«ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ПРЯДЕНИЮ ХЛОПКА И ХИМИЧЕСКИХ ВОЛОКОН Допущено учебно-методическим объединением по образованию в области технологии и проектирования текстильных изделий в качестве учебного пособия для студентов ...»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Ивановская государственная текстильная академия»

(ИГТА)

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

ПО ПРЯДЕНИЮ ХЛОПКА

И ХИМИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

Допущено учебно-методическим объединением по образованию в области технологии и проектирования текстильных изделий в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений по направлению подготовки бакалавров 260700 Технология и проектирование текстильных изделий и инженеров по специальности 260704 Технология текстильных изделий Иваново УДК [677.21 + 677.4]: 677.052.075. Павлов, Ю.В. Лабораторный практикум по прядению хлопка и химических волокон: учеб. пособие. - /Ю.В.Павлов, А.А. Минофьев, А.К.Ефимова, В.Д.Шеманаев, Н.Ф.Васенев, Т.А.Меркулова, А.Б.Шапошников, Г.Н.Горьков, Д.Н.Сапрыкин. - Иваново: ИГТА, 2006.с.

В лабораторном практикуме приводятся задания с методическими указаниями к лабораторным работам при изучении дисциплин: «Теория процессов, технология и оборудование для приготовления крученой, фасонной пряжи и ниток», «Теория процессов, технология и оборудование прядения хлопка и химических волокон», «Теория процессов, технология и оборудование в предпрядении» с применением новых методик, ЭВМ и математических методов планирования для оптимизации параметров заправки оборудования. Даны контрольные вопросы и задачи.

Книга предназначена в качестве учебного пособия для студентов текстильных вузов и может быть полезна инженерно-техническим работникам текстильных предприятий.

Рецензенты: кафедра прядения КГТУ (зав. кафедрой проф. В.Б.Симонов);

начальник главного управления экономического развития и торговли при администрации Ивановской области В.С. Соков Редактор Т.В. Федорова Корректор Т.В. Лукьянова Лицензия ИД №06309 от 19.11.2001. Подписано в печать 07.06.2006.

Формат 1/16 60х84 Бумага писчая. Плоская печать.

Усл. печ. л.34,18. Уч.-изд. л. 34. Тираж 500 экз. Заказ № Редакционно-издательский отдел Ивановской государственной текстильной академии 153000 г.Иваново, пр.Ф.Энгельса, Типография ГОУ СПО Ивановского энергоколледжа 153025 г. Иваново, ул. Ермака, © Ивановская государственная текстильная академия, Павлов Ю.В., Минофьев А.А., © Ефимова А.К., Шеманаев В.Д., Васенев Н.Ф., Меркулова Т.А., Шапошников А.Б., Горьков Г.Н., Сапрыкин Д.Н., ISBN 5-88954-216-

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Настоящее учебное пособие предназначено для самостоятельной подготовки студентов и выполнения лабораторных работ. Оно содержит задания по лабораторным работам с указанием темы и цели работы, основные сведения и методические указания к работам, а также задачи, контрольные вопросы и рекомендуемый список литературы.

Лабораторные работы по дисциплинам: «Теория процессов, технология и оборудование для приготовления крученой, фасонной пряжи и ниток», «Теория процессов, технология и оборудование прядения хлопка и химических волокон», «Теория процессов, технология и оборудование в предпрядении» студенты выполняют параллельно с изучением теоретического курса после общего ознакомления с технологическим процессом прядения и оборудованием (курс "МТТМ") и рассмотрения свойств волокон и изделий из них и методов изучения этих свойств (курс «Текстильное материаловедение»).

На лабораторных занятиях студенты изучают:

- правила техники безопасности;

- устройство и работу оборудования, выполняя расчеты, схемы, сопровождаемые в необходимых случаях описаниями;

- методы исследования технологических процессов и свойств продуктов прядильного производства при различных параметрах заправки оборудования;

- величину состава отходов по переходам прядильного производства и способы регулирования их количества;

- причины возникновения и методы устранения дефектов в продукте;

- методики оценки свойств полуфабрикатов и пряжи и эффективности технологических процессов.

При выполнении лабораторных работ используют заправленное оборудование лабораторий, специальные стенды, схемы и чертежи механизмов и машин, монтажный инструмент, приборы для оценки качества полуфабрикатов и пряжи, микрокалькуляторы, ПК, ЭВМ и др.

Все записи и схемы, выполняемые в лаборатории, делают в рабочей тетради.

Отчет по лабораторной работе оформляют в тетради для домашней работы и предъявляют преподавателю на следующем занятии.

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

Особенностью оборудования прядильного производства является наличие быстровращающихся рабочих органов большого габарита и пневмопроводов, расположение зон обслуживания не в одной горизонтальной плоскости, выделение пыли и тепла, вибрация и шум при работе машин. Поэтому при конструировании оборудования прядильного производства стремятся обеспечить удобство и безопасность его обслуживания, в частности, предусматривают автоматизацию управления работой, снижение уровня шума и установку гигиенических отсосов пыли и сора.

Для предотвращения травматизма опасные зоны (зубчатые, клино-и плоскоременные передачи, барабаны, валы и др.) должны быть закрыты ограждениями, сблокированными с электроприводом. Ограждения можно открыть лишь на остановленной машине, а машина может быть пущена только при установленных ограждениях. Студенты должны знать назначение ограждений (запоров) и электроблокировки на изучаемой машине.

Даже кратковременное действие тока свыше 0,02 А опасно для человека.

Поэтому токоведущие части машин и приборов должны иметь надежную изоляцию, предохраняющую от механических повреждений, а металлические части машин защитное заземление. При изучении труднодоступных и затемненных зон оборудования пользуются переносными лампами, которые должны питаться напряжением не выше 36В.

Для предотвращения несчастных случаев при изучении и наладке оборудования и приборов, а также при выполнении практических заданий, связанных с пуском оборудования и включением приборов, загрузкой волокон в камеры оборудования или его заправкой полуфабрикатом, удалением или сбором отходов, студентов знакомят с правилами безопасной работы на каждой изучаемой машине.

Студенты должны знать, где на машине расположены пусковые кнопки и кнопки «Стоп» для останова машины, чтобы в экстренных случаях остановить машину. Студентов допускают к занятиям лишь в застегнутой одежде. Длинные волосы должны быть подобраны под косынку. В лаборатории запрещается кричать, толкаться и бегать.

Необходимо соблюдать следующие общие правила безопасной работы в учебной лаборатории.

Запрещается пускать машины и приборы:

- без предварительного инструктажа по технике безопасной работы и по приемам пуска и останова данного оборудования;

- не убедившись в исправности оборудования, приборов и в наличии исправных ограждений;

- без разрешения преподавателя;

- не убедившись в отсутствии около машины людей, производящих ремонт, наладку, заправку, чистку или другие работы, и не оповестив голосом: «Пускаю».

Во время работы машины запрещается:

- снимать или отодвигать ограждения;

- касаться движущихся частей машин;

- чистить и обмахивать движущиеся части машины, приводные ремни и зубчатые передачи;

- измерять детали или подсчитывать число зубьев шестерен, храповиков;

- снимать и надевать приводные ремни, ремонтировать машину;

- облокачиваться на машины.

При возникновении пожара на машине следует немедленно ее остановить и тушить пожар с помощью имеющихся автоматических и ручных огнетушителей и пожарных рукавов до приезда пожарной команды.

Загоревшиеся электродвигатели следует тушить сухим песком, предварительно их выключив. Загоревшиеся электрические провода должен тушить электромонтер в специальной защитной одежде.

Категорически запрещается курить и зажигать огонь в цехах и помещениях лаборатории.

Портфели, сумки, и другие предметы запрещается класть на оборудование, приборы, полуфабрикаты и тару.

По окончании работы на машине ее останавливают. Во избежание случайного пуска электродвигатель машины обесточивают путем нажатия одной из пусковых кнопок, поворачивая ручку пакетного выключателя на коробке магнитного пускателя. Действующие стенды и макеты, измерительные приборы также отключают от электросети.

Наряду с общими правилами необходимо соблюдать правила, обеспечивающие безопасную работу на изучаемом оборудовании, которые приведены в соответствующих главах пособия.

Студенты допускаются к выполнению лабораторных работ после прохождения инструктажа на рабочем месте, о чем делается запись в журнале.

При проведении инструктажа преподаватель должен объяснить обязанности и поведение студентов при возникновении пожара или несчастного случая.

Перед выполнением студентами заправочных исследовательских работ, монтажной практикой, а также при несчастном случае проводят повторный инструктаж.

ГЛАВА I

СЫРЬЕ ХЛОПКОПРЯДИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Одним из основных элементов технологии выработки пряжи из волокнистого материала является сырье, соответствующее определенным стандартам.

Сырьем для производства хлопчатобумажной пряжи служат хлопковые и химические (искусственные и синтетические) волокна [1,3].

Трудности последних лет по обеспечению текстильных предприятий хлопком обусловили заинтересованность текстильщиков в исконно русском сырье - льне - и возможности использования отходов льняной промышленности, в частности так называемого "короткого льняного волокна". Такое волокно подвергается котонизации, т.е. разделению лубяных волокон льна на его элементарные волокна или группы элементарных волокон, штапельная длина и линейная плотность которых приближены к показателям, характерным для хлопка [4].

Химические волокна добавляют в смесь для того, чтобы придать будущему изделию специфические свойства, а также в целях экономии или при недостатке натуральных волокон, в частности хлопка [3].

Из имеющегося на предприятии волокнистого сырья вырабатывают однородную и смесовую пряжу для изделий различного назначения.

На мировом рынке на хлопковое волокно существуют разные стандарты, как принятые в отдельных странах, так и международные [4,6,7].

1. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СЫРЬЯ, ПОСТУПАЮЩЕГО

В ПРОИЗВОДСТВО

Цель лабораторной работы хлопкоочистительного завода, возможностью регулирования выхода волокна из хлопка-сырца. Научиться определять влажность и засоренность хлопкового волокна, а также оценивать его качество по эталонам, по данным сертификата, с помощью приборов и производить расчет с поставщиком сырья. Уяснить целесообразность смешивания хлопкового волокна с химическими волокнами.

1. Ознакомиться с технологическим процессом на хлопкоочистительном заводе и начертить его схему.

2. Начертить схему пильного волокноотделителя.

3. Определить процент выхода хлопкового волока из хлопка-сырца, уяснить возможность регулирования выхода на волокноотделителях.

4. Определить сорт хлопкового волокна выданного образца, его засоренность и влажность.

5. Произвести расчет с поставщиком сырья за хлопковое волокно выданных образцов (объем марки задается преподавателем).

6. Составить таблицу показателей качества волокна первых четырех сортов, в которую включить тонковолокнистый хлопок (один селекционный сорт), средневолокнистый хлопок ручного и машинного сбора, и сделать анализ изменения показателей качества волокна в зависимости от сорта, селекционного сорта и вида сбора хлопка-сырца.

7. Ознакомиться с образцами химических волокон, составить таблицу показателей качества химических волокон различных видов, используемых для смешивания с хлопковым волокном, и проанализировать их влияние на технологический процесс и эксплуатационные свойства вырабатываемой пряжи.

1.1. Основные сведения о хлопковом волокне и его Хлопковое волокно представляет собой полую растительную клетку верхнего эпидермиса семян хлопчатника. Хлопчатник - теплолюбивое растение: для его выращивания необходимо 100-160 теплых солнечных дней. Хлопчатник возделывают в США, Бразилии, Мексике, Китае, Индии, Пакистане, странах Средней Азии и Африки и др.

После цветения хлопчатника образуются коробочки, состоящие из 3- створок, которые созревают за 45-60 дней, масса хлопкового волокна одной зрелой коробочки 5-7 г, на одном семени 7-15 тыс. волокон различной длины.

Развитие волокон делят на два периода. Первый - длительностью 25-30 дней.

Волокна преимущественно растут в длину, достигая к концу периода максимальной длины. Второй - длительностью до 30 и даже 50 дней. В процессе созревания волокна на внутренней стенке коробочки откладывается целлюлоза в виде ежедневных колец роста. Зрелость волокна определяют отношением внешнего диаметра волокна к диаметру канала. Это отношение меняется от 1,05 для незрелых волокон до 5 для предельно зрелых волокон. Нормальная зрелость волокна от 1, до 2,8. Диаграмма развития хлопкового волокна приведена на рис.1. После раскрытия коробочек волокно начинает высыхать (сжиматься) и приобретает овальную форму сечения и извитость вдоль волокна. Извитость является ценным свойством волокна, так как чем больше извитость, тем больше цепкость и лучше прядильные свойства волокна.

Рис. 1. Диаграмма развития хлопкового волокна:

1 - линейная плотность Тв, 2 - разрывная нагрузка Р, 3 - модальная длина l Уменьшение длины волокна к концу созревания на 1-1,5 мм объясняется его высыханием и извитостью. Урожайность хлопка-сырца в настоящее время достигнута на тонковолокнистом хлопке 25-30 ц/га, на средневолокнистом - до 35-50 ц/га.

Качество хлопка-сырца и хлопкового волокна определяют согласно стандартам и соответствующим инструкциям, которые предусматривают единый порядок отбора проб и методы испытания. Почти все операции по определению качества волокна ранее выполняли вручную, что требовало высокой квалификации лаборантов. В настоящее время созданы приборы, которые позволяют не только механизировать и ускорить ручные операции, но и повышают точность и объективность результатов. Имеются инструктивно-методические указания по использованию приборов для определения технологических свойств хлопкового волокна.

1.1.1. Классификация хлопкового волокна, принятая В соответствии со стандартами, действующими в Российской Федерации [5], хлопковое волокно в зависимости от ботанических признаков делят на две группы:

- волокно средневолокнистых сортов, - волокно тонковолокнистых сортов.

В зависимости от степени зрелости и разрывной нагрузки, засоренности и влажности (табл.1) хлопковое волокно подразделяется на 7 сортов: О (отборный), I (первый), II (второй), III (третий), IV (четвертый), V (пятый), YI (шестой).

По физико-механическим показателям и содержанию пороков и сорных примесей хлопковое волокно должно соответствовать требованиям ГОСТ 3279-76.

Согласно этому стандарту хлопковое волокно делят на семь типов (табл.2) в зависимости от штапельной массодлины и удельной разрывной нагрузки. Длину хлопкового волокна определяют для всех сортов, кроме пятого и шестого.

Качество хлопкового волокна по внешнему виду (цвету, способу джинирования) должно соответствовать образцам (эталонам), утвержденным в установленном порядке. Основные образцы хранятся в ЦНИХБИ, дубликаты - у изготовителя и потребителя продукции.

Влажность, % Содержание пороков и сорных примесей, %, не Основными районами, поставляющими хлопковое волокно на отечественные текстильные предприятия, являлись бывшие республики Средней Азии и Азербайджан. В настоящее время Российская Федерация практически весь хлопок импортирует из-за рубежа. Лишь в последние годы появились первые обнадеживающие результаты по созданию собственной сырьевой базы в Краснодарском крае, на Ставрополье, в Калмыкии, Дагестане и Астраханской области [9].

волокна Штапельная Удельная разрывная 1.1.2. Классификация хлопкового волокна, принятая Согласно стандарту ОzDSt 604:2001 хлопковое волокно по показателям длины в соответствии с нормами, указанными в табл.3, подразделяют на девять типов: 1а, 1б, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. При расхождении в определении типа по разным показателям приоритет имеет верхняя средняя длина (UНМ), выраженная в миллиметрах.

Хлопковое волокно 1а, 1б, 1, 2, 3 типов относят к длинноволокнистым сортам хлопчатника, а 4, 5, 6 и 7 типов - к средневолокнистым сортам хлопчатника.

Характеристика типов хлопкового волокна Т Верхняя средняя длина Штапельная длина Линейная Удельная 1а 33,7-34,3 1,33-1, Хлопковое волокно каждого типа в зависимости от внешнего вида, цвета и наличия пятен подразделяют на пять сортов: I, II, III, IV, V (табл.4).

Каждый сорт волокна характеризуется определенным коэффициентом зрелости.

По содержанию пороков и сорных примесей хлопковое волокно подразделяют на классы: высший, хороший, средний, обычный и сорный (табл.5).

Базовый диапазон показателя микронейр средневолокнистого хлопкового волокна I и II сортов должен находиться в пределах 3,5-4,9.

При показателях микронейра более 4,9 или менее 3,5 производят скидку с цены в установленном порядке.

Характеристика промышленных сортов хлопкового волокна в зависимости от цвета, внешнего вида и коэффициента зрелости Промышле Коэффициент нный сорт зрелости по Цвет и внешний вид волокна по типам Характеристика хлопкового волокна в зависимости от Промышлен Нормы массовой доли пороков и сорных примесей ный сорт по классам хлопкового волокна, %, не более Нормированное массовое отношение влаги для расчета кондиционной массы минимальное массовое отношение влаги - 5,%. При фактическом массовом отношении влаги менее 5,0% производят скидку с цены в установленном порядке.

В стандарте также указывается ряд рекомендуемых требований, в частности на массовые доли жгутиков и комбинированных жгутиков, кожицу с волокном, наличие клейкости и др.

1.1.3. Классификация хлопкового волокна по международным Хлопковое волокно подразделяют по группам длин с интервалом в дюйма в диапазоне от 13 до 1 3 дюйма (табл.6). Каждая группа длин обозначается либо в виде дроби, кратной 1, либо кодом, указывающим сумму долей в 1 дюйма для данной группы длин. Такой способ выражения длины применяется при классерской, ручной оценке.

При инструментальных измерениях (измерительная система НVI) значение длины выражают в дюймах или миллиметрах, по которым определяется код группы длин.

Базовой длиной для средневолокнистого хлопка типа Апленд является длина 11 дюйма (код 34), что соответствует 32 мм (5 тип) по стандарту, применяемому в Российской Федерации.

Для определения штапельной длины хлопкового волокна классерским методом имеется набор стандартных физических образцов (эталонов) длин. Коды от 26 по 40 применяются для американского средневолокнистого хлопка типа Апленд:

13 (код 26), 7 (28), 29 (29), 15 (30), 31 (31), 1 (32), 1 1 (33), 1 1 (34), 1 3 (35), 1 1 (36), 1 5 (37), 1 3 (38), 1 7 (39) и 1 1 (40) дюйма. Коды от 40 и больше - для американского тонковолокнистого хлопка типа Пима: 1 5 (42), 1 3 (44), 1 7 (46) и 1 1 (48) дюйма.

Для общей характеристики хлопкового волокна применяют условное подразделение его по степени длины (данные для верхней средней длины на системе типа НVI), указанное в табл.7.

В зависимости от цвета и содержания сорных примесей хлопковое волокно подразделяют на сорта: белый, слабопятнистый, пятнистый, желтоватый, желтый (табл.8 и 9).

Штапельная длина (классерский метод) Условное подразделение хлопкового волокна по степени длины I. White (белый) II. Light Spotted слабопятнистый) III. Spotted - (пятнистый) Good Middling IV. Tinged - (желтоватый) Strict Middling Middling V. Vellow Stained (желтый) Strict Middling Примечание: Good Middling - хороший средний;

Как видим, каждая кипа получает отдельный сорт по цвету и засоренности.

Например, кипа, классифицированная цифрами 31-6, имеет волокно первого сорта (белый цвет) класса Middling (третий класс) и засоренность, равную содержанию сора хлопка шестого класса.

По цвету средневолокнистый хлопок должен быть, как правило, белый.

Классы внутри каждого сорта по цвету отличаются нарастанием засоренности и степенью потемнения от неблагоприятных погодных условий, что отражается снижением степени отражения света (например, от ярко-белого до кремоватого).

Изменение засоренности по классам в хлопке White (белый) характеризуют данные табл. 9.

Изменение засоренности по классам в хлопке White (белый) классификатора по цвету неволокнистых примесей засоренности Показатель Лиф-фактор (Lеаf) применяется в качестве интегральной оценки засоренности при инструментальном определении класса хлопкового волокна на приборах типа НVI.

Требования к сортам и качеству джинирования определяют по образцам (эталонам), уложенным в специальные классерские коробки. В каждой коробке представлен хлопок из нескольких хлопковых зон. Эти образцы называют Универсальными стандартами США, которые одновременно считаются международными стандартами. Сравнивая хлопковое волокно со стандартами, определяют его сорт.

При применении измерительных систем типа НV1 сорт хлопкового волокна определяют через показатели коэффициентов отражения (Rd) и степени желтизна (+b) по специальной цветовой диаграмме.

Для грубой оценки линейной плотности волокна используется показатель микронейра, который надо умножить на 39,37 (при этом соответствие фактическому значению не гарантируется). Микронейр - показатель, определяемый инструментально по перепаду давления воздушного потока, проходящего через волокно определенной массы.

Предусматриваются следующие группы значений микронейра:

2,5 - 2,6 3,5 - 4,9 (база) снижении показателя микронейра сорт Для общей оценки хлопкового волокна применяют условное его подразделения по степени грубости (табл.10).

Условное подразделение хлопкового волокна по степени грубости Удельную разрывную нагрузку (гс/текс и сН/текс) хлопкового волокна определяют на приборах различных типов. Наиболее распространенными из них являются измерительные системы НV1, приборы Пресли и Стелометра (табл.11 и 12).

Условное подразделение по прочности средневолокнистого Характеристика классификации хлопкового волокна средневолокнистых сортов хлопчатника в показателях, получаемых на системе НVI Наименование показателя, Типы хлопкового волокна Штапельная длина, сН/текс (гс/текс) сН/текс (гс/текс) 1.2. Химические волокна Сырьем для хлопчатобумажной промышленности являются не только хлопковые волокна, но и химические.

К химическому волокну, как и к хлопковому сырью для прядильного производства, предъявляют следующие требования: высокая прочность, малая линейная плотность, достаточная длина, высокий коэффициент трения, гибкость и достаточная пластичность на изгиб и кручение, рассыпчатость, устойчивость к воздействию света, влаги, воздуха и пота, окрашиваемость и относительная дешевизна.

На хлопкопрядильных фабриках перерабатывают штапельные химические волокна линейной плотности от 400 до 133 мтекс длиной резки 32-40 мм; химические волокна длиной резки 65 - 75 мм перерабатывают на специализированном оборудовании.

Химические волокна добавляют к хлопковому волокну с целью улучшения потребительских свойств изделий (износостойкости, драпируемости и др.), улучшения хода технологического процесса и создания условий для повышения производительности труда и оборудования. Приемка волокна на фабриках производится в соответствии с Государственными стандартами на волокно или техническими условиями. Так как волокно, выпущенное разными заводами, отличается по своим свойствам, на фабриках составляют смесь из трех-четырех партий полученного волокна, количество кип в сортировке - от 6 до 20.

При добавлении в смесь химических волокон необходимо изменять планы прядения. Так, при переработке волокон с меньшей плотностью, чем плотность хлопкового (капронового 1,14 г/см3; нитронового 1,17 г/см3; лавсанового 1,38 г/см3), следует уменьшать линейную плотность полуфабрикатов, при этом толщина слоя холста, диаметр холста и диаметр ленты уменьшатся, и заправку машин будет осуществлять удобнее. При переработке вискозного штапельного волокна, наоборот, линейную плотность полуфабрикатов увеличивают, так как по сравнению с хлопковым данное волокно имеет пониженную цепкость, и прочность ленты понижается. Отсутствие сора в волокне облегчает условия чесания.

При добавлении к хлопковому волокну химических волокон, имеющих большую длину, можно уменьшать коэффициенты крутки на ровничных и прядильных машинах, при этом обрывность снижается, что позволяет увеличить производительность оборудования и труда в прядении. Однако вследствие большой разницы в разрывном удлинении и линейной плотности смешиваемых волокон снижается коэффициент использования прочности волокна в пряже.

Методические указания Методика выполнения пп. 1, 2 и 3 задания (гл.I,с.6, 7). Используя макет хлопкоочистительного завода, студенты знакомятся с ходом технологического процесса на нем, с первичной очисткой и подсушкой хлопка-сырца, волокноотделением, лентоотделением, транспортировкой хлопка к прессам, прессованием и упаковкой кип.

Студенты чертят схему хлопкоочистительного завода и технологическую схему пильного волокноотделителя (джина).

Выход волокна из хлопка-сырца для средневолокнистого хлопка составляет 32 для тонковолокнистого - 29 - 34%. Кроме волокна, из хлопка-сырца получают хлопковый пух, хлопковое масло, шелуху и жмых. Для определения выхода хлопкового волокна из хлопка-сырца в процентах на подгруппу студентов дают около 200 летучек хлопка-сырца. Студенты вручную отделяют волокна от семян, взвешивают на аналитических весах все семена и хлопковое волокно раздельно, а затем по формуле определяют выход волокна В, % [10]:

где Gв - масса волокна, г;

Gc - масса семян, г.

Далее рассматривают процесс волокноотделения на пильных и валичных волокноотделителях, изучая при этом операции подачи хлопка-сырца к рабочим органам машин, отделения волокон от семян, удаления семян, удаления волокна, выделения улюка. Уясняют, почему тонковолокнистый хлопок можно обрабатывать только на валичных волокноотделителях, почему производительность валичных волокноотделителей 100 кг/ч, а пильных — до 600 - 800 кг/ч, как влияют основные рабочие органы на укорочение волокна при волокноотделении, его зажгучивание, как можно регулировать степень оголения семян при волокноотделении. Изучают строение (структуру) кипы хлопкового волокна, процессы трамбования, прессования волокна и упаковки кипы. Марка кипы указывает номер завода и номер партии волокна, отправляемой заводом с начала сезона, кроме того, на этикетке даны масса кипы и мощность пресса. В сертификате указаны масса отгружаемой партии хлопкового волокна, его селекционный сорт и лабораторные данные о качестве волокна (его длине, тонине, равномерности, влажности, засоренности). Все эти данные необходимы для правильного расчета между поставщиком и потребителем.

Методика выполнения п.4 задания (см.с.7). На подгруппу студентов выдают два или три образца хлопкового волокна для оценки его качества: типа, сорта, влажности, засоренности, линейной плотности, длины волокна и неровноты по длине. Так как с методикой отбора проб волокна для определения длины волокон, линейной плотности, чистоты, разрывной нагрузки, зрелости, влажности студенты уже знакомы из курса текстильного материаловедения, то на данном занятии они сравнивают выданные образцы с эталонами хлопкового волокна и определяют их сорт и засоренность. Затем с помощью прибора ТЭВ-1 определяют влажность волокна, а с помощью прибора АХ-З - засоренность образца. Согласно ГОСТ 3279и действующим ценам на химическое волокно производят расчет с поставщиком за партию хлопкового волокна заданной массы. При этом студенты уясняют, в каких случаях производят скидку или надбавку к цене хлопкового волокна или только скидку с массы или надбавку к массе.

Длину волокна и неровноту по длине определяют на имеющихся в лаборатории приборах, пользуясь ГОСТ 3274.5-72, инструкциями по эксплуатации приборов и методиками определения длины волокна с помощью приборов.

Сорт (линейную плотность, зрелость и разрывную нагрузку) волокна определяют на приборах, пользуясь инструкцией по определению сорта хлопкового волокна и таблицами в приложении к ней.

Масса пробы из очищенного на АХ-3 волокна должна быть следующей:

От образца отбирают четыре пробы, каждую взвешивают отдельно на технических весах с точностью 0,01 г. Пробу помещают в рабочую камеру 4 (рис.2) прибора ЛПС-4 в распушенном состоянии и плотно (до упора) закрывают крышкой 10. Дно 11 и крышка 10 рабочей камеры имеют калиброванные отверстия диаметром 2 мм. При повороте крышки до упора отверстия дна и крышки совпадают, и обеспечивается постоянный объем камеры и определенное уплотнение хлопкового волокна с помощью запорного приспособления 6. Камеры 3 и 2 создают заданный аэродинамический режим, диафрагма 5 обеспечивает перепад давления между камерами 3 и 2, который контролируется водяным манометром 7. Во время замеров перепад давления должен равняться 100 мм вод. ст., что соответствует расходу 1,8 дм/с воздуха. Необходимый перепад давления устанавливается дросселем 9. Для удобства работы на приборе перепад отмечается на шкале манометра 7 красной чертой. Манометры 7 и 8 имеют одну общую шкалу, рассчитанную на давление до 600 мм вод. ст., верхние концы стеклянных резервуара манометра 8 в верхней крышке есть отверстия для соединения с атмосферой, а у резервуара манометра 7 - отверстие, которое соединено резиновой трубкой с камерой 3.

Прибор смонтирован на столе 12. Центробежный вентилятор 1 создает разрежение воздуха в приборе до 650 мм вод. ст.

Поместив пробу в камеру 4, включают вентилятор 1. Затем, повернув рукоятку 9, через дроссель в прибор подают заданное количество воздуха, соответствующее установленному перепаду давления по манометру 7. Когда манометр 7 покажет установленный перепад, по шкале манометра 8 определяют разрежение воздуха в приборе для данной пробы в миллиметрах водяного столба.

Деления по шкале манометров отсчитывают по нижнему мениску водяного столба. После измерения первой пробы прибор выключают, открывают крышку камеры и вынимают волокно. Так же замеряют воздухопроницаемость остальных трех проб. Результаты замеров записывают в тетрадь, определяют среднее значение из четырех замеров и по таблицам приложения инструкции находят технологические свойства хлопкового волокна.

Методика выполнения п.5 задания (см.с.7). Кондиционную массу партии хлопкового волокна I сорта рассчитывают по формуле где Gф - фактическая масса волокна, г;

Wн - норма влажности, %;

Wф - фактическая влажность, %.

Пример. Партия хлопкового волокна I сорта массой 40 т содержит 3,1% пороков и сорных примесей, влажность волокна 7%. Найти кондиционную массу.

Расчетная норма засоренности данного волокна 2,1% и норма влажности 8% (ГОСТ 3279—76).

Скидка с массы вследствие засоренности Фактическая масса Кондиционная масса Пользуясь данными о ценах на хлопковое волокно, определяют стоимость кондиционной массы этого волокна для расчета с поставщиком.

Методика выполнения п. 6 задания (см.с.7). Анализ изменения технологических свойств хлопкового волокна в зависимости от типа хлопка, сорта, вида сбора студенты проводят с помощью таблицы. В таблице приводят данные по четырем сортам одного селекционного сорта тонковолокнистого хлопка, другого средневолокнистого хлопка, но ручного и машинного сборов. Каждому студенту даются разные селекционные сорта хлопчатника (в качестве примера приведена табл.14).

Селекционный сорт хлопчатника и тип V тип Вначале сравнивают типы. Отмечают разницу в длине и линейной плотности волокна и то, что при ее значительной величине по линейной плотности разрывная нагрузка одиночного волокна одинакова и зависит только от его зрелости. Значительная разница в линейной плотности волокна приводит к соответствующей разнице в удельной разрывной нагрузке волокна. Затем прослеживают изменение технологических свойств хлопкового волокна в зависимости от сорта и изменение их по мере созревания волокна.

Сравнивая хлопковое волокно машинного и ручного сборов, отмечают сохранение свойств волокна при сборе его машинами и значительное содержание сорных примесей.

Методика выполнения п.7 задания (см.с.7). С химическими волокнами различных видов студенты знакомятся по образцам сырья, холстов, ленты, ровницы и пряжи, имеющимся в лаборатории.

При изучении технологических свойств химических волокон студенты составляют сравнительную таблицу (табл.15), пользуясь Государственными стандартами и техническими условиями, регламентирующими их качество, а также различными справочниками и учебниками, в которых приведены плотность химических волокон, температура плавления, влажность, зависимость их разрывной нагрузки от влажности. Для удобства сравнения прядильных свойств химических и хлопкового волокон в первых двух строках табл.15 помещают данные по хлопковому волокну I и V типов.

амвое вое вое овое -«- -«- -«- -«- -«- атное То же То же I типа V типа МедноХлорин Триацет Лавсано Вискозн миачное Капроно Хлопков Нитроно Вначале проводят сравнение по вертикали, т. е. сравнивают один и тот же показатель по различным волокнам, и делают соответствующие выводы о длине, линейной плотности, разрывной нагрузке, удлинении волокон и их засоренности, отношении к влажности и многократным изгибам. Затем анализируют влияние различных показателей качества волокна на качество пряжи и ход технологического процесса.

1. Начертить схему технологического процесса хлопкоочистительного завода и дать краткое его описание.

2. Привести технологическую схему пильного волокноотделителя (джина), описать его работу, указав производительность, назначение и возможность регулирования выхода волокна.

3. Рассчитать выход волокна из хлопка-сырца.

4. Оценить образец хлопкового волокна с помощью эталонов стандарта и приборов ТЭВ-1; АХ-3; ЛПС-4; «Алметр» или ППЛ МШУ-1 и МПРШ-1 и др.

5. Привести расчет стоимости волокна заданной партии.

6. Дать сравнительную таблицу показателей качества хлопкового волокна различных типов, сортов и видов сбора.

7. Составить таблицу (по форме табл.15) показателей качества химических волокон различных видов, используемых для смешивания с хлопковым волокном, проанализировать влияние этих показателей на технологический процесс и эксплуатационные свойства вырабатываемой пряжи.

Контрольные вопросы 1. Почему с одного куста хлопчатника снимают хлопок различных сортов?

2. Какие изменения происходят с волокном по мере его созревания?

3. Какой выход хлопкового волокна из хлопка-сырца и как он определяется?

4. Чем отличается хлопковое волокно ручного и машинного сборов?

5. Назовите типы волокноотделителей, укажите их назначение и производительность.

6. Назовите марку кип по стандарту Российской Федерации и расшифруйте ее.

7. Определите, по какому стандарту каждая кипа имеет код по цвету и засоренности.

8. Как определяется зрелость волокна?

9. Какие показатели характеризуют тонину хлопкового волокна по стандартам разных стран?

10. Назовите характеристики длины волокна, используемые в стандартах разных стран.

11. Какие показатели определяют тип хлопкового волокна и какие - сорт волокна по стандартам разных стран?

12. Как определяются засоренность хлопкового волокна и ее нормы по стандартам разных стран?

13. Что такое кондиционная масса партии хлопкового волокна?

14. Методы определения засоренности хлопкового волокна по стандартам разных стран.

15. Какие пороки волокна образуются при производстве химических штапельных волокон и каково их количество, допускаемое Государственными стандартами?

16. Какие химические волокна вы знаете?

17. Какое значение для протекания технологического процесса имеют тонина и длина химических волокон?

18. Какое значение имеет разрывное удлинение волокон при составлении смеси?

19. Какие изменения необходимо внести в планы прядения при смешивании хлопкового волокна с химическими в виде лент?

1.3. Использование ЭВМ при составлении сортировок Цель лабораторной работы Получить по стандарту РФ понятие о типовых сортировках для выработки пряжи различного назначения и связи свойств волокна со свойствами пряжи.

1. Выбрать типовую сортировку хлопкового волокна для выработки пряжи определенного назначения на кольцевой прядильной машине и рассчитать ожидаемую удельную разрывную нагрузку пряжи по формуле А.Н. Соловьева, используя ЭВМ.

2. Выбрать оптимальную сортировку вискозного штапельного волокна для пряжи заданного качества и рассчитать ее удельную разрывную нагрузку по формуле В. Л. Усенко, используя ЭВМ.

3. Определить изменение удельной разрывной нагрузки пряжи в зависимости от количественного изменения компонентов смеси по формуле А. Н. Ванчикова, используя ЭВМ.

1.3.1. Основные сведения Связь свойств волокна со свойствами пряжи Выбор сырья для выработки пряжи зависит от требований, предъявляемых к пряже Государственными стандартами, от назначения этой пряжи. Между свойствами волокна и свойствами пряжи существуют вполне определенные соотношения. На основе многочисленных экспериментов и расчетов выведены формулы: А.Н. Соловьевым для расчета удельной разрывной нагрузки пряжи из хлопкового волокна и расчета критического коэффициента крутки этой пряжи, В. А.

Усенко для расчета удельной разрывной нагрузки пряжи из вискозного штапельного волокна и критического коэффициента крутки этой пряжи, А. Н. Ванчиковым для расчета удельной разрывной нагрузки пряжи из смесей различных волокон с хлопковым или вискозным штапельным волокном. В последнем случае вначале рассчитывают удельную разрывную нагрузку пряжи из менее растяжимого компонента смеси по формулам А. Н. Соловьева или В. А. Усенко, находят коэффициент использования прочности волокна в прочности пряжи менее растяжимого компонента. Затем этот коэффициент корректируют, пользуясь формулами А.

Н. Ванчикова, учитывающими разницу в разрывном удлинении и в линейной плотности волокон смешиваемых компонентов.

Для более быстрого подбора оптимальной сортировки из всех возможных по наличию сырья и рекомендуемых утвержденными типовыми сортировками можно использовать электронно-вычислительные машины, составив для них алгоритм решения задачи и программу [1, 3, 4-12].

Выбор сортировки хлопкового волокна для выработки пряжи определенного назначения (с применением ЭВМ) Задача технолога заключается в том, чтобы выбрать такую сортировку хлопкового волокна и такой технологический процесс на фабрике, чтобы при минимальных затратах на сырье и обработку выработать пряжу, соответствующую предъявляемым к ней требованиям. Следует помнить, что стоимость сырья в себестоимости пряжи составляет около 70 - 75% и оптимальный выбор сырья имеет большое экономическое значение.

Для повышения качества пряжи текстильных изделий, снижения обрывности в прядении и ткачестве в ЦНИХБИ на базе семи типов хлопкового волокна разработаны типовые сортировки [12].

Основой каждой сортировки является хлопковое волокно одного сорта того или иного типа, содержание которого в смеси должно быть не менее 60%. С целью повышения сорта пряжи разрешается добавлять в сортировку не только смежные более высокие сорта волокна, но и смежные более высокие типы волокна, содержание которых не должно превышать 25%. Для удешевления стоимости смеси, если имеется достаточный запас прочности пряжи, разрешается к базисному типу и сорту волокна добавлять более низкий смежный сорт и смежный тип волокна.

Разница по длине смешиваемых компонентов не должна быть более 3-4 мм, а по линейной плотности - 18 мтекс. Например, типовая сортировка 5-1 означает, что она составлена из хлопкового волокна 5-го типа, волокна I сорта в ней содержится не менее 60% (может быть до 100%).

К одному и тому же типу волокна может относиться волокно различных селекционных сортов хлопчатника. Показатели качества волокна даны в справочнике по хлопкопрядению, их можно взять и из других источников.

Для выбранной типовой сортировки можно подсчитать ожидаемую удельную разрывную нагрузку пряжи (сН/текс).

Зависимость между свойствами хлопкового волокна и пряжи установлена А.

Н. Соловьевым. Удельную разрывную нагрузку пряжи определяют по формуле где Ру - удельная разрывная нагрузка пряжи, сН/текс (разрывная длина пряжи, км);

Р - разрывная нагрузка волокна, сН;

lшт - штапельная длина волокна, мм;

Тпр - линейная плотность пряжи, текс;

Тв - линейная плотность волокна, текс;

Н0 - удельная неровнота пряжи, характеризующая качество технологического процесса (для гребенного прядения 3,5-4, для кардного прядения 4,5-5,0), %;

- коэффициент, характеризующий состояние оборудования (0,85-1,1; для нормального состояния 1);

k - поправка на крутку, определяемая разностью между фактическим коэффициентом крутки т и критическим ткр.

Критический коэффициент крутки определяют по эмпирической формуле А.

Н. Соловьева Фактический коэффициент крутки устанавливают согласно рекомендациям [10] в зависимости от линейной плотности вырабатываемой пряжи, длины перерабатываемого волокна и назначения пряжи. Затем определяют разницу т ткр, а по табл.16 находят поправку на крутку k и вычисляют ожидаемую удельную разрывную нагрузку пряжи. Ее сравнивают со значениями, приводимыми в Государственном стандарте на пряжу для определенного вида изделий из этой пряжи [10].

Коэффициент, учитывающий поправку на крутку Для пряжи заданной линейной плотности с учетом ее назначения студент, пользуясь утвержденными типовыми сортировками [12] и данными справочников о качестве волокна, составляет пять различных сортировок волокна, рассчитывает средневзвешенные показатели волокна в этих сортировках и полученные данные сводит в таблицу (табл.17).

Вариант Средневзвешенные показатели рассчитывают по формуле где Р1 - разрывная нагрузка волокна первого компонента, сН;

1 - доля первого компонента в сортировке;

Р2 - разрывная нагрузка волокна второго компонента, сН;

2 - доля второго компонента в сортировке.

Для создания условий решения задачи на электронной вычислительной машине табл.16 заменяют двумя уравнениями параболы [10]. Для отрицательных значений т - ткр предложено уравнение параболы для положительных значений т - ткр - уравнение прямой Таким образом, поправка на крутку может быть подсчитана по следующим уравнениям:

где х = (т - ткр).

ЭВМ позволяет в кратчайший срок найти оптимальный вариант из выбранных сортировок.

Машина по окончании вычислений отпечатает последовательно все значения удельной разрывной нагрузки пряжи. Эти величины следует сравнить с Государственными стандартами на пряжу и на прочность полоски ткани.

Удельную разрывную нагрузку пряжи по прочности полоски ткани определяют по формуле где Рn – прочность полоски ткани, Н;

S - плотность ткани по основе или утку, число нитей на 10 см;

Тпр – линейная плотность пряжи, текс;

- коэффициент, характеризующий вид переплетения.

Затем составляют сравнительную таблицу (табл.18).

Значения удельной разрывной нагрузки пряжи для Линейная Удельная разрывная нагрузка пряжи, сН/текс пряжи, текс А. Н. Соловьева полоски ткани стандартам на пряжу При выборе сырья для производства ниток необходимо установить требования к прочности одиночной нити исходя из требований к прочности крученой пряжи:

или где Ркр - разрывная нагрузка готовой нити, сН (ГОСТ 6039);

Рпр - разрывная нагрузка пряжи, сН;

кк - коэффициент упрочнения пряжи в результате кручения;

кн - коэффициент изменения прочности нити в результате ее Из анализируемых сортировок выбирают ту, которая обеспечивает отклонение расчетной удельной разрывной нагрузки пряжи от требуемой по Государственным стандартам не более 5%.

Неровноту по разрывной нагрузке одиночной нити определяют по формуле А.

Н. Соловьева где - коэффициент (1,0 – 1,1).

Минимально возможную линейную плотность пряжи, текс, из сырья данного вида при условии, что пряжа будет соответствовать требованиям Государственного стандарта, определяют также по формуле А. Н. Соловьева - коэффициенты (приведены в табл. 19).

Прядильную способность хлопкового волокна, т. е. максимальную длину пряжи, км, получаемой из 1 кг сырья и отвечающей требованиям Государственного стандарта, определяют по формуле где В - выход пряжи, %:

где D – коэффициент (92 для кардного прядения средневолокнистого хлопка и 89 - ро для гребенного прядения, здесь ро - процент гребенного очеса);

Сс – содержание семян в волокне, %;

С – содержание сора в волокне, %;

К – содержание кожицы в волокне, %;

А – коэффициент, зависящий от количества волокон и волокнистых пороков, выделяемых в отходы ( 3,2).

Выбор оптимальной сортировки вискозного штапельного волокна для выработки пряжи заданного качества Выбор сортировки для выработки пряжи зависит от требований, предъявляемых к пряже ГОСТ 9299-73, и от назначения этой пряжи. Условием получения равномерной пряжи, из которой в дальнейшем будут выработаны ткани и трикотажные изделия высокого качества, является соблюдение стабильности сортировки по составу во времени.

Прядильные фабрики перерабатывают вискозное штапельное волокно различных отечественных и зарубежных заводов, поэтому оно несколько различается по своим свойствам. Рекомендуется смешивать разные партии полученного фабрикой волокна. Отечественное вискозное штапельное волокно оценивают в соответствии с ГОСТ 10546-80 (табл. 20).

Показатели Номинальная линейная плотность 170, 385, 286 333, 250 и волокна, мтекс некрашеного волокна, сН/текс, не менее Удлинение при разрыве одиночного волокна, 19—26 14- мм, не более от номинальной, %, не более Для выработки штапельной вискозной пряжи ЦНИХБИ рекомендованы сортировки следующего состава (табл.21):

Состав сортировки из химических волокон Линейная плотность Состав сортировки Студент, пользуясь справочными данными о физико-механических показателях волокна и рекомендациями ЦНИХБИ по составлению смесей, составляет несколько различных смесей, рассчитывает средневзвешенные показатели волокна этих смесей и оформляет полученные данные в виде табл.22, где приведены три возможных варианта смесей для выработки пряжи линейной плотности 25 текс.

Коэффициент фактической крутки выбирается по табл.23.

Примеры различных смесей для вискозной пряжи линейной Вариант Коэффициенты крутки пряжи из химических волокон Линейная Коэффициенты крутки пряжи, выработанной из волокна пряжи, текс 133 мтекс 167 мтекс 312 мтекс 312 мтекс установлена В. А. Усенко:

где Ру - удельная разрывная нагрузка пряжи, сН/текс;

Р -разрывная нагрузка волокна, сН;

lшт - штапельная длина волокна, мм;

Тв - линейная плотность волокна, мтекс;

Тпр - линейная плотность пряжи, текс;

Но - удельная неровнота пряжи, характеризующая качество технологического процесса (для кардного прядения 2,5 -3,5);

- коэффициент, учитывающий влияние равномерности волокна по длине (зависимость от базы волокна: при базе свыше 50% = 1;

k - поправка на крутку, определяемая разностью между фактическим коэффициентом крутки т и критическим кр.

Критический коэффициент крутки пряжи рассчитывают по эмпирической формуле В. А. Усенко Фактический коэффициент крутки устанавливают по справочнику в зависимости от линейной плотности вырабатываемой пряжи и длины волокна. Затем определяют разницу т - кр, по табл.24 находят поправку на крутку k и вычисляют ожидаемую удельную разрывную нагрузку пряжи.

Полученную удельную разрывную нагрузку пряжи сравнивают с требованиями Государственного стандарта на пряжу, предназначенную для выработки изделий определенного вида.

Поправка на крутку для пряжи из химических волокон Состав смеси выбран правильно, если расчетная удельная разрывная нагрузка пряжи соответствует Государственному стандарту или отклонения от него не превышают 5%. Для создания условий решения этой задачи на ЭВМ табл.24 была заменена двумя уравнениями. Для отрицательных значений т - кр. предложено уравнение параболы k= - 0,00097x2 +0,00338х + 1; для положительных значений т - кр. уравнение прямой Расчет удельной разрывной нагрузки пряжи производят на ЭВМ.

Удельную разрывную нагрузку пряжи при выработке ее из смесей двух различных волокон рассчитывают, используя формулы А. Н. Ванчикова. В этом случае определяют коэффициент использования прочности волокна в пряже К1 для компонента с меньшим разрывным удлинением на основе формул А. Н. Соловьева или В. А. Усенко, применяя ЭВМ и описанные выше алгоритмы решения.

Коэффициент использования прочности волокна смеси в пряже определяют по формуле где 2 - доля наиболее растяжимого компонента в смеси, %;

е1 - разрывное удлинение менее растяжимого компонента, %;

е2 - разрывное удлинение более растяжимого компонента, % Тв1 и Тв2 - линейная плотность смешиваемых волокон, мтекс;

- коэффициент, зависящий от структурных свойств волокон, равный 1,1 для смесей хлопкового и вискозного волокон, 1, для смесей хлопкового и синтетических волокон, 0,8 для смесей вискозного волокна с капроновым и 0,6 для смесей вискозного волокна с нитроновым.

Удельная разрывная нагрузка пряжи из смеси волокон определяется по формуле где 1, 2 - долевое содержание компонентов в смеси;

Ру1, Ру2 - удельная разрывная нагрузка волокна смешиваемых компонентов.

1. Оформить работу, выполненную на ЭВМ.

2. Решить задачи 1, 2, 3, 4, 5 (вариант задачи выбирает преподаватель).

Контрольные вопросы 1. Что такое коэффициент использования прочности волокна в пряже и каково его значение при различных смесях?

2. Что такое критический коэффициент крутки пряжи?

3. Как подсчитать средневзвешенные показатели качества волокна в сортировке?

4. Какие формулы используют для прогнозирования удельной прочности пряжи по заданным показателям волокна в различных смесях?

5. С какой целью используется ЭВМ при подборе состава смеси?

ЗАДАЧИ

1. Определить разрывную нагрузку хлопкового волокна при линейной плотности его Тв и удельной разрывной нагрузке Ру (табл.25). К какому сорту будет относиться это волокно?

2. Найти расчетную и кондиционную массы партий хлопкового волокна по заданным массе партии, засоренности, влажности волокна определенного сорта (табл.26).

3. Определить удельную разрывную нагрузку пряжи, коэффициент использования прочности волокна, неровноту по разрывной нагрузке одиночной нити, минимально возможную линейную плотность пряжи и прядильную способность волокна по формулам А. Н. Соловьева при выработке основной пряжи из волокна, характеристики которого приведены в табл.27.

Вариант Тв, мтекс Ро,сН/текс Вариант Тв, мтекс Ро, сН/текс Варианты заданий для определения кондиционной массы Вариант Масса партии, т Сорт хлопко- Засоренность,% Влажность 3. Определить удельную разрывную нагрузку основной пряжи, выработанной по кардной системе прядения из вискозного штапельного волокна с базой более 50% (данные приведены в табл.28).

Варианты заданий для определения удельной разрывной нагрузки Ва- Система Линейная Штапель- Удельная Линейная Выход риан прядения плотность ная длина разрывная плотность пряжи, Варианты заданий для определения удельной разрывной пряжи, волокна, 5. Определить удельную разрывную нагрузку пряжи 29,4 текс, выработанной из смеси хлопкового и вискозного штапельного волокна или хлопкового и капронового штапельного волокна при коэффициенте использования прочности волокна в хлопчатобумажной пряже К1= 0,47 и следующем количестве химического волокна по вариантам (табл.29).

Варианты процентного соотношения волокон в смеси Вариант Количество химического волокна, добавляемого к Остальные данные, необходимые для решения задачи, приведены в табл.30.

ГЛАВА II

НЕРОВНОТА ПРОДУКТОВ ПРЯДЕНИЯ

1. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН ОБРАЗОВАНИЯ

НЕРОВНОТЫ, СРАВНЕНИЕ ХАРАКТЕРА И УРОВНЯ

НЕРОВНОТЫ ЛЕНТЫ С ЧЕСАЛЬНОЙ И ЛЕНТОЧНОЙ

Цель лабораторной работы Изучение причин образования неровноты по линейной плотности с чесальной и ленточной машин.

1. Проанализировать основные факторы, влияющие на причины образования неровноты по линейной плотности ленты с чесальной и ленточной машин.

2. Заправить чесальную машину для выработки ленты заданной линейной плотности, рассчитать длины волн неровноты продукта при данной заправке.

Линейная плотность 3. Сделать заправочный расчет ленточной машины для выработки ленты линейной плотности, указанной в вариантах по табл.31, и рассчитать длины волн продукта при данной заправке.

4. Определить характеристики неровноты ленты с чесальных и ленточных машин. Сравнить полученные результаты с нормативными.

5. Определить характеристики неровноты ленты на имеющихся в лаборатории приборах типа КЛА, АТЛ, «Устер» и т.п. Сравнить неровноту с нормативами.

Записать диаграммы и спектрограммы для выявления периодических колебаний линейной плотности продукта и по длинам волн выявить основные причины образования неровноты.

6. Подсчитать по формулам коэффициент изменения неровноты, индекс неровноты, коэффициент изменения индекса неровноты, коэффициент дополнительной неровноты от вытягивания.

7. Сделать общие выводы о причинах образования неровноты на чесальных и ленточных машинах.

Основные сведения Характерными особенностями хлопкопрядильного производства являются:

непрерывность процессов; большое число взаимосвязанных и взаимообусловленных факторов, определяющих процесс; наличие внешних и внутренних неконтролируемых возмущающих воздействий, влияющих на качество вырабатываемых полуфабрикатов и пряжи.

В зависимости от степени влияния каждого из этих факторов на качество полуфабрикатов и пряжи и их взаимодействий во времени возникают отклонения параметров технологических процессов, что приводит к колебаниям показателей их качества, т.е. возникновению неровноты продуктов прядения.

Для процессов прядения характерны комплексные причины возникновения неровноты полуфабрикатов, которые обусловлены качеством сырья, состоянием применяемого оборудования, организацией труда и квалификацией рабочих, влиянием температурно-влажностного режима в цехе.

Процессы прядения носят вероятностный характер, поэтому для определения неровноты продуктов прядения используют вероятностные статистические характеристики: математическое ожидание, квадратическое отклонение, дисперсию и ее производные, линейную неровноту и т.п.

Определение неровноты испытываемого текстильного Неровнота испытываемого текстильного материала может быть внутренней, внешней и общей. Под внутренней неровнотой текстильного материала понимается неровнота внутри отдельных частей испытываемого материала (чаще всего внутри отдельных паковок). Под внешней неровнотой понимается неровнота между частями испытываемого материала (между паковками) и под общей неровнотой совокупность неровноты всех частей испытываемого материала.

Например, исследования чесальной ленты, полученной с одной машины, показывают, что неровнота ленты по массе отрезков, взятых из одного таза, представляет собой внутреннюю неровноту (внутри таза); неровнота по средней массе отрезков ленты, взятых из отдельных тазов одной и той же машины, является внешней неровнотой (между тазами); неровнота по массе, определенная путем подсчетов массы всех отрезков ленты, взятых с любого количества тазов, выработанных на одной и той же машине, будет характеризовать общую неровноту ленты, полученной с данной машины.

Если объектом исследования является не одна чесальная машина, а целый аппарат, то неровнота ленты, полученной с одной машины, будет представлять собой внутреннюю неровноту, а средняя из таких неровнот по всем машинам аппарата - среднюю внутреннюю неровноту аппарата. Неровнота ленты по средней массе отрезков, взятых с отдельных машин, будет представлять собой внешнюю неровноту, а неровнота всех отрезков ленты, взятых со всех машин исследуемого аппарата, - общую неровноту ленты, полученной на данном аппарате.

При оценке свойств текстильных материалов пользуются следующими характеристиками неровноты продукта: среднее арифметическое или математическое ожидание, среднее квадратическое отклонение, дисперсия отдельных значений и коэффициент вариации.

Результаты испытаний текстильных материалов обрабатывают классическим способом, способом сумм и способом произведений.

Обработка результатов испытаний классическим способом Классический способ является наиболее точным, и его можно применять при любом числе испытаний. Допустим, что в результате n измерений какого-либо свойства были получены первичные данные М1, М2, М3…,Мп. Необходимо определить среднее арифметическое, среднее квадратическое отклонения и коэффициент вариации.

Среднее арифметическое вычисляют сложением всех первичных результатов испытаний и делением полученной суммы на число испытаний п:

Среднее квадратическое отклонение вычисляют по формуле где М М - отклонение каждого первичного результата испытаний от ( М М ) - сумма квадратов отклонений первичных результатов испытаний от среднего значения.

Коэффициент вариации, %, вычисляют по формуле Рассмотрим классический способ обработки первичных результатов определения неровноты ровницы 420 текс по трехсантиметровым отрезкам, приведенных в графе 1 табл. 32.

Первичные результаты Отклонение первичных Квадраты отклонений испытаний М результатов от среднего первичных результатов от Вычисляем среднее арифметическое:

Определяем отклонение каждого первичного результата испытаний от среднего значения и заносим его в табл.32.

Находим величину квадрата каждого отклонения и записываем в графу табл.32; определяем сумму квадратов отклонений и по формуле вычисляем среднее квадратическое отклонение:

Вычисляем коэффициент вариации:

Обработка результатов испытаний способом сумм При числе испытаний 30 и более ГОСТ 6611.1-73 предусматривает сокращенные способы подсчета среднего арифметического, среднего квадратического отклонения и коэффициента вариации способом сумм и способом произведений, так как вычисление сводных характеристик классическим способом становится затруднительным с увеличением числа испытаний.

При использовании сокращенных способов обработки результатов испытаний составляют таблицы распределения первичных результатов испытаний по классам и проводят соответствующую обработку данных этой таблицы для установления сводных характеристик.

Порядок обработки результатов испытаний состоит из следующих этапов:

нахождение границ классов, разноска результатов испытаний по классам, вычисление характеристик неровноты.

Нахождение границ классов Классы представляют собой численные интервалы диапазона изменения измеряемого свойства и служат для распределения результатов испытаний по группам.

Каждый класс имеет нижнюю и верхнюю границы, т.е. предельные значения интервала.

Классы располагают столбцом от крайнего верхнего класса до крайнего нижнего класса в порядке возрастания числовых значений измеряемого свойства. Границы классов находят следующим образом.

Пользуясь рекомендациями, приведенными в табл.33, выбирают количество классов т, т. е. количество интервалов, на которое будут разбиты результаты испытаний.

Количество испытаний (около) Количество классов m По табл.34 первичных результатов находят наибольшее значение Мmax и наименьшее Mmin:

Масса отрезков продукта, г Определяют разность между наибольшим и наименьшим значениями:

Делят ее на количество классов т, взятое согласно рекомендациям:

Вычисленную величину округляют в большую или меньшую сторону и принимают за классовый промежуток К. В данном случае за классовый промежуток принимают величину 0,044, округленную до 0,05. Желательно, чтобы величина классового промежутка была кратной 5 или 10, что значительно облегчает распределение результатов испытаний по классам. Рекомендуемые величины классовых промежутков: 0,01; 0,1; 1; 10; 100 и т. д., или 0,02; 0,2; 2; 20; 200 и т. д., или 0,05; 0,5; 5; 50; 500 и т. д.

Находят нижние границы классов. Верхняя граница первого класса - это минимальное значение Mmin. Для нахождения нижней границы этого класса нужно из Mmin вычесть разность = К - Е, где Е - цена деления прибора. В нашем примере, следовательно, верхняя граница класса больше нижней на = К – Е = 0,05 - 0,01 = 0,04 (табл.35).

Для получения нижних границ последующих классов нужно к значениям нижней границы каждого предыдущего класса прибавить классовый промежуток К.

Верхние границы классов находят, также прибавляя к верхней границе каждого предыдущего класса величину К. Значения верхних границ классов записывают в графу 1 табл.35 справа от значений нижних границ. Нижние границы классов записывают в графу 1 табл.35 слева.

Разноска результатов испытаний по классам Каждое числовое значение последовательно в порядке записи вносят в строку того класса, в границах которого оно находится, делая в графе соответствующие отметки. Для удобства подсчетов рекомендуется наиболее распространенный вид условных обозначений числа случаев (рис.3).

Рис.3. Виды условных обозначений числа случаев Подсчитывают по отметкам частоту у, т. е. число случаев (результатов испытаний) в каждом классе, и записывают в графу 3 табл.35. При отсутствии отметок в соответствующий класс записывают 0. Сумма числа случаев всех классов у должна равняться общему числу испытаний п.

Если на основании имеющегося статистического материала известны предельные значения величины измеряемого свойства и величина классового промежутка, для облегчения подсчетов первичные результаты испытаний вносят в строку соответствующего класса.

Вычисление характеристик неровноты способом сумм Для обработки результатов испытаний способом сумм используют форму, приведенную в табл.35, и заполняют ее следующим образом.

Примерно посередине графы 4 табл.35 ставят горизонтальную черту так, чтобы суммы чисел случаев в классах выше и ниже класса, в котором ставится тире, были примерно близки. В остальные строки этой графы вносят числа, определяемые суммированием чисел из граф 3 и 4, в следующем порядке:

- для верхней половины графы 4, начиная сверху, в первую строку записывают число из первой строки графы 3 (для нашего примера число 2);

- во вторую строку - сумму чисел первой строки графы 4 и второй строки графы 3 (2+1 = 3);

- в третью строку - сумму чисел второй строки графы 4 и третьей строки графы 3 (3+4 = 7) и т. д. до черты.

Нижнюю половину графы 4 заполняют аналогично верхней половине, но в обратном порядке, т. е. суммируют числа снизу вверх до черты.

При заполнении графы 5 ставят черту в трех строках - в той же, что и в графе 4, и в смежных строках по обе стороны от нее. В остальные строки этой графы вносят числа, определяемые суммированием чисел из граф 4 и 5, в порядке, принятом при заполнении графы 4.

Для верхней половины графы 5 в первую строку записывают число из первой строки графы 4 (число 2); во вторую строку - сумму чисел первой строки графы 5 и второй строки графы 4 (2+3 = 5) и т. д. до верхней черты.

Для нижней половины графы 5 числа суммируют и записывают снизу вверх до нижней черты.

Вычисляют алгебраические суммы:

где a1 - сумма чисел графы 4 снизу до черты (a1 = 16);

b1 - сумма чисел графы 4 сверху до черты (b1 = 22);

a2 - сумма чисел графы 5 снизу до черты (a2 = 8);

b2 - сумма чисел графы 5 сверху до черты (b2 = 19).

При b1>a1 сумма S1 имеет отрицательный знак:

Среднее арифметическое результатов испытаний вычисляют по формуле Сумму квадратов отклонений находят как Среднее квадратическое отклонение результатов вычисляют как Для дискретных значений линейная неровнота, % х - среднее значение по временным результатам;

где x1 - среднее минимальное значение, т.е. среднее из показателей, которые меньше общего среднего значения;

n1 - число минимальных значений, меньших общего среднего значения.

Между линейной неровнотой и коэффициентом вариации при n > существует соотношение С = 1,25 Н ; n - общее число замеров.

Во время проведения данного занятия подгруппу студентов разбивают на бригады по 3-4 человека. Каждая бригада нарабатывает холст указанной в одном из вариантов линейной плотности, проверяет линейную плотность холста с помощью холстомера, нарезая и взвешивая десять метровых отрезков. При наличии отклонений линейной плотности холста от заданной необходимо с помощью регулировочной гайки педального регулятора или сменных шестерен получить требуемую линейную плотность.

При расчете общей вытяжки на чесальной машине определяют число зубьев сменных ходовой и вытяжной шестерен. После расчета заправляют чесальную машину и нарабатывают 50-100 м ленты. Линейную плотность чесальной ленты определяют по массе десяти 5-метровых отрезков, нарезанных на автоматическом мотовиле и взвешенных на квадранте. В случае отклонения линейной плотности от заданной ее корректируют и вновь проверяют. После получения ленты заданной линейной плотности срабатывают на чесальной машине весь холст.

Из наработанной ленты отбирают образец длиной 200-220 м, затем на автоматическом мотовиле нарезают 200 метровых отрезков, которые взвешивают на квадранте, и по их массе подсчитывают линейную неровноту.

Нормативные показатели неровноты ленты по массе метровых отрезков, %, не более:

• 3,2 для выработки пряжи высшего сорта;

Для определения неровноты на приборах типа АТЛ, КЛА, «Устер» необходимо отобрать около 250 м чесальной ленты. В случае пропуска ленты следует пользоваться меню прибора или инструкцией по технической эксплуатации прибора при определении неровноты того или иного продукта прядения. После испытаний на приборах необходимо проанализировать полученные графики и цифровые результаты испытаний.

Полученную чесальную ленту раскладывают в шесть или восемь тазов в зависимости от числа сложений на ленточных машинах. При перекладывании ленты из таза в таз важно сохранить направление ленты (положение «хвостиков» и «головок»).

При анализе основных факторов, влияющих на образование неровноты ленты на ленточных машинах, обращают внимание на то, что на этих машинах осуществляются последовательно процессы вытягивания и сложения лент. При вытягивании образуется неровнота, а за счет процесса сложения происходит выравнивание лент. Выявляется эффективность выравнивающего действия сложения. Студенты рассчитывают возможные длины волн неровноты при данной заправке ленточной машины и сравнивают полученные данные с длинами волн на диаграммах с приборов КЛА, АТЛ, «Устер» и т.п.

Расчет длин волн Причинами периодических колебаний линейной плотности являются дефекты вращающихся рабочих органов. Длина волны периодического колебания вычисляется по формуле где - длина волны периодического колебания, см;

d - диаметр исследуемого рабочего органа, см;

П e - произведение вытяжек от исследуемого органа до выпускного орi=n Например, если вытяжка между питающим цилиндром и валиками лентоукладчика равна 8, а диаметр питающего цилиндра - 3 см, то длина волны, которую он может вызвать:

Если вытяжка между передним цилиндром вытяжного прибора и валиками лентоукладчика равна 1,019, а диаметр переднего цилиндра - 4 см, то длина волны, которую он может вызвать:

Длина волны от плющильного валика где диаметр плющильного валика равен 5,5 см.

Таким образом, при определении длин волн нужно перемножить все частные вытяжки от выпускного до исследуемого рабочего органа.

Колебания линейной плотности ленты возникают в зависимости от диаметра витков dв лент, укладываемых в таз. При этом возникают колебания, равные половинной длине = dв/2 или целой длине = dв оборота лентоукладчика.

Рис. 4. Спектрограмма ленты с ленточной машины После получения спектрограммы на приборах типа КЛА или «Устер»

необходимо сравнить расчетные длины волн с длинами волн на спектрограмме и определить дефектный орган.

Расчет коэффициентов изменения индекса неровноты рассчитываются по следующим формулам:

- коэффициент изменения неровноты где С Л. ЛЕНТ. - коэффициент вариации ленты с ленточной машины,%;

С Л.ЧЕС. - коэффициент вариации чесальной ленты, %;

где Сq - действительная неровнота ленты;

Сг - гипотетическая неровнота ленты;

m - среднее число волокон в сечении ленты;

- коэффициент изменения индекса неровноты где К - коэффициент для хлопкового волокна (1,06);

Е - вытяжка на ленточных машинах.

Абсолютную величину квадратичной неровноты от вытягивания и коэффициент дополнительной неровноты от вытягивания определяют по формулам:

где СвГ. - квадратическая неровнота, возникающая при вытягивании гипотетического продукта;

С1Г - гипотетическая неровнота до вытягивания.

План отчета 1. Указать основные факторы и причины, влияющие на образование неровноты по линейной плотности ленты с чесальной и ленточной машин.

2. Рассчитать заправку трепальной машины для наработки холстов заданной линейной плотности.

3.Определить линейную плотность холстов по вариантам, результаты оформить в виде таблицы.

4. Рассчитать заправку чесальной машины для выработки ленты заданной линейной плотности.

5. Определить линейную плотность чесальной ленты по массе 5-метровых отрезков, результаты оформить в виде таблицы.

6. Рассчитать линейную неровноту ленты с чесальной и ленточной машин.

7. Привести графики изменения линейной неровноты чесальной ленты и ленты с ленточной машины различной линейной плотности, указать нормативные границы линейной неровноты ленты, необходимые для выработки пряжи высшего, I и II сортов. Проанализировать полученные результаты.

8. Привести графики изменения коэффициентов вариации ленты различной линейной плотности с чесальных и ленточных машин.

9. Привести усредненные спектрограммы чесальной ленты и ленты с ленточной машины и гипотетические спектрограммы.

10. Указать причины увеличения реальных амплитудных спектров ленты с чесальной и ленточной машин.

11. Определить степень совершенства исследуемых процессов.

12. Рассчитать индекс неровноты I, коэффициент изменения индекса неровноты KI, коэффициент дополнительной неровноты от вытягивания КСв.

13. Привести и проанализировать графики изменения показателей неровноты.

14. Заполнить табл. 36 и 37.

15. Сделать общие выводы по работе.

Литература: [11, c.23-24] ; [27, с.23]; [32, с.287];

Показатели Линейная плотность ленты Т, ктекс Линейная неровнота ленты по массе метровых отрезков приборам КЛА, «Устер», % Коэффициент вариации гипотетический СГ, % Индекс неровноты I Коэффициент изменения индекса неровноты KI Коэффициент дополнительной неровноты от вытягивания КСв Средняя масса 1 м холста, г Линейная плотность холста, ктекс Контрольные вопросы 1. Каковы причины образования неровноты чесальной ленты по линейной плотности?

2. Каковы причины образования неровноты ленты по линейной плотности на ленточной машине?

3. Как меняется коэффициент вариации по линейной плотности ленты по коротким и длинным отрезкам в зависимости от изменения линейной плотности ленты?

4. Какими характерными особенностями обладают реальные спектрограммы ленты с чесальной и ленточной машин?

5. Какие факторы определяют степень совершенства процессов на чесальных и ленточных машинах?

6. Как меняются коэффициенты изменения неровноты и коэффициенты изменения индекса неровноты в зависимости от разной линейной плотности ленты?

2. АНАЛИЗ НЕРОВНОТЫ ЛЕНТЫ И РОВНИЦЫ ПО

ЛИНЕЙНОЙ ПЛОТНОСТИ

Цель лабораторной работы Сравнить основные характеристики неровноты ленты с выпускной головки ленточных машин и ровницы.

Задание 1. Проанализировать основные факторы, влияющие на образование неровноты по линейной плотности на ровничных машинах.

2. Составить план прядения для выработки ровницы по следующим вариантам:

3. Наработать в соответствии с выбранным планом прядения на каждом переходе полуфабрикаты и проверить их линейную плотность.

4. Определить характеристики неровноты ленты с выпускной головки ленточной машины и ровницы.

5. Испытать продукты на приборах типа КЛА, АТЛ, «Устер» и определить коэффициент вариации исследуемых полуфабрикатов.

6. Записать спектрограммы ленты и ровницы.

7. Сравнить полученные результаты и сделать выводы.

Основные сведения Неровнота ленты с выпускной головки ленточной машины переходит в неровноту ровницы. Кроме того, на ровничной машине образуется дополнительная неровнота в результате вытягивания, кручения и наматывания ровницы на катушку.

Анализ неровноты ровницы позволяет оценивать степень совершенства процессов, происходящих не только на ровничной машине, но и на чесальных и ленточных машинах, вскрывать основные причины образования неровноты.

Методические указания Каждый из указанных в задании вариантов выполняет группа студентов (3-4 чел.).

При анализе основных факторов, влияющих на образование неровноты по линейной плотности на ровничных машинах, обращают внимание на неровноту питающего полуфабриката, на увеличение неровноты за счет вытягивания ровницы и наматывания ее на катушки и на неровноту, появляющуюся вследствие дефектов в работе ровничной машины.

Для всех предлагаемых вариантов составляют один план прядения и делают заправочные расчеты для трепальной, чесальной, ленточной (первой и второй головок) и ровничной машин. После заправки каждой машины в соответствии с проведенным расчетом проверяют линейную плотность по десяти отрезкам: для холста - по массе метровых отрезков, для чесальной ленты и ленты с ленточной машины - по массе 5метровых отрезков и для ровницы - по массе 10-метровых отрезков. Рассчитывают длины волн.

Неровноту полуфабрикатов проверяют по стандартным методикам.

Линейную неровноту ленты определяют по 200 метровым отрезкам, а ровницы - по 200 10-метровым отрезкам. Для определения квадратической неровноты на приборе «Устер» отбирают 200 м ленты. Проводят пять испытаний этой ленты и определяют среднюю квадратическую неровноту из пяти показаний прибора. Записывают на приборе «Устер» или КЛА спектрограмму ленты.

План отчета 1. Дать анализ основных факторов, влияющих на образование неровноты по линейной плотности при формировании ровницы на ровничной машине.

2. Привести план прядения для выработки ровницы линейной плотности 715, 625, 500, 417 текс.

3. Дать заправочные расчеты всех машин по переходам для выработки полуфабрикатов заданной линейной плотности.

4. Рассчитать показатели неровноты ленты и ровницы и результаты оформить в виде табл.39, проанализировать их по вариантам и сравнить с нормативными данными.

Линейная плотность ленты, ктекс Линейная плотность ровницы, ктекс Линейная неровнота ленты по массе метровых отрезков, % Линейная неровнота ровницы по массе десятиметровых отрезков, % Коэффициент вариации ровницы по приборам:

«Устер», % АТЛ, % КЛА, % 5. Привести спектрограммы ленты с ленточной машины и ровницы. Описать основные причины образования неровноты по реальной спектрограмме ровницы.

6. Рассчитать возможные длины волн неровноты при данной заправке ровничной машины, отложить их на спектрограмме и определить причины образования неровноты.

7. Сделать общие выводы по работе.

Литература: [11, c.32]; [27, с.240]; [33, с.251]; [34, с.210].

Контрольные вопросы 1. Каковы причины образования неровноты по линейной плотности ровницы с ровничных машин?

2. Каковы основные виды неровноты по линейной плотности ровницы?

3. В чем преимущества и недостатки спектрального анализа при исследовании неровноты продуктов прядения?

5. Каковы способы определения периодических составляющих неровноты полуфабрикатов по линейной плотности?

3. АНАЛИЗ ПРИЧИН ОБРАЗОВАНИЯ НЕРОВНОТЫ ПО

ЛИНЕЙНОЙ ПЛОТНОСТИ ПРЯЖИ С КОЛЬЦЕВОЙ И

ПНЕВМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ПРЯДИЛЬНЫХ МАШИН

Цель лабораторной работы Исследовать неровноту по линейной плотности пряжи с кольцевой и пневмомеханической прядильных машин.

Задание 1. Изучить и проанализировать основные причины образования неровноты по линейной плотности пряжи, полученной на кольцевой и пневмомеханической БДпрядильных машинах.

2. Составить план прядения и сделать заправочный расчет машин по переходам для кольцевой и пневмомеханической прядильных машин при выработке пряжи линейной плотности 29,4 и 25 текс.

3. Выработать по составленному плану прядения пряжу заданной линейной плотности.

4. Определить линейную неровноту по массе 100-метровых отрезков пряжи с кольцевой и пневмомеханической прядильных машин.

5. Пропустить исследуемую пряжу через приборы типа «Устер» или КЛА и определить коэффициент вариации, записать диаграммы и спектрограммы.

6. Получить данные и построить градиенты неровноты с помощью инертных испытаний пряжи.

7. По диаграммам с приборов построить коррелограммы и по ним график спектральной плотности пряжи.

8. Определить относительную прочность пряжи 29,4 и 25 текс и построить диаграммы распределения.

9. Сравнить полученные результаты испытаний и сделать выводы о причинах образования неровноты пряжи с кольцевых и пневмомеханических прядильных машин.

Основные сведения Главными причинами образования неровноты по линейной плотности при выработке пряжи являются нарушения процессов вытягивания, кручения и наматывания, неровнота питающего полуфабриката.

На пневмомеханических прядильных машинах БД-200 осуществляются процессы: дискретизация, транспортировка, сложение волокнистого потока в камерах, скручивание волокон в пряжу и наматывание ее на бобины.

Специфической особенностью пряжи с машин БД-200 является ее высокая равномерность по линейной плотности на коротких отрезках благодаря сложению волокнистых потоков в камере машины.

Ведущие трикотажные объединения Европы имеют следующий перечень требований для поставщиков пряжи из 100 %-ного хлопка:

Параметр качества пряжи, текс Отклонение линейной плотности от ±1, номинальной, % Коэффициент вариации по массе не более, % кручений/метр (-50%) на приборе типа «Устер», не более приборе типа «Устер», не более приборе типа «Устер», не более не менее не менее Коэффициент вариации по разрывной нагрузке, % Число пороков по прибору «Устер Сред.100 Сред. 150 Сред. Классимат» А1/В1/С1/01 на 100км Макс. 200 Макс. 250 Макс. Число пороков по прибору «Устер Сред.3 Макс. Сред.4 Макс. Сред.5 Макс.

100 км «Устер Классимат» на 100 км Число пороков Н2/12 по прибору Макс. 3,5 Макс. 3,5 Макс. 3, «Устер Классимат» на 100 км По принятым планам прядения вырабатывают пряжу линейной плотности 29,4 и 25 текс на кольцевых и пневмомеханических прядильных машинах.

Заправочные параметры на трепальных, чесальных и ленточных машинах и линейную плотность холста и лент выбирают одинаковой для принятых планов прядения. Для планов прядения с использованием кольцевых прядильных машин можно предусмотреть один ровничный переход.

По переходам проверяют линейную плотность полуфабрикатов и пряжи.

Линейную неровноту пряжи исследуемых вариантов по массе 100-метровых отрезков определяют по стандартной методике. При определении коэффициента вариации пряжи на приборе «Устер» устанавливают чувствительность ± или ±100%, скорость пропуска пряжи - 50-100 м/мин. Диаграммы записывают при скорости пропуска пряжи 50 м/мин, а скорость диаграммной бумаги - см/мин. При записи спектрограмм, для исследования широкого диапазона волн, пряжу каждого варианта пропускают со скоростью 8 и 200 м/мин. Полученные результаты сравнивают по вариантам и с нормативами.

Градиент неровноты пряжи по линейной плотности строят, переключив тумблер прибора «Устер» на «инертные» испытания. В этом случае скорость пропуска пряжи через прибор - 2, 4, 8, 25, 50, 100 и 200 м/мин. В табл. приведено соответствие скорости пропуска пряжи длине волны.

При каждой скорости пропуска испытание повторяют пять раз, а затем данные по коэффициентам вариации пряжи усредняют.

На разрывной машине РМ-3-1 определяют прочность пряжи, для всех вариантов строят диаграммы распределения исследуемого признака и сравнивают полученные результаты.

Показатели соответствующа я полученному коэффициенту вариации, мм ь прибора, % время пропуска пряжи, мин 1. Указать основные причины образования неровноты по линейной плотности пряжи с кольцевой и пневмомеханической прядильных машин.

2. Дать планы прядения и заправочные расчеты машин при выработке пряжи линейной плотности 29,4 и 25 текс.

3. Рассчитать линейную и квадратическую неровноту пряжи 29,4 и 25 текс, сравнить полученные результаты по вариантам и с нормативными данными.

4. Привести усредненные спектрограммы пряжи с кольцевой и пневмомеханической прядильных машин, проанализировать причины расхождения сравниваемых спектрограмм.

5. Построить графики градиентов неровноты пряжи с кольцевой и пневмомеханической прядильных машин, сделать выводы по приведенным графикам градиентов неровноты пряжи по линейной плотности.

6. Построить диаграммы распределения прочности пряжи с кольцевой и пневмомеханической прядильных машин и сделать выводы по приведенным результатам.

7. Сделать общие выводы по характеру и уровню изменения неровноты пряжи с кольцевой и пневмомеханической прядильных машин.

Контрольные вопросы 1. Каковы основные причины образования неровноты по линейной плотности пряжи на кольцевой и пневмомеханической прядильных машинах?

2. В чем отличие физико-механических показателей пряжи с кольцевой прядильной машины и машины БД-200?

3. В каком диапазоне длин волн пряжи проявляется выравнивающее действие сложения (сгущения) в камерах машины БД-200?

4. Что характеризует график нормированной спектральной плотности пряжи с машин БД-200?

5. Чем отличаются диаграммы распределения относительной прочности пряжи, выработанной на кольцевой и пневмомеханической прядильных машинах?

ЗАДАЧИ

1. Определить причину увеличения амплитуды на длине волны = 243 см по спектрограмме чесальной ленты, если d с.б= 670;

d гл. б = 1270; d пл.в = 70; d в.л/у = 50; а егл. б-сб = 0,04; ес.б.-пл. в = 1,1;

епл.в.-в.л/у = 1,05 (d - диаметр рабочего органа, мм; е - частная вытяжка).

2. По спектрограмме чесальной ленты определить причину образования периодической волны длиной = 15,7; 18,4; 23,1 см, диаметры рабочих органов и вытяжки указаны в задаче 1.

3. По спектрограмме ленты с ленточной машины определить рабочий орган, создающий периодическую волну длиной = 10,8; 79,8; 147; 172,5, если dц1 = 51; dц2 = 24,5; dц3 = 19; dц4 = 34,7; dц5 = 35;

dв1 = dв2 = dв3 = dв4 = 41, а е4-5 = 1,7; е2-3 = 7,5; е1-2 = 1; епл.в-1 = 1,05 (d - диаметр рабочего органа, мм; е - частная вытяжка).

4. Определить индекс неровноты холста с трепальной машины, если фактический коэффициент вариации холста равен 6,5%, линейная плотность волокна 200 мтекс, холста 400 ктекс.

5. Определить индекс неровноты ленты с ленточной машины, если фактический коэффициент вариации ленты равен 5%, линейная плотность волокна мтекс, ленты 4 ктекс.

6. Определить индекс неровноты ровницы с ровничной машины, если фактический коэффициент вариации ленты равен 10%, линейная плотность волокна мтекс, ровницы 400 текс.

7. Определить индекс неровноты пряжи с машины БД-200, если фактический коэффициент вариации пряжи равен 16%, линейная плотность волокна 200 мтекс, пряжи 25 текс.

8. Определить коэффициент изменения индекса неровноты ленты с ленточной машины, если фактический коэффициент вариации чесальной ленты равен 4,5%, а ленты с ленточной машины—5,5%, общая вытяжка на ленточной машине Е=6.

9. Определить коэффициент изменения индекса неровноты ровницы с ровничной машины, если фактический коэффициент вариации ленты с ленточной машины равен 5,5%, а ровницы—10%, общая вытяжка на ровничной машине Е=10.

10. Определить коэффициент изменения индекса неровноты пряжи с машины БД-200, если фактическая неровнота ленты с ленточной машины равна 5,5%, а неровнота пряжи—16%, общая вытяжка на машине Е=150.

11. Определить коэффициент изменения индекса неровноты пряжи с кольцевой прядильной машины, если фактическая неровнота ровницы равна 10%, а неровнота пряжи—20%, общая вытяжка на прядильной машине Е=16.

12. Найти абсолютную величину квадратической неровноты от вытягивания и коэффициент дополнительной неровноты от вытягивания на ленточной машине, если коэффициент вариации чесальной ленты равен 4,5%, а ленты с ленточной машины—5,5%, линейная плотность волокна 200 мтекс, чесальной ленты 4,0 ктекс и общая вытяжка на ленточной машине Е=6.

13. Найти абсолютную величину квадратической неровноты от вытягивания и коэффициент дополнительной неровноты от вытягивания на ровничной машине, если фактический коэффициент вариации ровницы равен 10%, а ленты с ленточной машины—5,5%, линейная плотность волокна 200 мтекс, ленты 4,0 ктекс и общая вытяжка на ровничной машине Е=10.

14. Найти абсолютную величину квадратической неровноты от вытягивания и коэффициент дополнительной неровноты от вытягивания на кольцевой прядильной машине, если коэффициент вариации пряжи равен 20%, ровницы— 10%, а общая вытяжка на прядильной машине Е=16.

15. Найти абсолютную величину квадратической неровноты от вытягивания и коэффициент дополнительной неровноты от вытягивания на прядильной машине БД-200, если коэффициент вариации пряжи равен 16%, ленты—5,0%, а общая вытяжка на машине Е = 160.

16. Определить уровень неровноты пряжи с кольцевой прядильной машины, если фактическая неровнота пряжи равна 25%, линейная плотность пряжи 25 текс, волокна 200 мтекс, а квадратическая неровнота волокон по площади их поперечного сечения равна 35%.

17. Определить уровень неровноты пряжи с прядильной машины БД-200, если фактическая неровнота пряжи 16%, линейная плотность пряжи 25 текс, волокна мтекс, а квадратическая неровнота волокон по площади их поперечного сечения равна 35%.

18. Найти коэффициент изменения неровноты чесальной ленты, если фактическая неровнота чесальной ленты и холста соответственно равны значениям, приведенным в табл.41.

Коэффициент вариации чесальной 19. Определить гипотетическую неровноту продуктов прядения, обусловленную эксцентричностью выпускной пары вытяжного прибора прядильной машины, если диаметр валика dв = 28, цилиндра dц= 25 мм; средняя длина волокна t = 28 мм; общая вытяжка на машине Е = 16, эксцентриситет цилиндра ец= 0, мм, а валика ев = 0,04 мм.

ГЛАВА III

РАЗРЫХЛЕНИЕ, ОЧИСТКА И СМЕШИВАНИЕ

ХЛОПКОВЫХ ВОЛОКОН

Поступающее на предприятие хлопковое волокно в кипах спрессовано, и его следует прежде всего разрыхлить. Необходимо стремиться к возможно высокой степени разрыхления, что обеспечивает лучшую очистку волокна на машинах последующих переходов.

Современные разрыхлительно-трепальные агрегаты более полно разрыхляют хлопок, лучше перемешивают компоненты смески, более совершенно очищают хлопок от сорных примесей, создают непрерывность производственного потока от кипы хлопка до образования холста или волокнистого потока, автоматически регулируют поток хлопка, лучше выравнивают холст и обеспечивают большую производительность.

Разрыхление и очистка волокнистого материала от сорных примесей должны рассматриваться как два непрерывно связанных и влияющих друг на друга процесса, включающих несколько последовательных стадий. Необходимым условием эффективной очистки сырья при минимальном повреждении волокон является обеспечение высокой степени его разрыхления до поступления на очистители, так как последние могут эффективно удалять лишь те сорные и жесткие примеси, которые находятся на поверхности клочков хлопка.

Разрыхление и очистка волокнистого материала осуществляются на всех машинах поточной линии, начиная непосредственно с кипного рыхлителя и заканчивая чесальной машиной. Современные разрыхлители можно разделить на две основные группы.

К первой группе относятся разрыхлители, обрабатывающие волокнистый материал в свободном состоянии и включающие разрыхляющие барабаны, а также один или несколько съемных барабанов. При наличии под разрыхляющими барабанами колосниковых решеток и камер для сбора отходов они одновременно выполняют функции очистителей. Такие машины выпускаются в различных вариантах многими машиностроительными фирмами.

При обработке волокна в свободном состоянии благодаря действию главным образом центробежных сил из волокнистого материала удаляются тяжелые включения, относительно слабо связанные с волокнами (семена, кусочки листьев, крупные сорные примеси и т.п.). Как правило, очистка в свободном состоянии предшествует обработке волокна в зажатом состоянии. Это позволяет отделить крупные примеси до того, как они будут размельчены ударами рабочих органов машин, производящих более интенсивное разрыхление хлопка в зажатом состоянии, что затруднило бы их последующее удаление.

Машины, обрабатывающие хлопок в зажатом состоянии и включающие только один разрыхляющий барабан, составляют вторую группу оборудования для разрыхления и очистки волокнистого материала и предназначены главным образом для отделения незрелых и коротких волокон, а также мелких сорных примесей, удерживаемых на поверхности волокон. Кроме того, эти машины могут отличаться от предыдущих гарнитурой барабана, а также способом подачи и зажима разрыхляемого слоя волокон. Они отличаются простотой конструкции и применяются в составе практически всех разрыхлительно-трепальных агрегатов.

Однако в каждом конкретном случае конструктивные особенности машины и режим ее работы должны подбираться в соответствии с характером перерабатываемого сырья и требуемой интенсивностью разрыхления.

При переработке химических волокон и смесей хлопкового и химических волокон применяют машины, отдельные узлы которых несколько изменены.

При изучении разрыхлительно-трепальных машин со студентами проводят собеседование о назначении и роли этих машин в хлопкопрядильном производстве, о составе машин, входящих в разрыхлительно-трепальный агрегат, в зависимости от сорта перерабатываемого хлопка, длины волокна и способа сбора хлопка. В собеседовании должно быть уделено особое внимание соблюдению правил техники безопасности при работе на машинах.

В ходе собеседования устанавливают, что назначение разрыхли-тельнотрепального агрегата заключается в разрыхлении, смешивании и очистке хлопка от сорных примесей и получении ровного и чистого холста определенной толщины (номера). На стендах в лаборатории можно ознакомиться с угарами, выделяющимися из-под различных органов разрыхлительно-трепальных машин.

В современных разрыхлительно-трепальных агрегатах процессы разрыхления, смешивания и очистки объединены в непрерывный процесс.