Разработка и развитие технологии получения трикотажной пряжи самокруточным способом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.02, кандидат технических наук Гурьев, Александр Николаевич

• Гурьев, Александр Николаевич
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Гурьев, Александр Николаевич

Общая характеристика работы.

Глава 1. Процесс самокручения и самокрученый .продукт.

Зарубежные исследования.

1.1. Основные понятия, относящиеся к CK процессу.

1.2. CK способ формирования волокнистого продукта.

1.3. Обзор основных зарубежных патентов по CK прядению.

1.4. Зарубежное самокруточное оборудование.

1.4.1. Прядильная самокруточная машина "Репко спиннер", модель 888.

1.4.2. Прядильная самокруточная машина "Repco Spinner Mk2".

1.4.3. Технология получения и переработки самокрученой пряжи на машинах типа "Repco spinner".

1.4.4. Прядильная самокруточная машина "Repco-SelfH".

1.4.5. Прядильная CK машина "RS 200" (фирма "ARST", Франция).

Выводы по главе 1.

Глава 2. Исследования в нашей стране по созданию и внедрению CK способа.

2.1. Основные принципы, связанные с применением АКУ.

2.2. Машина ПСК-225-ШГ.

2.3. Традиционная технология на машине ПСК-225-ШГ.

2.4. Экспериментальные исследования по отработке способа СФК в производственных условиях.

2.4.1. Систематизация требований к трикотажной пряже.

2.4.2. Предварительные исследования по созданию способа СФК.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Теоретическое исследование процесса СФК.

3.1. Краткий обзор. Постановка задачи.

3.2. Разработка обобщенной модели процесса СФК.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Использование способа СФК в производственных условиях ЗАО «Суворовская нить».

4.1. Экспериментальные исследования, посвященные созданию и отработке в производственных условиях способа СФК. Машина ПСК-225-ШГ2.

4.2. Расчет эффективности машин ПСК-225-ШГ2 на ЗАО

Суворовская нить».

Выводы по главе 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и развитие технологии получения трикотажной пряжи самокруточным способом»

Самокруточный (СК) способ формирования текстильного продукта [1, 2] является одним из наиболее эффективных способов прядения, который обеспечивает ряд серьезных экономических и социальных преимуществ: сокращение числа технологических переходов, повышение производительности труда и оборудования, уменьшение потребности в рабочей силе, производственных площадях и электроэнергии. Способ обеспечивает заметную экономию сырья и улучшает условия труда.

СК способ основан на принципе ложного кручения, при котором процессы формирования прядей, их кручения и наматывания разделены. Это позволяет увеличить скорость выпуска пряжи в 10-15 раз. Кроме того СК способ совмещает в одном технологическом переходе процессы прядения, трощения, кручения, а иногда и наматывания. Это дополнительно увеличивает экономическую эффективность процесса получения пряжи. По существу, СК способ - первый способ, в котором в промышленном масштабе удалось реализовать получения пряжи без действительного кручения в промышленном масштабе.

Проблемой самокруточного прядения занимались зарубежные и отечественные ученые: Henshaw, Walls, П.М. Мовшович, В.П. Хавкин, В.К. Афанасьев, Т.П. Крюк, Т.Н. Кудрявцева, Г.К. Максимов, Н.Б. Бабушкина, А.Ф. Брусникин, А.Д. Пищиков, М.И. Кокиш, Т.И. Дюканова, А.А. Телицын и др. В этих работах рассматривались различные теоретические и практические аспекты СК способа, которые позволили использовать его в производственных масштабах в виде машин «Repco» (Австралия, Англия) и ПСК (СССР).

СК способ был предложен в 1961 г. D.E.Henshaw (Австралия, CSIRO) [3]. Впоследствии D.E.Henshaw, Walls и рядом других сотрудников С SIRO была получена группа патентов на модификации СК способ, получаемых СК структур и соответствующие устройства для его реализации [4-9]. Почти одновременно фирмой Du Pont de Nemours (США) был получен патент [10], в котором описывался аналогичный CK продукт, однако предлагалась несколько другая реализация способа.

В дальнейшем, по мере расширения фронта работ по развитию CK способа, расширения его промышленного применения, детализации требований, предъявляемых к CK продукту, появилось значительное количество патентов на модификации CK структуры, различные способы их получения, а также на различные конструкции соответствующих устройств.

Первые образцы CK машин, получившие название Repco Spinner, были выпущены австралийской фирмой Repco в 1971 г. В дальнейшем промышленный выпуск этих машин производился по лицензии английской фирмой Platt Saco-Lowell. Всего было выпущено около 2000 машин. Наряду с первой моделью были созданы еще две модели, отличающиеся от первой более высоким техническим уровнем и разнообразием ассортимента.

Работы по созданию CK оборудования были начаты также в СССР и Франции.

В нашей стране технической основой CK оборудования стали оригинальные аэродинамические крутильные устройств (АКУ), предложенные ВНИИЛТекмашем. Применение этих устройств обеспечило большую гибкость управления и создало предпосылки для существенного расширения ассортимента вырабатываемой пряжи. Кроме того, конструктивная простота АКУ дало возможность промышленного освоения CK оборудования.

Применение самокруточного способа в нашей стране позволило добиться большого экономического и технического прогресса Совместная работа ряда организаций, включая ВНИИЛТекмаш, ЦНИИШерсти, Костромское СКВ ТМ, завод «Таджиктекстильмаш», Курский трикотажный комбинат, Суворовская фабрика объемной пряжи, позволила реализовать самокруточный способ в промышленных условиях.

Промышленные участки были организованы на Курском трикотажном комбинате, Суворовской фабрике объемной пряжи (в настоящее время ЗАО «Суворовская нить»), Астраханском трикотажном комбинате, на фабриках в Сумгаите и Капсукасе.

Большой вклад в развитие СК прядения внесло ПТО «Сейм» (Курск). Но особую роль в промышленном освоении СК способа сыграла Суворовская фабрика (в настоящее время ЗАО «Суворовская нить»), которая уже в течение 20 лет занимает первое место в мире по количеству установленных машин ПСК. В настоящее время на Суворовской фабрике работает около 400 машин ПСК-225-ШГ2.

Эксплуатация машин ПСК выявила большие резервы СК способа по совершенствованию технологии процесса, улучшению структурных характеристик пряжи, расширению ее ассортиментных возможностей.

К сожалению, распад страны и кризис в обрабатывающих отраслях, включая текстильное производство и текстильное машиностроение, прервал развитие этого прогрессивного направления. Завод «Таджиктекстильмаш» прекратил производство машин и техническое обслуживание уже выпущенного оборудования. Нарушились связи с отраслевой наукой.

В этих условиях Суворовская фабрика вынуждена была взять на себя большинство функций, касающихся технического обслуживания самокруточных машин. Возникла необходимость в проведении научных исследований по совершенствованию технологического процесса, а также по уточнению технологических и технических характеристик ключевых рабочих органов машин.

Кроме того, фабрика постоянно работает над совершенствованием технологического процесса в целом, включая подготовку питающего продукта. Систематически совершенствуется организация производства.

Проводимые научные исследования и реализация полученных результатов позволили серьезно улучшить технологические и финансовые показатели предприятия.

В данной работе представлены некоторые результаты проведенной нами научной и практической работы по освоению СК технологии и дальнейшему совершенствованию текстильного производства на Суворовской фабрике.

На первых этапах эта работа проводилась в содружестве с отраслевыми научными и машиностроительными организациями.

Работа включала в себя:

- участие в создании усовершенствованного самокруточного способа - способа совмещенного формирования и кручения (СФК);

- развитие теоретической модели способа СФК;

- экспериментальные исследования по отработке технологических и конструктивных параметров нового технологического способа в производственных условиях;

- корректировка технологических параметров в соответствии с требованиями трикотажного производства; текущие работы по непрерывному совершенствованию технологического цикла на фабрике в соответствиями с требованиями рынка.

Выполненные и постоянно проводимые работы по повышению технического уровня прядильного СК производства обеспечивают эффективную работу Суворовской фабрики в условиях развивающегося рынка, как в нашей стране, так и за рубежом. Полученные результаты и анализ зарубежных источников показывает, что СК способ прядения не перестал быть актуальным, и в настоящее время имеются возможности для продолжения работы в этом интересном и перспективном направлении.

Общая характеристика работы

Актуальность работы

В связи с отмеченной выше высокой эффективностью СК способа формирования текстильного продукта, который позволяет добиться высоких экономических и социальных преимуществ, было принято решение положить его в основу технического перевооружения Суворовской фабрики объемной пряжи (в настоящее время — ЗАО «Суворовская нить»). За истекший период на фабрике был накоплен значительный опыт использования самокруточной технологии. Было выявлено, что СК способ представляет собой важный рычаг, на основе которого можно осуществить технологический прорыв в отечественной текстильной промышленности. В то же время была выявлена необходимость дальнейшего совершенствования самокруточного оборудования и технологии производства в целом. Поэтому тема данной диссертационной работы является актуальной.

Цель и задачи исследования

В процессе эксплуатации СК машин на фабрике «Суворовская нить» была поставлена цель: существенно улучшить технико-экономические показатели производства в развивающихся рыночных условиях. Эта цель была достигнута благодаря эффективному применению усовершенствованного самокруточного способа - способа СФК и совершенствованию технологического процесса.

Основная цель представленной диссертационной работы -повышение эффективности СК прядения и качества вырабатываемой СК пряжи.

Поставленная цель реализуется за счет решения следующих задач:

- систематизация известных СК структур, способов и устройств для их получения; участие в разработке и внедрении способа СФК в производственных условиях;

- разработка обобщенной математической модели процесса СФК;

- проведение лабораторных и производственных испытаний с целью оптимизации основных конструктивных и технологических параметров процесса;

- усовершенствование технологического процесса на фабрике.

Общая методика исследования

Работа включает в себя теоретические и экспериментальные исследования.

В основу теоретических исследований положена разработка обобщенной математической модели для способа СФК. Модель использует известные методы исследования баланса числа кручений по зонам кручения и принцип суперпозиции при анализе действия АКУ.

Экспериментальные исследования включают в себя отработку параметров процесса СФК в лабораторных и производственных условиях с применением стандартного лабораторного оборудования. .

Научная новизна работы

В работе впервые:

- разработан и внедрен для широкого промышленного применения способ СФК;

- разработана обобщенная математическая модель способа СФК, приближенная к реальному физическому процессу; получены оптимальные параметры процесса СФК в производственных условиях, позволившие существенно повысить эффективность прядильного производства.

Практическая значимость работы

1. Разработан и внедрен в широкое промышленное производство способ СФК.

2. На основе способа СФК организовано крупнейшее в мире СК производство трикотажной пряжи. Проведены технические и организационные работы, позволившие обеспечить эффективную многолетнюю эксплуатацию этого производства в условиях развивающегося рынка.

3. Разработаны технологические режимы, обеспечивающие стабильное получение конкурентоспособной продукции.

Реализация результатов работы

Результаты теоретических и экспериментальных исследований автора внедрены на ЗАО «Суворовская нить».

Заключение диссертации по теме «Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья», Гурьев, Александр Николаевич

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Проблема совершенствования и внедрения самокруточного способа для перевооружения прядильных фабрик актуальна.

2. Промышленная апробация самокруточной технологии прядения подтвердила эффективность аэродинамических крутильных устройств.

3. Анализ свойств трикотажной полиакрилонитрильной СК пряжи позволил систематизировать и уточнить технические требования к такой пряже.

4. Проведенные на фабрике исследования позволили внедрить в широких производственных масштабах способ СФК. Реализация этого способа в условиях Суворовской фабрики позволило существенно улучшить качество пряжи, снизить материалоемкость трикотажных изделий, улучшить эффективность производства в целом.

5. Обобщенная математическая модель способа СФК описывает взаимодействие рабочих и соединительной камер и уточняет режим управления камерами пневматическим переключателем. Угол сдвига между сигналами соединительной и рабочих камер зависит от технологической линии в блоке камер и приблизительно равен

А(р = 1,8 рад

6. Амплитуда воздействия рабочих камер в условиях способа СФК может быть уменьшена, по сравнению с обычным СК способом на 15%, что способствует улучшению структуры получаемой пряжи.

7. Применение способа СФК на предприятии ЗАО «Суворовская нить» позволило получить годовую экономию 42 544 тыс. рублей в ценах 2002 г.

8. В современных условиях, благодаря применению современных методов организации технологического процесса и значительного улучшения качества питающего продукта (ровницы), фактический фронт обслуживания составляет 18-20 машин. За последние 10 лет обрывность снизилась в 3-3,5 раза, а фактическая производительность труда прядильщиц возросла в 2,5 раза.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Гурьев, Александр Николаевич, 2007 год

1. Мовшович П.М., Самокруточное прядение. // М., Легпромбытиздат,1985 г., 248 с.

2. Гинзбург JI.H. Динамика основных процессов прядения, ч. III/ Гинзбург JI.H., Хавкин В.П., Молчанов А.С., Винтер Ю.М., Мовшович П.М., //Легкая индустрия-1976 г.

3. Forming twisting yarns and other twisting assemblies. //Патент Англии № 1015291- 1965 г.

4. Process for forming twisted fibre assemblies,//.Патент Англии № 1084371- 1966 г

5. Twisted thread assemblies. // Патент Англии № 1144614 1967 г.

6. Twisting apparatus //Патент Англии № 1121942- 1964 г.

7. Formation of twisted thread assemblies// Патент Англии № 1336932. -1975 г.

8. Strand twisting apparatus //Патент Англии № 1341293 1973 г.

9. Strand twisting apparatus // Патент Австралии № 432698 1968 г.

10. Yarn structure // Патент Англии № 1047503 -1966 г.

11. Process for producing alternating twist // Патент США № 3415048 -1968 г.

12. Method of imparting dual twist to yarn //Патент США № 2986867 -1961 г.

13. Method of and apparatus for forming a multy-ply yarn //Патент США №3999361 -1976 г.

14. Apparatus for twisting a strand //Патент Англии № 2004570 1979г.

15. Method of forming a self-twisted fibrous structure //Патент Англии № 2007729 1979 г.

16. Self-twist yarn strand system // Патент США № 4074511 1978 г.

17. Fluid self-twist spinning apparatus // Патент США № 4120143 -1978 г.

18. Self-twist yarn, strand and method //Патент США № 4123893 1978г.

19. Self-twist yarn node fixation apparatus and method //Патент США № 4142365 1979 г.

20. Node fixation in self-twist yarn //Патент США № 4170103 1979 г.

21. Self-twist yarn and method and apparatus for producing it //Патент США №4276740- 1981 г.

22. Self-twist yarn and method of making same //Патент США № 4246750 1981 г.

23. Self-twist yarn and method and apparatus for making such yarns // Патент США № 4279120 1981 г.

24. Мовшович П.М. Способ получения самокруточной пряжи/ П.М. Мовшович, Б.С. Шкрабов, Г.К. Максимов, В.П. Хавкин// Авторское свидетельство № 400635 1973 г.

25. Мовшович П.М. Устройство для сообщения нити перемежающейся крутки /П.М. Мовшович, J1.H. Иванов, Б.С. Шкрабов, Г.К. Максимов, В.П. Хавкин// Авторское свидетельство № 436106 1974 г.

26. Мовшович П.М. Устройство для получения самокрученой пряжи/ Авторское свидетельство № 562594 «».и др., 1977 г.

27. Мовшович П.М. Переключатель устройства для получения самокрученой пряжи /П.М. Мовшович, Г.К. Максимов, Б.С. Шкрабов, В.П. Хавкин, Н.Б.Бабушкина// Авторское свидетельство № 567343 1977 г.

28. Мовшович П.М. Способ получения самокруточной пряжи / Мовшович П.М., Г.К. Максимов, Б.С. Шкрабов, М.И. Кокиш //Авторское свидетельство № 587755 1977 г.

29. Вихревая камера устройства для получения самокрученой нити / Г.К. Максимов, П.М. Мовшович, Б.С. Шкрабов, М.И. Кокиш // Авторское свидетельство №833014-1981 г.

30. Поисковые научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по расширению области применения самокруточного способа прядения. // Отчет ВНИИЛТекмаша по теме № 25-77, М., 1977 г. (№ Госрегистрации 770/9219)

31. Провести поисковые научно-исследовательские работы по изысканию новой модели прядильной самокруточной машины. //Отчет ВНИИЛТекмаша по теме № 70-82. М. 1982 г.

32. Мовшович П.М., Исследование свойств высокообъемной пряжи, полученной способом совмещенного формирования и кручения,/ Мовшович П.М., Цветкова В.А., Кокиш М.И., Дюканова Т.И //Текстильная промышленность, № 6, 1987 г., с. 33-34

33. Мовшович П.М, Разработка теоретических основ технологического процесса самокручения и промышленного оборудования для его реализации, //докторская диссертация, Кострома, 1987 г.

34. М.И. Кокиш, Способ получения самокрученого волокнистого продукта / М.И. Кокиш, П.М. Мовшович, В.А. Цветкова // Авторское свидетельство № 1351194- 1987 г.

35. Мовшович П.М. Развитие самокруточного способа прядения / Мовшович П.М., В.А. Цветкова, М.И. Кокиш, Т.И. Дюканова, A.A. Телицын //Текстильная промышленность, № 7, 1987 г., с. 34-35

36. Кокиш М.И. Разработка и внедрение устройств для получения самокрученой пряжи способом совмещенного формирования и кручения // Кандидатская диссертация, Кострома- 1989 г.

37. Дюканова Т.И. Разработка технологии получения самокрученой пряжи способом совмещенного формирования и кручения // Кандидатская диссертация, Кострома 1989 г.

38. Мовшович П.М. Уточненная модель процесса совмещенного формирования и кручения / П.М. Мовшович A.A. Телицын, Н.И. //Известия вузов Технология текстильной промышленности, № 1, 1999 г. С. 23-25.

39. A.A. Телицын. Развитие технологий процесса самокручения текстильных материалов и создание оборудования для их реализации. Докторская диссертация, Кострома, 2000 г.

40. Гурьев А.Н. Уточнение модели процесса самокручения // А.Н. Гурьев, К.Э. Разумеев, П.М. Мовшович. // Известия вузов, Технология текстильной промышленности, № 5, 2005 г., с.27-29.

41. Гурьев А.Н. Особенности измерения крутки в продукте с переменной круткой / А.Н. Гурьев, П.М. Мовшович // Известия вузов. Технология текстильной промышленности № 4 (292), 2006.

42. Гурьев А.Н. Уточненная математическая модель процесса совмещенного формирования и кручения / А.Н. Гурьев, К.Э. Разумеев, П.М. Мовшович // Сборник научных трудов ОАО НПК «ЦНИИШерсть», М., «0ргсервис-2000»- 2006, с. 125-128.

43. Гурьев А.Н. Опыт эксплуатации прядильных самокруточных машин в производственных условиях /К.Э. Разумеев, А.Н. Гурьев// Сборник научных трудов ОАО НПК «ЦНИИШерсть», М., «Оргсервис-2000»-2006, с. 129-133.

44. Гурьев А.Н. Обоснование технологических параметров при производстве самокрученой пряжи с увеличенной длиной периода крутки /А.Н. Гурьев, A.A. Телицын, К.Э. Разумеев // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, № 4С, 2006 г., С. 59-62.

45. Гурьев А.Н. Обобщенная модель СФК / А.Н. Гурьев, К.Э. Разумеев, П.М. Мовшович, А.Д. Петровский // Известия вузов. Технология текстильной промышленности № 1 (296), 2007. - с. 34-36.