Размещено на http://www.allbest.ru/

Техника ткачества на базе высоких отечественных технологий

Малафеев Р.М., Дунаев А.В., Костантинов Н.Н.

АННОТАЦИЯ

ткацкий станок производство ткань

Дан анализ процессов прокладывания уточной нити на бесчелночных ткацких станках. Разработаны предложения по организации производства тканей на машинах непрерывного тканеформирования и широкополотенных ткацких машинах с микропрокладчиком.

Ключевые слова: бесчелночный ткацкий станок; микропрокладчик; уточная нить; циклограмма тканеформирования; процесс зевообразования.

Введение

Ткацкое производство в России в основном оснащено пневморапирными ткацкими станками АТПР, с шириной заправки 100-120 сантиметров, станками СТБ, с шириной заправки 180 и 330 см, изготовленных в 70-80 годах прошлого века. Производительность этих станков 300-600 м. утка в минуту. Ассортимент - ткани простейших переплетений. Выпуск шерстяных, шелковых, льняных тканей сложных переплетений в общем объеме выпуска весьма мал [1].

Повысить и поддерживать конкурентоспособность отечественного ткацкого производства на мировом рынке можно в первую очередь за счет замены морально устаревшего и физически изношенного оборудования на машины, реализирующие последние достижения в области ткацкого машиностроения. Основными в мировой практике настоящего времени здесь являются бесчелночные ткацкие станки, возможность использования которых при модернизации отечественного ткацкого производства рассмотрена в настоящей работе.

Анализ способов прокладывания уточных нитей на бесчелночных ткацких станках

В настоящее время более 90% всего ассортимента тканых изделий могут вырабатываться на бесчелночных ткацких станках, которые прочно заняли ведущее место в мировом ткацком производстве [2].

Технический уровень ткацких станков в первую очередь определяется производительностью (средней скоростью) прокладывания уточных нитей [3]

· на пневматических станках:

до 1800 м утка в минуту при прокладывании прочных, комплексных нитей;

до 1500 м утка в минуту - при прокладывании хлопчатобумажной пряжи высоких номеров;

· на рапирных станках:

800-1200 м утка в минуту для различных видов тканей от бытовых до технических;

· на станках с микропрокладчиками:

800-1200 м утка в минуту для тканей от самых простых до самых модных.

Анализ процессов прокладывания уточной нити из различных материалов бесчелночными способами показывает на присутствие существенных ограничений по их дальнейшей интенсификации.

Эти ограничения характеризуются связью (приводом) уточной нити с источником энергии, силами сопротивления движению уточной нити в конструктивно-заправочной линии, физико-механическими показателями самой уточной нити как конструктивного элемента и в наибольшей степени дискретностью (прерывистостью) процесса прокладывания уточной нити.

Выбор привода уточной нити определяет тип ткацкой машины. Связь уточной нити с приводом (сжатым воздухом) при пневматическом способе прокладывания не имеет промежуточных между нитью и сжатым воздухом масс (зажимы, фиксаторы, захваты и т.д.), за исключением массы самой нити и массы воздуха, кинетическая энергия которого передается уточной нити за счет сил трения нити о воздух (лобового сопротивления). Рациональность пневматического способа, на первый взгляд, неоспорима, так как энергия в основном расходуется на движение самой уточной нити.

С другой стороны, необходимость иметь дорогостоящие станции приготовления сжатого воздуха требуемых параметров (давление -- до 6 ати, линии доставки воздуха докаждой машины, очистка воздуха от различных примесей, масла, излишней влаги, раскручивание утка и размывание его при прокладке, поддержание технологической температуры воздуха, обеспечение мер, предотвращающих потери энергии сжатого воздуха) увеличивают накладные расходы выработки ткани пневматическим способом, а выработку некоторых видов тканей делают просто невозможной.

Современные пневматические ткацкие машины могут быть лишены указанных выше недостатков, что повышает их стоимость, но за счет высокой производительности при их эксплуатации возможно снижение накладных расходов и сроков окупаемости до приемлемого уровня.

Большая группа ткацких машин, построенных на принципе использования различных захватов, зажимов, крючков, грейферов, конструктивно оформленных в виде прокладчиков утка, гибких и жестких рапир, предназначенных для жесткого фиксирования конца уточной нити перед прокладыванием ее в зеве, имеют большую привлекательность для технологии ткачества из-за их больших технологических возможностей прокладывать уточные нити различных видов.

У всех типов подобных ткацких машин присутствуют дополнительные массы, связанные с нитью, которые движутся совместно с ней, а характер привода этих масс определяет тип ткацкой машины.

Производительность и стоимость этих ткацких машин в значительной мере зависит от совершенства и надежности привода прокладывания утка. Современные приводы уточных нитей этих машин изготавливаются на базе наукоемких технологий с использованием высокопрочных и сверхлегких материалов, с минимальным количеством звеньев и, следовательно, зазоров в кинематических парах. При проектировании подобных приводов заранее задаются приемлемые для физико-механических характеристик уточных нитей кинематические законы движения зажимов-захватов, фиксирующих конец уточной нити, что позволяет в значительной мере уменьшить нагрузки в самой уточной нити при ее прокладывании.

Конструктивно-заправочная линия уточной нити ткацкой машины, состоящая из нитепроводников, различного рода ограничителей, направляющих, обеспечивающих определенное положение уточной нити от бобины до зажима нитепрокладчика перед прокидкой, совместно с нитенатяжителями, тормозками различных конструкций и принципов действия, выполняет важную роль в обеспечении надежного технологического процесса.

Сокращение длины разгоняемой уточной нити, минимизация сил сопротивления в конструктивно-заправочной линии очень важна для высокопроизводительного бесчелночного ткачества.

Дискретность процесса прокладывания уточной нити вытекает из последовательной циклограммы тканеформирования: открытие зева, прокладывание утка, прибой уточной нити к опушке ткани, на выполнение которых требуется время, выделяемое из времени одного оборота главного вала бесчелночной ткацкой машины.

Поскольку одновременное выполнение перечисленных операций в данном случае невозможно, то увеличение производительности за счет повышения скорости главного вала машины приводит к сокращению времени выполнения этих операций.

Необходимо также учесть, что каждая прокидка - сопровождается разгоном и торможением уточной нити до нулевой скорости, что при больших перемещениях уточной нити и малом времени процесса прокладывания вызывает большие силы инерции, способные оборвать нить.

Кроме того, процессы захватов, разрезания, различных передач уточной нити рабочими органами в процессе прокладывания также приводят к динамическому нагружению уточной нити, что не всегда желательно.

Требования к уточным нитям как конструктивному элементу за период существования бесчелночного ткачества значительно выросли.

Если в эпоху челночного ткачества специалистов удовлетворяли знания показателей уточной пряжи по разрывной прочности, удлинению, ровноте, то при высокопроизводительном бесчелночном ткачестве наряду с указанными показателями необходимо знать значение модулей упругости на растяжение и изгиб, вязкости уточных нитей, коэффициентов трения нитей о различные материалы, чтобы оценить их поведение при быстропротекающих технологических процессах, как, например, при разрезании уточной нити, резком торможении ее, при применении различных способов прокладывания.

Таким образом, современные бесчелночные способы прокладывания уточных нитей практически не способны дать значительный прирост производительности технологического процесса из-за повышенных напряжений, которыми нагружаются уточные нити при их прокладывании и которые приводят к нежелательным простоям.

Решение задачи кардинального повышения производительности процессов прокладывания уточных нитей, находится в области непрерывного тканеформирования, широкополотенного ткачества, применения микропроцессорной техники для управления и контроля этими процессами.

Ткацкие машины непрерывного тканеформирования реализуют последовательно-параллельный процесс зевообразования, непрерывную прокладку уточной нити; непрерывный прибой уточной нити и могут успешно использоваться для выработки тканей массового ассортимента.

Фирма Sulzer Textile (Швейцария) выпускает высокопроизводительную ткацкую машину непрерывного тканеформирования мод. 148300 с заправочной шириной 190 см, предназначенную для выработки только тканей полотняного переплетения. В основу этой машины положена известная концепция образования зевов вдоль основы. Прокладка утка пневматическая одновременно прокладывает 4 уточных нити. Производительность машины до 5000 м утка в минуту.

В РФ также имеется научно-производственный задел для реализации технологии непрерывного тканеформирования. В 1984 году была поставлена на производство многозевная ткацкая машина ТММ-360 с волнообразными зевами поперек основы и с производительностью м. утка в минуту для выработки нити полотняного переплетения. Климовским машиностроительным заводом им. В.Н. Доенина было выпущено более 300 машин, которые в большинстве были поставлены на экспорт. К сожалению, производство этих машин было прекращено в связи с банкротством и ликвидацией завода-производителя.

выроботкА ткани на машинах непрерывного тканеобразования и широкополотенных ткацких машинах с микропрокладчиками

Организация производства 60-70% всего ассортимента бытовых и технических тканей на отечественных широкополотенных машинах непрерывного тканеформирования и ткацких машинах с микропрокладчиком второго поколения с электронным управлением зевообразованием, тканеформированием, прокладыванием утка - реальная задача. [4].

Многозевные ткацкие машины непрерывного тканеформирования с шириной заправки 180 - 360 см, созданные на базе машины ТММ- 360 и оснащенные зевообразовательными устройствами, основным и товарным регуляторами с электронным управлением способны вырабатывать бытовые ткани простейших переплетений, соответствующих 8-ми ремизному прибору, с реальной производительностью до 2500 метров утка в минуту, что в 1,4-2,5 раза выше, чем на бесчелночных машинах. Указанная производительность реализуется при скорости движения челнока 1,5-1,8 м/с что 15-25 раз ниже скоростей движения уточной нити на пневматических и рапирных ткацких машинах.

Значительное уменьшение скорости прокладывания уточной нити позволяет снизить её натяжение до безопасного уровня, то есть создать предпосылки к безостановочной работе машины и дальнейшему её совершенствованию.

Челноки многозевной ткацкой машины имеют устройства для установки требуемого натяжения утка перед прибоем, что совместно с управляемой подачей основы и отводом готовой ткани из зон формирования позволяет получать любую фазу строения ткани, в том числе девятую или нулевую, что способствует выработке высококачественных тканей. Благодаря непрерывному сматыванию основы с навоя со скоростью близкой к постоянной, инерционное сопротивление навоя сведено к минимуму, что позволяет использовать навои увеличенной массы, с диаметром фланцев до 2м и более. Применение навоев с увеличенным запасом основы сокращает простои машины при перезаправках.

Многозевная ткацкая машина не имеет массивных рабочих органов, движущихся возвратно-поступательно, за исключением ремизных рамок малой массы, демпфированных нитями основы. Это позволило снизить шум и вибрацию узлов и деталей многозевной машины до уровня требований санитарных норм, что значительно улучшило условия труда в ткацком цехе.

Вместе с тем машина оборудована системой пылеудаления, что также способствует повышению качества ткани и улучшению условий труда.

В 2002 году специалистами ОАО «ВНИИЛТЕКМАШ» были закончены НИОКР по созданию многозевной машины ТММ-180Ж, технические параметры которой представлены в таблице1.

Таким образом, имеются реальные предпосылки для организации на действующих предприятиях РФ участков многозевных ткацких машин, вырабатывающих конкурентно-способные ткани массового ассортимента.

Для выработки пестротканей и мелкоузорчатых тканей, тканей сложных переплетений, крупноузорчатых тканей из натуральных волокон и их смесей с химическими волокнами предлагается использовать широкие ткацкие машины с микропрокладчиком, оснащенные ремизоподъемными каретками и жаккардовыми машинами с электронным управлением.

Таблица 1

Технические параметры ткацкой машины ТММ-180Ж