Особенности устройства и работы пневмомеханической прядильной машины

АННОТАЦИЯ

В статье описывается работа нового нитепроводящего устройства пневмомеханической прядильной машины. Использование новой конструкции нитевыводящей воронки на пневмомеханической машине приводит улучшению качества получаемой нити за счет погашения колебаний, возникающих при динамических воздействиях, и уменьшается структурная неровнота нити.

ABSTRACT

The article describes the operation of the new yarn guide device of the rotor spinning machine. The use of a new design of the yarn guide funnel on a pneumatic mechanical machine provides an improvement in the quality of the yarn obtained due to the necessary damping of vibrations arising from dynamic influences leading to a structural uneven yarn.

Ключевые слова: прядильная камера, трениe, динамические удары, воронка, резина, интенсификатор, нитепроводник, крутка, пряжа, качество.

Keywords: spinning chamber, friction, dynamic impacts, funnel, rubber, intensifier, yarn guide, twist, yarn, quality.

Введение. Сущность кручения заключается в том. что волокна в пряже, располагаясь примерно по винтовым линиям, растягиваются и под действием сил упругости волокон продукт уплотняется, увеличиваются давление и силы трения между волокнами, вследствие чего разрывная нагрузка крученого продукта (пряжи) повышается [1].

На камерных пневмомеханических прядильных машинах осуществляется однозонное кручение, не совмещенное с наматыванием.

Кручение на пневмомеханических камерных машинах осуществляется в формирующее-крутильном устройстве-прядильной камере. Вращение камеры баллонирующего участка пряжи ВС (рис.1) в камере обуславливает кручение участка пряжи ОА между выпускной парой 1 и воронкой 2 нитеотводящей трубки 3 и возникновение упругого крутящего момента. Под влиянием этого момента крутка с наружного участка ОА проникает на баллотирующий участок ВС, огибая поверхность АВ воронки 2. Кручение распространяется до пункта съема С и дальше в зависимости от величины крутящего момента на некоторую длину СО волокнистого клина.

При выводе из прядильной камеры пряжа, огибая воронку, совершает два движения-обегание на поверхности воронки вокруг ее оси под определенным натяжением и продольное движение. При этом наблюдается некоторая потеря крутящего момента на участке ВС (рис.1), которая обусловлена потерей энергии на изгиб пряжи и трение [2.3].

Рисунок 1. Процесс кручения пряжи

В прядильном устройстве для равномерного распределения крутки пряжи применяются нитевыводящая воронка и интенсификаторы крутки [4].

Известна нитевыводящая воронка пневмомеханических прядильной машины, которая состоит из воронки соответствующей оси двигателя прядильной камеры с выпуклой внутренней поверхностью, т.е. до его последнего участка имеются выпуклости в виде спирали. Выпуклости состоят из двух режущих ровных ребер расположенных перпендикулярно (Рис 2. а). Один из них установлен на ось нитепровода. Выпуклости, образованные на гранях нитепровода служат для равномерного распределения крутки в процессе образования нитей [5].

Рисунок 2. Нитепроводящее устройство пневмомеханической прядильной машины

а) Обычный нитепроводящий воронка, б) Нитепроводящий воронка патента FAR 20120150

Недостаток изобретения в том, что невозможно ликвидировать динамические удары, влияющие на формирование нити. Вследствие этого сила натяжения изменяется и волокна в нити располагаются не равномерно, что приводит к структурной неровноте продукта.

Конструкция нитепроводящего устройства содержащего сепаратор, стопор, установленный на основе сепаратора, воронку с основанием, имеющим цельную с ним пряжевыводную трубку, на наружной поверхности которой образована выемка [6].

Недостаток этой конструкции в том, что не учтены динамические удары за счет натяжения нити и изменения давления воздуха, образуемые в процессе формирования нити, что оказывает отрицательное влияние на качество нити.

Наиболее близким по существу является конструкция нитепроводящего устройства пневмомеханической прядильной машины содержащее сепаратор, стопор, установленный на основе сепаратора, воронку с основанием, имеющим цельную с ним пряжевыводную трубку, на наружной поверхности которой образована выемка, при этом конструкция содержит пружину, расположенную в выемке, выполненной в сепараторе, а на поверхности основания пряжевыводной воронки, контактирующей с сепаратором, выполнена выемка с образованием концентричного выступа в центре (Рис 2. б) [7].

Недостатком данной конструкции является недостаточные поглощения колебаний, вибраций при высокой частоте вращения прядильной камеры, приводящие изменению натяжения нити, к снижению качества получаемой нити.

Результаты исследований. Для устранение недостатков усовершенствовано конструкции, за счет увеличения упруго-диссипативных характеристик упругого элемента позволяющие получение нити высокого качества.

Сущность конструкции заключается в том, что нитепроводящее устройство пневмомеханической прядильной машины содержит сепаратор, стопор, установленный на основе сепаратора воронку с основанием, имеющим цельную с ним пряжевыводную трубку. Содержит два последовательно установленные резиновые втулки с различной толщиной и жесткостью, расположенные в выемке, выполненной в сепараторе. На поверхности основания пряжевыводной воронки, контактирующего с сепаратором, выполнено углубление с образованием концентричного выступа в центре.

При этом верхняя резиновая втулка выполнена с толщиной меньше на 25% относительно толщины нижней резиновой втулки, причем .

С₁- жесткость верхней резиновой втулки, С₂- жесткость нижней резиновой втулки.

При этом резиновые втулки в совокупности позволяют погашение колебаний в широком диапазоне частот за счет расширенной области их упруго-диссипативных характеристик.

В процессе формирования нити за счет высокой частоты вращения прядильной камеры, возникают динамические удары, которые приводят к изменению натяжения формируемой нити. Изменение натяжения нити ухудшает качество продукции (нити). В момент изменения натяжения нити, которая касается о поверхность пряжевыводной воронки, нить давит на неё, которая одновременно действует на основание пряжевыводной воронки, имеющее цельную с ним пряжевыводную трубку. Концентричный выступ, образованный в центре на поверхности основания пряжевыводной воронки, контактирующий с сепаратором давит на резиновые втулки, которые размещены в выемке, образованной в сепараторе, после чего осуществляется движение пряжевыводной трубки. Размещение двух резиновых втулок в выемке, образованной в сепараторе позволяет ей осуществлять возвратно-поступательное движение с нелинейной закономерностью, вследствие чего поглощаются динамические удары в широком диапазоне частот, приводящие к снижению величины изменения натяжения нити в широком диапазоне, в результате чего достигается улучшения качества получаемого продукта (нити).

Модернизированное нитепроводящее устройство пневмомеханической прядильной машины объясняется чертежами, где на рис. 3 показан разрез нитепровода.

Нитепровод пневмомеханической прядильной машины содержит сепаратор 1 со стопором 2, установленным на основе сепаратора 3. В сепараторе 1 выполнена выемка 4 для размещения двух резиновых втулок 5 и 11. При этом верхняя резиновая втулка 5 выполнена с толщиной h₁ менше на 25% относительно толщины h₂ нижней резиновой втулки 11, причем .

С₁- жесткость верхней резиновой втулки, С₂ - жесткость нижней резиновой втулки.

В сепаратор 1 вставляется пряжевыводная воронка 6 с основанием 7, имеющим цельную с ним пряжевыводную трубку 8, на наружной поверхности в конце которой выполнена выемка 9.

Рисунок 3. Новой конструкция нитепроводящее устройство пневмомеханической прядильной машины

При прохождении нити через воронку 8 из-за ее структурной неровноты, натяжения нити изменяются, которое вызывает динамические ударные силы, под действием которых выступ 10, образованный в центре основания 7 пряжевыводной трубки 8 оказывает давления на  резиновые втулки 5 и 11. При этом, пряжавыводная трубка 8 приходит в возвратно-поступательное движение, благодаря чему колебания силы натяжения, образовавшиеся в нити поглощаются.

Модернизированное устройство работает следующим образом. Нить, проходя через пряжевыводную воронку 6, передается вверх через пряжевыводную трубку 8. За счет изменения натяжения нити увеличивается трение нити о стенки пряжевыводной воронки 6, после чего концентричный выступ 10, образованный в центре на поверхности основания 7 пряжевыводной воронки 6, контактирующего с сепаратором 1 давит на резиновые втулки 5 и 11, расположенные в выемке 4, образованной в сепараторе 1, в результате чего резиновые втулки 5 и 11 деформируются (по оси) и позволяют осуществлять возвратно-поступательное движение пряжевыводной воронки 6 и пряжевыводной трубки 8, вследствие чего, колебательные удары, приводящие к изменению натяжения нити поглощаются. При этом резиновая втулка 5 будет деформироваться больше чем резиновая втулка 11. Общая деформация резиновых втулок 5 и 11 зависят от закономерности изменения силы воздействия выступа 10, а также от упругости резиновых втулок 5 и 11. Диссипативные  свойства резиновой втулки 5 больше, чем диссипация  резиновой втулки 11, которые зависят от свойств и размеров резиновых втулок 5 и 11.

При этом имеет соотношение:

h₁, h₂ - соответственно толщины резиновых втулок 5 и 11.

С₁, С₂ - соответственно жесткости резиновых втулок 5 и 11.

Резиновые втулки 5 и 11 деформируются и поглощают колебания пряжевыводной воронки 7 в широком диапазоне частот. Это приводит к равномерности натяжении нити.

Задачей этой модели является улучшение качества получаемой нити за счет необходимого погашения колебаний, возникающих при динамических воздействиях, приводящих к структурной неровноте нити.

Оценка влияния конструкции воронок на процесс формирования пряжи и её качество проводилось при выработке пряжи линейной плотности 50 текс на пневмомеханической прядильной машине ВД-330.

Для выработки пряжи использовалось хлопковое волокно 5 типа (селекция ОК-Дарё), 2 ого сорта класса Яхши.

Переработка сырья осуществлялась на цепочке технологического оборудования фирмы «Truetzschler» (Германия).

Сравнительная оценка показателей качества пряжи линейной плотности 50 текс, выработанной при использовании нитепроводящих воронок разных конструкций приведены в таблице 1.

Из таблицы 1 видно, что пряжи двух вариантов отвечает требованиям I сорта НТД [8]. Однако, использование различных типов (конструкций) нитепроводов по разному влияет на процесс формирования пряжи, стабильность прядения и качество пряжи.

Таблица 1.

Показатели, физико-механических свойств пряжи.

При исследовании новой конструкции  нитепроводника удельная разрывная нагрузки пряжи составила 11,5 сН/текс, что на 0,9 сН/текс выше, чем при работе со обычным нитепроводником (10,6 сН/текс) т.е. улучшаются условия формирования пряжи, волокна лучше распрямляются и при разрыве проскальзывание волокон уменьшается. Снижается квадратическая неровнота по разрывной нагрузке с 9,2 до 7,8%, на 0,2% увеличивается удлинение пряжи, т.е. получаем более доброкачественную пряжу.

Наблюдение за обрывностью в течении наработки съема показали её снижение в среднем с 62 обр. на 1000 веретен в час до 53 обрывов на 1000 вер. час, т.е. на 14,6%.

Выводы: 1. Лучшие показатели качества пряжи по прочности, неровноте и стабильности крутки отмечены в варианте 2 (Воронка новой конструкции).

2. В результате исследования увеличилось прочность пряжи, снизилась её неровнота позволило стабилизировать процесс прядения и снизилась обрывность на прядильной машине.

3. Новая конструкция нитепроводников способствует снижению обрывности на прядильных машинах до 14,6%.

Список литературы:

1. Ю.В. Павлов и другие. «Теория процессов технология и оборудование прядения хлопка и химических волокон» Иваново, 2000 г.
2. Ф.М.Плеханов. Теория прядения. – М: 2000 г.
3. А.Г.Севостьянов и другие. «Механическая технология текстильных материалов» М, «Легпромбытиздат», 1989 г.
4. А.П.Пирматов и другие. «Технология и оборудование текстильных изделий (Производство пряжи)» «ADABIYOT UCHQUNLARI» нашриёти, Тошкент 2018 г.
5. А.Ф. Брусникин, В.И.Белоносов, Г.К. Максимов, Р.А. Попова и др. «Приспособление для вывода пряжи из приводной прядильной камеры устройства для бескольцевого прядения». Авторское свидетельство 515844, кл. Б 01 Н 7/885, 1974.
6. Паспорт пневмомеханической прядильной машины BD-330.
7. Патент Республики Узбекистан FAR 20120150.
8. O’z Dst 2321: 2011. Пряжа хлопчатобумажная и смешанная суровая кардная одиночная с пневмомеханических прядильных машин для ткацкого производства.