ЛАБ.ПРАКТИКУМ (ИвТИ-2006)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ивановская государственная текстильная академия» (ИГТА)

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ПРЯДЕНИЮ ХЛОПКА

И ХИМИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

Допущено учебно-методическим объединением по образованию

вобласти технологии и проектирования текстильных изделий

вкачестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений по

направлению подготовки бакалавров 260700 Технология и проектирование текстильных изделий и инженеров по специальности 260704 Технология текстильных изделий

Иваново 2006

УДК [677.21 + 677.4]: 677.052.075.8

Павлов, Ю.В. Лабораторный практикум по прядению хлопка и химических волокон: учеб. пособие. - /Ю.В.Павлов, А.А. Минофьев, А.К.Ефимова, В.Д.Шеманаев, Н.Ф.Васенев, Т.А.Меркулова, А.Б.Шапошников, Г.Н.Горьков, Д.Н.Сапрыкин. - Иваново: ИГТА, 2006.- 588с.

В лабораторном практикуме приводятся задания с методическими указаниями к лабораторным работам при изучении дисциплин: «Теория процессов, технология и оборудование для приготовления крученой, фасонной пряжи и ниток», «Теория процессов, технология и оборудование прядения хлопка и химических волокон», «Теория процессов, технология и оборудование в предпрядении» с применением новых методик, ЭВМ и математических методов планирования для оптимизации параметров заправки оборудования. Даны контрольные вопросы и задачи.

Книга предназначена в качестве учебного пособия для студентов текстильных вузов и может быть полезна инженерно-техническим работникам текстильных предприятий.

Рецензенты: кафедра прядения КГТУ (зав. кафедрой проф. В.Б.Симонов); начальник главного управления экономического развития и торговли при администрации Ивановской области В.С. Соков

Редактор Т.В. Федорова Корректор Т.В. Лукьянова

Лицензия ИД №06309 от 19.11.2001. Подписано в печать 07.06.2006. Формат 1/16 60х84 Бумага писчая. Плоская печать.

Усл. печ. л.34,18. Уч.-изд. л. 34. Тираж 500 экз. Заказ №

______________________________________________________________________

Редакционно-издательский отдел Ивановской государственной текстильной академии

153000 г.Иваново, пр.Ф.Энгельса, 21 Типография ГОУ СПО Ивановского энергоколледжа

153025 г. Иваново, ул. Ермака, 41

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Настоящее учебное пособие предназначено для самостоятельной подготовки студентов и выполнения лабораторных работ. Оно содержит задания по лабораторным работам с указанием темы и цели работы, основные сведения и методические указания к работам, а также задачи, контрольные вопросы и рекомендуемый список литературы.

Лабораторные работы по дисциплинам: «Теория процессов, технология и оборудование для приготовления крученой, фасонной пряжи и ниток», «Теория процессов, технология и оборудование прядения хлопка и химических волокон», «Теория процессов, технология

иоборудование в предпрядении» студенты выполняют параллельно с изучением теоретического курса после общего ознакомления с технологическим процессом прядения и оборудованием (курс "МТТМ") и рассмотрения свойств волокон и изделий из них и методов изучения этих свойств (курс «Текстильное материаловедение»).

На лабораторных занятиях студенты изучают:

-правила техники безопасности;

-устройство и работу оборудования, выполняя расчеты, схемы, сопровождаемые в необходимых случаях описаниями;

-методы исследования технологических процессов и свойств продуктов прядильного производства при различных параметрах заправки оборудования;

-величину состава отходов по переходам прядильного производства

испособы регулирования их количества;

-причины возникновения и методы устранения дефектов в продукте;

-методики оценки свойств полуфабрикатов и пряжи и эффективности технологических процессов.

При выполнении лабораторных работ используют заправленное оборудование лабораторий, специальные стенды, схемы и чертежи механизмов и машин, монтажный инструмент, приборы для оценки качества полуфабрикатов и пряжи, микрокалькуляторы, ПК, ЭВМ и др. Все записи и схемы, выполняемые в лаборатории, делают в рабочей тетради.

Отчет по лабораторной работе оформляют в тетради для домашней работы и предъявляют преподавателю на следующем занятии.

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

Особенностью оборудования прядильного производства является наличие быстровращающихся рабочих органов большого габарита и пневмопроводов, расположение зон обслуживания не в одной горизонтальной плоскости, выделение пыли и тепла, вибрация и шум при работе машин. Поэтому при конструировании оборудования прядильного производства стремятся обеспечить удобство и безопасность его обслуживания, в частности, предусматривают автоматизацию управления работой, снижение уровня шума и установку гигиенических отсосов пыли и сора.

Для предотвращения травматизма опасные зоны (зубчатые, клино-и плоскоременные передачи, барабаны, валы и др.) должны быть закрыты ограждениями, сблокированными с электроприводом. Ограждения можно открыть лишь на остановленной машине, а машина может быть пущена только при установленных ограждениях. Студенты должны знать назначение ограждений (запоров) и электроблокировки на изучаемой машине.

Даже кратковременное действие тока свыше 0,02 А опасно для человека. Поэтому токоведущие части машин и приборов должны иметь надежную изоляцию, предохраняющую от механических повреждений, а металлические части машин - защитное заземление. При изучении труднодоступных и затемненных зон оборудования пользуются переносными лампами, которые должны питаться напряжением не выше 36В.

Для предотвращения несчастных случаев при изучении и наладке оборудования и приборов, а также при выполнении практических заданий, связанных с пуском оборудования и включением приборов, загрузкой волокон в камеры оборудования или его заправкой полуфабрикатом, удалением или сбором отходов, студентов знакомят с правилами безопасной работы на каждой изучаемой машине.

Студенты должны знать, где на машине расположены пусковые кнопки и кнопки «Стоп» для останова машины, чтобы в экстренных случаях остановить машину. Студентов допускают к занятиям лишь в застегнутой одежде. Длинные волосы должны быть подобраны под косынку. В лаборатории запрещается кричать, толкаться и бегать.

Необходимо соблюдать следующие общие правила безопасной работы в учебной лаборатории.

Запрещается пускать машины и приборы:

-без предварительного инструктажа по технике безопасной работы и по приемам пуска и останова данного оборудования;

-не убедившись в исправности оборудования, приборов и в наличии исправных ограждений;

-без разрешения преподавателя;

-не убедившись в отсутствии около машины людей, производящих ремонт, наладку, заправку, чистку или другие работы, и не оповестив голосом: «Пускаю».

Во время работы машины запрещается:

-снимать или отодвигать ограждения;

-касаться движущихся частей машин;

-чистить и обмахивать движущиеся части машины, приводные ремни и зубчатые передачи;

-измерять детали или подсчитывать число зубьев шестерен, храповиков;

-снимать и надевать приводные ремни, ремонтировать машину;

-облокачиваться на машины.

При возникновении пожара на машине следует немедленно ее остановить и тушить пожар с помощью имеющихся автоматических и ручных огнетушителей и пожарных рукавов до приезда пожарной команды.

Загоревшиеся электродвигатели следует тушить сухим песком, предварительно их выключив. Загоревшиеся электрические провода должен тушить электромонтер в специальной защитной одежде.

Категорически запрещается курить и зажигать огонь в цехах и помещениях лаборатории.

Портфели, сумки, и другие предметы запрещается класть на оборудование, приборы, полуфабрикаты и тару.

По окончании работы на машине ее останавливают. Во избежание случайного пуска электродвигатель машины обесточивают путем нажатия одной из пусковых кнопок, поворачивая ручку пакетного выключателя на коробке магнитного пускателя. Действующие стенды и макеты, измерительные приборы также отключают от электросети.

Наряду с общими правилами необходимо соблюдать правила, обеспечивающие безопасную работу на изучаемом оборудовании, которые приведены в соответствующих главах пособия.

Студенты допускаются к выполнению лабораторных работ после прохождения инструктажа на рабочем месте, о чем делается запись в журнале.

При проведении инструктажа преподаватель должен объяснить обязанности и поведение студентов при возникновении пожара или несчастного случая.

Перед выполнением студентами заправочных исследовательских работ, монтажной практикой, а также при несчастном случае проводят повторный инструктаж.

ГЛАВА I

СЫРЬЕ ХЛОПКОПРЯДИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Одним из основных элементов технологии выработки пряжи из волокнистого материала является сырье, соответствующее определенным стандартам.

Сырьем для производства хлопчатобумажной пряжи служат хлопковые и химические (искусственные и синтетические) волокна [1,3].

Трудности последних лет по обеспечению текстильных предприятий хлопком обусловили заинтересованность текстильщиков в исконно русском сырье - льне - и возможности использования отходов льняной промышленности, в частности так называемого "короткого льняного волокна". Такое волокно подвергается котонизации, т.е. разделению лубяных волокон льна на его элементарные волокна или группы элементарных волокон, штапельная длина и линейная плотность которых приближены к показателям, характерным для хлопка [4].

Химические волокна добавляют в смесь для того, чтобы придать будущему изделию специфические свойства, а также в целях экономии или при недостатке натуральных волокон, в частности хлопка [3].

Из имеющегося на предприятии волокнистого сырья вырабатывают однородную и смесовую пряжу для изделий различного назначения.

На мировом рынке на хлопковое волокно существуют разные стандарты, как принятые в отдельных странах, так и международные [4,6,7].

1.ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СЫРЬЯ, ПОСТУПАЮЩЕГО В ПРОИЗВОДСТВО

Цель лабораторной работы

Ознакомиться с технологическим процессом современного хлопкоочистительного завода, возможностью регулирования выхода волокна из хлопка-сырца. Научиться определять влажность и засоренность хлопкового волокна, а также оценивать его качество по эталонам, по данным сертификата, с помощью приборов и производить расчет с поставщиком сырья. Уяснить целесообразность смешивания хлопкового волокна с химическими волокнами.

Задание

1.Ознакомиться с технологическим процессом на хлопкоочистительном заводе и начертить его схему.

2.Начертить схему пильного волокноотделителя.

3.Определить процент выхода хлопкового волока из хлопка-сырца, уяснить возможность регулирования выхода на волокноотделителях.

4.Определить сорт хлопкового волокна выданного образца, его засоренность

ивлажность.

5.Произвести расчет с поставщиком сырья за хлопковое волокно выданных образцов (объем марки задается преподавателем).

6.Составить таблицу показателей качества волокна первых четырех сортов, в которую включить тонковолокнистый хлопок (один селекционный сорт), средневолокнистый хлопок ручного и машинного сбора, и сделать анализ изменения показателей качества волокна в зависимости от сорта, селекционного сорта и вида сбора хлопка-сырца.

7.Ознакомиться с образцами химических волокон, составить таблицу показателей качества химических волокон различных видов, используемых для смешивания с хлопковым волокном, и проанализировать их влияние на технологический процесс и эксплуатационные свойства вырабатываемой пряжи.

1.1.Основные сведения о хлопковом волокне и его классификация

Хлопковое волокно представляет собой полую растительную клетку верхнего эпидермиса семян хлопчатника. Хлопчатник - теплолюбивое растение: для его выращивания необходимо 100-160 теплых солнечных дней. Хлопчатник

возделывают в США, Бразилии, Мексике, Китае, Индии, Пакистане, странах Средней Азии и Африки и др.

После цветения хлопчатника образуются коробочки, состоящие из 3-5 створок, которые созревают за 45-60 дней, масса хлопкового волокна одной зрелой коробочки 5-7 г, на одном семени 7-15 тыс. волокон различной длины. Развитие волокон делят на два периода. Первый - длительностью 25-30 дней. Волокна преимущественно растут в длину, достигая к концу периода максимальной длины. Второй - длительностью до 30 и даже 50 дней. В процессе созревания волокна на внутренней стенке коробочки откладывается целлюлоза в виде ежедневных колец роста. Зрелость волокна определяют отношением внешнего диаметра волокна к диаметру канала. Это отношение меняется от 1,05 для незрелых волокон до 5 для предельно зрелых волокон. Нормальная зрелость волокна от 1,8 до 2,8. Диаграмма развития хлопкового волокна приведена на рис.1. После раскрытия коробочек волокно начинает высыхать (сжиматься) и приобретает овальную форму сечения и извитость вдоль волокна. Извитость является ценным свойством волокна, так как чем больше извитость, тем больше цепкость и лучше прядильные свойства волокна.

Рис. 1. Диаграмма развития хлопкового волокна:

1 - линейная плотность Тв, 2 - разрывная нагрузка Р, 3 - модальная длина l

Уменьшение длины волокна к концу созревания на 1-1,5 мм объясняется его высыханием и извитостью. Урожайность хлопка-сырца в настоящее время достигнута на тонковолокнистом хлопке 25-30 ц/га, на средневолокнистом - до

35-50 ц/га.

Качество хлопка-сырца и хлопкового волокна определяют согласно стандартам и соответствующим инструкциям, которые предусматривают единый

порядок отбора проб и методы испытания. Почти все операции по определению качества волокна ранее выполняли вручную, что требовало высокой квалификации лаборантов. В настоящее время созданы приборы, которые позволяют не только механизировать и ускорить ручные операции, но и повышают точность и объективность результатов. Имеются инструктивно-методические указания по использованию приборов для определения технологических свойств хлопкового волокна.

1.1.1. Классификация хлопкового волокна, принятая

вРоссийской Федерации

Всоответствии со стандартами, действующими в Российской Федерации [5], хлопковое волокно в зависимости от ботанических признаков делят на две группы:

-волокно средневолокнистых сортов,

-волокно тонковолокнистых сортов.

Взависимости от степени зрелости и разрывной нагрузки, засоренности и

влажности (табл.1) хлопковое волокно подразделяется на 7 сортов: О (отборный), I (первый), II (второй), III (третий), IV (четвертый), V (пятый), YI (шестой).

По физико-механическим показателям и содержанию пороков и сорных примесей хлопковое волокно должно соответствовать требованиям ГОСТ 3279-76. Согласно этому стандарту хлопковое волокно делят на семь типов (табл.2) в зависимости от штапельной массодлины и удельной разрывной нагрузки. Длину хлопкового волокна определяют для всех сортов, кроме пятого и шестого.

Качество хлопкового волокна по внешнему виду (цвету, способу джинирования) должно соответствовать образцам (эталонам), утвержденным в установленном порядке. Основные образцы хранятся в ЦНИХБИ, дубликаты - у изготовителя и потребителя продукции.

Основными районами, поставляющими хлопковое волокно на отечественные текстильные предприятия, являлись бывшие республики Средней Азии и Азербайджан. В настоящее время Российская Федерация практически весь хлопок импортирует из-за рубежа. Лишь в последние годы появились первые обнадеживающие результаты по созданию собственной сырьевой базы в Краснодарском крае, на Ставрополье, в Калмыкии, Дагестане и Астраханской области [9].

1.1.2.Классификация хлопкового волокна, принятая

вУзбекистане

Согласно стандарту О′zDSt 604:2001 хлопковое волокно по показателям длины в соответствии с нормами, указанными в табл.3, подразделяют на девять типов: 1а, 1б, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. При расхождении в определении типа по разным показателям приоритет имеет верхняя средняя длина (UНМ), выраженная в миллиметрах.

Хлопковое волокно 1а, 1б, 1, 2, 3 типов относят к длинноволокнистым сортам хлопчатника, а 4, 5, 6 и 7 типов - к средневолокнистым сортам хлопчатника.