книги из ГПНТБ / Кулагина, М. И. Новые способы прядения шерстяных и химических волокон

Характерное нововведение на новых ППМ по сравнению с ма­ шиной ВД-200 — пневматическая очистка в зоне расчесывающих валиков утоняюще-разъединяющего устройства.

Анализ технических данных, представленных в табл. 30, при­ водит к следующим выводам.

1.К 1972 г. не изготовлено ни одного образца для выработки чистошерстяной или полушерстяной пряжи. Машины рассчитаны на переработку хлопка или синтетических волокон с преобладаю­ щей длиной 40 мм. И только фирмы Ingoldstadt и Platt предложи­ ли образцы С-10 и 884 (соответственно), на которых может быть выработана ковровая пряжа 200—1000 текс из чисто синтетиче­ ских смесей волокон длиной 63—127 мм.

В СССР такую пряжу вырабатывают по аппаратной системе прядения при низкой производительности, поэтому указанные ма­ шины представляют интерес для отечественных предприятий.

2.Наименьшая линейная плотность вырабатываемой хлопчато­ бумажной пряжи— 16,7 текс. Только Япония представила маши­ ну, на которой вырабатывают пряжу 10 текс.

3.Все фирмы за последние годы увеличили скорости вращения прядильных камер по сравнению со скоростью на машине БД-200. Это позволяет повысить производительность ППМ.

Фирма Sussen, например, продемонстрировала стендовый обра­ зец со скоростью вращения камер до 90 000 об/мин (работала на выставке ITMA-71 со скоростью 75 000 об/мин) [75].

Увеличение скоростей ППМ расширяет перспективы их при­ менения.

4. Принципиально новых конструктивных решений на ППМ (кроме механизма очистки волокна) на ITMA-71 продемонстриро­ вано не было. Следовательно, можно считать, что за последние пять лет конструкция и технологическая схема ППМ отработаны. Дальнейшее освоение этих машин будет идти по пути усовершен­ ствования отдельных узлов, изучения и исследования технолфгии, расширения области применения ППМ.

На ITMA-71 одна машина из 16 работала по принципу электро­ статического прядения. Этот образец разрабатывался в институте Battelle в Женеве. В 1967 г. с участием фирмы Draper (США) бы­ ла изготовлена опытная шестиместная машина. Фирма North American Rockwell Corp (NARC) — США при участии машино­ строительной фирмы Draper организовала компанию Electrospinn, от имени которой и представлен был на выставке образец новой машины (рис. 59). Схема электропрядильной машины Electrospinn показана на рис. 60.

Электропрядильную машину используют для выработки хлоп­ чатобумажной пряжи, и в зарубежной литературе до 1971 г. не было сведений о попытках вырабатывать чистошерстяную пряжу па таких машинах. Известны работы, в которых исследовалось поведение шерстяного волокна в электростатическом поле, но ре­ комендаций по изготовлению пряжи не приводилось.

что значительно увеличит стоимость электроэнергии и снизит эф­ фективность процесса пневмопрядения.

Mr. Nutter [63] считает, что безверетенное прядение шерсто­ подобных синтетических волокон будет возможно, например для ковровой пряжи. При смесях их с шерстью должен быть полностью отмыт жир, чтобы прядение было практически возможным, так как жир оседает на стенках камеры и приводит к налипанию во­ локон. Такого мнения придерживаются и другие специалисты.

Фирма Atlas так [72] предложила использовать прядильные головки увеличенного диаметра для выработки ковровой пряжи, причем диаметр камеры должен соответствовать максимальной длине волокна, в противном случае возрастет обрывность; процесс идет нестабильно. Вырабатывали пряжу 222 текс с круткой 170 кр/м из смеси вискозного штапельного волокна с переменной линейной плотностью (0,78, 1,56 и 2,45 текс) при скорости враще­ ния прядильной камеры 25 000 об/мин и скорости выпуска пряжи 145 м/мин. Пряжа пригодна для выработки тафтинговых ковров.

Переработка натуральной шерсти на ППМ дает удовлетвори­ тельные результаты только по полукамвольной системе прядения (без гребнечесапия). В противном случае наблюдается наслоение волокон в камере, возникает периодическая неровнота— непропряды («гирлянды»). Коэффициент крутки должен быть выше, чем для обычной пряжи, но на 15% ниже, чем для пряжи из корот­ коволокнистого сырья. Несмотря на повышенную крутку, полукамвольная пряжа с ППМ слабее, объемнее, чем обычная, но диаметр ее меньше, чем у аппаратной пряжи той же линейной плотности.

По переработке химических волокон опыты ведутся в Денкендорфе (ФРГ). Установлено, что требуется авиважиая обработка химических волокон. Rosenberger утверждает, что шерсть из-за цепкости, запыленности и зажиренности для промышленного по­ лучения пряжи пневмомеханическим способом не может приме­ няться, ведутся лабораторные исследования [72].

Жиро-восковые вещества, содержащиеся в шерсти, быстро откладываются в желобе камеры и загрязняют ее, что нарушает стабильность процесса прядения [76]. При переработке сухой шерсти, содержащей 0,5%1 сора, увеличивается число повреждае­ мых волокон. В настоящее время пневмомеханическим способом получают ковровую пряжу 1000—200 текс. В этом заслуга Wool Industries Research Association (WIRA).

Из длинного волокна получают ковровую пряжу с производи­ тельностью 6 кг/ч на один выпуск на ППМ совместного производ­ ства фирм Platt, Rieter, Ingoldstadt.

Фирма Ingoldstadt получила на своей машине аппаратную пряжу 70—100 текс из гребенных очесов, угарных смесей и реге­ нерированного хлопка. Пряжу вырабатывали непосредственно из чесальной ленты.

Фирма Platt [75] для переработки длинных химических воло­ кон предложила специально разработанную модель Rotospinn 884.

133

Из анализа зарубежных материалов можно сделать вывод, что ППМ могут быть применены для прядения натуральной шерсти лишь после того, как на них будут осуществлены принципиальные конструктивные усовершенствования.

Необходимо вести поиски новой технологии переработки шер­ стяного волокна. Более перспективным этот способ представляет­ ся для аппаратной системы прядения, по которой вырабатывают пряжу большой линейной плотности из смесей с большим вложе­ нием химических волокон.

ПНЕВМОПРЯДИЛЬНАЯ МАШИНА МОДЕЛИ 884 ФИРМЫ PLATT

Пневмопрядильная машина предназначена для выработки ков­ ровой пряжи из химических волокон длиной 63,5—127 мм. Схема ее представлена на рис. 61, краткая техническая характеристи­ ка — в табл. 30.

Технологический процесс на машине осуществляется следую­ щим образом. Питающая лента из тазов поступает в питающее устройство. Процесс дискретизации продукта осуществляется уто-

няюще-разъединяющим прибором 1. В результате воздействия ва­ лика с зубчатой гарнитурой на подводимую к нему питающим за­ жимом бородку продукт интенсивно утоняется и разделяется на отдельные волокна или их группы. Образуемый дискретный поток волокон по пневмоканалу 2 направляется в прядильную камеру 3.

Под действием центробежных и аэродинамических сил волокна попадают на внутреннюю боковую коническую стенку прядильной камеры и, соскальзывая по стенке, сосредоточиваются в желобе камеры. Таким образом волокна сгущаются до заданной линейной плотности. Волокнистая ленточка, которая образуется в желобе, имеет форму клина, который располагается по всей длине жело­ ба (рис. 62). В зоне формирования пряжи (перед точкой съема волокнистой ленточки с желоба камеры для скручивания) этот волокнистый клин имеет наибольшее число волокон в сечении! По всей длине кольцевого желоба камеры число волокон в сече­ нии волокнистой пряди, представляющей конец формируемой пря­ жи, постепенно уменьшается, достигая минимальной величины (теоретически нулевой) перед зоной формирования пряжи. Вра­ щающаяся со скоростью 25 000—40 000 об/мин прядильная каме­ ра увлекает во вращение радиальный участок нити (баллон).

Создаваемый крутящий момент подвергает интенсивному скру­ чиванию участок пряжи в зоне кручения, т. е. между отводящими валиками 4 (см. рис. 61) и торцом направляющей трубки 5 отво­ дящего канала, расположенного внутри камеры. Полученная пря­ жа выводится из прядильной камеры валиками 4 и наматывается на патрон мотального механизма 6, образуя цилиндрическую бо­ бину. Прядильный клин при вращении камеры перемещается от­ носительно оси камеры (процесс аналогичен процессу перематы­ вания в прядильной центрифуге), скорость его может быть мень­ ше скорости вращения камеры или больше ее.

Все причины нарушения стабильности процесса перематывания внутри центрифуги (см. стр. 43) могут иметь место и на ППМ, только в данном случае имеется свободно вращающийся конец нити, скручиваемая волокнистая прядь контролируется только центробежными силами, и обрыв при нарушении стабильности не­ избежен. После обрыва прядильная камера должна быть очище­ на от йолокон. Для возобновления процесса прядения в камеру вводится отрезок готовой нити, необходимой для присучиваиия прядильного клина. Все эти операции на машине осуществляют­ ся автоматически.

При пневмомеханическом прядении пряжа формируется из ме­ ханически незажатой мычки, имеющей в сечении форму треуголь­ ника. Геометрические размеры этого треугольника зависят от кон­ струкции канала камеры 1(т. е. от формы желоба), и чем больше фактические размеры треугольника, тем больше будет потеря крутки. Самая большая потеря крутки наблюдается при исполь­ зовании камер с округлым профилем и наименьшая — при V-об- разном профиле сечения камеры [76]. Это явление при исследова­ нии ППМ часто объясняют проскальзыванием волокон скручивае­

135

Машина фирмы Platt односторонняя, состоит из секций по во­ семь прядильных мест. Машина имеет четыре основных узла: при­ водную головку, хвостовую головку с системой отсоса и двумя сменными фильтрами, рабочие секции и отдельно установленный частотный преобразователь со сменными шкивами, который пред­ назначен для регулирования скорости расчесывающих валиков и прядильных камер. На машине вырабатывают пряжу из любых химических волокон и их смесей, включая окрашенную ленту. Для переработки шерстяных волокон она непригодна из-за невозмож­

тий переход, по полукамвольной системе прядения, тазы диамет­ ром 305 и 365 мм, высотой до 1220 мм). Питающее устройство со­ стоит из игольчатого питающего валика, несколько углубленного так, что его фланцы действуют как кромкорасправители, предо­ храняющие расползание волокон ленточки по ширине, и игольча­ того расчесывающего валика. Конструкция последнего обеспечи­ вает пропускание воздуха через его поверхность для более на­ дежной подачи волокон на иглы валика и их снятия с игл. Пнев­ мотрубки (конфузоры) составляют одно целое с передней панелью прядильной камеры; на входе они имеют большое прямоугольное сечение, а затем сужаются для ускорения движения волокон пе­ ред их поступлением на сборную поверхность прядильной камеры.

Переход волокон от расчесывающего валика в камеру осу­ ществляется внешней системой отсоса, расположенной в хвостовой части машины. Сборные поверхности камер снабжены короткими наклонными иглами. Формируемая пряжа выбирается из прядиль­ ной камеры через выводные трубки с отверстиями, которые распо­ ложены посередине крышек прядильных камер. Далее пряжа дви­ жется горизонтально и после контролирующего прутка самооста­ нова попадает в выпускную пару, откуда направляется вниз иа катушки, установленные на мотальных валах. Для присучивания конец пряжи с паковки вводится в отводящую трубку и всасы­ вается в нее; после, натягивания нити контрольный пруток опуска­ ется и включает механизм подачи ленты.

Для всех пневмомеханических прядильных машин существует проблема пуска машины после останова. На машинах для хлопка паковки обычно снимают без останова машины, но при большой скорости выпуска; в частности при выработке пряжи большой линейной плотности с малыми крутками эта задача становится боЛее затруднительной или не выполнимой. Машина модели 884 снабжена двумя приемными механизмами на каждую прядильную камеру с управляемым вручную переключением (в головке маши­ ны) : по окончании наработки паковки загорается сигнальная лампочка и работница нажимает кнопку для включения механиз­ ма смены наработанных бобин, который переносит нити с полных паковок на пустые катушки автоматически, отрезая нить от ранее намотанной паковки. Если работница не успеет вовремя включить

137

указанную кнопку, вся машина останавливается. На машине нара­ батываются паковки фрикционной намотки, которые прижимаются к мотальному валу, причем машина имеет только один длинный мотальный вал на две паковки. Механизм раскладки имеет по два нитераскладчика на каждое прядильное место. Нить при переносе на новую катушку отрезается неподвижным лезвием.

Для облегчения пуска всей машины после останова предусмот­ рен механизм автоматического реверсирования выпускных валов и прижимных валиков на всех рабочих местах для заправки концов ослабленных нитей в камеры. Механизмы мотки расположены в два яруса. При больших скоростях выпуска цикл съема может достигать 30 с и менее. Индивидуальные щупы, следящие за об­ рывами нитей на каждом рабочем месте, практически позволяют избежать угаров при прядении; выделение пуха незначительное. К.п.в. машины модели 884 достигает 0,90—0,95.

Техническая характеристика и заправочные параметры работы ППМ модели 884

В сравниваемых условиях производительность данной машины из расчета на одно прядильное устройство в 3—5 раз больше, чем производительность полукамвольной кольцевой прядильной маши­ ны. Пряжа предназначена в основном для тафтингового производ­ ства (ворсовая пряжа), но может также применяться и в ткацком производстве. Основные изделия, вырабатываемые из этой пряжи: коврики, половики, обивочные материалы, одеяла.

Благодаря пушистости пряжи в тафтинговом производстве можно применять одну нить вместо обычных двух и две вместо трех. Паковки пряжи без перематывания можно перерабатывать на тафтинговых машинах.

Экономическая эффективность применения машины модели 884 пока подробно не освещена в зарубежной литературе. Она будет зависеть от фактической скорости вращения прядильной камеры, скорости выпуска пряжи и уровня обрывности. Однако опыт экс­ плуатации ППМ в хлопкопрядении показал, что чем больше ли­ нейная плотность пряжи, тем процесс эффективнее, хотя обрыв­ ность, как правило, выше, чем при обычном способе. Поэтому при выработке пряжи 200—1000 текс можно ожидать достаточно

133

высокой эффективности, и замена кольцевых прядильных машин будет целесообразна.

К недостаткам ППМ относится их высокая стоимость, необхо­ димость высокого качества изготовления машины, увеличение по­ требляемой мощности, необходимость применения более уравнен­ ного, очищенного и хорошо разъединенного питающего продукта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проанализировав преимущества и недостатки новых способов прядения, можно сделать выводы о перспективах применения но­ вых способов прядения для переработки шерсти.

1.Наиболее освоенным и простым в использовании является центрифугальный способ прядения. По прочности и структуре вы­ рабатываемой пряжи он выгодно отличается от всех других спо­ собов. Это улучшение качества пряжи отражается и на качестве тканей. Центрифугальный способ может быть рекомендован для выработки самого трудоемкого и дорогого ассортимента — кам­ вольной чистошерстяной пряжи для трикотажного производства, пологой и креповой пряжи для ткацкого производства.

2.Остальные новые способы прядения для переработки шерсти пока изучены мало. Однако правильно подобрав ассортимент пря­ жи, их можно будет успешно использовать.

Машины для производства самокрученой пряжи целесообразно

впервую очередь применять для выработки шерстяной и полушер­ стяной пряжи для ткацкого производства. Машины для производ­ ства пряжи Bobyarn целесообразно использовать для обширного ассортимента аппаратной и гребенной пряжи большой линейной плотности из смеси волокон. На машинах для производства фасцинрованной пряжи можно вырабатывать пряжу средней линейной плотности из смеси волокон и пряжи специального назначения.

Установки для производства пряжи из пленочных материалов можно использовать для выработки чистохимической пряжи для коврового производства. При применении агрегата со штапелирующей машиной, на которую можно подавать шерстяную лепту, возможно получение полушерстяной пряжи по сокращенной тех­ нологии.

Пневмомеханические машины прежде всего следует использо­ вать для выработки ковровой пряжи и аппаратной некоторых видов.

3.Параллельно с исследованием новых способов прядения не­ обходимо разрабатывать ассортимент тканей и изделий, после чего может быть сделан окончательный расчет экономической эффек­ тивности применения новых способов.

4.Все новые машины высокоскоростные, качество изготовления их должно быть высоким. Эти машины будут более дорогими, чем кольцевые прядильные. Поэтому при конструировании и изготов­ лении их следует особое внимание обратить на долговечность и надежность работы всех узлов и механизмов.

139