Анализ технических характеристик и технологических особенностей кардочесальных машин для хлопка

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Analysis of the technical characteristics and technological features of the carding machine for cotton Bondarchuk M.1, Gryaznovа E.2 Анализ технических характеристик и технологических особенностей кардочесальных машин для хлопка Бондарчук М. М.1, Грязнова Е. В.2

'Бондарчук Марина Михайловна / Bondarchuk Marina — кандидат технических наук, доцент;

2Грязнова Елена Валентиновна / Огуатоуа Elena - кандидат технических наук, доцент, кафедра текстильных технологий, Текстильный институт (факультет), Российский государственный университет им. А. Н. Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство), г. Москва

Аннотация: в статье рассматриваются технология производства ленты на кардочесальных

машинах, особенности конструкций современных машин зарубежных фирм-производителей.

Предложены сводные таблицы основных технических характеристик машин.

Abstract: the article considers the technology of tape on carding machines, design features of modern

cars of foreign manufacturers. Proposed summary tables of the main technical characteristics of the

machines.

Ключевые слова: хлопок, лента, рабочие органы, барабан, валик, гарнитура, производительность.

Keywords: cotton, tape, working bodies, drum, roller, headset, performance.

Основная часть волокнистой массы, выпускаемой агрегатом поточной линии, представляет собой клочки спутанных волокон.

Цель процесса чесания - индивидуализировать волокна, разрушив их комплексы в виде клочков; очистить их от сорных примесей и пороков волокон; выровнять волокнистый поток по составу и по линейной плотности формируемой ленты.

На кардочесальной машине осуществляется: разъединение клочков (комплексов) спутанных волокон, составляющих до 80% массы питающего настила, на отдельные волокна; очистка волокон от сорных примесей и пороков волокон; вычесывание коротких (длиной менее 15 мм) и мертвых волокон; смешивание волокон; незначительное увеличение распрямленности волокон (с 0,5 до 0,62); выравнивание волокнистого потока по толщине (массе) на коротких отрезках; утонение волокнистого настила в 80-150 раз и формирование чесальной ленты; укладка ленты в таз.

Критерием оптимальности параметров процесса чесания является технологическая и экономическая эффективность обработки волокнистой массы в последовательных зонах чесальной машины.

Для эффективной работы чесальной машины необходимо тщательно выбрать параметры заправки. Качество чесания определяется, в первую очередь, в зоне главного барабана. Здесь важную роль играет оптимальное количество движущихся шляпок, которые отвечают за очистку, а также удаление узелков и коротких волокон.

В зоне предварительного чесания применяются два дополнительных контрольных элемента. Они оптимизируют качество отходов кардочесальной машины, изменяя с помощью дополнительного вентилятора направление потоков воздуха на поверхности главного барабана. Явным результатом является уменьшение количества качественных волокон в отходах при высокой эффективности очистки. Уменьшение общего количества отходов кардочесальной машины при использовании этой системы составляет около 0,5%. Отходы и шляпочный очес после очистки и разрыхления могут быть использованы в качестве компонентов сортировок для приготовления продукции других видов или для реализации [1, с. 69; 2, с. 12].

Для обеспечения оптимальных условий работы шляпок необходимо соответствующим образом подготовить прочес. Это - задача зоны предварительного чесания с чистящими и чесальными элементами. Чем выше предварительное разрыхление, тем интенсивнее происходит чесание. Увеличенная зона окончательного чесания обеспечивает затем более высокую чистоту ленты и лучшую параллелизацию волокон.

Кардочесальные машины фирмы Trutzschler TC 7 - имеют самую длинную зону чесания 2,82 м [3].

Кардочесальная машина С 70 фирмы RIETER [4] может оснащаться шляпочными полотнами с 84-мя и 99-ю шляпками, при этом в активной зоне чесания располагается 28 или 32 шляпки соответственно, что оказывает существенное влияние на качество пряжи. Машина С 70 имеет рабочую ширину 1,5 м, большую активную зону чесания и тем самым существенно отличается от других моделей кардочесальных машин фирмы RIETER.

Существенное влияние на результат чесания оказывает точность установления разводок в зоне главный барабан - шляпки всей ширине машины и скорость движения шляпочного полотна. Разводку в данной зоне устанавливают в зависимости от степени засоренности питающего настила, а также от требований, предъявляемых к качеству изготавливаемой пряжи [5, с. 72].

Как правило, меньшие разводки позволяют получить прочес лучшего качества. Необходимо учитывать, что при очень малых разводках длинные волокна могут разрываться, а при слишком малой разводке может быть повреждена гарнитура рабочих органов.

Точность изготовления главного барабана имеет решающее значение для качества чесания. Материалом служит не чугун, как раньше, а высококачественная сталь, т.к. она сохраняет стабильные качества в течение длительного времени. В качестве опоры для главного барабана служат специальные, практически безлюфтовые подшипники качения. Эти подшипники, устанавливаемые на вал барабана до шлифовки, не требуют техобслуживания, имеют пожизненный срок службы и не требуют смазки в процессе эксплуатации. Типичным для барабанов фирмы Trutzschler является то, что при заключительной шлифовке температура их поверхности поддерживается на постоянном уровне, чтобы гарантировать соблюдение допуска радиального биения, составляющего лишь несколько тысячных долей миллиметра.

Шляпки чесальных машин состоят из алюминиевых профилей, поэтому они имеют малый вес и чрезвычайно стабильную форму. Они направляются двумя зубчатыми ремнями и соединяются с ними напрямую с помощью кулачка. Стержни из твердого сплава на концах шляпок скользят по лентам из специального пластика.

Преимуществом такой конструкции является то, что полная замена шляпок может быть произведена одним человеком менее чем за час. Сюда следует добавить отсутствие необходимости обычной смазки. Тем самым, вся зона шляпок остается чистой и не требует техобслуживания. Применение скользящих стержней из твердого сплава также имеет преимущество с точки зрения техобслуживания. Благодаря им, не надо фрезеровать шляпки после установки новой гарнитуры.

Величины разводок и зоны регулируемых разводок для чесальных машин определенных моделей приводятся в технической документации, рекомендациях фирм-изготовителей. Параметры гарнитуры выбирают в соответствии с назначением рабочего органа и свойствами перерабатываемой волокнистой массы.

Для чесания хлопковых и химических волокон используют жесткую (пильчатую и цельнометаллическую), полужесткую игольчатую, эластичную игольчатую гарнитуры.

Параметры гарнитуры для барабанов и валиков отечественных чесальных машин приведены в таблице 1.

Для чесания смесей хлопкового и химических волокон используют такую же гарнитуру, что и при чесании хлопкового волокна. При чесании химических волокон, особенно синтетических, применяют гарнитуру с меньшей плотностью зубьев и меньшим углом наклона ß передней грани к радиусу.

В таблице 2 приведены параметры гарнитуры барабанов и валиков чесальных машин фирмы RIETER (Швейцария).

Об- Высота зуба Толщина основания гарнитуры, Ь, мм Угол наклона передней грани зуба

Рабочий орган Вид волокна Тип гарни- щая вы- иглы (выше Шаг зубьев, к к Номер гарни-

туры со-та основания) ^ мм ^ мм основанию, а" радиусу, Р° туры

Приемный барабан хлопок 209Т 6 4 2,5 6,5 75 15 8

Приемный барабан хлопок, хим. в-на 210Т (Л-51Т) 6 4 2,5 6,5 85 5 8

Приемный барабан хим. в-на С55-5 5,5 - - 8,5 96 -6 -

Рабочий валик под хлопок ЦМПЛ- 4 1,7 1 1,8 80 10 72

приемным

Съемно-

передающий валик под хлопок ЦМПЛ-5 4 2,3 1 2,5 65 25 52

приемным

Главный барабан хлопок ЦМПЛ-1 4 1,7 1 1,8 80 10 72

Главный барабан хлопок ЦМПЛ-3 3,5 2,3 0,7-1 1,3 75 15 141100

Главный барабан хлопок ЦМПЛ-А3 3,5 2,3 0,7-1 1,3 75 15 141100

Главный барабан хим. в-на L-3215 3,2 - 0,9 1,8 75 15 80

Съемный барабан хлопок ЦМПЛ-5 4 2,3 0,8-1 2,5 65 25 64-52

Съемный барабан хлопок ЦМПЛ-А5 4 1,7 0,8-1 2,5 65 25 64-52

Съемный барабан хим. в-на К-4032 4 - 0,8 2,5 58 32 64

Валичный съем хлопок, хим. в-на ЦМПЛ- 7 4 2 1,2 3,5 62 28 31

Таблица 2. Характеристика гарнитуры чесальных машин фирмы МЕТЕК

Рабочий орган Тип гарнитуры Общая высота гарнитуры Н, мм Высота зуба иглы (выше основания) Ь, мм Толщина основания гарнитуры, Ь, мм Шаг зубьев, 1, мм Угол наклона передней грани зуба

к основанию, а" к радиусу, Р°

1 2 3 4 5 6 7 8

Приемный б-н ПЧ-6085 6,0 4,0 1,2; 2,4 6,5 85 5

Приемный б-н ПФ-6080 6,0 4,0 1,2; 2,4 5,23 80 10

Приемнвш б-н ПШ-6000 6,0 4,0 1,2; 2,4 7,5 90 0

Приемнвш б-н ПЧ-5585-2,5 5,5 4,0 2,5 6,5 85 5

Главный б-н ГН-4080-1,8 4,0 1,5 1,8 2,5 80 10

Главный б-н ГН-3580-1,0 3,5 1,5 1,0 2,5 80 10

Главный б-н ГН-3580-1,5 3,5 1,2 1,5 2,5 80 10

Главный б-н ГБ-2875 2,8 0,65 0,7; 0,8 1,3 75 15

Главный б-н ГВ-2870 2,8 0,8 0,7; 0,8 1,5 70 20

Главный б-н ГД-2875 2,8 1,0 0,7;0,8;0,9 1,82 75 15

Главный б-н ГВ1-2870-0,7 2,8 0,5 0,7 1,5 70 20

Главный б-н ГВ1-257-0,7 2,5 0,5 0,7 1,3 70 20

Съемный б-н СН-4065-1,5 4,0 2,3 1,0 2,5 65 25

Съемный б-н СД-4065 4,0 2,0 0,9; 1,0 1,82 65 25

Съемный б-н СДУ-4065 4,0 2,0 0,9; 1,0 1,82 55/65 35/25

Главный б-н СВ1-2870 2,8 0,5 0,7 1,5 70 20

Сегмент СЕН-3580-1,0 3,5 1,1 1,0 2,5 80 10

Сегмент СЕФ-4580-1,5 4,5 2,5 1,5 5,23 80 10

Сегмент СЕФ-4590-1,5 4,5 2,5 1,5 5,23 90 0

Съемный валик Р-4070-1,0 4,0 2,3 1,0 3,14 70 20

Передающий валик Т-4028-1,8 4,0 2,1 1,8 3,35 118 -28

Кардочесальные машины оснащается лентоукладчиком. Можно использовать устройство смены тазов, рассчитанное на тазы высотой до 1500 мм и диаметром до 1200 мм для машин фирмы

ТЯШКБСНЬЕК и высотой 1300 мм и диаметром 1000 мм для машин фирмы ИЕТЕЯ (табл. 3). Современные чесальные машины могут работать с производительностью до 120-280 кг/ч.

Поскольку устройство смены тазов стоит отдельно от кардочесальной машины, к нему имеется оптимальный доступ со всех сторон. Проход для обслуживания между устройством смены тазов и кардочесальной машиной создает короткие пути передвижения между кардочесальными машинами. Благодаря автономному приводу на сенсорном экране кардочесальной машины можно очень точно отрегулировать величину вытяжки между кардочесальной машиной и устройством смены тазов. Неправильная вытяжка и обрывы ленты за счет слишком сильного натяжения исключены. Еще одним преимуществом для удобства управления является автоматическое отделение ленты при смене тазов.

Таблица 3. Техническая характеристика современных чесальных машин зарубежного производства

Фирма Trutzschler Rieter

Страна Германия Швейцария

Модель DK-803 DK-903 TC 07 C 51 С 60 С 70

Максимальная производительность, кг/ч 120 120 200 120 220 280

Штапельная длина волокна, мм До 76 до 76 до 65 До 65

Линейная плотность, ктекс 2,5 - 8 3,5-6,5 3-7 4-20

Скорость выпуска ленты, м/мин 300 300 350 300 330 300

Рабочая ширина, мм 995 1000 1058 1000 1500 1500

Размер тазов, мм: диаметр высота 600-1000 12001500 600-1000 12001500 600-1000 1500 600-1000 10001300 600-1000 10001300 600-1000 10001300

Установленная мощность, кВт 20,92 33,97 12,2 25-32 21,3-29,8

Габаритные размеры, мм:

длина ширина высота 53106060 27203400 2930 53106060 27203400 2930 56708013 20003800 3305 3780 3425 3325 57626162 16802250 3655 325 2380 3755

Масса, кг 7300 7300 6340 7400 5525 5557

В зависимости от линейной плотности пряжи, сырья и способа прядения количество традиционных ленточных переходов возможно снизить за счет применения чесальных машин, оснащенных регулятором линейной плотности.

Анализ технических характеристик чесальных машин двух фирм ИЕТЕЯ (Швейцария) и ТЯиЕТ78СНЬЕЯ (Германия) показал, что максимальной производительностью обладает машина фирмы ЫЕТЕЯ С-70 - 280 кг/ч. Установлено, что полная замена шляпок на машинах ИЕТЕЯ длится 1,5 часа, а на машинах ТЯиЕТ78СНЬЕЯ - 1час. На машинах фирмы ТЯиЕТ78СНЬЕЯ последних моделей имеется возможность регенерации волокон, за счет применения опции ТС-ММ'С 3. Максимальной скоростью выпуска обладают машины фирмы ТЯиЕТ78СНЬЕЯ - 350 м/мин. На габаритные размеры чесальных машин оказывает значительное влияние вид лентоукладчика, при этом максимальная длина машины фирмы ТЯиЕТ78СНЬЕЯ на 2 м превышает длину аналогичной машины фирмы КТЕТЕЯ, а это имеет огромное значение при расстановке оборудования на предприятии.

Литература

1. Бондарчук М. М. Проектирование выхода пряжи, обратов и отходов при выработке пряжи в хлопкопрядении. Альманах современной науки и образования. В сборнике: Дизайн, технологии и инновации в текстильной и легкой промышленности (Инновации - 2015) сборник материалов международной научно-технической конференции. ФГБОУ ВПО «МГУДТ», 2015. С. 68-72.

2. Бондарчук М. М. Проектирование выхода отходов в хлопкопрядении // Вестник науки и образования, 2015. № 9 (11). С. 12-15.

3. Прядильное производство. Кардочесальная машина фирмы TRUETZSCHLER. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.truetzschler-cardclothing.com/ (дата обращения: 05.12.2016).

4. Высокоэффективная кардочесальная машина С-70 - максимально-активная зона чесания. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.rieter.com/en/machines-systems/products/fibre-preparation/c-70-card/ (дата обращения: 05.12.2016).

5. БондарчукМ. М., Грязнова Е. В., Голайдо С. А., Федорова Н. Е. Инновационные технологии хлопкопрядения // Проблемы современной науки и образования, 2015. № 12 (42). С. 70-73.

The criteria for the effectiveness of the information and control networks

Yushkovsky S.

Критерии эффективности работы информационно-управляющих сетей

Юшковский С. Л.

Юшковский Станислав Леонидович / Yushkovsky Stanislav — аспирант, кафедра вычислительной техники, Московский энергетический институт, г. Москва

Аннотация: в статье анализируются основные критерии эффективности работы беспроводных сенсорных сетей для оценки и сопоставления положительного эффекта от использования различных сетевых технологий построения информационно-управляющей сети. Abstract: the article analyzes the main efficiency criteria in wireless sensor networks for the evaluation and comparison of the positive effect from using different network technologies for building information and management network.

Ключевые слова: беспроводные сенсорные сети, критерии эффективности, промышленная автоматизация, автоматизированная система управления.

Keywords: wireless sensor networks, efficiency criteria, industrial automation, industrial control system.

Развитие информационных технологий привело к интеллектуализации объектов промышленной автоматизации, позволяющей добиться существенного повышения их эксплуатационных характеристик, энергетической эффективности, надежности и снижения эксплуатационных затрат. Примерами таких объектов являются интеллектуальные установки наружного и внутреннего освещения, водонасосные станции, автоматические производственные линии, солнечные и ветряные электростанции, источники бесперебойного питания, автоматизированные системы коммерческого учета ресурсов и т.п. Одним из быстроразвивающихся перспективных направлений являются системы жизнеобеспечения зданий, включающие в себя управление электро-, тепло- и газоснабжением, вентиляцией и кондиционированием, освещением, охранно-пожарной сигнализацией, контролем доступа и т.д.

Ключевую роль в таких системах играет информационно-управляющая сеть, поскольку энергопотребление, производительность, надежность, живучесть и другие важные характеристики во многом определяются именно ее свойствами [1]. Для оценки и сопоставления положительного эффекта от использования различных сетевых технологий для построения информационно-управляющей сети необходимы четкие критерии эффективности.

Объекты промышленной автоматизации во многих случаях работают в ответственных применениях: в системах жизнеобеспечения, на ответственных участках производства, поэтому, в первую очередь, к системе управления, а, следовательно, и к ее информационно-управляющей сети предъявляются высокие требования надежности, в частности, безотказности и живучести.

Безотказность информационно-управляющей сети характеризуется вероятностью доставки сообщения р(г,Х) от отправителя получателю, зависящей как от интервала времени

наблюдения Т , так и от интенсивности передачи сообщений X . Под живучестью понимается вероятность продолжения корректной работы информационно--управляющей сети ржив в случае выхода какого-либо ее элемента из строя. Как правило, параметры надежности задаются требованиями по назначению объектов промышленной автоматизации и выражаются в виде

ограничения минимальных безотказности р0 и живучести р0

p