Совершенствование способа транспортировки и очистки волокон с целью повышения показателей качества пневмомеханической пряжи тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.02, кандидат технических наук Богомолов, Михаил Валентинович

• Богомолов, Михаил Валентинович
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Богомолов, Михаил Валентинович

Введение.

Глава 1. Аналитический обзор литературы по вопросам разрыхления, очистки и транспортировки волокнистых смесей.

1.1. Современные способы разрыхления, очистки и транспортировки волокнистых смесей.

1.2. Опыт переработки различных смесей на отечественном и зарубежном оборудовании.

1.3. Выводы.

Глава 2. Теоретические исследования новых способов транспортировки и очистки волокнистых смесей.

2.1. Технологические условия очистки хлопковой смеси в транспортных воздуховодах.

2.2. Совершенствование технологии очистки смеси.

2.4. Влияние воздушных потоков на процесс сепарации сорных примесей и волокон

2.5. Уточнение формул для определения степени разрыхленности волокнистой массы и сепарации сорных примесей.

2.6. Выводы.

Глава 3. Теоретическое обоснование аэродинамики нового способа транспортировки волокнистого материала для текстильных машин.

3.1. Совершенствование способа транспортировки волокнистой смеси.

3.2. Влияние способа транспортировки на разрыхленность хлопка.

3.3. Определение зажгученности хлопка при новом способе транспортировки его в РОА.

3.4. Влияние способа транспортировки волокон смеси на их укора-чиваемость.

3.4.1. Анализ физико-механических показателей пряжи.

3.4.2. Использование спектрограмм для определения неровноты пряжи.

3.5. Выводы.

Глава 4. Оптимизация параметров нового способа транспортировки хлопка.

4.1. Оптимизация технологических параметров нового способа транспортировки волокон смеси.

4.1.1. Статистический анализ результатов эксперимента. Расчет регрессионных факторных моделей.

4.1.2. Расчет обобщенной функции желательности.

4.1.3. Расчет комплексного показателя эффективности.

4.2. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование способа транспортировки и очистки волокон с целью повышения показателей качества пневмомеханической пряжи»

В настоящее время конкурентоспособность выпускаемой продукции на предприятиях зависит от качества и цены используемого сырья, поэтому использование даже нескольких процентов отходов при вложении их в смесь имеет принципиальное значение.

Недостаток сырьевых ресурсов заставляет комплексно подходить к его использованию и повсеместно внедрять безотходную технологию.

Одним из основных факторов, позволяющих обеспечить рост производственных мощностей, является внедрение нового высокопроизводительного оборудования. Внедрение новой, более производительной техники и технологии на действующих предприятиях обеспечит на тех же или меньших площадях увеличение производства конкурентоспособной продукции с лучшими технико-экономическими показателями.

Для увеличения доходности бизнеса предприятия существуют две возможности:

1. Достижение более высоких цен благодаря лучшему качеству товара или изготовление продукции пользующейся повышенным спросом. Этот путь в большинстве случаев связан с большими инвестициями и переориентировкой производства и является долгосрочной стратегической задачей. Не в последнюю очередь этот путь более сложный потому, что при известных условиях будет необходимо изыскивать новые каналы сбыта.

2. Снижение производственной себестоимости продукции. Лучшее использование и щадящая обработка сырья в большей мере зависят от работы разрыхлительно-очистителыюго оборудования. Это позволит в короткий срок и с минимальными затратами снизить себестоимость выпускаемой продукции и улучшить протекание технологического процесса в прядильном производстве.

В процессах подготовки компонентов сырья к смешиванию закладываются такие важнейшие технологические показатели качества полуфабрикатов, как равномерность по составу и сохранение их первоначальной длины и прочности, эффективная очистка от сора, пыли и другие показатели, оказывающие воздействие на последующие процессы приготовления пневмомеханической пряжи и определяющие свойства получаемого продукта.

Экономия сырья и материалов обеспечивает наибольшую эффективность в снижении себестоимости продукции и повышении рентабельности производства. Каждый процент экономии сырья позволяет снизить себестоимость и, следовательно, увеличить доходность бизнеса предприятия.

Актуальность темы. При пневмомеханическом способе прядения к качественным показателям полуфабрикатов предъявляются высокие требования, особенно к величине засоренности, степени разъединенности комплексов волокон.

Увеличение удельной массы хлопка машинного сбора повышенной засоренности, снижение его показателей качества, вложение в смесь регенерированных волокон, с целью экономии дорогостоящего сырья, значительно обостряет проблему повышения качества полуфабрикатов. При переработке таких смесей наблюдается повышенная запыленность, большие колебания по прочности волокон, что создает значительные трудности при пневмомеханическом прядении, а именно, приводит к интенсивному забиванию желоба прядильного устройства пневмомеханических прядильных машин и резко увеличивает обрывность.

Во всем мире получает все большее распространение перспективная стратегия переработки отходов, которая предполагает регенерацию прядомого волокна на том же предприятии, где эти отходы получены. В этом случае, волокно, выделяемое из отходов, может быть снова использовано в составе сортировки для приготовления пряжи средних линейных плотностей, что приведет к экономии сырьевых ресурсов.

Без специального оборудования, обеспечивающего высокую степень очистки и обеспыливания, разрыхленности, ввод в смеску засоренного хлопка и регенерированных волокон приводит к росту обрывности пряжи и ухудшению качества ткани.

Целью исследования является увеличение эффективности очистки волокнистого материала с повышенным содержанием сорных примесей в процессе его транспортировки в разрыхлительно-очистительном агрегате.

В соответствии с целью задачами исследования являются:

- критический анализ конструкций технологического оборудования для разрыхления, смешивания и транспортировки волокон как в нашей стране, так и за рубежом;

- разработка и исследование новой техники и технологии для повышения очистки, разрыхленности и рассортировки волокнистых смесей в процессе их транспортировки;

- теоретическое и экспериментальное исследование процессов разрыхления, очистки и транспортировки смеси с вложением регенерированных волокон или с повышенной засоренностью; , " ■

- исследование влияния скоростных параметров рабочих органов на укорачиваемость волокон, выделение сорных примесей и пыли.

Методы исследования . Для решения задач, поставленных в работе широко использованы статистические методы обработки результатов эксперимента. Оптимальные скоростные параметры определялись современными методами математического планирования с получением уравнений регрессий с доверительной вероятностью 0,95.

Показатели качества полуфабрикатов и пряжи определялись с применением приборов ПЗС, АХМ, МШУ-1, МПРШ-1, ДШ-3, по стандартным методикам или с помощью специальных методов исследований, например, разъединенность комплексов волокон определялась взвешиванием 600 клочков хлопка или методом воздухопроницаемости. Все расчеты и обработка результатов эксперимента выполнены на ЭВМ.

Научная новизна. При выполнении работы автором впервые:

- теоретически и экспериментально исследованы технологические условия очистки хлопковой смеси в транспортных воздуховодах;

- получены аналитические выражения аэродинамических условий очистки хлопковых смесей;

- предложены устройства для разрыхления, очистки и транспортировки хлопковых смесей с повышенной засоренностью в транспортных воздуховодах;

- теоретически и экспериментально обоснованы преимущества предлагаемого способа разрыхления, очистки и транспортировки волокнистого материала по сравнению с существующими;

- изучено влияние предлагаемого устройства и способа транспортировки волокон на показатели качества пневмомеханической пряжи.

Практическая значимость и реализация результатов работы:

- обоснована целесообразность разработки и применения предлагаемого способа и устройства разрыхления, очистки и транспортировки волокнистого материала;

- разработаны, апробированы и рекомендованы к использованию оптимальные скоростные параметры вентилятора транспортировки волокон смеси;

- доказано влияние разработанных устройств транспортировки на показатели физико-механических свойств волокон;

- приведено обоснование необходимости изменения способа подачи волокон смеси в машины РОА;

- полученные результаты могут быть использованы при проектировании нового оборудования для транспортировки, разрыхления и очистки волокон

- техническая новизна разработанных технических устройств подтверждена патентами на полезную модель № 56898 и № 74924.

Обоснованность и достоверность полученных результатов обусловлены большим объемом экспериментов и подтверждены соответствующими расчетами, а также проверкой в производственных условиях ОАО «Куров-ской текстиль», что подтверждается прилагаемыми актами.

Апробация работы. Основные материалы по теме диссертационной работы докладывались и обсуждались:

- на международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс), г. Иваново, ИГТА, 2006, 2008;

- на 58-й межвузовской научно-технической конференции «Студенты и молодые ученые КГТУ - производству», г. Кострома, КГТУ, 2006;

- на технических советах руководителей и специалистов АООТ «Ку-ровской текстиль» (г. Куровское Московской области) в 2007 г. и ЗАО Текстильная компания «Русский дом» в 2008 г.

Публикации. По результатам теоретических и экспериментальных исследованиям опубликовано 6 печатных работ, в том числе 1 статья в журнале «Известия вузов. Технология текстильной промышленности», 2 патента на полезную модель и 3 тезиса па международных и межвузовских конференциях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами по каждой главе, общих выводов и рекомендаций, библиографического списка из 112 наименований и 4 приложений. Работа изложена на 124 страницах машинописного текста, содержит 34 рисунка, 25 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья», Богомолов, Михаил Валентинович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ и РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В приведенном анализе литературы существуют значительные противоречия в определении очищающей и обеспыливающей способности машин разрыхли-тельно-трепального агрегата, а также способа транспортировки волокон смеси на показатели качества полуфабрикатов и пряжи.

2. Для повышения эффективности процесса очистки и сепарации воздушного потока смеси необходимо разрабатывать и внедрять в производство новые методы и способы разрыхления волокон хлопка и его транспортировки.

3. Экспериментальные исследования подтвердил, что выпадение прядомого волокна в отходы можно уменьшить без снижения очистительного эффекта и при одновременном дополнительном обеспыливании волокнистого материала путем модернизации аэродинамической системы.

4. Предлагаемые теоретические и экспериментальные результаты позволяют регулировать выделение сорных примесей за счет сжатия и расширения воздушного потока.

5. Достигнута эффективность процесса очистки в ограниченном пространстве обрабатываемого волокна и возможности двусторонней независимой регулируемой очистки воздушно-волокнистого потока смеси.

6. Предложена математическая модель аэродинамических особенностей фонтанирующего слоя волокнистой массы и воздуха.

7. Проведен количественный анализ фонтанирующего слоя, результаты которого могут использоваться для расчета оптимальных режимов в процессе разделения дисперсных фаз (сора, волокон).

8. Предлагаемая математическая модель позволяет сделать объективный выбор конструкции и размеров сороочистителя.

9. Разработан график для определения лобовой аэродинамической силы, действующей на 1 см длины волокна в интервале диаметров от 10 до 30 мкм и скоростях 35 м/с при различных положениях ориентации.

10. Построена номограмма для определения средней массы клочка хлопка и усилия для его разрыва после любой машины разрыхлительно-трепального агрегата.

11. Произведено уточнение формул для определения степени разрыхленности волокнистой массы и сепарации сорных примесей.

12. Предлагаемый способ транспортировки волокнистого материала позволил снизить величину обрывности в прядении на 14,1% за счет снижения величины зажгученности хлопка.

13. Проведенная многокритериальная оптимизация целевой функции, состоящей из единичных показателей с учетом весомостей, на базе результатов производственного эксперимента при выработке пряжи 36 и 72 текс выявила следующие параметры нового способа транспортировки волокнистого материала: диаметр выводного патрубка вентилятора - 450 мм, частота вращения лопастей вентилятора - 960 мин"1.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Богомолов, Михаил Валентинович, 2009 год

1. Корицкий К.И. Технико-экономическая оценка и проектирование качества текстильных материалов, М., 1983.

2. Корицкий К.И. Оптимизация смесей хлопка для пряжи пневмомеханического способа прядения //Сборник научных трудов ЦНИХБИ.М., 1984.

3. Крюк Т.Б., Корицкий К.И. Выбор показателя для оценки сортности пряжи пневмомеханического способа прядения //Сб. научных трудов ЦНИХБИМ., 1983.

4. Gannaway V.R. Breeding for High strength cotton Textile Research n.l, 1982.

5. Louis V.L. Some factors affecting open and spun cotton yarns Textile Reseoneh Yowual. № 10. 1981.

6. Артцт П., Эгберс Г. Технология пневмомеханического прядения: Пер. с нем.- М.: Легпромбытиздат, 1986.- 184 с.

7. Драхлина И.И., Корицкий К.И. Определение оптимальных параметров процесса кручения пряжи пневмомеханического прядения на машинах двойного кручения //Сб. научных трудов ЦНИХБИ. М.,1986.

8. Рекомендация по переработке хлопкового волокна низких промышленных сортов и отходов прядильного производства при использовании действующего оборудования. М., ЦНИИТЭИлегпром, 1984.

9. Кленов В.Б., Кулигин JI.A. Определение степени разрыхленности хлопка методом воздухопроницаемости. Э.И. ЦНИИТЭИлегпром, 1984.

10. Кленов В.Б. Фильтрация жидкости через слой деформируемого текстильного материала. М.: Легкая индустрия, 1972.

11. Сборник инструкций по технологическому контролю и методик испытаний хлопка-сырца, волокна, линта, семян и волокнистых отходов хлопкозаводов. М.: Легкая индустрия, 1972.

12. Сергеев К.В., Брусникин А.Ф., Попова Р.А. Основные направления в совершенствовании хлопкопрядильного оборудования. М.: Легкая индустрия, 1979. - 92 с.13. Проспект фирмы «Piatt».14. Проспект фирмы «Hergeth».15. Проспект фирмы «Reiter».

13. Современное оборудование для разрыхления и очистки хлопкового волокна. М: ЦНИИТЭИлегпром, № 12, 1991.- 34 с.

14. Плеханов А.Ф. Безотходная технология в пневмопрядении. М.: Jler-промбытиздат, 1994. - 128 с.

15. Зотиков В.Е., Будников И.В., Трыков П.П. Основы прядения волокнистых материалов. М.: Гизлегпром, 1959.- 506 с.

16. Мазяр И.П. Влияние пневмотранспорта на структуру волокнистого материала. PC. ЦНИИТЭИлегпром, № 4, 1977, с. 16-19.

17. Плеханов А.Ф. Разработка способов очистки волокнистых материалов и создание безотходной технологии в хлопкопрядении. Автореферат на соискание ученой степени д.т.н. М.: 1994. 32с.

18. Плеханов Ф.М., Дугинова Т.А., Плеханов А.Ф. Улучшение работы раз-рыхлительно-трепальных агрегатов //Текстильная промышленность, 1983, №2.

19. Федосеев В.Н., Павлов Ю.В., Плеханов А.Ф. Оценка степени засоренности смесей в очистителе эффективной очистки полупроводниковым ИК-лазером. Тез. докладов. ИВТИ им. М.В. Фрунзе, 1990.23. А.с. СССР № 1560648

20. Плеханов А.Ф. Машины для очистки хлопка от сорных примесей.// Текстильная промышленность, 1992, № 9.

21. Плеханов А.Ф. Расчет теоретической эффективности очистки хлопка на машинах разрыхлительно-трепального агрегата // Текстильная промышленность, 1992, № 9.

22. Плеханов А.Ф. Исследование процесса очистки волокнистого материала от сорных примесей // Текстильная промышленность, 1992, № 7.

23. Авезов А.Ф. Динамика очистки хлопка-волокна на наклонных очистителях и пути интенсификации процесса. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. Иваново, 1990.

24. Бурнашов Р.Э., Авезов А.Ф. Воздушные потоки и их влияние на работу барабанно-колосниковой секции и очистителя типа ОН-6-3. Деп. В ЦНИИТЭИлегпром, 1989, № 226-лп.

25. А.с. № 1470818 СССР МКИ ДО 1G9/14.30. 29'. Чистобородов Г.И. Разработка научных основ формирования текстильных материалов в процессе подачи и транспортирования. Авторе31.