А) Кардная система прядения

Наиболее распространена обычная кардная система прядения, по которой вырабатывается большая часть хлопчатобумажной пряжи. В таблице 2.13 приведены этапы обработки, технологические процессы и оборудование, применяемые для переработки хлопкового волокна в пряжу по кардной системе прядения.

Табл.2.13.

Этапы обработки	Технологический процесс	Оборудование
Подготовка волокна к чесанию	Разрыхление/ смешивание / трепание / очистка	Разрыхлительно-трепальный агрегат, поточная линия «волокно-лента»
Получение ленты	Чесание	Чесальные машины
Выравнивание ленты и параллелизация волокон	Сложение/ вытягивание	Ленточные машины
Получение ровницы	Сложение / вытягивание	Ровничные машины
Получение однониточной пряжи	Сложение / вытягивание / кручение	Прядильные машины: кольцевая и пневматическая
Получение крученой пряжи	Трощение / кручение	Тростильные машины, прядильно-крутильные машины
Перематывание и упаковка пряжи	Перематывание	Бабинажные машины, мотальные машины

Последовательность переработки хлопка в пряжу по указанной системе прядения показана на рисунке 2.1.

Б) Гребенная система прядения

По гребенной системе вырабатывается пряжа малой линейной плотности или средней, но с повышенной прочностью. Для выработки такой (гребенной) пряжи используются тонковолокнистые сорта хлопчатника. По сравнению с кардной гребенная пряжа более прочная, ровная, гладкая и чистая. Чтобы получить такую пряжу, в процесс дополнительно добавляется гребнечесальный переход. На этом переходе волокна прочесываются гребнем (гребнечесание), в результате чего из продукта вычесываются и удаляются короткие волокна (очес). Лента, выходящая из гребнечесальной машины, состоит из длинных, ровных, хорошо распрямленных волокон, и поэтому пряжа получается высокого качества.

Для того чтобы процесс гребнечесания проходил без излишней потери длинных волокон и их повреждения, последние должны быть достаточно распрямлены, а продукт, поступающий на машину - равномерным. Поэтому лента с кардочесальных машин проходит дополнительно две подготовительные операции: соединение в холстики по 16-20 лент и вытягивание (утонение) холстиков. Гребенная система имеет последовательность переработки, представленную в нижеприведенной таблице 2.14 и рис 2.2.

В) Аппаратная система прядения

По аппаратной системе прядения вырабатывается рыхлая пушистая пряжа с невысокой прочностью, к качеству этой пряжи предъявляются пониженные требования. В качестве сырья используются волокна различной длины, большое количество отходов (угаров), а также смеси из различных волокон. В последнем случае разрыхление и трепание компонентов иногда ведется раздельно, а затем идет смешивание с одновременным замасливанием волокон.

Характерной особенностью аппаратной системы является то, что утонение продукта после чесания происходит не в процессе его вытягивания, а делением ватки (прочеса) на отдельные ленты и получением из них ровницы при слабом ссучивании лент. Чесание при этой системе проводят на чесальных аппаратах, которые включают 2-3 перехода кардочесания и ровничную каретку. Полученная ровница передается на прядильную машину. В ровнице, полученной на чесальном аппарате, волокна слабо распрямлены, что и обусловливает рыхлую структуру пряжи.

Последовательность переработки волокна по аппаратной системе прядения приведены в таблице 2.15.

Табл. 2.14.

Этапы обработки	Оборудование	Получаемый продукт
Разрыхление / трепание	Разрыхлительно-трепальный агрегат	Холст
Чесание	Чесальные машины	Лента чесальная
Выравнивание ленты и параллелизация волокон	сложение / вытягивание	Ленточные машины
Подготовка к гребнечесанию	Лентосоединительная и холстовытяжная машины	Холстик
Гребнечесание	Гребнечесальные машины	Лента гребенная
Изготовление равномерной ленты	Ленточные машины (2-3 перехода)	Лента
Изготовление ровницы	Ровничные машины (1 или несколько переходов)	Ровница
Изготовление пряжи - прядение	Прядильные машины	Пряжа

Табл. 2.15

Этапы обработки	Оборудование	Получаемый продукт
Разрыхление и трепание отдельных видов сырья	Разрыхлительно-трепальные установки в зависимости от видов сырья	Масса разрыхленного сырья
Смешивание	Изготовление настилов из компонентов вручную или механически	Смесь волокон
Чесание и получение ровницы	Чесальный аппарат	Ровница
Изготовление пряжи	Прядильная машина	Пряжа

 

Рис. 2.1. Схема производства в кардной системе прядения хлопка

 

Рис. 2.2. Схема производства в гребенной системе прядения хлопка

 

Лекция 2

Разрыхление и трепание волокна

В кипах волокна сильно спрессованы и потому плотно соединены между собой и с сорными примесями. Волокна даже в одной кипе неравномерны по своим свойствам, тем более они различаются в разных партиях, составляющих смесь. Чтобы подготовить хлопок для последующей переработки, его подвергают разрыхлению, очистке, смешиванию и трепанию.

Таким образом, назначение разрыхлительно-трепального перехода в следующем:

- разделение спрессованной массы волокон из кип на мелкие клочки;

- выделение сорных примесей и волокон, не пригодных для прядения;

- смешивание волокон;

- создание равномерного потока хлопка в виде холста или рыхлой массы.

Рис.2.3. Кипы хлопка

Разделение массы волокнистого материала на клочки достигается сначала расщипыванием его иглами решеток, а затем ударами рабочих органов разрыхлительно-трепальных машин. Удаление сорных примесей происходит также ударами рабочих органов по клочкам хлопка и отсосом их воздухом.

Перемешивание волокнистой массы происходит за счет равномерной подачи компонентов смеси (хлопка из различных кип) в машины, многократным переваливанием массы хлопка в камерах машины или накладыванием нескольких слоев один на другой. Для создания равномерного потока хлопка на трепальных машинах имеются специальные механизмы.

К процессу разрыхления и трепания предъявляются следующие требования:

- высокая степень очистки хлопка от сорных примесей;

- хорошее смешивание волокон;

- отсутствие зажгучивания волокон и создание продукта (холста) большей равномерности, так как из неравномерных холстов трудно получить ленту и затем пряжу хорошего качества.

Разрыхлительно - очистительный агрегат высокой очистительной способности

На рис. 2.4 показана схема разрыхлительно- очистительного агрегата для переработки смесей хлопкового волокна с повышенным содержанием сорных и жестких примесей.

Основная часть агрегата состоит из восьми кипоразрыхлителей РКА-2Х 1, подающих волокно в дозирующие бункеры ДБ-1 3, оснащенные быстроходными конденсорами КБ-3 2.

Дальнейшая обработка волокон происходит на головном питателе ПГ- 5 4 с быстроходным конденсором КБ-3 2, наклонном очистителе ОН-6-3 5, осевом двухбарабанном очистителе ЧО 6 и наклонном очистителе ОН-6-4 7 с конденсером КБ-4 2. Затем волокно с помощью пневматического распределителя волокон РВП-2 8 поступает на трепальную машину МТ 9, где происходит окончательная очистка волокон от сорных примесей и формирование холста.

При бункерном питании чесальных машин применяются бесхолстовые трепальные машины ТБ–3 или МТБ, на которых волокно пневматическим распределителем направляется в резервные питатели ПРЧ–2, а из них системой бункерного питания распределяется по кардочесальным машинам.

Рис. 2.4. Схема разрыхлительно - очистительного агрегата для переработки средневолокнистого хлопка

Направления развития разрыхлительно-очистительного оборудования

Анализируя принцип работы машин различных фирм, можно сформулировать основные тенденции развития разрыхлительно-очистительного оборудования в мире:

1. Уменьшение количества машин по сравнению с устаревшими агрегатами за счет усовершенствования очистителей и фактического совмещения в них функций разрыхления и очистки в большей степени, чем ранее. Так в настоящее время, вместо трех очистительных машин (двух наклонных очистителей и осевого чистителя), горизонтального разрыхлителя, бесхолстовой трепальной машины и резервного питателя чесальных машин, в современных поточных линиях используется два очистителя, обеспыливающая машина, а также в ряде случаев и отделитель посторонних примесей;

2. Применение автоматических кипных питателей с отбором клочков волокон сверху, что позволяет повысить производительность оборудования и в большей степени управлять процессом по сравнению с машинами, реализующими отбор снизу. Использование питателей-смесителей допускается только для подачи регенерированных волокон, при малом объеме партии или для введения в смесь малого количества одного из компонентов;

3. Осуществление разрыхления и очистки волокна преимущественно в свободном состоянии, а также использование новых видов гарнитур для данного типа оборудования, особенно пильчатой, что позволяет уменьшить повреждение волокон и лучше подготовить материал к кардочесанию;

4. Применение более сложных и совершенных смесовых машин:

- камерных машин без устройств дозирования при переработке волокон одного вида;

- машин или агрегатов с устройствами дозирования весового или другого типа при переработке разнородных волокон;

• применение машин или устройств для отделения посторонних частиц инерционно-аэродинамическим способом или с использованием автоматических систем;

• применение обеспыливающих устройств или машин, особенно для пневмомеханического прядения.

5. Распространение бесконденсорных систем транспортирования материала между машинами, что позволяет уменьшить количество пороков волокна.

Выбор оптимального состава разрыхлительно-трепального агрегата

До настоящего времени состав и последовательность машин в поточной линии определялись опытным путём. Разработан метод научно обоснованного выбора оптимальной последовательности и числа машин в составе очистительной линии.

В основе метода лежит формула, предложенная Ф.Лейфельдом (Trutschler, Германия), для расчета ожидаемого эффекта очистки (%) машинами агрегата.

Эта формула устанавливает зависимость между двумя показателями: эффектом очистки и содержанием сорных и жестких примесей.

При переработке смесей хлопка с засоренностью от 0 до 7% данная зависимость имеет линейный характер:

Э = 10МСТР,

где: М - машинный фактор, зависящий от конструктивных особенностей очистительной машины, (М = 0,5 ...1,5);

М′ - показатель очистительной способности машины (показывает, на сколько процентов изменится эффект очистки хлопка от сорных примесей при изменении засоренности хлопка на входе в очи­стительную машину на 1%):

М = М′/10;

С - сырьевой фактор, зависящий от совокупности свойств хлопко­вого волокна, климатических и технологических условий сбора хлопка и производства пряжи, состава очистительной линии и способа рыхления хлопка из кип (коэффициент имеет значение от 0,5 до 1,5);

Т - содержание сорных примесей (засоренность) хлопкового волок­на на входе в очистительную машину, %;

Р - фактор производительности агрегата. При обычном уровне производительности (350 кг/ч) он принимается равным единице.

А.Г.Севостьянов для определения необходимого количества очистительных кaмep предложил использовать зависимость эффекта очистки для i-й камеры от доли Р, характеризующей разъединение клочков:

Е_0i = E₀₁/(1 + P)^i-1,

где E₀₁ - эффект очистки первой камеры, %.

Лекция 3

ЧЕСАНИЕ ВОЛОКНА

После разрыхления, смешивания и трепания смесь хлопка содержит еще часть сорных примесей, волокна полностью не отделены одно от другого, перепутаны и составляют отдельные небольшие клочки. Дальнейшее трепание не позволяет полностью разделить волокна и подготовить хлопок для дальнейших технологических операций изготовления пряжи. Поэтому следующим переходом является процесс чесания волокна.

В процессе чесания происходит разделение клочков хлопка на отдельные волокна; очистка хлопка от оставшихся в нем сорных примесей и частичное удаление коротких волокон; частичное выпрямление и параллелизация волокон и, наконец, утонение продукта, и формирование ленты.

Выполнение этих задач происходит за счет использования в чесальных машинах специальной гарнитуры - пильчатой металлической ленты с зубцами или эластичной ленты с гибкими тонкими иглами. Взаимодействуя между собой и с волокнистой массой, рабочие органы, обтянутые указанной гарнитурой, растаскивают волокна из клочков, отделяют их от сорных примесей, в том числе и цепких, и располагают волокна более или менее параллельно в выходном продукте - чесальной ленте.

Чесальный переход оказывает большое влияние на дальнейший процесс изготовления пряжи, так как именно здесь формируется почти готовый полупродукт. Кроме того, на этом процессе заканчивается удаление сорных примесей, и все оставшиеся волокна попадают уже в пряжу. Таким образом, основная задача процесса чесания - это получить продукт - чесальную ленту с минимальным количеством сорных примесей, с высокой степенью разъединенности комплексов и хорошим распрямлением и параллелизацией волокон, а главное, высокой ровнотой ленты.

На прядильных фабриках применяются в основном шляпочные чесальные машины. Применяются также валичные чесальные машины.

Шляпочные чесальные машины

В холстах, полученных с однопроцессных трепальных машин, остается до 40 % сорных примесей и пороков, содержащихся в хлопке (частичек листа хлопчатника, коробочек, стебельков, незрелых семян) и пороков хлопка (кожицы с волокном, завитков, жгутиков и др.). К массе холста эти примеси составляют от 2,5 до 5 % в зависимости от засоренности хлопка. Для удаления посторонних примесей из хлопка необходимо разъединить волокна. Эту операцию нельзя выполнить на трепальных машинах. Для разъединения клочков волокон нужны машины, приспособленные к выполнению операций распутывания. Процесс расчесывания клочков хлопка производится на чесальных машинах. Процесс кардочесания является одним из важнейших процессов в прядильном производстве.

Сущность процесса кардочесания заключается в разъединении волокон, в вычесывании мелких и цепких примесей и пороков волокон, а также в частичной ориентации волокон.

Процесс кардочесания осуществляется с целью обеспечения индивидуального движения волокон в вытяжных приборах ленточных и других машин и получении равномерного продукта и пряжи при ее формировании.

В настоящее время известен один способ кардочесания - механический, в котором на клочки и пучки волокон действуют с противоположных сторон две кардные (игольчатые, цельнометаллические зубья) поверхности. При параллельном расположении игл (зубьев) на кардных поверхностях и их относительном движении осуществляется процесс кардочесания волокон.

Конструкция чесальных машин существенно зависит от свойств перерабатываемого волокнистого материала: в хлопкопрядении применяют шляпочные чесальные машины, для других натуральных волокон - валичные, для химических волокон - те и другие.

В зависимости от диаметра главного барабана различают шляпочные чесальные машины:

- малого габарита ЧММ-450-4, ЧММ-14 для переработки средневолокнистого хлопка и химических волокон в кардной системе прядения и ЧММ-14Т для переработки тонковолокнистого хлопка и химического волокна в гребенной системе прядения;

- нормального габарита ЧМ-50 и ЧМ-60 для переработки средневолокнистого и тонковолокнистого хлопка и химических волокон в кардной и гребенной системе прядения.

Малогабаритные чесальные машины могут иметь два главных барабана и называются двухбарабанные.

Перечисленное оборудование выпускает Ивановский завод чесальных машин.

Чесальные машины ЧММ-14, ЧММ-14Т, ЧМ-50, ЧМ-60 могут использоваться при холстовом и бесхолстовом способах питания.

Чесальные машины фирм: «Плат Сако Ловел», «Кросрол» (Англия), «Шуберт и Зальцер» (Германия), «Трючлер» (Германия), «Ритер» (Швейцария), «Марцоли» (Италия), «Холингсворт» (США) работают преимущественно при бесхолстовом питании и автоматическом регулировании линейной плотности чесальной ленты.

Устройство и работа шляпочной чесальной машины ЧММ450- 4

На чесальных машинах осуществляется процесс кардочесания, т. е. разъединение спутанных волокон, удаление примесей и коротких волокон, частичное распрямление волокон и их ориентация. Одновременно с этим на чесальных машинах происходит дальнейшее смешивание волокон, значительное утонение поступающего холста с преобразованием его в ленту и выравнивание обрабатываемого продукта по линейной плотности. В результате этого обеспечивается нормальное протекание следующего за кардочесанием процесса вытягивания и получение чистой пряжи.

Шляпочные чесальные машины имеют следующие основные рабочие зоны:

1. зона питания и предварительного чесания;

2. зона основного чесания;

3. зона съемного барабана и формирования чесальной ленты;

4. зона формирования выходной паковки (таза с лентой).

Технологический процесс на шляпочной чесальной машине ЧММ-450-4 осуществляется следующим образом: холст 1 укладывается на холстовой валик 2, который раскатывает его и подает на столик 3 (рис. 3.1). При помощи питающего цилиндра 4 холст подается к приемному барабану 6. Приемный барабан осуществляет предварительное чесание. Для усиления предварительного расчесывания холста на машине установлен второй приемный (передающий) барабан 7. Подаваемый питающим цилиндром холст вначале расчесывается первым приемным барабаном, затем отдельные комплексы передаются на второй приемный барабан, имеющий такой же диаметр и параллельное расположение гарнитуры. Передаче волокон способствует закладной нож 23. Таким образом, усиленное предварительное чесание и очистка волокон от посторонних примесей на машине ЧММ-450-4 достигается сочетанием работы двух приемных барабанов и установкой под вторым приемным барабаном рабочего 9 и чистительного (съемного) 8 валиков. Со второго приемного барабана волокна переходят на главный барабан 10, т.к. расположение зубьев у барабанов перекрестное и скорость главного барабана больше скорости приемного барабана в 1,4- 2 раза.

Свободные кончики волокон, находящихся на главном барабане, под действием центробежной силы приподнимаются и приходят в соприкосновение с иглами шляпок 11, последние захватывают волокна и задерживают их. Концы волокон, находящихся на шляпках, прочесываются зубьями барабана и распрямляются. Таким образом, происходит энергичное, повторяемое несколько раз, разъединение пучков волокон и прочесывание их. Гарнитура главного барабана и шляпок расположена параллельно и скорость главного барабана в десятки тысяч раз больше, чем скорость шляпок.

При чесании волокон между главным барабаном и шляпками сорные примеси, освобождаемые при разъединении пучков, в основном остаются на шляпках. Поэтому очесывать барабан от застрявших в его гарнитуре сорных примесей и пороков хлопка приходится редко. Шляпки очищаются от очесов чистительной щеткой 12 и наматываются на валик непрерывно.

Поверхность главного барабана между приемным барабаном и шляпками закрыта металлической плитой (задним ножом) 21.

Передний нож 22 представляет собой стальную плиту, расположенную концентрично поверхности главного барабана. Он расположен между шляпками и съемным барабаном. От положения этого ножа зависит количество шляпочных очесов.

Расчесанные волокна с главного барабана частично переходят на поверхность съемного барабана 13. Переходу волокон способствует закладной нож 18. В зоне взаимодействия главного барабана со съемным происходит дополнительное расчесывание волокон, т.к. направление зубьев гарнитуры у двух барабанов параллельное. Главным в работе съемного барабана является съем и уплотнение прочесанного слоя волокон для дальнейшего формирования выходящей ватки–прочеса в ленту.

Так как скорость съемного барабана 13 значительно ниже, чем главного барабана, то на поверхности съемного барабана происходит значительное сгущение потока волокон (от 20 до 40 раз). Снятие прочеса со съемного барабана производится игольчатым гребнем 14, представляющим собой стальную пластину шириной 24 мм и толщиной 1,5 мм. Гребню сообщается большое число колебаний. Ватка-прочес направляется в лентообразующее устройство, состоящее из уплотняющей воронки 15 и плющильных валов 16, где он преобразуется в ленту округлого сечения. Полученная лента укладывается в таз 19 при помощи лентоукладчика.

Выпускные валики 17 лентоукладчика направляют ленту в канал верхней тарелки 18, где происходит ее укладка равномерными кольцами в таз. Таз 19 установлен на нижней тарелке 20 и вращается вместе с ней в обратном направлении, смещая кольца для равномерного заполнения таза.

Для обеспечения интенсивности процесса чесания и получения полуфабриката хорошего качества необходимо, прежде всего, правильно выбрать разводку (расстояние между основными рабочими органами.

Кроме разводки между основными рабочими органами, на интенсивность и эффективность процесса чесания влияет также правильный выбор профиля питающего столика, скоростной режим работы машины, плотность расположения игл или зубьев, состояние гарнитуры шляпок, главного и съемного барабанов, установка переднего и заднего ножей по отношению к главному барабану, толщины прочесываемого слоя.

Рис. 3.1. Технологическая схема чесальной машины ЧММ-450-4

Чесальные машины фирмы Trutzschler

Фирма Trutzschler выпускает чесальные машины Экстракард DК-803, DК-903, а также машины нового поколения марки ТС 03. Фирма занимает ведущее положение на современном рынке чесальных машин, поскольку машины отличаются возможностью легкого приспособления к меняющимся условиям производства, имеют простую, но массивную виброустойчивую конструкцию, допускающую работу с высокими скоростями, позволяют легко и быстро регулировать линейную плотность ленты и производительность. Чесальная машина ТС 03 вобрала в себя практически все современные технические новинки в области кардочесания и автоматического регулирования. Рассмотрев подробно ее конструкцию и работу, можно составить представление о современной технике кардочесания в целом.

Машина позволяет повысить производительность чесального оборудования до 30% по сравнению с предыдущими моделями и выйти на уровень производительности 150 кг/ч при сохранении качества на прежнем уровне. Если же производительность незначительно уменьшить, то можно достичь существенного повышения качества чесальной ленты. Это стало возможным за счет использования новейших элементов в зонах питания, чесания, съема волокон и формирования чесальной ленты. На машине произведена оптимизация узла приемных барабанов, увеличена зона основного чесания, кроме того, достигнута практически полная автоматизация работы и настройки машины.

Технологическая схема шляпочной чесальной машины марки ТС 03 представлена на рис. 3.2.

Волокнистый материал подается на чесальную машину от машин разрыхлительно-очистительного агрегата пневматически автопитателем 1. Бункерный питатель Directfeed работает по двухкамерному принципу. Клочки хлопковых волокон, находящиеся в первой камере 2, подаются питающим валиком 3 к разрыхлительному барабану 6. Быстровращающийся разрыхлительный барабан с игольчатой гарнитурой превращает волокнистый материал в мелкие равномерные клочки, которые сбрасываются в нижнюю камеру 7. Для равномерного зажима материала по всей ширине машины он подается к разрыхлительному барабану 6 в зажатом состоянии между питающим валиком 3 и подпружиненными желобами 5 (5 шт.).

Для изменения массы питающего слоя можно с помощью рычага изменить ширину второй камеры 7.

Рис. 3.2. Технологическая схема чесальной машины ТС 03 фирмы Trutzschler

Выравнивание волокнистого слоя по длине и ширине происходит в обоих бункерах автоматически. Это гарантирует равномерность волокнистого слоя и исключает случайную вытяжку между бункерным питателем и кардочесальной машиной, что позволяет снизить неровноту чесальной ленты.

Вентилятор 4 нагнетает воздух в камеру 7, очищает гарнитуру разрыхлительного барабана и транспортирует клочки волокон к узлу предварительного чесания Webfeed. Волокнистый материал уплотняется между питающим цилиндром 8, питающим столиком 28 и подпружиненными элементами Sensofeed 9 и подается в зону предварительного чесания.

Подпружиненные элементы и питающий столик прижимают волокнистый слой к питающему цилиндру равномерно по всей ширине, устраняя вытаскивание непрочесанных клочков волокон из бородки.

Десять подпружиненных элементов 9, расположенных по ширине волокнистого слоя, одновременно измеряют его толщину с высокой точностью.

При колебаниях массы прочеса, подпружиненные элементы отклоняются на различные углы, суммарный сигнал от них поступает в систему управления машиной, где преобразуется в необходимую частоту вращения питающего цилиндра 8 и питающего валика 3, таким образом, к приемному барабану 12 всегда поступает равномерный поток волокон. Сигнал от подпружиненных элементов является более приоритетным по сравнению с сигналом авторегулятора от лентоформирующей воронки.

Узел Sensofeed позволяет уменьшить неровноту слоя по массе на метровых отрезках, благодаря этому стало возможным устранить утолщения и подавать к узлу предварительного разрыхления Webfeed максимально равномерный холст. Два узла для отвода отработанного воздуха 10 дополнительно очищают волокнистый поток от пыли. В качестве дополнительной функции узел Sensofeed контролирует попадание в машину металлических примесей и утолщений и при их попадании сразу отключает машину.

Основным в работе узла приемного барабана является разрыхление волокнистого слоя, поступающего от питающего цилиндра, и очистка волокон от сора и пыли. Узел предварительного чесания Webspeed состоит из трех приемных барабанов 12,13,14 с различной гарнитурой, устройства очистки 16 и расчесывающих сегментов 15. Барабаны предварительно расчесывают волокнистый слой и подают к главному барабану более равномерный и тонкий поток волокон. Поэтому машина может работать при более высокой частоте вращения главного барабана с более тонкой гарнитурой и с меньшими разводками в рабочих зонах.

Последовательное разрыхление на трех приемных барабанах обеспечивает щадящую обработку волокон. Первый барабан 12 вращается значительно медленнее, чем приемный барабан в обычной кардочесальной машине. Это значительно уменьшает воздействие на волокна в критической точке зажима. При переработке хлопка первый барабан имеет короткие штифтовые иглы. Эти иглы бережно вычесывают волокнистый материал, подаваемый питающим узлом Sensofeed. Второй 13 и третий 14 барабаны с цельнометаллической пильчатой лентой дополнительно расчесывают клочки и формируют прочес. Неподвижные расчесывающие сегменты 15 производят переориентацию волокон на поверхности приемных барабанов и дополнительно расчесывают пучки волокон, что улучшает их параллелизацию. Волокно передается между барабанами за счет большей окружной скорости каждого последующего барабана, перекрестного расположения гарнитур между ними и увеличения угла наклона зубьев гарнитуры. Дополнительный электродвигатель для привода трех барабанов предпрочеса Webfeed позволяет при необходимости изменять частоту вращения барабанов независимо от главного барабана.

Каждый барабан предварительного чесания оборудован системой пневматического удаления сорных примесей. В результате достигается высокая степень очистки, что повышает эффективность работы главного барабана и шляпок, уменьшается изнашивание их гарнитуры и обеспечиваются более длительный срок службы гарнитуры и лучшее качество чесальной ленты. Благодаря хорошей очистке волокон клейкие частицы не засоряют гарнитуру, поэтому на машине можно перерабатывать хлопок, пораженный медовой росой. Каждый узел очистки оборудован прямым отсосом сорных примесей 16.

Основная очистка происходит в узле первого приемного барабана 12. Здесь отделяются наиболее грубые сорные примеси. В узлах второго и третьего барабанов за счет действия более высоких центробежных сил отделяются более мелкие сорные примеси и пыль. Количество выделяемых отходов задается положением сороотбойного ножа 11 и может быть установлено в соответствии с засоренностью перерабатываемого материала.

За счет разницы центробежных сил, действующих на волокна и сорные примеси, последние, взаимодействуя с передней острой гранью ножа, пневматически удаляются в сороотводящий канал 16. Регулировка положения сороотбойного ножа производится вручную или автоматически и возможна при работающей машине.

Все три барабана предпрочеса со всех сторон закрыты кожухами.

С последнего барабана предпрочеса 14 все волокна переходят на главный барабан 17. Полный переход волокна обеспечивается перекрестным расположением гарнитур между барабанами, большей окружной скоростью главного барабана и большим углом наклона зубьев гарнитуры. Решающее значение для обеспечения максимального эффекта чесания имеет гарнитура. Фирма Trutzschler благодаря сотрудничеству с ведущими поставщиками гарнитуры применяет для обтяжки главного барабана цельнометаллическую пильчатую ленту с новейшей геометрией, соответствующую определенному виду перерабатываемого сырья.

Основное чесание волокон (ориентация вдоль движения, очистка и дальнейшее разъединение вплоть до отдельных волокон) осуществляется в четырех зонах: между главным барабаном 17 и первым неподвижным кардным сегментом 18, между главным барабаном и шляпками 19, между главным барабаном и вторым неподвижным кардным сегментом 18 и между главным и съемными барабанами.

Шляпки имеют обратный ход и обтянуты эластичной игольчатой гарнитурой. Гарнитура подвижных шляпок вбирает в себя короткие волокна и сорные примеси в виде шляпочного очеса, который удаляется со шляпок с помощью устройства очистки шляпок 20.

Фирма Trutzschler разработала новую конструкцию шляпок. Легкие и чрезвычайно жесткие шляпки выполнены из алюминиевого профиля. Они направляются двумя зубчатыми ремнями и соединяются с ними с помощью кулачка, без дополнительных крепежных элементов. Имеющиеся на концах шляпки штифты из твердого сплава скользят по специальным пластиковым направляющим. Техническое обслуживание шляпок не вызывает затруднений. Демонтаж шляпки при замене гарнитуры производится одним человеком без применения какого-либо инструмента и занимает минимальное время. Шляпки крепятся к зубчатым ремням при помощи защелок, поэтому надежно удерживаются и четко фиксируются. Другим аспектом в плане упрощения технического обслуживания машины является заточка гарнитуры главного барабана и шляпок непосредственно на машине.

Оптимальное взаимодействие главного барабана и шляпок является решающим фактором, который, по расчетам, на 90% определяет эффективность очистки, уменьшения количества непсов и обеспечивает высокое качество чесания. Степень очистки – 90% достигается в процессе чесания между главным барабаном и шляпками.

На чесальной машине ТС 03 используется система Flat Control FCT. Эта система предназначена для измерения разводки между гарнитурами шляпок 19 и главного барабана 17. Если необходимо проверить разводку, с машины снимаются три рабочие шляпки и вместо них устанавливается специальная измерительная шляпка. Установленный на этой шляпке датчик измеряет разводку с точностью до 0,001 мм. Все результаты измерения автоматически выводятся на дисплей в виде графика. Эта система предоставляет возможность быстро проводить регулировку разводки и выявить нарушения, которые влияют на качество продукции, кроме того, значительно увеличивается срок службы гарнитуры шляпок.

Разводка между главным барабаном и шляпками может изменяться либо вручную, либо автоматически. Прецизионная система автоматической регулировки разводки между шляпками и главным барабаном PFS – это новая, запатентованная система для быстрой и точной установки разводки. Она позволяет задавать разводку шляпок через дисплей системы управления и изменять ее во время работы машины.

В зоне взаимодействия главного и съемного барабанов осуществляется дополнительное чесание за счет параллельного расположения гарнитур, при этом прочесанные волокна частично переходят на съемный барабана 21, где поток волокон уплотняется за счет большей скорости главного барабана. Чесальная машина ТС 03 оборудована лентоформирующим устройством Webspeed. Ватка-прочес снимается с помощью съемного валика 22 и выводится к плющильным валикам 24.

Волокна, оставшиеся в гарнитуре съемного валика, снимаются чистительным валиком 23 и удаляются с помощью системы пневмоочистки. Плющильные валики раздавливают оставшиеся в ватке-прочесе сорные примеси и подают ее по направляющему профилю к лентоформирующей воронке 25 и выпускным валикам 26. Датчики, установленные сбоку плющильных валиков, останавливают машину при намотах и прохождении утолщений. Сформированная чесальная лента 27 подается в лентоукладчик.

Для визуального контроля качества прочеса или взятия пробы лентоформирующее устройство простым нажатием кнопки может быть отклонено вперед. Для заправки ленты устройство откидывается назад, и вход в лентоформирующую воронку 25 становится легко доступным. Применение устройства Webspeed позволяет значительно повысить скорость выпуска ленты, которая в настоящее время составляет до 300 м/мин.

Точное поддержание линейной плотности чесальной ленты обеспечивается с помощью специальной системы контроля Correctcard CCD. Уплотнительная воронка 25 является чувствительным элементом системы авторегулирования; выходное отверстие воронки имеет подпружиненную подвижную стенку, которая может отклоняться при колебаниях толщины чесальной ленты. Все отклонения линейной плотности ленты от заданной преобразуются в изменяющуюся частоту вращения питающего цилиндра 8, что позволяет уменьшить неровноту ленты на длинных отрезках.

На чесальных машинах фирмы Trutzschler моделей DK 903 и ТС 03 под съемным валиком устанавливается система Nepscontrol для определения количества непсов и качества ватки-прочеса непосредственно на работающей машине. Система Nepscontrol представляет собой измерительную систему для обнаружения сора, кожицы с волокном и узелков в прочесе. В зоне съема располагается видеокамера, которая совершает возвратно-поступательное движение по ширине ватки-прочеса. Вычислительная система Nepscontrol оценивает количество, вид и размеры посторонних частиц. Результаты оценки выводятся на дисплей машины или передаются для последующей обработки в информационную систему чесального цеха. Система Nepscontrol легко монтируется и демонтируется на машине и позволяет отказаться от дорогостоящих лабораторных исследований.

Чесальная лента укладывается в таз с помощью высокопроизводительного лентоукладчика КН, который может работать со скоростью выпуска до 400 м/мин. Он может применяться не только для стандартных тазов диаметром 600 мм, но и для тазов большого диаметра - до 1000 мм и высотой до 1500 мм. Контроль подачи ленты в таз производится бесконтактным способом. Лентоукладчик КН может использоваться с автоматическим устройством смены тазов КНС, которое является идеальным устройством сопряжения с автоматической системой транспортировки тазов. Автоматическое устройство КНС отделяет ленту в процессе смены таза, оставляя выступающий конец ленты, точно заданной длины. Чесальная лента постоянно находится под наблюдением датчика контроля обрыва, который автоматически отключает чесальную машину и лентоукладчик при обрыве ленты.

При наработке необходимой длины, чесальная лента отрезается специальным режущим устройством, и полный таз автоматически заменяется пустым с помощью механизма смены тазов.

Чесальные машины фирмы Trutzschler моделей DK 903 и ТС 03 по желанию потребителя могут быть оснащены интегрированным вытяжным прибором IDF вместо традиционного лентоукладчика. В этом случае чесальная лента после выпускных валиков лентоформирующего устройства проходит через уплотнительную воронку 1 (рис. 3.3), утоняется в вытяжном приборе 2 системы 3×3, проходит через вторую уплотнительную воронку 1 и валиками 3 подается в лентоукладчик КН 4. Укладка ленты может осуществляться в круглые тазы 5 или в прямоугольные тазы для пневмомеханического прядения.

Комбинация кардочесальной машины ТС 03 и интегрированного вытяжного прибора IDF является экономически оправданной и технологически целесообразной возможностью отказаться от одного перехода ленточных машин. Если же используется один переход ленточных машин, то применение IDF позволяет осуществлять непосредственно прядение из чесальной ленты на пневмомеханических прядильных машинах.

Рис. 3.3. Технологическая схема лентоукладчика с интегрированным

вытяжным прибором IDF

Управление кардочесальной машиной ТС 03 осуществляется с помощью микрокомпьютерной системы управления Cardcomander. Эта система регистрирует и контролирует основные параметры кардочесальной машины, а также лентоукладчика, устройства смены тазов и систем авторегулирования и выводит значения показателей на дисплей.

Направления развития чесального оборудования

Современный уровень техники чесального перехода характеризуется высокой производительностью чесальных машин (до 200 кг/ч) при высоком качестве прочеса.

Основными факторами дальнейшего совершенствования чесальных машин при улучшении качества выпускаемой ленты являются:

• повышение равномерности бункерного питания чесальных машин;

• внедрение модернизированных питающих устройств, обеспечивающих предварительное интенсивное и бережное рыхление и очистку волокнистого материала еще до поступления его в зону предварительного чесания;

• усиление зоны предварительного чесания и максимальная очистка волокна в этой зоне;

• повышение частоты вращения главного барабана с целью снижения загрузки волокнистым материалом узла «главный барабан - шляпки»;

• разработка гарнитуры улучшенной геометрии для обтягивания основных рабочих органов чесальной машины;

• установка минимальных разводок между рабочими органами чесальной машины и обеспечение устойчивости этих разводок;

• увеличение зоны активного чесания путем применения неподвижных расчесывающих сегментов, скомбинированных с соро- и пылеудаляющими устройствами;

• применение вытяжного прибора, позволяющего увеличить параллелизацию и распрямление волокон и увеличить производительность машины без увеличения частоты вращения съемного валика;

• использование автоматических регуляторов линейной плотности питающего слоя и выходящей ленты, что позволяет снизить неровноту чесальной ленты;

• полная автоматизация механических и ручных операций (регулировка разводки, вытяжки, чистка, заточка гарнитуры и др.);

• контроль за качеством полуфабриката непосредственно на машине (измерение неровноты ленты, построение штапельных диаграмм, подсчет количества непсов, соринок и др.);

• увеличение диаметра таза до 1000 мм и его высоты до 1500 мм, способствующее увеличению массы ленты в тазу до 70 кг и выше;

• применение автоматической замены наработанных тазов пустыми без останова машины;

• агрегирование чесальных и ленточных машин для сокращения производственной цепочки;

• оснащение чесальных машин централизованными системами пневмоудаления и обеспыливания;

• применение устройств самоостанова машины при обрыве и большой неровноте питающего потока волокон и чесальной ленты, при снятии ограждений;

• повышение жесткости конструкций машины и точности изготовления всех узлов (биение главного барабана не должно превышать 0,02 мм, а отклонение по высоте шляпочного колосника - 0,025 мм).

Лекция 4

ПРЕДПРЯДЕНИЕ – ПОЛУЧЕНИЕ РОВНИЦЫ

Цель предпрядения - получение из ленты более тонкого продукта, называемого ровницей. Ровница - нить, имеющую рыхлое строение, сравнительно высокую ровноту и определенную толщину. Ровницу получают из лент.

Ленты по своей структуре неоднородные и недостаточно равномерны по толщине. Толщина лент по сравнению с ровницей и пряжей очень велика. В связи с этим при выработке ровницы ленты проходят ряд машин, на которых продолжается постепенное выравнивание и утонение продукта в 5-20 и более раз, достигаемое сложением и вытягиванием. На первых переходах машин ровничного отдела волокна замасливают эмульсией. Замасливание повышает скольжение волокна при вытягивании, уменьшает их наэлектризованность и увеличивает выход ровницы вследствие уменьшения обрывности волокон и отходов.

Раньше, из-за отсутствия приборов высокой вытяжки, для получения тонкой пряжи применяли последовательную обработку полуфабриката на трех-четырех ровничных машинах. Причем с первой (тазовой) машины получали толстую ровницу, а с последующих переходов - перегонную, тонкую и экстратонкую. В настоящее время благодаря применению приборов высокой вытяжки на ровничных и прядильных машинах стало возможным вырабатывать пряжу малой и средней толщины, с одним переходом ровничных машин или однопроцессным методом прядения непосредственно из ленты.