Проектирование цеха для производства стекловолокна (стр. 3 из 13)

На рис. 6 изображено устройство в начале автоматической заправки нити, а на рис. 7 - вид сверху на это же устройство.

Механизм раскладки нити с устройством для заправки нити на нитеноситель

Устройство содержит комбинированный нитеводитель, состоящий из двух нитеводительных дисков 1 и 2, пустотелый усеченный конус 3, закрепленный на полом валу 4 привода к нитеводительным дискам, плоский кулачок раскладки 5, прямую трубку 6 с воронкой 7 на конце, концентрично расположенную в отверстии полого вала 4 и закрепленную на корпусе 8, дугообразный воздуховод 9, закрепленный вместе с рычагом 10 на вращающейся оси 11 и соединенный гибким шлангом с магистральным воздухопроводом (шланг и магистральный воздухопровод на рисунках не показаны), рычаг 12, закрепленный на штоке 13 и несущий ось 11, упор 14, рукоятку 15 переключателя, упор 16 и прутки 17, 18, закрепленные на корпусе 19, рычаг 20, закрепленный на штоке 13, пружину 21, соединенную концами с рычагами 10 и 12, фрикционный цилиндр 22, тело намотки 26. Устройство работает следующим образом. Конец нити 27, заправленный в воронку 7, при стыковке воздуховода 9 с трубкой 6, всасывается через воздуховод 9 в магистральный воздухопровод.

Для заправки конца нити на нитеноситель 26 необходимо с помощью рукоятки 15 повернуть рычаг 12 по часовой стрелке на угол а₁, передвинуть шток 13 вдоль оси нитеносителя 26 до упора, чтобы конец воздуховода 9 вышел за пределы стакана 24 и находился от его конца на расстоянии 2...5 мм, а затем дополнительно повернуть рычаг 12 на угол а₂ . При дополнительном повороте рычага 12 рычаг 10, войдя в контакт с упором 16, произведет поворот оси 11 вместе с воздуховодом 9 на угол р. В результате этого поворота конец воздуховода 9 приблизится к оси нитеносителя 26 настолько, что нить 27 обогнет край стакана 24 и будет скользить по нему до вхождения в зев а, выполненный на торце стакана 24. В зеве а нить заклинивается и увлекается вращающимся стаканом 24, навиваясь на нитеноситель 26.

Неподвижный нож 25, закрепленный на подвеске бобинодержателя 23 в непосредственной близости от торца стакана 24, перерезает нить в промежутке между концом воздуховода 9 и зевом а вращающегося стакана 24.

Для ограничения поворота рычага 12 и перемещения штока 13 служат прутки 17 и 18, образующие направляющую для рычага 20.

Впадина 5 направляющей фиксирует положение рычага 12 после поворота на угол а₂, а впадина Ь ориентирует воздуховод 9 в момент стыковки его с трубкой 6. Упор 14 ограничивает поворот оси 11, а пружина 21 возвращает эту ось в рабочее положение при стыковке воздуховода с неподвижной трубкой 6.

На рис. 8 и 9 изображен механизм раскладки с круговым движением нитеводителя упрощенной конструкции [16]. Простота конструкции и вы сокая экономичность при эксплуатации достигнута тем, что полый усеченный конус смонтирован на наружном кольце одного радиально-упорного шарикоподшипника. Увеличенный диаметр круглых отверстий в корпусной плите 8 и кольце 5 позволяет концу нити в момент заправки свободно двигаться вниз до соприкосновения с фрикционным цилиндром или телом намотки. На рис. 8 показан разрез механизма, а на рис. 9 - вид сверху.

Механизм содержит комбинированный нитеводитель, состоящий из нитеводительного диска 1 с глазком 2 и спиралевидным заправочным пазом, нитеводительного диска 3 со спиральным заправочным и радиальным 4 пазами, разомкнутого кольца 5, средства для вращения нитеводителя, выполненного в виде усеченного полого конуса 6, закрепленного на наружном подвижном кольце шарикоподшипника 7, установленного в корпусе 8, неподвижного плоского кулачка раскладки 9, трех прутков 10, закрепленных концами на кулачке 9 и корпусе 8, и приводного ремня.

Нить, прошедшая через увеличенное воронкообразное отверстие корпуса 8 и отверстие кольца 5 и закрепленная на нитеносителе, при вращении конуса 6, с закрепленными на нем дисками 1 и 3, вначале попадает на заправочные профили спиралевидных пазов, а затем в глазок 2 и радиальный паз 4, входя в постоянный контакт с рабочим профилем кулачка раскладки 9.

Механизм раскладки нити упрощенной конструкции

Рис. 9.

Полый конус 6 приводится во вращение ремнем 11, получающим движение от асинхронного электродвигателя обычного типа.

Воронкообразное отверстие в корпусе 8 одновременно является направляющей для движущейся нити и баллоноограничителем.

Устройство отличается простотой, высокой надежностью и малой металло- и энергоемкостью.

Всесторонний анализ рассмотренных выше механизмов раскладки с круговым движением нитеводителя показал, что эти механизмы могут быть использованы при высоких скоростях наматывания. В данной работе разработан механизм раскладки к стеклопрядильному агрегату.

2.2 Получение стеклянных нитей

Получение непрерывных стеклянных нитей текстильного назначения включает следующие операции: формование, первое кручение, трощение и второе кручение, снование. В зависимости от назначения в производстве нитей применяют стёкла различного химического состава. Чаще всего используют стёкла двух групп – щелочные и бесщелочные. Бесщелочные стёкла содержат не более 1-2% окислов щелочных металлов, а в щелочных их содержится 10-15% и более. Бесщелочные стёкла имеют высокое электрическое сопротивление и применяются в качестве изоляционных материалов, сопротивление щелочных стёкол в несколько сот раз меньше сопротивления бесщелочных и с повышением температуры имеет тенденцию к снижению. Так как большое количество стеклянных нитей используется для изготовления электроизоляционных материалов, основным видом сырья для их производства является бесщелочное алюмоборосиликатное стекло.

Характерной особенностью этого стекла, как и любого стеклообразного расплава, является отсутствие определённой температуры плавления, т.е. отсутствие точки перехода из жидкого состояния в твёрдое и обратно. При понижении температуры вязкость расплава постепенно увеличивается, он приобретает способность сохранять приданную ему форму, а затем

превращается в твёрдое тело. Температурная область превращения стеклообразного расплава в твёрдое тело (температура затвердевания)

растягивается на десятки и сотни градусов, что облегчает процесс формования. Формование стеклянных проводится двумя способами:

непрерывным (одностадийным) и периодическим (двухстадийным).

При двухстадийном способе волокна получают на стеклопрядильном агрегате, состоящем из нескольких рабочих мест. Каждое рабочее место включает электропечь, формующее устройство, замасливающее устройство и приёмно-наматывающий механизм. Плавление исходного стекла осуществляется на каждом рабочем месте в стеклоплавильных сосудах, куда стекло поступает в виде гранул (шариков, штабиков и т. д.)

При одностадийном способе в стеклоплавильные сосуды (фильерные питатели) поступает расплавленная стеклянная масса, полученная в стекловарочных печах и распределяемая по рабочим местам.

Технологическая схема установки для получения стеклянных нитей

Стеклянные шарики из основного бункера стеклопрядильного агрегата поступают в бункер плавильного устройства, откуда самотёком подаются в плавильное устройство, где происходит их плавление. Вытекающие из отверстия в дне сосуда (фильерной пластины) расплавленные струйки стекла охлаждаются на воздухе или с помощью подфильерного холодильника, замасливаются в замасливающем устройстве, собираются в один пучок в нитесборнике, заправляются в нитераскладчик и наматываются на бобину.

Наматывающий механизм служит также для вытягивания нити, т.е. осуществляется бездисковое формование. Диаметр нитей текстильного назначения 3…14мкм. Бункер плавильного устройства представляет собой короб с наклонным дном. Между стенкой короба и дном имеется щель для прохождения шариков. Наклонный лоток, который может быть изготовлен заодно с коробом, подает шарики в стеклоплавильный сосуд, где происходит их плавление и подготовка его к формованию. Стеклоплавильный сосуд представляет собой малогабаритную электропечь сопротивления, изготовленную из сплава благородных металлов, главным образом платины, родия и палладия. Корпус сосуда состоит из боковых и торцевых стенок с токоподводами, загрузочной щели, экранов для интенсификации процесса плавления и сеток для выравнивания свойств расплавленного стекла. Снизу сосуд ограничен дном (фильерной пластиной) с отверстиями, в которые вварены насадки (фильеры), чаще всего цилиндрической формы. Число насадков (фильер) в одной пластине колеблется от 50 до 800. Длина фильер 0,3…0,6см, внутренний диаметр 0,008…0,3см. Срок службы сосудов составляет 4…9 месяцев. Сосуд разогревается до температуры 1250…1450ºС проходящим через него электрическим током силой 2000…6000А и напряжением 3…6В, для получения которого в агрегате предусматривается установка понижающего трансформатора на каждое рабочее место. Для уменьшения расходов энергии потерь тепла сосуд при монтаже тщательно изолируется. При охлаждении элементарных струек стекла, выходящих из отверстий фильер, тепло отдаётся с помощью конвекции и излучения. Отдача тепла за счёт излучения зависит от разности температур тела и экранирующих его элементов. Отвод тепла конвекцией зависит от скорости движения пограничного слоя воздуха и разности температур. При числе фильер в поперечном ряду до четырёх дополнительного охлаждения выходящих струек не требуется. Если число отверстий больше четырёх, то для интенсификации процесса охлаждения струек устанавливают охлаждающее устройство (подфильерный холодильник). Он представляет собой пластины прямоугольного сечения или полые трубки, которые располагаются между поперечными рядами фильер и соединяются с корпусом. В корпусе и в полых трубках циркулирует вода. Охлаждение выходящих струек может также производиться с помощью воздуха, подаваемого в подфильерную зону. Для замасливания стеклянных нитей применяют роликовые замасливающие устройства. При работе с этими устройствами необходима ещё установка нитесборника. Все приёмно-намоточные устройства, устанавливаемые на стеклопрядильных агрегатах, имеют безфрикционный привод, так как стеклянные нити плохо работают на истирание и скорость наматывания достигает 4000м/мин. Скорость наматывания в процессе работы на этих аппаратах может оставаться постоянной (регулируемый привод) или изменяется в течение всего цикла наматывания. Стеклянные нити, пройдя валковое замасливающее устройство формируются в одну или две пряди, проходят нитесборник и наматываются на бобину, закреплённую на бобинодержателе. Раскладка нити осуществляется механизмом раскладки с нитеводителем, совершающим круговое движение.