Технология прядильного производства

3.5 Прядение

Назначение прядения заключается в том, чтобы получить пряжу из полуфабриката (ленты и ровницы), поступающего в прядильный отдел. Сущность прядения заключается в утонении поступающего полупродукта до заданной линейной плотности, в придании полученному продукту (пряже) посредством кручения требуемой прочности и формировании путем наматывания определенной паковки: початка или бобины.

К прядению как к заключительному этапу получения пряжи предъявляются определенные требования.

Процесс прядения должен обеспечить высокое качество пряжи, удовлетворяющее технологическим и потребительским свойствам.

Процесс по возможности должен идти непрерывно. При высокой обрывности происходит снижение производительности машины и увеличение угаров. Пряжа, выработанная при высокой обрывности на прядильной машине, плохо перерабатывается в ткацком производстве.

В зависимости от способов утонения и формирования продукта (способов прядения) различают кольцевые или веретенные и безверетенные прядильные машины. Кольцевые прядильные машины подразделяются на основные и уточные. На основании машинах пряжа наматывается на бумажные патроны в паковки (початки) с массой 60-100г., пряжа с початков перематывается в бобины. На уточных машинах пряжа наматывается на деревянные шпули и используется в таком виде непосредственно на ткацком станке.

В последние годы появились прядильные кольцевые машины, обеспечивающие высокую степень утонения продукта (вытяжка до 60 или 100). На таких машинах полупродукт может поступать в виде ленты, минуя ровничный переход. Таким образом, кольцевые прядильные машины могут быть ровничные (обычные) и безровничные.

Из безверетенных прядильных машин практическое применение в промышленности нашли машины пневмомеханического действия типа БД-200. создаются также машины роторного прядения (пневмомеханического), механического, электромеханического и гидравлического способов прядения.

Прядильные машины любого способа прядения предназначены для утонения продукта (ленты или ровницы) посредством его вытягивания на вытяжных приборах различных конструкций, обеспечивающих вытяжку от 10 до100; формирование из мычки прочной пряжи с помощью крутильного механизма - веретена и бегунка на кольцевых машинах и пневматической камеры на безверетенных машинах и наматывания изготовленной пряжи на паковку - початок (шпулю) или цилиндрическую бобину.

3.6 разработка плана прядения

Выбор системы прядения, т.е. выбор определенного ассортимента машин, на которых будет производиться обработка сырья для получения пряжи, тесно связаны с разработкой плана прядения.

План прядения является основным документом прядильной фабрики, определяющим технологию производства пряжи. Он содержит основные данные, определяющие заправку машин всех переходов для выработки пряжи требуемой линейной плотности и качества. План прядения определяет производительность всех машин и их количество.

Составление плана прядения и выбор технологического оборудования проводят параллельно, так как технические возможности машины влияют на параметры плана прядения. С другой стороны, изменение отдельных параметров плана прядения иногда вызывает необходимость изменения сделанного раннее выбора машины.

Разработка плана прядения производится по следующей схеме:

1. выбор и обоснование линейной плотности всех полуфабрикатов, числа сложений и вытяжек, осуществляемых на машинах всех переходов.

2. выбор и обоснование скорости выпуска продукта на всех машинах, а также частоты вращения веретен на ровничной и прядильной машинах.

3. расчет теоретической производительности машины, выпуска, веретена, кг/ч.

4. расчет выработки одной машины, выпуска, веретена и другие параметры.

Чтобы обосновать каждый параметр плана прядения, необходимо пользоваться технической литературой, а также знать опыт работы передовых предприятий.

Следует стремиться к набольшему использованию мощностей вытяжных приборов, получению высокой производительности оборудования за счет увеличения частоты вращения выпускающих органов машин. Вытяжку и скорость оборудования следует выбирать в разумных пределах, при которых качество продукта и уровень обрывности в прядении обеспечивали бы экономное расходование сырья, максимизацию выхода пряжи из смеси хлопка, достаточно высокие зоны обслуживания основных производственных рабочих и в конечном счете минимальную себестоимость пряжи.

Оптимальным, т.е. наилучшим планом прядения является такой, при котором потребуется наименьшие капитальные затраты на оборудование, будут созданы наилучшие условия труда и обеспечено высокое качество продукции.

Блок-схема технологического процесса прядильного производства

1.подготовка волокна к чесанию (разрыхление, смешивание, трепание и очистка);

2. получение ленты (чесание);

3. выравнивание ленты и параллелизация волокон (сложение, вытягивание);

4. получение ровницы (сложение, вытягивание)

5. получение однониточной пряжи (сложение, вытягивание, кручение)

6. получение крученой пряжи (трощение, кручение)

4 Динамика трудозатрат, обусловленная развитием технологического процесса

1 Определение варианта развития

Для этого необходимо построить график соотношения трудозатрат живого и прошлого труда

Тж(t)=2500/(51tІ+3400) Тп(t)=0,006tІ+0,4

t	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Тж	0,72	0,69	0,65	0,59	0,53	0,48	0,42	0,38	0,33	0,29
Тп	0,406	0,424	0,454	0,496	0,55	0,616	0,694	0,784	0,886	1
Тс	1,13	1,11	1,1	1,09	1,08	1,1	1,11	1,16	1,2	1,3

ДИНАМИКА ТРУДОЗАТРАТ

рис.1 Вариант развития трудозатрат при развитии технологического процесса

Судя по графику, можно определить, что вариант развития - ограниченный.

Экономический предел накопления прошлого труда (t*) приблизительно равен 4,9

Аналитический метод:

Тж=2500/(51tІ+3400) Тж'= - 2500(102t)/(51tІ+3400)І

Тп=0,006tІ+0,4 Тп'=0,012t

Тс'=- 2500(102t)/(51tІ+3400)І + 0,012t

- 2500(102t)/(51tІ+3400)І + 0,012t=0 (51tІ+3400)І?0

- 2500(102t)+ 0,012t·(51tІ+3400)І =0

Пусть (51tІ+3400)=а, тогда 255000=0,012·а

аІ=21250000; а=4609; (51tІ+3400)=4609

51tІ=1209 t ? 4,87

Математический метод

Тж=Тп; 2500/(51tІ+3400) =0,012t

2500=(51tІ+3400)·0,012t

2500=0,306tІ·І+20,4tІ+20,4tІ+1360

D=1664,64+1395,36=3060

x1=(-40,8+55)/0,612 x1=23,2;

tІ=х; t=4,8

2 определение вида развития технологического процесса

Для этого выразим Тж через Тп и построим график зависимости Тж от Тп

Тп=0,006tІ+0,4 t І=(Тп-0,4)/0,006

Тж=2500/(51(Тп-0,4)/0,006) +3400)

Тп	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Тж	0,294	0,147	0,098	0,074	0,059	0,049	0,042	0,037	0,033	0,029

ВИД РАЗВИТИЯ

По графику видно, что вид развития технологического процесса трудосберегающий

Определим тип отдачи от дополнительных затрат прошлого труда. Для этого исследуем характер экономии живого труда от величины прошлого труда

Тж=f(Тп)

Тж(t)=2500/(51tІ+3400)

Тп(t)=0,006tІ+0,4

t І=(Тп-0,4)/0,006

Тж=2500/(51(Тп-0,4)/0,006) +3400)

Тж=5/17Тп

Тж'=-5/ТпІ

Так как значение отношения уменьшается, то тип отдачи от дополнительных затрат убывающий

3 Определение уровня технологий технологического процесса

Необходимо рассчитать : L- производительность живого труда

У- уровень технологии

В- фондовооруженность

У* - относительный уровень технологий

Для всех расчетов будем принимать t=3

Тж(3)=2500/51·9+3400=0,65

Тп(3)=0,006·9+0,4=0,45

L=1/Тж L=1/0,65=1,54

У=1/Тж·1/Тп У=1/0,65·1/0,45=3,39

В=Тп/Тж В=0,45/0,65=0,69

У*=У/L У*=3,39/1,54=2,2

Так как У*>L, то можно сказать, что целесообразно рационалистическое развитие

5 Структура технологического процесса

Рис. 5.1 Пооперационная структура технологического процесса

- предметные связи;

- временные связи.

Рис.5.2 Структура операции (подготовка волокна к чесанию)

- предметные связи;

- временные связи.

Рис. 5.3 Структура технологического перехода

- предметные связи;

- временные связи.

6 Анализ перспективы направлений развития технологического процесса

Общие сведения о перспективе развития текстильной промышленности

В будущем текстильная промышленность должна развиваться в направлении полного обеспечения потребности населения в текстильных изделиях по рациональным нормам; удовлетворения потребности народного хозяйства в текстильных изделиях технического назначения; достижения рациональной структуры ассортимента с учетом новых способов производства и новых видов волокон и пряжи; снижения трудоемкости и материалоемкости текстильных изделий. Эти задачи будут решаться за счет технического перевооружения предприятий, ввода новых производственных мощностей, совершенствования существующей технологии, максимального использования химических волокон и действующего технологического оборудования.

С ростом производства тканей будет расти и сырьевая база. Особенно будет развиваться производство химических волокон.

В мире уже освоено 300 видов различных искусственных и синтетических волокон. В настоящее время широкое применение получают полиэфирные, полиакрилонитрильные, поливинилхлоридные и другие химические волокна. Применение этих волокон в текстильной промышленности позволяет сэкономить до 40% сырья. Ученые ведут исследования по созданию новых видов волокон. Производство химических волокон быстро развивается, расширяется их ассортимент. В общем объеме текстильных волокон химические занимают одно из ведущих мест.

Развитие производства хлопчатобумажных тканей будет идти за счет ввода новых производственных мощностей, максимального использования действующего оборудования, внедрения новых способов прядения, основанных на применения пневматики, электростатики, электродинамики, аэродинамики, гидравлики и механики.

Анализ современной техники и технологии хлопкопрядильного производства показывает следующие пути развития

1. развитие техники разрыхления, смешивания и трепания хлопка

Техника разрыхления, смешивания и трепания должна постоянно совершенствоваться. Это вызывается разными причинами. Во-первых, в связи с увеличением доли хлопка машинного сбора увеличивается его засоренность, что требует повышенной его очистки на этом переходе. Во-вторых, стоит задача повышения производительности труда как в самом разрыхлительно-трепальном переходе за счет создания непрерывного процесса, так и в последующих переходах за счет улучшения качества холстов или продукта в целом.

Наиболее полным отражением решения указанных проблем являются создаваемые в последнее время поточные линии «кипа-лента». Эти поточные линии создаются и внедряются как в нашей стране, так и за рубежом. В настоящее время проводятся работы по совершенствованию существующей линии.

Усовершенствование системы бесхолстового питания чесальных машин, повышение эффективности очистки хлопка и повышение производительности труда при использовании описанных поточных линий создает предпосылки для дальнейшего совершенствования хлопкопрядения.

2. Совершенствование техники и технологии чесания

Условно можно отметить три направления развития чесального перехода: дальнейшее совершенствование (модернизация) чесальных машин с целью повышения эффективности чесания, создание специальных машин для подготовки ленты при пневмомеханическом способе прядения и создание поточных линий.

Модернизация чесальных машин проводится в нескольких направлениях.

На чесальных машинах обычных габаритных размеров используются два шляпочных полотна. Этим достигается улучшение эффекта разделения волокон, которое обычно получают двойным чесанием. Применение давильных валов на чесальных машинах позволяет дробить крупные сорные примеси, которые затем удаляются при вытягивании на ленточных машинах.

Применение бесканавочного способа обтягивания приемного барабана в сочетании с применением новой гарнитуры (ОЦ-16) позволяет уменьшить засоренность хлопка на 29%.

Применение цельнометаллической пильчатой гарнитуры для главного и съемного барабанов при тщательной проверке барабанов, правильном обтягивании и применении высококачественной ленты дает возможность улучшить качество прочеса и снизить обрывность. Проводятся также работы по реставрации колосников шляпок и уменьшению рваных краев прочеса.

Создание специальных чесальных машин для выработки полуфабрикатов при безверетенном способе прядения обусловлено тем, что в данном случае недопустимы сорные примеси, особенно крупные, и неразделенные комплексы волокон. Для обеспечения этих условий чаще всего применяют двухбарабанные чесальные машины.

3. развитие техники и технологии гребнечесания

Развитие техники и технологии гребнечесания прежде всего направлено на повышение производительности труда, что достигается созданием условий для сокращения технологических переходов. Практически это можно достичь, если на гребнечесальной машине установлен авторегулятор линейной плотности ленты. Тогда могут быть исключены холстообразующие машины перед гребнечесанием, а гребенная лента с низкой неровнотой может поступать прямо на ровничную или прядильную машину. Повышение производительности труда достигается также за счет увеличения числа циклов машины в минуту (до 200 и выше) и увеличения производительности машины до 5 кг/ч на выпуск. Выпускающие органы машины очищаются от пуха пневматически.

Дальнейшее совершенствование гребнечесальных машин должно обеспечить такую конструкцию и производительность, чтобы они могли работать в поточных линиях прядильных фабриках.

4. Развитие техники и технологии ленточно-ровничного перехода

Развитие техники и технологии ленточно-ровничного перехода, как и других переходов прядильного производства, направлено на дальнейшее повышение производительности труда за счет сокращения переходов, а также механизации и автоматизации отдельных основных и вспомогательных процессов. Кроме того, ставится задача улучшения качества продукции и уменьшение расходов вспомогательных материалов. Частично это достигается дальнейшей модернизацией ленточных и ровничных машин с целью повышения их надежности, созданием ленточных машин с автоматическим регулированием линейной плотности ленты и автоматическим съемом наработанных тазов; увеличением массы паковок ровничных машин и выработкой ровницы с повышенной круткой и увеличенной линейной плотностью, автоматизацией съема катушек и др. Внедряются в промышленность модернизированные ровничные машины марок Р-192-5 и Р-260-5. Однако кардинальное решение поставленных задач целесообразней всего осуществить созданием поточных линий.

5. Основные направления совершенствования кольцевых прядильных машин

Дальнейшее развитие прядильного перехода, очевидно, пойдет по пути создания гаммы безверетенных прядильных машин. Однако и кольцевые прядильные машины в ближайшее время останутся в производстве и будут использоваться для пряжи линейной плотности.

Модернизация кольцевых прядильных машин идет несколькими путями. Прежде всего должны быть улучшены вытяжные приборы как для увеличения максимальной вытяжки, так и для получения продукта с малой неровнотой. Большое значение имеет качество изготовления деталей приборов.

Увеличение частоты вращения веретен до 15000 мин?№ и более повлечет за собой улучшение качества веретен.

Кроме того в цехе будут продолжены работы по механизации и автоматизации вспомогательных и подсобных работ. Необходимо создать простые и надежные механизмы для снятия наработанных початков с веретен и автоматической заправки пряжи на новый съем, а также эффективные приспособления для удаления пуха и пыли с машин. Проводятся работы по бестарной транспортировки пряжи. Все эти мероприятия должны повысить производительность труда этого перехода.

6. Развитие процесса перематывания пряжи

Техника и технология перемотки пряжи развиваются в нескольких направлениях:

1. Увеличение размеров паковок повышает производительность труда в мотальном и сновальном отделах, но влечет за собой увеличение габаритов машин. В настоящее время на некоторых предприятиях проведена модернизация мотальных машин, что позволило увеличить массу бобин с 1,5 до 2,5 кг.

2. Дальнейшая автоматизация процесса на мотальных автоматах. Создаются автоматы, на которых пряжа загружается в бункер и оттуда автоматически распределяется по головкам и заправляется в початках.

3. Автоматизируется процесс снятия готовых бобин и укладка их в тару. Это мероприятие оказывается эффективным при большой линейной плотности пряжи.

4. Совершенствуется сама техника перематывания: устанавливаются приборы для точного измерения длины пряжи на бобинах, для контроля и автоматической очистки пряжи от пороков.

5. Совершенствуется организация труда в мотальном отделе: мотальщицы перемещаются вдоль машины в креслах коляски, а для оперативного учета и контроля за процессом разрабатывается АСУТП мотальных машин и автоматов.

В последнее время на предприятиях начинают разрабатываться электронные системы по автоматизированному учету за простоями оборудования, его производительностью, КПВ и другими показателями.

Литература

Основы технологии важнейших отраслей промышленности: В 2. /Под ред. И.В. Ченцова. «Вышэйшая школа», Мн., 1989.

Букаев П.Т. Общая технология хлопчатобумажного производства. «легкая и пищевая промышленность», М., 1981.

Смелова Н.А.,, Казарян М.3., Локтюшева В.И. Технология хлопчатобумажного производства, М., 1992.

С. Лотар, Х. Манфред. Технология подготовки пряжи к ткачеству и трикотажному производству. М., 1989.