ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИМИЗАЦИИ НЕКОТОРЫХ ПАРАМЕТРОВ ЧЕСАЛЬНОЙ МАШИНЫ

АННОТАЦИЯ

Качество текстильных изделий в значительной степени определяется равномерностью пряжи, которая зависит от уровня подготовки волокнистого сырья и стабильности технологических процессов. Ключевым этапом подготовки является процесс чесания. В статье исследовано влияние скоростных режимов приемного, главного и съемного барабанов чесальной машины DK-803 на качество чесальной ленты и пряжи. Исследования проведены в производственных условиях прядильной фабрики при выработке пряжи линейной плотности 29 текс кольцевым способом прядения. Качественные показатели чесальной ленты и пряжи определялись по стандартным методикам и с использованием прибора PREMIER.

Эксперимент выполнен по плану полного факторного эксперимента 3³ (латинский квадрат 3×3×3), включающему девять опытов с варьированием частоты вращения приемного, главного и съемного барабанов. В качестве параметров оптимизации приняты количество непсов в пряже, удельная разрывная нагрузка и коэффициент вариации чесальной ленты по сечению. Обработка результатов с применением трехфакторного дисперсионного анализа показала возможность использования линейных регрессионных моделей.

Установлено, что во всех вариантах эксперимента показатели неровноты чесальной ленты соответствуют требованиям НТД для I сорта. Минимальная неровнота ленты и наименьшее количество непсов в пряже достигаются при скорости съемного барабана 60 мин^-1 и отношении линейных скоростей главного и приемного барабанов V_г/V_пр = 1,9–2,2. Наиболее оптимальным является режим nпр = 1880 мин^-1, nгл = 520 мин^-1, nсъемн = 60 мин^-1, обеспечивающий улучшенные показатели равномерности и прочности пряжи.

ABSTRACT

The quality of textile products is largely determined by yarn evenness, which depends on the level of fiber preparation and the stability of technological processes. Carding is a key stage in yarn preparation. This paper investigates the influence of the rotational speeds of the feed, main, and doffer drums of a DK-803 carding machine on the quality of card sliver and yarn. The study was carried out under industrial conditions at a spinning mill during the production of ring-spun yarn with a linear density of 29 tex. The quality parameters of the card sliver and yarn were evaluated using standard methods and the PREMIER testing system.

The experiment was designed according to a full factorial plan 3³ (Latin square 3×3×3) including nine trials with different drum speed combinations. The optimization criteria were the number of neps in the yarn, the specific breaking load, and the coefficient of variation of the card sliver cross-section. Three-factor analysis of variance confirmed the applicability of linear regression models.

The results showed that in all experimental variants the card sliver evenness met the requirements for first-grade quality. The lowest sliver unevenness and the minimum number of neps in the yarn were achieved at a doffer speed of 60 min^-1 and a main-to-feed drum speed ratio of 1.9–2.2. The optimal operating mode was determined as 1880 min^-1 for the feed drum, 520 min^-1 for the main drum, and 60 min^-1 for the doffer drum, providing improved yarn evenness and strength.

Ключевые слова: чесания, приемного, главного, съемного, барабани, линейной плотности, непсов, пряжа, лента, полуфабрикат, частота вращения.

Keywords: carding, receiving, main, doffing, drum, linear density, neps, yarn, tape, semi-finished product, rotation speed.

Ведение: Качество текстильных изделий в большей степени зависит от равномерности пряжи качество, которой в свою очередь зависит от ее подготовки, стабильности технологических процессов. Основным этапом подготовки пряжи является процесс чесания волокнистого продукта. В данной работе исследовалось влияние скоростных режимов приемного, главного и съемного барабанов чесальных машины DK-803 на качество полуфабрикатов и пряжи. Работа проводилась в производственных условиях прядильной фабрики.

Оценка влияния скоростных режимов чесальной машины на качество пряжи проводилось при выработке пряжи линейной плотности 29 текс кольцевого способа прядения. Качественные показатели чесальной ленты и пряжи определялись как по стандартной методике, так и на приборе PREMIER.

Методология: Показатели физика – механических свойств чесальной ленты и пряжи каждого варианта определялись в 2 повторностях. При тестировании пряжи на приборе PREMIER каждая повторность проверялось по 5 паковкам (початкам). Для проведения эксперимента выбран план ПФЭ 3³ – латинский квадрат 3х3х3=9 опытов. Уровни варьирования факторов приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Уровни варьирования факторов

За параметры оптимизации приняты:

у₁ – количество непсов в пряже , шт

у₂ – удельная разрывная нагрузка пряжи, гс/текс

у₃ –коэффициент вариации чесальной ленты по сечению, %

План эксперимента

Таблица 2.

План эксперимента

Качество чесальной ленты по вариантам оценивалось путем тестирования ленты на приборе PREMIER, где определялось неровнота по сечению (линейная U_m% и коэффициент вариации CV_m %) и неровнота по 1 м отрезкам CV_m (1м) %.

Результаты. Анализируя экспериментальные данные необходимо отметить, что неровнота чесальной ленты по 1 м отрезкам всех вариантов ниже требований НД для I сорта. Неровнота ленты по сечению (U_m%) ниже требований ТSh 64-19284603-01 т.е. лента всех вариантов удовлетворяет требования качества.

Однако, сравнивая варианты эксперимента между собой необходимо отметить, что наименьшая неровнота ленты по сечению в вариантах 1,5 и 9 т.е там где скорость съемного барабана 60 мин-1, а отношения скорости V_г/V_пр равно 1,9ч 2,2.

Рисунок 1. Круговые диаграммы классификации непсов на 1 км пряжи

Качество пряжи по вариантам оценивалось путем тестирования пряжи на приборе PREMIER, где определялось неровнота сечение пряжи (линейная неровнота U_m % и коэффициент вариации CV_m %), количество на 1км: тонких мест (-50%), толстых мест (+50%), непсов (+200%), узелков (process Nep - +140%, +200%, +280%, +400%).

Графически классификация pNeps/км представлена круговой диаграммой. Для всех трех параметров оптимизация строились линейные зависимости от факторов. С целью выяснения возможности использования линейных моделей был приведен трех факторный дисперсионный анализ. Дисперсионный анализ показал не значимость остатка, т.е. влияние взаимодействий факторов Х₁ - Х₂, Х₁ – Х₃, Х₂ – Х₃, доказывает возможность использования линейной модели.

У₁ =1935 +196.7x₁ + 78.5x₂ + 382x₃                                                         (1)

У₂= 13,77 + 0,1x₁ − 0,233x₂ − 0,216x₃                                                      (2)

У₃= 4,43 − 0,088x₁ + 0,44x₂ + 2,11x₃                                              (3)

Увеличение скорости приемного барабана несколько уменьшает неровноту чесальной ленты, а увеличение скорости главного барабана и особенно съемного увеличивает неровноту ленты. Наиболее оптимальным с точки зрения минимизации неровноты чесальной ленты и количество непсов в пряжи при наибольше ее удельной разрывной нагрузке является вариант № 5: n_пр=1880 мин^-1, n _гл =520 мин^-1 , n_{съемного}=60 мин^-1.

Выводы: На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы, использование в технологической цепочке современной чесальной машины DK-803 позволяет получать чесальную ленту, отвечающую требованием НТД для I сорта. Скоростной режим приемных, главного и съемного барабанов оказывает влияние на качество полуфабрикатов и пряжи. Неровнота чесальных лента по сечению меньше тех вариантах, где скорость съемного барабанов меньше (60 об/мин), а отношения линейных скоростей главного и 3 его приемного барабана V_г/V_пр =1,9 − 2,2.

Список литературы:

1. И.Г.Борзунов. К.И.Бадалов и др. Прядения хлопка и химических волокон М. Легкая и пищевая промышленность
2. А.П. Пирматов, С.Л. Матисмаилов и др. «Технология прядения» Учебник.-Ташкент. 2020.-360 стр.
3. М.М. Варковецкий, А.А. Сазонов «Методы дисперсионного анализа в текстильных исследованиях» М.: Легкая индустрия
4. Матисмаилов С.Л., Амзаев Л.А. и др. Оптимизация параметров заправки пневмопрядильной машины AUTOCORO-240. // Проблемы текстилья. – 2009. №2. с. 40-43.
5. Севостьянов А.Г. Методы и средства исследования механико-технологических процессов текстильной промышленности.-М.: Легкая индустрия, 
6. Б.С.Михайлов , Ю.Н.Нефедов. Влияние параметров ленточных машин на качество продукта , Санкт-Петербургский ГУПТД
7. ГШ Алланиязов, ГЖ Реймбаева, ПБ Матжанова. Зависимость изменения раппорта на воздухопроницаемости производной глади. Universum: технические науки, 2023 г.-с. 61-64.
8. ГШ Алланиязов, ММ Мукимов, СЭ Мардонов, ДЖ Ержанова, Исследование технологических параметров производной глади новых структур. Витебский государственный технологический университет. 2023
9. Г.Ш Алланиязов, Р.И Оразбаева, Л.А Торениязова, Н.М Каримбаев, Исследование деформации нового вида производного глада. Universum: технические науки, 2023 г. –с.36-39.