ЛАБ.ПРАКТИКУМ (ИвТИ-2006)

12.Каково влияние крутки на производительность прядильной машины?

4.УСТРОЙСТВО И АНАЛИЗ РАБОТЫ МОТАЛЬНОГО МЕХАНИЗМА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАТЯЖЕНИЯ НИТИ НА КОЛЬЦЕВОЙ ПРЯДИЛЬНОЙ МАШИНЕ

Цель лабораторной работы

Научиться выбирать тип патронов для заданных условий работы. Изучить конструкцию мотального механизма и условия наматывания в процессе формирования початка пряжи. Освоить методику определения натяжения нити при наматывании, определить влияние параметров наматывания на натяжение нити.

Задание

1.Ознакомиться с типами патронов, используемых на прядильных машинах: - изучить требования, предъявляемые к ним;

- подобрать группы патронов и типы веретен для колец с разными диаметрами и различных подъемов кольцевой планки.

2.Изучить общее устройство мотального механизма прядильной машины; особенности мотальных механизмов современных кольцепрядильных машин.

3.Выполнить практическую работу по определению плотности намотки пряжи и числа зубьев храповика.

4.Исследовать влияние массы бегунка, диаметра витка намотки и высоты баллона на натяжение нити.

5.Решить задачи (по заданию преподавателя).

Основные сведения

Пряжу наматывают на бумажные патроны, которые имеют условное обозначение, включающее номер группы, характеризующий его отделку.

Диаметр патрона должен быть не менее половины диаметра кольца, так как при меньшем соотношении увеличивается разница в натяжении нити при конической намотке, что приводит к ее обрывности.

Необходимую группу патронов подбирают к веретенам по высоте и конусности последних при определенном соотношении между диаметром патрона и диаметром кольца. Готовая пряжа, намотанная на патрон, образует початок. Намотка початка должна быть прочной, т. е. сохранять форму при транспортировании, и плотной, чтобы вмещать при заданных размерах большее количество пряжи. При последующем сматывании пряжа должна легко сходить с початка без излишнего натяжения и не перепутываться.

Наматывание пряжи происходит вследствие разницы в частоте вращения веретена и бегунка. Бегунок немного отстает от веретена в результате подачи нити и трения о кольцо. Зависимость между частотой вращения бегунка nб и веретена nв имеет вид:

nб = nв - ϑ п.ц. Ку ,

π dн

где ϑ п.ц. - длина мычки, м, выпускаемой передним цилиндром в минуту;

Ку - коэффициент усадки пряжи; dн - диаметр намотки, м.

Структура и форма намотки зависят от способа раскладки витков намотки. Для раскладки (смещения) витков намотки осуществляют перемещение бегунка с кольцом, т.е. кольцевой планки, вдоль продольной оси початка. Планка движется вверх и вниз с переменной скоростью, мм/мин, определяемой по формуле:

где h - шаг намотки, мм.

Намотка может быть конической, когда наматываемые витки пряжи раскладываются на конической поверхности, и цилиндрической, когда нити раскладываются на цилиндрической поверхности. Чаще используют коническую намотку.

При конической намотке пряжи на початок сначала образуется гнездо початка, а затем его тело, т. е. остальная часть початка до вершины. Верхний слой тела початка называют верхним конусом, или носиком. Параметры последовательных слоев гнезда отличаются друг от друга.

Высота первого слоя гнезда минимальная, так как слой образуется при минимальном размахе планки. Высота намотки витков от слоя к слою в гнезде нарастает. При такой закономерности средняя толщина каждого последующего слоя меньше, чем предыдущего, так как все слои наматываются за одинаковое количество времени и длина пряжи во всех слоях одинакова.

Скорость подъема планки при наматывании одного слоя возрастает, а диаметр намотки в самом начале формирования гнезда изменяется (уменьшается) медленно. Поэтому толщина каждого слоя в нижней части больше, чем в верхней. По мере увеличения конусности гнезда эта разница уменьшается.

Смещение слоев уменьшается при переходе к каждому последующему слою, вследствие чего гнездо принимает выпуклую форму и вмещает больше пряжи.

Параметры слоев в теле початка одинаковы, так как высота слоев (размах планки) постоянна и равна максимальной высоте слоя (последнего) в гнезде. Так как скорость перемещения планки изменяется обратно пропорционально диаметру намотки, то толщина каждого слоя от нижних витков до верхних одинакова, смещение слоев также одинаково и поэтому при наматывании тела початка образуется цилиндрическая форма.

Коническая намотка может быть с прослойком и без него - беспрослойная. Прослоек отличается от слоя большим в 3-4 раза шагом витков и наматывается при обратном движении кольцевой планки после наматывания каждого слоя. Для распределения пряжи на шпуле или патроне по заданному закону наматывания прядильные машины имеют мотальные механизмы.

На рис.137 показана принципиальная схема мотального механизма. Мотальный эксцентрик 14, равномерно вращаясь, действует на каточек 13 мотального рычага 12 с осью вращения в точке 11. На левом конце рычага имеется блок 15 с намотанной на него цепью 21. Другой конец цепи 21 закреплен на направляющем блоке 23. На одной оси с этим блоком закреплен другой блок 24, от которого цепь 2 огибает блок 5 и закрепляется на блоке 1, находящемся на стойке

машины. Масса кольцевых планок 3 через колонки 4 и подъемные рычаги 10, 8 и 6, вращающиеся в точках О, действует на тягу 7 и посредством мотальных цепей 2 и 21 заставляет каточек 13 прижиматься к эксцентрику. Давление каточка немного ослабляется противовесом 9 на подъемном рычаге 8. Характер движения кольцевых планок зависит от очертания эксцентрика. В зависимости от формы он может обеспечивать коническую намотку с прослойком и без него и цилиндрическую намотку. Смещение слоев вверх от слоя к слою осуществляется механизмом с храповиком.

Рис.137. Схема мотального механизма

На конце мотального рычага 12 имеется червяк с квадратным шпинделем. На выходящий наружу конец шпинделя плотно надет храповик 19 и свободно - угловой рычаг 17 с собачкой 18, упирающейся в зубья храповика. Цепь 20, закрепленная на брусе, удерживает рычаг с собачкой в подвешенном состоянии. При движении вниз мотального рычага цепь 20 натягивается, и собачка поворачивает храповик на один или несколько зубьев в зависимости от установки. В результате через червяк и шестерню 16 мотальная цепь 21 наматывается на блок 15 и смещает вверх кольцевые планки на одно и то же расстояние при каждом повороте эксцентрика. При обратном движении мотального рычага вверх собачка скользит по зубьям храповика. Смещение слоев зависит от угла поворота храповика при одном подъеме кольцевой планки. Для изменения угла поворота изменяют положение опорного болта 25 с головкой, ограничивающего опускание рычага с собачкой. Чем ниже установлен болт, тем больше угол поворота храповика и смещение слоев, и наоборот. Смещение должно соответствовать толщине пряжи: чем толще пряжа, тем больше должно быть смещение слоев. Меняя подачу храповика, регулируют диаметр початка.

Изменение величины смещения достигается за счет сменных храповиков. После наработки съема происходит "подмот" пряжи, т.е. несколько витков пряжи наматывается на нижнюю часть патрона на расстоянии 1-2 мм от края. Это

необходимо для начала заработки следующего съема. Для этого блок 1 освобождают от специального запора и разматывают мотальную цепь, поворачивая блок против часовой стрелки. В результате кольцевые планки принимают самое нижнее положение. Для формирования гнезда початка на блоке 23 имеется кулак 22. В начале съема кулак 22 упирается в цепь 21 и изгибает ее при движении мотального рычага вверх. Изогнутая цепь ограничивает опускание кольцевых планок, высота первого слоя получается небольшой, вследствие чего толщина его относительно большая. При каждом повороте храповика 19 цепь, наматываясь на поверхность блока 15, одновременно поворачивает блоки 23 и 24 против часовой стрелки, и кулак 22 при каждом новом слое намотки постепенно все меньше отклоняет цепь. В результате при наматывании нижних витков каждого следующего слоя планка опускается на большее расстояние, т. е. высота намотки от слоя к слою увеличивается, а сдвиги слоев уменьшаются, что придает гнезду выпуклую форму. Конец наматывания гнезда и начало наматывания тела початка определяется моментом, с которого прекращается изгиб цепи кулаком 22. Дальнейшее наматывание происходит при постоянной (максимальной) высоте слоя, постоянной (минимальной) толщине слоя и постоянном (минимальном) сдвиге слоев.

Гнездо початка регулируются посредством кулачка: передвигая кулачок ближе к ветви цепи, получают более "крутое" гнездо, отодвигая - более "отлогое". Регулирование высоты конуса початка происходит за счет изменения плеча RX, т. к. при подъеме блочка высота конуса уменьшается, при опускании - увеличивается. Для увеличения плотности намотки и, следовательно, длины нити на початке (на 2530%) применяют беспрослойную намотку. В этом случае в мотальном механизме устанавливают симметричный эксцентрик с сердцевидным профилем и уменьшают его частоту вращения для увеличения продолжительности цикла движения планки. Такой же эксцентрик применяют при цилиндрической намотке, но при этом выключают из работы кулак 22, изменяют передачу от храповика к блоку 15. Кольцевая планка должна иметь постоянный размах с постоянным смещением вверх. В результате такого движения планки пряжа наматывается цилиндрическим слоем с открытым нижним и закрытым верхним конусами, т. е. осуществляется комбинированная намотка.

При использовании конусных патронов и при постоянном размахе планки диаметр початка в верхней части получается меньше, чем в нижней. Эта разница особенно заметно проявляется при большом подъеме планки, обусловливая уменьшение длины намотанной пряжи.

На прядильной машине П-75-А в отличие от машин прежних конструкций установлен мотальный механизм подвесного типа с гибкими связями.

Нить при движении от вытяжного прибора к патрону испытывает различное натяжение на трех участках своего пути: от переднего цилиндра до нитепроводника; от нитепроводника до бегунка; от бегунка до початка.

Максимальное натяжение Р нити приходится на участок между бегунком и початком. Натяжение Т в баллоне у бегунка меньше, чем между бегунком и патроном, в 1, 75-2, 2 раза за счет обхвата нитью бегунка. Между вытяжным прибором и нитепроводником натяжение нити примерно на 10% меньше, чем в баллоне у нитепроводника, за счет трения нити о нитепроводник. Натяжение нити на всех участках не остается постоянным и при постоянной частоте вращения веретен меняется следующим образом:

-натяжение нити увеличивается при уменьшении диаметра витка намотки;

-разница между натяжением нити при разных диаметрах витков намотки тем больше, чем меньше отношение минимального диаметра витка к максимальному и чем меньше высота баллона;

-самое большое натяжение наблюдается при нижнем положении кольцевой планки, когда диаметр витка намотки минимальный (наматывание гнезда), высота баллона максимальная, т. е. центробежная сила нити баллона и сопротивление воздуха вращению баллона наибольшие.

В верхнем положении кольцевой планки при малых диаметрах витков намотки и неподвижном нитепроводнике баллон становится коротким, менее выпуклым и увеличивается вероятность обрыва нити.

При устойчивой работе бегунка (без случайных притормаживаний) натяжение нити и его дисперсия становятся больше при увеличении частоты вращения веретен (при неизменной массе бегунка) и высоты баллона, уменьшении диаметра витка наматывания, увеличении коэффициента трения бегунка о кольцо, массы бегунка, числа и массы соринок в пряже. Подбором массы (номера) бегунков создают такое натяжение нити, чтобы при устойчивом процессе прядения обеспечить требуемую плотность намотки пряжи на початке. Однако дисперсию натяжения нельзя уменьшить путем изменения массы бегунка. Для снижения дисперсии натяжения необходимо использовать подвижные нитепроводники, сохраняющие высоту баллона, регулирующие частоту вращения веретен во время наработки съема,

правильно выбирать отношение диаметра патрона к диаметру Rк кольца (0,42-0,47 - для малых паковок, 0,50-0,52 - для больших), поддерживать хорошее состояние колец и бегунков.

Методические указания

При изучении патронов определяют их размеры, а также соотношение между диаметрами и диаметром кольца и типом веретена, знакомятся с группами патронов по государственным стандартам. Изучая строение початка, берут полный початок с наработанным на той же машине гнездом, проводят замеры и записывают результаты.

Для изучения мотального механизма используют стенд или машину, где нарабатывается гнездо початка. Находят и наблюдают в работе эксцентрик, мотальный рычаг, мотальную цепь, ступенчатый блок, тяги к подъемным рычагам, противовесы, колонки.

Наблюдают мотальный механизм в работе, обращая внимание на характер движения кольцевых планок при подъеме и опускании. Выясняют, какой тип намотки осуществляется мотальным механизмом. Наблюдают за работой храповика, выясняют способ изменения угла поворота храповика и последствия, к которым приводит это изменение.

Изучая работу мотального механизма при наработке гнезда, обращают внимание на изгиб цепи кулаком и выясняют, как и за счет чего изменяется при этом размах кольцевой планки.

Выясняют, каким способом следует опустить кольцевые планки после съема початков в исходное положение. Выясняют также, сколько оборотов должен сделать шпиндель храповика, чтобы размотать цепь с мотального барабанчика после

окончания съема, и меняется ли это число оборотов при изменении заправки машины.

После этого знакомятся с кинематической передачей в мотальной коробке (от шпинделя храповика к мотальному барабанчику). Определяют число оборотов шпинделя храповика, необходимое для одного оборота мотального барабанчика по передаче или практически по меловой метке на барабанчике.

Работу для определения плотности намотки пряжи на початке, числа зубьев храповика выполняют следующим образом:

1.Взвешивают полный початок и пустой патрон. Определяют массу М (г) пряжи на початке (среднюю из пяти замеров).

2.Замеряют размеры початка и определяют объем V (см3), занимаемый пряжей.

3.Определяют плотность намотки пряжи (г/см) по формуле

∆= МV .

4.Определяют линейную плотность пряжи Т (текс), отмеряя с пяти початков по 100

мпряжи и находя их массу.

5.Определяют общую длину пряжи Ln (м) на полном початке по формуле

М

Ln = Т . 100.

6. Измеряют секундомером общую длительность t (с) наматывания слоя и прослойка, т. е. время наматывания нити за один оборот эксцентрика.

7. Измеряют счетчиком частоту вращения n1 (мин-1) переднего цилиндра.

8. Рассчитывают длину мычки (м), выпускаемой цилиндром в минуту: υ = π d1n1, и за время t (с), т. е. за время намотки одного слоя с прослойком:

υ t

L1 = 60 .

9. Рассчитывают число слоев m пряжи на початке, т. е. число оборотов эксцентрика за время наработки съема, или число подач храповика за время наработки съема по формуле

10.Вращая шпиндель храповика, определяют число оборотов храповика (n) за время наработки съема.

11.Рассчитывают число зубьев храповика

m

Zхр = n .

12. Сравнивают полученные данные с фактической заправкой машины и в случае несовпадения результатов объясняют разницу.

Схема установки для замера натяжения нити показана на рис.138. В процессе работы замеряют натяжение нити на участке от переднего цилиндра до нитепроводника. Заправка продукта аналогична обычной заправке, однако в схеме консольно через демпфер укреплена балочка, представляющая собой стальную пластину с двумя наклонными проволочными датчиками, соединенными по компенсационной схеме. При включении установки начинается процесс прядения. Возникающее натяжение нити приводит к изгибу балочки нитью, вследствие чего происходит дисбаланс электрического моста. Электрический импульс усиливается усилителем и фиксируется.

Рис.139. Початокшаблон

Рис.138. Схема установки для

замера натяжения нити:

1 - передний цилиндр; 2 -датчик;

3 - нитепроводник, 4 - початок;

5 - кольцо; 6 – бегунок;

7 - усилитель; 8 - самописец

Для выполнения работы используют установку для замера натяжения нити, пустой патрон, два одинаковых комплекта початков-шаблонов с разной степенью намотки пряжи, стробоскоп, тахометр, линейку и бегунки двух номеров. Перед замером натяжения проводят тарировку тензометрического датчика:

-включают самописец и записывают нулевую линию;

-на крючок датчика заправляют нить с подвешенным к ней грузиком массой 10 и 20 г и самописцем регулируют соответствующие отклонения показаний от нулевой линии;

-освобождают крючок от нити с грузиком и записывают контрольную нулевую линию;

- подбирают с помощью усилителя масштаб тарировки и рассчитывают масштаб:

Масса груза

Mт = Ордината отклонения .

Затем надевают на веретено патрон или початок-шаблон и заправляют нить. Устанавливают кольцевую планку в одно из положений, соответствующее намотке на уровнях аа1, bb1,..., gg1 (рис.139). Замеряют по вертикали расстояние от нитепроводника до кольца с бегунком и диаметр витка намотки. Записывают на пленке или на бумаге самописца кривые натяжения для разных положений кольцевой планки, т. е. при наматывании на патрон в положении аа1 и при наматывании на початок в положениях bb1,..., gg1.

Изменяют номер бегунка и повторяют работу при тех же положениях кольцевой планки, используя второй комплект патрона и початков-шаблонов. Результаты замеров вносят в таблицу по форме табл.97 и анализируют влияние массы бегунка, диаметра витка намотки и высоты баллона на натяжение нити.

Для сравнения фактической частоты вращения бегунка с расчетной стробоскопом определяют частоты вращения веретена nв, бегунка nб (при определенном диаметре витка намотки), а тахометром - частоту вращения переднего цилиндра n1.

Пользуясь уравнением наматывания, рассчитывают частоту вращения бегунка. Сравнивают частоты вращения бегунка, полученные расчетом, с фактическими.

Изучаются виды брака: брак намотки, неправильная форма початка; вероятные причины появления брака и методы его устранения. Возможные неисправности и методы их устранения приведены в табл.98.