книги из ГПНТБ / Мизери, А. А. Эксплуатация текстильного оборудования с деталями из пористых спеченных материалов

52 мм (тип Т-1) и 14400 колец диаметром 50 мм (тип Т-2). Машины работают в две и три смены с частотой вращения веретен 6500—

«Веретенное-2» через каждые три смены составляет 300 г на 200 веретен.

На фабрике предполагается применить кольца из спеченных материалов на польских машинах «Бифама-ТГ23Б». Представляет также значительный интерес эксплуатация колец из спеченных материалов на Монинском ордена Ленина камвольном комбинате. На 218 машинах установлено 169400 колец типа К-44,5; К-57; КВ52; КСК. Все машины работают в три смены со следующей ско­ ростью: «Платт-54»—9000 об/мин; «Платт-30»—8500 об/мин; «Тек­ стима»— 8000 об/мин; П-76-ИГ — 7500 об/мин. На машинах выра­ батывают чистошерстяную пряжу, пряжу из смеси шерсти со шта­ пельным волокном и пряжу из смеси шерсти со штапельным во­ локном и капроном.

Кольца пропитывают парфюмерным маслом или индустриаль­ н ы м ^ . Так, если обычные стальные кольца в условиях шерстопря­ дильного производства имеют срок службы 3—5 месяцев, то кольца К-44,5 из спеченных материалов работают в течение 14—15 меся­ цев, а кольца К-57 — в течение 9—12 месяцев. Нужно отметить, что при использовании колец из спеченных материалов пряжа не загрязняется маслом

Бегунки в паре с кольцами из спеченных материалов работают в 20—30 раз дольше, чем в паре со стальными кольцами. Обрыв­ ность пряжи уменьшается на 20%.

В кольцах из пористых спеченных материалов процесс выделе­ ния масла из пор регулируется автоматически. Так, по мере уве­ личения скорости движения бегунка повышается поверхностное дав­ ление, потребность в масле увеличивается. Поэтому на поверхности кольца нет избытка масла, которое загрязняет пряжу.

При останове машины масло снова поглощается и на поверх­ ности кольца остается только первоначальный тонкий слой. В сред­ нем периодичность пропитки колец составляет 5000 ч, но при пере­ работке сухого волокна кольца пропитывают чаще.

Кольца нельзя смазывать густым маслом. В производственных условиях кольца пропитывают, погружая в маловязкое масло, на­ гретое до 80—-82° С, и выдерживают в течение 1 ч, затем им дают возможность медленно остыть вместе с маслом. Практика показала, что в паре с кольцами из спеченных материалов успешно работают полимерные бегунки.

В последнее время широкое применение находят крупногаба­ ритные кольца. Так, на Черкасском комбинате на 14 машинах ПНШ-180-И2С установлены кольца НШС2-12011 диаметром 120 мм. На Черниговском комбинате химического волокна на модернизиро­

140

ванных машинах КВ-150-И4 при обработке волокна капрон приме­ няют кольца увеличенного диаметра с одновременным повышением скорости от 5050 до 7530 об/мин.

Успешно применяют кольца НШС2-12011 из спеченных материа­ лов на Клинском комбинате химического волокна.

Получение фасонных заготовок из порошковых материалов дл-я изготовления колец прядильных и крутильных машин, максимально приближенных по профилю и размерам к готовой детали, прак­ тически возможно. При этом необходимо выполнение основного требования, предъявляемого к из­ делиям из порошковых материа­ лов, т. е. равномерное распреде­ ление плотности по всему объему.

Неравномерная пористость может вызвать ряд отрицатель­ ных явлений как в процессе из­ готовления (коробление, неравно­ мерная усадка, возникновение трещин и др ), так и в процессе их эксплуатации (снижение рабо­ тоспособности, неравномерный износ, ухудшение самосмазываю­ щихся свойств и т. д.) [56].

Таким образом, технологиче­ ский процесс изготовления спе­ ченных колец по полному профи­ лю пока не получил распростра­ нения. Кольца, как правило, по­ лучались с неравномерной плот­ ностью, было много брака. Обра­ зование расслоений может быть обусловлено также применением

некачественных порошков с высоким насыпным весом, наличием большого количества окислов и т. д. Однако даже соблюдение всех условий, исключающих появление перечисленных выше дефектов, как правило, не обеспечивает качественное изготовление спеченных колец сложной формы.

Кроме того, кольца, полученные методом прессования по всему профилю, требуют финишной обработки (шлифования и по­ лирования). Поэтому на данном этапе порошковые самосмазывающиеся кольца изготовляют путем механической обработки спрессованных заготовок простейшей формы, имеющих заданную пористость.

Принятый на заводе имени Карла Маркса технологический про­ цесс обработки колец типа КВ-51ТМК предусматривает следую­ щие операции: обточку фасонной поверхности нижнего торца; про­ точку посадочной поверхности; проточку наружной поверхности крепильного пояска; проточку канавки; фрезерование лыски; газо­ вую нитроцементацию; термическую обработку и полировку.

141

Чтобы установить влияние механической обработки на степень уплотнения обрабатываемой поверхности заготовки, крутильные кольца после каждой операции проверяли на газопроницаемость. Результаты этой проверки приведены на рис. 84. Из приведенного графика видно, что каждая последующая операция приводит к уве­ личению коэффициента сопротивления, а следовательно, и к ухуд­ шению самосмазывающих свойств в процессе эксплуатации. Так, например, заготовки после калибрования по наружной и внутрен­ ней поверхностям характеризовались коэффициентом сопротивле­ ния Л = 80 с, в то время как уже после четвертой операции, за­ вершающей обработку по контуру кольца, величина коэффициента сопротивления А возросла в три раза и составила 240 с.

Резкое повышение газопроницаемости наблюдается после пятой операции — проточки канавки, что объясняется, по-видимому, зна­ чительным увеличением активной поверхности и уменьшением со­ противления истечения газа через поры материала во вновь обра­ зовавшейся зоне.

Последующая газовая нитроцементация и термическая обра­ ботка снова приводят к резкому повышению коэффициента сопро­ тивления, что вызывается, вероятно, уменьшением среднего раз­ мера пор. Полирование поверхности снижает газопроницаемость колец почти в 50 раз.

Таким образом, механическая обработка пористых колец обес­ печивает точную геометрическую форму и их размеры, но приводит к значительному снижению проницаемости рабочих поверхностей. Вместе с тем при применении оптимальных режимов обработки и соответствующей геометрии режущего инструмента можно до­ биться сохранения проницаемости или, по крайней мере, незна­ чительного ее уменьшения.

Практика эксплуатации пористых спеченных колец показала, что их износостойкость превышает износостойкость колец, изготов­ ленных из обычных материалов, в 3—4 раза.

Основными поставщиками пористых колец являются завод Таштекстильмаш, Ленинградский завод имени Карла Маркса и завод текстильного машиностроения в г. Орджоникидзе.

Г л а в а VI

ПОРИСТЫЕ СПЕЧЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ В КАЧЕСТВЕ НАПРАВЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЗАЦИИ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ НИТЕЙ

Внастоящее время борьба со статическим электричеством яв­ ляется актуальной проблемой.

Втекстильной промышленности в связи с появлением новых сильно электризующихся материалов и новых интенсифицирован­

142

ных процессов (прядения, снования на высоких скоростях) помехи от статического электричества ощутимы [57].

Наибольшие трудности для нормального протекания техниче­ ского процесса создаются зарядами статического электричества при переработке капроновых и других синтетических нитей на сно­ вальных, ленточных и других машинах.

Помехи от электризации при переработке синтетических нитей

Накопление зарядов статического электричества на волокнистых материалах (и особенно на химических волокнах) препятствует увеличению производительности технологического оборудования, повышению качества продукции, ухудшает условия эксплуатации оборудования. Многочисленные помехи можно подразделить на следующие виды:

I.Помехи от электрического отталкивания

1.Разрыхление продукта, формирование рыхлых поковок.

2. Разлетание волокон в процессе чесания и подмотка ватки.

3.При останове сновальных машин, когда натяжение ослабля­ ется, нити, расходясь, образуют баллон и захлестываются.

4.Концы оборвавшихся нитей далеко отлетают от места об­ рыва, а концы лент распускаются веером. Все это мешает устра­ нить обрывы.

5.Образование бугристой намотки на барабане и дефекты, воз­ никающие из-за неравномерности натяжения при последующей об­ работке. К этому приводит также электризация нитей при шлих­ товании.

6.Расхождение нитей основы и неравномерная их плотность.

Оборванные филаментные нити увеличивают мшистость нити

вглазках галев и в зубьях берда.

7.Силы сцепления между заряженными одноименно филамент­ ными нитями ослабляются, прочность нити снижается, увеличива­ ется ворсистость и способность цепляться за неровности направ­ ляющих. Эти явления особенно заметны на пряже, объемных нитях

спологими крутками.

8.В красильно-отделочном производстве электростатическое от­ талкивание соседних участков ткани препятствует ее нормальной укладке, усложняет раскрой ткани.

II. Помехи, возникающие от электростатического притяжения заряженных волокон

1.На ленточных и прядильных машинах возникают системати­ ческие намоты продукта на цилиндр и валики," потери сырья и простои.

2.На ленточных машинах ускоренное забивание гарнитуры гребней, на чесальных машинах — гарнитуры барабана и наматы­ вание на валики. В процессе формирования ленты волокна прили­

пают к металлическим частям машины, в результате учащаются остановы и увеличивается неровнота продукта. Аналогичные явле­

143

ния наблюдаются на агрегатах для производства нетканых мате­

риалов.

3. При перемотке притяжение пряжи нитепроводником увели­ чивает обрывность, а притяжение нитей к фланцам катушек — неравномерную намотку.

4.На сновальных машинах нити липнут к рукам работниц, за­ трудняя устранение обрывов и вызывая путанину.

5.Притяжение нитей к фланцам навоя вызывает заклинивание

крайних нитей при перевивке основы.

6.На ткацком станке обрывы филаментов на неровной поверх­ ности нитепроводников от притяжения нити к галевам и зубьям берда с увеличением трения.

7.Прилипание заряженной уточной нити к челноку или к ко­ робке челнока приводит к прижиганию утка, а притяжение уточной нити к берду в момент прибоя создает полосатость ткани.

8.Заряженные нити основы и готовая ткань притягивают пыль, волокнистый пух, вызывая трудно сматываемые загрязнения, пре­ пятствующие выпуску тканей в неокрашенном виде и даже после­ дующему крашению.

9.На сушильно-ширильных машинах, браковочных столах, тер­ мостабилизационных рамах и другом красильно-отделочном обору­ довании также происходит сильное загрязнение заряженной ткани.

10.Одежда из синтетических тканей прилипает к телу, быстро

пачкается.

III. Помехи от электрических искр и ударов электрических за рядов

1. На сновальных машинах, если бердо не заземлить, а такж при касании заряженной ленты рабочий может принять на себя постепенно сильный заряд (если обувь и пол имеют высокое сопро­ тивление), который при касании к заземленным частям машины приводит к сильному электрическому удару.

2. В красильно-отделочном производстве электрические удары возможны при соприкосновении с незаземленной тележкой, в кото­ рую укладывается заряженный материал. Аналогичное явление наблюдается на стригально-ширильной машине при контактах с за­ ряженной тканью. Естественно, что эти явления увеличивают трав­ матизм на производстве.

3.В пожаро-взрывоопасных производствах заряды электроста­ тического электричества создают опасность, как, например, в цехах пропитки капроновйх плащевых тканей и др.

4.Увеличение износа нитепроводящих деталей в результате электроэрозии.

Следовательно, помехи от электризации могут возникать прак­ тически на всех этапах получения, переработки и эксплуатации текстильных материалов. Многие из помех не имеют явно выра­ женный характер и затрудняют установление их причин. Очевидно, что важное значение имеет возможность снятия и контроля зарядов статического электричества на различных стадиях производства текстильных материалов.

144

Способы снижения и устранения электризации нитей

Для снижения и устранения электризации нитей применяют са­ мые разнообразные способы. К ним относятся следующие:

1.Заземление машины; в этом случае создаются условия для отвода зарядов.

2.Чередование направляющих, электризующих волокна разно­ именно; при этом суммарный заряд волокна оказывается равным

нулю.

3. Обработка направляющих по высокому классу чистоты по­ верхности; при этом для некоторых нитей возможно снижение ко­ эффициента трения и электризации.

4.Уменьшение угла охвата и разности скоростей движения нити

инаправляющих, что приводит к уменьшению работы сил трения.

5.Уменьшение площади контакта текстильного материала с на­ правляющей; для обеспечения этого условия применяют пористые спеченные материалы, через поры которых подается воздух под давлением.

6.Применение бесконтактных нейтрализаторов радиоактивного

иэлектрического действий.

Все эти способы широко применяются. Однако по мнению боль­ шинства исследователей наиболее эффективным способом борьбы с зарядами статического электричества является обработка во­ локна антистатическими веществами. Сущность этого способа со­ стоит в том, что на поверхности нити образуется тонкий слой токо­ проводящего антистатика, который уменьшает трение нити о на­ правляющие, снижает электризуемость, а также позволяет снять возникшие заряды.

Исследования, проведенные кафедрой Технологии текстильного машиностроения МТИ и лабораторией электрофизических исследо­ ваний ВНИИПХВ, показали, что на сновальных машинах для сня­ тия зарядов статического электричества в качестве направляющих можно применять спеченные пористые материалы, пропитанные антистатиком *. Исследования проводились в производственных ус­ ловиях в опытном производстве ВНИИПХВ.

На место направляющего валика на сновальной машине был установлен пустотелый, пропитанный антистатиком пористый ва­ лик, внутренняя полость которого была также заполнена антиста­ тиком. Полость заполняется через отверстия А (рис. 85). Валик состоит из отдельных втулок на общей оправке.

При движении нити огибают валик и за счет трения приводят его во вращение. На поверхности валика выделяется тонкий слой антистатика, который постоянно находится между нитью и поверх­ ностью валика. При сходе с валика нити уносят часть антистатика. При этом образуется мениск токопроводящего антистатика (рис. 86). За счет слоя антистатика уменьшается трение нити о валик и уменьшается поверхность соприкосновения, что частично снижает электризуемость нитей. Электризация происходит и в этом случае,

* Авторское свидетельство № 283924.

но в меньшей степени. При этом нить и валик заряжаются разно­

именно.

Если валик заземлить, то непосредственно после схода нити заряды могут перейти на валик за счет токопроводящего мениска. Таким образом, происходит уменьшение электризации нити и сня­ тие зарядов статического электричества.

После замены стального направляющего валика пористым электризуемость волокон снизилась, что привело к значительному улучшению условий работы на сновальной машине. Отпала также необходимость применения ионизатора на машине, расход анти­ статика оказался минимальным.

Положительные результаты исследований стали основой для широких исследований вопросов снятия зарядов статического элек­ тричества с помощью спеченных пористых материалов, пропитан­ ных антистатиком.*

В ходе технологического процесса помехи от электризации воз­ никают при величине заряда на нити или каком-либо текстильном материале выше технологически допустимой. Значения этой вели­ чины изменяются в зависимости от вида технологического процесса, линейной плотности нити, а также от расстояния между нитями (например, при сновании).

Условием нормального хода технологического процесса явля­ ется неравенство:

где Офакт — величина заряда, возникающего на материале при его переработке;

Отех — технологически допустимая величина заряда. Следовательно, нет необходимости снижать величину электри­

ческого заряда текстильных материалов до нуля.

* Экспериментальные исследования электризуемое™ капроновых нитей при их контакте с пористыми спеченными направляющими были выполнены инж. Н. Н. Визжилиным под руководством автора.

146

Экспериментальные исследования электризации капроновых нитей при их контакте

с пористыми направляющими

Зависимость электризации капроновой нити 5 текс X 12 (194 кр/м) от скорости ее движения по неподвижным сухим и пропитан­ ным нафтефатом-2 направляющим при натяжении 10 гс, угле ох­ вата 90° представлена на рис. 87.

Как видно из рисунка, при движении нити по непропитанным материалам (кривые 1—4) электризация возрастает с увеличением

% К/о* 1 0 '11

скорости, достигая максимального значения при скорости 250— 350 м/мин.

При дальнейшем увеличении скорости рост электризации почти не наблюдается. Электризация, как видно из рисунка, за­ висит от материала направляющей. Бронза (кривая 1) наиболее электризует материал, нержавеющая сталь (кривая 4) — наименее. Железографит (кривая 2) и никель (кривая 3) занимают проме­ жуточное положение. Присутствие нафтефата-2 в порах и на повер­ хности направляющей снижает электризацию на всех скоростях движения нити. Однако при росте скорости насыщение заряда на нити не происходит, а продолжается постепенное повышение его величины. При этом электризация по-прежнему выше на бронзе

(кривая 5) и ниже на нержавеющей стали (кривая 7). Железографит (кривая 5) занимает промежуточное положение.

Как показывают результаты эксперимента, присутствие нафте- фата-2 на поверхности пористых направляющих снижает электри­

На рис. 88 показана зависимость электризации капроновых ни­ тей от скорости движения по неподвижной железографитовой на­ правляющей, пропитанной различными антистатическими препара­ тами.

Рис. 88. Зависимость электризации капроновой

скими препаратами существенно снижает электризацию. Наилуч­ шим антистатическим препаратом в этом случае является оксифос. Этот препарат обеспечивает многократное снижение электризации в широком диапазоне скоростей движения нити, в том числе и на высоких скоростях, что особенно важно. При этом величина заряда не превышает значения 15 X 10-11 К/м. Следует отметить, что при скорости движения нити более 600 м/мин происходит смена знака заряда на нити (в случае железографита, пропитанного оксифосом). По сравнению с оксифосом остальные антистатические препараты обеспечивают меньший эффект снижения электризации.

Присутствие антистатического препарата в порах и на поверх­ ности бронзы практически не влияет на снижение электризации капрона (кроме нафтефата-2).

В табл. 21 приведены данные, показывающие эффективность снижения электризации капроновой нити 5 текс X 12 в результате применения различных препаратов для пропитки бронзы и желе-

148

зографита при скорости движения нити 900 м/мин по неподвижным направляющим.

Как уже отмечалось, бронза наиболее сильно электризует кап­ роновое волокно, нержавеющая сталь электризует это волокно в меньшей степени по сравнению с бронзой, а железографит и ни­ кель занимают промежуточное положение. Однако направляющая, изготовленная из нержавеющей стали, имеет грубую и неровную поверхность, которая вызывает мшистость нити, обрыв отдельных филаментов и др. Кроме того, эти направляющие с течением вре­ мени корродируют на воздухе.

Оловянистая бронза, не вызывая указанных дефектов на нити, вступает в химическое взаимодействие с антистатическим препа­ ратом, о чем свидетельствует изменение цвета этих препаратов (позеленение), что в свою очередь приводит к изменению цвета пе­ рерабатываемого волокна.

Кроме того, присутствие антистатических препаратов на поверх­ ности бронзовой направляющей приводит к незначительному сни­ жению электризации. Никель не вызывает порчу волокна и благо­ даря высоким антикоррозионным свойствам взаимодействует с ан­ тистатическими препаратами и не корродирует на воздухе. Вместе с тем предварительные эксперименты показали, что никелевые на­ правляющие при переработке капроновых нитей обладают невысо­ кой износостойкостью.

Установлено также, что увеличение класса чистоты поверхности непропитанных направляющих с V 4 до V 9 вызывает снижение электризации комплексной капроновой нити 5 текс X 12 в 1,4—1,5 раза при скорости движения 420 м/мин.

Увеличение класса чистоты поверхности железографитовых на­ правляющих с V 6 до V 9 вызывает также снижение электризации капроновых нитей при той же скорости. Учитывая, что с увеличе­ нием чистоты поверхности направляющих электризация уменьша­ ется незначительно, рекомендуется применять направляющие из железографита, которые получены путем прессования и спекания

149