Анализ конструктивных особенностей кольцевых прядильных машин для хлопка

Analysis of the design features of the ring spinning machines for cotton

1 2 Bondarchuk M. , Gryaznova E.

Анализ конструктивных особенностей кольцевых прядильных

машин для хлопка

12 Бондарчук М. М. , Грязнова Е. В.

1Бондарчук Марина Михайловна /Bondarchuk Marina - кандидат технических наук, доцент;

2Грязнова Елена Валентиновна / Gryaznova Elena - кандидат технических наук, доцент, кафедра текстильных технологий, Текстильный институт им. А. Н. Косыгина (факультет), Московский государственный университет дизайна и технологии, г. Москва

Аннотация: в статье рассматриваются модели кольцевой прядильной машины, применяемые для выработки хлопчатобумажной пряжи и факторы, влияющие на качество пряжи и эффективность работы машины.

Abstract: the article considers the model of the ring spinning machine, used for the production of cotton yarn and the factors influencing the yarn quality and efficiency of the machine.

Ключевые слова: кольцевая прядильная машина; линейная плотность пряжи; частота вращения веретен; вытяжной прибор; натяжение; обрывность. Keywords: ring spinning machine; the linear density of the yarn; speed spindles; drafting system; tension; breakage.

Кольцевые прядильные машины вырабатывают основную и уточную пряжу для тканей бытового и технического назначения, трикотажных и галантерейных изделий, швейных, вязальных и вышивальных ниток, корда или другого назначения.

Выбор модели кольцевой прядильной машины для выработки заданной линейной плотности пряжи определённого назначения имеет большое значение для технологии прядения. В настоящее время в промышленности установлено множество различных типов кольцевых прядильных машин отечественного и иностранного производства (табл. 1, табл. 2).

При выборе модели кольцевой прядильной машины необходимо принимать во внимание множество факторов, влияющих как на качество вырабатываемой пряжи, так и на эффективность работы кольцевой прядильной машины. Среди таких факторов можно выделить следующие:

1. Линейная плотность пряжи, которая может быть выработана на выбираемой модели кольцевой прядильной машины. Каждая модель имеет свой диапазон вырабатываемых линейных плотностей пряжи, поэтому, учитывая свой вариант задания, следует обратить внимание на этот фактор в первую очередь.

2. Общая вытяжка в вытяжном приборе. Этот фактор оказывает существенное влияние на эффективность прядильного производства, поскольку, имея мощный вытяжной прибор на кольцевой прядильной машине, можно вырабатывать заданную пряжу из более толстой ровницы. Это позволяет увеличить производительность ровничной машины и уменьшить количество ровничных машин при выработке одного и того же объёма пряжи, снизить затраты на производство ровницы, а следовательно, уменьшить себестоимость пряжи.

Таблица 1. Техническая характеристика отечественных кольцевых прядильных машин для

хлопка и химических волокон

№ Показатели Модели кольцевых прядильных машин

П-83-5М4 П-76-5М4 П-76-5М6 П-66-5М6 П-75Л П-70

1 Линейная плотность вырабатываемой пряжи, текс 83-25 25-15,4 25-15,4 10-5,9 50-15,4 15,4-5,9

2 Тип вытяжного прибора ВР-2 ВР-1М ВР-1М ВР-2 ВР-3-45П ВР-3-45П ВР-3-45П ВР-3-45П

3 Общая вытяжка До 40; до 60 До 40; до 60 До 60 До 60 До 60 До 60

4 Длина перерабатываемого волокна, мм До 45 До 45 До 45 До 45 До 45 До 60

5 Крутка, число кручений на 1 м 4001300 4001300 3001700 3001600 2001800 2001800

6 Частота вращения веретён, мин-1 кинематическая рабочая 13000 10000 18000 13000 16000 13000 17000 14000 18000 14500 18000 14500

7 Тип веретена ВНТ-28-63; ВНТ-32-65 ВНТ-28-61; ВНТ-32-63 ВНТ-32-65 ВНТ-28-63; ВНТ-28-61 ВНТ-28-61 ВН-30-220Т; ВН-30-240ТА; ВН-30-220Т; ВН-30- 240ТА;

8 Тип кольца Тип 1. Исп. 4. Ширина бортика 2,8 и 3,2 мм 1,4-3,2-ДК-20С

9 Диаметр кольца, мм 50; 51; 55; 57 45; 48; 50 45; 48; 50 38; 42; 45 42; 45; 50 38; 42; 45

10 Высота намотки 220; 240 200; 220; 240 200; 220; 240 200; 220; 230 200; 220; 240 200; 220

11 Число веретён на машине 240384 240384 240384 96-464 240432 240432

В звене 24 24 24 16 48 48

12 Шаг веретён, мм 83 76 76 66 75 70

13 Привод веретён Тесёмочный, на 4 веретена от приводных шкивов диаметром 200 мм Тангенциальный

14 Наличие автосъёмника нет нет нет есть нет есть

15 Регулирование скорости веретён Привод машины от двух асинхронных электродвигателей с поочередным включением для двухступенчатого регулирования скорости веретён

16 Габаритные размеры Длина машины, мм 1169317665 1086416336 934316955 934316955 1141316813 1081315733

Ширина машины, мм 715 715 770 770 1280 950

Таблица 2. Техническая характеристика зарубежных кольцевых прядильных машин для хлопка

и химических волокон

Фирма Cognetex Marzo li CSM Zinse r Toyoda Rieter

Страна Италия Ита лия Герма ния Герм ания Япония Швейцария

Модель Alfa 20 Alfa 25 N9F3 2/14B 351 RX 200 G- 30 G-36 К- 45

Шаг веретён 70; 75 70; 75 70; 75 70; 75 75 70; 75 70; 75

Линейная плотность пряжи, текс 4,9259,05 29,5359,05 59,05118,11 5-50 5166,67 4,9-58,82 4107 3,7-132 3,7 -59

Диаметр кольца, мм 38-45 38-42 36-54 38-50 38-57 36-50 3351 36, 38, 40, 42, 45, 48, 51, 54

Диаметр патрона, мм 180230 180210 180260 180260 180260 185-230 180230 180-250

Максимальное число веретён, шт 1056 1080 1024 1488 960 1008 1824 1632

Частота вращения веретён, об/мин 18000 25000 25000 25000 25800 25000 до 25000

Привод Тангенциальный ременный Тесь мой на 4 вере тена Тангенциальный ременный

Мощность установленных электродвигател ей, кВт 40 65 45 112 51 65 4555 40-80

Макс. длина 44440 41400 43800 43100 41000 4280 0 6957 0 67225

Ширина 1010 1140 1120 1525 1480 1370 1380

3. Максимальная частота вращения веретён. Частота вращения прядильных веретён - важнейший фактор, влияющий как на производительность прядильной машины, так и на качество пряжи. Увеличивая частоту вращения веретён, производительность прядильной машины увеличивается, что благоприятно сказывается на экономической эффективности работы прядильного производства [1, с. 13]. Однако, с увеличением значения этого фактора наблюдается ухудшение качества вырабатываемой пряжи, растёт натяжение пряжи, увеличивается её обрывность и снижается производительность труда прядильщицы.

Наибольшее натяжение пряжа испытывает в зоне «бегунок - патрон». Натяжение нити должно быть таким, чтобы при достаточно большой плотности намотки на початок (Д = 0,4... 0,55 г/см3) обрывность нитей была бы минимальной. При слабой намотке уменьшается масса пряжи на початке, а, следовательно, снижается КПВ машины (увеличивается количество съёмов и время простоя машины во время съёма початков). При большом натяжении увеличивается обрывность пряжи.

4. Максимальное число веретён на машине. Использование кольцевых прядильных машин с максимальным числом веретён позволяет уменьшить количество кольцевых прядильных машин для выработки заданного объёма пряжи и, следовательно,

уменьшить занимаемую машинами площадь. Кроме того, снижается стоимость оборудования за счёт уменьшения количества машин в цехе. Облегчается обслуживание этих машин прядильщицей.

5. Габаритные размеры машины. Использование малогабаритных кольцевых прядильных машин уменьшает производственную площадь. В итоге появляется возможность установки на существующей площади дополнительных прядильных машин и увеличения, тем самым, объёма пряжи, вырабатываемой с единицы площади. Это может положительно отразиться на эффективности работы хлопкопрядильного производства.

6. Потребляемая машиной электроэнергия. Стоимость электроэнергии входит в себестоимость вырабатываемой пряжи. Поэтому, выбирая кольцевую прядильную машину с меньшим потреблением электроэнергии, мы, тем самым, снижаем себестоимость вырабатываемой пряжи.

7. Автоматизация и механизация ручных операций на машине. Применение автоматических устройств на современных кольцевых прядильных машинах обеспечивает контроль технологического процесса, улучшение качества вырабатываемой пряжи, облегчает обслуживание машины и увеличивает производительность труда прядильщицы. Однако следует отметить, что отечественные текстильные машины значительно уступают в этом отношении зарубежным аналогам. Если на машине П-75А автоматизированы только процессы съёма наработанных початков и используется двухступенчатое регулирование скорости веретён в процессе прядения, то на аналогичных машинах зарубежных фирм (например, на кольцевой прядильной машине модели 321 фирмы «Zinser» Германия) устанавливаются дополнительно системы контроля обрыва нити на каждом прядильном месте (система «FIL-A-GUARD» фирмы «Zinser» Германия). В случае обрыва пряжи, другая электронная система (система «ROVING-GUARD» фирмы «Zinser») прерывает подачу ровницы в вытяжной прибор. Контроль работы автоматического съёмника початков «CO-WE-MAT» фирмы «Zinser» осуществляется с помощью лазерного луча. Для регулирования скорости наматывания нити на початок используется устройство «PRO-SPIN», обеспечивающее послойное регулирование скорости наматывания нити, когда при формировании каждого слоя происходит регулирование скорости веретён от минимальной до максимальной, и наоборот. В результате вероятность обрыва нити снижается, повышается производительность машины и улучшается качество пряжи [2].

Следует также отметить, что число веретён на зарубежных прядильных машинах увеличено до 1824, что почти в 4 раза превышает число веретён на отечественных прядильных машинах (464 веретена на машине П-66-5М6). Это потребовало установки специального устройства «SINCRODRAFT-2» для обеспечения надёжности в работе сверхдлинных машин, поскольку для привода механизмов машины используются два привода, работу которых необходимо синхронизировать.

Основой для кольцепрядильной машины G 36 является хорошо зарекомендовавшая себя предшествующая модель G 35. Для максимальной эффективности и воспроизводимости, с помощью программы MEMOset все необходимые параметры для 18 видов пряжей можно записать в память и вызвать их в любое время. Переключение машины на новый артикул происходит быстро с помощью привода вытяжного прибора FLEXIdraft Линейная плотность и крутка пряжи для нового артикула настраиваются нажатием кнопки. На машине установлен вытяжной прибор Ri-Q-Draft с пневматически нагруженным направляющим рычагом и волокнонаправляющее устройство Ri-Q-Bridge для наилучших условий прядения. У машины G 36 произведена дальнейшая оптимизация контроля движения волокон в главном диапазоне вытяжки, под названием Ri-Q-Draft и производится быстрый съем до 1824 початков. Устройство SERVOgrip исключает подмоты и заметно снижает количество пуха у кольцепрядильных машин. Это снижает количество смен воздуха в

прядильном цеху, и, таким образом, издержки, и повышает качество пряжи. Система ROBOdoff гарантирует максимальную эксплуатационную надежность [3].

Кольцевые прядильные машины практически всех зарубежных фирм могут быть агрегированы с мотальными автоматами, образуя прядильно-мотальные комплексы.

8. Стоимость кольцевой прядильной машины. Стоимость кольцевой прядильной машины во многом определяется её конструкцией. Чем выше качество изготовления деталей и узлов машины, чем больше на машине автоматических устройств и механизмов, тем выше стоимость машины. Применение высокоавтоматизированных кольцевых прядильных машин для изготовления пряжи, не требующей высокого качества и неответственного назначения, наверное, нельзя считать эффективным, поскольку технические характеристики машины будут использованы не полностью. Заключение.

Параметры работы кольцевой прядильной машины должны обеспечивать такие условия процесса прядения, при которых обрывность мычки у переднего цилиндра будет минимальна. Частота вращения веретен оказывает непосредственное и существенное влияние на количество выпускаемой пряжи и экономическую эффективность производства. Данный параметр является основным средством увеличения производительности машины. Новейшие кольцевые прядильные машины рассчитаны на работу с частотой вращения веретен 25000 мин-1.

Литература

1. Бадалов К. И., Бондарчук М. М.Обоснование выбора скоростных режимов прядильных машин. Методическая разработка по дипломному проектированию. М., РИО МГТУ, 2003 г. С. 39.

2. Особенности современных кольцевых прядильных машин для хлопка [Электронный ресурс]. URL: http://www.cotton.ru/cgi-bin/vestnik/article.pl?id=28714 (дата обращения: 14.04.2016).

3. Кольцепрядильные машины - передовые технологии для превосходного экономичного производства высококачественной пряжи [Электронный ресурс]. URL: http://www.rieter.com/en/machines-systems/products/ring-spinning/g-36-ring-spinning-machine (дата обращения: 15.04.2016).

The use of the Welch test in the one-factor dispersion analysis

Popov A.

Применение теста Уэлча в однофакторном дисперсионном анализе

Попов А. М.

Попов Александр Михайлович /Popov Aleksandr - кандидат технических наук, доцент, кафедра высшей математики, Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова,

г. Санкт-Петербург

Аннотация: в статье методами статистического моделирования демонстрируется чувствительность применяемого в однофакторном дисперсионном анализе F-тест, к нарушению предположения о равенстве стандартных отклонений и проводится его сравнение с Уэлч-тестом. Исследуется устойчивость Уэлч-теста при малых и умеренных объемах выборки в случае, когда распределение генеральной совокупности отлично от нормального.