Проектирование цеха для производства стекловолокна (стр. 2 из 13)

Изделия из штапельного стеклянного волокна

Из штапельного стеклянного волокна вырабатывают изделия, в которых используют волокна различного диаметра и длины ( длинноволокнистые и коротковолокнистые).

В зависимости от диаметра различают следующие виды штапельного волокна:

Наименование штапельного волокна	Диаметр волокна, мкм
Микроволокно	<0,5
Ультратонкое	0,5…1,0
Супертонкое	1…3
Тонкое	3…11
Утолщенное	11…20
Грубое	>20

К изделия из коротковолокнистых штапельных волокон относят вату, рулонные материалы, маты, плиты и скорлупы. Все эти изделия состоят из хаотически перепутанных стеклянных волокон. Волокно, осажденное вместе с синтетическими материалами на конвейерной ленте, после обработки принимает вид непрерывного ковра толщиной 20…100мм, а на конвейере с фасонной лентой получаются различного вида скорлупы с профильной выемкой по оси.

Рулонный материал представляет собой длинный кусок ковра, свернутый в рулон, маты и плиты – уплотненный ковер, разрезанный на прямоугольные пластины, гибкие маты – это неуплотненный ковер. Маты в ряде случаев простегиваются нитями из непрерывного стеклянного волокна, при этом толщина их может быть уменьшена до 5мм; плиты покрывают с одной или обеих сторон стеклянной тканью.

К изделиям из длинноволокнистых штапельных волокон относят холсты, сепараторные пластины, бумагу. Эти материалы отличаются малой толщиной ( 0,5…1,5мм), они могут быть свёрнуты в рулоны или нарезаны на пластины. Для повышения механической прочности эти изделия могут быть армированы нитями из непрерывного стеклянного волокна.

Из длинноволокнистых штапельных волокон получают ( так же как и из шерсти) штапельную крученую пряжу, ровницу, а при последующей текстильной переработке – штапельные ткани, сетки, ленты.

Свойства изделий из штапельного стеклянного волокна в значительной степени зависят от диаметра волокна, состава стекла и вида связующего материала.

2. Конструкторский раздел

2.1 Обзор литературы по безынерционным механизмы раскладки с круговым движением нитеводителя

Все существующие механизмы раскладки можно разделить на две большие группы – инерционные и безынерционные. В инерционных механизмах раскладки возвратно-поступательное движение совершают те или иные звенья механизма, в безынерционных – возвратно-поступательное движение совершает нить.

Существуют конструкции комбинированных механизмов раскладки, в которых используют положительные качества инерционных и безынерционных механизмов и благодаря совместной работе устраняют их недостатки. Эти механизмы не нашли пока широкого применения.

Из механизмов раскладки, нашедших широкое применение в производстве химических нитей, к инерционным относятся: механизмы раскладки с пространственными кулачками, механизмы раскладки с плоскими кулачками, гидравлические механизмы раскладки. К безынерционным относятся: кулачковые механизмы раскладки, спиральные механизмы раскладки, механизмы раскладки с гибкой связью, механизмы раскладки с круговым движением нитеводителя.

Основным отличительным признаком механизмов раскладки данного вида является равномерное круговое движение нитеводителя при неподвижном положении плоского корректирующего кулачка раскладки.

Создателем отечественных механизмов раскладки с круговым движением нитеводителя является коллектив кафедры проектирования машин для производства химических волокон и красильно-отделочного оборудования Московского государственного текстильного университета им. А.Н.Косыгина.

До настоящего времени в текстильной промышленности Российской Федерации механизмы раскладки с круговым движением нитеводителя не применяются, хотя их преимущества по сравнению с другими инерционными и безынерционными механизмами очевидны.

На рис. 1 изображена принципиальная схема механизма раскладки, в которой нитеводитель 1 в виде изогнутой трубки совершает вращательное движение. Наматываемая нить 2 движется по центральному отверстию этой трубки и раскладывается на поверхности тела намотки 6.

Заданная форма и структура паковки должны обеспечиваться неподвижным плоским корректирующим кулачком раскладки 4, по рабочему профилю 5 которого скользит наматываемая нить.

Существенным недостатком этой схемы является значительное отставание вращающегося баллона нити от глазка 1 нитеводителя из-за наличия сил трения между движущейся нитью и неподвижным кулачком раскладки. Это обстоятельство ведет к нарушению контакта нити с рабочим профилем кулачка на участках реверса и искажению заданной формы и структуры формируемой паковки. Кроме того, изогнутая нитеводительная трубка статически и динамически не сбалансирована.

На рис. 2 приведена новая схема механизма раскладки с круговым движением нитеводителя. Статически и динамически уравновешенная ни-теводительная рамка 2 с нитеводительными крючками 3 жестко закреплена на конце полого вала асинхронного электродвигателя 1 обычного типа (ротор вращается, а статор - неподвижен) [11]. Наматываемая нить 6 движется по осевому отверстию вала электродвигателя 1, через глазок нитеводителя 3, профильное отверстие неподвижного кулачка раскладки 4 и наматывается на нитеноситель, который на рис. 2 не показан.Электродвигатель и кулачок раскладки 4 жестко закреплены на общей плите 5.Частоту вращения нитеводительной рамки 2 выбирают в зависимости от скорости наматывания, технологического угла раскладки нити на нитеносителе.

Схема механизма раскладки с круговым движением нитеводительной втулки

а - привод к нитеводительной втулке; б - корректирующий кулачок.

Рис. 1.

Схема механизма раскладки с круговым движениемнитеводителя

1 - электродвигатель; 2 - рамка нитеводительная; 3 - нитеводитель; 4 - кулачок корректирующий; 5 - плита; 6 - нить.

Рис. 2.

Недостатками данной конструкции являются: отставание вращающегося баллона раскладки от глазка нитеводителя; нарушение контакта нити с кулачком раскладки на участках реверса; ручная заправка нити в глазок нитеводителя 3.

На рис. 3 изображена модернизированная схема приемно-намоточ-ного устройства, в котором механизм раскладки с круговым движением нитеводителя оснащен двумя нитеводительными дисками [12].

Устройство состоит из двух самостоятельных механизмов с индивидуальными электроприводами: механизма намотки и механизма раскладки нити.

Механизм намотки состоит из фрикционного цилиндра 13, нитено-сителя 12 и электропривода к фрикционному цилиндру (электропривод к фрикционному цилиндру на рисунке 3 не показан). Механизм раскладки нити содержит комбинированный нитеводитель, состоящий из двух нитеводительных дисков 5 и 6, средство для его кругового вращения, включающее полый усеченный конус 2, жестко закрепленный меньшим основанием на полом валу 3 электродвигателя 4 обычного типа.

Два жестко соединенных тарельчатых диска 5 и 6 установлены со-осно с конусом 2 и обращены основаниями друг к другу. Каждый диск имеет центральное отверстие 7 и сообщающийся с ними спиральный паз 8 (рис. 4). Диск 6 на конце спирального паза 8 имеет открытый глазок 9, а у диска 5 конец спирального паза 8 сообщается с радиальным пазом 10. Спиралевидные пазы 8 обеспечивают автоматическую заводку движущейся нити в глазок нитеводителя 9 диска бив радиальный паз 10 диска 5.

Между нитеводительными дисками 5 и 6 расположен неподвижный плоский кулачок раскладки 11, имеющий центральное профильное отверстие (рис. 5). Введение второго нитеводительного диска 5 с радиальным пазом 10 устраняет отставание баллона нити от глазка нитеводителя 9 и нарушение контакта нити с профилем кулачка 11 на участках реверса.

Схема механизма раскладки с автоматической заправкой нити в глазок нитеводителя

Нитеводительные диски со спиральными пазами

5 - нитеводительный диск с глазком 9;

6 - нитеводительный диск с радиальным пазом 10; 8 - спиралевидные пазы.

Рис. 4.

Схема корректирующего кулачка 11

Рис. 5.

Нить 1, пневматически или с помощью шомпола проброшенная через осевое отверстие вала 3, центральное отверстие 7 дисков 5 и 6 и закрепленная на нитеносителе 12, вначале движется в устройстве по траектории АВМ до тех пор, пока не войдет в спиральные пазы 8 (см. рис. 4). Далее нить 1 скользит по рабочим профилям заправочных кулачков до входа в глазок 9 и радиальный паз 10.

Глазок 9 и радиальный паз 10 обеспечивают нити 1 после заправки в глазок 9 и паз 10 определенное положение на рабочем профиле кулачка раскладки 11.

Наличие двух нитеводительных дисков при работе приемно-намоточного устройства практически устраняет отставание баллона рас кладки от нитеводителей 9 и 10, а главное устраняет отрыв нити от рабочего профиля кулачка раскладки на участках реверса.

Наличие двух электродвигателей обычного типа в приводах к фрикционному цилиндру и нитеводительным дискам делает конструкцию устройства сравнительно громоздкой, дорогой, энергоемкой, а ручная заправка нити на нитеноситель снижает КПВ приемно-намоточного устройства. Кроме того, раздельный привод ведет к образованию хорд на торцах при пуске и выбеге приемно-намоточных механизмов.

На рис. 6 и 7 изображена схема механизма раскладки с устройством для автоматической заправки конца нити на нитеноситель [18].

Это устройство содержит дугообразный воздуховод, одним концом размещенный в центральных отверстиях нитеводительных дисков и полого вала, шток, расположенный перпендикулярно оси дисков, ограничитель перемещения штока и пару закрепленных на штоке рычагов, один из которых связан с ограничителем перемещения штока, а другой - с воздуховодом.