Повышение износостойкости рабочей поверхности прядильных камер пневмомеханических прядильных машин

Пневмомеханическое прядение занимает важное место в текстильном производстве. В отличие от кольцевого способа прядения, пневмомеханический способ обеспечивает более высокую производительность труда и оборудования, но в практике эксплуатации пневмомеханических прядильных машин отмечается пока высокая обрывность и пониженная прочность вырабатываемой пряжи, велики потери на ремонт и техническое обслуживание пневмомеханических прядильных машин.

Повышение производительности пневмомеханических прядильных машин и снижение себестоимости выпускаемой на них пряжи проводится, в основном, за счет увеличения скорости вращения прядильной камеры и за счет добавления синтетических волокон в смеску. Оба пути приводят к ужесточению условий работы прядильного устройства, к его интенсивному изнашиванию и преждевременному выходу из строя.

По данным А. И. Григорьева, Н. Е. Денисовой, Г. М. Рябичевой, Г. М. Травина почти 90% всех отказов на машине типа БД-200 приходится на отказы прядильных устройств, причиной которых являются разладки, засорение, износ и поломки.

При переработке хлопкового волокна интенсивность изнашивания рабочих поверхностей камеры минимальная, канавки износа удаляются шлифованием при ремонте прядильного устройства. В тех случаях, когда в состав перерабатываемой пряжи входят синтетические волокна, интенсивность изнашивания резко возрастает, канавки износа так глубоки, что не могут быть удалены при ремонте, а иногда канавка прорезает прядильную камеру насквозь еще до наступления срока планового ремонта. Износ меняет геометрические параметры камеры и приводит к изменению физико-механических свойств нити. Кроме того, в канавке износа легче откладываются и труднее удаляются продукты загрязнений, что влияет на свойства пряжи и на обрывность.

Исследования проводились на машинах, прядильные камеры которых работают в наиболее тяжелых условиях. Это в первую очередь машины, вырабатывающие камвольную и меланжевую пряжу. В процессе пневмомеханического прядения на формирующей поверхности прядильной камеры уже через 40-^50 часов работы появляется канавка износа, видимая невооруженным глазом. Вначале форма канавки износа имеет вид пунктирной линии, что свидетельствует о прерывистом движении пряжи в камере. Неравномерность движения пряжи обуславливается вариацией параметров процесса прядения, в частности, неровнотой пряжи, и, в соответствии с этим, изменением скорости движения точки съема.

В процессе изнашивания размеры поперечного сечения канавки увеличиваются, поверхность же канавки исполняет роль формирующего желоба. Происходит изменение условий формирования пряжи. Теперь сама нить располагается в канавке, а настил поступающих волокон происходит поверх канавки. Соединение всех волокон в нить происходит за счет крутки, когда отдельные волоконца нити при повороте ее вокруг оси цепляют другие волокна настила и стягивают их в пряжу. Роль формирования нити за счет группирования отдельных предварительно сориентированных волокон в формирующем желобе камеры, в этот период уменьшается. При увеличении ширины канавки износа до размеров сопоставимых с толщиной получаемой пряжи (0,5 диаметра нити) повышается обрывность, ухудшаются физико-механические свойства пряжи. Тонкостенные камеры БД-200 зачастую прорезаются канавкой износа насквозь, и тогда слышен характерный свист выходящего через прорезанную щель сжатого воздуха.

Канавка износа ухудшает условия самоочистки прядильной камеры и стимулирует рост загрязнений. Часто крупные соринки заклинивают в канавке и пряжа получает муаровый эффект.

Таким образом, предметом исследования является процесс износа прядильных камер пневмомеханических прядильных машин при выработке меланжевых и камвольных пряж и конструкторско-технологические методы, обеспечивающие повышение долговечности нитепроводящих деталей.

Таблица 1.1.

Общие условия исследования, техническая характеристика исследуемых пневмомеханических прядильных машин.

Марка оборудования Состав перерабатываемого продукта Частота вращения камеры, мин Линейная плотность пряжи, текс хлопок синтетич. волок. шерсть синтетич. волок.

БД-200М69 80% 20% 30 000 29,4.

БД-200РЦ 80% 20% 30 000 29,4.

БД-200РЦЕ 75% 25% 45 000 50.

ППМ-240Ш 48% 52% 16 000 125.

ППМ-240Ш2 60% 40% 20 000 100.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие основные задачи:

— провести сравнительный анализ методов повышения износостойкости и выбрать наилучший вариант;

— оптимизировать выбранный метод повышения износостойкости поверхности камеры;

— проанализировать причины и характер износа прядильной камеры в условиях переработки меланж и камвольной пряжи;

— проанализировать физические свойства и химический состав перерабатываемого продукта и рассмотрением изнашивающей способности различной пряжи;

— провести сравнительный анализ методов повышения износостойкости и выбрать наилучший вариант;

— оптимизировать выбранный метод повышения износостойкости поверхности камеры.

Новые научные положения отражаются в том, что должны выполнять следующие задачи:

— проведена экспертная оценка факторов, влияющих на износ пневмомеханических прядильных камер и их ранжирование;

— проведена оптимизация процесса глубокого анодирования с целью повышения износостойкости анодной пленки;

— установлено влияние магнитного поля на условие формирования оксидного слоя при гальванической обработке с целью задания пленки определенной толщины;

— установлена возможность формирования дисперсно-упроченного слоя на анодной поверхности под воздействием лазерного излучения слой повышенной износостойкости.

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

1. Исследованы особенности эксплуатации прядильных камер в условиях формирования смесовой пряжи.

2. Установлено преимущественное влияние на износ пневмомеханических прядильных камер в порядке их ранжирования: абразивные включения в сырье, химический состав обработки волокна и его физико-механические свойства, крашенное волокно (наличие красителя на поверхности), хлопковый воск и замас-ливатель (наличие поверхностного окислительного вещества), шероховатость поверхности камеры, линейная плотность, синтетические волокна в смеске, силы адгезии, крутка, длина волокна, частота вращения, диаметр камеры, скорость выпуска, статическое электричество, температурно-влажностный режим.

3. Установлено наличие связи между условного протекания процесса изнашивания при формировании пряжи и присутствующими абразивными частицами.

Экспериментально рассмотрены возможные методы повышения износостойкости применительно к алюминиевым сплавам, их преимущества и недостатки.

Для процесса глубокого анодирования получены уравнения регрессии. у=45,64+13,34×1+7,64×2+7,56хз-2,91×1×2−8,89×1хз+13,61×2хз у* =0,72+0,04х j+0,06×2+0,03×3+0,04х i х2+0,02х j x3+0,05xi х2×3.

После упрощения получаем уравнения регрессии в натуральном виде:. у =-34,97+0,97т+1,84J+0,33 c-0,06xJ+1,21 Jc-0,04tc у=0,42+0,0013t+0,06J+0,04c-tJ-tc-Jc+tJc, где т — время анодирования, J — плотность тока, с — концентрация щавелевой кислоты в электролите.

6. Для повышения износостойкости прядильных камер рекомендуется метод глубокого анодирования в сернокислом электролите с постоянной плотность тока 4 А/дм2. Время анодирования 60 мин.

7. Разработана новая технология получения анодной плёнюг заданной толщины в определенном месте под действием магнитного потока.

8. Рассчитан коэффициент износа для упрочненной поверхности: анодирование кср= 0,85 10″ 5, глубокое анодирование кср.= 0,79 10″ 5, лазерное анодирование кср= 0,28'10″ 5.

9. Предложено комбинированное лазерное упрочнение алюминиевого сплава Д16, заключающегося в электрохимическом и лазерном воздействии, приводящее к образованию дисперсно-упрочения. Установлены оптимальные режимы лазерной обработки. Интенсивность лазерного излучения составляет 25 кВт/см2.

10. При элекгронографическом исследовании упрочненных поверхностей было установлено, что при лазерном воздействии происходит повышение износостойкости за счет образования кристаллической структуры в анодированном слое.

4.

5.