книги из ГПНТБ / Прошков А.Ф. Машины для производства химических волокон. Конструкции, расчет и проектирование учеб. пособие

Рис. 102. Технологическая схемамашины КВ2-150-К:

1 — нить, 2 — бобина; 3 — нитенатяжитель; 4 — грузо­ вой валик; 5 — фрикцион­ ный цилиндр; 6— палец ке­ рамический; 7 — нагрева­ тель; 8 — ролик; 9 — диск вытяжной; 10 — нитенаправитель; 11 — патрон; 12 — планка кольцевая

Рис. 101. Машина КВ2-150-К (поперечный разрез):

1 — шпулярник; 2 — питающий механизм; 3 — нагреватель; 4 вытяжной диск; 5 — веретено; 6 — привод веретен

Машина снабжена механизмом аварийного останова с любого рабочего места и механизмом контроля длины намотанной нити. После наработки съема машина автоматически останавливается; в этот момент все нити автоматически отводятся от нагревателей 7.

160

Вконце наработки съема кольцевая планка автоматически опускается в положение заправки для намотки нити на резервный блок веретена.

Вмашине возможна групповая индивидуальная заправка ра­ бочих мест, а также получение паковок различных формы и струк­ туры.

Окружная скорость вытяжных дисков достигает 20 м/с, макси­

мальная скорость вращения веретен — 1000 рад/с, высота на­ мотки — 320 мм, масса паковки — 1,7 кг, максимальный диаметр намотки — 120 мм, кратность вытягивания — 2,4—5,0; привод веретен — тесемочный, на четыре веретена.

Кроме рассмотренных крутильно-вытяжных машин, исполь­ зуются машины: КВ1-150-К; КВ1-150-ЛШ; КВ2-250-Л (Л — хими­ ческое волокно лавсан).

Принцип работы всех крутильно-вытяжных машин одинаковый. По конструктивному оформлению машины отличаются лишь чис­ лом полей вытягивания, видом и количеством нагревателей, а также конструкцией катушечных рам и веретен.

ГЛАВА IV

МАШИНЫ ДЛЯ ТЕКСТУРИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ НИТЕЙ и ж г у т о в

Химические нити, полученные на формовочных машинах, как пра­ вило, имеют ровную блестящую и гладкую поверхность с малым коэффициентом трения скольжения и высокую жесткость. Особенно сильно эти качества проявляются у термопластических нитей. Ткани из таких нитей имеют низкую гигроскопичность, повышен­ ную жесткость, зебристость, неприятны на ощупь, негигиеничны, обладают низкими теплозащитными свойствами.

Если изменить структуру таких нитей, придавая, например, высокую объемность при малой объемной массе, пушистость, изви­ тость и большую упругую растяжимость, то из них можно полу­ чать изделия с ценными физико-механическими и эксплуатацион­ ными свойствами. Такие нити называют текстурированными.

В настоящее время известно много способов получения высоко­ объемных, высокорастяжимых и малорастяжимых нитей с раз­ личными свойствами. Большая часть этих способов связана с ме­ ханическим воздействием на щекрученую нить (кручение, гофри­ рование, перетягивание нити поперек острой грани ножа, спуты­ вание волокон и т. д.). Например, при аэродинамическом способе нить становится пушистой благодаря воздействию на нее струи воздуха.

Указанными способами сейчас производят следующие виды высокообъемных нитей.

Высокорастяжимые нити: хеланка, получаемая кручением на обычных крутильных машинах; эластик, флуфлон и суперлофт; вырабатываемые методом ложного кручения с одновременной тер­ мофиксацией скрученного участка нити и последующим раскру­ чиванием.

Малорастяжимые нити: мерой, мелан, кримплен, астралон, сааба, стенлон, получаемые способом ложного кручения с одновре­ менной термофиксацией в двухзонных камерах.

Петлистые нити: таслан, фискотекс, нефалил, роделия, полу­ чаемые воздействием струи воздуха на свободную движущуюся нить, в результате чего на волокнах образуются различные по размеру и беспорядочно расположенные петли.

Гофрированные нити: гофрон, банлон, ондулон, получаемые гофрированием нити в камере прессования с одновременной термо­ фиксацией.

Извитые нити: аджилон, фостекс, получаемые перетягиванием нити через холодную или горячую грань ножа.

Профилированные нити, получаемые на фильерах с профиль­ ными отверстиями (полые или фигурные сечения нити).

Комбинированные нити, получаемые одновременным скручи­ ванием волокон различных структур с последующей тепловой обработкой.

Пушистые нити, вырабатываемые из смеси разнородных во­ локон.

Фасонные нити, получаемые совместным скручиванием стерж­ невых и нагонных нитей на крутильных машинах фасонной крутки.

Большое количество высокообъемных нитей получают методом ложного кручения.

Ложным кручением называют кручение отрезка нити с зажа­ тыми и неподвижными концевыми сечениями. Точка приложения крутящего момента находится между неподвижными концевыми сечениями скручиваемого отрезка. По обе стороны от точки при­ ложения крутящего момента нить получает одинаковое число кручений в противоположных направлениях. При снятии крутя­ щего момента под действием упругих сил отрезок нити почти пол­ ностью раскручивается, если крутка не была зафиксирована.

Для получения высокообъемных нитей используют полиамид­ ные и полиэфирные волокна, обладающие высокой прочностью, большой упругостью, термопластичностью и способностью сохра­ нять объемность при последующей обработке и эксплуатации.

Аппаратурное оформление процесса получения высокообъем­ ных и высокорастяжимых нитей зависит от способа их получения. В основном применяют два способа: многопроцессный (класси­ ческий) и однопроцессный (непрерывный).

При классическом способе исходную нить некрученую или с малой круткой подвергают интенсивному кручению (2500— 4000 кручений на 1 м длины) на обычных крутильных машинах типа КЭ; затем — нить проходит тепловую обработку (стабили-

162

зацию), после чего подвергается раскручиванию. Тепловая обра­ ботка необходима для снятия напряжений, возникающих при кру­ чении. В процессе раскручивания все элементарные волокна нити частично или полностью отделяются одно от другого и при­ нимают спиралевидную форму. В результате получается пушистая, высокообъемная, высокорастяжимая нить. Все три операции: кру­ чение, стабилизация и раскручивание осуществляют раздельно на различном оборудовании.

При непрерывном одно­ процессном способе все три операции выполняют на одной однопроцессной машине. Кру­ чение и раскручивание осу­ ществляется одновременно механизмами ложного кру­ чения. Для облегчения про­ цесса кручения, фиксации крутки и снятия напряжений обрабатываемую нить нагре­ вают в так называемых тер­ мофиксационных камерах. Однопроцессный способ зна­ чительно экономичнее класси­ ческого (многопроцессного).

Рассмотрим некоторые однопроцессные машины с ме­ ханизмами ложного круче­ ния роторного и фрикцион­ ного типов.

§ 1. ОДНОПРОЦЕССНЫЕ МАШИНЫ С МЕХАНИЗМАМИ ЛОЖНОГО КРУЧЕНИЯ ФРИКЦИОННОГО ТИПА

Машина ФЭ-125-И

Машина ФЭ-125-И — одно­ процессная, фрикционная

(рис. 103, 104), предназна­ чена для текстурирования химических нитей толщиной

Рис. 103. Машина ФЭ-125-И (попе­

163

2,2— 15,5 текс. Скорость движения нити в термофиксационной ка­ мере 0,8—2,0 м/с, а число кручений на метр 1700—5750.

Паковки с обрабатываемой нитью устанавливают на штыри шпуледержателей. Нить, сходящая с паковки, проходит через ните­ натяжитель 15, затем термофиксационную камеру 14, охватывает на некоторой дуге вращающиеся фрикционные кольца механизма ложного кручения 7 и питающим механизмом 6 подается в на­ мотку.

гулирования температуры в термофиксационных камерах; 13 — бобинодержатель; 14 — камера термофиксационная; 15 — нитенатяжитель

Катушечная рама представляет собой две параллельные планки, закрепленные болтами на кронштейнах. Зазор между планками выполняет роль отверстий для болтов, ввертываемых в осевые от­ верстия штырей.

Для поддержания постоянного натяжения нити в зонах термо­ фиксации и текстурирования применяют гребенчатый нитенатя­ житель (рис. 105).

Нитенатяжитель состоит из двух гребенок 1 и 3. Гребенка 1 жестко закреплена на неподвижном кронштейне 2. Гребенка 3 может свободно поворачиваться вокруг оси 4. Опоры 5 оси 4 вы­ полнены в виде шарикоподшипников для уменьшения момента трения в опорах. На левом конце трехплечего рычага 8 закреп­ лены на резьбе грузы 9, необходимые для установки заданной величины натяжения нити в ведомой ветви (от 0 до 0,50 Н с точно­ стью до 0,002 Н) при среднем заданном натяжении ведомой ветви.

На правом плече подвижной гребенки закреплен шатун поршня 6. Цилиндр 7 демпфера жестко закреплен на кронштейне 2. Масляный демпфер предназначен для гашения колебаний подвиж­ ной гребенки, возникающих при изменении натяжения нити.

164

Проходя через нитенатяжитель, нить последовательно оги­ бает зубья обеих гребенок. Величина натяжения ведущей ветви зависит от натяжения ведомой ветви, общего угла обхвата нитью

Рис. 106. Дисковый (магнитный) нитенатяжитель

Последние модели машины ФЭ-125-И снабжены дисковыми нитенатяжителями.

Дисковый нитенатяжитель с магнитно-гистерезисным тормо­ жением (рис. 106) применяют для поддержания постоянного натя­ жения нити в термофиксационной камере однопроцессных машин

165

НР-1 фирмы Хобори (Япония), 156VK и 160VK фирмы Спиннер (Финляндия).

Нитенатяжитель состоит из двух дисков 8, 9, неподвижной оси 2, двух шарикоподшипниковых опор 3, магнитожесткого кольца 4, постоянного магнита 5, корпуса 6, фиксирующей крышки (контргайки) 7 и шайбы 1.

Диски 8 и 9 закреплены на общей втулке 10. Кольцо 4, соосно закрепленное на торце втулки 10, изготовлено из магнитожесткого материала.

Диски 8 и 9, отлитые из пластмассы или штампованные из

выступы одного из них входят в пазы другого, образуя круговой ручей клиновидной формы. В этом ручье располагается перера­

батываемая нить; угол обхвата дисков нитью рад.

На оси 2 сидит корпус 6, на правом торце которого соосно за­ креплено кольцо 11 П-образного постоянного магнита. Централь­ ное отверстие кольца 11 имеет резьбу, с помощью которой оно со­ единяется с осью 2. При повороте корпус 6 перемещается вдоль оси 2, увеличивая или уменьшая зазор между кольцом 4 и полю­ сами П-образного магнита 5. Полюсы магнита расположены против торца кольца 4. Для фиксации корпуса 6 в заданном положении на оси 2 служит крышка 7.

При движении нить вращает диски 8 и 9, а следовательно, втулку 10 и кольцо 4. Натяжение Т 2 ведущей ветви нити зависит от натяжения Т г ведомой ветви нити и сил сопротивления враще­ нию диска со стороны подшипников, постоянного магнита и воз­ духа. Основное сопротивление вращению оказывает постоянный магнит 5. Магнитное сопротивление возникает в результате по­ стоянного перемагничивания отдельных участков кольца 4, после­ довательно проходящих мимо полюсов магнита.

Участок кольца 4, находящийся в зоне действия одного из полюсов магнита, получает магнитную ориентацию, противополож­ ную ориентации данного полюса магнита. Для вывода этого участка кольца 4 из зоны действия магнита к дискам 8 и 9 необ­ ходимо приложить определенное усилие.

Величину тормозящей силы регулируют изменением зазора

с наружной стороны винтовыми пазами, спиралей из нихромовой проволоки, изолятора из стеклонити, термометра сопротивления (датчика температуры), теплоизоляции, двух корпусов 6, нитенаправителей 8. Для удержания корпусов 6 на концах нагрева­ тельной трубки имеются пружины 7.

1 6 6

Нихромовая спираль, изолированная стеклянной нитью, укла­ дывается в винтовой паз нагревательной трубки. В средней части трубки на длине 56 мм винтовых пазов нет. В этом месте на трубке имеется продольная канавка, в которой располагается термометр сопротивления. ,

Медна-я трубка с намотанной спиралью и термометром сопро­ тивления обмотана стеклонитью и покрыта слоем теплоизоляции.

8 9

Рис. 107. Термофиксационная камера:

/ — корпус; 2 — фланцы; 3 —уст­ ройство нагревательное: 4— экран; 5 — кольцо пружинное; 6 — кор­ пус нитенаправителей; 7 — пру­ жина; 8 — нитенаправитель; 9 — крышка; 10 — стакан

Рис. 108. Фрикционный кру­ тильный механизм (механизм ложного кручения)

Свободные концы трубки вставлены в отверстия фланцев 2. Фланцы 2 удерживаются в корпусе 1 пружинными кольцами 5. Минерало-керамические нитенаправители 8 направляют нить вдоль оси медной трубки и предохраняют концы трубки от про­ резания нитью.

Корпус 1 термокамеры закрыт сверху крышкой 9, а снизу ста­ каном 10, к которому подведены отсасывающие патрубки системы вентиляции.

В верхней части камеры на корпусе закреплен блок исполни­ тельного реле системы автоматического регулирования темпера­ туры в камере.

Напряжение тока питания термофиксационных камер 35— 41 В; температура в камерах 433—473 К; отклонение от заданной температуры не более ± 1 К.

167

Фрикционный крутильный механизм (механизм ложного кру­ чения) (рис. 108) состоит из корпуса 1, шпинделя 2, двух резиновых колец 3, ремня 4, ограждения 5 и 6, втулки 7, двух шарикопод­ шипников и крепежных изделий.

Шпиндель 2 установлен на двух шарикоподшипниковых опо­ рах. На левый конец шпинделя напрессована втулка 7, предна­ значенная для закрепления фрикционного кольца 3. Шпиндель 2 приводится во вращение бесконечным плоским ремнем 4, прохо­ дящим вдоль всей машины.

Через центральное отверстие шпинделя проходит нить, при­ жимаясь к фрикционным кольцам.

Рис. 109. Привод механизмов ложного кручения:

Плоскоременная передача (рис. 109) состоит из ведущего 1 и ведомого 2 шкивов, плоского ремня 10 и натяжного устройства.

Шкив 1, закрепленный на валу коробки скоростей, сообщает движение ремню 10, который верхней ветвью приводит во враще­ ние механизмы 9, установленные в шахматном порядке по обе стороны от ремня. Благодаря такому расположению крутильные механизмы верхнего ряда получают вращение по часовой стрелке, а нижние — против и соответственно сообщают нити правое и ле­ вое кручение. Две соседние нити стращиваются и наматываются на одну паковку.

Для поддержания натяжения ремня в заданных пределах слу­ жит натяжное устройство (рис. 110).

Каретка 1, в которой закреплена ось ведомого шкива 2, под действием груза 7 свободно перемещается по направляющим 3. Момент от груза 7 передается собачкой 6 на храповое колесо 10, соединенное кулачковой муфтой со звездочкой 5. Последняя через тяговую цепь, натянутую и закрепленную на рейке 11, стремится передвинуть рейку, а вместе с ней и каретку 1 со шкивом 2 влево. Перемещение каретки происходит при вытягивании или обрыве ремня. Для удержания каретки 1 в левом положении, когда груз поднимают вручную, служит второе храповое устройство 4. Хра-

168

повое колесо 12 жестко соединено со звездочкой 5. Ось собачки закреплена на неподвижной стойке.

Заданное натяжение ремня устанавливают перемещением груза 7 вдоль рычага 8.

Рис. ПО. Натяжное устройство ремня

Впроцессе эксплуатации ремни вытягиваются, что приводит

копусканию груза 7. При этом меняется расстояние от его центра тяжести до оси 9 и, следовательно, изменяется момент на оси звез­ дочки 5 и натяжение ремня. Чем меньше перемещение груза, тем не­ значительнее изменяется натяжение ремня.

Конечный выключатель 13 слу­ жит для останова машины при опу­ скании груза ниже допустимого уровня, а выключатель 14 — при до­ стижении кареткой 1 конечного ле­ вого положения.

Натяжное устройство машины ФЭ-125-И, простое по конструкции и удобное в обслуживании, не обеспе­ чивает постоянного натяжения ремня.

Рис. 111. Питающий механизм:

1 — рычаг; 2 — ось; 3 — шарикоподшипник; 4— ролик грузовой; 5 — кольцо резиновое; 6 —ни­ теуловитель; 7 — палец нитеразделительный

Питающий механизм (рис. 111) устанавливает заданную ско­ рость движения нити в термофиксационной камере и обеспечивает намотку нити с «нагоном» (скорость наматывания меньше скорости подачи нити в намотку).

Вал фрикционных цилиндров (на рисунке не показан) при­ водит во вращение грузовой ролик 4, который вместе с нитераз­

169