Технологическая схема прядения. Получение пряжи.

Для получения пряжи из массы волокон хлопок должен пройти несколько операций обработки. На прядильные фабрики хлопок поступает в спрессованном виде. После предварительной обработки на заводах первичной обработки хлопок очищают от крупных сорных примесей и семян. Однако в нем содержится еще большое количество мелких примесей, а также поврежденные (короткие) волокна. Отдельные волокна в этой массе хлопка перепутаны, сцеплены между собой в виде клочков или с сорными примесями. Поэтому в задачу всех операций хлопкопрядения входит последующая очистка, рыхление и смешивание волокон, а затем расчесывание их с целью параллелизации, выравнивания и формирования постепенно утоняющего продукта (холста, ленты и ровницы), чтобы на заключительной стадии скрутить ленточку из параллельно расположенных волокон и получить пряжу заданных свойств.

Цель процесса разрыхления заключается в том, чтобы обеспечить эффективное перемешивание компонентов и создать благоприятные условия для удаления сорных примесей.

Сущность процесса разрыхления состоит в разделении волокнистого материала на мелкие клочки и ослаблении связей между волокнами, а также между волокнами и сорными примесями внутри клочка.

Цель процесса очистки - получение чистой пряжи и обеспечение стабильности технологических процессов, то есть снижение обрывности и неровноты полуфабрикатов.

Сущность очистки заключается в выделении примесей (жестких и мягких) и пороков волокна из волокнистых материалов.

Цель смешивания - получение более равномерной по составу и свойствам пряжи, а также получение пряжи заданной прочности и качества.

Сущность смешивания состоит в равномерном распределении волокон с разными свойствами каждого компонента внутри себя и в равномерном распределении волокон разных компонентов во всей массе смеси.

На первой стадии обработки происходит рыхление хлопка, смешивание и очистка. Для этого масса хлопка из кипы подается питающими решетками разрыхлительных агрегатов к рабочим органам. Сорные примеси через колосниковые решетки попадают в угарные камеры, а разрыхленная масса хлопка пневматическими или механическими питателями попадает к следующим секциям разрыхлительно-трепального агрегата. С разрыхлительно-трепального агрегата хлопок выходит в виде холста - уплотненного слоя хлопка в виде рулона. Холст должен иметь определенную толщину. Волокна хлопка в холсте находятся в хаотическом состоянии в виде клочков и, кроме того, в хлопке содержится еще определенное количество мелких, трудноудалимых сорных примесей.

Следующая операция, которая происходит на чесальной машине, называется чесанием. На машину хлопок поступает в виде холста или разрыхленной массы (бесхолстовое питание). На чесальной машине масса волокна подвергается воздействию сначала зубьев пильчатой ленты и валиков, а затем тонких игл гарнитуры рабочих органов машины. В результате этого происходит расчесывание клочков хлопка на отдельные волокна с одновременной очисткой от цепких примесей и коротких волокон. После чесания из частично параллелизованной тонкой ватки (прочеса) волокон формируется лента, представляющая собой длинный рыхлый круглый полуфабрикат диаметром 1-3 см. В ленте волокна расчесаны, почти не связаны между собой, но не распрямлены и слабо ориентированы относительно оси ленты. Сама лента по толщине неравномерна.

Для распрямления волокон и выравнивания ленты производят сложение нескольких лент, а затем утонение сложенного продукта до толщины первоначальных лент. В результате сложения происходит выравнивание лент, так как утолщенные участки складываются с утоненными. При последующем утонении продукта происходит распрямление волокон и ориентация их относительно оси ленты. Утонение происходит за счет вытягивания продукта, когда он проходит через пары прижатых друг к другу цилиндров (вытяжных пар) и скорость предыдущей пары меньше последующей.

Задача следующего перехода - утонить продукт до размеров, пригодных для выработки пряжи. Эту операцию осуществляют на ровничных машинах, где на вытяжном приборе происходит утонение продукта. Продукт ровничного перехода называется ровницей. Это тонкая ленточка, которой для придания минимальной прочности дается слабая крутка.

Последняя заключительная операция изготовления пряжи происходит на прядильных машинах. Здесь продукт - ровница - вытягивается до толщины пряжи, скручивается, и получается тонкая и прочная пряжа. Процесс прядения осуществляется либо на кольцевых прядильных машинах с веретенами и бегунками, либо на безверетенных пневмомеханических машинах.

Описанная последовательность переработки хлопка в прядильном производстве называется кардной (обычной).

Существует еще гребенная, аппаратная и меланжевая системы.
Аппаратную систему в настоящее время начинают заменять кардной, в которой используются роторные пневмомеханические или аэродинамические прядильные машины. Меланжевая система в принципе повторяет кардную, но имеет дополнительные переходы, связанные в крашением хлопка.

Пряжа, вырабатываемая по разным системам прядения, обладает специфическими свойствами.

Кардную систему прядения применяют для получения из средневолокнистого хлопка пряжи средних линейных плотностей от 15,4 до 83,3 текс.

Гребенную систему прядения применяют для выработки из тонковолокнистого (длинноволокнистого) хлопка более равномерной, гладкой, тонкой и прочной пряжи линейной плотности от 5 до 15,4 текс.

а) Кардная система прядения

Наиболее распространена обычная кардная система прядения, по которой вырабатывается большая часть хлопчатобумажной пряжи. В таблице 2.13 приведены этапы обработки, технологические процессы и оборудование, применяемые для переработки хлопкового волокна в пряжу по кардной системе прядения.

Табл.2.13.

Этапы обработки	Технологический процесс	Оборудование
Подготовка волокна к чесанию	Разрыхление/ смешивание / трепание / очистка	Разрыхлительно-трепальный агрегат, поточная линия «волокно-лента»
Получение ленты	Чесание	Чесальные машины
Выравнивание ленты и параллелизация волокон	Сложение/ вытягивание	Ленточные машины
Получение ровницы	Сложение / вытягивание	Ровничные машины
Получение однониточной пряжи	Сложение / вытягивание / кручение	Прядильные машины: кольцевая и пневматическая
Получение крученой пряжи	Трощение / кручение	Тростильные машины, прядильно-крутильные машины
Перематывание и упаковка пряжи	Перематывание	Бабинажные машины, мотальные машины

Последовательность переработки хлопка в пряжу по указанной системе прядения показана на рисунке 2.1.

б) Гребенная система прядения

По гребенной системе вырабатывается пряжа малой линейной плотности или средней, но с повышенной прочностью. Для выработки такой (гребенной) пряжи используются тонковолокнистые сорта хлопчатника. По сравнению с кардной гребенная пряжа более прочная, ровная, гладкая и чистая. Чтобы получить такую пряжу, в процесс дополнительно добавляется гребнечесальный переход. На этом переходе волокна прочесываются гребнем (гребнечесание), в результате чего из продукта вычесываются и удаляются короткие волокна (очес). Лента, выходящая из гребнечесальной машины, состоит из длинных, ровных, хорошо распрямленных волокон, и поэтому пряжа получается высокого качества.

Для того чтобы процесс гребнечесания проходил без излишней потери длинных волокон и их повреждения, последние должны быть достаточно распрямлены, а продукт, поступающий на машину - равномерным. Поэтому лента с кардочесальных машин проходит дополнительно две подготовительные операции: соединение в холстики по 16-20 лент и вытягивание (утонение) холстиков. Гребенная система имеет последовательность переработки, представленную в нижеприведенной таблице 2.14 и рис 2.2.

в) Аппаратная система прядения

По аппаратной системе прядения вырабатывается рыхлая пушистая пряжа с невысокой прочностью, к качеству этой пряжи предъявляются пониженные требования. В качестве сырья используются волокна различной длины, большое количество отходов (угаров), а также смеси из различных волокон. В последнем случае разрыхление и трепание компонентов иногда ведется раздельно, а затем идет смешивание с одновременным замасливанием волокон.

Характерной особенностью аппаратной системы является то, что утонение продукта после чесания происходит не в процессе его вытягивания, а делением ватки (прочеса) на отдельные ленты и получением из них ровницы при слабом ссучивании лент. Чесание при этой системе проводят на чесальных аппаратах, которые включают 2-3 перехода кардочесания и ровничную каретку. Полученная ровница передается на прядильную машину. В ровнице, полученной на чесальном аппарате, волокна слабо распрямлены, что и обусловливает рыхлую структуру пряжи.

Последовательность переработки волокна по аппаратной системе прядения приведены в таблице 2.15.

Табл. 2.14.

Этапы обработки	Оборудование	Получаемый продукт
Разрыхление / трепание	Разрыхлительно-трепальный агрегат	Холст
Чесание	Чесальные машины	Лента чесальная
Выравнивание ленты и параллелизация волокон	сложение / вытягивание	Ленточные машины
Подготовка к гребнечесанию	Лентосоединительная и холстовытяжная машины	Холстик
Гребнечесание	Гребнечесальные машины	Лента гребенная
Изготовление равномерной ленты	Ленточные машины (2-3 перехода)	Лента
Изготовление ровницы	Ровничные машины (1 или несколько переходов)	Ровница
Изготовление пряжи - прядение	Прядильные машины	Пряжа

Табл. 2.15

Этапы обработки	Оборудование	Получаемый продукт
Разрыхление и трепание отдельных видов сырья	Разрыхлительно-трепальные установки в зависимости от видов сырья	Масса разрыхленного сырья
Смешивание	Изготовление настилов из компонентов вручную или механически	Смесь волокон
Чесание и получение ровницы	Чесальный аппарат	Ровница
Изготовление пряжи	Прядильная машина	Пряжа