Разработка технологии получения льняной ровницы кольцевым способом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.02, кандидат технических наук Муравьева, Галина Юрьевна

• Муравьева, Галина Юрьевна
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Муравьева, Галина Юрьевна

Введение.

1. Состояние вопроса. Аналитический обзор способов и оборудования для получения ровницы.

1.1 Анализ способов и оборудования для получения ровницы.

1.2. Постановка задачи.

2. Описание и расчеты экспериментального стенда кольцевой ровничной машины.

2.1. Общие требования к стенду.

2.2. Техническая характеристика стенда.

2.3. Конструктивное устройство стенда.

2.4. Кинематические расчеты стенда.

2.4.1. Расчет величины вытяжки.

2.4.2. Расчет постоянной крутки.

2.4.3. Расчет коэффициента опережения ремешкового цилиндра.

2.4.4. Расчет мотального механизма.

2.4.5. Расчет шага раскладки витков ровницы.

2.5. Выбор бегунков конструктивно.

2.6. Выбор веса бегунка с учетом проведенной поисковой работы.

3. Исследования процесса кручения ровницы.

3.1. Теоретические аспекты процесса кручения при кольцевом способе.

3.2. Определение допустимых пределов крутки ровницы граничных величин).

3.3. Определение фактического распределения крутки в зависимости от диаметра намотки.

4. Исследование процесса наматывания ровницы.

4.1. Теоретические аспекты процесса наматывания.

4.2. Исследование влияния веса бегунка и частоты вращения катушки на плотность намотки ровницы.

4.3. Исследование изменения плотности намотки ровницы при увеличении диаметра намотки.

4.3.1. Исследование плотности намотки ровницы.

4.3.2. Исследование натяжения ровницы при кольцевом способе.

4.3.3. Расчет веса бегунка.

4.4. Исследование влияния угла наматывания на плотность намотки

5. Определение оптимальных размеров ровничной паковки.

5.1. Определение оптимальных размеров паковки для стабильного протекания процесса хим. обработки.

5.2. Определение оптимальных размеров паковки для получения качественной пряжи малых линейных плотностей.

6. Ворсистость ровницы.

6.1. Понятие ворсистости.

6.2. Методика измерения ворсистости льняной ровницы.

6.3. Исследование влияния частоты вращения на ворсистость льняной ровницы.

6.4. Исследование влияния на ворсистость трения ровницы об элементы крутильно-мотального механизма.

7. Проведение сравнительных испытаний.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии получения льняной ровницы кольцевым способом»

Актуальность темы диссертационного исследования. На состоявшемся в Иванове в июне этого года заседании президиума Госсовета "О модернизации текстильной отрасли и мерах по повышению уровня жизни и социальной защищенности ее работников" президент Д. Медведев подчеркнул необходимость срочных мер для преодоления технологической отсталости текстильной промышленности. «Для полного преодоления технологической отсталости и предотвращения всех негативных процессов, которые сегодня идут, необходимы качественные специальные меры. И государству, и предпринимательскому сообществу надо сосредоточиться на тех конкурентных нишах текстиля, «где мы можем быть лидерами», - заявил глава государства. Такой «нишей» для России является производство льняных тканей.

В последние годы на мировом рынке повышенным спросом пользуются недорогие чистольняные и полульняные ткани, основными поставщиками которых являются азиатские страны, а могла бы быть Россия. Однако, оборудование, применяемое в отечественной льняной промышленности, давно морально устарело и сильно изношено. Требуется совершенствование технологических процессов и создание новых, недорогих, но высокопроизводительных машин. В технологической цепочке получения пряжи используется ровничная машина. Это один из самых сложных по конструкции, наладке и обслуживанию видов оборудования. Эта машина имеет высокую металлоемкость и энергоемкость. Она сложна в наладке и эксплуатации. Одним из перспективных направлений является получение ровницы кольцевым способом. Разработка новой технологии получения ровницы, позволяющей значительно упростить конструкцию машины и повысить ее производительность, является актуальной.

Объектом исследования диссертационной работы является технологический процесс получения льняной ровницы кольцевым способом. Предметом исследования - льняная ровница.

Цель работы: повышение конкурентоспособности выпускаемой продукции за счет снижения себестоимости путем создания технологии выработки льняной ровницы кольцевым способом.

Для реализации заявленной цели в диссертации решаются следующие задачи:

- определение рациональных скоростных режимов выработки ровницы и параметров заправки крутильно-мотального механизма;

- анализ влияния на натяжение ровницы изменения веса бегунка и частоты вращения катушки;

- определение рационального диаметра намотки ровницы и его влияния на плотность паковки;

- анализ влияния времени переработки ровницы на качество получаемой из нее пряжи;

- изучение свойств (величины ворсистости и разброса крутки) ровницы и их влияния на качество пряжи.

Научная новизна результатов.

В диссертационной работе впервые: научно обоснованы технологические параметры заправки крутильно-мотального механизма для кольцевого способа получения льняной ровницы; научно обоснован рациональный размер ровничной паковки с точки зрения стабильного протекания процесса химической обработки ровницы; установлена максимально возможная длительность переработки ровницы на прядильной машине из условия получения качественной пряжи; предложены зависимости для расчета массы бегунка и крутки ровницы при наматывании на паковку; установлены параметры необходимого изменения частоты вращения катушки для поддержания постоянной крутки ровницы при использовании машин с раздельными регулируемыми приводами вытяжного прибора и веретена; установлен закон распределения плотности ровничной паковки по радиусу при кольцевом и рогулечном способах наматывания;

- разработана методика исследования ворсистости льняной ровницы; определены факторы, влияющие на ее величину; установлено влияние ворсистости ровницы на качество получаемой из нее пряжи;

Практическая значимость работы.

- предложено использование кольцевого крутильно-мотального механизма для получения ровницы, что позволит упростить конструкцию машины, упростить наладку и ремонт, повысить производительность одного рабочего места и снизить ее металлоемкость по сравнению с рогулечной ровничной машиной;

- даны практические рекомендации по допустимому времени переработки химически обработанной ровницы на прядильной машине;

- определен рациональный, с точки зрения качественной химической обработки, размер ровничной паковки;

- экспериментально доказано, что ворсистость ровницы, возрастающая при увеличении частоты вращения (катушки до 1500 мин'1), не влияет на качество получаемой из нее пряжи;

- экспериментально доказано, что изменение крутки ровницы на 1015% не влияет на протекание процесса вытягивания в вытяжном приборе прядильной машины;

- на основе проведенных исследований разработаны исходные требования на создание опытного образца кольцевой ровничной машины.

Методика проведения теоретических и экспериментальных исследований.

При выполнении работы использовались теоретические и экспериментальные методы исследования. Теоретические исследования базируются на апробированных положениях текстильной технологии и текстильного материаловедения. Использовались методы планирования эксперимента и статистической обработки результатов. Статистическая обработка экспериментальных данных проведена на основе общепринятых методов оценки и интерпретации данных при доверительной вероятности не ниже 95%.

Основные положения диссертации проверены с помощью современных методов электротензометрии на экспериментальной установке в условиях лаборатории кафедры прядения Костромского государственного технологического университета; на стенде кольцевой ровничной машины, установленном в КНИИЛП.

При проведении исследований и обработке экспериментальных значений использовались ПЭВМ и пакеты прикладных программ: Microsoft Excel, Microsoft Word, MathCad 2000, Adobe PhotoShop CS3, CorelDRAW ХЗ, Microsoft Paint и собственные программные продукты.

Апробация работы. Результаты работы были изложены и получили положительную оценку на:

1. Международных научных конференциях «Лен-96», «Лен-98», «Лен-2008» (Кострома, октябрь 1996 г., октябрь 1998 г., октябрь 2008 г.)

2. Международной научной конференции «Прогресс-99» (Иваново, май 1999 г.)

3. На всероссийском семинаре «Технология текстильных материалов» российской академии наук (Костромской филиал, февраль 2002 г.)

4. На расширенном заседании кафедры «Прядение натуральных и химических волокон» КГТУ (Кострома, сентябрь 2008 г.)

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 7 работ, в том числе 1 статья в журнале, из списка, рекомендованного ВАК РФ.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, семи глав с выводами, общих выводов и рекомендаций, списка используемой литературы и приложений. Работа изложена на 155 страницах, содержит 38 рисунков, 16 таблиц. Список используемой литературы включает 69 наименований.

Заключение диссертации по теме «Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья», Муравьева, Галина Юрьевна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ существующих ровничных рогулечных машин для льна показал, что механизмы наматывания ровницы сложны и металлоемки. Структура намотки, формируемая при помощи такого механизма, неизменна из-за наличия жесткой кинематической связи между механизмами, обеспечивающими раскладку ровницы по высоте катушки и приводящими ее во вращение. Пропуск 2-3 слоев ровницы на машине не позволяет продолжать процесс наматывания из-за провисания ровницы.

2. Разработаны технологические параметры заправки кольцевого крутильно-мотального механизма наматывания льняной ровницы, позволяющего получать паковки с изменяющейся структурой намотки, что способствует в дальнейшем более стабильному протеканию процесса химической обработки ровницы.

3. Установлено, что рогулечная ровничная машина не обеспечивает постоянную плотность намотки ровницы на катушку в радиальном направлении. При наматывании слоев у ствола катушки

Г ч диаметр менее 80 мм) плотность намотки превышает 0,4 /см , что затрудняет пробел ровницы. Для нормального отбеливания ровницы необходимо увеличить диаметр ствола до 80 мм.

4. Установлено, что снижение качественных показателей ровницы, вызванных увеличением длительности переработки её на прядильной машине, негативно влияет на качественные показатели пряжи. Для получения качественной пряжи, общее время срабатывания не должно превышать для вареной ровницы 42-45 часов, для беленой ровницы 50-55 часов.

5. Установлено, что фактическая крутка ровницы при рогулечном способе наматывания непостоянна и зависит от направления движения нижней каретки, за счет чего, при определенной заправке, крутка выходит за пределы, рекомендованные в справочной литературе. В связи с этим необходимо расширить рекомендуемые пределы крутки.

6. Крутка ровницы при кольцевом способе переменна, в связи с этим разработана методика, позволяющая обеспечить ее изменение по диаметру наматывания в заданном интервале, рациональном с точки зрения стабильности протекания процесса химической обработки ровницы. Установлено, что изменение крутки ровницы на 10 - 15% не оказывает негативного влияния на процесс вытягивания и не повышает обрывность на прядильной машине.

7. Для поддержания постоянной крутки ровницы при кольцевом способе, при создании машин с раздельными регулируемыми приводами вытяжного прибора и веретена, установлены параметры необходимого изменения частоты вращения катушки.

8. Определена зависимость плотности намотки ровничной паковки от частоты ее вращения, веса бегунка и линейной плотности ровницы. Получены выражения для расчета веса бегунка. Разработана методика экспериментального определения уровня натяжения ровницы на участке бегунок-катушка.

9. Разработана методика определения ворсистости льняной ровницы. Установлено, что с повышением частоты вращения как при кольцевом, так и при рогулечном способах ворсистость увеличивается; характер изменения ворсистости и длина ворсинок при частотах вращения катушек до 900 мин"1 при обоих способах одинаков. Установлено, что наличие баллоноограничительных колец при кольцевом способе существенно не влияет на ворсистость, плоские нитеразделители значительно увеличивают её, поэтому их использование нецелесообразно. Определено, что ворсистость, возрастающая при увеличении частоты вращения катушки до 1500 мин"1, не влияет на качество химической обработки ровницы и получаемой из нее пряжи.

10. Установлено, что качественные показатели пряжи мокрого прядения, выработанной из ровницы кольцевого и рогулечного способов, находятся на одном уровне.

11. Применение кольцевого способа наматывания ровницы значительно упрощает конструкцию ровничной машины. Металлоемкость из расчета на 1 веретено снижается почти в 1,5 раза по сравнению с рогулечным способом. Значительно упрощается наладка при перезаправе и обслуживание машины, сокращается время ее простоя на снятие съема. Определено, что при одинаковых скоростных параметрах заправки фактическая производительность 1 веретена при кольцевом способе возрастает почти на 15%. Применение кольцевого крутильно-мотального механизма позволяет решить проблему отставших катушек.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Муравьева, Галина Юрьевна, 2008 год

1. Прядение льна и химических волокон: Справочник./Под редакцией Корякина Л.Б., Гинзбурга Л.Н., - М. Легпромбытиздат, 1991.

2. Пиковский Г.И., Сальман С.И. Прядение льна. М.: Легкая индустрия, 1968.-452 с.

3. Соркин А.П. Нестационарные процессы наматывания ровницы и повышение эффективности крутильно-мотальных механизмов ровничных машин. Дис.д.т.н. Кострома, 1988.

4. Севостьянов А.Г. Механическая технология текстильных материалов. -М.: Легпромбытиздат, 1989. 512 с.

5. Справочник по хлопкопрядениго./Широков В.П., Владимиров Б.М., Полякова Д.А. и др. М: Легкая и пищевая промышленность, 1985.

6. Справочник по прядению льна./Б.Н. Фридман, С.Е. Лазарева, Л.Н. Гинзбург, И.С. Шевелева, B.C. Морев и др. М.: Легкая индустрия, 1979. -376 с.

7. Реферативный журнал «Легкая промышленность». 1991, №3.

8. Корабельников А.Р. Разработка технологического процесса наматывания без принудительного привода катушек льняной ровничной машины. Дисс.канд. техн. наук. - Кострома. 1998. - 105с.

9. Справочник по шерстопрядению./Афанасьев В.К., Летебрух Г.О., Рашкован И.Г. и др., М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983.

10. Мовшович П.М., Кабанова И.Л. Получение самокруточной ровницы // Текстильная промышленность.- 1979. №7.- с. 16

11. Мовшович П.М. Самокруточное прядение. М.: Легпромбытиздат, 1985.

12. Автоматизированная ровничная самокруточная машина РСКА-Ш. // Текстильная промышленность. 1991, №6, — с. 24.

13. Поисковые научно-исследовательские работы по изысканию возможности создания ровничной самокруточной машины для льна. Заключительный отчет. Тема 45-86. № гос. регистрации 0186.0.061072 М., 1987.- 117 с.

14. Симонов В.Б., Головко Ф.А. Получение ровницы кольцевым способом. //Льняное дело. 1995. - №1. с. 30.

15. Палочкин C.B., Козлов В.А., Соркин А.П., Рудовский П.Н. Способ получения ровницы и устройство для его осуществления. Патент РФ №2128252.

16. Ямщиков A.B. Разработка технологии и устройств для формирования мокрой некрученой ровницы из льна: Дисс. .канд. техн. наук. Кострома: КГТУ, 2003.

17. Королева Н.Д. Разработка технологии прядения льна с химическим облагораживанием ровницы. Дисс. .канд. техн. наук. М., 1970. - 216с.

18. Лазарева С.Е, Королева Н.Д., Фридлянд Г.И. и др. Прядение льна с варкой ровницы. -М.: Легкая индустрия, 1966. 125 с.

19. Прядение льна: учебник./Смельская И.Ф., Ильин Л.С., Жуков В.И., Кротов В.Н. Кострома: Изд-во Костром, гос. технол. ун-та, 2007. - 544 с.

20. Степанов В.А., Гуревич Т.М. Экспериментальное определение радиальных давлений и перемещений в цилиндрических паковках. //Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1976. — №6. -с. 130.

21. Александров A.A., Кленов В.Б. Формирование ткацких паковок. М.: Легкая индустрия, 1976.

22. Пантелеев В.А., Вальщиков И.М. Экспериментальное исследование влияния натяжения ровницы на плотность намотки ее на катушку.// Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1980. - №4.

23. Волков A.M., Носков М.П. Устройство для экспериментального определения плотности намотки текстильных паковок./УИзвестия вузов. Технология текстильной промышленности. — 1985. №5. - с. 85.

24. Hanteprufgerat mit Anpressdruck. //„Int. Text. Bull. Web.". - 1982. -№1.- s. 60.

25. Протасова B.A., Белышев Б.Е., Капитанов А.Ф. Прядение шерсти и химических волокон (приготовление гребенной ленты, ровницы и пряжи): Учеб. для вузов. М.: Легпромбытиздат, 1988. — 334 с.

26. Ларин И.Ю. Совершенствование технологии производства ровницы. Автореферат дисс. .канд. техн. наук. Иваново, 1984. - 16 с.

27. Боровикова Т.Н. Контрольно-измерительная аппаратура в текстильной промышленности. М.: «Легкая индустрия», 1972 г., 103 с.

28. Талепоровский A.M. Крутка и крепость ровницы. //Текстильная промышленность. 1948. - №10.

29. Финкелыптейн И.И. Методика определения крепости ровницы. Издание Ив. ТИ, 1959.

30. Гинзбург Л.Н., Дверницкий И.М. Прядение лубяных волокон и производство крученых изделий, М.; Государственное научно-техническое издательство литературы по легкой промышленности, 1959. 550 с.

31. Тарасов C.B. Прядение льна и других лубяных волокон: Учебник для сред. спец. учебн. завед. легкой пром-сти. — Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Легкая индустрия, 1980. — 408 с.

32. Комаров В.Г., Гинзбург JI.H. Прядение лубяных и химических волокон и производство крученых изделий. -М.: «Легкая индустрия», 1980.- 494 с.

33. Эфрос В.Л. Совершенствование техники и технологии мокрого прядения льна. ОИ. ЦНИИТЭИлегпром.-1984 48 с.

34. Марреро С.А. Способ измерения крутки ровницы. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. — 1987. №5.

35. Киселев Н.В., Каравайков В.М., Кузнецов Г.К. Проблемы эффективности и качества при обработке текстильного материала в аппаратах периодического действия. // Текстильная промышленность. — 2008. №5. -с. 50

36. A.Barella. //Journal of the Textile Institute. 1956, №2P, 120-123.

37. A.Barella.// Journal of the Textile Institute. 1957, №4P, 268.

38. HR.Boswell. //Journal of the Textile Institute. 1937, №5T, 135.

39. L.Onionis. //Journal of the Textile Institute. 1954, T873, 45.

40. NH.Chamberlein. //Journal of the Textile Institute. 1944, T61, 35.

41. A.Barella. L7ndustrie textile. 1957, № 884, № 885, № 843.

42. Barella A., Text С. Ворсистость пряжи. Текстильная промышленность. ЭИ. ЦНИИТЭИлегпром.- Выпуск 66.- М: 1983.- 34 с.

43. Яцковский Т., Хилевска Б., Циньяк Д. Ворсистость пряжи из микроволокон. //Известия вузов. Технология текстильной промышленности.- 1996. -№1.

44. Яцковский Т. К вопросу о ворсистости пряжи. //Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1961. - №5.

45. Исследование ворсистости пряжи из хлопка, полиэфирного волокна и из смеси этих волокон. Текстильная промышленность. ЭИ. ЦНИИТЭИлегпром.- Выпуск 42.- М: 1976.- 24с.

46. Гусев Б.Н., Коробова В.Ф. Способ измерения ворсистости пряжи. //Известия вузов. Технология текстильной промышленности. —1987. -№6.

47. Регламентированный технологический режим выработки льняной пряжи и ниток. ЦНИИТЭИлегпром.- М.:1989. -116с.

48. Глазов В.Г., Пайгин Ю.Ф., Арутюнов А.Г. Основные направления развития ровничных машин (Брошюра). ЦНИИТЭИлегпищемаш, М, 1978 г.

49. Симонов В.Б., Муравьева Г.Ю. О структуре намотки ровницы при кольцевом способе. // Сборник докладов международной научно-технической конференции «Лен-96», Кострома: КГТУ. 1996. с.24.

50. Прошков А.Ф. Исследование и проектирование мотальных механизмов. М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1963. 315 с.

51. Ефремов Е.Д., Ефремов Б.Д. Основы теории наматывания нити на паковку. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. — 144 с.

52. Смельский В.В., Муравьева Г.Ю. Исследование эффективности технологии кольцевого способа производства льняной ровницы.// Сборник докладов международной научно-технической конференции «Лен-98», Кострома: КГТУ. 1998. с.ЗО

53. Муравьева Г.Ю., Симонов В.Б. Исследование ворсистости льняной ровницы. //Вестник Костромского государственного технологического университета: Периодический научный журнал. Кострома: КГТУ, 1999,-№1, - с.40

54. Муравьева Г.Ю., Симонов В.Б. Получение ровницы кольцевым способом. //Тезисы докладов конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной промышленности (Прогресс-2000)», Иваново, ИГТА, 2000. с. 74

55. Севостьянов А.Г., Севостьянов П.А. Моделирование технологических процессов (в текстильной промышленности). М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. 334 с.

56. Муравьева Г.Ю., Симонов В.Б. К вопросу о размере ровничной паковки. //Вестник Костромского государственного технологического университета: Периодический научный журнал. Кострома: КГТУ, - 2002.-№5. - с. 37

57. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента. М.: «Легкая индустрия», 1974. -262 с.

58. Муравьева Г.Ю. О плотности намотки льняной ровницы при кольцевом способе ее формирования. //Технология текстильной промышленности. 2008.- № .-с.

59. Фейгенберг А.Л., Пантелеев В.А. Рациональное натяжение ровницы при наматывании.// Текстильная промышленность. 1979. - №10. -с. 35-37

60. Севостьянов А.Г. Методы и средства исследования механико-технологических процессов текстильной промышленности. М.: «Легкая индустрия», 1980. - 392 с.

61. Виноградов Ю.Г., Соловьев А.Н. О доверительных интервалах при оценке генеральных статистических характеристик по малым выборкам. //Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1977. - №5.

62. Вавилов Е.Г. Разработка технологии формирования ровницы с уплотненной намоткой на ровничных машинах с подвесными рогульками. Автореферат дисс.канд. техн. наук. Иваново, ИГТА, 2002 г.

63. Кириллова Е.С. Совершенствование технологии получения и переработки мокрой бескруточной ровницы из льна: Дисс. .канд. техн. наук. Кострома: КГТУ, 2008

64. Egbens G., Rottmayr Н. Veränderungen am Rringläufer in Abhängigkeit von der Laufzeit.// Textil praxis International. 1973. -№63, s. 308.

65. Иванов Л.Н., Эфрос В.Л. Ленточные, ровничные и раскладочные машины для переработки льна. -М.: Легпромбытиздат, 1990,- 272 с.

66. Эфрос Л. Е. Механика и конструктивные расчеты ровничных машин. -М.: Машиностроение, 1967.-200 с.