Реферат: Проектирование прядильной фабрики

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕХНОЛОГИИ И ДИЗАЙНА»

КАФЕДРА МЕХАНИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Технологические процессы и оборудование отрасли»

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРЯДИЛЬНОЙ ФАБРИКИ»

Выполнил:

Хакимова Н.Л.

Проверил:

Архалова В.В.

Санкт-Петербург

2009 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………...……3

1. Техническая характеристика пряжи………………………………………......4

2. Выбор системы прядения и оборудования……………………………….…..5

3. Техническая характеристика оборудования……………………………...…..6

4. Выбор сырья и составление сортировок……………………………………...8

4.1 Проверка правильности выбранной сортировки………………………....9

5. Составление предварительного плана прядения……………………………15

6. Расчет выхода пряжи и полуфабрикатов………………………………..…..17

7. Баланс сырья……………………………………………………………..……22

8. Расчет часового задания на выработку пряжи и полуфабрикатов………...23

9. Расчет потребного количества оборудования………………………………27

10. Организация аппаратности и расчет количества оборудования в

установке…………………………………………………………...…………….31

11. Составление развернутого плана прядения………………….…………….35

12. Расчет площади фабрики……………………………………………………41

Заключение………….………………………………………………...………….45

Список использованных источников……………………………...……………46

Введение

Тема данного курсового проекта – проектирование хлопкопрядильной фабрики в составе прядильно-ткацкого комбината, выпускающего ткань. В этой работе должны быть решены вопросы выбора сырья, системы прядения, оборудования для обеспечения высокой эффективности производства и качества выпускаемой продукции, а также должны быть произведены расчеты выхода полуфабрикатов и пряжи, расхода сырья, требуемого количества оборудования и площадей для его установки, решены вопросы организации аппаратности оборудования и определены параметры технологических процессов производства.

В моём курсовом проекте хлопкопрядильная фабрика в составе прядильно-ткацкого комбината выпускает ткань чалма шириной 70 см с артикулом 315 в количестве 25 млн. пог. м в год, режим работы двухсменный.

Чалма — ______________________________.

1. Техническая характеристика пряжи и ткани.

Техническая характеристика включает линейные плотности основы и утка, систему прядения, сорта основной и уточной пряжи, их расходы на 100 погонных метров ткани, которые можно найти в [1] по заданному артикулу и ширине готовой ткани.

Кроме этого, к технической характеристике пряжи также относятся нормативные значение удельной разрывной нагрузки основной и уточной пряжи. Нормативные значения удельной разрывной нагрузки разрабатываются на опыте работы предприятий отрасли и задаются государственными (ГОСТ), отраслевыми (ОСТ) или стандартами организации. Рекомендуемые нормативные показатели удельной разрывной нагрузки пряжи для ткачества в зависимости от назначения, линейной плотности и сорта пряжи представлены в табл. 4.1- 4.2 из [3]. А остальные технические характеристики берутся из [1].

Полученные данные сводим в табл. А1.

Таблица А1. Техническая характеристика пряжи для производства ткани «Чалма» артикул 315

2. Выбор системы прядения

Система прядения – это совокупность технологических процессов, применяемых для переработки текстильных волокон в пряжу и выполняемых на машинах прядильного производства. Система прядения и вид используемого сырья выбирается в зависимости от требований, предъявляемых к пряже. При выборе системы прядения следует использовать минимальное количество технологических процессов и машин для их реализации (переходов производства), наиболее совершенное оборудование, обеспечивающее высокую производительность и экономическую эффективность.

Taк как ткань "Чалма" артикул 315 должна вырабатываться из кардной пряжи, то выбираем кардную систему прядения. В соответствии с [2,4] принимаем следующую технологическую цепочку и оборудование:

1. Разрыхлительно-трепальный агрегат в составе

- автоматический питатель АП-18

- смеситель непрерывного действия СН- 3

- наклонный очиститель ОН-6-4M

- горизонтальный разрыхлитель ГР-8

- пневматический распределитель волокна РВП-2

- 2 трепальные машины МТ

2. Кардочесальная машина с холстовым (бункерным) питанием ЧМ-50;

3. Ленточная машина 1 и 2 переходов Л2-50-1 или Л2-50-1A;

4. Ровничная машина Р-260-5 или Р-192-5;

5. Кольцевая прядильная машина П-66-5М6, П-76-5М6.

Выбор марок оборудования осуществляется на основе анализа технических характеристик машин. Предпочтительным является выбор одной марки оборудования, применяемого на различных переходах производства, в частности ленточных машин.

3. Техническая характеристика оборудования

1). Кардочесальная машина ЧМ-50

Линейная плотность ленты- 5,55-3,33 ктекс

Скорость выпускного органа (съемный барабан) – 9,3-42,8 об/мин

Диаметр выпускного органа (съемный барабан) – 670 мм

Производительность – до 40 кг/ч

Габаритные размеры:

длина - 3950 мм

ширина - 1970 мм

Установленная мощность – 6,35 кВт

2). Ленточная м a шина I , II перехода Л2-50-1

Линейная плотность питающей и выпускной ленты- 2,86-5,00 ктекс

Скорость выпуска 420 м/мин

Количество выпусков – 2

Число сложений – 3-8

Общая вытяжка – 5,5-8,5

Диаметр выпускного органа (передний цилиндр вытяжного прибора) – 50 мм

Производительность – 46-193 кг/ч

Габаритные размеры:

длина - 4330 мм

ширина - 1750 мм

Установленная мощность – 4,0 кВт

3). Ровничная машина P -192-5

служит для вытягивания (утонения) ленты, выработанной на ленточной машине, для сообщения полученной ровнице необходимой крутки и навивания ее на катушку.

Линейная плотность ровницы – 0,1-1,43 ктекс

Расстояние между веретенами – 192 мм

Количество веретен – 48-132 (кратное 12)

Частота вращения веретен – 1300 об/мин

Общая вытяжка – 2,55-20

Диаметр выпускного органа (передний цилиндр вытяжного прибора) - 32 мм

Теоретическая производительность на 100 веретен – 215 кг/ч

Крутка - 20-120 кр/м

Габаритные размеры:

длина - 5630-13700 мм

ширина - 3900 мм

Установленная мощность – 5,5-11 кВт

4). Кольцевая прядильная машина П-66-5М6

предназначена для выработки пряжи из ровницы, на них выполняются следующие операции: утонение продуктов путем их вытягивания, упрочнение утоненного продукта (мычки) посредством кручения – формирование пряжи.

Линейная плотность пряжи – 15,4-25 текс

Расстояние между веретенами 76 мм

Количество веретен на машине – 249-384, в звене - 24

Общая вытяжка – 60

Крутка – 300-1700 кр/м

Частота вращения веретен – 16000 об/мин

Диаметр выпускного органа (передний цилиндр вытяжного прибора) – 25 мм

Габаритные размеры:

длина - 9343-16955 мм

ширина - 770 мм

Установленная мощность – 7,5-11 кВт

4. Выбор сырья

Как правило, для производства пряжи составляется смесь волокон хлопка смежных типов и сортов, называемая сортировкой. Компоненты сортировки выбираются так, чтобы обеспечить необходимые свойства пряжи при стабильном процессе ее производства и минимальной стоимости сырья, которая в себестоимости пряжи составляет 50 % и более.

Качество пряжи в значительной степени определяется физико-механическими свойствами волокна, из которых она изготовлена. Поэтому для достижения поставленных целей при составлении сортировки к компоненту с более высокими свойствами и соответственно более дорогому, добавляется более дешевый, свойства и процентное содержание которого обеспечивает получение из данной смеси пряжи с оптимальными технико-экономическими показателями.

Типовые сортировки

Для выработки пряжи различного назначения разработаны типовые сортировки.

Основой каждой сортировки является волокно одного сорта определённого типа (базисный сорт), содержание которого должно составлять не мене 60%.

На прядильном производстве необходимо выработать пряжу, соответствующую по своим свойствам стандарту. Для этого следует подобрать соответствующую типовую сортировку.

Из табл. 4.11 и 4.12 по линейной плотности хлопка (15,4 текс по основе и 11,8 текс по утку) выбираем типовые сортировки.

Для удобства рекомендуемые типовые сортировки сводятся в таблицу А2.

Таблица А2. Рекомендуемые типовые сортировки для производств основной и уточной пряжи

Для производства основной пряжи выбираем типовую сортировку 4-I, 4-II (базисный сорт составляет 60% в смеси), для производства уточной пряжи выбираем типовую сортировку 4-I, 4-II (базисный сорт в смеси составляет 60%).

4.1 Проверка правильности выбранной сортировки

Из таблицы 4.17 [3] выбираем для основы селекционный сорт 149-Ф машинного сбора и выписываем свойства хлопка, а для утка из этой же таблицы выбираем селекционные сорта 149-Ф ручного сбора и тоже выписываем свойства хлопка. Так как в табл. 4.17 [3] представлены физико-механические показатели хлопкового волокна I промышленного сорта, то физико-механические показатели хлопкового волокна II промышленного сорта рассчитываем по формуле:

А _i = K_i * A_I (1)

где А_i – свойство хлопка i-го промышленного сорта;

K_i – корректирующий коэффициент для хлопка i-го промышленного сорта;

A_I - свойство хлопка I-го промышленного сорта_.

Значения корректирующего коэффициента для хлопка i-го промышленного сорта нам даны в табл. 4.18 [3].

Вычислим значения физико-механических свойств хлопкового волокна I промышленного сорта (для основы).

Найдём линейную плотность для I промышленного сорта:

А _I = 1 * 0,168 = 0,168 текс

Найдём удельную разрывную нагрузку для I промышленного сорта:

А _I = 1 * 26,2 = 26,2 сН/текс

Удельная разрывная нагрузка вычисляется по формуле:

P o = P p / T (2)

где Po – удельная разрывная нагрузка [сН/текс];

Pp - абсолютная разрывная нагрузка [сН];

Т – линейная плотность волокна [текс].

Используя формулу (2), найдем разрывную нагрузку волокна.

Для 6-I: Pp = 24,1 * 0,187 = 4,5 сН

Для 6-II: Pp = 23,13 * 0,173 = 4,0 сН.

Поскольку сортировка включает в себя более одного компонента, то необходимо вычислить средневзвешенные показатели свойств волокон смеси по формуле:

A = α_i *А _i (3)

где А - средневзвешенное значение свойства смеси;

А_i – свойство i-го компонента смеси;

α_i – доля i-го компонента в смеси;

n – количество компонентов смеси.

Вычислим по формуле (3) средневзвешенную удельную разрывную нагрузку для основы:

Po = 0,6 * 24,1 + 0,4 * 23,1 = 23,7 сН/текс

Вычислим по формуле (3) средневзвешенную линейную плотность волокна для основы:

Т = 0,6 *0,187 + 0,4 * 0,174 = 0,181 текс

Вычислим по формуле (3) средневзвешенную разрывную нагрузку волокна для основы:

Pp = 0,6* 4,5 + 0,4 * 4 = 4,3 сН

Результаты расчета сводим в табл. А3 для основы

Таблица А3. Средневзвешенные показатели сортировки 6 – I, 6 –II

Теперь произведём те же вычисления для утка.

Вычислим значения физико-механических свойств хлопкового волокна III промышленного сорта (селекционный сорт С-4727 ручного сбора).

Найдём линейную плотность для III промышленного сорта:

А _III = 0,85 * 0,179 = 0,152 текс

Найдём удельную разрывную нагрузку для III промышленного сорта:

А _III = 0,92* 24,6 = 22,6 сН/текс

Используя формулу (2), найдем разрывную нагрузку волокна.

Для 5-III: Pp = 22,6 * 0,152 = 3,4 сН

Вычислим значения физико-механических свойств хлопкового волокна IV промышленного сорта (селекционный сорт 3038 ручного сбора).

Найдём линейную плотность для IV промышленного сорта:

А _IV = 0,78 * 0,183 = 0,143 текс

Найдём удельную разрывную нагрузку для IV промышленного сорта:

А _IV = 0,88 * 24,0 = 21,1 сН/текс

Используя формулу (2), найдем разрывную нагрузку волокна.

Для 6-IV: Pp = 21,1 * 0,143 = 3,02 сН

Вычислим значения физико-механических свойств хлопкового волокна IV промышленного сорта (селекционный сорт С-4727 ручного сбора).

Найдём линейную плотность для IV промышленного сорта:

А _IV =0,78 * 0,179 = 0,140 текс

Найдём удельную разрывную нагрузку для IV промышленного сорта:

А _IV = 0,88 * 24,6 = 21,6 сН/текс

Используя формулу (2), найдем разрывную нагрузку волокна.

Для 5-IV: Pp = 21,6 * 0,140 = 3,02 сН

Поскольку сортировка включает в себя более одного компонента, то необходимо вычислить средневзвешенные показатели свойств волокон смеси по формуле (3).

Вычислим средневзвешенную удельную разрывную нагрузку для утка:

Po = 0,5 * 22,6 + 0,3 * 21,1 + 0,2 * 21,6 = 22,0 сН/текс

Вычислим средневзвешенную линейную плотность волокна для утка:

Т = 0,5 * 0,152 + 0,3 * 0,143 + 0,2 * 0,140 = 0,147 текс

Вычислим средневзвешенную разрывную нагрузку волокна для утка:

Pp = 0,5 * 3,4 + 0,3 * 3,02 + 0,2 * 3,02 = 3,2 сН

Результаты расчета сводим в табл. А4 для утка

Таблица А4. Средневзвешенные показатели сортировки 5 –III, 6 – IV, 5 – IV

Для проверки правильности выбранной сортировки хлопка производится расчет ожидаемой удельной разрывной нагрузки пряжи по расчетно-эмпирической формуле проф. А.Н. Соловьева

(4)

где Р – ожидаемая удельная разрывная нагрузка пряжи, сН/текс;

P_B – средневзвешенная разрывная нагрузка волокон смеси, сН;

T_B – средневзвешенная линейная плотность волокон в смеси, текс;

H_O – удельная неровнота пряжи, характеризующая качество технологического процесса (рекомендуется принять H_O = 3,6 – 4,0 – для гребенной пряжи, H_O = 4,5 – 5,0 – для кардной пряжи средней линейной плотности, H_O = 5,0 - 5,5 – для кардной пряжи большой линейной плотности);

Т_П – линейная плотность пряжи, текс;

l_Ш – средневзвешенная штапельная длинна волокон в смеси, мм;

– коэффициент, характеризующий состояние оборудования (принимается равным 1 при нормальном состоянии, снижается до 0,85 при плохом состоянии, и повышается до 1,1 при отличном состоянии оборудования);

К – коэффициент, учитывающий разницу между принятым фактическим коэффициентом крутки пряжи и коэффициентом критической крутки.

Вычислим коэффициент К. Для этого необходимо из справочника [2] выбрать фактические коэффициенты крутки. В нашем задании фактические коэффициенты крутки следующие: для основы Т = 25,0 текс α _t = 39,8, для утка Т = 35,7 текс α _t = 31,3.

Далее применим формулу

(5),

чтобы вычислить коэффициенты критической крутки для основы и утка.

А далее из табл. 4.19 [3] выбираем значения коэффициентов «К».

Значения удельной неровноты пряжи и коэффициента, характеризующего состояние оборудования, для основы принимаем: Н₀ =5; =1,0, а для утка: Н₀ =4,5; =1,0.

Отклонение расчетного значения удельной разрывной нагрузки от нормативного значения Рст вычисляем по формуле

(6)

где Δ – величина отклонения расчетного значения удельной разрывной нагрузки от нормативного, %.

Для основы:

следовательно

Для утка:

Так как погрешности для основы и для утка не превышают 5%, значит, сортировки выбраны верно.

Результаты расчета сводим в табл. А5.

Таблица А5. Результаты расчетов проверки правильности выбора сортировки 6 – I, 6 –II и 5 –III, 6 – IV, 5 – IV

5. Составление предварительного плана прядения

План прядения – это совокупность данных о параметрах работы оборудования на всех переходах технологического процесса выработки пряжи.

Предварительный план включает наименования и марки машин (начиная с трепальных) в соответствии с принятой системой прядения, линейную плотность вырабатываемого на каждом переходе продукта, величины вытяжек на машинах и число сложений на их питании.

Поскольку линейные плотности основной и уточной пряжи близки, то может быть составлен общий предварительный план прядения.

Данные для таблицы берем из [2], [3].

Линейная плотность ровницы рассчитывается по формуле

Тр = Тп*Е (7)

где Тр, Тп – линейные плотности соответственно ровницы и пряжи, текс;

Е – величина общей вытяжки на прядильной машине.

Тр = Тп*Е/m

m – число сложений.

Е – величина общей вытяжки на прядильной машине.

Тр = Тп*Е/m=25*30/1=750 текс

Для утка: Е=750/35,7=21,01

Для ровничной: Е=3500/750=4,6

Для ленточной II перехода: Е=3500*8/3500=8

Величину «Е» можно принять из соответствующего типового плана прядения [2] или из табл. 4.23 [3].

Результаты расчета сводим в табл. А6.

Таблица А6. План прядения для основной и уточной пряжи.

6. Расчет выхода пряжи и полуфабрикатов

Количество выделяемых из сортировки обратов и отходов зависит от сорта базисного хлопка, системы прядения и регламентируется нормативами [2, 6].

Расчет выходов пряжи и полуфабрикатов составляется для каждой сортировки в виде таблицы.

Пользуясь таблицей 4.24 [3], [2, 6], составим таблицы для основы (А7) и для утка (А8).

Таблица А7. Выход полуфабрикатов и пряжи из сортировки 6–I, 6–II.

Таблица А8. Выход полуфабрикатов и пряжи из сортировки 5–III, 6–IV, 5–IV.

Сначала заполняем графу таблицы «всего». Данные берем из [3]. Затем этот суммарный процент распределяется между переходами, на которых выделяется данный вид обратов или отходов.

Распределяем рвань ленты, руководствуясь таблицей 4.25 [3]:

Распределяем чистую подметь по табл. 4,26 [3]:

Распределяем пух по табл. 4.27 [3]:

Распределяем подметь загрязнённую и грязную по табл. 4.28 [3]:

Невидимые отходы можно распределить между переходами в следующем соотношении:

- в разрыхлительно – трепальный – 50 %;

- в кардочесальный – 50 %.

Распределим между нашими переходами рвань ленты.

0,94 * 0,3 = 0,28

0,94 * 0,3 = 0,28

0,94 * 0,4 = 0,38

Это распределение заносим в таблицу А7.

Точно таким же образом подсчитываем распределение и для остальных столбцов.

Процент выхода из смеси полуфабрикатов на каждом переходе технологического процесса и пряжи рассчитывается по следующей формуле

В _i q _j (8)

где В_i – выход полуфабриката на i – ом переходе, %;

q_j – общий процент обратов и отходов, возникающих на j – ом переходе, %.

Произведём вычисления для основы:

100 – 4,06 = 95,94

95,94 – 5,28 = 90,66

90,66 – 0,36 = 90,3

90,3 – 0,55 = 89,75

89,75 – 2,35 = 87,4

Полученные результаты заносим в табл. А7.

Аналогичные подсчёты производим для утка и заносим их в табл. А8.

7. Баланс сырья

В сортировке 6-I, 6-II используются только обраты. Как видно из табл. А7, их количество составляет 2,42 %. Следовательно, на данный процент должно быть уменьшено содержание каждого компонента в смеси с учетом их процентного соотношения.

В сортировке 5-III, 6-IV, 5-IV также используются только обраты, их количество (см. табл. А8) составляет 2,62 %. Следовательно, на этот процент должно быть уменьшено содержание каждого компонента в смеси с учетом их процентного соотношения.

Результаты вычислений заносим в таблицы для основы и утка.

Таблица А9. Баланс сырья для сортировки 6–I, 6–II.

Таблица 10. Баланс сырья для сортировки 5–III, 6–IV, 5–IV.

8. Расчет часового задания на выработку пряжи и полуфабрикатов

Поскольку заданием является проектирование прядильной фабрики в составе прядильно–ткацкого комбината, то для расчета часового задания на выработку основной и уточной пряжи используется следующая формула:

Q_{o ( y )} = (9)

где Q_{o ( y )} – часовое задание на выработку основной (уточной) пряжи, кг/ч;

L – задание на выработку ткани, п.м./год;

А_о(у) – расход основной (уточной) пряжи на 100 п.м. ткани, кг;

р_о(у) – процент отходов основной (уточной) пряжи в ткачестве

(р_о = 0,4-0,5; р_у = 0,5-0,6 %);

m – число рабочих часов в году при заданной сменности.

Принимая число рабочих часов в году при двухсменной работе равным 4156 и проценты отходов основной и уточной пряжи в ткачестве 0,5, по формуле (9) определяем часовые задания на выработку основной и уточной пряжи, которые для производства заданных 13,4 млн. погонных метров в год составили соответственно:

(кг/ч)

(кг/ч)

Расчет часовой выработки полуфабрикатов и часового расхода смеси производится для каждой сортировки отдельно. Наши расчёты занесём в таблицы А11 для основы и А12 для утка.

В первой графе таблицы записываем наименования сырья и продуктов производства в соответствии с принятой системой прядения.

В графе 2 записываем ранее рассчитанные выходы полуфабрикатов и пряжи (см. табл. А7, А8).

В графу 3 заносим значения коэффициента загона, который рассчитываем для смеси и каждого полуфабриката по формуле:

(10)

где К_{З i} – коэффициент загона для i – го полуфабриката (смеси, пряжи);

В_i - выход i - го полуфабриката (пряжи) из смеси ( для смеси В₁ = 100), %;

В_п – выход пряжи, %.

В графу 4 заносим результаты расчетов часового расхода смеси и часовой выработки полуфабрикатов для пряжи каждой линейной плотности, рассчитываемые по формуле:

(11)

где Q_i – часовой расход смеси или полуфабриката i – го перехода, кг/ч;

Q – часовое задание на выработку пряжи данного ассортимента, кг/ч;

К_{З i} –коэффициент загона для смеси или полуфабриката i – го перехода.

Вычислим коэффициент загона для смеси и каждого полуфабриката:

У пряжи К_З = 1,00.

Для основы:

Для ровницы:

К_З = 89,75/87,4 = 1,027

Для ленты с I и II переходов ленточных машин:

К_З = 90,3/87,4 = 1,033

Для кардочесальной ленты:

К_З = 90,66/87,4 = 1,037

Для настила:

К_З = 95,94/87,4 = 1,098

Аналогичные вычисления делаются для утка.

Мы нашли часовое задание на выработку основной и уточной пряжи. Теперь рассчитаем часовой расход смеси и полуфабриката i – го перехода.

Произведём расчёты для основы.

Для смеси:

Q = 156,6 * 1,144 = 179,2

Для настила:

Q = 156,6 *. 1,098 = 171,9

Для кардочесальной ленты:

Q = 156,6 *.1,037 = 162,4

Для ленты с I и II переходов ленточных машин:

Q = 156,6 *.1,033 = 161,8

Для ровницы:

Q = 156,6 *.1,027 = 160,8

Те же самые вычисления производятся и для утка.

Результаты вычислений заносим в таблицы А11 для основы и А12 для утка.

Таблица А11. Часовые расход смеси и выработка полуфабрикатов при производстве основной Т=25 текс пряжи для сортировки 6-I, 6-II

Таблица А12. Часовые расход смеси и выработка полуфабрикатов при производстве уточной Т = 35,7 текс пряжи для сортировки 5-III, 6-IV, 5-IV

9. Расчет потребного количества оборудования

Расчет потребного количества оборудования производится раздельно для основы и утка.

Для всех машин значения КРО принимаем из таблицы 4.31 [3].

Для трепальных машин из таблицы 4.32 [3] принимаем П_Т = 180 кг/ч (по основе) и П_т =190 кг/ч (по утку), а из [2] принимаем КПВ = 0,92 (по основе) и КПВ=0,93 (по утку). После расчета по формулам:

НП _i = Пт _i * КПВ _i (12)

где НП_i - норма производительности оборудования i – го перехода, кг/ч;

Пт_i – теоретическая производительность оборудования i – го перехода, кг/ч;

КПВ_i – коэффициент полезного времени оборудования i – го перехода.

Количество выпусков в работе Мр_i и в заправке Мз_i на каждом переходе вычисляется по формулам

Мр _i = (13)

Мз _i = (14)

где КРО_i – коэффициент работы оборудования i – го перехода.

мы получаем:

- для основы: НП=165,6 кг/ч; М_р =1,04 м-н; М_з =1,09 м-н

– для утка: НП=176,7 кг/ч; М_р =1,7 м-н; М_з =1,8 м-н

Для кардочесальных машин из табл. 4.33 [3] принимаем для основы П_Т = 26 кг/ч, для утка П_т =31 кг/ч, КПВ = 0,91. После расчёта по формулам находим:

– для основы: НП=23,7 кг/ч; М_р =6,9 м-н; М_з =7,9 м-н

– для утка: НП=28,2 кг/ч; М_р =9,7 м-н; М_з =10,7 м-н

Для ленточных машин I и II переходов из табл. 4.34 [3] принимаем скорость выпуска = 330 м/мин и КПВ = 0,76.

Теоретическую производительность одного выпуска машины рассчитываем по формуле:

(15)

где – линейная скорость выпуска ленты, м/мин;

Т_Л – линейная плотность ленты, текс.

П_т =(330·60·3500)/1000² =69,3 кг/ч

для основы: НП=52,7 кг/ч

М_р =3,1 вып

М_з =3,2 вып

для утка: НП=52,7 кг/ч

М_р =5,2 вып

М_з =5,3 вып

Для ровничных машин из табл. 4.37[3] принимаем частоту вращения веретен = 900 мин^-1 и КПВ = 0,68, а коэффициент крутки ровницы α_Т = 10,28 - из [2, с. 196].

Крутку ровницы вычисляем по формуле:

К_р(п) = α_{Т р(п)} *100/ (16)

где К_р(п – крутка ровницы (пряжи), кр/м;

α_{Т р(п)} – коэффициент крутки ровницы (пряжи);

Т_р(п) - линейная плотность ровницы (пряжи).

А теоретическую производительность одного веретена ровничной машины по формуле:

(17)

где Т_Р – линейная плотность ровницы, текс;

К_Р – крутка ровницы, кр/м.

К_р =(10,28·100)/√750=37,52 кр/м

П_т =( 900 ·60·750)/(37,52· 1000² )=1,079 кг/ч

–для основы:

К=37,52 кр/м; П_т =1,079 кг/ч; НП=0,734 кг/ч;

М_р =219,1 вер; М_з =224,7 вер

–для утка:

К=37,52 кр/м; П_т =1,079 кг/ч; НП=0,734 кг/ч;

М_р =368,4 вер; М_з =377,8 вер

Для кольцевых прядильных машин из справочника [2] по линейной плотности и назначению пряжи, принимаем норму производительности для основы 915, а для утка 952 км/ч на 1000 веретен и КПВ = 0,96.

Пересчет нормы производительности в кг/ч на одно веретено осуществляется по формуле:

(18)

где НП – норма производительности одного веретена, кг/ч;

– норма производительности, км/ч на 1000вер;

Т_П – линейная плотность пряжи, текс.

– для основы:

НП=(915·25)/1000² =0,0229 кг/ч

М_р =6838 вер; М_з =7198 вер

– для утка:

НП=(952·35,7)/1000² =0,0339 кг/ч

М_р =7723 вер; М_з =8129 вер

10. Организация аппаратности и расчет количества оборудования в установке

Аппаратностью называется взаимное закрепление машин всех технологических переходов. Для организации аппаратности оборудование всех переходов прядильного производства разделяется на несколько параллельно работающих линий, называемых аппаратами. Соблюдение аппаратности обеспечивает управление производством - контроль за движением полуфабрикатов в процессе переработки, быстрое выявление места возникновения брака полуфабрикатов и повышение качества пряжи.

За основу аппарата принимается машина с наибольшей производительностью. Принимаем за основу аппарата ленточную машину I и II перехода.

Заносим данные в таблицы А13 для основы и А14 для утка.

В первой графе табл. записываются все машины из предварительного плана прядения, начиная с чесальных.

В графу 2 записываются результаты расчета потребного количества оборудования в заправке по переходам.

В графе 3 записываются число выпусков на машинах в соответствии с их технической характеристикой.

В графу 4 вписываем округленное до целого число машин, которое для каждого перехода вычисляется по формуле:

М _i = (19)

где М_i – число машин в заправке на i – ом переходе;

Мз_i – число выпусков в заправке на i – ом переходе;

m_i – число выпусков (веретен) на машине.

Начинаем вычисление с ленточной машины, так как мы взяли ее за основу аппарата.

Для основы:

М=3,2/2=2

Число машин в заправке на других переходах должны быть кратны 2.

Для чесальной машины:

М =7,9/1=8

Для ровничной машины:

М=224,7/84=2

Для прядильной:

М=7198/384=18

Аналогичные вычисления производим и для утка.

Расчетное число машин в одном аппарате вычисляется по формуле:

М (20)

где М - расчетное число машин i – го перехода в аппарате;

Ma- принятое число аппаратов..

Мы приняли число аппаратов равное и для основы, и для утка, равное 2.

Произведём вычисления для основы.

Для чесальной машины:

М=8/2=4

Для ленточной:

М=2/2=1

Для ровничной:

М=2/2=1

Для прядильной:

М=18/2=9

Аналогичные вычисления производятся для утка.

Каждое значение М округляется до ближайшего целого М так, чтобы оно было кратным числу аппаратов. Результат записывается в графу 5.

Число выпусков в аппарате (графа 6) вычисляется путем умножения числа выпусков на машине (графа 3) на количество таких машин в аппарате (графа 5).

Число выпусков М и машин М в установке рассчитывается по следующим формулам:

М = Ma * М* m_i (21)

М = М/ m_i (22)

Произведём вычисления для основы.

Для чесальной машины:

М=2*4*1=8

М=8/1=8

Для ленточной:

М=2*1*2=4

М=4/2=2

Для ровничной:

М=2*1*84=168

М=168/84=2

Для прядильной:

М=2*9*384=6912

М=9612/384=18

Аналогичные вычисления производятся для утка.

Полученные вычисления заносим в таблицы А13 для основы и А14 для утка.

Таблица А13. Аппаратность при производстве основы Т=25 текс.

Таблица А14. Аппаратность при производстве утка Т = 35,7 текс

11. Составление развернутого плана прядения

Развернутый план прядения представляет собой таблицу, в которой приведены основные данные о параметрах работы оборудования на всех переходах технологического процесса получения пряжи заданного ассортимента.

Развернутые планы прядения составляются на основе предварительных, которые дополняются еще 13 графами и принимают вид табл. А15 для основы и А16 для утка.

Графы 1-4 – заполняем уже найденными нами значениями.

Графы 5-6 заполняются только для ровничных и прядильных машин. Для пряжи кольцевого способа прядения в таблицу заносится фактический коэффициент крутки, принятый нами раньше. Расчет величин крутки ровницы и пряжи производится по формуле (16).

Для пряжи:

Для основы:

К_р(п) = (39,8*100)/√25=796

Для утка:

К_р(п) = (31,3*100)/ √35,7=522

В графу 17 заносятся результаты расчета количества оборудования в установке из таблиц А13 и А14, а для трепальных машин – их расчетное количество в заправке, округленное до ближайшего четного числа.

В графу 16 заносятся ранее принятые значения КРО.

Графа 15 – число машин в работе – вычисляется с использованием формулы (14).

Преобразуем эту формулу и получим:

Мр_i = КРО_i * Мз_i

Вычислим для основы.

Для чесальной машины:

Мр_i =0,91*8=7,28

Для ленточной:

Мр_i =0,975*4=3,9

Для ровничной:

Мр_i =0,975*168=163,8

Для прядильной:

Мр_i =0,95*6912=6566,4

Такие же вычисления производятся и для утка.

В графу 14 заносятся данные из табл.А11, А12, а нормы производительности оборудования (графа 13) в и теоретическая производительность (графа 11) вычисляется с использованием формул (12) и (13).

Для основы:

Для чесальной машины:

НП_i =162,4/7,28=22,3

Для ленточной:

НП_i =161,8/3,9=41,49

Для ровничной:

НП_i =160,8/163,8=0,982

Для прядильной:

НП_i =156,6/6566,4=0,02385

Аналогично вычисляются данные для утка.

В графу 12 заносятся ранее принятые значения КПВ.

Графа 8 заполняется в соответствии с технической характеристикой оборудования (см. раздел 3)..

Графы 7, 9, 10 - расчет скоростных параметров работы машин производится по следующим формулам.

Для кардочесальной машины вычисляется только частота вращения съемного барабана по формуле:

n _с = (23)

где Пт – теоретическая производительность чесальной машины, кг/ч;

d_св – диаметр съемного барабана, мм;

Тл –линейная плотность ленты, текс;

е – частная вытяжка между съемным барабаном и плющильными валиками лентоукладчика (е = 1,9).

Для основы:

n_с =(24,51*10⁹ )/(3,14*680*60*3500*1,9)=28

Для утка:

n_с =(33,07*10⁹ )/(3,14*680*60*3500*1,9)=38

Для ленточной машины вычисляется только скорость выпуска продукта по формуле:

V = (24)

где Пт_л(л/с) – теоретическая производительность одного выпуска ленточной (лентосоединительной) машины, кг/ч;

Тл(х) –линейная плотность ленты (холстика), текс.

Для основы:

V =(54,59*10⁶ )/(60*3500)=260

Для утка:

V =(91,87*10⁶ )/(60*3500)=437

Для ровничных и прядильных машин вычисляется только частота вращения веретен по формуле:

n_вер = (25)

где Пт_р(п) – теоретическая производительность одного веретена соответственно ровничной или прядильной машины, кг/ч;

К_р(п) – крутка соответственно ровницы или пряжи, кр/м;

Т_р(п) – линейная плотность соответственно ровницы или пряжи, текс.

Для ровничных машин

Для основы:

n_вер =(1,444*10⁶ *37,5)/(60*750)=1203

Для утка:

n_вер =(1,213*10⁶ *37,5)/(60*750)=1011

Для прядильных машин

Для основы:

n_вер =(0,02484*10⁶ *796)/(60*25)=13182

Для утка:

n_вер =(0,03738*10⁶ *522)/(60*35,7)=9109

Для кольцевых прядильных машин вычисляется также окружная скорость движения бегунка по формуле

V _б = (26)

где V_б –окружная скорость движения бегунка, м/с;

d _k – диаметр кольца (см. таблицу 4.40[3]), мм.

Для основы:

V_б =(3,14*48*13182)/60000=33,1

Для утка:

V_б =(3,14*48*9109)/60000=22,9

Т.к. V_б не превышает 35 м/с, то на этом составление развернутого плана прядения заканчивается.

Теперь все найденные значения заносим в таблицы А15 для основы и А16 для утка.

Таблица А15. Развернутый план прядения для выработки основной пряжи Т = 25 текс

Окончание таблицы А15

Таблица А16. Развернутый план прядения для выработки уточной пряжи Т = 35,7 текс

Окончание таблицы А16

12. Расчет площади фабрики

Общая площадь фабрики S складывается из производственной площади фабрики S_ПР , площади вспомогательных помещений S_В и площади склада хлопка S_X .

Производственная площадь фабрики включает в себя площадь, необходимую для установки технологического оборудования, площадь для обслуживания машин, организации внутрифабричного транспорта и т. п.

Производственная площадь фабрики вычисляется по формуле:

(27)

где S_{п i} – производственная площадь, необходимая для установки машин i-го перехода, м² ;

N – общее количество технологических переходов производства.

Производственная площадь для остальных машин рассчитывается с учетом коэффициента использования площади (КИП), значения которого равны:

- для кардочесальных машин – 0,25;

- для ленточных машин – 0,2;

- для ровничных машин – 0,32;

- для кольцевых прядильных машин – 0,33;

Коэффициент использования площади показывает, какую часть производственной площади занимают непосредственно сами машины.

Производственную площадь, необходимую для размещения машин каждого перехода, начиная с чесальных, можно рассчитать по формуле:

S _{П i} = (28)

где S_i – площадь одной машины i-го перехода, м² ;

- количество машин i-го перехода в установке;

КИП_i – коэффициент использования площади машины i-го перехода.

Площадь одной машины вычисляется по формуле:

S_i = L_i * B_i (29)

где L_i длина машины i-го перехода, м;

B_i – ширина машины i-го перехода, м.

Габаритные размеры машин принимаются в соответствии с их техническими характеристиками, которые мы берем из [2] и раздела 3.

Площадь всех машин для каждого перехода вычисляется по формуле:

S = * S_i (30)

Исходные данные и полученные результаты внесём в таблицу А17.

В графу 1 записываются наименования и марки всех машин, принятых в проекте. Последняя строка этой графы имеет название «производственная площадь фабрики ».

В графу 2 вносится число машин каждого перехода в установке .

Графы 3 и 4 заполняются, используя данные из [2] и раздела 3, а в графу 7 заносятся рекомендуемые значения КИП.

Графы 5, 6 и 8 заполняются по результатам расчета по формулам: (27)-(30).

Произведём эти расчёты.

Для чёсальных машин:

S_i =3,95*1,97=7,78

S =18*7,78=140,04

S_{П i} =(7,78*18)/0,25=560

Для ленточных машин:

S_i =4,33*1,75=7,58

S =8*7,58=60,64

S_{П i} =(7,58*8)/0,20=303

Для ровничных машин:

S_i =9,1*3,9=35,49

S =6*35,49=212,94

S_{П i} =(35,49*6)/0,32=665

Для прядильных машин:

S_i =16,96*0,77=13,06

S =38*13,06=496,28

S_{П i} =(13,06*38)/0,33=1504

S_ПР =560+303+665+1504=3032

Таблица А17. Расчет производственной площади прядильной фабрики

Площадь вспомогательных помещений S_В принимается равной 15% от общей производственной площади фабрики.

S_В =0,15*3032=455 м²

Площадь склада хлопка S_Х ориентировочно может быть определена по числу трепальных машин, из расчета 250 м² склада на одну трепальную машину.

Число трепальных машин равно 4 (из раздела 9), следовательно:

S_Х =4*250=1000 м²

Общую площадь фабрики можно вычислить по формуле:

S = S _Пр + S _В + S _Х (31)

S =3032+455+1000=4487 м²

Заключение

Я спроектировала в результате проделанной мной работы прядильную фабрику в составе прядильно-ткацкого комбината, выпускающего ткань. Выполнив данный курсовой проект, я ознакомилась с принципом работы различных машин на прядильной фабрике, усвоила основные моменты при выработке кардной пряжи кольцевого способа прядения, а также научилась проведению технологических расчётов и познакомилась с организацией производства.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Заправочные расчеты суровых тканей: Справочник / А. И. Бородин, Т. С. Титова, М. Н. Фомина и др. – М.: Легкая индустрия, 1970. – 390 с.

2. Справочник по хлопкопрядению. / В. П. Широков, Б. М. Владимиров, Д. А. Полякова и др. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1985. – 472 с.

3. Методические указания к курсовой работе / В.В. Архалова, Г.И. Легезина, А.Е. Рудин – СПб, 2007. – 79 с.

4. Типовые сортировки хлопка для выработки пряжи различного назначения кольцевого и пневмомеханического прядения. / ЦНИИТЭИлегпром, 1983, 72 с.

5. Архалова В.В., Штут И.И. Технические характеристики современного хлопкопрядильного оборудования. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов спец. 060810, 060816, 280301 всех форм обучения, СПб, 1995.,-44 с.

6. Об утверждении отраслевых норм выхода пряжи, обратов, отходов и ваты из хлопкового волокна, химических волокон и хлопчатобумажных отходов: Приказ министра легкой промышленности СССР № 484 от 12.1..85г.- М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1985.

7. Труевцев Н.Н. и др. Технология и оборудование текстильного производства. -М.:Легкая индустрия, 1975.