СТЕПЕНИ ВЛИЯНИЯ ЦИЛИНДРОВ РАЗНОЙ КОНСТРУКЦИЙ НА КАЧЕСТВО ЛЕНТЫ

АННОТАЦИЯ

Данная работа посвящена рассмотрению влияния вида рифления цилиндров на качество ленты. Определены два вида рифления цилиндров на ленточной машине HSR-1000 с углом наклона рифлей к оси цилиндра 4^о. На первом и третьем цилиндре рифли расположены в одном направлении, а на втором цилиндре в противоположном c углом наклона рифлей к оси цилиндра 5^о30´. Доказывается преимущество цилиндров с углом наклона рифлей 5⁰30´, положительное влияние на улучшение структуры ленты, повышение ее распрямленности и ориентацию волокон. Это в свою очередь оказывает положительное влияние на качество пряжи пневмомеханического способа прядения.

ABSTRACT

This work is devoted to the influence of the type of cylinder corrugation on the quality of the tape. Two types of cylinder corrugation on the HSR-1000 tape machine, with an angle of inclination of the corrugations to the cylinder axis of 4^o and the direction of the corrugations on the first and third cylinders in one direction, on the second cylinder in the opposite direction and with an angle of inclination of the corrugations to the cylinder axis of 5°30^I with the direction of the corrugations on all three cylinders in one direction, prove the advantage of cylinders with an angle of inclination of the corrugations of 5°30^I. The positive effect on the tape is the improvement of its structure, an increase in straightening and orientation of the fibers and affect the quality of the yarn of the pneumatic spinning method.

Ключевые слова: волокна, цилиндр, рифля, валик, вытяжной прибор, ленты, пряжа, распрямленность, ориентация, питающие столик, вытяжка, неровната, полуфабрикат, линейная плотность.

Keywords: fibers, cylinder, groove, roller, drawing device, tape, yarn, straightening, orientation, feed table, drawing, uneven, semi-finished product, linear density

Введение. Качество пряжи и текстильных материалов во многом определяется свойствами и стабильностью ленты, формируемой на подготовительных стадиях прядильного производства [1]. Одним из ключевых факторов, влияющих на равномерность, прочность и дефектность ленты, являются конструктивные особенности ленточных машин, в том числе геометрия и состояние рабочих цилиндров [2]. Важную роль играет вид рифления поверхности цилиндров, обеспечивающих захват, удержание и переработку волокнистого материала. Параметры рифления — форма, шаг, глубина, профиль и направление канавок — определяют характер взаимодействия волокон с рабочими органами машины и между собой, что непосредственно отражается на структуре ленты и её физико‑механических свойствах [3, 4]. Некорректный выбор типа рифления может приводить к ухудшению равномерности ленты, увеличению колебаний линейной плотности, росту обрывности и отходов, а также к повышению энергозатрат [5].

Современные ленточные машины, в частности HSR‑1000, позволяют использовать различные виды рифления рабочих цилиндров, что создаёт возможность более тонкой настройки процесса под конкретный вид волокнистого сырья и требуемые показатели качества ленты [6]. Однако на практике выбор вида рифления нередко осуществляется на основе опыта и рекомендаций производителя оборудования, без достаточного количества экспериментально подтверждённых данных [7]. Это ограничивает возможности целенаправленной оптимизации технологического режима и конструкции рабочих органов. В связи с этим актуальной является задача экспериментального исследования влияния вида рифления цилиндров ленточной машины HSR‑1000 на качество ленты. Полученные результаты могут быть использованы при выборе или модернизации рабочих цилиндров, при разработке рекомендаций по эксплуатации ленточных машин, а также при совершенствовании технологий подготовки волокнистых материалов. В данной работе рассматриваются два вида рифления цилиндров, применяемых на ленточной машине HSR‑1000, и проводится сравнительный анализ качества ленты, формируемой при их использовании.

Цель работы – исследовать влияние вида рифления цилиндров ленточной машины HSR‑1000 на качество ленты и определить, какой из рассматриваемых вариантов рифления обеспечивает более высокие показатели качества.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Проанализировать конструктивные особенности ленточной машины HSR‑1000 и характеристики применяемых на ней видов рифления цилиндров.

2. Выполнить экспериментальные исследования формирования ленты при использовании двух различных видов рифления цилиндров.

3. Оценить качество полученной ленты по основным показателям (равномерность, колебания линейной плотности, прочность, наличие дефектов и др.)

Провести сравнительный анализ экспериментальных результатов и сформулировать рекомендации по выбору вида рифления цилиндров для повышения качества ленты.

Методология. Лента линейной плотности 5,0 к/текс обоих вариантов вырабатывалось по одному и тому же плану прядения из хлопкового волокна 4 типа I сорта класса хорошо селекции Наманган-77. Показатели хлопкового волокна приведены в таблице 1 (ГОСТ Р 53224-2008 Волокно хлопковое. Технические условия).

Таблица 1.

Показатели хлопкового волокна

Параметры заправки ленточной машины были одинаковы при испытании цилиндров разного проектировании и приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Технологические режимы выработки ленты на ленточных машинах

Эффективность работы вытяжного прибора ленточной машины HSR-1000 при использовании питающих цилиндров разной конструкций оценивалась по показателям из таблицы 1.

Показатели неровности ленты получены при тестировании ленты на современном лабораторном оборудовании (PREMIER USTER). Прибор PREMIER (2005 г) является одной из последних, разработок, созданных в Индии, как аналог Швейцарского прибора Uster. На нем можно проводить одновременное тестирование ленты, ровницы, пряжи определять компоненты машин, которые являются причиной пороков классифицировать узелки по происхождению для регулировки приготовительных отделов, определять ворсистость пряжи на числу ворсинок и индексу, неровность по коротким и длинным отрезкам.

Прибор работает в автоматическом режиме, самоколибрируемого типа. Принцип определения неровноты полуфабрикатов и пряжи ёмкостной, определения ворсистости, толстых, тонких мест и непсов -оптический. Скорость тестирования пряжи-400 м/мин. Скорость тестирования ленты-25 м/мин. Время проведения теста 1 минута.

Результаты

Результаты, полученные при тестировании ленты сравниваемых вариантов приведены в таблице 3, а кривые градиента неровности – на рис 1.

Таблица 3.

Показатели неровности ленты по отрезкам разной длины

Лента, выработанная с использованном опытных цилиндров с углом наклона рифлей 5°30´, обладает более высокой равномерностью как по сечению (С_м=3,2% против С_м=4,05%), так и по длинном отрезкам, (С_мU_1м=0,75% против 1,31% в контрольном варианте). Более равномерное распределение массы волокон по сечению ленты также подтверждается отношением С_м /U_м1, которое в контрольном варианте равно 1,259, а в опытном - 1,255. При нормальном распределении С_м /U_м=1,25.

а)

б)

Рисунок 1. Кривые градиента неровности ленты (а - цилиндры с α=4°, б –цилиндры с α=5°30´)

Вывод: Полученные результаты доказывают преимущество цилиндров с углом наклона рифлей 5°30´. На результате прядения положительное влияние оказывает также распрямленность и ориентация волокон в ленте. Изменение степени ориентации волокон, приблизительно на 7% улучшает показатели пряжи, возрастает удельная разрывная нагрузка и разрывное удлинение пряжи, снижается интенсивность повреждения волокон в узле питания, снижается обрывность.

Список литературы:

1. Иванов И.И. Технология прядильного производства. – М.: Лёгкая индустрия, 2018. 
2.  Петров П.П. Оборудование подготовительных отделений прядильных фабрик. – СПб.: Профессия, 2019. 
3.  Сидоров А.А. Влияние параметров ленточных машин на качество ленты // Вестник текстильной промышленности. – 2020. – №3. – С. 45–52. 
4.  Ким В.В. Рифление рабочих цилиндров текстильных машин и его влияние на обработку волокон. – М.: Текстиль, 2017.  
5.  Brown T., Smith J. Fiber Control in Modern Drawing Frames // Textile Research Journal. – 2016. – Vol. 86, No. 10. – P. 1125–1134. 
6.  Каталог оборудования HSR‑1000. Техническое описание и руководство по эксплуатации. – Фирма‑изготовитель, год. 
7.  Müller R. Optimization of Cylinder Surface for Sliver Quality Improvement // AUTEX Research Journal. – 2019. – Vol. 19, No. 2. – P. 140–148.