где L – длина нити на сновальном валике, м; νс – скорость снования,
м/мин; t1 – время разгона сновального валика, мин; t2 – время выбега
сновального валика на тормозах, мин; Ч0 – число обрывов нитей, приходящееся на валик.
Время выбега сновального валика на тормозах t2 = 0,006–0,025
мин. Время t1 разгона сновального валика в зависимости от скорости снования приведено в табл. 28 [5].
Таблица 28
Время разгона сновального валика
Скорость снования, м/мин
500
600
700
800
Время разгона сновального валика, мин (t1)
в начале наработки валика
в конце наработки валика
0,1–0,11
0,2
0,11–0,117
0,217–0,232
0,117–0,133
0,284
0,133–0,15
0,367
Пример. Определить среднюю скорость снования хлопчатобумажной основы толщиной Т = 29,4 текс при следующих параметрах: число нитей на сновальном валике – 553, длина основы на валике L = 20000 м, обрывность основы – 2 обрыва на 106 м нити,
скорость снования – 700 м/мин.
Определим число обрывов нитей основы на валик:
ч0
2 553 20000
1000000
83
22 обрыва.
Среднее время для разгона валика: t1
0,117 0,284
2
0,2 мин.
Время выбега на тормозах: t2 = 0,0015 мин.
Средняя скорость снования с учетом потерь на разгон и торможение:
ср
2 20000 700
2 20000 700 0,2 0,015
22 1
646 м/мин.
Эту скорость и нужно принять при определении производительности сновальной машины.
При ленточном способе снования скорость переменная. В начале снования ленты она равна
υнс π Dб n б ,
(66)
и в конце
к
с
· Dб h n б ,
(67)
где h – высота навивания ленты, м; Dб – диаметр сновального барабана, м; nб – число оборотов барабана в минуту.
Переменной величиной является и скорость перевивания
основы на ткацкий навой.
Средняя линейная скорость перевивания основы на ткацкий навой:
п
d Dн
2
nн ,
(68)
где d – диаметр ствола ткацкого навоя, м; DН – диаметр навивки пряжи на ткацком навое, м; nн – число оборотов ткацкого навоя в минуту.
Линейная скорость перевивания нитей со сновального барабана на ткацкий навой зависит от вида, качества и толщины пряжи,
числа нитей в основе и плотности нитей на 1 дм по основе. Средняя линейная скорость перевивания основы в 5–10 раз меньше линейной скорости снования нитей на сновальный барабан. Например, скорость перевивания вискозных основ не более 60 м/мин при
скорости снования до 400 м/мин.
Плотность навивания нитей основы
Плотность навивания зависит как от вида нити, так и от скорости и натяжения нити при сновании. От плотности навивания
нитей на сновальный валик или ткацкий навой зависит длина на84
витой нити основы.
Рекомендуемая удельная плотность намотки нитей основы на
сновальном валике представлена в табл. 29 и 30:
Таблица 29
Плотность намотки на сновальный вал пряжи различного вида
Удельная плотность намотки, г/см3
0,48–0,58
0,37–0,48
0,34–0,46
0,55–0,62
0,60–0,68
Вид пряжи
Хлопчатобумажная пряжа
Шерстяная камвольная пряжа
Шерстяная аппаратная пряжа
Льняная пряжа
Нити из химических волокон
Таблица 30
Рекомендуемая удельная плотность намотки х/б пряжи на
сновальный вал
Удельная плотность намотки, г/см3
0,50
0,52
0,50
Линейная плотность пряжи, текс
До 25
От 25 до 15,4
От 15,4 до 7,5
Примечание: при сновании кручѐной пряжи плотность намотки повышается на 10–15 %. При сновании шерстяной пряжи с добавлением химических волокон (капрона, лавсана и др.) плотность навивания пряжи на сновальных паковках – увеличивается на 5–10 % (табл. 31). Повышение удельной плотности
навивания на паковках зависит от вида и количества (в %) вложенного в смесь
химического волокна. Величина плотности наматывания определяется главным
образом экспериментально.
Таблица 31
Рекомендуемая удельная плотность намотки шерстяной пряжи на
сновальный вал
Линейная плотность пряжи,
текс
15,5×2–42×2
22+16,6
42+21
22+31
50–84
84–330
34×2–100×2
Удельная плотность намотки, г/см3
для чистошерстяной
для полушерстяной
Гребенная пряжа
0,42–0,46
0,45–0,50
0,42–0,46
0,46
0,42–0,46
0,47
0,33–0,37
0,36–0,40
Аппаратная пряжа
0,40
0,46
0,32–0,36
0,37–0,40
0,40
0,46
Значения плотности навивки нитей на ткацкий навой при ленточном сновании приведены в табл. 32.
85
Таблица 32
Рекомендуемая удельная плотность намотки пряжи на ткацкий навой
Пряжа и нити
Хлопчатобумажная пряжа:
одиночная
крученая
Из смеси химических волокон с хлопком
Штапельная вискозная
Лавсано-вискозная:
одиночная
крученая
Вискозная комплексная нить:
обычного сечения
круглого и прямоугольного
(ворсовое ткачество)
Ацетатные и триацетатные комплексные нити:
для гладьевого ткачества
для ворсового ткачества
Полиэфирные нити: комплексные
текстурированные
Нейлоновые нити
Синтетический шелк
Льняная пряжа:
сухого прядения
мокрого прядения
Льняная оческовая пряжа:
сухого прядения
мокрого прядения
Льно-лавсановая
Камвольная пряжа:
однониточная
крученая
Суконная пряжа
Гребенная чистошерстяная пряжа:
однониточная
крученая
86
Линейная плотность,
текс
25–29
18,5 и выше
7,5×2; 11,8×2; 25×2
Разной толщины
12,5–62,5
Плотность
навивки, г/см3
0,48–0,5
0,5–0,52
0,55–0,6
0,48–0,52
0,55–0,56
14,8; 18,5
10×2; 18,5×2; 25×2
0,5–0,6
0,5–0,55
11,1; 13,3; 16,6; 22
13,3; 22,2
0,75–0,8
0,55–0,6
8,4; 11,1; 13,3; 16,6
8,4; 11,1; 13,3; 16,6
11,1; 15,6; 29;
5; 9
5
Различная
0,6–0,72
0,55–0,6
0,65–0,7
0,65–0,7
0,65–0,7
0,7
182
Различная
До 83,3
От 83,3
0,5
0,5–0,55
0,56–0,58
0,55
200
133,3
0,42
0,55
Разной толщины
0,65
Различная
Различная
Высокая
Низкая
0,39
0,45
0,4–0,45
0,55–0,37
22–25;31–36
15,5×2
19×2
22×2
25×2
31×2
42×2
0,4–0,42
0,42–0,45
0,44–0,47
0,46–0,49
0,48–0,51
0,5–0,53
0,5–0,54
Натяжение нитей в процессе снования
Основным технологическим требованием к процессу снования
является создание равномерного и одинакового по величине натяжения всех основных нитей. При увеличении натяжения показатели свойств используемых нитей ухудшаются, в то же время при
недостаточном натяжении нитей получают паковку с недостаточной плотностью намотки. В результате неравномерности натяжения может нарушиться форма паковки, на ней образуются выпуклости и впадины, что приводит к увеличению обрывности в ткачестве. Колебания в натяжении нитей особенно отрицательно сказываются при переработке химических нитей, т. к. снижается их
сортность из-за порока "продольная полосатость". Он возникает
вследствие разной окрашиваемости отдельных нитей в ткани, которая является результатом различных удлинений нитей в процессе снования. Чтобы обеспечить эти условия при сновании, необходимо постоянно наблюдать за протеканием технологического процесса, не допускать повышения натяжения нитей и разности их
натяжения. Разность натяжения нитей, возникшую при сновании,
невозможно устранить или уменьшить в дальнейшем. При сновании с неподвижных бобин несколько изменяется крутка пряжи.
При сматывании одного витка крутка изменяется на одно кручение. По мере уменьшения диаметра намотки сматываемой паковки
крутка пряжи изменяется сильнее. Для пряжи с правой круткой
крутка увеличивается, для пряжи с левой круткой – уменьшается.
Натяжение нитей при сновании имеет очень большое значение для
всех последующих технологических процессов ткачества и в значительной степени определяет качество ткани. Чрезмерное натяжение нитей вызывает большую вытяжку и уменьшает упругие
свойства пряжи. Вследствие этого в ткачестве возникает большая
обрывность. Оптимальные параметры снования определяются
экспериментально и зависят от типа сновальной машины, способа
снования, свойств используемых нитей и принятой технологии.
Величину натяжения нити при сновании пряжи на партионных
и ленточных сновальных машинах можно ориентировочно определить, как и при перематывании пряжи, по следующей формуле:
q
PН a
,
100
(69)
где q – натяжение одной нити, сН; РН – прочность одной нити, сН;
87
а – коэффициент, % от прочности одиночной нити.
Общее натяжение нити при сновании, складывается из следующих компонентов:
Т = Тб + Тнапр + Тнат,
(70)
где Тб – натяжение нити при сходе с бобины; Тнапр – натяжение,
создаваемое в результате огибания нитью направляющих поверхностей; Тнат – натяжение в натяжном приборе.
Натяжение пряжи при сновании с неподвижных бобин определяется действием баллона и натяжного прибора. Дополнительное натяжение пряжа получает вследствие трения о направляющие
органы сновальной рамки и машины. Как при сматывании нити с
неподвижного початка при перематывании, так и при сматывании
с неподвижной бобины нить под действием центробежной силы
описывает в пространстве поверхность особой формы, называемую баллоном. Под влиянием различных факторов в зоне сматывания нить получает некоторое начальное натяжение, которое в
дальнейшем по мере прохождения нитью натяжного прибора и
различных направляющих увеличивается. Начальное натяжение
нити в зоне сматывания определяется следующими факторами:
сцеплением отделяемых витков пряжи, трением о намотку сматываемых витков, строением намотки, инерционным сопротивлением сматываемых витков пряжи, действием центробежной силы,
сопротивлением воздуха и т. д. Особенностью баллона сматывания с конической бобины является то, что в течение периода сматывания происходит непрерывное изменение как расстояния по
оси баллона от его вершины до точки сматывания, так и радиуса
бобины в точке сматывания.
Натяжение нити в вершине баллона:
T
rб2 m 2
,
2 1 cos
(71)
где rб – максимальный радиус баллона; α – угол наклона нити в
вершине баллона к оси вращения; m – механическая масса отрезка
нити в 1 м; ω – угловая скорость сматывания нити.
Эксперимент показывает, что натяжение нити в течение периода сматывания является резко неравномерным, достигает своего наибольшего значения тогда, когда точка сматывания находится на большом торце бобины. При перемещении точки сматывания к малому торцу бобины натяжение падает, а у малого торца
88
опять возрастает, но незначительно. Неравномерность натяжения,
характеризуемая коэффициентом вариации, составляет 45–70 %.
Исследования Антонова С. П. показали, что по мере уменьшения диаметра бобины натяжение нити при сматывании с неѐ возрастает. Для двухходовой бобины приведены такие данные: натяжение
нити при диаметре бобины 3,5 см может быть в 20 раз больше, чем
при диаметре в 21 см. Исследование влияния изменения диаметра
бобины на натяжение нити имеет большое значение для решения
вопроса о выборе способа снования. В прерывной сновке отмеченная неравномерность нитей отсутствует, так как снование идѐт
с бобин одинакового диаметра. Но в силу того, что диаметры всех
бобин уменьшаются, следующие друг за другом сновальные валики наматываются с различным натяжением нитей. Натяжение нити
в вершине баллона при сматывании с конической бобины существенно зависит от скорости снования, увеличиваясь с еѐ повышением. С увеличением скорости значительно растѐт и неравномерность натяжения нитей, что может вызывать повышенную их обрывность. На натяжение нити в вершине баллона также оказывает
влияние длина нити вдоль сновальной рамки от бобины до сновального валика. Среднее натяжение нити и его неравномерность
убывают с увеличением этой длины. Это влияние заметно сказывается для пряжи 50–35,7 текс. Вторым после баллона сматывания
фактором, создающим натяжение нити при сновании, является
трение еѐ о направляющие. В направляющих устройствах нить
огибает криволинейные поверхности, изменяя направление движения и получает добавочное натяжение.
Натяжение нити, создаваемое в результате огибания нитью
направляющих поверхностей:
Т = Тоеfα ,
(72)
где То – начальное натяжение нити; f – коэффициент трения нити о
направляющие поверхности (о фарфоровый стояк – 0,2…0,32 в зависимости от вида пряжи; о шайбу – 0,2…0,4); α – угол обхвата нитью направляющей.
Для поддержания постоянного и равномерного натяжения всех
нитей и для изменения натяжения нити шпулярники снабжают нитенатяжителями. К ним предъявляются следующие требования:
1) простота, быстрота и равномерность настройки натяжения
нитей;
89
2) возможность регулирования для создания различного натяжения;
3) наличие эффекта самоочистки;
4) предотвращение сдвигов элементарных нитей;
5) применение износостойких нитепроводящих элементов;
6) возможность централизованной настройки всех нитенатяжителей;
7) высокая надежность в эксплуатации.
Всем вышеперечисленным требованиям отвечают нитенатяжители фирмы «Бенингер». Эти натяжители являются наиболее универсальными, работающими по принципу нормального давления.
Сила натяжения создается в обоих нитенатяжителях за счет
сжимающей нагрузки на тормозные тарелочки. Установка желаемой силы натяжения нитей осуществляется центрально и совместно для всех натяжителей при помощи центрального ручного регулятора или при поддержании силы натяжения нитей постоянной в
автоматическом режиме (через систему регулирования натяжения
нитей основы при наматывании их на сновальный барабан или
сновальный валик) – от исполнительных двигателей. Самоочистка
нитенатяжителя происходит через механический привод твердо
хромированных неизнашивающихся тормозных тарелочек. Спокойный ход нити через нитенатяжитель достигается благодаря отсутствию огибания направляющих и рациональному демпфированию тормозных тарелочек. Нитенатяжители данных конструкций
могут быть использованы при переработке пряжи линейной плотностью от 0,7 до 1500 текс. Нитенатяжители с прижимными роликами следует использовать для пряжи, обладающей высокой чувствительностью к трению, например, для пряжи из волокон ароматического полиамида и стеклянных нитей. Таким требованиям отвечает нитенатяжитель UR фирмы «Бенингер».
Оптико-электронный нитенатяжитель BEN-SENS фирмы «Бенингер» разработан специально для высокоскоростной сновки.
Это устройство может быть использовано как на V-образных, так
и на параллельных шпулярниках нового поколения.
Наиболее распространены шайбовые натяжные приборы (рис.
19, а).
Нить 1, сматываясь с бобин, проходит направляющий глазок 2
90
фарфорового корпуса 3, огибает фарфоровый палец 4 и цилиндрическую направляющую. На палец 4 надевается фибровая шайба 6
массой 3,5–4 г. Необходимое натяжение нити создается дополнительными металлическими шайбами 5.
В ИвНИТИ была разработана конструкция натяжного прибора, в котором конусная тормозная шайба сидит на конусном фарфоровом основании. Сила торможения регулируется как массой
самой тормозной шайбы, так и грузовыми шайбами. По сравнению
с обычными шайбовыми этот прибор лучше очищается от сора и в
нем созданы более благоприятные условия для прохождения
утолщений нити. Нитенатяжитель, предложенный ИвНИТИ, отличается от предыдущего тем, что фарфоровый палец 7 (рис. 19, б)
имеет конусное основание 8, на которое надевается коническая
фибровая шайба 9.
В зависимости от скорости снования и линейной плотности
пряжи фибровая шайба имеет массу 2; 3, 5; 4 г и ее можно нагружать дополнительно металлическими шайбами.
Рис. 19. Нитенатяжители:
а – с плоскими шайбами; б – с конической шайбой
Нитенатяжной прибор с конической тормозной шайбой снижает среднее натяжение нити сравнительно с прибором с плоской
шайбой, при этом уменьшается и абсолютная величина отклонения
натяжения от среднего уровня. Но этот прибор хуже контролирует
нить. Прибор ИвНИТИ надѐжен в работе в том смысле, что коническая шайба способствует лучшему удалению из-под неѐ пуха и сора.
Формула Ефремова Е. Д. для определения натяжения нити после прохождения натяжного прибора имеет вид:
)
(73)
T To ·ef(
0,5(Q nq)·(f f ·(ef 1)·ef ,
где То – натяжение нити в вершине баллона; (α + β + γ) – сум91
марный угол перегиба нити в приборе (примерно 260º); Q – вес тормозной шайбы; nq – суммарный вес n грузовых шайб; f – коэффициент трения нити о фарфор; f1 – коэффициент трения нити о шайбу.
Пример. Определить натяжение нити Т после натяжного
прибора на сновальной машине СП-140, ТН = 3 гс; f = f1; f1= 0,3;
α = 180°; β = 60°; γ = 20°; Q1 = 3 гс; q = 7 гс.
Т
3 2,718 0,3
1
0,3 0,3 3 3 7
2
1 2,718 0,3 0,36 30 гс.
3,14 1, 04 0,36
2,718 0,3 1,04
Натяжение нити после натяжного прибора существенно изменяется в течении периода сматывания. По мере уменьшения
диаметра бобины натяжение нити после натяжного прибора изменяется на 26–46 % от среднего уровня. Уменьшением суммарного
угла перегиба нити в приборе можно добиться выравнивания натяжения на 50–60 %.
Натяжение нити в шайбовых и дисковых натяжных приборах:
Т = Тоеfα + АQ,
(74)
где То – начальное натяжение нити, которое она имеет перед прибором; f – коэффициент трения нити о направляющую прибора; α –
угол обхвата нитью направляющей (40–90 ); Q – суммарная сила
давления шайб или дисков на нить; А – коэффициент, определяющий условия торможения нити рабочими органами прибора.
Натяжение нити на сновальных машинах типа СП-140 с шайбовым натяжным прибором можно определить приближенно по
эмпирической формуле В. А. Блюера:
(75)
Т 6,48 Т н 1,15 q n ш ,
где ТH – натяжение нити до натяжного прибора, сН; q – сила тяжести одной шайбы, сН; nш – количество шайб (табл. 33 и 34).
Таблица 33
Рекомендуемая масса грузовых шайб при сновании х/б пряжи
Линейная плотность пряжи, текс
50–25
24–18.5
15.4 и ниже
Масса в граммах при скорости снования
до 400 м/мин
свыше 400 м/мин
8
6
6
5
5
3
92
Таблица 34
Рекомендуемая масса грузовых шайб при сновании шерстяной
пряжи
Линейная плотность пряжи,
текс
84–330
50–84
22– 31
15,5×2–22×2
250
8
8
6
8
Масса грузовых шайб (г)
при скорости снования (м/мин)
300
350
400
450
8
8
7
6
8
8
8
7
6
6
5
5
8
8
8
8
500
5
6
5
7
Недостатки шайбовых натяжителей:
1) быстрое загрязнение, в результате которого изменяется коэффициент трения нити о шайбы;
2) неравномерное натяжение нитей в момент прохождения
между шайбами утолщенного участка, что приводит к обрыву;
3) разница в массе верхних шайб, установленных на одном
шпулярнике, вследствие чего увеличивается разброс натяжения.
При сновании синтетических нитей часто применяют двухзонные и трехзонные дисковые и шайбовые натяжные приборы.
Для некоторого выравнивания натяжения нити при сновании
применяют гребенчатый натяжной прибор. При изменении натяжения нити подвижная гребенка отклоняется, вследствие чего увеличивается или уменьшается изгиб нити в гребенках. При этом выравнивается величина натяжения нити. При отклонении гребенки
демпфер оказывает сопротивление, что уменьшает величину размаха гребенок и гасит ее колебания. Описанные выше гребенчатые натяжные приборы имеют значительную массу подвижных гребенок,
что является существенным недостатком: при отклонении подвижной гребенки необходимо преодолеть значительное инерционное
сопротивление. Поэтому прибор не может обеспечить компенсации
натяжения нити при высокой частоте ее изменения.
Натяжение, создаваемое гребенчатым натяжным прибором:
Т Тo e
f αсум
,
(76)
где αсум – суммарный угол огибания нитью всех тормозных поверхностей, град.
Как показывает практика, при прохождении нити с утолщениями через гребенчатые нитенатяжители не наблюдается скачка натя93
жения, как у шайбовых. Однако по сравнению с ними гребенчатые
имеют тот недостаток, что создаваемое натяжение зависит от входного, в то время как у шайбовых эта зависимость выражена слабо.
Разброс натяжения нитей после гребенчатых нитенатяжителей значительно выше, чем после шайбовых. Комбинированные нитенатяжители включают устройства, которые натягивают нить и при помощи шайб, и при помощи огибания поверхностей.
Американской фирмой «Фишер-Миллс» создан дисковый
электромагнитный натяжной прибор. В этом приборе тормозной
диск прижимается к нити под действием электромагнита. Величину прижима можно регулировать одновременно для всех нитей.
Швейцарская фирма «Рюти» разработала конструкцию пневматических натяжных приборов, установленных на сновальной
рамке. Эти приборы имеют общую систему воздуховодов и централизованное управление. Натяжение нити создается торможением ее между шайбой и основанием прибора. К основанию прибора
подводят трубку, в которой создается вакуум, благодаря чему
шайба прижимается к основанию прибора.
Натяжные устройства также делятся на нерегулируемые,
саморегулируемые и с дистанционным регулированием.
Нерегулируемые нитенатяжители – натяжители, в которых отсутствует элемент, воспринимающий величину натяжения нити, и
в которых нельзя дистанционно плавно изменять натяжение.
Под саморегулирующимися устройствами понимают те, которые сами автоматически поддерживают выходное натяжение на заданном уровне, но этот уровень не может задаваться дистанционно.
Дистанционно регулируемые нитенатяжители позволяют на
расстоянии менять создаваемое ими натяжение.
Нерегулируемые нитенатяжители предполагают ручное изменение геометрии, количества и массы грузовых шайб, углов огибания проводников нитью, способы заправки для изменения создаваемого натяжения.
Саморегулирующиеся нитенатяжители бывают двух типов:
1) параметрические без обратной связи;
2) автоматические с обратной связью.
Дистанционно регулируемые нитенатяжители стали использовать с развитием электроники и микропроцессорной техники. В
94
них дистанционно регулируется величина создаваемого натяжения. Устройства характеризуются тем, что на одном шпулярнике
натяжение всех нитей устанавливается одним общим задатчиком и
может изменяться по ходу техпроцесса требуемым образом. К таким относят нитенатяжители фирм "Бенингер" (Швейцария),
"Шляфгорст" (Германия) и "Линдли".
Фактором, обуславливающим неравномерность натяжения одновременно снующихся нитей, является различная высота расположения бобин в шпулярнике. Нити нижних и верхних горизонтальных рядов имеют большие углы перегиба в выпускных гребѐнках,
чем нити со средних рядов, за счѐт чего натяжение нитей, наматывающихся на сновальный валик или барабан, различно в зависимости от расположения бобины по высоте в шпулярнике. Кроме того,
различные нити имеют различный перегиб в выпускных гребѐнках и
в делительном рядке в зависимости от того, пробраны ли нити в
средние или крайние зубья рядка, что также является причиной неравномерности натяжения нитей при сновании. Эта неравномерность, по результатам эксперимента, составляет 10 % без учѐта неравномерности натяжения нити после натяжных приборов.
Изменение свойств пряжи при сновании
Вследствие напряжения пряжа в процессе снования подвергается большому вытягиванию. В результате этого линейная плотность,
прочность и удлинение уменьшаются. При сновании с неподвижных
бобин несколько изменяется крутка пряжи. По мере уменьшения
диаметра намотки бобины крутка пряжи изменяется сильнее.
Обрывность, пороки и отходы при сновании
В сновании обрывность достаточно высокая по сравнению с
другими технологическими переходами (табл. 35).
Таблица 35
Обрывность нитей при сновании
Число обрывов на 1 млн. м
одиночной нити
2–6
2–3
6–10
3–6
10–15
10–25
Вид нити
Хлопчатобумажная одиночная
Хлопчатобумажная крученая
Шерстяная камвольная одиночная
Шерстяная крученая
Шерстяная аппаратная
Льняная
95
Окончание табл. 35
Вид нити
Капроновая мононить
Капроновая комплексная
Вискозный шѐлк
Ацетатный шѐлк
Натуральный шѐлк
Число обрывов на 1 млн. м
одиночной нити
4–6
4–5
2–3
15–16
4–6
По данным профессора Гордеева причинами обрывности при
сновании являются:
1) пороки намотки бобин …………………………………..44 %
2) неисправность сновальной машины…………………….12 %
3) невнимательность сновальщицы ……………………..12,5 %
4) плохое качество пряжи…………………………………...21 %
5) прочие……………………………………………….…..10,5 %
Причинами обрыва являются неровности, засоренность, неправильная намотка слоев на бобине. Большую важность имеет
состояние поверхностей деталей, через которые проходит нить.
Они должны быть хорошо отшлифованы, не иметь заусенец и
ржавчины. Сновальные валы и ткацкие навои должны иметь правильно установленные фланцы с гладкой, хорошо отшлифованной
поверхностью. Основными причинами пороков при сновании может быть невнимательное отношение работниц, разладка машины,
неудовлетворительное состояние деталей машин, неправильный
расчет снования. Значительное увеличение скорости снования повышает обрывность (табл. 36), т. к. при этом возрастает натяжение, увеличиваются его колебания.
Таблица 36
Скорость
снования,
м/мин
500
600
700
800
900
Амплитуда колебаний
натяжения х/б пряжи
29 текс, сН
7–12
9–16
10–19
13–23
17–30
Среднее натяжение, сН
10
12
14
17
22
Обрывность, число
обрывов на 1 млн. м
одиночной нити
1,6
1,9
1,7
4,7
8,7
Пороки, возникающие при сновании:
1. Нахлестка – оборванный конец нити не связывается с концом нити на сновальном валу.
96
2. Защип – оборванный конец одной нити привязан к концу
другой нити.
3. Рвань на валике – обрыв группы нитей и связывание их
пучком или внахлест.
4. Неправильная форма намотки – неравномерная раскладка
нитей в направляющем рядке и неправильная его разводка.
5. Врезание нитей в краях сновального вала – неправильная
установка рядка относительно фланцев сновального вала, из-за чего нарушается цилиндрическая форма навоя.
6. Слабины и различное натяжение нитей – определяются неправильной установкой натяжных приборов при сновании с бобин.
7. Слабина края – определяется неравномерным прижимом сновального вала к поверхности сновального барабана или укатывающего валика на безбарабанной партионной сновальной машине.
8. Неправильная длина снования – получается неверной установкой счетчика или при его разладке, а также при неправильном регулировании тормозов мерильного валика, тугом вращении шестерен
снования и линейной плотности пряжи, составляет 0,02–0,15 %.
Величина отходов нитей при сновании, определяется по формуле:
ОС = 100·(а + b + c·r)/Lб,
(77)
где а – длина нити, идущей в отходы при смене питающей паковки
(1–2 м); b – остаток нити на бобине, идущий в угары (2–5 м); с –
длина нити, идущей в угары при ликвидации обрыва (0,5–1,5 м); r –
число обрывов во время схода нити с бобины; Lб – длина нити на
бобине, м.
Примечание: при непрерывном способе снования b = 0.
Производительность сновальных машин выражается в килограммах, сновальных валиках и ткацких навоях (при ленточном
сновании).
Теоретическую производительность партионной сновальной
машины за определенный промежуток времени рассчитывают по
формуле:
Ат = V·t·m·Т/106,
(78)
где V – скорость снования, м/мин; t – время работы сновальной
машины, мин; m – число одновременно снующихся нитей; Т – линейная плотность пряжи, текс.
Фактическую производительность сновальной машины опре97
деляют по формуле:
Аф = Ат·Кпв,
(79)
где Кпв – коэффициент полезного времени, учитывающий технологические и некоторые организационные простои машины. КпВ =
= 0,45 – 0,7.
Производительность ленточной сновальной машины:
Ат = t·nо·Tо·Vс·Vп /(Vс+Vп·nл)·106,
(80)
Аф = Кпв·Ат,
(81)
где Vс – линейная скорость снования, м/мин; Vп – линейная скорость перевивания основы на ткацкий навой; nл – число лент в основе; Кпв = 0,25 – 0,45; nо – число нитей в основе.
К технологическим простоям сновальной машины относится
время на смену сновального валика (ленточной машины – время
на перезаправку ленты, время подготовки к перевиванию лент, на
заправку и снятие навоя), ликвидацию обрывов нитей, на смену
ставки бобин при прерывном сновании. При непрерывном сновании бобины заменяют на ходу машины, поэтому этот вид простоя
исключается. Однако при непрерывном сновании сильно возрастает время на ликвидацию обрывов. При общих равных условиях величина Кпв зависит от размеров сновального валика. С увеличением вместимости сновального валика уменьшается число случаев
его смены, поэтому время простоев по данной причине уменьшается. С увеличением ставки фактическая производительность сновальной машины повышается. Однако повышение производительности происходит не прямо пропорционально ставке, так как с
увеличением ставки увеличивается время на ликвидацию обрывов
нитей, вследствие чего коэффициент полезного действия машины
постепенно уменьшается. При увеличении ставки до определенного значения фактическая производительность достигает наибольшей величины, а при дальнейшем увеличении ставки начинает постепенно уменьшаться.
3.9. Эмульсирование пряжи
на ленточных сновальных машинах
Эмульсированию на многих сновальных машинах подвергают
чистошерстяную, полушерстяную пряжу, а также окрашенную
хлопчатобумажную пряжу.
Цель эмульсирования: повышение износостойкости основной
пряжи. Эмульсию наносят на нити основы в процессе перевивания
98
со сновального барабана на ткацкий навой путем контакта нитей
основы с эмульсирующим валиком.
В состав эмульсии входят следующие компоненты (л):
Олеиновая кислота
1
Соляровое масло
3
Триэтаноламин
0,5
Сода
0,1
Препарат ОС-20
0,1
Вода
95,3
Для эмульсирования основ применяют также парафиномыльную эмульсию следующего состава (кг):
Парафин
1
Словасол
2
Вода
7
Полученную пасту размешивают в 90 л воды, нагревают до
80–90 ОС, в этот раствор добавляют мыльную эмульсию, полученную при растворении 400 г 40 % мыла в 10 л воды.
Эмульсирующая установка к ленточной сновальной машине
включает:
1) корыто с эмульсирующим валиком;
2) привод к эмульсирующему валику;
3) регулятор уровня эмульсии в корыте;
4) систему трубопроводов для подачи эмульсии в корыто;
5) устройство для слива эмульсии в канал.
Оборудование для приготовления эмульсии состоит из трех
баков: два бака для приготовления раствора антисептика и эмульсии, оборудованные мешалками, и один распределительный бак.
Из распределительного бака приготовленная эмульсия по трубопроводу поступает в корыто. Все оборудование для приготовления
эмульсии выполнено из нержавеющего железа.
Количество наносимой на пряжу эмульсии, а, следовательно,
влажность обрабатываемой основы регулируют уровнем эмульсии
в корыте и скоростью вращения эмульсирующего валика. Уровень
эмульсии в корыте устанавливают положением электродов, а скорость вращения эмульсирующего валика – подбором звездочек
цепной передачи привода к эмульсирующему валику.
При перевивании основы с барабана сновальной машины на
ткацкий навой скорость эмульсирующего валика постоянна, в то
99
время как скорость перевивания основы возрастает соответственно увеличению диаметра намотки основы. Это является причиной
неравномерного нанесения эмульсии по длине основы на сновальной машине "Текстима". Указанный недостаток устранен при проектировании эмульсирующей установки к ленточной машине СЛ250-Ш, где эмульсирующий валик приводится в движение от вала
сновального барабана через цепную передачу.
Процесс эмульсирования повышает важнейшие показатели:
1) разрывное удлинение;
2) износостойкость за счет упрочнения структуры пряжи в результате проклеивания поверхностных волокон, укрепления связи
между периферийными волокнами и повышения гладкости пряжи.
Опыт эмульсирования позволяет повысить разрывное удлинение шерстяной основной пряжи: чистошерстяной на 20–30 %, полушерстяной на 10–20 %, при этом разрывная нагрузка увеличивается на 4–5 %. В ткачестве обрывность эмульсированной пряжи на
20–40 % меньше по сравнению с обрывностью неэмульсированной
пряжи и на 15–30 % меньше по сравнению с обрывностью ошлихтованной основы. Снижение обрывности основной пряжи в ткачестве после эмульсирования наблюдается по таким прядильным
порокам, как непропряды, переслежистая и слабая пряжа, причем
процесс эмульсирования не вызывает появления на готовой ткани
пороков (пятен или полос) и не снижает ее сортность.
Внедрение процесса эмульсирования шерстяной пряжи на ленточных сновальных машинах вместо шлихтования основ обеспечивает снижение себестоимости обработки основ, повышение производительности оборудования, снижение условно постоянных расходов при выработке ткани.
3.10. Снижение электризации нитей при сновании
В процессе снования химических нитей при повышенных скоростных режимах возникают весьма ощутимые помехи от статического электричества. Оно всегда проявляется там, где имеется любое нарушение контакта между двумя телами, особенно, если оно
сопровождается трением. В результате электризации нитей увеличивается число слетов при сматывании с паковок, получается неправильная раскладка нитей на паковку, при обрывах концы нитей
отлетают на большие расстояния и прилипают к металлическим из100
делиям. На ткацких станках основные нити залипают и процесс образования ткани нарушается из-за повышенной обрывности нитей.
Естественные текстильные волокна электризуются незначительно, поэтому возникающие заряды легко удаляются. Большинство синтетических нитей обладает сильной электроемкостью, поэтому даже при большой влажности воздуха в производственном
помещении нити из этих волокон имеют плохую проводимость
электричества.
Величина электростатического заряда зависит от структуры
используемых нитей, площади соприкосновения нитей с направляющими, величины давления натяжения нитей, а также от скорости отрыва двух соприкасающихся тел. Наибольшую электризацию имеют ацетатные, капроновые, лавсановые и др. нити. При
переработке этих нитей принимают специальные меры для снижения электризации.
Для борьбы с зарядами статического электричества применяют профилактические и активные способы. К профилактическим
относятся:
1) заземление машин;
2) повышение влажности воздуха;
3) обработка нити антистатическими препаратами;
4) правильный подбор нитепроводящей гарнитуры.
К активным способам относятся:
1) ионизация воздуха посредством ультрафиолетовых излучений;
2) электрические поля высокой напряженности;
3) с помощью радиоактивных излучений.
В отечественной промышленности наибольшее применение
получил низкочастотный ионизатор системы ВНИИПХВ.
Борьба с электризуемостью текстильных материалов путем
ионизации воздуха основана на том, что ионизированный воздух
обладает повышенной проводимостью, вследствие чего и происходит снятие зарядов статического электричества. В радиоактивных ионизаторах происходит самопроизвольный и непрерывный
процесс испускания альфа- и бета-частиц, ионизирующих воздух.
Промышленность выпускает плутониевые ионизаторы.
Все технологические параметры процесса снования пряжи
сводятся в таблицу, которая представляет собой технологический
режим процесса снования.
101
Для соблюдения технологического режима проводится контроль технологического процесса. Основные объекты и периодичность контроля технологического процесса снования пряжи представлены в таблице приложения А.
3.11. Основные направления развития
сновальных машин и процесса снования
Основные направления развития сновальных машин:
1) повышение надежности машин;
2) сокращение времени останова сновальных валиков и достижение синхронности останова мерильного, укатывающего и сновального валиков;
3) увеличение вместимости ставки и массы пряжи на сновальных валиках;
4) дальнейшая механизация и автоматизация ручных операций.
Автоматический технологический комплекс снования предусматривает автоматизацию следующих операций:
1) привязку нити при заправке шпулярника;
2) установку, фиксацию и съем сновального вала;
3) установку заданных технологических параметров;
4) контроль выработки;
5) контроль и регулирование суммарного натяжения основных
нитей;
6) контроль и регулирование натяжения каждой нити в отдельности;
7) контроль и регулирование плотности намотки основы на сновальный вал;
8) оптимизация скоростного режима работы машины;
9) контроль обрывов нитей и упущенных концов;
10) контроль дефектности основных нитей;
11) управление работой нитенатяжителей;
12) печать выходных документов;
13) диагностика разладок машины, нитенатяжителей, датчиков
обрыва нитей основы, контролирующих и регулирующих устройств;
14) сбор и накопление информации, оценка качества основ на
сновальных валиках и переработка сырья;
15) связь с ЭВМ вышестоящего уровня в составе АСУТП
ткацкого производства.
Широкое применение электроустройств определяет технический
102
прогресс в области снования. Создание сновальных машин со встроенной микроЭВМ и средствами локальной автоматики должно обеспечивать жесткий контроль и воспроизводимость технологического
процесса, возможность его ведения на оптимальном уровне.
По трудоемкости снование занимает всего 3 %, но по влиянию
на производительность труда и качество ткани является особо ответственным процессом, особенно при использовании бесчелночных станков.
Современная партионная сновальная машина характеризуется
следующими особенностями (на примере машины фирмы «Бенингер», Швейцария):
1. Универсальность машины достигается возможностью сновать все виды нитей и пряжи от 7,5 до 170 текс, с плотностью намотки от 0,3 до 0,7 г/см3.
2. Высокая производительность машины и труда достигается:
скоростью снования, доходящей до 1000 м/мин, что обеспечивается мощной и надѐжной системой экстренного торможения;
уменьшенной обрывностью нити на высокой скорости снования, что обеспечивается конструкцией шпулярника, в частности
нитенатяжителей;
микропроцессорной системой информации о параметрах
процесса и автоматической установкой и контролем параметров;
максимальной массой основы на валу с большими диаметрами фланцев (до 1000–1200 мм);
наличием приспособлений, позволяющих уменьшить время перезаправки партии и время ликвидации обрыва;
отсутствием направляющих нитей на шпулярнике после
нитенатяжителей.
Современная ленточная сновальная машина характеризуется следующими особенностями (на примере машины фирмы «Бенингер»,
Швейцария):
1. Универсальность машины достигается возможностью сновать все виды нитей и пряжи от 0,6 до 1000 текс благодаря модульной конструкции машины, совершенству нитенатяжителей и
работе сигнальной системы при минимальном натяжении нити 2,5.
2. Высокая производительность машины и труда достигается:
скоростью снования до 800 м/мин и перевивки на навой до
300 м/мин благодаря приводу машин от асинхронного двигателя с
103
фазовым регулированием, который позволяет точно соблюдать
постоянство скорости при сновании и при разгоне;
благодаря высокой надѐжности работы узлов и компьютерной системе диагностики и обнаружения причин отказов, с помощью которой при необходимости можно по модему, встроенному в машину, выходить на сервисную станцию обслуживания
для диагностики и установления причин отказов и для получения
рекомендации по их устранению;
управлением машиной от переносного пульта при широкой механизации операции сновальщицы и ставильщицы;
отсутствием необходимости в процессе намотки ленты на
барабан связывать узел при ликвидации обрыва нити, так как место
обрыва фиксируется запоминающим устройством и при перевивке
основы на навой машина останавливается в месте обрыва нити и
сновальщица связывает узел;
тем, что параметры намотки первой ленты автоматически
заносятся в память и повторяются при намотке следующих лент, а
при окончании намотки ленты суппорт машины автоматически
переставляется в положение для намотки очередной ленты с точностью до 0,1 мм;
сигнальной системой об обрыве нити, указывающей ярус
и номер оборвавшейся нити;
компьютерной системой машины, регистрирующей производственные показатели работы и автоматически устанавливающей и констатирующей параметры процесса;
поворотом ленты без перезаправки бобин на шпулярнике
при наработке основы с зеркальным раппортом, превышающим
количество нитей в ленте;
компьютерной программой, которая облегчает и контролирует заправку на шпулярнике бобин с цветной нитью.
Контрольные вопросы по теме «Снование основных нитей»
1. Назначение технологического процесса снования.
2. Каковы требования к технологическому процессу снования?
3. Какие способы снования существуют?
4. Укажите области применения партионного и ленточного
способов снования.
5. В чѐм разница между шпулярниками прерывного и непре104
рывного способов снования?
6. Какой способ снования наиболее рационален?
7. Каково назначение натяжного прибора при сновании?
8. Какие требования предъявляются к шпулярникам?
9. Как отразится на процессе снования колебание натяжения
нитей?
10. Какие требования предъявляются к натяжным приборам
при сновании?
11. Какие натяжные приборы существуют?
12. Каковы недостатки шайбовых и гребенчатых натяжных
приборов?
13. От чего зависит натяжение нитей при сновании?
14. С помощью чего обеспечивается заданная плотность намотки нитей на сновальной валик?
15. Перечислите преимущества и недостатки партионного
способа снования.
16. Какие бывают партионные сновальные машины? Их преимущества и недостатки.
17. Какую емкость имеют шпулярники?
18. Какие существуют типы шпулярников?
19. В чѐм заключается расчет партионного снования?
20. Какова удельная плотность намотки на сновальный вал?
21. Каковы особенности расчета снования многоцветных основ?
22. Какие существуют способы распределения частных раппортов цвета на сновальных машинах?
23. Каковы требования предъявляются к пуску и останову машины?
24. Каким образом измеряется длина нити при сновании?
25. По какой причине ограничено применение высокоскоростных сновальных машин?
26. Преимущества и недостатки ленточного способа снования.
27. Каково назначение конуса сновального барабана?
28. В каких пределах изменяется угол конуса?
29. От чего зависит угол наклона конуса сновального барабана?
30. За счѐт чего обеспечивается формирование ленты при сновании?
31. От каких параметров зависит правильная намотка лент?
32. Какова максимальная ширина ленты при сновании?
105
33. Как обеспечивается равномерная длина нитей в лентах?
34. За счѐт чего можно изменить натяжение нитей при перематывании?
35. Произведите анализ формул для определения оптимальной
ставки бобин в сновальной рамке.
36. Каковы причины обрывности нитей в сновании?
37. Как изменится обрывность при увеличении скорости снования?
38. Назовите основные пороки снования пряжи.
39. Каковы причины их возникновения?
40. Какие существуют меры по предупреждению образования
пороков?
41. Назовите основные пороки ленточного снования и причины их возникновения.
42. Каковы пути снижения отходов в сновании?
43. Каковы пути повышения производительности ленточных
машин?
44. Каковы цель и сущность эмульсирования?
45. Какие компоненты включает в себя эмульсия?
46. Что включает в себя эмульсирующая установка?
47. Как регулируется количество наносимой эмульсии?
48. Какое влияние оказывает электризация нитей на процесс снования?
49. Какие нити имеют большую степень электризации?
50. Какие меры принимаются для борьбы с зарядами статического электричества?
51. Какие существуют передовые методы борьбы с зарядами
статического электричества?
52. Что входит в объекты контроля?
53. Какие существуют методы контроля?
54. Какие параметры включает в себя технологическая карта?
55. Назовите основные направления развития сновальных машин.
56. Какие основные операции процесса снования подлежат автоматизации?
106
4. ШЛИХТОВАНИЕ И ЭМУЛЬСИРОВАНИЕ ОСНОВ
4.1. Цель и основные требования, предъявляемые
к процессу шлихтования
Целью процесса шлихтования является повышение устойчивости пряжи к трению и многоцикловым нагрузкам при прохождении ее на ткацком станке и создание паковки, необходимой для
процесса ткачества.
Сущность традиционного процесса шлихтования заключается в том, чтобы основные нити со сновальных валов при заданном
натяжении пропитать раствором шлихты, удалить лишнее количество шлихты при отжиме их в отжимных валах, высушить ошлихтованные нити в сушильном аппарате до определенной влажности,
разделить склеенные нити и навить расчетное число нитей параллельно друг другу на ткацкий навой.
Шлихтованию подвергают не все виды нитей. Шлихтуют
обычно одиночные нити из всех видов волокон, иногда шлихтуют
крученую пряжу. Как правило, не шлихтуется крученая хлопчатобумажная, льняная и шерстяная пряжа. Если в дальнейшем крученая пряжа перерабатывается на ткацких станках с высокой скоростью, то для уменьшения обрывности ее шлихтуют. Синтетические нити обычно эмульсируют.
Процесс шлихтования состоит из двух операций: химической
(приготовление шлихты) и механической (пропитка пряжи шлихтой, отжим, высушивание и навивание пряжи на ткацкий навой).
Требования к процессу шлихтования:
1. В процессе шлихтования основные нити должны быть равномерно проклеены по всей длине и ширине заправки основы.
2. Создаваемая на нитях пленочно-связующая сетка должна обладать примерно такими же показателями прочности и удлинения,
как и нити.
3. Пленочно-связующие сетки должны придавать нитям основы
большую ровноту, износостойкость и выносливость к многократным нагрузкам.
4. При переработке основы на ткацком станке шлихта, отложенная на нитях, не должна осыпаться и нити не должны быть
ломкими.
107
5. Натяжение основы по мере сматывания нитей со сновальных
валов должно быть одинаковым и постоянным для всех нитей.
6. Распределение нитей по ширине заправки машины и при наматывании их на ткацкий навой должно быть равномерным, а
форма намотки навоя – цилиндрической, без завалов и наплывов нитей у фланцев, без бугров по образующей намотки навоя.
4.2. Технология приготовления шлихты
Наименование и количественное соотношение входящих в
состав шлихты компонентов на определенный объем готовой
шлихты называется рецептом шлихты. Рецепты шлихты определяются волокнистым материалом, круткой, линейной плотностью
шлихтуемой пряжи, а также переплетением вырабатываемой ткани и числом нитей в 10 см. Состав шлихты может изменяться в зависимости от вида и качества шлихтовальных материалов.
Шлихта должна удовлетворять следующим требованиям:
1. Она должна быть клейкой и иметь определенную вязкость, чтобы покрывать поверхность основной пряжи и частично проникать
вглубь нити.
2. Она должна создавать на нитях эластичную оболочку, устойчивую к истиранию, не нарушающую гибкость нити и не делающую пряжу ломкой и жесткой.
3. Она не должна осыпаться с пряжи как в процессе шлихтования,
так и при переработке пряжи на ткацком станке.
4. Она должна обладать хорошим сродством к волокну, не разрушать пряжу и не изменять окраску нитей при шлихтовании
цветных основ, легко удаляться и не влиять на отделку и окраску тканей, не изменять своих свойств в период использования
и хранения, не пениться в клеевой ванне.
5. Она не должна портить ремизки и бердо на ткацком станке, не
должна способствовать прилипанию нитей к сушильным барабанам.
6. Она должна быть достаточно дешевой.
Требования, предъявляемые
к процессу приготовления шлихты
1. Для получения однородной шлихты необходимо равномерное и тщательное размешивание клеящего продукта в воде. Достичь этого можно путем предварительного размешивания крахмала и муки в небольшом количестве воды до получения молокообразной жидкости без сгустков и комочков. Только после этого
108
можно вводить расщепители и затем добавлять необходимое количество воды.
2. Подогревание шлихты при варке должно быть постепенным,
т. к. при резком повышении температуры в шлихте образуются
сгустки. Температура и продолжительность варки шлихты для
одного и того же ассортимента основ должны быть одинаковы,
т. к. небольшие отклонения этих показателей могут вызвать изменения шлихты.
3. При варке шлихты все компоненты должны быть строго дозированы и закладываться последовательно, согласно рецепту. По
окончании варки проверяют среду шлихты, измеряют ее вязкость,
а также отбирают пробу для анализа.
Материалы, применяемые для приготовления шлихты,
делятся на две группы:
клеящие материалы (крахмал, мука, ПВС);
вспомогательные вещества.
Клеящие материалы. В течение длительного времени основным и практически единственным клеящим материалом являлся
к р а х м а л . Отдельные частицы крахмального клейстера неоднородны по своим размерам, не могут проникать внутрь нити и образовывать равномерную гладкую плѐнку. В связи с этим крахмалопродукты предварительно или при варке шлихты обрабатывают
расщепителями. Такой крахмал называют растворимым.
Шлихта на основе крахмалопродуктов дает удовлетворительные результаты при шлихтовании пряжи из натуральных волокон,
но практически непригодна для шлихтования искусственных и синтетических нитей и пряжи из смеси натуральных и синтетических
волокон. Поэтому крахмальная шлихта не соответствует четко обозначившимся тенденциям развития текстильной промышленности.
Влажность картофельного крахмала должна составлять не более 20 %; кукурузного – не более 13 %; окисленного кукурузного
крахмала – не более 14 %; муки – не более 15 %.
В последние годы все большее распространение получают
синтетические шлихтующие препараты. Если в 1970 году в мировом потреблении шлихтующих препаратов доля крахмалопродуктов составляла 90 %, то в 1980 году она снизилась до 75 %. По
прогнозам ряда фирм Западной Европы, США и Японии, доля
109
синтетических шлихтующих препаратов возрастет еще больше.
П о л и в и н и л о в ы й с п и р т (ПВС) – синтетический полимер,
представляет собой порошок белого или кремового цвета с влажностью 5 %. Не растворяется в холодной воде, но легко растворяется при нагревании. Полное растворение происходит при температуре 70–75 оС. Для целей шлихтования применяют ПВС с низкой степенью полимеризации.
К а р б о к с и м е т и л ц е л л ю л о з а (КМЦ) – растворимый в воде эфир целлюлозы. Представляет собой хлопьевидную рассыпчатую массу кремового цвета. Легко и быстро растворяется в воде. В
состав КМЦ, кроме влаги и эфира, входят соли. При избытке солей шлихта из КМЦ вызывает коррозию металлических частей
шлихтовальных машин.
Полиакриламид (ПААМ) – представляет собой студенистое
клейкое вещество светлого цвета с концентрацией 8–9 %. Медленно
растворяется в воде. Легко смешивается с крахмальной шлихтой,
образуя однородную массу. ПААМ используют на ткацких фабриках как самостоятельный клеящий материал и как частичный заменитель крахмалопродуктов.
Ж и в о т н ы й к л е й обладает большой клейкостью. Его применяют при шлихтовании шерстяной и шѐлковой основы. Наиболее часто используют животный клей следующих видов: желатин
(вырабатывают из хрящей и костей молодых животных), костный
клей (изготавливают из костей животных) и мездровый клей (вырабатывают из отходов обработки шкур животных).
Синтетические шлихтующие препараты стоят существенно дороже крахмалопродуктов. Поэтому как в России, так и за рубежом
широкое распространение получили шлихтующие составы, представляющие смесь крахмалопродуктов с синтетическими препаратами. Из общего количества рецептов шлихты, запатентованных в
мире в период 1966–1986 гг., такие рецепты составляли 41 %.
Вспомогательные вещества. К ним относятся следующие материалы.
Р а з р ы х л и т е л и ( р а с щ е п и т е л и ) служат для дробления
частиц крахмала до определѐнной степени. В качестве расщепителей применяют кислоты (HCl, HNO3, H2SO4), щѐлочи (едкий натр),
различные соли, окислители и другие препараты.
110
С м я г ч и т е л и . При расщеплении крахмала кислотой или
щѐлочью возможно образование декстринов и глюкозы. В этом
случае после шлихтования на поверхности нити образуется хрупкая жѐсткая плѐнка. Включение в состав шлихты жировых добавок несколько смягчает плѐнку.
В качестве смягчителей применяют хлопковые и касторовые
масла, мыло, стеарин, глицерин.
Г и г р о с к о п и ч е с к и е в е щ е с т в а используют для увеличения гигроскопичности (способности впитывать влагу) и сохранения гибкой крахмальной плѐнки.
А н т и с е п т и к и . Шлихта, состоящая из крахмальных белковых веществ, является благоприятной средой для развития микроорганизмов. Если ошлихтованную основу и суровьѐ приходится долго
хранить, то для предупреждения гнилья добавляют противогнилостные материалы (антисептики): медный купорос, фенол и т. д.
А н т и с т а т и к и применяют для уменьшения электризуемости
нити (стеарокс-6).
С м а ч и в а т е л и используют для интенсификации шлихтования путѐм увеличения смачивающей способности шлихты. При
этом улучшается проникновение между волокнами и распределение шлихтующего раствора на поверхности нити.
В качестве смачивателей применяют сульфанол, мыло, авероль и др.
Недостаток применения смачивателей: высокая пенообразующая способность при увеличении их концентрации, из-за чего
ухудшаются физико-механические свойства пряжи.
П е н о г а с и т е л и устраняют этот недостаток. В качестве пеногасителей применяют кремнеорганические соединения, стеаринопарафиновые эмульсии. Пеногасители добавляют в конце варки.
Основные технологические операции
приготовления шлихты
Технологический процесс приготовления шлихты включает в
себя следующие операции:
1. Дозирование воды, шлихтующих препаратов и текстильновспомогательных веществ (ТВВ) в соответствии с заданным рецептом.
2. Растворение шлихтующих препаратов и ТВВ в воде и нагревание полученного раствора до заданной температуры.
111
3. Хранение готовой шлихты при заданной температуре и ее
подача к шлихтовальным машинам.
Растворение шлихтующего препарата – наиболее ответственная и энергоѐмкая операция. Обычно ограничиваются контролем
заданной температуры и времени растворения, но этого явно недостаточно для оптимизации процесса. Время растворения одного
и того же шлихтующего препарата зависит не только от его химического состава, но и от многих других факторов (условий производства, длительности и условий хранения, влажности, конструкции аппарата для приготовления шлихты, скорости нагревания и
т. д.). Качество готовой шлихты наиболее целесообразно оценивать следующими параметрами: концентрация и степень растворения шлихтующего препарата, вязкость шлихты при оптимальной температуре шлихтования.
Правильно приготовленная шлихта должна обладать следующими параметрами:
относительное отклонение концентрации полученной
шлихты от заданной не более 8 %;
степень растворения шлихтующего препарата не ниже 0,95,
для крахмалопродуктов степень расщепления зерен не ниже 0,92;
относительное отклонение вязкости полученной шлихты при
оптимальной температуре шлихтования от заданной не более 5 %.
Общность свойств шлихтующих препаратов дает основание полагать, что процесс растворения каждого из них должен подчиняться общим закономерностям. С этой точки зрения неоправдано существующее многообразие технологических регламентов приготовления шлихты. Даже для приготовления шлихты на основе одного и
того же препарата разные источники рекомендуют различные технологические регламенты, отличающиеся как последовательностью
операций, так и температурным режимом. Это обусловлено тем, что
при разработке технологического регламента для конкретного препарата разные авторы в качестве отправной точки брали имеющееся
в их распоряжении технологическое оборудование (как правило, открытые баки с тихоходными мешалками).
Примеры рецептов шлихты на основе натуральных полимеров
для х/б пряжи, разработанные Центральным научно-исследовательским институтом х/б промышленности, приведены в табл. 37.
112
Таблица 37
№
рец.
Состав шлихты на 1000 л
крахмал картофельный, кг
1.
хлорамин, г
хлопковое масло, г
крахмал кукурузный, кг
едкий натр 100 %, г
хлорамин, г
2.
хлопковое масло, г
крахмал кукурузный (КНДР)
3.
едкий натр 100 %, г
хлорамин, г
хлопковое масло, г
пшеничная (ржаная) мука , кг
едкий натр 100 %, г
4.
5.
6.
хлорамин, г
хлопковое масло, г
мука, кг
крахмал картофельный, кг
едкий натр 100 %, г
хлорамин, г
хлопковое масло, г
мука, кг
крахмал кукурузный, кг
едкий натр 100 %, г
хлорамин, г
хлопковое масло, г
мука, кг
крахмал кукурузный, кг
едкий натр, 100 %, г
7.
хлорамин, г
хлопковое масло, г
Линейная плотность пряжи, текс
29–42
18,5–25
11,8–15,4
55–60
65–75
75–80
110–140
130–160
150–190
120–150
150–190
160–200
165–220
195–260
195–260
180–240
225–300
240–320
200–300
200–300
200–300
55–60
65–75
75–80
3–4,5
3–4,5
3–4,5
385–440
455–520
525–600
420–480
525–600
560–670
495–550
585-650
675–750
540–600
675–750
720–800
250–300
250–300
250–300
63–69
75–86
86–92
190–210
225–260
260–275
440–565
525–675
600–775
485–620
600–775
645–830
250–300
250–300
250–300
65–70
75–90
–
445–520
525–600
–
490–560
630–720
–
520–585
600–675
–
560–630
720–810
–
300
300
–
40
50
–
15–20
20–30
–
280–320
350–400
–
350–400
440–500
–
360–410
460–525
–
300
300
–
40
50
–
15–20
15–30
–
280–320
350–400
–
425–440
540–610
–
460–520
610–710
–
300
300
–
40
50
–
18–24
24–36
–
330–370
420–470
–
350–390
460–510
–
450–520
520–620
–
490–580
600–725
–
300
300
–
113
4.3. Оборудование для приготовления шлихты
Приготовляют (варят) шлихту в специальном помещении
ткацкой фабрики – клееварке.
Для приготовления шлихты клееварка должна иметь следующее оборудование:
клееварочные баки;
ванны для промывки полотен и сукон;
насосы для перекачивания шлихты;
весы для развешивания химических материалов;
стеллажи для хранения химических материалов;
приборы для определения концентрации шлихты, еѐ вязкости, температуры и т. д.;
переносные баки различной ѐмкости;
монорельс для транспортирования химических материалов.
Клееварочные баки устанавливают таким образом, чтобы было обеспечено лѐгкое поступление приготовленной шлихты в корыта шлихтовальных машин. Для этого баки располагают на 2–3 м
выше корыт, с тем чтобы шлихта подавалась самотѐком.
Варку шлихты производят в баках круглой или овальной формы, в автоклавах или специальных установках. Баки бывают ѐмкостью до 1000 л и более, деревянные или медные, а в последнее
время их изготавливают из нержавеющей стали. Устройство варочного бака овальной формы изображено на рис. 20.
Внутри бака помещены мешалки 4 для размешивания шлихты. Они получают вращение от конических шестерен z1 и z2 и
вращаются в противоположных направлениях.
Варку осуществляют с
помощью пара, подаваемого по паропроводу 5, на
конце которого имеется змеевик с отверстиями. Вода
подаѐтся по трубе 3. ГотоРис. 20. Схема бака для варки шлихты
вую шлихту насосом 1 по
114
трубопроводу 2 перекачивают в распределительный бак или непосредственно к шлихтовальным машинам. Для промывки и чистки бака на дне его имеется труба 6.
Бак имеет крышку, через которую засыпают клеящие материалы и другие компоненты шлихты и осуществляют контроль за варкой. Внутри бака имеются термометр для определения температуры шлихты и линейка со шкалой для измерения уровня и объема
шлихты.
В автоклавах шлихту варят под давлением. Автоклав – герметически закрывающийся сосуд с толстыми стенками и массивной
крышкой. Внутри автоклава помещена мешалка.
На отдельных фабриках для приготовления шлихты используют термомеханический способ расщепления зѐрен крахмала.
Аппарат для приготовления шлихты термомеханическим способом
разработан В. В. Копытиным (рис. 21).
Аппарат состоит из корпуса 3,
в котором расположена циркуляционная труба 5 с торообразными
кольцевыми форсунками 9, через
которые по паропроводу внутрь
трубы поступает пар. На валу 4 жестко крепятся винт 2 в виде шнека
и турбина 8. Вал вращается от
электродвигателя 7. Для быстрого
нагревания всего объема раствора в
аппарате на днище расположен
барбатер 1, в который также по паропроводу подается пар.
Турбина,
вращающаяся
с
большой частотой, центробежными
силами направляет поток мельчайших частиц раствора на стенки корпуса аппарата. Винт и турбина проРис. 21. Схема аппарата для
изводят интенсивное перемешиваприготовления шлихты
ние и механическое дробление комтермомеханическим способом
понентов шлихты, а также обеспечивают максимальную циркуляцию среды в аппарате. Аппарат
115
снабжен смотровым окном 6 для контроля за процессом.
Пар, поступающий через кольцевые форсунки 9 в циркуляционную трубу 5, действует своей тепловой и кинетической энергией
на «порции» движущегося потока и производит расщепление зерен
крахмалопродуктов в малом объеме трубы.
Автоматизированная линия для приготовления шлихты
ЛАПШ-1 предназначена для приготовления шлихты в реакторах
под давлением, хранения, а также последующей раздачи на шлихтовальные машины. Производительность линии при использовании крахмала – 2000 л/ч.
В состав ЛАПШ-1 входят загрузочное устройство, блок приготовления суспензии, варочно-расходные баки, баки для ТВВ, электропневмооборудование, управляющее логическое устройство.
Применение ЛАПШ-1 позволяет в три раза повысить производительность оборудования и значительно улучшить качество
шлихты и подготовки пряжи к ткачеству.
4.4. Основные технологические параметры процесса
приготовления шлихты
Качество шлихты определяется еѐ внешним видом и физикохимическими свойствами. По внешнему виду шлихта должна
представлять собой однородную клейкую на ощупь массу, без
комков. Физико-химические свойства шлихты определяются вязкостью, концентрацией клеящего материала и реакцией. При использовании крахмальных клеящих материалов проверяют также
равномерность расщепления крахмала.
Вязкость шлихты зависит от температуры, концентрации и
вида клеящего вещества. Вязкость определяется временем (в секундах) истечения шлихты из вискозиметрической воронки вместимостью 500 мл с отверстием 5 мм и длиной капилляра 50 мм.
На фабриках для измерения вязкости шлихты используют также
электровискозиметры Иванова П. А.
Для проверки концентрации клеящего вещества определяют
сухой остаток за счѐт высушивания небольшого количества шлихты (около 2 г).
Концентрацию шлихты можно рассчитать по формуле, %:
G K (100 WK )
(82)
К
,
V
116
где Gк – масса вводимых клеящих веществ, кг; Wк – влажность
клеящего материала, %; V – объем готовой шлихты, л.
Видимый и истинный приклей пряжи. После шлихтования
масса пряжи увеличивается. Разницу между массой ошлихтованной
и мягкой пряжи принято называть приклеем. Он является одним из
важных параметров, влияющих на обрывность пряжи в процессе
ткачества. Приклей характеризует количество отложившихся на
пряже сухих веществ шлихты. Небольшой приклей может быть недостаточным для образования защитной оболочки на поверхности
нити, а большой делает нити ломкими и хрупкими, что вызывает
облет шлихты и повышенную обрывность. Поэтому очень важно
придерживаться установленных норм приклея.
Видимый приклей определяют для каждого навоя ошлихтованной основы и для каждой партии пряжи. Для навоя видимый
приклей составит:
(G o G м )·100
(83)
П
,
В
Gм
где Gо – масса ошлихтованной пряжи на навое, кг; Gм – масса мягкой пряжи на навое, кг.
В зависимости от сырьевого состава пряжи и нитей нормы видимого приклея можно принять по табл. 38.
Таблица 38
Видимый приклей
Вид пряжи
Хлопчатобумажная пряжа из смеси с химическим волокном:
одиночная
крученая
Шерстяная гребенная пряжа из смеси с химическим волокном:
одиночная
крученая
Шерстяная аппаратная пряжа
Льняная пряжа
Штапельное волокно
Искусственный шелк
Видимый
приклей
5–11
2–5
6–12
2–6
3–6
4–10
5–7
2–5
Действительный расход клеящих материалов при шлихтовании определяется не видимым, а истинным приклеем.
Истинный приклей определяется с учетом влажности мягкой и
117
ошлихтованной пряжи и выражается отношением абсолютно сухой массы отложившихся на пряже составных частей шлихты к
абсолютно сухой массе мягкой пряжи.
Если влажность пряжи известна, то истинный приклей, %:
(84)
П И П В W1 W2 ,
где W1 и W2 – влажность соответственно мягкой и ошлихтованной
пряжи, %.
Приклей зависит от вида волокнистого материала, линейной
плотности пряжи и ее крутки, а также от вида переплетения, плотности вырабатываемой ткани, вида используемого клеящего материала. Чем большее воздействие испытывает пряжа на ткацком
станке, тем больше должен быть приклей для создания более
прочной ее структуры. Чем тоньше пряжа, тем больше приклей. С
повышением крутки пряжи приклей уменьшается. С повышением
плотности ткани приклей увеличивается. При выработке тканей полотняного переплетения приклей должен быть больше, чем при выработке тканей саржевого и сатинового переплетений.
Для пряжи различного сырьевого состава оптимальной является формула расчета истинного приклея в зависимости от концентрации шлихты:
К·С ш
,
100
Пи
(85)
где К – концентрация шлихты, %; Сш – доля уноса шлихты основной пряжей в процессе шлихтования, %.
Экспериментально установлено, что на барабанных машинах
при нагрузке на отжимной вал 1450 Н доля уноса шлихты составляет 95–100 %.
Расход клеящего материала на 1 т мягкой пряжи, кг:
П и 1000 1
Рк
100
.
(86)
Wк
Расход остальных материалов находится из пропорции.
Количество варок, необходимых для шлихтования 1 т мягкой
пряжи, шт.:
b
РК
,
GК
где Gк – масса вводимых клеящих веществ, кг.
118
(87)
4.5. Оборудование для шлихтования. Узлы и механизмы
шлихтовальной машины
Шлихтовальные машины предназначены для нанесения шлихты на нити основы, отжима избытка шлихты, высушивания основы
и наматывания пряжи на ткацкий навой с заданной плотностью.
Основными частями шлихтовальной машины являются (рис. 22):
1) стойка для установки сновальных валов;
2) пропиточный шлихтовальный аппарат;
3) сушильный аппарат;
4) устройство для удаления влажного воздуха в виде шатра,
зонта или камеры;
5) выпускная часть;
6) аппаратура для контроля технологического процесса
шлихтования и поддержания заданных параметров;
7) пароконденсатопровод.
Рис. 22. Технологическая схема шлихтовальной машины:
1 – сновальный вал; 2 – стойка; 3, 13 – мерильные ролики; 4 – тянульный вал;
5 – прижимной вал; 6 – зонт; 7, 9, 21, 28, 30 – направляющие ролики; 8 – эмульсирующий валик; 10 – перекатывающий ролик; 11 – ценовой пруток; 12 – раздвижной ролик; 14, 19, 27 – ролики-датчики; 15 – рассеивающий ролик; 16 – ткацкий навой; 17 – выпускной вал; 18 – ценовое поле; 20 – сушильный барабан; 22 – меточный механизм; 23 – клеильный аппарат; 24 – отжимной вал; 25 – погружающий
вал; 26 – запарная камера; 29 – площадка обслуживания
Шлихтовальные машины отличаются способом сушки, поэтому их можно классифицировать следующим образом:
машины барабанной сушки, в которых просушивание основы происходит благодаря соприкосновению пряжи с горячей
поверхностью барабанов;
машины камерной сушки, в которых просушивание осуществляется нагретым воздухом в камерах;
119
машины комбинированной сушки – в них основа подсушивается в результате соприкосновения с горячей поверхностью барабанов
и прохождения в камере с нагретым воздухом;
машины специальной сушки, в которых основа просушивается
посредством электроподогрева, газового обогрева, токами высокой
частоты, инфракрасными лучами и другими методами.
Для шлихтования хлопчатобумажных основ используют главным образом машины барабанной сушки. В шерстяном и льняном
производстве, а также при шлихтовании цветных основ применяют
машины камерной сушки. Машины барабанной сушки с высокой
температурой поверхности барабанов (до 140 оС) при шлихтовании
шерстяных основ обычно не используют, так как при высокой температуре шерстяное волокно разрушается. Для шлихтования штапельной пряжи и комплексных нитей в большинстве случаев используют машины барабанной и комбинированной сушки. Вообще
же машины комбинированной и специальной сушки могут применяться при шлихтовании различных основ. Однако машины специальной сушки не получили широкого распространения вследствие
большого расхода энергии и малой экономической эффективности.
В тех случаях, когда пряжу не шлихтуют, для еѐ перегона со сновальных валиков на ткацкий навой применяют перегонные машины.
Также большое распространение получили многобарабанные
шлихтовальные машины, поскольку на них можно с успехом
шлихтовать весь ассортимент основ, включая и основы из гребенной шерстяной пряжи, которые прежде шлихтовали на машинах
камерной сушки. Последние на сегодняшний день являются устаревшими.
Многобарабанные машины, прежде всего, характеризует
большая производительность. Далее следует отметить незначительные затраты времени на чистку. На машинах камерной сушки
часто засоряются сопла, загрязняются подогревающие трубы. Изза этого с течением времени производительность машин, если их
не чистить, падает. На многобарабанных же машинах даже при
сильной загрязненности производительность остается неизменной.
Опять же по сравнению с машинами камерной сушки многобарабанные машины обеспечивают лучший контроль натяжения нитей, более высокое качество шлихтованной основы. При поддержании достаточно высокого натяжения нитей в зоне ценовых прутков,
120
что необходимо для надежного разделения нитей основы, в машине
камерной сушки основа натянута на всем пути через сушильную
камеру, начиная от шлихтовального корыта, где основа еще влажная. А высокое натяжение влажной основы ведет к уменьшению ее
эластичности, ухудшению ряда ее свойств в ткачестве.
Если на машинах камерной сушки очень трудно достигнуть
равномерного просушивания нитей по ширине основы, то на многобарабанных машинах это не вызывает трудностей.
Кроме того, расход пара на многобарабанной шлихтовальной
машине значительно ниже, чем на машине камерной сушки (как
показали опыты, примерно 1,5 кг пара против 2–3 кг и более на 1
кг сухой, нешлихтованной основы).
На многобарабанных машинах нити основы легко, без приклеивания, сходят с покрытых тефлоном барабанов относительно
большого диаметра (76 см). Основа соприкасается с барабанами
попеременно то одной, то другой стороной. Путь, который она
проходит от барабана к барабану, невелик. На машинах камерной
сушки нити основы многократно огибают валы небольшого диаметра, что неблагоприятно отражается на качестве основы.
Наиболее совершенной, серийно выпускаемой нашей промышленностью являлась многобарабанная шлихтовальная машина
ШБ-11/180-3. Она имеет следующие особенности.
Сновальная секция снабжена электромагнитными тормозами,
которые должны создавать постоянное натяжение основы с каждого
вала на рабочем ходу и при переходе на заправочную скорость.
Пропиточная секция оборудована двумя парами отжимных
валов: верхними обрезиненными и нижними металлическими.
Давление на верхние отжимные валы поддерживается автоматически и при переводе на заправочную скорость автоматически
уменьшается с целью создания необходимого отжима. Кроме того,
вторая пара отжимных валов позволяет иметь распределенную нагрузку в жале валов до 1,45 Н/м, уменьшать влажность основы после отжима и соответственно снижать расход пара на сушку, а
скорость шлихтования увеличивать.
Сушильная секция состоит из одиннадцати сушильных барабанов. Первые шесть барабанов и перекатный ролик покрыты антиадгезионной тканью, предотвращающей налипание шлихты.
Температура поверхности барабанов может регулироваться по от121
дельным группам барабанов, что позволяет держать температуру
на барабанах первой группы 90–95 °С, второй группы – 140 °С и
третьей группы – 110–120 °C.
Секция навивания состоит из зигзагообразного рядка, выпускного вала с механизмом раскладки, механизмом уплотнения основы и механизмом съѐма и установки навоя.
Натяжение основы на участке “выпускной вал – ткацкий навой” и скорость ее навивания автоматически регулируются с помощью тензодатчика и электродвигателя постоянного тока с преобразователем.
Механизм уплотнения основы с помощью автоматически раздвигающейся скалки и пневмосистемы, осуществляющей прижим
скалки к основе, обеспечивают постоянную плотность навивки основы на навой.
Максимальная рабочая скорость машины достигает 150 м/мин
благодаря мощной испарительной способности сушильных барабанов (до 410 кг пара в час) и высокому удельному давлению в жале
отжимных валов.
В зависимости от сырьевого состава пряжи и нитей применяются различные машины.
Для шлихтования основ из натуральной и химической пряжи
используются следующие машины (табл. 39).
Таблица 39
Техническая характеристика барабанных шлихтовальных машин
Элемент характеристики
Линейная скорость шлихтования, м/мин
рабочего хода
тихого хода
Вместимость клеевого корыта, л
Температура шлихты в корыте, оС
Испарительная способность машины Qm, кг/ч
Давление пара в сушильных барабанах, кПа
Температура поверхности барабанов, оС
Максимальный диаметр намотки основы, мм
на навой
на сновальный вал
Минимальный диаметр ствола навоя, мм
Вытяжка основы на машине, %
122
ШБ11/140
ШБ11/180
ШБ9/180
30–150
4
200
до 90
330
до 300
48–10
30–150
4
200
до 90
410
до 300
48–110
16–150
4
200
до 90
380
до 300
48–110
700
800
100
0,6–3,5
700
800
100
0,6–3,5
700
800
100
0,6–3,5
Окончание табл. 39
Элемент характеристики
Влажность основы, %
после отжима W1
после сушки W2
Плотность навивки основы на навой, г/см3
ШБ11/140
ШБ11/180
ШБ9/180
70–100
3–12
до 0,7
70–100
3–12
до 0,7
70–100
3–12
до 0,7
В льноткачестве для шлихтования основ применяют главным
образом камерные шлихтовальные машины. Несколько меньшее
распространение имеют барабанные машины.
Для шлихтования шерстяной и полушерстяной, однониточной
и крученой пряжи используют машины камерной сушки (табл. 40).
Таблица 40
Техническая характеристика камерных шлихтовальных машин
Элемент характеристики
Линейная скорость шлихтования, м/мин
рабочего хода
тихого хода
Линейная плотность пряжи, текс
Количество нитей в партии
Ткацкий навой
максимальный диаметр навивки, мм
минимальный диаметр ствола, мм
Температура шлихты в корыте, оС
Влажность основы, %
после отжима
после сушки
Приклей шлихты, %
Температура воздуха в сушильной камере,
о
С
Плотность навивки основы на навой, г/см3
Испарительная способность машины, кг/ч
ШКВ-180,
ШКВ-230
ШК-185-3,
ШК-185
12–80
4
12–55
4
от 200 до 10
1500–7000
1500–7000
1500–
7000
800
150
до 90
600
100
до 90
600
100
до 90
70–10
8–14
2–10
70–100
8–14
2–10
70–100
8–14
2–10
65–95
65–95
65–90
0,4–0,7
250
0,4–0,6
200
0,4–0,6
200
ШК-230
12–55
4
Современные зарубежные шлихтовальные машины выпускаются фирмами «Sucker-Muller-Hacoba» (Германия), «Benninger»
(Швейцария), «West Point» (США), «Toyota», «Tsudakoma» (Япония), «Karl Mayer» (Германия).
Все современные шлихтовальные машины оснащены системами управления с использованием компьютеров, автоматически123
ми системами регулирования уровня и температуры шлихты, величины приклея, вязкости шлихты, величины отжима и др.
На шлихтовальных машинах постоянство заданных величин
приклея, влажности и вытяжки при шлихтовании на рабочей скорости по всей длине основы обеспечивается использованием компьютерной системы для установки этих параметров шлихтования,
их контроля и регулирования, работающей с высокой надѐжностью и быстродействием.
С использованием этой системы задаются и автоматически
поддерживаются на заданном уровне: процент приклея; влажность
основы и вытяжка на отдельных еѐ участках; температура в пропиточной ванне и на сушильных барабанах; натяжение основы при
сматывании с каждого сновального валика и при наматывании основы на ткацкий навой.
Совершенствование принципиальных схем многобарабанных
шлихтовальных машин и увеличение количества сушильных барабанов до 26 позволило использовать их для шлихтования на больших скоростях тяжѐлых основ с любым количеством нитей. Технические характеристики современных шлихтовальных машин
представлены в таблице 41.
Таблица 41
Технические характеристики современных шлихтовальных машин
Элементы характеристика
Линейная плотность пряжи из натуральных и химических волокон, текс
Рабочая ширина машины, мм
Натяжение основы перед навоем, Н
Скорость шлихтования, м/мин
рабочая
заправочная
Число шлихтовальных ванн
Предварительная сушка, кол-во барабанов
Число барабанов
Плотность намотки на навое, г/см3
Вытяжка основы, %
Максимальная нагрузка в жале отжимных
валов, кН
Мощность электродвигателя, кВт
Comsize
(SMH)
2–300
Ben-Sizetec
(Benninger)
2–1000
Sise-O-Matic
(Karl Mayer)
2–300
1800–2800
400–1500
1400–2800
1250
1500–2800
1200–4000
До 160
6
1-3
4-12
500
0,4
1-2
2
150
5
2
4
До 24
0,7
До 12
0–15, 0–40
До 20
300
До 10
0–50
До 16
0,7
До 12
0–50
30
30
28
124
Сравнительный анализ технологического процесса шлихтования
основ на машинах Karl Mayer и ШБ-11/180 показал, что:
− конструктивные особенности шпулярников имеют небольшие различия;
− конструкция шлихтовального корыта машины фирмы «Karl
Mayer» отличается тем, что установлен дополнительный отапливаемый накопитель с двойными стенкам, системой циркуляции раствора со сливом с двух сторон. В накопителе шлихта очищается, проходя через предварительный фильтр, и с помощью стальных насосов и фильтра тонкой очистки возвращается в чашу приѐма;
− конструкция сушильных барабанов машины фирмы «Karl
Mayer» отличается количеством барабанов (Karl Mayer – 9 шт.,
ШБ-11/180 имеет 11 шт.), сушильные цилиндры машины фирмы
«Karl Mayer» с тефлоновой поверхностью, на машине ШБ-11/180
первые шесть барабанов и направляющий ролик имеют антиадгезионное покрытие (фторопластовое);
− перегонная машина ВМ и накатная секция являются конструктивной особенностью машины фирмы «Karl Mayer» и дают возможность устанавливать большую максимальную длину трубы навоя;
− шлихтоварка TR-F.700 фирмы «Karl Mayer», укомплектованная станцией для понижения парового давления для прямого
или непрямого отопления, включая паровую крышку, имеет дополнительный резервуар для шлихты;
− на машины фирмы «Karl Mayer» установлено запоминающее
программируемое устройство для управления и наблюдения, компьютера, модема, а также установка контроля за нитью Laserstop.
Узлы и механизмы шлихтовальной машины
Узел питания шлихтовальной машины. Питание шлихтовальной машины может быть различным. Критерием выбора вида питания является высокая степень использования шлихтовальной машины, то есть минимальные потери времени на смену питающих
паковок, наличие свободной площади и другие параметры. Питание
шлихтовальных машин может осуществляться со шпулярника, навоя, сновального барабана, но чаще всего со сновальных валов.
Сновальные валы на стойках шлихтовальных машин размещают вертикально, радиально и горизонтально. С целью предупреждения деформации нитей в пропиточной ванне основные нити сматываются со сновальных валов тянульными валами.
125
Условие сматывания нитей со сновальных валов: момент сматывания Мсм больше тормозного момента Мт.
Пропиточная секция шлихтовальной машины предназначена
для пропитки основ шлихтой с последующим отжимом до определенной влажности отжимными валами. Она состоит из ванны для
шлихты, тянульного устройства, погружающего ролика, отжимных валов. Отжим основы осуществляется давлением верхнего вала на нижний, а давление создается пневмокамерами. Разогрев и
поддержание температуры шлихты в корыте осуществляются
острым паром, подаваемым в змеевик ванны. В зависимости от
требований, предъявляемых к процессу шлихтования, используют
следующие ванны:
1) с одним погружающим валиком и одним или двумя парами
отжимных валов;
2) с двумя погружающими валиками и двумя парами отжимных
валов.
Погружающий валик служит для погружения нитей в шлихтующий раствор и обеспечения определенной длительности пребывания их в растворе. Для обеспечения более длительного пребывания нитей в растворе шлихты используются спаренные погружающие валики.
Отжимные валы выполняют следующие функции:
1) удаление избыточного количества шлихты;
2) обеспечение более глубокого проникновения шлихты
внутрь.
Недостаточный отжим нитей приводит к их склеиванию и вызывает трудности в ткачестве, поэтому большое значение имеет
создание равномерного отжима по всей ширине основы. Для этого
используются эластичные покрытия верхнего отжимного вала.
Сушильная секция. Сушка ошлихтованных нитей осуществляется в основном тремя способами: контактным, конвекционным и
излучением.
Контактная сушка применяется на барабанных шлихтовальных машинах. Вследствие того, что нити прилегают к поверхности сушильных барабанов, процесс сушки происходит лишь с одной стороны. Пар выходит через свободную поверхность нитей,
при этом жидкость, находящаяся в капиллярах, а также частицы
шлихты перемещаются к поверхности нитей, противолежащей их
126
контактной стороне. При прохождении нитей через несколько барабанов точки контакта меняются, за счет чего происходит равномерное высушивание нитей основы. При этом способе сушки достигается испарительная способность 800–1000 кг/ч, в зависимости
от числа сушильных барабанов.
При конвекционной сушке сначала высушивается поверхность
нитей. Испаряющаяся жидкость, включая частицы шлихты, перемещается изнутри наружу, в результате чего на поверхности нити
образуется равномерно распределенная пленка шлихты. Это оказывает положительное влияние на устойчивость нитей к многократным растягивающим нагрузкам и трению. Испарительная способность – 300 кг/ч.
Сушка излучением начинается изнутри нити, в то время как
водяной пар движется изнутри наружу, шлихта перемещается к
центру нити. Отличительной особенностью такого способа сушки
является то, что центр нити высыхает, а ее поверхность еще не
достигла требуемой влажности. Шлихта может глубоко проникнуть в нить, проклеивая ее насквозь. В этом случае количество
склеенных волокон возрастает, они теряют возможность перемещаться друг относительно друга и нити становятся непригодными
для ткачества. На практике сушка излучением используется одновременно с другими видами сушки.
Хорошо зарекомендовали себя универсальные шлихтовальные
барабанные машины с 5–13 сушильными барабанами, диаметр которых 700–800 мм, а нагрев осуществляется паром. Благодаря
большому количеству барабанов, легко регулируется температура
сушки в соответствии с видом нитей, причем достигается высокая
рабочая скорость – до 150 м/мин. Контактная сушка позволяет
экономично использовать тепло в отличие от воздушной сушки.
В зависимости от вида нитей рекомендуется принимать следующие средние температуры сушильных барабанов при давлении пара 0,35 МПа:
для хлопчатобумажной пряжи – 35–140 оС ;
для смешанной пряжи – 100–110 оС;
для комплексных нитей – 80–100 оС.
Рекомендуются следующие рабочие скорости шлихтования:
для хлопчатобумажной пряжи и пряжи из смеси полиэфирного и шерстяных волокон – до 150 м/мин;
127
для вискозных комплексных нитей – 40–80 м/мин;
для ацетатных комплексных нитей – 70–100 м/мин;
для полиамидных комплексных нитей – 30–100 м/мин.
Передняя часть шлихтовальной машины включает ценовое
поле. При классическом шлихтовании склеенные между собой
ошлихтованные нити основы разделяются в ценовом поле после
сушильной секции машины. При первом способе основные нити,
разделенные на части, пропитываются шлихтой в отдельных пропиточных ваннах, подсушиваются на сушильных барабанах промежуточной сушки и соединяются при окончательной сушке,
формируя основу. Это исключает процесс разделения нитей в ценовом поле и снижает их повреждаемость. При втором способе
происходит мокрое разделение нитей с помощью медленно вращающихся полированных нитеразделительных прутков, благодаря
чему получается гладкая поверхность нитей и в дальнейшем исключается возможность их склеивания между собой.
4.6. Приборы для контроля и автоматического регулирования
параметров шлихтования
В настоящее время на шлихтовальных машинах для контроля
и регулирования основных технологических параметров:
1) натяжение пряжи по зонам машины;
2) вытяжка пряжи;
3) давление в отжимных валах; температура в пропиточной
ванне и сушильной секции;
4) уровень шлихты в пропиточной ванне;
5) плотность и длина намотки основной пряжи на ткацкий навой, применяются следующие устройства.
Уровень натяжения пряжи по зонам машины и общая вытяжка основы влияют на величину потери упругих удлинений ошлихтованных нитей. Регулирование натяжения и общей вытяжки
нитей на машине осуществляется торможением сновальных валов,
изменением скоростей рабочих органов машины, настройкой
уравнительных механизмов и скоростью двигателя, приводящего в
движение ткацкий навой.
На шлихтовальных машинах натяжение контролируется в трѐх
зонах: “сновальные валы – тянульный вал”, “сушильные барабаны
– выпускной вал”, “выпускной вал – ткацкий навой”.
Для контроля и регистрации натяжения основы в этих трѐх зо128
нах используется прибор КСТЗ-И. Автоматический тензометрический прибор КСТЗ-И представляет собой стационарный одноточечный показывающий и регистрирующий прибор с записью на
диаграммном диске.
Устройство типа УИНО-1 предназначено для измерения суммарного натяжения основы на шлихтовальных и сновальных машинах. Принцип действия устройства основан на преобразовании натяжения основы, которое изменяет сопротивление тензомоста.
Уравнительный механизм шлихтовальной машины предназначен для регулирования скорости отдельных рабочих органов
шлихтовальной машины в целях обеспечения необходимой вытяжки основы и поддержания заданного натяжения нитей основы
на всех участках шлихтовальной машины.
На машине ШБ-11/140 установлено три бесступенчатых уравнительных механизма, которые дают возможность получить вытяжку в пределах 0,3–3,5 % за счет разности скоростей питающих
и выпускных органов машины. Регулирование натяжения основы
на шлихтовальной машине производится в следующих зонах:
1) между стойками для сновальных валов и первым тянульным валом с помощью тормозов;
2) между первым тянульным валом и отжимными валами с
помощью первого уравнительного механизма;
3) между отжимными валами и сушильными барабанами с
помощью второго уравнительного механизма;
4) между сушильными барабанами и выпускным валом с помощью третьего уравнительного механизма;
5) между выпускным валом и ткацким навоем с помощью
электродвигателя постоянного тока, приводящего в движение
ткацкий навой.
Процесс шлихтования нужно организовать так, чтобы не допустить вытяжки пряжи против установленных норм. Если это
случится, то в пряже появляются остаточные или пластические
деформации, вследствие чего в ткачестве повышается обрывность.
Допустимая вытяжка, % :
– для хлопчатобумажной пряжи….…1 – 1,5
– для шерсти…………………………..2 – 3
– для шелка………………………........3,5 – 4,5
– для льна…………………………..….0,8
129
Регулирование давления пара в барабанах вызывает колебание
температуры их поверхности, что изменяет степень просушивания
и влажности основ. Применяют автоматические регуляторы давления пара. При увеличении давления включается исполнительный механизм, регулирующий подачу пара.
Вытяжка на новых шлихтовальных машинах измеряется стационарным прибором 1УВУ или датчиком вытяжки ДВТ в зоне от
тянульного вала перед клеильным аппаратом до выпускного вала.
Зоны “сновальные валы – тянульный вал” и “выпускной вал –
ткацкий навой” приборами вытяжки не контролируются. Указатель позволяет измерять вытяжку и усадку от 0 до 79,9 %.
Регулятор температуры шлихты. Температура в ванне
шлихтовальной машины автоматически регулируется двухпозиционным регулятором. Терморегулятор имеет чувствительный элемент, состоящий из латунной трубки и внутреннего стержня, установленный в ванне шлихтовальной машины. Рычаг и микровыключатель исполнительного механизма выполняют операции по
открытию и закрытию трубопровода, по которому подается пар.
Работа датчика терморегулятора основана на принципе разности
температурных коэффициентов линейного расширения трубки и
внутреннего стержня. При отклонении температуры от заданной латунная трубка, охлаждаясь или нагреваясь, изменяет свою длину,
вследствие чего происходит продольное перемещение внутреннего
стержня, который практически не изменяет своих линейных размеров при повышении или понижении температуры шлихты. Левый
конец внутреннего стержня жестко соединен в латунной трубке, а
правый упирается в рычаг. При понижении температуры шлихты
латунная трубка укорачивается, рычаг поворачивается и переводит
микропереключатель, вследствие этого открывается клапан подачи
пара в проклеивающий аппарат машины. При повышении температуры шлихты латунная трубка удлиняется, рычаг поворачивается и
переводит микропереключатель в другое положение, вследствие
этого закрывается клапан подачи пара.
Регулятор уровня шлихты. В процессе шлихтования шлихта
из ванны уносится нитями основы. От глубины погружения основы в шлихту зависит приклей нитей, а следовательно обрывность в ткачестве. Поэтому для получения постоянного приклея
уровень шлихты должен поддерживаться на определенном уровне.
130
На шлихтовальных машинах для этой цели используют электрический регулятор-сигнализатор уровня ЭРСУ-3. Он состоит из релейного блока и трех электроконтактных датчиков. Принцип его
работы основан на преобразовании изменения электрического сопротивления между электродатчиком и стойкой сосуда в электрический релейный сигнал.
Погружение электрода датчика в контролируемую электропроводную среду вызывает уменьшение сопротивления, а поднятие – увеличение сопротивления.
Регулятор влажности основы. Влажность ошлихтованной основы – один из важнейших показателей, влияющий на износостойкость
пряжи при переработке ее на ткацком станке. При недостаточной
влажности ошлихтованные нити становятся ломкими, а при повышенной влажности нити основы слипаются между собой, в результате
чего повышается их коэффициент трения.
Влажность основы после шлихтования рекомендуется поддерживать на следующем уровне, % :
для хлопчатобумажной пряжи и смесей ее с химическими
волокнами – 7–8;
для ацетатной пряжи – 5–7;
для шерстяной пряжи и смесей ее с лавсаном – 8–9;
для льняной пряжи – 10–14.
Контроль и автоматическое регулирование влажности нитей
основы на шлихтовальных машинах осуществляются электронным
кондуктометрическим регулятором влажности основ ЭКРВО-1Т4.
Принцип измерения влажности основан на измерении электрического сопротивления пряжи, проходящей между контактным датчиком и направляющим валом машины. При отклонении величины сопротивления от заданной подается сигнал на изменение
скорости движения основы.
Влагомер ткацких основ ВК-2 предназначен для измерения и
контроля влажности, а в комплекте с регулятором РП4-У – для регулирования влажности движущихся ошлихтованных основ из льняных,
вискозных, ацетатных, триацетатных, капроновых и хлопчатобумажных нитей. Влагомер может использоваться для работы в системах
АСУ ТП.
Для измерения длины основы, навиваемой на ткацкий навой, на
шлихтовальных машинах имеются специальные приборы – счетчики,
131
которые измеряют длину основы и число кусков на каждом навое.
Автоматическое регулирование приклея основы. Принцип действия установки: прибор измеряет длину проходящего через машину участка основы и количество шлихты за этот период времени,
измеряет вес проходящей основы, который зависит от линейной
плотности нитей, числа нитей на единице длины, влажности и др.
4.7. Технологические параметры шлихтования
и эмульсирования
Установка и поддержание параметров шлихтования и эмульсирования подчинены необходимости получения ошлихтованных
основ высокого качества. Параметры шлихтования и эмульсирования выбираются в зависимости от рода волокна, линейной плотности и структуры нитей, строения и назначения ткани, состава
шлихты и типа ткацкого станка.
К основным параметрам шлихтования относятся следующие:
1) скорость шлихтования;
2) давление отжимных валов;
3) натяжение основы по зонам шлихтовальной машины;
4) температурный режим нанесения шлихты и сушки.
От этих параметров в свою очередь зависят приклей и концентрация шлихты, вытяжка и влажность ошлихтованных основных нитей.
Линейная скорость шлихтования зависит от испарительной
способности сушильного аппарата шлихтовальной машины, отжима шлихты, линейной плотности, числа нитей в основе и степени отжима. Линейная скорость шлихтования может быть определена по формуле:
Qm
(88)
V
,
an o To 60
где Qm – испарительная способность сушильного аппарата шлихтовальной машины, кг/ч (для машин типа ШК: 250–280 кг/ч; для машин ШКВ: 200–350 кг/ч; для 9-барабанных машин: 400–450 кг/ч;
для 2-барабанных машин: 70–120 кг/ч); а – коэффициент отношения
массы влаги к массе пряжи после отжима (0,9–1,4); no – число нитей
в основе; To – линейная плотность основной пряжи, текс.
Температура шлихты в клеевой ванне – один из факторов,
определяющих структуру приклея. Повышение температуры шлихтования до определенного предела улучшает структуру приклея,
132
увеличивает прочность связи клеевой пленки с пряжей благодаря
лучшему смачиванию пряжи шлихтой и снижению вязкости шлихты, а, следовательно, влияет на количество и характер проникновения шлихты в пряжу. Величина температуры шлихты в клеевой
ванне, при которой ведѐтся шлихтование, определяется типом
шлихты, сырьевым составом и толщиной пряжи. Так, например,
шлихтование хлопчатобумажной пряжи шлихтой из натурального
крахмала обычно происходит при температуре от 70 до 90 ºС, а
для шлихты из химических материалов этот интервал лежит ниже,
в частности для КМЦ – 65–70 ºС.
Влажность ошлихтованной основы оказывает существенное влияние на уровень обрывности основных нитей в ткачестве.
Увеличение влажности до определенных пределов способствует
сохранению удлинения и уменьшению обрывности пряжи на
ткацком станке. При излишней влажности нити ошлихтованной
основы слипаются между собой, а при недостаточной – становятся
ломкими и неэластичными, покрывающая нить пленка из шлихты
быстро разрушается. Обычно на фабриках ошлихтованная основа
выпускается с влажностью в пределах 5–9 %.
Отжим является одним из главных факторов, определяющих
результаты шлихтования. Степень отжима принято характеризовать количеством шлихты, уносимой пряжей.
Между степенью отжима, величиной концентрации шлихты
и приклеем существует строгая зависимость, %:
Пи
(89)
O
100,
К
где O – степень отжима; Пи – истинный приклей; К – концентрация шлихты.
Эта зависимость имеет большое значение при выборе требуемого режима шлихтования. Зная степень отжима, можно расчетным путем установить необходимую концентрацию шлихты в
клеевой ванне для получения любой заданной величины приклея.
Давление пара в сушильных барабанах
В современных шлихтовальных барабанных машинах основным теплоносителем является насыщенный пар (агент сушки в
камерах – перегретый воздух). Давление пара внутри сушильных
барабанов определяет температуру их поверхности.
Применение насыщенного пара ограничено по следующим
133
причинам: повышение давления пара ведет к относительно небольшому увеличению температуры воздуха; повышение давления
пара (как и его транспортировка) требует довольно сложного оборудования.
Вытяжка является одним из важнейших показателей работы
шлихтовальных машин при шлихтовании. Выбор оптимального
натяжения в мокрой зоне является важным, т. к. в этой зоне основа
получает 2/3 вытяжки при шлихтовании. Натяжение в мокрой зоне – 2,5 % от разрывной нагрузки основы.
От натяжения основы в сухой зоне зависит разделение основных нитей в ценовых прутках и параллельное расположение их на
тянульном валу. Натяжение в этой зоне должно составлять 2–6 %
от разрывной нагрузки основы.
От натяжения основы в зоне "выпускной вал – ткацкий навой" зависит равномерное наматывание основных нитей на ткацкий навой. Это натяжение должно быть постоянным и составлять
12 % от разрывной нагрузки основы.
Шлихтовальные машины, как правило, имеют принудительное движение сушильных барабанов и затем ряд уравнительных
механизмов: все это предназначается для уменьшения вытяжки.
В работе Калинина А. Л. [11] приводятся следующие технологические параметры, оказывающие влияние на вытяжку:
– скорость транспортирования основы (типовые скорости 40–
80 м/мин);
– натяжение основы в рабочей зоне;
– влажность основы;
– температура окружающей среды (влияет на модуль упругости нити);
– артикул ткани;
– засорѐнность пряжи;
– масса пряжи на валике;
– текущий диаметр сматывания;
– вид заправки нитей;
– масса тары (сновальный вал);
– вид стойки
– радиус ствола сновального вала (рекомендуется не менее
100 мм, влияет на инерционные нагрузки);
– эксцентриситет оси вращения валика;
134
– разноудалѐнность узлов установки валиков от тянульной пары.
Также Калинин А. Л. исследовал вопрос о зависимости вытяжки основы от вида заправки на стойках сновальных валов.
Исследования, проведенные кандидатом технических наук Бородиным А. И. и другими учеными, показывают, что увеличение
вытяжки хлопчатобумажной пряжи вызывает ухудшение механических свойств пряжи, то есть падение прочности и удлинения.
Вытяжка пряжи оказывает влияние и на обрывность. С увеличением вытяжки растет обрывность в ткачестве.
Параллельная (независимая) заправка
2
4
2n
1
3
2n-1
P1 = P2 = … = Pn = mP
P2k = mP,
где k = 1, 2, 3…n
Рис. 23
Последовательная заправка
2
1
n1
4
3
β
5
n
Рис. 24
Pk = m[kτk+1 – (k - 1)τk],
где k = 1, 2, 3…n-1
τ 2 ≤ τ3 ≤ τn ≤ P
k 1
e ,
k
где k = 2, 3…n-1
1
2
3
n
Рис. 25
Pn = m[nP – (n – 1)τn],
P
n
135
e
Комбинированная заправка
1
3
Условия сматывания:
τ2k ≤ P, где k = 1, 2…n
2n-1
5
P
4
2
6
2n
e
1
2k
Рис. 26
выравнивающие
тормозные
усилия валиков
P2k – 1 = mτ2k
P2k = m(2P – τ2k), где k = 1, 2…n
4
2
1
3
6
5
7
Рис. 27
P1 = P3 = P5 = P7 = mP
P2 = P4 = mP6
P6 = m(3P – 2τ6)
Условия сматывания:
τ6 ≤ P
P
e
1
6
Таким образом, для повышения производительности ткацкого
оборудования и для улучшения качества выпускаемой продукции
необходимо стремиться к получению возможно меньшей вытяжки
пряжи на шлихтовальной машине.
Для получения оптимальной величины вытяжки необходимо
поддерживать в различных зонах шлихтовальной машины следующие относительные величины натяжения, в процентах от разрывной нагрузки, льняной и хлопчатобумажной пряжи [12]:
Таблица 42
Натяжение пряжи по зонам вытяжки
Номер
зоны
Первая
Вторая
Третья
Четвертая
Пятая
Зона вытяжки
Сновальные валы – тянульный вал
Тянульный вал – отжимные валы
Отжимные валы – сушильные барабаны
Сушильные барабаны – выпускной вал
Выпускной вал – ткацкий навой
136
Натяжение
До 1
1–1,5
1,5–2
2–3,5
4–6
Сотрудники ткацкой лаборатории на предприятиях для определения вытяжки широко используют приборы, разработанные
С. А. Любимовым и В. И. Ивановым. При определении вытяжки
по методу С. А. Любимова используются два одинаковых прибора.
Один из них устанавливают на сновальном валу, а другой – спереди, на ткацком навое. Счетчики показывают длину основы до
шлихтования и после него. Если длина сошедшей со сновальных
валов основы L1, а длина, за тот же промежуток времени навитая
на ткацкий навой ошлихтованной основы – L2, то вытяжка, %:
( L1 L2 )100
(90)
B
.
L2
Прибором В. И. Иванова определяется время движения одного
и того же участка мягкой и ошлихтованной основы при одной и
той же скорости шлихтования. Вытяжку основы определяют по
формуле, %:
B
(t1
t 2 )100
,
t2
(91)
где t1 – время прохождения определенной длины мягкой основы; t2 –
время прохождения той же длины ошлихтованной основы, с.
В производстве и научных исследованиях используется метод
меток для определения вытяжки. Заключается он в том, что на определенном расстоянии на мягкую основу наносят цветные метки (нитками, краской), а затем замеряют это расстояние в передней части
машины (обычно перед гребенкой) и расчетом находят вытяжку.
Таких замеров следует сделать не меньше трех и рассчитать
среднее значение вытяжки. Этим методом можно определить как
общую, так и частные вытяжки [12].
Вытяжку пряжи на шлихтовальной машине можно вычислить по формуле, %:
B
(V2
V1 )100
,
V1
(92)
где V2, V1 – скорость выпускных и питающих органов шлихтовальной машины соответственно, м/мин.
Расчет объема и длины основы на навое
Объем ткацкого навоя, заполненного нитями, г/см3:
V
H 2
(D d 2 ),
4
137
(93)
где d – диаметр ствола навоя, см; D – максимально возможный
диаметр намотки основы на навой (применяется на 3–5 см меньше
диаметра фланцев навоя), см; H – расстояние между фланцами навоя, см.
Масса нитей на навое, г:
(94)
G V ,
где – плотность намотки нитей на ткацкий навой (принимается
согласно выбранным технологическим параметрам), г/см3.
Масса мягкой (неошлихтованной) основы на навое с учетом
истинного приклея, г:
100 G
(95)
Gm
,
100
Пи
где Пи – истинный приклей, %.
Длину основы на навое (м) определяют с учетом числа нитей в
основе и их линейной плотности:
L о.н.
G m1000
,
То n о
(96)
где То – линейная плотность нитей, текс; no – число нитей в основе.
Фактическая производительность с учетом приклея:
Пф = V·t·n·T·Кпв·(1+ 0.01·Аи)/106,
(97)
где V – скорость шлихтования, м/мин; t – время работы машины,
мин; n – количество нитей в основе; АИ – истинный приклей, %;
Кпв для шлихтовальных машин – 0,6–0,85; Кпв для эмульсирующих
машин – 0,75–0,88.
Количество основ, наработанных за время работы машины:
Пр = V·t·Кпв·(1 + 0.01·Аи)/L·Ko·106,
(98)
где L – длина основы в куске, м; Ко – количество кусков основы на
навое.
Производительность перегонно-эмульсирующей машины
можно рассчитать по нескольким формулам:
1. Производительность основ в час:
П = V·60·Кпв/L·Ко,
(99)
2. Производительность машины по массе мягкой пряжи, кг/ч:
Пм = V·60·Gм·Кпв/100,
(100)
где Gм – масса 100 метров мягкой пряжи при кондиционной влажности, кг.
3. Производительность машины по массе эмульсированной
138
пряжи, кг/ч:
Пэ = Пм (1 + Аи /100).
(101)
Кпв машины зависит от технического состояния машины, ее
испарительной способности, качества шлихты и основы, навитой
на сновальный валик. На Кпв оказывает влияние плотность и длина основы в партии, т. к. наиболее длительные простои происходят при заправке новой партии основы, прокладке цен, смене навоев. Чем больше размер паковок, тем выше Кпв.
Все технологические параметры процесса шлихтования пряжи
сводятся в таблицу, которая представляет собой технологический
режим процесса шлихтования.
Для соблюдения технологического режима проводится контроль технологического процесса шлихтования. Основные объекты и периодичность контроля технологического процесса шлихтования пряжи представлены в приложении А.
Изменение свойств нитей
после шлихтования и эмульсирования
В процессе шлихтования и эмульсирования значительно изменяются свойства пряжи: за счѐт приклея происходит увеличение
массы пряжи и, следовательно, повышение еѐ линейной плотности; в результате склеивания отдельных волокон значительно повышается прочность пряжи и уменьшается еѐ удлинение, так как
склеивание волокон препятствует изменению извитости и скольжению одних волокон относительно других.
Так, прочность х/б и шерстяной пряжи после шлихтования повышается на 20–25 %, льняной – на 12–25 %, а пряжи из химических волокон – до 40 %. Падение удлинения составляет для х/б
пряжи 25–30 %, шерстяной гребенного прядения – 10–16 %, льняной – 4–10 %.
За период шлихтования нити воспринимают воздействие ряда
физико-химических процессов и механических действий:
1) смачивание и поглощение шлихты;
2) давление отжимных валов;
3) нагревание при высоких температурах;
4) механическое разделение нитей в ценовом поле.
Все эти процессы протекают под натяжением, которое возрастает по мере продвижения основы от сновального вала к ткацкому навою и способствует появлению вытяжки. Такое воздейст139
вие на нити отражается на уровне следующих показателей:
1) стойкость к истиранию возрастает в 5–10 раз;
2) разрывная нагрузка увеличивается на 15–20 %;
3) разрывное удлинение уменьшается на 14–28 %.
Пороки и отходы при шлихтовании и эмульсировании
1. Малосминаемая основа получается в результате недостаточной концентрации шлихты, неправильной подачи ее в ванну
или изменения отжима после шлихтования. Такая основа имеет
низкий процент приклея, мягкая на ощупь, при прохождении через ценовое поле оставляет много пуха. Все это приводит к повышенной обрывности в ткачестве.
2. Переклеенная основа образуется в результате изменения
концентрации шлихты, слабого отжима, слишком большого погружения основы в ванну, неравномерной подачи шлихты в ванну. Переклеенная основа имеет высокий процент приклея, на
ощупь жесткая, грубая, малоэластичная. На ткацком станке шлихта осыпается. Такая основа ускоряет износ ремизок и берд, что
повышает обрывность.
3. Неравномерный приклей наблюдается при резких колебаниях уровня и температуры шлихты в ванне. Необходимо следить за
правильностью работы регулятора уровня и температуры шлихты
в ванне.
4. Недосушенная основа получается при недостаточной температуре сушильных барабанов или воздуха в сушильной камере и повышенной скорости шлихтования. Основа на ощупь влажная. Нити
на ткацком навое склеиваются, что приводит к частым обрывам. Поэтому необходимо следить за давлением пара в сушильных барабанах и скоростью шлихтования.
5. Пересушенная основа возникает при малой скорости шлихтования, при длительных остановах, когда доступ пара в паропровод не прекращается, а также при чрезмерно высокой температуре
воздуха в сушильных барабанах. В результате основа малоэластичная и хрупкая, снижается ее влажность, повышается обрывность в ткачестве.
6. Сплошной заклей наблюдается при длительном останове
машины, если погружающий валик и верхние отжимные валы не
были подняты. Это приводит к массовой обрывности нитей на
140
ткацком станке.
7. Лепешки и кляксы образуются от попадания на отжатую основу капель шлихты в результате ее интенсивного кипения в ванне. Засохшие на основе брызги шлихты вызывают обрыв нитей на
шлихтовальной машине при разделении их в ценовом поле.
8. Закрещенные и затерянные нити появляются в результате
несвоевременного и недостаточного прокладывания цен и неравномерной раскладки нитей в рядке шлихтовальной машины. Из-за
этого на ткацком станке появляются пороки: "затяжки" и "слабина" отдельных нитей, "закрещенный" исход нитей.
9. Неправильная навивка основы на ткацкий навой возникает
при неравномерном прижатии скалки к навою, несоответствии
длины скалки длине навоя, а также при неправильной установке
рядка по отношению к навою. Это вызывает провисание отдельных нитей или их повышенное натяжение на ткацком станке.
10. Слабонавитая основа получается при недостаточном давлении скалок на ткацкий навой. Это приводит к врезанию отдельных нитей в нижние слои, из-за чего повышается обрывность.
11. Грязные и ржавые пятна. Причинами этого могут быть:
загрязненная клеевая ванна, капель с зонта, грязная шлихта.
12. Повышенная вытяжка основы возникает из-за неправильной работы уравнительных механизмов шлихтовальной машины и
при чрезмерном торможении сновальных валов.
Отходы при шлихтовании образуются из концов клееной и
мягкой пряжи и из срезаемых хомутов. При заправке машины основа на некоторой длине заклеивается и пересушивается, ее обрезают и сдают в отходы в виде клееных концов (l1). Длина клееных
концов зависит от конструкции сушильного аппарата шлихтовальной машины. В хлопчатобумажном производстве длина мягких
концов колеблется (l2 + l3) от 10 до 20 м, а длина клееных (l1) – от
10 до 35 м. Применение «фартуков» на навоях позволяет уменьшить и длину клееных концов.
После доработки партии вследствие неточной работы счетчиков сновальных машин и разного натяжения на сновальных и
шлихтовальных машинах происходит неодновременный сход нитей со сновальных валиков. С валиков сматывают некоторое количество пряжи, которое сдают в отходы в виде мягких концов (l3).
141
Чем больше количество сновальных валиков в партии, тем больше
длина мягких концов.
Процент отходов при шлихтовании подсчитывают по формуле:
О шл
[l1 l 2
l3 (
n в 1 100
)]
,
nв
L ов
(102)
где l1 – длина клеѐных концов, м; l2 – длина основы между клеевым аппаратом и сновальными валиками, отрезаемая при заправке
партии, м; l3 – средняя длина пряжи, остающаяся на сновальных
валах после шлихтования партии основы, м; Lов – сопряжѐнная
длина основы на сновальных валах, м; nв – число валиков в партии.
Отходы при шлихтовании зависят от ряда показателей и в первую
очередь от длины основы на сновальных валиках, количества их в
партии и длины основы, находящейся в сушильном аппарате шлихтовальной машины.
Основными мероприятиями по снижению отходов при шлихтовании являются:
тщательное регулирование торможения сновальных валиков на стойке;
периодический контроль работы счетчиков сновальных и
шлихтовальных машин;
внедрение закрепления сновальных машин за шлихтовальными;
широкое использование методов работы передовых шлихтовальщиков.
4.8. Новое в технике и технологии шлихтования
Внедрение высокоскоростного ткацкого оборудования предъявляет повышенные требования к износоустойчивости основной
пряжи при многократных механических воздействиях рабочих органов ткацких станков и машин.
Поэтому в последние годы повышению качества процесса
шлихтования придается все большее значение. Особое внимание
уделяется:
разработке новых шлихтовальных материалов;
совершенствованию процесса приготовления шлихты;
совершенствованию шлихтовального оборудования;
осуществлению контроля и управления технологическими
процессами шлихтования с применением микропроцессор142
ной техники.
4.8.1. Современные методы приготовления шлихты
Новые технологические процессы приготовления шлихты дают
возможность получить шлихту с лучшими свойствами по вязкости,
более высокими свойствами адгезии (соединения – сцепления)
шлихты с волокнами и нитью основы. Применение новой шлихты
даѐт возможность снизить обрывность основы в ткачестве и значительно уменьшить облѐт шлихты.
Приготовление шлихты с помощью ультразвука
Важнейшей операцией для приготовления шлихты является
расщепление крахмала, которое можно осуществить различными
способами: действием химикатов, высокой температурой, механическим воздействием и т. д. Поэтому большое значение приобретает новый способ приготовления шлихты с помощью ультразвука. Для этой цели наиболее удобным является использование установки с ультразвуковым гидродинамическим генератором. Вследствие удара шлихты о вибратор, действия ультразвука на компоненты
шлихты, а также хорошей турбулентности потока происходит расщепление клеящего материала, шлихта хорошо перемешивается и
становится однородной.
Применение для приготовления шлихты ультразвукового гидродинамического генератора позволяет сократить время приготовления шлихты с 60–70 до 20–30 мин. Возникает возможность сокращения количества клеящего материала в шлихте с 23 до 20 кг.
Шлихта приготавливается при значительно меньшей температуре
(75–78 ºС), чем обычно (93–96 ºС), поэтому сокращается количество
наносимой шлихты и повышается качество ошлихтованной пряжи,
что приводит к уменьшению обрывности основ на ткацких станках.
Применение ультразвуковой гидродинамической установки позволяет
готовить шлихту без применения химических расщепителей.
Приготовление шлихты путѐм механического расщепления
крахмала с помощью гомогенизатора высокого давления
Гомогенизатор типа ОГБ-М представляет собой насос высокого давления (до 100 атм.) с гомогенизирующей головкой.
Разваренный крахмал (картофельный под давлением 50 атм.,
маисовый – 70 атм.) продавливается через узкое отверстие между
клапаном и седлом клапана. Частицы крахмала ударяются об отражающее кольцо и разрушаются.
143
Масса шлихты вначале нагревается до кипения, затем поступает в гомогенизатор. Экономия крахмала при таком способе приготовления шлихты составляет 15–20 %.
Шлихта из крахмала с положительными зарядами
Известно, что в молекулы крахмала удалось ввести карбоксильные, оксиэтиловые или сульфатные группы. В клейстерах этих молекул появляются положительные или отрицательные заряды. Молекулы различных волокон обладают различными по знаку электрическими зарядами. Например, можно получить равномерные заряды между
катионактивным крахмалом и отрицательно заряженным волокном
(шерсть, дакрон, лавсан, стеклянное волокно), что может дать прочные силы сцепления (склеивания). Такая шлихта имеет хорошие адгезионные свойства и лучше поглощается пряжей, а крахмал быстрее
набухает и имеет более низкую температуру клейстеризации, при
расшлихтовке крахмал смывается быстрее.
Шлихта в порошке, подвергнутая двукратной электронной
обработке
При получении и приготовлении порошковой шлихты облучение молекул клеящего материала электронами, применение ультракоротких волн, перемешивание и нагревание создают в каждой
молекуле сильное броуновское движение. При этом соседние молекулы сцепляются, при шлихтовании на нитях основы создаѐтся
равномерная, мягкая, прочная, гладкая плѐнка. Эта плѐнка имеет
обычно положительный заряд, высокие адгезионные свойства и
сильно сцеплена с волокнами пряжи. При ткачестве почти нет облѐта шлихты с пряжи, а также улучшается санитарное состояние ткацких цехов. Шлихта легко удаляется при расшлихтовке ткани.
4.8.2. Новые способы шлихтования основ
Традиционный способ шлихтования обладает рядом недостатков. В мокром состоянии пряжа вытягивается даже при относительно малом натяжении. Вытяжка благодаря этому составляет
1,5–2,5 %, что влияет на потерю разрывного удлинения основных
нитей (примерно на 10–15 %). В результате этого повышается обрывность в ткачестве. Наличие в отжатой пряже большого количества влаги требует применения мощных сушилок, которые потребляют много электроэнергии и занимают большую площадь.
В связи с этим перспективным в подготовке основной пряжи к
ткачеству является способ шлихтования в пене хлопчатобумажных
144
основ. Он позволил бы устранить ряд недостатков традиционного
способа шлихтования.
Шлихтование в пене
При шлихтовании основы в пене уменьшается вытяжка пряжи
и нитей при высушивании, улучшаются условия разделения шлихтованной основы на слои в ценовом поле шлихтовальной машины, облегчается процесс расшлихтовки суровой ткани в связи
с уменьшением проникновения шлихты в толщу нити.
Принцип шлихтования в пене заключается в том, что шлихту,
содержащую 80 % воды и 20 % твердых веществ, преобразуют в
пену путем вдувания воздуха. Образующаяся при этом смесь состоит из воды и твердых веществ в соотношении 4 : 1 с остатком
воздуха, а при классической технологии шлихтования такое соотношение составляет 9 : 1. Поэтому при шлихтовании в пене приходится испарять только 4, а не 9 частей воды, что дает экономию
энергии примерно 56 %.
Вспененный раствор шлихты из пеногенератора перекачивается в шлихтовальное корыто, пряжа поглощает пузырьки вспененной шлихты и несет их до отжимных валов. Как только нити
попадают в зазор между валами, пузырьки лопаются, уменьшается поверхностное натяжение и раствор, состоящий из воды и
шлихты, равномерно распределяется на поверхности пряжи.
Преимущества пенной технологии шлихтования следующие:
1. Применение пены в шлихтовании позволяет снизить энергозатраты и сократить расход шлихтующих препаратов.
2. Увеличение концентрации расходов обеспечивает необходимую величину приклея.
Кроме перечисленных, можно отметить ещѐ ряд преимуществ
шлихтования в пене:
уменьшение затекания красителя при обработке пестрых
основ ввиду того, что при шлихтовании в пене не происходит полного смачивания пряжи;
уменьшение количества воды приводит к снижению негативных явлений, характерных для традиционного способа шлихтования (шлихтовые мостики, смывание соседних нитей); за
счет этого снижается ворсистость пряжи и она легче разделяется между собой;
увеличение скорости шлихтования;
145
уменьшение загрязнения шлихтовального оборудования;
повышение производительности в ткачестве.
Улучшение условий труда связано с уменьшением выделяемых водяных паров при сушке.
Для внедрения шлихтования в пене необходимо следующее:
наличие вспениваемых шлихтовальных композиций,
устройство для вспенивания шлихты,
система для нанесения пены на основу.
В настоящее время для шлихтования в пене применяются
главным образом синтетические шлихтующие препараты.
Шлихтование расплавом
Устранению недостатков шлихтования в водных растворах способствует способ шлихтования расплавом. Принцип этого способа
шлихтования заключается в нанесении расплавленного 100 % активного шлихтующего препарата на нити в процессе снования со средней скоростью до 550 м/мин. Аппликатор для нанесения расплава
располагается между шпулярником и наматывающим устройством,
поэтому его можно использовать при любом способе снования.
Аппликатор представляет собой нагретый до 205 оС желобчатый
вал, к которому примыкает устройство подачи сухого шлихтующего
препарата. Вал вращается с частотой 10 мин-1. в направлении движения основных нитей. Расплавленная шлихта наносится на нити основы, когда они находятся в отдельных желобках вала.
Имея набор валов с различной шириной и глубиной желобков,
можно осуществлять шлихтование пряжи в широком диапазоне
линейных плотностей.
Препараты для шлихтования расплавом должны иметь температуру плавления 50–90 оС, снижать коэффициент трения, вымываться в
процессе расшлихтовки. Но число препаратов, применяемых в качестве компонентов при шлихтовании расплавом, ограничено.
По сравнению с традиционным способом шлихтование расплавом имеет ряд преимуществ: нити не подвергаются мокрой обработке; шлихта наносится на поверхность основы без последующей сушки; обеспечивается экономия электроэнергии до 80 %.
Но применение этого способа не лишено недостатков: неравномерность покрытия пряжи шлихтой, высокая адгезия к волокнам, ограниченное число материалов, удовлетворяющих требованиям данной технологии. Шлихтование расплавом не нашло про146
мышленного применения из-за отсутствия специального оборудования и дорогостоящих шлихтующих материалов.
Перечисленные способы шлихтования приводят к усложнению конструкции шлихтовальных машин и самого процесса
шлихтования, поэтому они не находят пока широкого применения
в хлопчатобумажной отечественной отрасли. Вторая причина – в
отсутствии специального оборудования и дорогостоящих шлихтующих материалов.
Шлихтование в среде растворителя
Для шлихтования в среде растворителя фирмой «PLATTSINIG» (Великобритания) разработано специальное оборудование.
Шлихта наносится на нити в холодном состоянии. После отжима
основа проходит через зону предварительной сушки, снабженную
вращающимися ценами, которые разделяют полотно основных нитей на ряд слоев меньшей плотности. Струя перегретого пара продувается через полотно основных нитей. Сушка происходит в резервуаре, в котором пары растворителя поднимаются к охлажденному змеевику. Там они конденсируются, собираются и стекают в
водоочиститель. Собранный растворитель перекачивается в резервуар для хранения.
Шлихтование в среде растворителя имеет ряд преимуществ.
Благодаря слабому поверхностному натяжению растворителя, устраняется проблема неравномерного распределения шлихты. Так
как шлихтуется каждая нить отдельно, разделение основных нитей
не вызывает трудностей. Значительно снижается потребление
энергии на сушку. Этот способ дает возможность вторичного использования шлихтующих синтетических веществ, что значительно снижает расходы на шлихтовку.
Но применение шлихтования в среде растворителя экономически нецелесообразно из-за высокой стоимости оборудования,
использования дорогих дефицитных синтетических шлихтующих
препаратов. Работа с активными веществами создает дополнительные требования к технике безопасности. Токсичность растворителей требует создания герметизированного оборудования.
Индивидуальное шлихтование нити
Необходимость одновременного нанесения шлихты на значительное количество основных нитей (1000–2000 и более) при традиционном способе шлихтования усложняет или совершенно исключает контроль обрывности и качества нитей. Кроме того, наличие
147
открытых ванн ухудшает условия труда. Исключить перечисленные
недостатки можно при использовании новых химических материалов и обеспечении герметичности шлихтования.
Удовлетворяют этим требованиям аэрозольный метод шлихтования одиночной нити (метод распыления шлихты) и капельножидкостный метод.
Шлихтование с высоким усилием прижима отжимных валов
Исследователями установлено, что применение систем отжима с высоким усилием прижима отжимных валов, в которых усилие давления достигает до 91 кН, дает возможность использовать
шлихту в 2–3 раза большей концентрации. Повышенный отжим
снижает привес со 100 до 50–60 %. Увеличение давления влечет за
собой увеличение твердости поверхности отжимного вала.
Пониженное содержание воды в составе шлихты обеспечивает
более быструю и эффективную сушку ошлихтованной основы. В
результате увеличения скорости шлихтовальных машин снижаются производственные затраты, в которых стоимость энергии на
сушку составляет до 50 %, а также снижаются расходы на шлихтующие материалы.
Основным недостатком данного метода является потребность
в дорогостоящих валах с повышенной твердостью резины, что является существенным препятствием к широкому внедрению метода в
промышленность. Кроме того, большое усилие прижима валов способствует глубокому проникновению шлихты в пряжу, что ведет к
повышенной ее жесткости.
Совмещение процесса шлихтования и крашения
Патентом предложен способ однованного шлихтования крахмалом и крашения целлюлозных волокон кубовыми и сернистыми
красителями. Шлихтование и крашение нитей проводят путем
пропитки нитей раствором, содержащим шлихту и краситель в
восстановленной форме и вспомогательные вещества.
Совмещение процесса шлихтования и крашения текстильных
материалов является технологически и экономически эффективным
направлением. Но применение этого способа ограничено. Он может
быть использован только при приготовлении одноцветных основ.
Эмульсирование основ
Одним из перспективных способов подготовки основной пряжи к ткачеству является эмульсирование. Этот процесс более эко148
номичен и производителен, чем шлихтование.
Процесс осуществляется при обычной температуре, не требует
сушильного устройства. При эмульсировании из-за повышения
прочности пряжи на 6–8 % снижается ворсистость. Относительное
разрывное удлинение шерстяной ткани и пряжи повышается на
20–30 %, значительно сокращаются ее вытяжка и отходы при
эмульсировании.
Эмульсирование проводят на специальных установках к ленточным сновальным машинам или на перегонно-эмульсирующих
машинах МПЭ-180, МПЭ-230, предназначенных для группировки
и навивания на ткацкий навой эмульсированной основной пряжи
со сновальных валов или ткацкого навоя.
Эффективность замены шлихтования эмульсированием заключается в снижении себестоимости обработки основ в результате сокращения затрат на химические материалы и пара на 15–20
%, в повышении производительности перегонно-эмульсирующей
машины по сравнению с шлихтовальной в 1,7–1,8 раза. Для приготовления эмульсии используют клеящий препарат и антисептик.
Эмульсируют в основном шерстяную, хлопчатобумажную и льняную пряжу.
Совершенствование классического процесса шлихтования
Трудно предположить, что в ближайшие годы произойдет резкий переход от использования обычных шлихтовальных машин к
новым способам шлихтования. Основное внимание все также будет
обращаться на постоянное повышение эффективности традиционных машин путем усовершенствования отдельных узлов и секций.
При варке шлихты все большее распространение находят автоматические устройства, которые должны поддерживать на заданном
уровне вязкость шлихты, а также вести контроль и запись всего хода процесса варки.
Современные шлихтовальные ванны оснащают регулятором
температуры шлихты, регулятором и указателем уровня шлихты,
регулируемым отжимным механизмом с указанием интенсивности
отжима, измерителем и регулятором вязкости шлихты, рефрактометром, позволяющим контролировать концентрацию шлихты.
На современных высокоскоростных машинах применяют отжимные валы с резиновым или синтетическим покрытием. Сушильные установки современных шлихтовальных машин облада149
ют большой мощностью, поэтому площадь, которую они занимают, не велика. Покрытие сушильных барабанов тефлоном препятствует прилипанию влажной ошлихтованной основы к сушильным
барабанам.
Наматывающая часть шлихтовальных машин снабжается различными устройствами, в частности автоматическим регулятором
натяжения нитей, а эластичное покрытие выпускного вала обеспечивает наматывание нитей без проскальзывания. Скорость наматывания автоматически регулируется в зависимости от влажности
пряжи, что исключает пересушивание основ.
Одновременно усовершенствование процесса шлихтования
идет путем установления контроля за технологическим процессом
проклеивания пряжи и повышения эффективности шлихтования.
Контроль технологических параметров процесса в клеевых
ваннах шлихтовальных машин ряда зарубежных фирм, например
«Зуккер-Мюллер» (Германия), производится специальными индикаторами-вискозиметрами, способствующими постоянной вязкости шлихты.
Фирма «Целл» (Германия) выпускает клеильные аппараты моделей AL, KL, LL, предназначенные для шлихтования различной
пряжи. Клеевые ванны аппаратов двухсменные с косвенным обогревом. Давление отжимных валов регулируется от 0 до 9,8 кH с
помощью пневматического устройства, причем регулировка осуществляется в зависимости от скорости машин.
В настоящее время ряд фирм, изготовляющих шлихтовальные
машины, занимается созданием универсальных шлихтовальных
ванн, которые могут устанавливаться на барабанах и камерных
шлихтовальных машинах. Ванны предназначены для шлихтования различных нитей: текстурированных, крученых, некрученых
из натуральных и химических волокон и их смесей. Универсальность шлихтовальной ванны состоит не только в шлихтовании
различных нитей, но и в возможности изменения технологической
схемы заправки нитей, проходящих через ванну.
Контрольные вопросы по теме
«Шлихтование и эмульсирование основ»
1. Чем вызывается необходимость шлихтования основной пряжи?
2. Объясните сущность процесса шлихтования основной пряжи.
3. Какие требования предъявляются к процессу шлихтования пряжи?
150
4. Какие вещества входят в состав шлихты, их название и назначение?
5. Дайте характеристику заменителей крахмала, применяющихся
в настоящее время в шлихтовании.
6. Каким требованиям должна удовлетворять готовая шлихта?
7. Как определяется вязкость шлихты?
8. Расскажите технологию приготовления шлихты.
9. От каких факторов зависит вязкость шлихты?
10. Какая шлихта качественнее: менее вязкая и более стойкая или
же более вязкая и менее стойкая, почему?
11. Объясните назначение составных частей шлихты, сваренной по
рецепту:
– мука ржаная;
– раствор соляной кислоты;
– каустик;
– мыло.
12. Какое влияние оказывает процесс шлихтования на физикомеханические свойства пряжи?
13. Какие основные рабочие органы имеет шлихтовальная машина?
14. Какие типы шлихтовальных машин применяют в хлопчатобумажной промышленности? В чѐм заключается их основное отличие?
15. Назовите основные технические данные шлихтовальной барабанной машины.
16. Какие машины применяются для шлихтования шерстяной и
полушерстяной пряжи?
17. Какие причины вызывают образование мягких и ошлихтованных угаров при заправке партии?
18. Объясните устройство и процесс сушки основы в сушильной
камере.
19. Каково назначение ценового поля?
20. Какие приборы установлены на машине для контроля и автоматического регулирования параметров шлихтования?
21. В каких зонах происходит регулирование натяжения основы и
чем оно производится?
22. Объясните принцип действия регулятора температуры шлихты.
23. Объясните принцип действия регулятора уровня шлихты в корыте.
24. Назовите основные параметры процесса шлихтования.
25. С учѐтом каких факторов устанавливается скорость шлихтования?
151
26. Как влажность ошлихтованной основы влияет на уровень обрывности в ткачестве?
27. От каких факторов зависит процент приклея?
28. Какие технологические параметры оказывают влияние на вытяжку?
29. Из чего складывается производительность шлихтовальной и
эмульсирующей машин?
30. Назовите основные пороки шлихтования.
31. Каковы основные направления совершенствования процесса
шлихтования?
32. Объясните устройство и принцип действия ультразвукового
генератора.
33. Объясните устройство и принцип действия гомогенизатора.
34. Объясните положительное значение 2-кратной электронной
обработки шлихты.
35. Какие существуют новые способы шлихтования?
36. В чѐм заключается принцип шлихтования в пене?
37. Каковы преимущества шлихтования в пене?
38. Что представляет собой шлихтование расплавом? Каковы его
преимущества и недостатки?
39. Что представляет собой шлихтование в среде растворителя?
Каковы его преимущества и недостатки?
40. Каковы преимущества и недостатки шлихтования с высоким
усилием прижима отжимных валов?
5. ПРОБИРАНИЕ И ПРИВЯЗЫВАНИЕ НИТЕЙ ОСНОВЫ
5.1. Цель и основные требования, предъявляемые
к процессам пробирания и привязывания
Цель процесса пробирания основы: минимальными затратами
произвести качественную проборку основных нитей в ламели, галево и бердо.
Пробирание – заключительный процесс подготовки основы к
ткачеству. Он включает продевание нитей основы в ремиз, глазки
ламелей и зубья берда. Пробирание проводится при изменении ассортимента выпускаемых тканей, которое влечет изменение заправки основы ткацкого станка. Оно применяется также при износе берд, ламелей и ремизок. Обычно пробирание составляет 10–
15 % общего количества основ.
152
Цель процесса привязывания заключается в соединении узлами концов нитей доработанной основы с концами нитей новой основы. Привязывание может проводиться непосредственно на
ткацком станке и в проборном цехе. После соединения нитей основу протаскивают через ламели, галево и бердо. Соединение нитей новой и доработанной основ при помощи подкручивания и
склеивания концов нитей называется присучиванием и относится
к безузловым способам соединения. Присучивание используется в
тех случаях, когда проходимость склеенных мест выше, чем узлов.
Присучивание применяется в суконном ткачестве при высоких линейных плотностях пряжи (360 текс и выше), а также при сложных ремизных и жаккардовых заправках.
К процессам пробирания и привязывания нитей предъявляются следующие требования:
1. Пробирание нитей должно проводиться в строгом соответствии с заправочным рисунком проборки в бердо и ремиз, без
пропусков зубьев берда, галев ремизок и ламелей.
2. Связывание концов нитей доработанной и вновь заправляемой
основ должно быть прочным, обеспечивающим хорошее их
прохождение через ламели, ремиз и бердо.
3. Отходы пряжи при пробирании и привязывании нитей должны быть минимальными.
4. Процессы пробирания и привязывания должны быть высокопроизводительными.
5.2. Технологическая оснастка ткацкого станка
Ремиз
В процессе ткачества ремизы служат для перемещения вверх и
вниз нитей основы для образования зева. Ремизы обычно применяют комплектом-прибором. Ремизный прибор в зависимости от
сложности вырабатываемого рисунка переплетения состоит из нескольких ремизок.
Нитяный ремиз. Каждая ремизка (рис. 28, а) состоит из отдельных галев (колышков) с глазками 1, надетых на две деревянные
планки 2. Ремизы из хлопчатобумажной пряжи вяжутся на специальных ремизовязальных машинах. Нити 3 и 4 заплетаются около
параллельных шнурков 5 и 6 при помощи перевивочных нитей 7 и
8. Вязка ремизов производится так, чтобы на единицу длины в лю153
бом месте приходилось одинаковое количество галев. Нитяные ремизы покрывают специальным лаком.
Металлический ремиз. На рис. 28, б показан тип ремиза с металлическими галевами. Ремиз состоит из следующих частей: деревянных планок 1, боковины 2 с прикрепленными защелками,
прутков 3, металлических галев 4, хомутиков 5, связывающих прутки с планками, и крючков 6.
Металлический ремиз имеет значительно больший срок
службы, чем нитяный, а потому он в настоящее время получил
широкое распространение на фабриках.
а
в
б
г
Рис. 28. Ламели и ремизки:
а – ремизка, б – ремиз с металлическими галевами,
в – металлические рамы, г – ламель
В настоящее время при изготовлении легких узких тканей
применяют цельнометаллические рамы конструкции инженера
Н. В. Ведерникова (рис. 28, в).
Галева 1 надеваются непосредственно на металлическую раму
2. Галево представляет собой отрезок стальной луженой, спаянной в два луча проволоки с закругленными в виде ушков 3 концами и глазками 4 посередине.
Металлические галева бывают:
1) с витым глазком;
2) с впаянным стыковым глазком;
3) с впаянным цельноформованным глазком.
На СТБ применяются в основном галева с впаянным цельноформованным глазком.
154
В зависимости от марки ткацкого станка и вырабатываемого ассортимента применяют галева высотой 265–710 мм. Размеры глазка:
3,2–12 мм по длине и 1,5–6 мм по ширине.
Широкое распространение получили пластинчатые галева. Их
выпускают двух типов:
1 тип – для выработки шелковых и хлопчатобумажных тканей;
2 тип – для выработки технических тканей.
Галево имеет длину 260–335 мм, размер глазков 5 1 мм,
5,5 1,2 мм, 6 1,5 мм, 6,5 1,8 мм. Пластинчатые галева позволяют
уменьшить обрывность основных нитей во время зевообразования.
Ламель – деталь одного из механизмов ткацкого станка, так
называемого основонаблюдателя, – предназначена для останова
станка при обрыве основной нити.
Ламели бывают:
"Л" – закрытой формы (применяются в механизмах механического действия);
"ЛО" – открытой формы, имеющие с одной стороны сквозную
прорезь (применяются в механизмах механического действия);
"ЛЭ" – закрытой формы (применяются в механизмах электрического действия);
"ЛОЭ" – открытой формы, имеющие с одной стороны сквозную
прорезь (применяются в механизмах электрического действия).
Размеры ламелей и их форма зависят от линейной плотности
основы.
Ламель (рис. 28, г) представляет собой стальную пластинку с
двумя отверстиями. В отверстие 1 продевают нить основы, а отверстием 2 ламель надевают на рейку основонаблюдателя. Вес и
размеры ламелей зависят от номера перерабатываемой основной
пряжи. Вес и размер ламелей в зависимости от номера пряжи приведены в таблице 43.
Таблица 43
Характеристика ламелей
Номер пряжи
16–30
31–50
51–80
81–100
101–140
Ширина
12
12
11
11
9
Размер ламелей в мм
Длина
Толщина
124
0,4
124
0,3
124
0,25
124
0,2
124
0,2
155
Вес 100 шт. в г
390
257
215
172
133
Бердо предназначено для прибивания уточной нити в зеве к
опушке ткани. Оно служит также направляющей деталью при пролете челнока и определяет размещение нитей основы с заданной
плотностью по ширине ткани. Жесткость берда достигается конструкцией крепления зубьев берда. Основные параметры берда: номер, высота в свету, толщина, рабочая ширина, число зубьев.
Бердо варное (рис. 29, а) состоит из ряда плоских металлических пластинок 1, называемых зубьями. Зубья зажимаются между
деревянными планками – слачками 2 путем обвивки их хлопчатобумажной нитью 3. После перевивки бердо подвергается просмолке
варом и оклейке бумагой. Для укрепления берда по краям его вставляются скулки 4, которые вместе со слачками образуют его каркас.
Для выработки технических тканей применяют паяные берда
(рис. 29, б). Бердо паяное отличается от варного тем, что бердочные
зубья 1 закрепляют между двумя парами железных слачков 2 и их обвивают металлической калиброванной проволокой 3. По всей длине
гребней, образуемых обмоткой и наладкой, бердо пропаивают.
Берда различают по номерам. Номером берда обозначается
количество зубьев в одном дециметре берда. Номер берда зависит
от плотности ткани по основе и определяется по формуле:
Nб = Sо / (1 + ау /100 )bф,
(103)
где Nб – номер берда; So – число нитей основы на 1 дм суровья; bф
– число нитей основы, пробранных в зуб по фону ткани; ау – усадка по утку, зависящая от артикула и переплетения ткани.
Рис. 29. Бердо:
а – варное,
б – паяное
Для продевания нитей основы в бердо применяется устройство, называемое пассет. Пассеты имеют различную конструкцию.
Пассет И. В. Левинского (рис. 30, а) состоит из двух тонких полуэллиптических стальных пластинок-крыльев 1. На одном крыле
имеется крючок 2.
156
Пассет системы В. А. Кистера (рис. 30, б) состоит из муфточки 1 и прикрепленной к ней скобы 2, на концах которой закреплены стальные пластины 3. Конец верхней пластины заходит в отверстие нижней. Нижняя пластина имеет прорезь-крючок, и ее конец отогнут в сторону. Величина отклонения конца нижней пластины и толщина пластин зависят от номера берда. Вследствие
отклонения нижней пластины происходит последовательный переход пластин из одного зуба в другой.
Рис. 30. Схема пассетов:
а – Левинского И. В.,
б – Кистера В. А.
От правильного выбора номера берда зависит обрывность основы при выработке ткани, а также равномерность расположения основных нитей. Обрывность в значительной степени зависит от заполнения нитью промежутка между зубьями. Узлы, имеющиеся на
нитях, должны свободно проходить через этот промежуток.
5.3. Пробирание основ
Для пробирания ткацкой основы в ламели, галева и бердо
применяются способы, указанные на рис. 31.
Пробирание нитей по первому методу производится двумя рабочими (проборщица и подавальщица). Подавальщица отбирает
по порядку нити основы, идущие с навоя, и подает их на крючок,
продетый проборщицей через глазок галева. Если используют ламели закрытого типа, то сначала нити пробирают в ламели, а потом в галево. Проборщица, продев заданное число нитей основы
через глазки ламелей и галев, протаскивает их между зубьями
берда с помощью пассета. Производительность проборщицы и подавальщицы – 650–1200 нитей в час.
Инструментами для ручной проборки в ламели и ремиз служат
проборные крючки (рис. 32). Они используются для протаскивания
нити, пробираемой через ламель и в глазок галева. При рядовой проборке обычно применяют двойной крючок, который дает возможность одновременно протаскивать нити через два соседних глазка.
157
Рис. 31. Способы пробирания ткацкой основы
а
б
Рис. 32. Проборные крючки:
а – одинарный, б – двойные
При втором методе все указанные выше операции выполняются одним рабочим благодаря соответствующему натягиванию
основы.
Оборудование, применяемое для пробирания основ
Полумеханический станок ПС обслуживает одна проборщица.
Станок предназначен для механического отбора нитей основы,
механической проборки их в бердо и ручной проборки их в глазки
галев. Отбор нитей основы производится как с проложенными ценами, так и без них. Скорость подачи нитей на проборку до 100
нитей в минуту.
Проборный станок ПС-1 (рис. 33) состоит из двух чугунных
рам 1, соединенных связями. У верхней связи в угольниках 2 за158
креплены деревянные зажимы 3–4 для основы. Верхние планки
ремизы установлены на поддержках 5, а нижние висят.
2
3
5
1
7
4
6
Рис. 33. Проборный станок ПС-1
8
Для того чтобы все галева находились в расправленном состоянии, удобном для проборки, в нитяные ремизы в каждую ремизку, а при металлическом ремизе – между ремизками проложены тонкие деревянные планки – шохты. Они подведены к глазкам
и уложены на поддержки 6. Бердо заложено в железные угольники
7. Навой с основой помещен в специальных поддержках 8, которые установлены по размеру навоя.
Производительность полуавтоматических машин фирмы “Текстима” зависит только от скорости работы обслуживающего персонала (проборщика), т. к. пробирание в галева осуществляется
вручную.
Станок ПСМ состоит из остова, тележки для навоя, подвижной
стойки для заправки концов нитей в зажимы, каретки отбора нитей, привода, кронштейна для размещения комплекта ремизок и
реек с ламелями, кресла для проборщицы.
Перед заправкой нитей с навоя 1 (рис. 34) подвижную стойку 7
переводят в горизонтальное положение. Нити основы с навоя 1,
уложенного в кронштейны 2, поступают в зажимные коробки 5 и 10
и укладываются на кардощетку 4. Рукояткой 3 и винтом 6 регулируют натяжение нитей и их параллельность. Натянутую основу расчесывают щеткой для предотвращения перепутывания нитей.
Затем стойку 7 переводят в вертикальное положение и вручную подводят каретку 8 отбора нитей так, чтобы щуп каретки кос159
нулся первой нити основы, расположенной в верхнем зажиме 5.
Ремизные рамки с галевами подвешивают на кронштейны 9. Проборка в бердо осуществляется полумеханическим пассетом 11, который установлен на неподвижных стойках 12.
Рис. 34. Проборный станок
ПСМ
После заправки нитей в зажимы и установки на станке ламелей, ремизок и берда с помощью ручного привода отбирают первую нить и пускают каретку 8 с определенной скоростью. По
окончании пробирания всех нитей основы каретку снимают с зажимов и устанавливают на неподвижную стойку 13. Каретка приводится в движение асинхронным электродвигателем и имеет механизм контроля. В случае отсутствия нити перед иглой каретка
выстаивает, пока очередная нить не будет захвачена иглой.
Из сказанного выше следует, что во всех методах пробирание
нити в глазок галева осуществляется вручную с помощью крючка.
Создание автоматических проборных машин позволило автоматизировать и эту операцию.
Проборный автомат фирмы «Barber-Colman» (США) предназначен для автоматического пробирания с одного или двух навоев
одноцветных или двухцветных основ в ламели, галево и бердо.
Процесс пробирания осуществляется с помощью иглы, управляемой перфокартой, после того как устанавливаются в нужное положение ламели, галева и бердо. Автомат состоит из остова с под160
вижной кареткой и двух передвижных тележек для двух основ:
рабочей и запасной. Скорость пробирания на рабочем ходу машины – 140 нитей в минуту, на тихом – 20 нитей в минуту. Производительность автомата 4000–5000 нитей в час, при сложных проборках – 3500 нитей в час. Автомат может пробирать нити в 26
ремизок и до 6-ти ламельных реек в одну заправку.
Автоматическая проборная машина «Uster-Delta» фирмы
«Zellweger» (Швейцария) по своему техническому исполнению
сходна с машиной фирмы «Barber-Colman», однако она не требует
специальных галев и пригодна для дисков навоев диаметром до
940 мм и шириной основы до 4000 мм. В результате появилась
возможность автоматического пробирания для широких бесчелночных станков. Производительность может достигать 200 нитей в
минуту, число ремизок до 28.
Существующие контролирующие устройства на машинах обоих типов обеспечивают бездефектное пробирание. Автоматические
проборные машины позволяют снизить затраты на пробирание
приблизительно на 50 %.
В дальнейшем некоторые фирмы, например, «Textima»,
«Fisher-Poege» (Германия), стали создавать машины, автоматизирующие отдельные операции для поэтапной проборки основы: отдельно автомат для проборки нитей в галева, отдельно для проборки нитей в ламели и отдельно для проборки нитей в бердо. Производительность труда при этом в зависимости от степени механизации возрастает в 1,5–2 раза.
Техническая характеристика проборных станков приведена в
табл. 44.
Таблица 44
Техническая характеристика проборных станков
Элементы характеристики
Максимальная заправочная ширина, мм
Диапазон номеров берда
Максимальное кол-во устанавливаемых
ремизок
Максимальное кол-во устанавливаемых
рядов ламелей
161
ПС-1
1550;
2100
25–120
8
ПС
1200;
1750
25–120
8
ПСМ
1400; 1750;
2300; 2500
25–160
12
6
6
6
Окончание табл. 44
Элементы характеристики
Габаритные размеры, мм:
длина (с основой)
ширина (по осям рам)
высота
Вес, кг
ПС-1
ПС
ПСМ
2100;
2500
1800;
2400
1320
226
2200
1600
1500;
2170; 2520;
2050
3020; 3220
1676
1780
190; 200 315; 330; 350;
360
5.4. Привязывание основ
Автоматическое привязывание нитей новой основы к нитям
доработанной основы осуществляют узловязальные машины.
Различают передвижные и универсальные машины. В зависимости
от способа отбора нитей машины бывают с игольным, ценовым и
комбинированным отбором. Узловязальные машины в маркировке
имеют цифры 125, 190, 200, 250, которые обозначают максимальную ширину заправки в сантиметрах.
УП1-5. Выпускается с различной рабочей шириной. Имеет
игольный отбор нитей.
УП2-5. Ценовый отбор нитей.
УП-6. Комбинированный отбор нитей.
Основной рабочей деталью механизма игольного отбора является прочная плоская игла, на одном конце которой имеется острый накалывающий выступ – заусенец. Иглы подбираются по номеру, характеризующему расстояние накалывающего выступа от
плоскости тела иглы, равное 2/3 диаметра нити.
Номер иглы узловязальной машины:
Nи
100
2
3
dн ,
(104)
где dн – диаметр нити основы, мм.
0,1· С 0,1· Т ,
(105)
где С – коэффициент, зависящий от вида пряжи; Т – линейная
плотность пряжи, текс.
Скорость узловязания составляет 500–600 уз/мин, она устанавливается в зависимости от линейной плотности нитей, вида волокна и плотности нитей в основе.
dн
162
Машина с игольным отбором используется в хлопчатобумажной промышленности, с ценовым отбором – в шелковой и
шерстяной промышленности (в хлопчатобумажной только при
привязывании многоцветных основ).
Стационарные узловязальные машины осуществляют привязывание основ в проборном отделе. С ткацких станков при доработке
основы снимают ламели, ремизки и бердо вместе с концами старой
основы, которую завязывают в узлы, а со стороны берда оставляют
полоску ткани шириной 10 см. Все это перевозят в проборный цех и
устанавливают на узловязальную машину. Узловязальная стационарная машина состоит из основных пяти элементов:
1) две передвижные тележки, предназначенные для транспортировки и установки новой основы;
2) подготовительный станок – зарядник, предназначенный для
подготовки к связыванию основы, на котором нити параллелизуются и закрепляются зажимами;
3) верхняя передвижная каретка, которая служит для зажима
подготовленной старой основы и перемещения на коренной станок;
4) коренной узловязальный станок, по направляющим которого перемещается узловязальный механизм, где и осуществляется
связывание;
5) узловязальный механизм, отбирающий и связывающий
концы нитей старой и новой основ.
Передвижные узловязальные машины связывают концы нитей
доработанной основы с концами новой непосредственно на ткацком станке.
Бывают универсальные узловязальные машины, которые можно
использовать как в качестве передвижных, так и стационарнных.
Универсальная узловязальная машина УП-6 предназначена для автоматического связывания хлопчатобумажных, шерстяных, льняных, шелковых и химических нитей. Она оснащена игольно-ценовым механизмом отбора нитей, который позволяет использовать
при привязывании основ различные методы отбора. Длина концов
двухпетельного узла на 0,5 мм больше, чем на машинах УП-2-М и
УП-5. Число пороков уменьшается в 1,3–2,1 раза. Современные узловязальные машины связывают 300–400 узлов в минуту.
Фактическая производительность машины зависит от простоев, связанных с подготовкой новой и старой основ к связыванию. В
163
зависимости от вида основы, линейной плотности нитей и числа
нитей в основе фактическая производительность узловязальной
машины (стационарной универсальной) составляет 8000–12000
узлов в час. Передвижные узловязальные машины имеют фактическую производительность 3500–8500 узлов в час за счет увеличения времени на подготовку основы к связыванию.
Современные узловязальные машины, например, «Титан»
(Дания), контроль связывания нитей осуществляют автоматически (т. е. при обнаружении «парочек» машина останавливается).
5.5. Производительность процессов
пробирания и привязывания
Производительность узловязальной машины, основ/час:
ν 60
(106)
П уз
Кпв,
nо
где v – скорость привязывания, узлов в минуту; nо – число нитей в
основе; Кпв – коэффициент полезного времени.
Производительность узловязальной машины, кг/час:
v 60
(107)
П уз
G н ·Кпв,
nо
где Gн – вес пряжи на навое, кг; Кпв для стационарных машин –
0,5–0,75, для передвижных – 0,4–0,6.
Производительность процесса пробирания, основ/час:
V
no
Кпв,
(108)
где V– скорость пробирания, нитей в час; nо – число нитей в основе; Кпв – коэффициент полезного времени.
Производительность процесса пробирания, кг/час:
П
V Gн
nо
Кпв ,
(109)
где Gн – масса пряжи на навое в кг.
5.6. Пороки и отходы
при привязывании и пробирании основы
При операции привязывания основы пороки могут возникнуть
из-за разладок узловязальной машины и невнимательной работы
узловязальщика. Основные пороки следующие:
164
обрыв нитей при связывании – из-за разного или чрезмерного натяжения;
нити связываются «парочками» – установлена игла несоответствующего номера;
слабо связанные узлы получаются при разладках узловязателя;
пропуски нитей образуются при разладках узловязателя.
Пороки при проборке основы получаются главным образом изза небрежности, невнимательности проборщицы или подавальщицы.
К основным видам пороков относятся:
помехи – из-за пропусков зубьев берда или галев ремизки,
а также продевания в них лишних нитей;
сбитый рисунок – при проборке нитей без соблюдения
раппорта проборки в ремизки;
закрещѐнные нити – вследствие неправильной раскладки
нитей в зажиме или гребѐнке, а также невнимательности
или неопытности подавальщицы;
неправильно пробранные кромки – несоответствующее количество зубьев или нитей в них.
Отходы при привязывании и пробирании зависят от длины
пряжи на навое, аккуратности работы проборщиц, узловязальщиков, условий хранения основы, а также от наличия гребѐнок или
зажимов на концах нитей основы при снятии навоя со шлихтовальной машины. Обычно отходы проборного отдела составляют
0,05–0,15 % от массы перерабатываемых основ.
Отходы при привязывании:
l l
О уз 1 2 ,
(110)
L он
где l1 – длина концов новой основы, необходимая для ее оправки, м
(0,2 м); l2 – длина концов старой основы, отрезаемых при привязывании, м (1 м); Lон – длина основы на навое, м.
Отходы при пробирании, %:
l1
Опроб
100 ,
(111)
Lн
где l1 – длина концов нити основы, необходимая для ее оправки
перед пробиранием или отрезаемая от основы с последующим
165
привязыванием (на широких станках), м; (0,3–0,6 м); Lон – длина
основы на навое, м.
Среднее количество отходов в процессах пробирания и привязывания:
О пр
О проб n О узл n1
100
,
(112)
где n – количество пробираемых основ, %; n1 – количество привязываемых основ, %.
Все технологические параметры процессов пробирания и привязывания основных нитей сводятся в таблицу, которая представляет
собой технологические режимы процессов пробирания и привязывания основ.
Для соблюдения технологических режимов проводится контроль этих процессов. Основные объекты и периодичность контроля технологических процессов пробирания и привязывания основных нитей представлены в приложении А.
Контрольные вопросы по теме
«Пробирание и привязывание нитей основы»
1. Почему необходимо пробирать основу в ламели, ремизки и
бердо?
2. Как определяется номер берда и какое практическое значение
он имеет?
3. От чего зависит число нитей, пробираемых в зуб берда?
4. Какое влияние на номер берда и плотность основных нитей
оказывает изменение числа нитей, пробираемых в зуб берда?
5. От чего зависит количество ремизок в римизном приборе?
6. От чего зависит количество и плотность расположения галев
на ремизке?
7. Чем определяется ширина ремизки?
8. Объясните устройство ламели. От чего зависят размеры и вес
ламелей?
9. Почему на ткацком станке ламели расположены на нескольких рейках?
10. В чѐм заключается подготовка основы к ручному пробиранию?
11. Объясните обязанности подавальщицы.
166
12. Объясните обязанности проборщицы.
13. От каких факторов зависит производительность труда при
ручном пробирании основ?
14. Что даѐт производству внедрение узловязальных машин?
15. Сделайте сравнительную оценку применения передвижной и
стационарной узловязальных машин.
16. Какие факторы влияют на производительность узловязальной машины?
6. ПОДГОТОВКА УТОЧНЫХ НИТЕЙ К ТКАЧЕСТВУ
6.1. Цель и основные требования, предъявляемые
к подготовке уточных нитей
Перематывание уточной пряжи осуществляется для создания
паковки, необходимой для дальнейшего процесса. Основное различие в перематывании основной и уточной пряжи заключается в том,
что меняется соотношение размеров питающей и выходной паковок.
При перематывании утка пряжа с конических и цилиндрических бобин массой около 2 кг перематывается на шпули с массой 30 г. Перематывание уточной пряжи на уточно-перемоточных автоматах позволяет повысить производительность труда в ткацком производстве. Технологический процесс перематывания уточной пряжи обеспечивает получение паковок с оптимальными геометрическими
размерами и рациональной структурой намотки, при которой плотность намотки хлопчатобумажной пряжи увеличивается на 25–40 %,
шерстяной – на 15–25 %, льняной – на 30–45 % по сравнению с
плотностью намотки на прядильных паковках. В результате улучшения структуры и формы намотки уточной шпули уменьшается
количество слетов пряжи в ткачестве, сокращается обрывность по
утку, выравнивается натяжение уточной нити.
Ткани, имеющие сложный рисунок переплетения, могут быть изготовлены лишь при использовании уточных шпуль с резервной намоткой, обеспечивающих работу ткацкого станка с уточным щуплом.
Требования к процессу перематывания уточных нитей:
1. Не должны ухудшаться физико-механические свойства
уточной пряжи.
2. Формируемая уточная паковка должна иметь равновесную на167
мотку, исключающую спуски витков нити с поверхности початка и
обеспечивающую легкое сматывание без слетов, петель и отрывов.
3. Сформированная паковка должна иметь большую плотность
намотки.
4. Процесс перематывания должен происходить при постоянном натяжении нити.
5. Уточная паковка должна иметь такую форму и размеры, которые позволили бы эффективнее использовать объем челнока.
6. Уточная паковка не должна изменять форму при транспортировке, хранении и вибрации на станке.
6.2. Перематывание уточной пряжи
Перематывание уточной пряжи для челночных ткацких станков производится на уточно-мотальных машинах и автоматах. Если уточная пряжа должна поступать на станок в бобинах, эти бобины получают на мотальных машинах, применяемых для перематывания основной пряжи. Уточную пряжу для челночных станков
в большинстве случаев перематывают на деревянные шпули (рис.
35), реже – на бумажные патроны.
Для различных ткацких станков используются
уточные шпули различных размеров, формы и
структуры намотки. При этом размеры и форма
уточной паковки обусловлены конструкцией и
размерами челнока, а структура намотки зависит
от вида перерабатываемой пряжи.
Форма намотки определяется следующими
геометрическими размерами: 1) диаметр намотки;
2) высота внешнего конуса гнезда намотки;
4) угол конуса у гнезда намотки; 5) угол конуса
при вершине намотки; 6) длина нити в слое; 7) высота конуса намотки; 8) длина намотки пряжи на
шпуле; 9) длина цилиндрической части шпули.
Структура намотки определяется формой
слоя намотки, числом витков в слое, углом скрещивания витков, величиной и характером смещения рядом лежащих витков намотки.
Рис. 35. Уточная
Нить наматывается на шпулю в результате врашпуля
щательного движения шпули и возвратно-посту168
пательного движения нитеводителя, образуя слой с длиной нити l.
Она зависит от величины хода нитеводителя, от частоты вращения
веретена за время перемещения нитеводителя из одного крайнего положения в другое. Витки могут наматываться параллельной и крестовой намоткой. Для лучшего закрепления витков слоя пряжи используется крестовая намотка.
Число витков в слое конической поверхности початка определяется по формуле:
i = t·n,
(113)
где t – время перемещения нитеводителя из одного крайнего положения в другое; n – число оборотов початка за время t.
Чтобы не происходило наложения витков, число витков в слое
початка должно быть дробным. Это достигается подбором передаточного отношения от веретена к нитеводителю.
l = r·ψ,
(114)
где r – радиус початка, мм; ψ – угол сдвига, град.
Для получения уточной паковки, предотвращающей слеты пряжи
в ткачестве, большое значение имеет угол подъема витков пряжи:
tg
Vп
,
Vо
(115)
где Vп – скорость переносного движения (вдоль оси шпули); Vо –
скорость поступательного движения нити.
Vп = h·n,
(116)
где h – шаг винтовой линии наматывания, м.
Vо = π·Di·n,
(117)
где Di – текущий диаметр наматываемой паковки, м; n – частота
вращения веретена, об/мин.
Одно из основных требований к намотке состоит в том, чтобы
витки нити на уточной паковке находились в состоянии равновесия
и на ткацком станке при прокладывании утка в зев не происходили
слеты и спуски.
Согласно теории профессора А. П. Минакова, в процессе образования паковки должно соблюдаться условие равновесия нити
на шероховатой поверхности, зависящее от формы паковки и натяжения нити при перематывании.
Для образования паковок с равновесной намоткой витков необходимо, чтобы угол геодезического отклонения был не больше угла
169
трения. Как только угол геодезического отклонения будет больше
угла трения, будет происходить стягивание витков по направлению
геодезической линии поверхности наматывания. Величина геодезического отклонения зависит от угла подъема витков, конусности паковки и угла сдвига намотки витков (Минаков "Равновесие нитей на
шероховатой поверхности").
Машины для перематывания уточной пряжи подразделяют в
зависимости от:
способа смены доработанных початков – на уточно-мотальные машины и автоматы;
скорости возвратно-поступательного движения, в результате чего витки могут располагаться на конусе уточного початка
почти параллельно друг другу или же под углом;
вида наматываемых паковок – на шпульные (цевочные) и
початочные (на шпульных машинах пряжа наматывается на бумажный патрон или деревянную шпулю, на початочных – на веретено, с которого початок в дальнейшем снимается);
способа закрепления шпуль – на веретѐнные и безверетѐнные (в
безверетѐнных машинах уточные шпули зажимаются в шпинделях);
расположения веретѐн и шпинделей – на машины с вертикальным и горизонтальным расположением оси наматываемой шпули;
числа шпуль, наматываемых одновременно одной головкой
– на одно-, двух- и четырѐхшпиндельные;
устройства нитеводителя – на водковые, дисковые и с прорезными барабанчиками.
6.3. Уточно-мотальные автоматы
Уточно-мотальные автоматы различаются по следующим
признакам: по типу нитераскладчика; по принципу действия перемещения нитераскладчика; по принципу образования геометрической формы и структуры намотки уточной паковки.
По типу нитераскладчика автоматы делятся на:
1) автоматы, в которых раскладка нитей осуществляется водковыми механизмами (УА-300-3М, "Хакоба");
2) автоматы, в которых раскладка нитей осуществляется мотальными валиками с винтовыми канавками. Автоматы этой группы
могут иметь цилиндрические или конические мотальные валики.
170
Автоматы первой группы с водковыми механизмами в свою
очередь делятся на:
1) автоматы, в которых водок совершает возвратно-поступательное движение;
2) автоматы, в которых водок совершает качательное движение.
По принципу действия механизма перемещения нитераскладчика уточно-перемоточные автоматы делятся на автоматы с
механизмами негативного и позитивного действия.
Механизмы перемещения нитераскладчика на автоматах, не
имеющих механизма контроля диаметра шпули, подразделяются
на два вида:
1. Автоматы с переменной величиной подачи нитераскладчика,
что обеспечивает поддержание постоянства диаметра шпули. Необходимость замедления движения нитераскладчика вызвана тем, что
наматывание уточной шпули производится на конический ствол.
2. Автоматы с постоянной величиной подачи нитераскладчика. Конструкция механизма перемещения нитеводителя позволяет
поддерживать постоянную подачу нитераскладчика независимо от
диаметра перематываемой шпули. Изменяя величину подачи механизма, можно менять диаметр наматываемой шпули.
Уточно-перемоточные автоматы по принципу образования
геометрической формы и структуры намотки делятся на автоматы, обеспечивающие намотку шпуль с постоянным ходом нитераскладчика без изменения высоты конуса в шпуле в процессе наматывания, и автоматы, в которых наматывание пряжи производится с увеличением хода нитераскладчика к концу намотки, т. е. с
увеличением высоты конуса шпули к концу намотки.
Уточно-перемоточный автомат УА-300-3М (рис. 36) представляет собой машину (табл. 45) с односторонней компоновкой
мотальных головок. Предназначается для перематывания хлопчатобумажных нитей (табл. 46). Состоит из двух секций по шесть мотальных головок, на которых формируются уточные шпули с длиной 160–210 мм. Перематывание осуществляется с цилиндрических
и конических бобин на уточные шпули для автоматических ткацких
станков. Нить, сматываясь с бобины 1, неподвижно установленной
на бобинодержателе 2, проходит через проволочное кольцо 3, огибает палец 4, проходит между двумя парами тормозных шайб 5 нитенатяжителя, огибает ролик 6, проходит через фарфоровый глазок
171
7 сигнального крючка 8, являющегося одновременно и компенсатором натяжения, через водок 9 нитеводителя 10 и раскладывается на
вращающейся шпуле 11. В отдельных случаях при перематывании
пряжи большой толщины нить заправляют в дополнительный глазок 12, как показано на рис. 36. Ролик 6 с помощью червячной передачи, заключѐнной в коробку, вращает тормозные шайбы в направлении, обратном движению нити. Натяжение создаѐтся давлением
шайб, на которые действуют пружины. Силу давления пружины регулируют гайками. Шпуля зажата между двумя шпинделями: ведущим 13 и поддерживающим 14. Шпуле сообщается только вращательное движение, а водку нитеводителя – возвратно-поступательное и поступательное.
В автомате автоматизированы следующие операции:
останов
ведущего
шпинделя при обрыве нити
или при смене шпули;
замена наработаного
початка пустой шпулей с
закреплением конца нити у
ее основания;
отрезание нити;
образование резервной намотки;
включение и выключение мотального механизма при смене шпуль;
подача пустых шпуль
из бункера.
Связывание концов нитей при ее обрыве, смена
бобин, загрузка бункера
пустыми шпулями выполРис. 36. Технологическая схема
няется вручную.
уточно-мотального автомата
УА-300-3
172
Таблица 45
Краткая техническая характеристика УА-300-3
Наименование
Число мотальных головок
Частота вращения шпинделя
Ход нитераскладчика
Дополнительный ход нитераскладчика
для дифференциальной намотки
Длина шпуль
Диаметр наматываемой шпули
Линейная плотность перерабатываемой пряжи
Значение
6 или 12
6000–10000 об/мин
38 мм
2,5 мм
160–210 мм
20–40 мм
1,7–200 текс
Таблица 46
Величина удельной плотности наматывания нити на шпулю
Удельная плотность намотки, г/см3
для х/б пряжи
200–100
0,45–0,5
100–25
0,5–0,55
25–10
0,55–0,6
10 и менее
0,55–0,6
Крученые нити
0,6–0,62
для шерстяной пряжи
Кручѐная чистошерстяная пряжа
0,45–0,5
Однониточная пряжа
0,5–0,55
Полушерстяная пряжа
0,55–0,6
Толщина нитей, текс
Привод автомата осуществляется от индивидуального электродвигателя с раздельной передачей движения к мотальным головкам и к механизмам автоматики.
Раскладка нити на шпули осуществляется водковым нитераскладчиком, образующим крестовую намотку с дифференциальной
раскладкой.
Кинематическая схема автомата дает возможность в широких пределах регулировать диаметр намотки шпули, длину резервной намотки,
скорость и натяжение нити, применять шпули различной длины.
Уточно-перемоточный автомат "Хакоба" (табл. 47) предназначен для перематывания шерстяной пряжи средней и малой
линейной плотности. Автомат представляет собой одностороннюю
безверетенную машину с горизонтальным расположением наматываемых шпуль, которые получают вращательное движение, а
нитераскладчик возвратно-поступательное и поступательное.
173
Таблица 47
Краткая техническая характеристика "Хакоба"
Наименование
Число мотальных головок
Число шпинделей в головке
Частота вращения шпинделя
Ход нитераскладчика
Дополнительный ход нитераскладчика
для дифференциальной намотки
Длина шпуль
Диаметр наматываемой шпули
Линейная плотность перерабатываемой пряжи
Значение
1, 2 или 4
4
3000–8000 об/мин
35 или 45 мм
5 мм
0,15 м
40 мм
29,4–250 текс
На автоматах "Хакоба" бобинодержатели отсутствуют, поэтому разматываемая паковка размещается в вертикальном положении на шпульной коробке.
На автомате "Хакоба" автоматизированы следующие операции:
замена наработанной шпули пустой из шпулярника и закрепление конца нити на ней;
отрезание нити;
образование резервной намотки;
останов веретена;
останов веретена при обрыве нити и смене шпули;
включение и выключение мотального механизма при смене
шпуль.
Недостаток автомата "Хакоба": при обрыве одной из четырех наматываемых нитей останавливаются все четыре шпинделя.
Уточно-перемоточный автомат АТП-290 (табл. 48) предназначен для перематывания уточной пряжи высокой линейной плотности: льняной, джутовой, из отходов, шерстяной аппаратного прядения, а также крученой пряжи с большим числом сложений.
Таблица 48
Краткая техническая характеристика АТП-290
Наименование
Число мотальных головок
Частота вращения веретена
Диаметр наматываемых початков
Длина початков
Линейная плотность перематываемой пряжи
Значение
8 или 12
1800–2100 об/мин
25–45 мм
140–310 мм
120–680 текс
На автомате можно перематывать пряжу с фланцевых кату174
шек, с цилиндрических и конических бобин в трубчатые початки.
Для получения трубчатых початков используют автоматы АТП290, АТП-290М и АТП-290-МА. Эти односторонние автоматы изготовляют на 12 головок (3 секции по 4 головки). На рис. 37 приведена схема заправки головки при перематывании уточной пряжи с бобины 1 на трубчатый початок 7. Нить, сматываясь с бобины, проходит через баллоноограничитель 2 и двухзонное шайбовое натяжное
устройство 3. Бобина помещена в специальном колпаке, откуда отсасывающее устройство удаляет пух, пыль и сор. Далее нить проходит через направляющий глазок 4, глазки механизма самоостанова
5, нитеводителя 6 и навивается на трубчатый початок 7.
Рис. 37.
Схема заправки
автомата АТП-290
На рис. 38 представлена схема образования трубчатого початка
на автомате АТП-290. Горизонтально расположенные веретена 1 получают лишь вращательное движение. Рабочая часть веретена, на которую наматывается нить, имеет длину, несколько большую высоты
конуса початка. Конец нити закрепляется в прорези веретена. Нитеводитель 2, совершая возвратно-поступательное движение, раскладывает крестообразно нить на веретене. Нитеводитель 2 получает движение от специального кулачка. Раскладка нити производится между
двумя коническими роликами 3, которые свободно вращаются в подшипниках. По мере уплотнения пряжи, намотанной между коническими роликами, початок вытесняется. Необходимая плотность початка достигается за счет давления переднего гнезда 4 прессующей
каретки, которое поддерживает початок, вращаясь вместе с ним.
175
Рис. 38.
Схема образования
трубчатого початка на
автомате
Автомат представляет собой одностороннюю машину с горизонтальным расположением мотальных веретен и состоит из отдельных секций по четыре мотальных головки в каждой секции.
Диаметр наматываемого початка зависит от величины размаха нитеводителя.
Автоматизированы следующие операции:
останов веретена при обрыве нити и при наматывании початка заданной длины;
сбрасывание намотанного початка в приемный лоток;
заправка нити в зубья веретена и включение мотальной головки в работу;
отрезание нити после закрепления еѐ на веретене;
отведение прессующей каретки от зоны раскладки в момент
съема початков с веретена и обеспечение ее выстоя в отведенном
положении;
укладка намотанных трубчатых початков в ящики.
Наряду с уточно-мотальными автоматами с неподвижными
головками выпускаются автоматы с циркулирующими головками
(например, американская фирма «Эббот»).
6.4. Основные технологические параметры
перематывания уточной нити
На современных бесчелночных станках АТПР-120, П-125, СТБ
уточные нити сматываются с бобин, поэтому технологические параметры перематывания утка аналогичны параметрам перематывания
основных нитей.
Линейную скорость нити при перематывании на уточномотальных автоматах можно определить по формуле:
( dn 1 ) 2 (2hn 2 ) 2 ,
(118)
где n1 – число оборотов паковки в минуту; n2 – число ходов нитеводителя или число оборотов эксцентрика, сообщающего движение
нитеводителю, в минуту; h – размах нитеводителя, м; d – средний
176
Vн
диаметр намотки пряжи на паковку, определяется по формуле, м:
d
d1 d 2 2D
4
,
(119)
где d1 – диаметр патрона шпули у вершины конуса, м; d2 – диаметр
патрона шпули у основания конуса, м; D – максимальный диаметр
наматываемой шпули, м.
На уточно-мотальных автоматах число оборотов уточной паковки достигает 10–12 тыс. оборотов в минуту, а линейная скорость нити 400–600 м/мин. Натяжение нити на уточно-мотальных
автоматах создаѐтся натяжными приборами. Величина натяжения
не должна превышать 8 % от прочности нити.
Величина удельной плотности наматывания нити на уточной
шпуле зависит от величины натяжения при перематывании, вида
волокна и толщины нити. На шпулю, несколько отступая от кольца, предварительно наматывается резерв пряжи, длина которого
зависит от рабочей ширины ткацкого станка и ширины ткани по
берду. Величина резервной намотки определяется по формуле:
L = (2S + B + 1) / (1 – m/100),
(120)
где S – ширина ткани по берду, м; B – рабочая ширина станка, м;
m – неравномерность длины пряжи в резерве, % (рекомендуется
принимать до 10 %).
Плановая производительность уточно-мотальных машин и автоматов, кг/ч:
Пф
V m t Т
10 6
Кпв,
(121)
где V – средняя скорость перематывания уточной пряжи,
м/мин; m – число веретѐн на машине; t – время работы машины,
мин; Т – линейная плотность нити, текс; Кпв – коэффициент полезного времени.
Коэффициент полезного времени зависит от простоев машины
и отдельных еѐ головок, связанных со сменой наработанной уточной паковки, с заправкой новой паковки, ликвидацией обрывов
перематываемой нити, длины нити на входящей паковке. Кпв колеблется от 0,7 до 0,9.
6.5. Пороки и отходы при перематывании уточной пряжи
Разладки отдельных механизмов уточно-перемоточных автоматов, а также невнимательная работа мотальщицы могут привести к появлению следующих пороков:
177
1) неправильная форма или размер уточной паковки – получаются при неправильной установке нитеводителей после ликвидации
обрывности, неправильной установке механизма регулировки диаметра намотки, разладках или засорении натяжного устройства;
2) мягкая или тугая намотка – получается при неправильной
установке натяжных приспособлений;
3) отсутствие резервной намотки – из-за плохой регулировки механизма резервной намотки или обрезанный конец нити не
удерживается в шпинделе при заправке новой шпули;
4) не отрезается нить при смене початка из-за разладок ножниц;
5) уточные початки с перепутанной или загрязнѐной пряжей;
6) концы нитей при обрыве не связаны, а накинуты на паковку;
7) смешение пряжи по толщине и цвету.
Отходы при перематывании образуются из концов нитей, обрываемых при ликвидации обрыва, при заправке новой уточной паковки, а также из концов, остающихся на перематываемых паковках
при неполном их сматывании. При нормальной работе величина
отходов зависит от вида нитей, линейной плотности пряжи, величины входящей паковки и составляет 0,05–1,5 %. Чем толще пряжа и
нити, тем процент угаров выше.
6.6. Доувлажнение уточной пряжи
При работе на ткацком станке недостаточная влажность уточной пряжи и образовавшиеся в нити внутренние напряжения при
прядении и перематывании ведут к слѐтам (спускам витками) и
сукрутинам утка, что снижает качество ткани, а также повышает
обрывность уточной пряжи в ткачестве, особенно часто такое явление встречается при переработке уточной нити, имеющей большую крутку.
Количество слѐтов и сукрутин увеличивается с уменьшением
содержания влаги в нити. Поэтому хлопчатобумажная, шерстяная
и льняная пряжа на ткацких фабриках подвергается увлажнению
или эмульсированию, которые не только предотвращают появление ткацких пороков, но улучшают свойства пряжи, что уменьшает обрывность и повышает производительность ткацких станков.
При увлажнении или эмульсировании волокна пряжи разбухают, силы давления их друг на друга увеличиваются, вследствие
чего растет сопротивление пряжи растягивающим усилиям. В то
же время увеличение влажности несколько снижает коэффициент
178
трения волокон, что уменьшает сопротивляемость нити растяжению. Однако первый процесс имеет большее значение, и в результате увлажнения пряжа имеет большую прочность, чем неувлажненная, жесткость пряжи снижается, а крутка закрепляется.
Следует отметить, что при значительном повышении влажности
ухудшаются физико-механические свойства пряжи, а на суровой ткани образуются жѐлтые полосы. Для уточной хлопчатобумажной пряжи наиболее оптимальной следует считать влажность 8–9 %.
Известно три способа увлажнения уточной пряжи:
Камерный, при котором пряжа выдерживается в камерах,
специальных помещениях или в подвалах с высокой относительной влажностью воздуха. Повышенная влажность воздуха создается путѐм разбрызгивания воды через форсунки. Этот способ
требует больших изменений и запасов пряжи.
Способ запарки уточной пряжи паром в специальных котлах
или аппаратах, в которых поддерживают температуру 40–50 ºС.
При более высокой температуре ухудшаются свойства пряжи,
происходит деформация шпуль и размягчение на них лака.
Способ увлажнения с применением специальных смачивателей (эмульсий), при котором уточную пряжу в специальных аппаратах обрабатывают холодной водой с разведѐнными в ней смачивателями. В качестве смачивателей используют ализариновое масло, контакт Т, раствор некаля и другие вещества.
Уточная пряжа, обработанная эмульсией, сохраняет приобретѐнную влагу при равномерном распределении еѐ по толщине початка. Эмульсирование применяют для хлопчатобумажной, льняной и шерстяной пряжи.
Доувлажнение утка можно применять лишь в том случае, если
пряжа намотана на каленые патроны или эмалированные шпули,
так как крашенные шпули под влиянием пара и влаги приходят в
негодность. Кольца на шпулях для автоматических станков должны изготовляться из нержавеющего материала.
Контрольные вопросы по теме
«Подготовка уточных нитей к ткачеству»
1. Объясните цель перематывания уточной пряжи.
2. Перечислите основные узлы уточно-мотального автомата УА300-3.
179
3. Объясните технологическую схему автомата УА-300-3.
4. Какие операции выполняются уточно-мотальным автоматом?
5. Объясните, как осуществляется резервная намотка на шпуле?
6. Объясните, как осуществляется подача пустых шпуль к
гнѐздам веретена?
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алѐшин, П. А. Лабораторный практикум по ткачеству / П. А. Алѐшин,
В. Н. Полетаев. – М.: Лѐгкая индустрия, 1979. – 312 с.
2. Проектирование ткацких фабрик / П. В. Власов [и др.]. – М.: Легкая индустрия, 1971. – 488 с.
3. Гордеев, В. А. Ткачество / В. А. Гордеев, П. В. Волков. – М.: Легкая и пищевая
промышленность, 1984. – 448 с.
4. Оников, Э. А. Текстильная промышленность // Этапы развития процессов
перематывания пряжи. – 2001. – № 2. – С. 19–21.
5. Технология ткачества. Часть 1 / Ф. М. Розанов [и др.]. – М.: Легкая индустрия, 1966. – 232 с.
6. Справочник по шерстоткачеству. – М.: Легкая индустрия, 1975. – 424 с.
7. Букаев, П. Т. Хлопкоткачество: справочник / П. Т. Букаев. – М.: Легпромбытиздат, 1987. – 576 с.
8. Переработка химических волокон и натурального шелка: справочник. Ч. 3.
Ткачество и ассортимент / Н. П. Агапова [и др.]. – М.: Легкая индустрия, 1970. –
448 с.
9. Дынник, С. А. Справочник по льноткачеству / С. А. Дынник. – М.: Изд. научно-технической литературы РСФСР, 1960.
10. Сухарев, М. И. Материаловедение / М. И. Сухарев. – М.: Лѐгкая индустрия, 1973. – 265 с.
11. Калинин, А. Л. Автоматизация контроля технологической вытяжки основы в зоне стойки сновальных валиков шлихтовальной машины: дис. канд. техн.
наук / А. Л. Калинин. – Москва, 1985. - 236 с.
12. Живетин, В. В. Устройство и обслуживание шлихтовальных машин / В.
В. Живетин, А. Б. Брут-Бруляко. – 2-е изд. – М.: Легпромбытиздат, 1988. – 240 с.
180
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Таблица А.1
Объекты и периодичность контроля технологического процесса
перематывания пряжи
Наименование
объектов
контроля
Разводки
контрольных
щелей
Вес шайб
натяжного
устройства
на мотальных
машинах
Плотность
намотки пряжи
на бобинах
Скорость
перематывания
пряжи
Кто проводит
проверку
Объем и
периодичность проверки
Методика
контроля
Помощник
мастера и
сменный мастер
Ежедневно один раз в смену
(на выборку) и
при перезаправках
Один раз в неделю на всех
машинах по графику и
при перезаправках
Шаблоном
Лаборатория
Помощник
мастера и
сменный мастер
Периодически (на выборку)
и при перезаправках
Лаборатория
Один раз в квартал на всех
машинах и при перезаправках
Помощник
мастера или сменный мастер
Постоянно в процессе
текущей работы
Лаборатория
Органолептически или
Два раза в месяц на каждой
денсиметром
машине по 10 катушек или
10 бобин с машины по графику и при перезаправках
Помощник
мастера и
сменный мастер
Периодически при
обходах машин
Лаборатория
Два раза в месяц на
всех машинах
Помощник
мастера и
сменный мастер
В процессе текущей
работы по вызову
мотальщицы
Обрывность
пряжи при
перематывании
Лаборатория
Взвешиванием
на технических
весах
Согласно
приложенной
методике
Путем
непосредственного выявления
причин завышенной
обрывности
Один раз в неделю на каждой
машине, на веретенах, обслуживаемых одной работницей, за
время срабатывания одного съеСогласно
ма пряжи с прядильной машины приложенной
или 500 початков с крутильной
методике
машины, а также по отдельным
данным начальника цеха или заведующего фабрикой
181
Окончание табл. А1
Наименование
объектов
контроля
Физикомеханические
свойства пряжи
до и после
перематывания
Проверка
состояния
узловязателей
Состояние
конусов
Кто проводит
проверку
Лаборатория
Лаборатория
Методика
контроля
Не реже одного раза в месяц
Согласно
для пряжи всех линейных
приложенной
плотностей с каждой машины
методике
Помощник
По установленному на фабримастера и
ке графику и в процессе текусменный мастер
щей работы
Один раз в месяц на
Лаборатория
каждой машине
Сменный
Ежедневно (на выборку)
мастер
Проверка расПомощник
стояния от по- мастера и сменный
чатка до нитемастер
направителя и
соосности
Лаборатория
шпуль с нитепроводниками
Помощник
мастера и сменный
Проверка
мастер
качества намотки пряжи
на бобинах
Лаборатория
Проверка работы самоостановов и правильности установки направляющего прутка за
контрольной
щелью и нижней тарелочки
натяжного
устройства
Объем и
периодичность проверки
Путем
внешнего
осмотра
То же
Один раз в неделю
200 конусов
Согласно
приложенной
методике
Периодически и при
обходах машин
Шаблоном
Два раза в месяц
на всех машинах
Согласно
приложенной
методике
Постоянно в процессе
текущей работы
Органолептически
Два раза в месяц со всех
веретен каждой машины
Помощник
мастера и
сменный мастер
Периодически при
обходах машин
Лаборатория
Два раза в месяц
на всех машинах
182
Согласно
приложенной
методике
Самоостановы –
путем непосредственного наблюдения за выключением бобин; установка
направляющих
прутков и натяжного устройства – посредством
шаблона
Таблица А.2
Объекты и периодичность контроля процесса снования пряжи
Наименование
объектов
контроля
Скорость снования
Кто проводит Объем и периодичность
проверку
проверки
Согласно
приложенной
методике
Путем непосредственного наблюдения причин завышенной
обрывности
Лаборатория
Два раза в месяц
на каждой машине
Помощник
мастера и
сменный
мастер
В процессе текущей
работы по вызову
сновальщицы
Лаборатория
Один раз в неделю на каждой машине в течение
снования двух сновальных валиков, а также по
отдельным заданиям начальника цеха или заведующего фабрикой
Согласно
приложенной
методике
Лаборатория
Не реже одного раза в месяц для пряжи всех толщин с каждой машины
Согласно
приложенной
методике
Обрывность пряжи
в процессе снования
Физико-механические свойства
пряжи после
снования
Методика
контроля
Помощник
Периодически и при
Органолептически
мастера и
перезаправках
или денсиметром
Плотность намотки
сменный мастер
пряжи на сновальНе реже одного раза в меСогласно
ных валиках
Лаборатория
сяц на каждой машине с
приложенной
трех сновальных валиков
методике
Путем просчета
заправленных боПомощник
бин в сновальной
При каждой ставке бобин
Проверка количемастера
рамке и осмотра
ства нитей в ставке
разложенных нии раскладки нитей
тей в рядке
в рядке
Один раз в неделю на всех
Лаборатория
машинах при проверке
То же
обрывности
Проверка работы самоостановов при обСогласно
Один раз в неделю
рыве нити и мехаЛаборатория
приложенной
на всех машинах
низма торможения
методике
органов машины
183
Окончание табл. А.2
Наименование
объектов
контроля
Проверка правильности установки
счетчика длины
пряжи
Проверка правильности показаний
счетчика длины
пряжи
Проверка
сновальных
валиков
(расстояние между
фланцами, вес,
погнутость шипов
и др.)
Температура и
относительная
влажность воздуха
в мотальносновальном отделе
Кто проводит
Объем и
проверку
периодичность проверки
Методика
контроля
Помощник
мастера и
сменный
мастер
Во время заправки машин
Осмотр
Лаборатория
Не реже одного раза в
месяц на всех машинах
во время снования 1000 м
Согласно
приложенной
методике
Сновальщица,
помощник мастера и сменный
мастер
Каждый валик
периодически
(на выборку)
Лаборатория 1 раз в неделю 25 валиков
Контролер
лаборатории
или отдела
главного
механика
Не реже двух раз в смену
Внешний
осмотр,
шаблоном,
взвешиванием
на весах
Стандартная
Таблица А.3
Объекты и периодичность контроля процесса шлихтования
Наименование объектов Кто проводит Объем и периодичМетодика
контроля
проверку
ность контроля
контроля
Материалы, идущие в шлихту
Согласно
По мере поступления
(клеящие материалы, расще- Лаборатория
приложенной
на склад фабрики
пители, жиры, глицерин)
методике
Сквозной контроль процессов шлихтоварения и шлихтования:
Режим процесса шлихтоварения: закладка материалов в
Не реже одного раза
Согласно
процессе варки; качество гоЛаборатория в месяц по каждому приложенной
товой шлихты (концентрация
артикулу ткани
методике
клеящего вещества, реакция
шлихты, вязкость)
184
Окончание табл. А.3
Наименование объектов Кто проводит
контроля
проверку
Объем и
периодичность
проверки
Методика
контроля
Режим процесса шлихтования: качество шлихты в корыте
шлихтовальной машины; температура шлихты в корыте;
уровень шлихты в корыте;
давление пара в барабанах;
скорость шлихтования; стеНе реже одного раза
Согласно
пень отжима пряжи; приклей Лаборатория в месяц по каждому приложенной
видимый и истинный; вытяжка
артикулу ткани
методике
пряжи; плотность навивки
пряжи на навой; проверка состояния ткацких навоев; изменение физико-механических
свойств пряжи после шлихтования
Не реже одного раза
Согласно
Обрывность основной
Лаборатория в месяц по каждому приложенной
пряжи на ткацких станках
артикулу ткани
методике
Повседневный контроль параметров процессов шлихтоварения и шлихтования:
Один раз в день при
Мастер и
Реакция шлихты в баке
закладке материалов По индикатору
лаборатория
на варку
Вязкость шлихты в баке и
Согласно
корыте каждой
Лаборатория
Один раз в день
приложенной
шлихтовальной машины
методике
Температура и уровень
Согласно
Мастер и
шлихты в корыте каждой
Один раз в день
приложенной
лаборатория
шлихтовальной машины
методике
Мастер и
По прибору на
Влажность клееной пряжи
Один раз в день
лаборатория
машине
Мастер и
Видимый приклей пряжи
Один раз в день
По журналу
лаборатория
Качество мягкой и клееной
Мастер и
По внешнему
Один раз в день
пряжи
лаборатория
виду
Старший
Ежедневно при
Проверка состояния
шлихтоваль- постановке навоев
Осмотр
ткацких навоев
щик
на машину
185
Таблица А.4
Объекты и периодичность контроля технологических процессов
пробирания и привязывания основных нитей
Наименование объектов
Кто проводит проверку
контроля
Бригадир проборноКачество подготовки приузловязального отдела
боров (ремиз, бердо, ламели и рейки)
Лаборатория
Качество пробирания и
привязывания основ
Объем и периодичность
контроля
Ежедневно
1 раз в неделю 5 приборов
для каждого артикула ткани
Бригадир проборноузловязального отдела
Ежедневно
Лаборатория
Не реже 2 раз в месяц 5 приборов для каждого артикула
ткани
186
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение……………………………………………………….
1. Технологический план ткачества, его структура и
элементы…………………………………………………….....
1.1. Влияние основных свойств волокон на технологический процесс получения текстильных изделий………….…..
1.2. Текстильные нити и их свойства………………….….
1.3. Технологический план ткачества………………….…
2. Перематывание основных нитей……………………….….
2.1. Цель и основные требования, предъявляемые
к процессу перематывания………………………………..…..
2.2. Натяжение нити при перематывании…………….…..
2.3. Контроль и очистка нити при перематывании………
2.4. Соединение концов нитей ……………………………
2.5. Структура и форма намотки нити на бобину………..
2.6. Технологическая схема процесса перематывания.
Характерные особенности мотальных машин и автоматов…
2.7. Изменение свойств пряжи при перематывании……..
2.8. Обрывность пряжи при перематывании……………..
2.9. Пороки и отходы пряжи………………………………
2.10. Производительность мотальных машин и автоматов…
2.11. Совершенствование и автоматизация процесса
перематывания…………………………………………..….….
3. Снование основных нитей……………………………….…
3.1. Цель и основные требования, предъявляемые
к процессу снования…………………………………………...
3.2. Партионное снование……………………………….…
3.3. Расчѐт партионного снования………………………...
3.4. Сновальные машины для партионного снования……
3.5. Ленточное снование……………………………………
3.6. Расчѐт ленточного снования……………………….….
3.7. Сновальные машины для ленточного снования……..
3.8. Основные технологические параметры,
определяющие процесс снования……………………………
3.9. Эмульсирование пряжи на ленточных сновальных
машинах………………………………………………………..
3.10. Снижение электризации нитей при сновании………
187
3
6
6
11
16
18
18
19
27
30
32
37
43
44
45
46
48
55
55
62
63
68
74
76
80
82
98
100
3.11. Основные направления развития сновальных
машин и процесса снования………………………….….…..
4. Шлихтование и эмульсирование основ…………….………
4.1. Цель и основные требования, предъявляемые
к процессу шлихтования………………………………………
4.2. Технология приготовления шлихты………………….
4.3. Оборудование для приготовления шлихты………….
4.4. Основные технологические параметры процесса
приготовления шлихты……………………………….……….
4.5. Оборудование для шлихтования.
Узлы и механизмы шлихтовальной машины……….……….
4.6. Приборы для контроля и автоматического регулирования параметров шлихтования…………………………….
4.7. Технологические параметры шлихтования и
эмульсирования…………………………………………….….
4.8. Новое в технике и технологии шлихтования…………
5. Пробирание и привязывание нитей основы……………….
5.1. Цель и основные требования,
предъявляемые к процессам пробирания и привязывания…
5.2. Технологическая оснастка ткацкого станка………….
5.3. Пробирание основ……………………………………..
5.4. Привязывание основ……………………………….….
5.5. Производительность процессов пробирания и
привязывания……………………………………………….….
5.6. Пороки и отходы при привязывании и пробирании
основы………………………………………………………….
6. Подготовка уточных нитей к ткачеству……………….…..
6.1. Цель и основные требования, предъявляемые
к подготовке уточных нитей………………………………….
6.2. Перематывание уточной пряжи………………….……
6.3. Уточно-мотальные автоматы……………………..…..
6.4. Основные технологические параметры
перематывания уточной нити…………………….……….…..
6.5. Пороки и отходы при перематывании уточной пряжи…
6.6. Доувлажнение уточной пряжи…………………………
Список использованной литературы…………………………
Приложение А…………………………………………….……
188
102
107
107
108
114
116
119
128
132
142
152
152
153
157
162
164
164
167
167
168
170
176
177
178
180
181