Разработка технологических параметров подготовки основных нитей для изготовления высокоплотных тканей на станке СТБ

В сложившейся экономической ситуации в России текстильное производство, как отрасль легкой промышленности, постепенно «сходит на нет». Борьбу за выживание ведет уже не отрасль, а каждое отдельно взятое предприятие своими силами старается выйти из тяжелого кризиса.

В условиях экономического кризиса возникает необходимость в совершенствовании технологического процесса подготовки нитей основы к ткачеству с целью получения конкурентноспособных тканей на отечественном технологическом оборудовании. Создание конкурентноспособных тканей для оставшихся в рабочем состоянии предприятий — это один из шансов «выжить» самим и не дать исчезнуть отечественному производителю с внутреннего рынка страны.

В технологии подготовки нитей основы к ткачеству известен ряд зарубежных патентов и авторских свидетельств, которые необходимо «брать на вооружение» отечественному текстильному производству для создания качественного сырья.

В отличие от значительного скачка в развитии ткацких станков совершенствование шлихтовального оборудования за рубежом происходит гораздо более медленными темпами. Исследовательские и конструкторские работы в области совершенствования шлихтовальных машин в основном направлены на внесение отдельных усовершенствований с целью повышения качества шлихтования основных нитей, улучшения условий труда и сокращения энергозатрат.

Многие фирмы (West Point) выпускают машины, оснащенные системами контроля шлихтования, включающими ЭВМ, дисплей и печатающие устройства.

В настоящее время накоплен большой отечественный и зарубежный опыт по разнообразному конструктивному оформлению клеильных аппаратов, сушильной части и накатной секции, учитывающий технологические особенности шлихтования основ разнообразного ассортимента из различных видов волокон.

Поэтому целью диссертационной работы является разработка путей совершенствования технологических процессов шлихтования для создания конкурентноспособных высокоплотных тканей на отечественном технологическом оборудовании, расширяющих ассортиментные возможности бесчелночных ткацких станков.

Актуальность диссертационной работы заключается в разработке технологии подготовки нитей основы на отечественном оборудовании для получения конкурентноспособных высокоплотных тканей, пользующихся спросом населения, как на внутреннем, так и на внешнем рынке.

Научная новизна работы заключается в следующем:

— теоретически доказана и экспериментально подтверждена необходимость использования усовершенствованной схемы заправки шлихтовальной машины ШБ-11/180-Л-ЗМ;

— установлены математические зависимости между свойствами мягкой пряжи, технологическими особенностями шлихтования и свойствами ошлихтованной пряжи;

— выявлена разница в натяжении нитей в шлихтуемом полотне основы при использовании усовершенствованной схемы заправки шлихтовальной машины;

— определены условия, при которых разница в натяжении нитей в разделенном на части шлихтуемом полотне основы сводится к нулю при соединении частей на первом и пятом сушильных барабанах;

— предложены формулы для расчета эквивалентного радиуса пор при различном количестве слоев нитей в поперечном сечении в пропиточной секции;

— предложена методика проведения испытания нитей на многократное истирание о бердо;

— предложена методика расчета истирающих воздействий берда на станке СТБ-180 при выработке тканей с различным количеством нитей по ширине сурового полотна;

— определены условия, согласно которым необходимо использовать усовершенствованную схему заправки шлихтовальной машины ШБ-11/180-Л-ЗМ.

Практическая ценность работы:

— проведены исследования нитей на многократное истирание о бердо в условиях, приближенных к условиям работы ткацкого станка, которые позволяют наиболее эффективно оценивать свойства пряжи к такого вида воздействиям;

— определена граница применения классической схемы заправки шлихтовальной машины ШБ-11/180-Л-ЗМ в зависимости от количества нитей на валах в пропиточной секции, с помощью которой можно выбрать конструктивно-заправочную линию (КЗЛ) шлихтовальной машины и провести подготовку нитей основы к ткачеству в оптимальном режиме;

— полученные математические корреляционные модели процесса подготовки нитей основы к созданию высокоплотной ткани арт. 38МХ позволяют прогнозировать влияние свойств мягкой пряжи и параметров шлихтования на свойства ошлихтованных нитей.

Автор защищает:

— усовершенствованную технологическую схему заправки шлихтовальной машины ШБ-11/180-Л-ЗМ;

— метод выравнивания натяжений в частях шлихтуемого основного полотна, основанный на строго-определенном расположении валов, осуществляющих последовательное разделение и соединение полотна основных нитей;

— формулы для расчета эквивалентного радиуса пор при различном количестве слоев нитей в поперечном сечении в пропиточной секции;

— математические зависимости свойств ошлихтованной пряжи от свойств мягкой пряжи и технологических параметров шлихтования;

— методику оценки нитей на многократное истирание о бердо в условиях, моделирующих реальное воздействие берда на основу со стороны кромок в процессе тканеформирования на ткацком станке;

— методику определения количества истирающих воздействий берда на основу на станке СТБ-180;

— рекомендации по процессу подготовки высокоплотных основ к ткачеству;

— результаты экспериментальных исследований подготовки нитей основы к ткачеству тканей с различным количеством нитей по ширине сурового полотна;

— результаты экспериментальных исследований применения различных технологических схем заправки шлихтовальной машины ШБ-11/180-Л-ЗМ для выработки одного и того же артикула ткани.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

1. Анализ литературных источников по теме диссертационной работы показал, что:

— добиться универсальности какого-либо шлихтовального оборудования можно путем разработки и внедрения дополнительных секций, совершенствующих процесс шлихтования и повышающих качество выходящего продукта;

— для выработки высокоплотных тканей процесс подготовки нитей основы к ткачеству необходимо проводить с разделением шлихтуемого основного полотна на части;

— при шлихтовании с использованием усовершенствованной схемы заправки шлихтовальной машины ШБ-11/180-Л-ЗМ необходимо добиваться равенства натяжений в частях основного полотна по всей ширине заправки во всех её зонах;

— совокупность нитей основы в шлихтуемом основном полотне следует рассматривать, как порисую систему, состоящую из гибких тонких стержней, а в поперечном сечении представляющую собойконтуры окружностей с пустотами — порами между ними.

2. В результате исследования усовершенствованной схемы заправки шлихтовальной машины, было установлено, что натяжение в разделенном на части основном полотне не одинаково.

3. Был разработан метод, позволяющий свести различие натяжений в частях основного полотна к нулю в момент соединения на первом сушильном барабане, основанный на строго определенном расположении валов, осуществляющих последовательно разделение и соединение основного полотна, друг относительно друга. Согласно пред.

— из ложенному методу, с помощью расчета можно определить расстояние, на которое необходимо сместить центры второй пары отжимных валов относительно разделительного вала, находящегося на ними, если угол обхвата одной из частей основного полотна этого вала составляет 90 градусов.

4. В ходе исследования натяжения в частях разделенного основного полотна на начальной стадии сушки, установлено, что в момент окончательного соединения на пятом сушильном барабане натяжение одинаково по всей ширине основного полотна, если до входа в зону пропитки натяжение по всей ширине полотна основы, также было одинаковым.

5. Оканчательно установлено, что в процессе разделения основного полотна часть, после первого разделения находящаяся «сверху» над другой частью, и при последующих разделениях должна занимать аналогичное положение.

6. На основе геометрии пористой структуры совокупности шлихтуемых нитей, рассматриваемых в поперечном сечении, была теоретически обоснована необходимость применения разделения основного полотна на части в технологическом переходе шлихтования.

7. В ходе расчета эквивалентного радиуса пор для одно-, двух-, трех-, четырехслойного расположения нитей основы в поперечном сечении на валах шлихтовальной машины было установлено, что:

— эквивалентный радиус пор (своеобразный аналог площади контакта поверхности нитей основы со шлихтой) не зависит от количества нитей, образующих пористую систему, а определяется количеством слоев или взаимным расположением нитей основы на валах шлихтовальной машины, а также зависит от радиуса основ, составляющих пористую систему.

8. Методом статистической обработки данных были получены линейные корреляционные многофакторные математические модели по шести исследуемым параметрам процесса шлихтования. Анализ полученных КМФМ позволил установить следующее:

— физико-механические свойства ошлихтованной пряжи в большей степени определяются свойствами мягкой пряжи;

— при создании высокоплотных тканей из хлопчатобумажной пряжи линейной плотности Т0=36 текс влажность пряжи не должна превышать 5%, а вязкость шлихты должна быть не меньше 1,3 кг/(мс);

— предварительное замачивание мягкой пряжи до шлихтования не дает улучшения свойств ошлихтованной пряже, следовательно, установка на шлихтовальной машине дополнительной секции, где будет происходить увлажнение полотна шлихтуемой основы до поступления в клеильный аппарат, не целесообразна.

9. Экспериментальное исследование шлихтования пряжи линейной плотности 36 текс с одним и тем же числом нитей в заправке на шлихтовальной машине ШБ-11/180-Л-ЗМ по классической и усовершенствованной схемам заправки показало, что разделение шлихтуемого основного полотна на части в пропиточной секции и за отжимными валами, улучшает весь комплекс физико-механических свойств пряжи, что подтверждает выводы, сделанные в теоретической части работы.

10. Предложена методика расчета предельного количества нитей основы в заправке на шлихтовальной машине ШБ-11/180-Л-ЗМ, по результатам которой можно выбрать схему конструктивно-заправочной линии шлихтовальной машины, осуществляющей подготовку основ к ткачеству любого артикула ткани. Согласно данной методике, при создании ткани с количеством нитей основы по ширине сурового полотна большим или равным предельному количеству нитей основы, процесс шлихтования необходимо проводить с разделением основного полотна на части в пропиточной секции, за отжимными валами и на начальной стадии сушки.

И. Выявлены причины, обусловливающие более высокие показатели стойкости нешлихтованной пряжи при испытаниях на истирание в петле по стандартной методике.

12. Предложена методика проведения испытаний на многократное истирание о бердо нитей основы, имитирующая истирающие воздействия берда на основу вдоль кромок в процессе прибоя уточины к опушке ткани на ткацком станке.

13. Предложена усовершенствованная методика расчета количества истирающих воздействий берда на нити основы в процессе ткане-формирования на ткацком станке СТБ, предусматривающая наличие в исходных данных: размаха берда, уработки ткани по основе, плотности ткани по утку и количества единовременно вводимых в зев уточин.

14. В результате сравнительного анализа расчетного количества истирающих воздействий берда на основу на станке СТБ с экспериментальными исследованиями на многократное истирание о бердо нитей основы, установлено, что в процессе шлихтования нити основы получают надёжный запас прочности к истирающим воздействиям берда.

15. В ходе исследования процесса подготовки основных нитей к ткачеству высокоплотных тканей на станке СТБ было установлено:

— снижение плотности нитей основы в заправке на шлихтовальной машине улучшает весь комплекс физико-механических свойств ошлихтованной пряжи при проведении процесса шлихтования классическим способом;

— процесс шлихтования улучшает физико-механические свойства пряжи по прочностным показателям: стойкость к разрыву, к многократным растяжениям, к многоцикловым истираниям о бердо, но образование защитного слоя шлихты на поверхности нити снижает процент разрывного удлинения нитей основы;

— пряжа, процент приклея которой в процессе шлихтования оказывается большим, более устойчива к разрывным нагрузкам, к многократным растяжениям пряжи и многоцикловым истирающим воздействиям берда;

— процесс шлихтования с применением усовершенствованной схемы заправки позволяет увеличить: а) разрывную нагрузку на 27,3% (при обычной заправке разрывная нагрузка пряжи после шлихтования увеличивается на 12,1%) — б) количество циклов на многократное растяжение в 6,9 раза (при обычной заправке шлихтовальной машины в 5, 5 раза) — в) величину приклея на 1,7%.

16. Экспериментально и теоретически доказана необходимость применения разделения основного полотна на части при шлихтовании и найдена граница применения усовершенствованной схемы заправки шлихтовальной машины ШБ-11/180-Л-ЗМ.

Рекомендации по работе.

1. В процессе подготовки нитей основы к ткачеству различных артикулов тканей, выбор схемы заправки шлихтовальной машины следует проводить, согласно предложенной в работе методике. Разработанный метод предусматривает расчет предельного количества нитей основы в заправке на шлихтовальной машине. Далее полученный показатель сравнивается с количеством нитей основы по ширине сурового полотна для каждого создаваемого артикула ткани:

— если он ниже или равен количеству нитей основы в суровом полотне, то процесс шлихтования необходимо проводить с разделением основного полотна на части в пропиточной секции, за отжимными валами и на начальной стадии сушки;

— если выше, то следует осуществлять подготовку нитей основы к ткачеству классическим способом.

2. Оценку стойкости нитей к истиранию следует проводить по предлагаемой в работе методике, приближающей условия исследований к реальным, когда движение берда в процессе формирования ткани на ткацком станке несет в себе истирающий фактор по отношению к нитям основы.

3. Для осуществления качественной подготовки нитей основы к ткачеству необходимо добиваться выполнения технологических требований о равномерности натяжения основного полотна по ширине заправки на шлихтовальном оборудовании. Расчет взаимного расположения валов., осуществляющих последовательное разъединение и соединение частей основного полотна, следует проводить по предложенному в работе методу (глава 2, раздел 1).