Разработка структуры и технологии выработки транспортерной ленты для хлебопекарной промышленности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.02, кандидат технических наук Каргина, Светлана Игоревна

• Каргина, Светлана Игоревна
• кандидат технических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат технических наук Каргина, Светлана Игоревна

Общая характеристика работы

1. Анализ состояния вопроса

1.1. Требования и область применения технических тканей

1.2. Сырьевой состав многослойных технических тканей

1.3. Особенности структуры, влияющие на эксплуатационные свойства

1.4. Особенности формирования многослойных технических тканей

2. Структура и свойства нитей для транспортерной ленты.

2.1. Анализ требований к свойствам транспортерных лент

2.2. Обоснование выбора сырья

2.3. Обоснование основных параметров пряжи

2.4. Технология получения и свойства нитей высокой линейной плотности

3. Структура предлагаемой транспортерной ленты и выбор оборудования

3.1. Обоснование структуры и проектирование ткани

3.2. Обоснование выбора ткацкого станка 52 3 .3. Результаты предварительного анализа свойств полульняной транспортерной ленты

4. Анализ процесса формирования многослойной ленты

4.1. Исследование условий выработки полульняной транспортерной ленты

4.2. Анализ соотношения натяжений нитей основы

5. Анализ процесса формирования льняной многослойной ленты 104 Общие выводы 124 Список использованных источников 126 ПРИЛОЖЕНИЕ 1 131 ПРИЛОЖЕНИЕ 2. 137 ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка структуры и технологии выработки транспортерной ленты для хлебопекарной промышленности»

Актуальность темы. Повышение эффективности текстильного производства неразрывно связано с рациональным использованием сырья, расширением ассортимента, улучшением качества выпускаемой продукции, повышением производительности оборудования. Особую актуальность эта проблема приобретет при изготовлении многослойных тканей с поверхностной плотностью свыше 1500 г/м , к которым относятся и транспортерные ленты.

В настоящее время на рынках России практически отсутствует продукция данного вида. Произошло резкое сокращение производства транспортерных лент из-за того, что большинство предприятий-изготовителей находятся на территории ближнего зарубежья, и они переориентированы на внутренние нужды. Кроме того, отсутствие достаточного количества текстильного сырья (хлопка) и специализированного оборудования для производства лент на территории России привело к тому, что на предприятиях-потребителях для обеспечения операций транспортировки полуфабриката в последнее время используются различные заменители, имеющие низкие эксплуатационные свойства.

Данная проблема затронула, в частности, хлебопекарные предприятия, имеющие в своем технологическом процессе ряд особенностей: обязательную экологическую безопасность используемых транспортируемых элементов, низкую прилипаемость к ним полуфабрикатов, определенные эксплуатационные размеры.

Используемые в настоящее время на хлебопекарных предприятиях многослойные ленты по своим качественным характеристикам не удовлетворяют потребителя. Основной недостаток - низкий срок службы транспортера, не превышающий двух-трех месяцев вследствие вытягивания ленты в процессе эксплуатации на 15-20%. Поэтому разработка структуры многослойной ленты с улучшенными эксплуатационными характеристиками и технологии её производства на существующем: оборудовании является целесообразной и актуальной.

Цель работы и задачи исследований. Основной целью работы является повышение эксплуатационных свойств транспортерных лент за счет использования в них экологически чистого сырья, создания оптимальной структуры и технологии изготовления ткани.

Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:

- анализ факторов, влияющих на эксплуатационные свойства транспортерных лент, используемых в хлебопекарной промышленности; исследование свойств нитей, применяемых при изготовлении лент, и выбор рационального состава сырья с учетом условий эксплуатации транспортерных лент;

- исследование процесса образования ткани на челночном ткацком станке с целью снижения напряженности;

- разработка технологии производства многослойных лент;

- оценка свойств и промышленные испытания разработанной транспортерной ленты.

Методы исследования. В работе применялись теоретические и экспериментальные методы исследований. Методической основой диссертационной работы явились труды ведущих российских и зарубежных ученых в области процесса деформирования нитей и создания многослойных тканей.

Экспериментальные исследования проводились с применением современной измерительной аппаратуры и вновь разработанного устройства для измерения удлинения ткани в условиях статического нагружения. Для оценки свойств ткани заданного назначения использовались стандартные методы и приборы.

В работе применялись методы математического планирования, статистической обработки полученных результатов и моделирования с использованием ПЭВМ IBM PC/AT.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые:

- обоснована новая структура уточной комбинированной нити для производства многослойной ткани, используемой в качестве транспортерной ленты в пищевой промышленности;

- установлены источники повышенной напряженности процесса образования ткани на станке и получены модели неравномерности натяжения нитей основы;

- предложены регрессионные модели, описывающие взаимосвязь натяжения нитей основы и факторов, характеризующих условия формирования многослойной ткани;

- предложена аналитическая модель и алгоритм расчета деформации нитей основы, учитывающая положение опушки ткани в раскрытом зеве и последовательность формирования каждого слоя;

- разработан метод определения продольной деформации транспортерной ленты, отличающийся от известных тем, что испытания проведены при длительном статическом нагружении.

Практическая ценность работы заключается в том, что разработанные структура многослойной льняной ткани для транспортерных лент, используемых в пищевой промышленности и технология ее производства, позволяют решить задачу повышения качества технических тканей, и увеличить срок службы транспортерной ленты до двенадцати месяцев.

Предложена технология получения уточной пряжи . высокой линейной плотности на основе комбинированных нитей в которой совмещены процессы прядения, трощения и кручения, в результате чего снижаются затраты электроэнергии и потребность в производственных площадях.

В результате проведенной работы впервые выработаны образцы многослойных технических льняных тканей на обычном ткацком оборудовании с од-нонавойной системой заправки.

Промышленное опробование тканей показало возможность и перспективность применения их в производстве транспортерных лент. Лента внедрена на Яранском хлебокомбинате и АО «Костромахлеб».

Апробация работы

Основное содержание работы получило положительную оценку при докладах:

- на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы техники и технологии переработки льна и производства льняных изделий» (Лен-96) в Костромском государственном технологическом университете, октябрь, 1996 год;

- на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы ткацкого производства» в Ивановской государственной текстильной академии, 1997 год;

- на семинаре «Технология текстильных материалов» КГТУ, в 1998, 2002 и 2003 году;

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературных источников и приложения. Работа изложена на 147 страницах, имеет 26 рисунков и 33 таблицы.

Заключение диссертации по теме «Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья», Каргина, Светлана Игоревна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ современного производства транспортерных лент и условий их эксплуатации в хлебопекарном производстве выявил необходимость создания специального ассортимента тканей.

2. Для обеспечения заданных массы, толщины и прочностных характеристик, а также с учетом придания тканям требуемых эксплуатационных свойств, обосновано использование льняных и хлопчатобумажных волокон 50, 96 и 150 текс в два, три и четыре сложения.

3. Разработаны новая структура и технология получения комбинированной уточной нити с использованием модернизированной прядильно-крутильной машины, позволяющая получать нити высокой линейной плотности 800-1100 текс.

4. Обосновано использование для новой структуры многослойной ткани трехслойного переплетения, что обеспечивает получение заданной толщины ленты 4-6 мм.

5. Процесс получения трехслойной ленты впервые реализован на существующем оборудовании с однонавойной системой заправки, и оригинальной ремизоподъемной кареткой, сочетающей принципы образования открытого и закрытого зева.

6. В результате исследования процесса образования ткани на станке подтверждена существенная его напряженность, приводящая к нестабильности тканеобразования.

7. На основе регрессионного анализа получены модели, отражающие взаимосвязь факторов, влияющих на натяжение при прибое и в раскрытом зеве.

8. Предложена аналитическая модель и алгоритм расчета деформации нитей основы, учитывающие положение опушки ткани в раскрытом зеве и последовательность формирования каждого слоя.

9.Разработана методика оптимизации параметров K3JI, включающая моделирование деформации нитей в открытом зеве, оценку коэффициента вариации деформации и метод симплекс - планирования.

10. В результате машинного эксперимента, предложен оптимальный вариант ( положение опушки ткани по высоте - 25мм, положение дополнительного прутка по высоте - 5 мм , положение дополнительного прутка по глубине станка - 945мм), позволивший снизить коэффициент вариации натяжения на 36 % .

11. Предложен метод определения продольной деформации транспортерной ленты и разработана установка для проведения испытаний при длительном статическом нагружении.

12. Промышленные испытания разработанной структуры льняной транспортерной ленты, показали, что улучшенные эксплуатационные свойства нового ассортимента тканей позволяют увеличить срок службы ленты в 3 раза.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Каргина, Светлана Игоревна, 2003 год

1. Керимов С.Г.,Попов J1.H., Производство технических тканей.,М. Легпром-бытиздат, 1994г., стр.235

2. Козырева З.М., Нагдасева И.П. Технические ткани и их применение.-М.Легкая индустрия , 1965 г. стр.245

3. Гусаков А.В., Могильный А.Н., Производство технических сукон и сеток.-Недра., Санкт- Петербург, 1999г. стр.3604. а.с. 250 333 /ЧССР/, МКИ ДОЗД 15/00.

4. Примаченко Б.М. Многослойная ткань // Ленинградский институт текстильной промышленности, 1988 г.

5. Реферативный журнал. Легкая промышленность (технология и оборудование) №2, 1992 г., Москва,

6. Гордеев В.А., Блинов И.П., Могильный А.Н., Многослойная ткань, /Ленинградский институт текстильной и легкой промышленности им. С.Н. Кирова, а.с. 1594226 А1 ДОЗД 11/00, 1990г.

7. Букаев П.Т., Кернасовский И.С., Тканая подъемно-транспортная лента, /ВНИИ текстильно-галантерейной промышленности, а.с. 1680826 А1 ДОЗД 11/00,1/00,1984.

8. Новая многослойная обувная ткань, журнал «Текстильная промышленность», № 11, 12, 1993.

9. Патент № 3941162/США/ МКИ ДОЗД 15/00.

10. Заявка № 60-184503 / Япония/, МКИ ДОЗД 15/12.

11. Гордеев В.А., Кузнецова Н.В. / Многослойная ткань. Ленинградский институт текстильной промышленности.

12. Смирнов Л.С., Новак Н.С., Войченко П.Г. и др., Двухполотенная ткань /НИИ по переработке искусственных и синтетических волокон, а.с. № 283047, кл. ДОЗД 11/00, 1969.

13. Батутис И. А.И., Яров А.С., Моцкене Н.С., Двухполотенная ткань/Литовский НИИТП, а.с. № 986982, кл. ДОЗД 11/00, ДОЗД 11/02, 1981.

14. Патент № 51-20625 кл. 47А4, ДОЗД 11/00.

15. Примаченко Б.М., Труевцев Н.Н., Брославский В.А., Многослойная ткань/ Ленинградский институт текстильной и легкой промышленности им. С.Н. Кирова, а.с. № 1423645 А1, ДОЗД 11/00, 1978.

16. Харечко Р.И., Пильщикова Т.С., Молодченко Е.Ф., Многослойная ткань/ Укр. НИИТП, а.с. № 213699 ДОЗД 11/00, 1966.

17. Струсевич С.Е., Вяткина Н.Л. и др., Транспортерная лента, а.с. № 114250 ДОЗД 3/4, ДОЗД 11/00, 1955.

18. Голодушкина А.А. Тканая транспортерная лента./Всесоюзный научноисследоват, институт технич, тканей, 1988 г,

19. Патент № 2031993, реферативный журнал №7, 1992 г.

20. Гордеев В.А., Кузнецова Н.В., Многослойная ткань./ Ленинградский институт текстильной и легкой промышленности им. С.Н. Кирова, а.с. № 717175,кл. ДОЗД 11/00, 1978.

21. Гордеев В.А., Чумбуридзе М.А., Многослойная ткань./ Ленинградский институт текстильной и легкой промышленности им. С.Н. Кирова, а.с. № 887645, кл. ДОЗД 11/00, 1980.

22. Гордеев В.А., Блинов И.П., Куликов B.C., Цыганова Е.Н., Многослойная ткань./ Ленинградский институт текстильной и легкой промышленности им. С.Н. Кирова, а.с. № 1548290 А1, ДОЗД 11/00, 15/00, 1988.

23. Хватов С.Н., Керимов С.Г. // Многослойная ткань для транспортерных лент. Всесоюзный научно-исследовательский институт технических тканей. Патент № 1831531, реферативный журнал, №8-85115П, 1994.

24. Хватов С.Н., Керимов С.Г. // Многослойная ткань для транспортерных лент. Всесоюзный научно-исследовательский институт технических тканей.

25. Патент № 2803268 /США/ ,1957.

26. Войченко П.Г., Многослойная ткань./ НИИ по переработке искусственных волокон, а.с. № 883204 ДОЗД 11/00, 1977.

27. Справочник по лентоткацкому производству. М.: Легкая индустрия, 1976.

28. Розанов Ф.М. и др. // Проектирование и выработка опытных образцов из асбестовых, стеклянных и других нитей. Отчет по научно-исследовательской работе, МТИ, 1967.

29. Заявка 63120136/ Япония /МКИ ДОЗД 25/00.

30. Заявка №0101351. ЕПВ МКИ ДОЗД 41/00.

31. Еликов В.Н., Струк В.Н., Зевообразующий механизм ткацкого станка для изготовления объемных изделий, а.с. № 1033598 МКИ ДОЗД 41/00, ДОЗД 13/00

32. Слостина Г.Л., Сумарукова Р.Ч. Метод расчета на ЭВМ параметров строения двухслойных тканей с соединением слоев комбинированнным способом /Журнал «Текстильная промышленность», №3, 1989.

33. Гордеев В.А., Святенко М.В., Орлов С. Б., Взаимосвязь между параметрами зева и толщиной многослойных тканей, вырабатываемых на ткацком станке, журнал «Технология текстильной промышленности», № 6, 1986.

34. Щербань В.Ю., Определение технологических усилий в процессе прибоя при формировании многослойной технической ткани, журнал «Технология текстильной промышленности», № 3, 1990.

35. Геллер З.Ц., Власов П.В., Исследование натяжения нитей основы при выработке многослойных стеклянных тканей, журнал «Технология текстильной промышленности», № 6, 1991.

36. Уткина З.Б., Успасских С.М., Козлов Г.В., К определению соотношения нитей многослойной ткани в трех измерениях, журнал «Технология текстильной промышленности», № 4, 1990.

37. Арбитан А.А., Войченко П.Г., Смирнов JI.C., Многослойная ткань./НИИ по переработке искусственна волокон, а.с. № 883204 МКИ ДОЗД 11/00.

38. Патент № 1020465/США/, МКИ ДОЗД 41/00, ДОЗД 11/00.

39. Кожин С.С., Мальков JI.A., Мшвениерадзе А.П., Шмелев В,А. Способ выработки многослойной ткани на б/ч ткацком станке/ЦНИИХБИ, а.с. № 1527339 А1, ДОЗД 11/00, 47/02, 1982.

40. Мальков JI.A., Букаев П.Т., Способ получения многослойных тка-ней/ЦНИИХБИ, а.с. № 1077957 А ДОЗД 11/00, ДОЗД 23/00, 1978.

41. Кричевский Г.Е., Корчагин М.В., Сенахов А.В. Химическая технология текстильных материалов.- Москва.; Легпромиздат, 1985,стр.45

42. Энциклопедия полимеров. В 3 т. -М.; Сов. Энциклопедия, 1974 г.

43. Гурусова А.А. Влияние химического состава и структуры льняных волокон на их качество и основные принципы построения технологии получения тресты с применением химических реагентов: Дис. . к.т.н. Кострома, 1989г.

44. Gralen N. Sedimentation d. Diffusion Measurements on Cellulose a/ Cellu-losederivatives. Uppsala. 1944.

45. Назарова Т.И. Разработка рационального способа фиксации красителей на льнолавсановых тканях: Дисс. . к.т.н. Иваново, 1982.

46. Дамянов Г.Б.,Бачев Ц.З., Сурнина Н.Ф., Строение ткани и современные методы ее проектирования.-М.Легкая и пищевая промышленность, 1984г.,стр.232

47. Проектирование многослойных тканей по заданным параметрам, МУ, Москва, 1980г.

48. Кукин Г.Н., Соловьев А.Н. Текстильное материаловедение.-М.: Легкая индустрия, 1989,стр.333

49. Льноткачество: справочник под ред. Дружининой Р.Д., М., Легпромбытиз-дат, 1985, стр. 424.

50. Букаев П.Т., Оников Э.А., Мальков Л.А. и др. Хлопкоткачество: справочник, М., Легпромбытиздат, 1987, стр. 576.

51. Борисова И.JI., Копнии В.А., Федоров Ю.Б., Способ получения армированной нити. Авт.свид. N 1730241, опубликовано 30.04.92г.

52. Фурычева М.С., Разработка метода прогнозирования ряда технологических параметров процесса формирования ткани на основе теории нелинейной наследственной вязкоу пру гости: Дисс. к.т.н. Кострома, 1997 г.

53. Ф.М. Разанов, О.С. Кутепов, Д.М. Жуп икова, С.В. Молчанов // Строение и проектирование тканей. Гизлегпром, 1953 г,стр.471

54. Быкадоров Р.В. Регулирование качества ткани на ткацких станках, Моква: Легкая и пищевая промышленность, 1984- 136 с.

55. Кравченко В., Брут-Бруляко А., Ступников А., Плаксин Е. Аппаратный комплекс «Тумаг» для контроля технологических параметров по переходам ткацкого производства, ТТП, №5, 2000,стр.23

56. Ефремов Е.Д. «Деформация упругой системы заправки на ткацком станке», Учебное пособие, Иваново, ИХТИ, 1979г, стр.72.

57. Уайлд Д. Методы поиска экстремума .М.,»Наука», 1967г.

58. Первозванский А.А. Поиск. М.,»Наука»,1970 г.

59. Бояринов А.И., Кафаров В.В. Методы оптимизации в химической технологии. М., «Химия», 1969 г.

60. Адлер Ю.П. Введение в планирование эксперимента. М., «Металлургия», 1969 г.

61. Box G. Е. P., Wilson К. Journal of the Royal Statistical society, 1951, v. 13, s. B, N 1,p. 1.

62. Тихомиров В.Б. Математические методы планирования эксперимента при изучении нетканых материалов. М., Легкая индустрия, 1968.

63. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М., Наука, 1965.

64. Математическое моделирование и планирование эксперимента.Под. ред. Г.Н. Богачева. М., «Химия», 1971.

65. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных решений. М., «Наука», 1971.

66. Планирование эксперимента и применение вычислительной техники в процессе синтеза резины. Под. ред.В.Ф. Евстратова. М., « Химия», 1970.

67. Проблемы планирования эксперимента. Под ред. Г.К. Круга. М., «Наука», 1969 г.

68. Планирование эксперимента. Под.ред. Г.К. Круга. М., «Наука», 1966.

69. Spendley W.,Hext G.R., Himsworth F.R. Technometrics,1962, v.4,N 4, p.441.

70. Круг Г.К. Математическое описание и оптимизация многофакторных процессов.- Труды МЭИ, 1966, вып. 67.

71. Лустгартен Н.В., Секованова Л.А. Оптимизация параметров настройки ткацкого станка с целью снижения истирания основных нитей, Вестник КГТУ, № 3, 2001.

72. Гордеев В.А., Ткачество. Уч. Для ВУЗов, М., Легкая и пищевая промышленность, 1984,стр. 485.

73. В.Д.Потапов., А.Д.Яризов. Имитационное моделирование производственных процессов в горной промышленности, Москва, Высшая школа, 1981г.

74. В.Б.Тихомиров «Планирование и анализ эксперимента»,Москва.»Легкая индустрия», 1974г,стр.258

75. Колтунов М.А. Ползучесть и релаксация. М.: Высшая школа , 1976.

76. Патент № 51-22110 кл. 47ЦА, ДОЗД 11/00.

77. Оников Э.А., Основы проектирования ткацких фабрик. Учебное пособие.-М. 1999г., стр.44