ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МЕХАНИЗМА ЛОЖНОГО КРУЧЕНИЯ НА ПРОЦЕСС ФОРМИРОВАНИЯ КОЛЬЦЕВОЙ ПРЯЖИ

АННОТАЦИЯ

В статье приводятся исследования влияния модификации конструкции кольцепрядильной машины на процесс формирования пряжи. При применении механизма ложного кручения улучшаются условия распространения крутки в зону формирования пряжи, в результате снизилась неровнота по сечению и разрывной нагрузке пряжи, а также уменьшилась обрывность на прядильных машинах.

ABSTRACT

The article presents studies of the effect of modifying the design of the ring spinning machine on the process of forming yarn on the yarn formation process. When using the false twisting mechanism, the conditions for twist propagation to the yarn formation zone are improved, as a result the breaking load of the yarn increased, elongation and unevenness of the cross section and the breaking load were reduced, and the breakage on spinning machines.

Ключевые слова: Кольцепрядильная машина, механизм ложного кручения, ложная крутка, линейная плотность, коэффициент вариации, удельная разрывная нагрузка,  обрывность.

Keywords: Ring spinning machine, false twist mechanism, false twist, linear density, coefficient of variation, specific breaking load, breakage.

Введение. В Республике Узбекистан нaстoящее время прoизвoдствo гoтoвых изделий из смеси местных нaтурaльных и химических вoлoкoн, рaзрaбoткa нoвых, нaучнo oбoснoвaнных технoлoгий, нaпрaвленных нa пoвышение эффективнoсти прoизвoдствa, является oдним из oснoвных фaктoрoв улучшения экoнoмическoй ситуaции в стрaне.

Динамичное развитие текстильной и швейно-трикотажной отраслей имеет значительный положительный эффект для национальной экономики.

Отрасль ускоренно уходит от производства в большей степени сырьевой продукции и полуфабрикатов и переориентируется на выпуск предназначенной для конечного потребителя [1].

Одной из главных реформ стало внедрение хлопково-текстильных кластеров, что позволяет создавать единую производственную цепочку от сырья до готовой продукции. Пo сути, предусмaтривaется сoздaние 100% безoтхoднoгo прoизвoдственнoгo oбъектa с зaмкнутoй цепoчкoй «прoизвoдствo хлoпкoвoгo сырья - перерaбoткa - готовая продукция» [2].

Дальнейшее развитие текстильной промышленности обусловлено постоянно растущим спросом на продукцию текстильного производства, решением ряда проблем, сведенных к комплексному развитию, внедрению цифровых технологий, повышению уровня конкурентоспособности готовой продукции, расширению экспортного потенциала.

В связи с этим, рaссмaтривaемaя в дaннoй работе проблема мoдернизaции техники и технoлoгии, a тaкже их ширoкoе внедрение в прoизвoдственные прoцессы является актуальной и требует всестoрoннегo изучения.

Теоретическая часть. Среди всех применяемых способов прядения наиболее универсальным для переработки штапельного волокна любого вида и длины является кольцевой способ прядения, позволяющий вырабатывать самую прочную пряжу любого ассортимента и широкого диапазона линейных плотностей.

Технологический процесс на кольцевых прядильных машинах устроен так, что одновременно происходит кручение пряжи и её наматывание на патрон. Эту операцию выполняет крутильно-наматывающий механизм, состоящий из выпускной пары вытяжного прибора, нитепроводника, веретена, кольца и бегунка [3].

Наибольшее натяжение пряжи при кольцевом способе прядения возникает на участке между бегунком и патроном, так как здесь оказывает влияние не только натяжение пряжи в баллоне, но и центробежная сила бегунка, а также сила трения бегунка о кольцо и пряжи о бегунок. Однако, обрыв пряжи чаще всего происходит между нитепроводником и передним цилиндром вытяжного прибора, где мычка не получает достаточную прочность и даже незначительное колебание пряжи может привести к её обрыву [4].

Учитывая это, был разработан модифицированный способ прядения [5]. Между выпускной парой вытяжного прибора и нитепроводником традиционной кольцевой прядильной машины был установлен вьюрок, сообщающий волокнам дополнительную крутку. Его основная задача, сообщая волокнам ложную крутку, увеличивать миграцию волокон в пряже с малой круткой, добиваясь большой прочности. На рисунке 1 схематично показана модифицированная конструкция кольцепрядильной машины.  

Экспериментальная часть. Исходя из вышеуказанного было проведено экспериментальное исследование влияния механизма ложного кручения на обрывность и качественные показатели пряжи.

Экспериментальные исследования проведены в лабораторных условиях кафедры «Технология прядения» при Ташкентском институте текстильной и легкой промышленности.

Оценка влияния модифицированной конструкции кольцепрядильной машины на процесс формирования пряжи и на её качество проводилась при выработке пряжи линейной плотности 20 текс на кольцепрядильной машине Zinser 350.

Рисунок 1. Схема модифицированной кольцепрядильной машины

Исследовались две конструкции кольцепрядильной машины:

- обычная без установки вьюрка (контрольный вариант);

- модифицированная с установкой вьюрка – механизма ложного кручения (опытный вариант).

Эффективность применения вьюрка ложного кручения оценивалась по следующим показателям:

- крутка в зоне формирования пряжи, кр/10см;

- удельная разрывная нагрузка пряжи, сН/текс;

- коэффициент вариации по разрывной нагрузке, %;

- обрывность пряжи на 1000 вер.час.

Качество пряжи оценивалось путем тестирования на лабораторном оборудовании фирмы Uster, крутка пряжи и её стабильность на круткомере Auto Twist Context.

Обрывность фиксировалась в течении наработки съема. Все испытания проведены в 3-х повторностях, замеры крутки в зоне формирования пряжи в пяти повторностях.

Для подтверждения эффективности модифицированной конструкции кольцепрядильной машины проведены замеры крутки при последовательной наработке образцов пряжи, как на обычной кольцепрядильной машине, так и на модифицированной.

Для этого с помощью специальных зажимов исследуемый участок нити (при наработке тела початка) переносился на круткомер для определения крутки. Результаты замеров приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Крутка в зоне формирования пряжи

Анализ результатов исследований: Из таблицы 1 видно, что при контрольном варианте средняя крутка на 10 см пряжи в зоне её формирования составила 58,4 кручений, т.е. происходит задержка до 29,64% крутки (заправочная крутка 820 кр/м).

При выработке пряжи с применением вьюрка средняя крутка на 10 см пряжи составила 71,2 кручений, т.е. уменьшаются условия распространения крутки, задерживается всего 14,22% крутки. Таким образом видим, что увеличение крутки в зоне нитепроводник-выпускной валик при выработки пряжи на машине модифицированной конструкции составила 15,42%. Распространение крутки на данном участке стало более равномерным: коэффициент вариации по крутке 2,67%, что значительно стабилизирует колебания пряжи. При работе на традиционных кольцепрядильных машинах коэффициент вариации крутки на исследуемом участке больше в 1,47 раза и составляет 4,14%.

Основные показатели физико-механических свойств пряжи обоих вариантов определялись путем тестирования пряжи на приборе USTER TENSORAPID 4. Средние результаты тестирования приведены в таблице 2 и наглядно на рис 2.

Таблица 2.

Показатели физико-механических свойств пряжи

Рисунок 2.  Основные показатели физико-механических свойств пряжи

При исследовании модицицированной конструкции кольцепрядильной машины удельная разрывная нагрузки пряжи составила 12,52 сН/текс, что на 0,53 сН/текс выше, чем при контрольном варианте (11,99 сН/текс) т.е. улучшаются условия формирования пряжи, волокна лучше распрямляются и при разрыве проскальзывание волокон уменьшается. Снижается квадратическая неровнота по разрывной нагрузке с 9,8 до 8,6%, на 0,3% увеличивается удлинение пряжи, т.е. получаем более качественную пряжу.

Наблюдение за обрывностью в течении наработки съема показали её снижение в среднем с 58,7 обр. на 1000 веретен в час до 45,3 обрывов на 1000 вер. час, т.е. на 22,8%.

Выводы: 1. При применении на кольцепрядильной машине вьюрка ложного кручения улучшаются условия распространения крутки в зону формирования пряжи: увеличение крутки составило 15,42% при этом равномерность распространения крутки увеличилась в 1,47 раза, что значительно стабилизирует величину колебания нити.

2. В результате повышения равномерности натяжения пряжи и лучшего распрямления волокон увеличилась разрывная нагрузка пряжи, удлинение и снизилась неровнота по сечению и разрывной нагрузке.

3. Применение механизма ложного кручения способствует снижению обрывности на прядильных машинах до 20.

Список литературы:

1. Электронный ресурс: https://review.uz/post/infografika-tekstilnaya-otrasl-uzbekistana-v-2016-2021-gg
2. Костюченко З., Архипова О. Текстильная промышленность: основные результаты реализации Стратегии развития Узбекистана в период 2017-2020 годы// https://ifmr.uz/publications/articles-and-abstracts/textile
3. Lawrence, C. A., Fundamentals of spun yarn technology. CRC Press: Boca Raton, Fla., 2003.
4. Ю.В.Павлов и др. Теория процессов, технология и оборудования прядения хлопка и химических волокон. Иванова: Областная типография, 2000г. ст. 148-151.
5. Гафуров К.Г., Махкамова Ш.Ф., Рахимбердиев М.Р., Темиров Ш.И. Влияние крутящего момента на деформацию волокон в пряже// Международная научно-практическая конференция «Современные концепции обеспечения качества продукции хлопковой, текстильной и легкой промышленности», г. Наманган, НамИТИ, 2021 год 22-23 апреля, С. 213-216.