Исследование влияния технологических процессов на разволокнение лубяных волокон
Автор: Дулат А.А., Отыншиев М.Б.
Журнал: Вестник Алматинского технологического университета @vestnik-atu
Рубрика: Техника и технологии
Статья в выпуске: 3-1 (129), 2020 года.
Бесплатный доступ
В работе проведены исследования изменения линейной плотности лубяных волокон при переработке на молотковой, мьяльной и кардочесальной машине. Определены физикомеханические свойства конопляных волокон до и после переработки. Результаты исследования показали, что на мяльной машине линейная плотность волокон не зависит от числа обработок. Средняя тонина конопляных волокон после мяльной машины составляет 25,8 текс. Также исследование показывает то, что можно предложить технологию обработки короткого волокна конопли, после которого можно получить более отбеленное и более тонкое по линейной плотности волокно. Средняя тонина волокон после всех технологических процессов на мяльной машине, молотковой мельнице и кардочесании составляет 21,3 текс.
Конопляное волокно, молотковая машина, кардочесальная машина, мяльная машина
Короткий адрес: https://sciup.org/140256792
IDR: 140256792 | DOI: 10.48184/2304-568X-2020-3/1-9-13
Текст научной статьи Исследование влияния технологических процессов на разволокнение лубяных волокон
Основными технологическими параметрами текстильного волокна, определяющими технологию прядения и качество получаемой пряжи является средняя линейная плотность волокон и ее неровнота. Особенностью лубяных волокон является то, что в получаемом при первичных операциях техническом волокне элементарные волокна склеены между собой лигнином, пектином и полисахаридами. При переработке волокон на текстильном оборудовании волокна постепенно разволок-няются, то есть происходит разделение волокон и уменьшение их средней линейной плот- ности. В данной работе проведено исследование влияния различных технологических процессов на разволокняемость лубяных волокон [1].
Основное разволокнение волокон происходит при первичной подготовке волокна при обработке на мяльно-трепальном оборудовании, при их переработке на молотковой мельнице и кардочесании.
Материалы и методы исследований
Объектом исследования явились образцы волокон конопли, полученные из урожая 2018 года, выращенного ТОО «КазХемп» в Алматинской области. Волокна конопли в объеме 10 кг были переработаны на следующих машинах: лабораторная мяльная машина, молотковая мельница и кардочесальная машина.
Для получения математического описания результатов было использовано сочетание
Результаты и их обсуждение
Технологические схемы машин приведены ниже (рис. 1, 2 и 3).
теоретического и экспериментального метода.
Рисунок 1. Мяльная машина:
1 – льняная лента, 2 – питающие вальцы, 3 – воронка
Параметры работы мяльной машины:
- количество мяльных шестерен- 4
- модуль шестерен- 3
- скорость вращения шестерен, оборо-тов/мин- 70
- частота возвратно-поступательных движений шестерен- 270 [2].
Рисунок 2. Схема молотковой (поперечный разрез) машины:
1 – внешний корпус; 2- сито; 3- вращающийся ротор; 4- ват; 5- питательный аппарат; 6- дека; 7- молотки
Параметры молотковой машины:
Диаметр барабана по колкам - 600 мм
Скорость барабана - 400 об/мин
Количество колков - 144 штук
Рисунок 3. Схема кардочесальной машины:
Кардочесальная машина состоит из: 1- бункер, 2- гребень уравнитель, 3- игольчатый транспортер, 4- валик, 5- дозирующая коробка, 6- питательный транспортер, 7- подающий транспортер, 8- питающие валики, 9-приемный валик, 10- чистящие валики, 11, 16- сьемные валики, 12, 17- рабочие валики, 13- барабан для предпрочеса, 14- поддон, 15- перегонный барабан, 18- надбегунник, 19- бегунник, 20- подбегунник, 21-головной барабан, 22- полка сороудаления, 23- сьемный барабан, 24- вибрирующий гребень, 25-транспортер, 26- валик для уплотнения.
Кардочесание производили при следующих параметрах работы машины:
Скорость главного барабана - 500 м/мин
Прочесные числа рабочих валиков - 30 Скорость съемного барабана - 10 м/мин Тип гарнитуры - игольчатая
Номер кардной гарнитуры главного барабана - 14
Номер кардной гарнитуры рабочих валиков - 24
Номер кардной гарнитуры съемного барабана - 24
Методика определения средней линейной плотности волокон.
Из пучка волокна вырезается на резаке отрезок длиной 1 см. Этот полученный отрезок волокон взвешивается с точностью 0, 1 мг (0.0001g) на весах модели FA604H. Далее подсчитывается количество волокон. Оно должно быть не менее 1200 штук. Средняя линейная плотность определяется по формуле:
T= ,(гр/км,текс) (1)
Текс — это единица измерения линейной плотности (для пряжи, нитей и волокон), определяет массу волокна, нити или пряжи длиной на 1 км.
Также определяли среднеквадратичес- кое отклонение <7 и коэффициент вариации
C v по формулам:
Y ср = Y i +1*Σ m i y i / m i
Cv = * * 1UU У ср
Y ср -
среднее значение
(4) выборки.
Используя «способ условного нуля», находят его по формуле(2).
(Г – измеряется в единицах самой случайной величины. Его используют для расчета стандартной ошибки среднего арифметического.
C v -коэффициент вариации. Разброс случайной величины показывает долю среднего значения величины составляет средний разброс.
Образцы стеблей льна обрабатывались на мяльной машине последовательно 10 раз. Вручную из полученного технического волокна вытряхивали костру. Данные по средней тонине волокон после каждой обработки на мяльной машине приведены в таблице 1.
Таблица-1. Показатели линейной плотности волокна после 10-кратной обработки на мяльной машине
|
№ перехода |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
10 |
|
Линейная плотность волокна, Текс (гр/км) |
28,1 |
27,1 |
26,8 |
26,5 |
24,5 |
22,2 |
Как показывают данные таблицы 1, изменение средней тонины практически не происходит. Разница между средними значениями находится в пределах ошибки измерения.
Результаты исследования изменения линейной плотности волокна на молотковой мельнице приведены в таблице 2.
Таблица-2. Показатели линейной плотности волокна после молотковой мельницы
|
Y i |
m i |
y i |
m i y i |
y i 2 |
m i y i 2 |
|
25,4 |
1 |
-0,2 |
-0,2 |
0,04 |
0,04 |
|
27,2 |
1 |
1,6 |
1,6 |
2,56 |
2,56 |
|
26,3 |
1 |
0,7 |
0,7 |
0,49 |
0,49 |
|
26,4 |
1 |
0,8 |
0,8 |
0,64 |
0,64 |
|
25,4 |
1 |
25,4 |
25,4 |
645,16 |
645,16 |
|
25,6 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
24,3 |
1 |
-1,3 |
-1,3 |
1,69 |
1,69 |
|
24,7 |
1 |
-0,9 |
-0,9 |
0,81 |
0,81 |
|
24,9 |
1 |
-0,7 |
-0,7 |
0,49 |
0,49 |
|
25,8 |
1 |
0,2 |
0,2 |
0,04 |
0,04 |
|
Итог 25,6 |
10 |
0 |
25,6 |
0 |
651,92 |
Y ср = 28,16
ст = 4,785982
C v = 17 %
В таблице 2 (также в табл. 3) показаны значения, где Yi – случайная величина, в нашем случае это линейная плотность волок- на, mi – частота, yi- нормированное значение случайной величины (линейная плотность).
Результаты измерения средней тонины волокон до и после кардочесания приведены в таблице 3.
Таблица-3. Показатели волокон до и после кардочесания
|
после кардочесания |
до кардочесания |
||||||||||
|
Y i |
m i |
y i |
m i y i |
yi 2 |
m i y i 2 |
Y i |
m i |
y i |
m i y i |
yi 2 |
m i y i 2 |
|
25,4 |
1 |
0,6 |
0,6 |
0,36 |
0,36 |
31,9 |
1 |
0,14 |
0,14 |
0,0196 |
0,0196 |
|
24,2 |
1 |
-0,6 |
-0,6 |
0,36 |
0,36 |
31,1 |
1 |
-0,66 |
-0,66 |
0,4356 |
0,4356 |
|
25,3 |
1 |
0,5 |
0,5 |
0,25 |
0,25 |
32,6 |
1 |
0,84 |
0,84 |
0,7056 |
0,7056 |
|
24,4 |
1 |
-0,4 |
-0,4 |
0,16 |
0,16 |
32,3 |
1 |
0,54 |
0,54 |
0,2916 |
0,2916 |
|
25,4 |
1 |
25,4 |
25,4 |
645,16 |
645,16 |
31,6 |
1 |
31,6 |
31,6 |
998,56 |
998,56 |
|
23,6 |
1 |
-1,2 |
-1,2 |
1,44 |
1,44 |
32 |
1 |
0,24 |
0,24 |
0,0576 |
0,0576 |
|
24,3 |
1 |
-0,5 |
-0,5 |
0,25 |
0,25 |
31,7 |
1 |
-0,06 |
-0,06 |
0,0036 |
0,0036 |
|
24,7 |
1 |
-0,1 |
-0,1 |
0,01 |
0,01 |
30,7 |
1 |
-1,06 |
-1,06 |
1,1236 |
1,1236 |
|
24,9 |
1 |
0,1 |
0,1 |
0,01 |
0,01 |
31,6 |
1 |
-0,16 |
-0,16 |
0,0256 |
0,0256 |
|
25,8 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
32,1 |
1 |
0,34 |
0,34 |
0,1156 |
0,1156 |
|
Итог 24,8 |
10 |
0 |
24,8 |
0 |
649 |
31,76 |
10 |
0 |
31,76 |
0 |
1001,338 |
|
Y ср = 27,28 ст = 4,867171 C v = 18 % |
Y ср = 34,936 о = 5,324687 C v = 15 % |
||||||||||
Выводы
-
1. На мяльной машине линейная плотность волокон не зависит от числа обработок. Средняя тонина конопляных волокон после мяльной машины составляет 25,8 текс.
-
2. На молотковой мельнице снижение средней тонины составляет 6,1% (исходное сырье 31,76). Средняя тонина волокон конопли после молотковой мельницы составляет 25,6 текс. Так как коэффициент вариации C v = 17% менее 33%, то совокупность статистически однородна.
-
3. На кардочесальной машине снижение линейной плотности значительное и составляет 7%. Так как коэффициент вариации C v = 18% менее 33%, то совокупность статистически однородна.
-
4. Как показывают исследования, можно предложить технологию обработки короткого волокна конопли, после которого можно получить более отбеленное и более тонкое по линейной плотности волокно.
-
5. Средняя тонина волокон после всех технологических процессов на мяльной ма-
- шине, молотковой мельнице и кардочесании составляет 21,3 текс.
Список литературы Исследование влияния технологических процессов на разволокнение лубяных волокон
- Дьячков В.А. Теоретическое обоснование технологических и конструктивных параметров машин для производства длинного волокна льна:Дисс....док... тех. наук / Дьячков В.А. -Кострома, 2003. - 320 с.
- Патент №4253 РК. Способ получения короткоштапельного льняного волокна/ М.Б. Отыншиев, Б.Ж. Ниязбеков; опубл. 22.08.2019г. Бюлл.№8.
