Проектирование прядильного производства мощностью А по выпуску аппаратной пряжи для изделия Б

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ДИМИТРОВГРАДСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНОЛОГИИ, УПРАВЛЕНИЯ И ДИЗАЙНА

УЛЬЯНОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРЯДИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА МОЩНОСТЬЮ 6 (ШЕСТЬ) ЧЕСАЛЬНЫХ АППАРАТОВ ПО ВЫПУСКУ АППАРАТНОЙ ПРЯЖИ ДЛЯ ИЗДЕЛИЯ АРТ. 3691

 

 

 

 

Выполнил:студент гр. ТТ-41 Бочкарев Н.А.

 

Руководитель: Ноздрина Н.А.

 ДИМИТРОВГРАД 1999

Содержание

ЗАДАНИЕ.............................................................................................................................................................................................. 3

1. Характеристика тканей, пряжи и сырья........................................................................................................ 4

1.1. Характеристика тканей.................................................................................................................................................... 4

1.2. Характеристика пряжи и ровницы............................................................................................................................... 6

1.3. Предварительный состав смеси. Характеристика компонентов смеси.................................................... 7

2. Выбор тонины и длины химических волокон. Проверка прядильной способности смеси. 7

2.1. Выбор тонина и длины химических волокон......................................................................................................... 7

2.2. Проверка прядильной способности проектируемой смеси.............................................................................. 8

3.Планы переходов и нормы потерь волокна по переходам производства аппаратной пряжи................................................................................................................................................................................................................... 9

3.1 Расщипывание и эмульсирование смесей............................................................................................................. 10

3.2 Отходы в кардочесании и прядении.......................................................................................................................... 10

4.Расчет часовой выработки пряжи.................................................................................................................... 11

5.Расчет количества полуфабрикатов, отходов производства, сырья расходуемого со склада и эмульсии...................................................................................................................................................................................... 15

6. Выбор, обоснование и расчет технологического оборудования по
переходам производства.............................................................................................................................................. 21

6.1 Оборудование для разрыхления и трепания шерсти.......................................................................................... 21

6.2 Оборудование для очистки шерсти и шерстяных отходов............................................................................. 21

от трудноотделимых растительных примесей.......................................................................................................... 21

6.3 Оборудование для крашения шерсти и химических волокон....................................................................... 22

6.4 Оборудование для получения смесей и их вылеживания............................................................................... 23

6.5 Оборудование для производства аппаратной пряжи и ровницы................................................................. 24

7.Расчет и выбор вспомогательных площадей, складов. Размещение технологического оборудования........................................................................................................................................................................... 25

7.1 Расчет и выбор вспомогательных площадей, складов..................................................................................... 25

7.2 Размещение технологического оборудования.................................................................................................... 26

Приложение 1............................................................................................................................................................................ 27

Приложение 2............................................................................................................................................................................ 28

Приложение 3............................................................................................................................................................................ 29

Приложение 4............................................................................................................................................................................ 30

Приложение 5............................................................................................................................................................................ 31

Приложение 6............................................................................................................................................................................ 32

Приложение 7............................................................................................................................................................................ 33

Приложение 8............................................................................................................................................................................ 34

Приложение 9............................................................................................................................................................................ 36

Список литературы............................................................................................................................................................. 37

ЗАДАНИЕ

Необходимо спроектировать прядильное производство мощностью шесть чесальных аппаратов по выпуску аппаратной пряжи для изделия с артикулом 3691 (драп молодежный).

1. Характеристика тканей, пряжи и сырья 1.1. Характеристика тканей

Таблица 1.1

Характеристика тканей (технические условия на ткань)

№ п/п	Показатель  и его размерность	Обозначение	Артикул ткани
1	2	3	4
1.	Наименование ткани	Драп молодежный	3691
2.	Поверхностная плотность, г/м2		524
3.	Ширина ткани, см	Н	142
4.	Содержание шерстяного волокна, %		95

Для получения готовой ткани с заданными свойствами заранее разрабатывают заправочный расчет суровой ткани. Техническое условие и заправочные расчеты являются исходной технической документацией, на основе которой осуществляется дальнейший технологический расчет. Заправочный расчет связывает воедино заправочные параметры с технологическими свойствами сырья.

Заправочные показатели суровой ткани рекомендуется представить в форме таблицы 1.2.

Таблица 1.2

Заправочные показатели суровой ткани

№ п/п	Наименование показателя  и его размерность	Обозначение	Артикул
			А
1	2	3	4
1.	Заправочная ширина ткани по берду, м	в	216
2.	Число нитей в основе Основных Кромочных Общее	no nк nо + nк	3584 24 3608
3.	Число уточных нитей на 1 м суровой ткани	nу	1800
Продолжение таблицы 1.2
4.	Линейная плотность нитей, текс Основных Кромочных Уточных	То Тк Ту	100 100 100
5.	Уработка основы в ткачестве, % длины основы	А	8,5
6.	Усадка (-) или притяжка (+) суровой ткани в отделке, %	± d	-15
7.	Снижение массы суровой ткани  в отделке, %	С	19
8.	Масса погонного метра готовой ткани, г	Q	743,80

Взаимосвязь между основными заправочными показателями суровой ткани проверяется по следующей балансовой формуле

М_с = М_о + М_к + М_у (1.1)

где М_с – масса суровой ткани, расходуемой на 1 пог. м. готовой ткани, г; М_о – масса основной пряжи в суровой ткани, расходуемой на 1 пог. м. готовой ткани, г; М_к – масса кромочной пряжи в суровой ткани, расходуемой на 1 пог. м. готовой ткани, г; М_у – масса уточной пряжи в суровой ткани, расходуемой на 1 пог. м. готовой ткани, г.

Используя данные таблиц 1.1 и 1.2 рассчитывают основные заправочные показатели:

М_с = = 921,3 (1.2)

М_о+к = = 463,9  (1.3)

 

М_у = =457,4 (1.5)

где: g - выход готовой ткани из суровой по массе

g = = 0,81 (1.6)

b - выход готовой ткани из суровой по длине

b = =0,85 (1.7)

a - коэффициент уработки основы в ткачестве

a = =0,915 (1.8)

Подставляя соответствующие данные заправочного расчета в формулы (1.2 ¸ 1.8), устанавливают наличие равенства между правой и левой частями в уравнении (1.1).

921,3=463,9+457,4

равенство соблюдается

1.2. Характеристика пряжи и ровницы

В связи с большим ассортиментом суконных тканей и сырьевого их состава на аппаратную пряжу для ткацкого производства не разработаны государственные стандарты. Поэтому на каждом предприятии применительно к тканям разрабатывают технические условия на пряжу, удовлетворяющие требованиям, предъявляемые к тканям.

Таблица 1.3

Технические требования к пряже

№ п/п	Наименование показателя и его размерность	Значение показателя
		основа	уток
1	2	3	4
1.	Вид пряжи и назначение	Одиноч.	Одиноч.
2.	Линейная плотность пряжи, текс	100	100
3.	Допускаемые отклонения кондиционной линейной плотности от номинальной, %	5	5
4.	Сорт пряжи	I	I
5.	Разрывная нагрузка одиночной нити, не менее: абсолютная, сН	8,5	8,5
6.	Удлинение, %	34,56	34,56
7.	Допускаемое отклонение коэффициента крутки, % не более:	10
10.	Нормированная (кондиционная) влажность пряжи, %	15	15
11.	Содержание жира в пряже, % не более	6	6

Таблица 1.4

Технические требования к аппаратной ровнице

№ п/п	Наименование показателей	Значение Показателей
		основа	Уток
1.	Линейная плотность ровницы, текс	200	200
2.	Допустимое число средних мушек в 1 г ровницы	28	28
3.	Коэффициент вариации ровницы (общий) по массе отрезков, % длиной: 30 мм  100 мм 1000 мм	12,1 9,4 5,8
Продолжение таблицы 1.4
4.	Допустимые значения неравномерности кружков ровницы по массе, % отклонение кружков коэффициент вариации кружков по массе разность масс обоих половин бобины разность между массой одной бобины и средней массы всех бобин	36 2,5 2

1.3. Предварительный состав смеси. Характеристика компонентов смеси

Таблица 1.5

Предварительный состав смеси

№ п/п	Наименование компонентов смеси	Процентное Содержание
1. 2. … n	Шерсть помесная 64к репейная Капрон Лом ровничный Крутые концы Сдир аппаратный	86 5 3 3 3
		100 %

2. Выбор тонины и длины химических волокон. Проверка прядильной способности смеси. 2.1. Выбор тонина и длины химических волокон

Наличие химических волокон в смесях оказывает весьма значительное влияние не только на качественные показатели готового товара, но и на технико-экономические показатели всего производства от смеси до готового изделия.

Для того, чтобы добиться наивысших технико-экономических показателей при переработке химических волокон в смесях с шерстью необходимо правильно и рационально подойти к выбору тонины и длины химических волокон. Выбор тонины и длины химических волокон следует вести по методике В.И. Гусева, которая подробно изложена в учебнике [15]. Согласно этой методике диапазон тонины химических волокон, который необходимо вкладывать в проектируемую смесь определяется по двум параметрам

Т₁ = =426 мтекс (2.1)

Т₂ = =214 мтекс (2.2)

где: Т₁, Т₂ – соответственно максимальная и минимальная тонина химического волокна; d_ср – средняя тонина волокна шерсти=23 мкм; s - среднее квадратическое отклонение волокон шерсти по тонине=6,7 мкм; g - плотность смешиваемого химического волокна=1,14 г/см³; А – поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность химических волокон по тонине, мкм, А = 0,90¸0,95. Выбираем толщину капрона равную 400 мтекс

Диапазон длины химических волокон определяют из следующих выражений (капрон) :

L₁ = L_ср× К₁ × К₂=60,5 (2.3)

L₂ = L_ср + s + n × l=100 (2.4)

где: L₁, L₂ - соответственно минимальная и максимальная длина химического волокна, мм; L_ср – средняя длина волокон шерсти =50 мм; s - среднее квадратическое отклонение длины волокон шерсти =50 мм; l – классовый промежуток длины волокон в диаграмме распределения:

l = 10 мм; n – число классовых промежутков; для тонкой шерсти n = 0,; К₁ – коэффициент, учитывающий степень неровноты штапельного волокна по длине, К₁ = 1,05¸1,10; К₂ – коэффициент, учитывающий степень укорочения длины волокон в зависимости от метода кардочесания; вида волокон, прочности, долевого содержания.

- При раздельном кардочесании К₂ = 1,026¸1,146;

Длину резки принимаем равной 80 мм

2.2. Проверка прядильной способности проектируемой смеси

Прядильную способность смесей и отдельных ее компонентов в аппаратном прядении шерсти принято характеризовать наименьшей расчетной линейной плотностью, резервом прядильной способности, выходом пряжи из смеси. Для расчета наименьшей линейной плотности используют формулу предложенную В.Е. Гусевым.

=39,2 (2.5)

где Н – поправочный коэффициент, учитывающий повышение прядильной способности в зависимости от уровня техники прядения, Н = 1,2; К_обр – понижающий коэффициент используемого обрата = 1; a_обр – доля обрата в смеси = 0,09 ; Т₁=474,5, Т₂=409,8 – минимальная линейная плотность пряжи, выработанная в отдельности. a₁=0,86 – доля участия компонентов натуральной шерсти; a₂=0,05 – доли участия компонентов химических волокон К_д, К_Т, К_п, К_у – соответственно коэффициенты, учитывающие влияние длины, толщины, прочности, удлинения химических волокон. Значения этих коэффициентов установлены только для шерсти 64^к в смеси с химическими волокнами (вискозные волокна) [25]. Поэтому в расчетах при использовании других видов волокон значения этих коэффициентов следует считать равными 1.

Резерв прядильной способности смеси (R) сопоставляет расчетную наименьшую линейную плотность пряжи с фактической линейной плотностью Т_ф, которую намечается вырабатывать из смеси в соответствии с технической заправкой ткани.

R = ( 2.6)

Минимальную линейную плотность пряжи можно рассчитать исходя из средней линейной плотности волокон смеси и числа волокон в поперечном сечении пряжи. Установлено, что неровнота по линейной плотности, отвечающая требованиям стандарта при приемлемом уровне обрывности, обеспечивается при числе волокон в поперечном сечении:

- для аппаратной пряжи – 100.

Резерв прядильной способности должен быть не менее 15 %, так как при меньшем резерве процесс прядения может протекать с повышенной обрывностью. Величина резерва выше 30 % указывает на недостаточное использование прядильной способности смеси.

Расчет выхода пряжи из смеси проводят по формуле (2.11).

=88% (2.11)

где b_обр – понижающий коэффициент используемого обрата; a_обр – доля обрата в смеси.

3.Планы переходов и нормы потерь волокна по переходам производства аппаратной пряжи

Таблица 3.1

Планы подготовки компонентов смеси

волокна по переходам

№ п/п	Вид сырья и план его обработки
1.	Шерсть натуральная (тонкая помесная 64к репейная) План ее подготовки (трепание, обезрепеивание, крашение, отжим, сушка, расщипывание, замасливание, смешивание, вылеживание, чесание, прядение)

Отходы в крашении определяют в процентах массы шерсти, поступающей в крашение:

- натуральная шерсть – 0,9 %

- отсортировки и низшие сорта – 1,1 %

- гребенной очес – 0,7 %

Штапельные химические волокна, суровые и крашеные в массе, перед вложением в смесь подвергаются расщипыванию и эмульсированию. Отходы при этом составляют 0,5 % массы волокна, расходуемого со склада. Если суровое волокно подвергается окрашиванию в своем производстве, то потери волокна возрастают на 0,7 % и составят 1,2 %.

Нормы потерь сырья для восстановленной шерсти при предварительной подготовки ее к смешиванию принимают в размере 3 % от ее складской массы.

Нормы потерь сырья при подготовке камвольных и суконных обратов (в процентах к массе поступающего в обработку сырья) следующие:

- Карбонизация ч/ш гребенных очесов Подготовка концов пряжи: - камвольных - суконных Подготовка: - очеса аппаратного - сдира аппаратного - лома ровничного - выпадов из-под трепальных и обезрепеивающих машин - выпадов из под щипальных машин - сукновального сбоя - промывного, ворсовального и красильного

15,0 8,0 10,0 35,0 45,0 0,5 25,0 15,0 35,0 12,0

 

3.1 Расщипывание и эмульсирование смесей

Операции расщипывание и эмульсирование компонентов смеси обычно совмещают и выполняют на участке смешивания поточной линии. Поточная линия представляет собой ряд машин и механизмов связанных между собой непрерывностью технологического процесса. Чтобы правильно понять и грамотно выбрать оборудование входящее в состав поточной линии необходимо воспользоваться опытом работы базового предприятия и существующими типовыми поточными линиями, состав которых и последовательность расположения механизмов представлены в литературе [16, 20]. Важным моментом в процессе приготовления смесей является процесс замасливания и эмульсирования. От правильности выполнения данного процесса во многом зависит как будет протекать процесс чесания и прядения, какого качества будет ровница и пряжа, какое количество угаров при этом будет образовываться. В связи с этим, руководствуясь опытом работы базового предприятия, группой перерабатываемой смеси (приложение 8) и справочной литературой [6, 16], приложением 7, выбирают состав замасливающих эмульсий. Доза внесения замасливающей эмульсии так же определяет нормализацию технологического процесса. Процент эмульсии, вносимый в перерабатываемую смесь рассчитывают по формуле

Э = (3.1)

Расчет состава эмульсии на стр. 21

где Р – необходимая доза жирового компонента в составе эмульсии, %; q – суммарное содержание жировых компонентов в эмульсии.

Следует заметить, что увеличение массы смеси после эмульсирования не учитывается в дальнейших расчетах.

3.2 Отходы в кардочесании и прядении

Отходы в кардочесании исчисляют в процентах массы сухой и расщипанной смеси, в прядении – в процентах массы ровницы. При установлении норм отходов учитывают группу перерабатываемой смеси и используя литературный источник [19] или приложение 9 устанавливают нормы потерь волокна по видам в кардочесании и прядении, представляя их в виде таблиц 3.3 и 3.4.

Таблица 3.3

Нормы потерь волокна в чесании

Артикул	Группа смеси	Лом ровничный	Очес Аппаратный	Сдир	Сбор с полочек	Безвозвратные потери	Итого	Выход ровницы из смеси
3691	6а	1,6	3,15	1,4	0,6	0,3	7,25	92,15

Таблица 3.4

Нормы потерь волокна в прядении

Артикул	Группа смеси	Концы ровницы	Мычка из мычкосборника	Концы пряжи	Подметь	Безвозвратные потери	Итого отходов	Выход пряжи из смеси
3691	6а	1,6	1,34/1,54	0,38	0,4/0,62	0,2	3,92/4,34	96,08/ 95,66

Выход пряжи (h_пр) из смеси по каждому артикулу определяют путем умножения выхода ровницы (h_р.с.) из смеси на выход пряжи из ровницы (h_п.р.).

h_пр = h_р.с. × h_{п.р.=88,55/88,15 % (основа/уток)}

4.Расчет часовой выработки пряжи

Таблица 4.1

Выбор и расчет технологических параметров прядильной машины

№ п/п	Наименование компонента	Обозначение или расчетная формула	Значения для основы и утка
1	2	3	4
1.	Линейная плотность ровницы, текс	Тр	200
2.	Линейная плотность пряжи, текс	Тпр	100
3.	Вытяжка на прядильной машине	Е	2
4.	Диаметр початка, см	Дп	6,8
5.	Средний диаметр патрона, см	dср	3,3
6.	Высота початка, см	Н
7.	Высота верхнего конуса початка, см	h	6,5

продолжение табл. 4.1

1	2	3	4
8.	Объем пряжи на початке, см3		623
9.	Плотность намотки пряжи, г/см3	g	0,48
10.	Масса пряжи на початке, г	Q = V × g	299
11.	Длина нити на початке, м		2990
12.	Коэффициент крутки пряжи	aт	40
13.	Крутка пряжи, кр/м		400
14.	Скорость выпуска пряжи, м/мин	uв	14,5
15.	Коэффициент укрутки пряжи	Ку » 0,96 ¸ 0,98	0,97
16.	Скорость наматывания пряжи, м/мин	uн = uв × Ку	14,1
17.	Частота вращения веретен, мин –1	nв = uн × К	5640
18.	Теоретическая производительность одного веретена, кг/час		0,0846
19.	Коэффициент полезного времени работы машины	КПВ	0,82
20.	Коэффициент работающего оборудования	КРО	0,9
21.	Коэффициент использования машины	КИМ = КПВ × КРО	0,735
22.	Расчетная производительность одного веретена, кг/час	Прасч = Пт × КИМ	0,062 (0,0667 корр.)

Выбор и расчет технологических параметров кардочесального аппарата

Выбираем кардочесальный аппарат Ч-31 Ш, так как необходимо вырабатывать ровницу из тонкой натуральной шерсти.

Таблица 4.2

№ п/п	Наименование компонента	Обозначение или расчетная формула	Значения для основы и утка
1	2	3	4
1.	Линейная плотность пряжи, текс	Тпр	100
2.	Вытяжка в прядении	Е	2
3.	Линейная плотность ровницы, текс	Тр	200
4.	Число ремешков на аппарате	Mр	120
5.	Ширина ремешка, мм	Вр	14
6.	Число оборотов главного барабана ровничной машины, мин -1	nг.б.	140
7.	Диаметр главного барабана, м	Дг.б.	1,252
8.	Окружная скорость гл. барабана ровничной машины, м/мин	uг.б. = p × Дг.б. × nг.б.	550,379
9.	Загрузка от питания главного барабана ровничной машины, г/м2	aп	0,50
10.	Скорость наматывания ровницы, м/мин	uн = 0,98	18,88
11.	Коэффициент полезного Времени	КПВ	0,82
12.	Коэффициент работающего Оборудования	КРО	0,90
13.	Коэффициент использования оборудования	КИМ = КПВ × КРО	0,735
14.	Теоретическая производительность аппарата, кг/час		27,19
15.	Теоретическая производительность аппарата, км/час	Пт = 0,06 × uн × mр	136
16.	Расчетная производительность аппарата, кг/ч и км/ч	Пр = Пт × КИМ	20,00

После того, как определили расчетную производительность кардочесального аппарата переходят к расчету часовой выработки ровницы. Данный расчет рекомендуется вести в форме таблицы 4.2.

Таблица 4.3

Расчет часовой выработки ровницы

№п/п	Наименование показателя	Значения
		Основа	Уток
1	2	3	4
1.	Доля аппаратов для выработки тканей заданных артикулов	0,5	0,5
2.	Число аппаратов закрепленных за данным артикулом	3	3
3.	Доля потребного количества основной и уточной пряжа для выработки одного метра готовой ткани	0,50	0,50
		из балансного расчета
4.	Расчетная производительность аппаратов при выработке ровницы, кг/час	20,00
		из таблицы 4.2.
5.	Расчетное количество чесальных аппаратов необходимых для выработки ровницы заданного ассортимента	3	3
6.	Принятое количество аппаратов	3	3
7.	Корректированная производительность чесальных аппаратов, кг/час	20,0	20,0
8.	Часовая выработка ровницы, кг/час	60,0	60,0

Примечание: Если в чесании нет разделения ровницы на уточную и основную, то расчет необходимо вести на обезличенную ровницу. В случае значительного расхождения (более 5%) корректированной производительности чесального аппарата от расчетной необходимо предусмотреть изменение заправки аппарата и произвести необходимые расчеты в таблице 4.5.

 

5.Расчет количества полуфабрикатов, отходов производства, сырья расходуемого со склада и эмульсии.

Расчет полуфабрикатов и отходов, получаемых за 1 час, по переходам прядильного производства

Задача расчета – определить количество полуфабрикатов, вырабатываемых предприятием за 1 час на каждом переходе, с целью обеспечения установленной часовой выработки готовой продукции в заданном ассортименте. Расчет выполняется на основе принятого плана переходов, норм потерь по переходам и заправочного расчета. Расчеты полуфабрикатов и отходов целесообразно вести по форме табл. 5.1 для ткани всех артикулов одновременно.

Таблица 5.1

Расчет полуфабрикатов, вырабатываемых за 1 час

№ п/п	Наименование показателя	Обозначение показателя или расчетная формула	Значение показателя по артикулам
1	2	3	4
ОСНОВНАЯ ПРЯЖА
1.	Масса основной и кромочной пряжи, содержащейся в суровой ткани, расходуемой на 1 пог.м. готовой ткани, кг	Мо	463,92
		из балансной формулы
2.	Масса основной пряжи в суровой ткани, вырабатываемой за 1 час, кг		56,62
3.	Количество отходов основной пряжи в ткацком производстве, %		1,79
4.	Масса основной пряжи, вырабатываемой за 1 час, кг		57,65
5.	Масса отходов, получаемых за 1 час в ткацком производстве, кг		0,4
6.	Количество отходов в прядильном цехе, % массы ровницы		3,92
7.	Масса ровницы, вырабатываемой за 1 час, кг		60
8.	Масса отходов в прядильном цехе, кг		2,4
9.	Количество отходов в чесании, % массы сухой и расщипаной смеси		7,25
10.	Масса сухой и расщипаной смеси, расходуемой за 1 час, кг		64,7
11.	Масса отходов образуемых за 1 час в чесальном цехе, кг		4,7
12.	Количество отходов при расщипывании и смешивании, % массы смеси		0,6
Продолжение табл.5.1.
13.	Масса сухой и нерасщипаной смеси (масса компонентов) кг/час		65,1
14.	Масса отходов в смешивании и расщипывании, кг		0,4
УТОЧНАЯ ПРЯЖА
15.	Масса уточной пряжи, содержащейся в суровой ткани, расходуемой на 1 пог.м. готовой ткани, кг	Му	457,41
		из балансной формулы
16.	Масса уточной пряжи в суровой ткани, вырабатываемой за 1 час, кг		56,78
17.	Количество отходов в ткацком производстве, % массы пряжи, расходуемой со склада		1,06
18.	Масса уточной пряжи, вырабатываемой прядильным цехом, кг/ч		57,39
19.	Масса отходов, полученных за 1 час в ткацком производстве, кг		0,6
20.	Количество отходов в прядильном цехе, % массы ровницы		4,34
21.	Масса ровницы, вырабатываемая за 1 час, кг		60
22.	Масса отходов, образуемых за 1 час в прядильном цехе, кг		2,6
23.	Количество отходов в чесальном цехе, % массы сухой и расщипаной смеси		7,25
24.	Масса сухой и расщипаной смеси, вырабатываемой за 1 час, кг		64,7
25.	Масса отходов получаемых в чесальном цехе, кг/ч		4,7
26.	Количество отходов при расщипывании и смешивании, %		0,6
27.	Масса сухой и нерасщипаной смеси (масса компонентов) кг/час		65,1
28.	Масса отходов в смешивании и расщипывании, кг/ч		0,4

После выполнения расчета полуфабрикатов, вырабатываемых в час по переходам, приступают к расчету массы отходов, образуемых в час по видам.

Таблица 5.2

Расчет массы отходов, образуемых в час по видам

№ п/п	Наименование Отходов по видам и по производствам	Основа			Уток
		Масса полуфабрикатов, кг	Количество отходов, %	Масса Отходов, кг	Масса полуфабрикатов, кг	Количество отходов, %	Масса отходов, кг
1	2	3	4	5	6	7	8
1.	Отходы на линии: Смешивания	65,1
	Выпады		0,3	0,2	65,1	0,3	0,2
2.	Отходы чесального цеха:	64,7			64,7
	ровничный лом		1,6	1,04		1,6	1,04
	выпады		3,35	2,17		3,35	2,17
	аппаратный сдир		1,4	0,9		1,4	0,9
	сбор с полочек		0,6	0,4		0,6	0,4
	безвозвратные отходы		0,3	0,2		0,3	0,2
	Всего в чесании		7,25	4,7		7,25	4,7
3.	Отходы прядильного цеха:	60			60
	мычка		1,34	0,8		1,54	0,92
	концы ровницы		1,6	0,96		1,6	0,96
	концы пряжи		0,38	0,23		0,38	0,23
	подметь		0,4	0,24		0,62	0,37
	безвозвратные потери		0,2	0,12		0,2	0,12
	Всего в прядении		3,92	2,4		4,34	2,6
4.	Отходы ткацкого производства	57,6			57,4
	концы пряжи		1,79	0,8		1,06	0,7
	безвозвратные потери		0,44	0,6		0,44	0,36
	Всего в ткачестве		1,79	1,4		1,06	0,6
	Всего отходов по прядильному и ткацкому производству		13	8,9		12,63	7,9

На основании таблицы 5.2 необходимо составить по ткани каждого артикула сводную таблицу отходов. Рекомендуемая форма таблицы следующая (таблица 5.3).

Таблица 5.3

Сводная таблица отходов в необработанном виде получаемых за 1 час

№ п/п	Наименование отходов	Основа				Уток
		чесание	прядение	ткачество	всего	чесание	прядение	ткачество	Всего
1.	Концы ровницы	1,04	0,96	-	2	1,04	0,96	-	2
2.	Мычка	-	0,8	-	0,8	-	0,92	-	0,92
3.	Крутые и крученые концы	-	0,23	0,38	0,61	-	0,23	0,6	0,83
4.	Выпады	2,17	-	-	2,17	2,17	-	-	2,17
5.	Аппаратный сдир	0,9	-	-	0,9	0,9	-	-	0,9
6.	Сбор с полочек	0,4	-	-	0,4	0,4	-	-	0,4
7.	Безвозвратные потери	0,2	0,12	0	0,22	0,2	0,12	0	0,22
	Итого отходов	4,71	2,11	0,38	7,2	4,71	2,23	0,6	7,54

Образуемые отходы в процессе производства пряжи и ткани желательно использовать в своем производстве, планируя для этого соответствующий ассортимент пряжи и ткани. Это позволяет более рационально использовать сырье.

Перед вложением в смесь отходов производства необходимо подвергнуть их процессу обработки по одному из планов представленных в нормах технологического режима [6], справочнике по шерстопрядению [16], приложении 5. Нормы потерь при обработке отходов производства приведены в настоящем пособии (см. раздел 3). На основании таблицы 5.3 и норм потерь, предусмотренных планом обработки проводят расчет количества обработанных и подготовленных к смешиванию отходов. Данный расчет рекомендуется вести в форме таблицы 5.4.

Таблица 5.4

Расчет массы отходов в обработанном виде, получаемых за 1 час

№ п/п	Наименование отходов	Получено в необработанном виде		Выход из обработки	Получено в обработанном виде		Всего в обработанном виде
		от основы	от утка		от основы	от утка
1	2	3	4	5	6	7	8
1.	Концы ровницы	2	2	0,9	1,8	1,8	3,6
2.	Мычка	0,8	0,92	1	0,8	0,9	1,7
3.	Крутые и крученые концы	0,61	0,83	0,9	0,55	0,75	1,3
4.	Выпады, очес	2,17	2,17	0,65	1,4	1,4	2,8
5.	Аппаратный сдир	0,9	0,9	0,55	0,5	0,5	1

 

 

Баланс смеси, отходов и сырья

 

После расчета полуфабрикатов и отходов, полученных за 1 час по переходам производства, следует провести проверку правильности расчетов. Расчет считается правильным, если для ткани каждого артикула будет соблюдено равенство

(5.1)

113,4+16,8=130,2

где Q_c – масса суровой ткани, выработанной за 1 час, кг; Q_отх – суммарная масса отходов в необработанном виде, образуемых за 1 час в прядильном и ткацком производствах, при выработке основы и утка; Q₅^о – масса сухой и неращипанной смеси, расходуемой за 1 час для выработки основной и кромочной пряжи; Q₅^у – масса сухой и неращипанной смеси, расходуемой за 1 час для выработки уточной пряжи.

 Уточнение рецептов смесей

Ранее был принят предварительный состав смесей, так как не было известно, какое количество отходов будет получено в обработанном виде. Теперь же, когда количество отходов известно, следует уточнить рецепты смесей исходя из необходимости полной переработки всех отходов своего производства. Цель уточнения состава смеси заключается в том, чтобы полученную массу отходов в обработанном виде за 1 час полностью использовать в смесях, расходуемых за 1 час. Уточнение смеси для каждого артикула ткани рекомендуется вести в форме таблицы 5.5.

Таблица 5.5

Уточнение рецепта смеси

№ п/п	Наименование компонента смеси	Процент вложения по предварительному рецепту	Процент вложения по уточненному  Рецепту	Масса компонентов, расходуемых в смеси, кг/час
1	2	3	4	5
1.	Шерсть помесная 64к репейная	86	86	112,1
2.	Штапельное химическое волокно капрон 350 мТекс	5	8	10,5
3.	Лом ровничный	3	4	5,3
4.	Крутые концы	3	1	1,3
5.	Сдир аппаратный	3	1	1
		100%	100%	130,2

Процент вложения натуральной качественной шерсти в уточненном рецепте оставляют тот же, что и в предварительном рецепте смеси.

 

Расчет количества сырья, расходуемого со склада

На основании норм потерь сырья при подготовке компонентов к смешиванию, планов подготовок и массы компонентов, расходуемых в смеси за 1 час рассчитывают по каждому компоненту массу сырья, расходуемую со склада и поступающую на каждый переход, применительно к наиболее полному плану обработки. Расчет рекомендуется вести по форме таблицы 5.6. Нормативные значения потери сырья по переходам при подготовке компонентов к смешиванию берутся из источника [19] или приложения 6.

Таблица 5.6

Расчет массы сырья, расходуемого со склада, кг/час

№ п/п	Наименование Показателя	Обозначение показателя или расчетная формула	Значение показателя
			Шерсть сорная	капрон
1	2	3	5	6
1.	Масса шерсти, расходуемой за 1 час по рецепту смеси	А	116,1	10,5
2.	Выход шерсти из крашения	fкр	0,991	0,988
3.	Масса шерсти, поступившей в крашение		117,2	10,6
4.	Выход шерсти из обезрепеивания	Fобезр.	0,965
5.	Масса шерсти, поступившей в обезрепеивание		121,5
6.	Выход шерсти из трепания	fтр	0,978
7.	Масса шерсти, поступившей в трепание со склада		124,2

Расчет массы эмульсии и ее компонентов

Потребная масса эмульсии рассчитывается по формуле (5.3)

(5.3)

где Q₅ – масса сухой и неращипаной смеси, расходуемой за 1 час, кг; Э – процент эмульсии, вносимый в смесь, %.

Зная массу эмульсии, определяют массу каждого компонента. Расчетные значения рекомендуется представить в форме таблицы 5.7.

Таблица 5.7

Расчет массы компонентов эмульсии

№ п/п	Наименование компонента эмульсии	Содержание Компонента, %	Масса расходуемого компонента, кг/час
1.	Соляровое масло	20	6,51
2.	Синтопол ДС-3	2	0,651
3.	Солфанол О	2	0,651
n	Вода	76	0,651
	Всего	100 %	32,55

Расчет производственно-технических показателей по выходам

данный расчет является проверочным, так как основные показатели были заложены при выборе планов переходов и норм потерь по переходам.

Результаты данного расчета должны совпадать с принятыми ранее показателями. Расчет ведется для основы и утка.

Выход пряжи из смеси

h₁ = (часовая выработка пряжи) / (часовой расход смеси)=57,65/65,1=0,8855 для основы.

57,39/65,1=88,15 – для утка

Выход ровницы из смеси

h₂ = (часовая выработка ровницы) / (часовой расход смеси)=60/65,1=0,9217

Выход пряжи из ровницы

h₃ = (часовая выработка пряжи) / (часовая выработка ровницы)=57,65/60=0,9608 для основы.

57,39/60=0,9565 для утка

6. Выбор, обоснование и расчет технологического оборудования по переходам производства.

Выбор технологического оборудования по переходам производства осуществляется с учетом технологических операций, предназначенных к выполнению на каждом переходе, вида и состояния продукта, поступающего на переход, а также результата анализа положительных и отрицательных сторон машин новейших моделей и марок. При этом необходимо учитывать конструктивные и технологические возможности машины, обеспечивающие высокий уровень ее производительности и качества вырабатываемой продукции. Важное значение с точки зрения эффективности использования машины имеют ее габаритные размеры, потребляемая мощность, стоимость машины, возможность использования средств автоматизации и механизации технологических процессов.

Опираясь на заправочные параметры рассчитывают расчетную производительность машины (П_расч), КПВ, КРО, КИМ или принимают их величины по нормативным данным или данным базового предприятия.

6.1 Оборудование для разрыхления и трепания шерсти

Для разрыхления и трепания шерсти используют трепальные машины периодического действия ТПШ-1. Техническая характеристика этих машин приведена в приложении 4. Расчет производительности трепальных машин периодического действия, кг/час, определяют по формуле

П_р = g × l_n × n_ц× b × 60 × К_в × КИМ =3*0,247*3,25*1,21*60*0,976*0,9=154 кг (6.1)

где u - скорость питающей решетки, м/мин; b – рабочая ширина питающей решетки, м; g – масса волокнистого материала, настилаемого на 1 м² питающей решетки, кг/м²; l_n – длина подачи питающей решетки за цикл, м; n_ц – число циклов работы машины в минуту; К_в – коэффициент выхода волокна из обработки; КИМ – коэффициент использования машины.

Количество машин N=Q_скл/П_р=124,2/154=0,8 – берем одну машину

 

6.2 Оборудование для очистки шерсти и шерстяных отходов от трудноотделимых растительных примесей

Шерсть, поступающая на прядильные фабрики часто бывает засорена растительными примесями, что сильно ее обесценивает. Переработка такой шерсти затруднена. Технологический процесс протекает с большой обрывностью волокон и повышенными потерями сырья в кардочесании и прядении. Пряжа соответственно и ткань, вырабатываемые из такой шерсти имеет недостаточно привлекательный товарный вид. В связи с этим при подготовки такой шерсти требуется специальная очистка, которая заключается в обезрепеивании или карбонизации волокнистого материала.

Механическое обезрепеивание осуществляют на обезрепеивающих машинах типа

О-120Ш2. Техническая характеристика которой представлена в приложении 14. Перед подачей засоренной шерсти на обезрепеивающие машины шерсть разрыхляют на трепальных машинах периодического или непрерывного действия. Для осуществления непрерывности технологического процесса обезрепеивающие машины соединяют с автопитателями, которые позволяют агрегировать их с трепальными машинами. Расчет производительности обезрепеивающей машины производят по формуле [6.1].

П_р = u × b × g × 60 × К_в × КИМ =4*1,2*0,3*60*0,974*0,9=76 кг

Количество машин N=121,5/76=1,59 (берем 2 машины)

6.3 Оборудование для крашения шерсти и химических волокон

Для крашения шерсти и химических волокон используем аппараты периодического действия, работающие под давлением типа АКД –У6, входящие в состав поточной линии. Такая линия включает механизированные лабазы ЛРМ – 25Ш, набивочную машину НВ – 150, красильные аппараты АКД, центрифугу ФМК – 1521К, сушильную машину.

Количество компонентных лабазов ЛРМ – 25Ш

(6.3)

где q₁ – масса компонента поступившего на крашение, кг/час, табл. 5.6; W_л – объем лабаза, м³; g - плотность волокнистой массы, кг/м³; m - коэффициент использования объема лабаза.

Из технологических соображений берем 2 лабаза

Набивочная машина НВ – 150, как и носители для волокна НВ – 2 комплектуются с красильным аппаратом АКД. Одна машина НВ – 150 обслуживает от 3 до 5 красильных аппаратов. Выбираем одну машину. Её производительность равна 126,6 кг/ч.

Характеристика в приложении 6

Выбираем красильный аппарат типа АКД –У6

Его производительность равна

кг/час

После крашения шерсть отжимают на центрифуге ФМК – 1521К для удаления избытка влаги перед высушиванием на сушильной машине. Производительность центрифуги, кг/ч определяют по следующей формуле

 кг/час (6.2)

где Q – масса волокна, загружаемого в аппарат, кг; Т – длительность смены, мин; Т_б – длительность простоев, независящих от количества выработанной продукции (30 мин); К_п – процент плановых простоев (3-3,5 %); Т_м – общая длительность отжима (машинное время), мин; Т_а – длительность простоев, зависящих от количества вырабатываемой продукции (загрузка волокна в аппарат, выгрузка волокна, закрытие крышки), мин.

Причем, Т_м берется из расчета 10-15 мин в смену; Т_а берется из расчета 10-12 мин в смену.

Расчет производительности красильного аппарата производят по этой же формуле [6.2], причем Т_м берут исходя из режимов крашения для различных видов волокон [16] или данных базового предприятия. Среднее время крашения, мин, в зависимости от тона окраски и применяемого красителя составляет:

Шерстяное волокно - 160¸220

Капроновое волокно - 180¸200

После крашения и отжима волокнистый материал поступает на сушильные машины. В качестве сушильных машин рекомендуется использовать АСВ – 120 – 1.

В состав отечественного сушильного агрегата АСВ – 120 – 1 входят: питатель-разрыхлитель ПР – 120 – В2, грубый рыхлитель, сушильная барабанная машина СББ–120– К.

В приложении6 - техническая характеристика машин входящих в поточную линию для крашения волокна.

Производительность сушильных машин, кг/час, определяется по формуле

× КПВ × КРО = =560 кг/час (6.4)

где Q_c – влагоиспарительная способность машины, кг/час; W_с – влажность нормального сухого волокна (15 %); W_м – влажность поступающего волокна на сушку (60¸75 %); КПВ – коэффициент полезного времени (0,9); КРО – коэффициент работающего оборудования (0,95).

Количество компонентных лабазов ЛРМ – 25Ш после сушки

Из технологических соображений берем 2 лабазы

6.4 Оборудование для получения смесей и их вылеживания

Выбираем щипально-замасливающую машину ЩЗ-140ШЗ с автопитателем АПМ-120Ш1.

Ее производительность П_р = u × b × g × 60 × К_в × КИМ =8*1,4*1,2*60*0,95*0,995=762 кг

Число машин N=126,6/762=0,17 (берем одну машину)

В качестве смесовой машины выбираем УСВМ 1.

Расчет проводим по методике, изложенной В.Е. Гусевым «Проектирование шерстопрядильного производства» стр. 244

Принимаем расчетную скорость воздуха в трубопроводе равную 16 м/с, тогда количество подаваемого воздуха Q_в=0,16*16*3600=9200 м³/час

Масса этого воздуха составит Q’_в=9200*1,2=11000 кг/час

Содержание смеси в воздушном потоке η=0,18

Определяем массу транспортируемой смеси кг/час

Общее время одного цикла принимаем равным 6 ч 24 мин

За это время в питателе машины накопится 126,6 кг/ч * 6,40 ч = 810 кг смеси

Количество машин УСВМ 1 N=810/1680=0,48 (берем одну машину)

Техническая характеристика в приложении 7

Расчет количества расходных механизированных лабазов типа ЛРМ-25Ш ведется исходя из ассортимента вырабатываемой пряжи и необходимости вылеживания смесей в течении 16-24 часов и рассчитывается по формуле

  лабазы (6.5)

где Q_cм – масса смеси расходуемой в час, кг/час.

Q_см = Q_ч^о + Q_ч^у =130,2 (см. табл. 5.1);

t – длительность вылеживания, ч; W_л – объем лабаза, м³; g - плотность смеси в лабазе, кг/м³; h_л – коэффициент использования объема лабаза (0,85¸0,9).

Для получения удвоенного числа лабазов (исходя из необходимости вылеживания смеси и непрерывности питания кардочесального аппарата) в числитель вводится цифра - 2. При трехсменной работе t = 24 ч, при двухсменной t = 16,4 ч.

6.5 Оборудование для производства аппаратной пряжи и ровницы

Подробный расчет и выбор технологических параметров прядильной машины ПБ-114-Ш1 в разделе 4 (табл. 4.3.)

Число прядильных машин (N)необходимых для часовой выработки однониточной пряжи (Q_пр) каждого вида будет определяться по следующему выражению.

где m – число веретен на машине (300); П_расч – расчетная производительность веретена, кг/час.

Корректированная производительность одного веретена = 0,0667 кг/час

Тогда число прядильных машин принятых к установке (N_у) равно 6.

Плановая производительность прядильной машины в км на 1000 вер.ч. определяется по формуле

П_п = 60 × u_н × КПВ= км (6.7)

Плановая производительность на одну машину, кг/час

П_п = П_т × m × КПВ = 0,0846×300×0,82=20,8 кг/час (6.8)

Показанный расчет является дополнением к расчету технологических параметров прядильной машины, который представлен в табл. 4.3.

7.Расчет и выбор вспомогательных площадей, складов. Размещение технологического оборудования.

 

7.1 Расчет и выбор вспомогательных площадей, складов

Расчет и выбор вспомогательных площадей, помещений, складов осуществляется на основе норм технологического проектирования предприятий легкой промышленности [24]. Согласно этих норм, запасы сырья и п/ф по переходам производства представлены в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Нормы запаса сырья и полуфабрикатов по переходам производства

Наименование сырья И полуфабриката, место Размещения	Норма запаса	Способ хранения	Удельный расход площади, т/м2
1	2	3	4
Запрессованное в кипы сырье – на площадке в трепальном цехе	2-3 смены	Кипы устанавливают на торец в один ряд по высоте с учетом возможности подъезда средств транспорта
- шерстяное волокно			0,250
- химическое волокно			0,200
- обработанные отходы производства (обраты)			0,120
Необработанные отходы производства в цехе обработки отходов	4 смены	Мешки укладываются в 3 ряда по высоте. Смеситель непрерывного действия СН-3У. Емкость камеры 300 кг
- концы пряжи или ровницы (в мешках)			0,060
- очес, сдир, подметь и прочие отходы			0,100
Ровница на бобинах в аппаратно- прядильном цехе	1 смена	Контейнер для транспортировки п/ф или стойки с ровницей	0,006
Пряжа однониточная в прядильном цехе	1 смена	Непосредственно у прядильных машин в ящиках и на площадке для пряжи	0,010

Потребная площадь для хранения сырья и полуфабрикатов рассчитывается по формуле

  м²

где S – потребная площадь для хранения, м²; Т – длительность смены, ч; К_см – коэффициент сменности; Q – масса сырья или п/ф поступившего на хранение, кг/час; Н₃ – норма запаса сырья, смены; g - удельный расход площади, т/м².

Таблица 7.2

Общефабричные нормы запаса сырья и пряжи

Наименование сырья	Норма запасов сырья, сутки
Шерсть натуральная Химические волокна Гребенные отходы Пряжа шерстяная	60 60 40 7

Наряду со складскими помещениями и площадками для хранения и накопления полуфабрикатов прядильного производства в проекте необходимо предусмотреть подсобно-вспомогательные помещения. Перечень подсобно-вспомогательных помещений приводится на основе норм технологического проектирования и представлен в приложении 8.

7.2 Размещение технологического оборудования

После расчета и выбора технологического оборудования переходят к предварительной компоновке цехов и производств. При этом, следует иметь в виду, что для одноэтажных многопролетных зданий рекомендуется принимать единую сетку колон 18 ´12 м, а в высоту 6 м. кроме того для проектирования предприятий легкой промышленности установлены унифицированные типовые секции. Для одноэтажных зданий при сетке колон 18 ´ 12 м размеры типовых секций следующие, м: 72 ´ 60; 72 ´ 72; 60 ´ 144; 72 ´ 144.

Размещение оборудования связано с определенными трудностями и без применения САПР приходится прорабатывать несколько вариантов, чтобы выйти на оптимальный.

Расстановка оборудования в цехах должна обеспечивать безопасные условия труда и максимальные удобства в обслуживании, свободное передвижение работающих во время смен и перерывов, и быструю эвакуацию людей в экстремальных ситуациях. Наряду с этим расстановка оборудования в цехах должна обеспечивать рациональность грузопотоков с использованием современных видов внутрицехового транспорта и безопасную его эксплуатацию.

Удачная расстановка определяется правильным выбором ширины проходов между машинами, машинами и строительными конструкциями, рациональным размещением цехов и грузопотоков, возможностью максимальной механизации и автоматизации технологических процессов.

Ширина проходов между машинами является величиной нормированной и при расстановке оборудования это необходимо учитывать.

В приложении 8 приведены основные параметры размещения технологического оборудования, которыми следует руководствоваться при выполнении проекта.

Приложение 1

Планы подготовки натуральной шерсти к смешиванию

Вид и состояние шерсти	Вариант плана	Трепание	Обезрепеивание	Карбонизация	Размельчение и выколачивание примесей	Нейтрализация	Отжим	Сушка	Крашение	Промывка	Расщипывание	Эмульсирование
Шерсть мериносовая, помесная и другие виды натуральной шерсти
Нормальная		1	-	-	-	-	-	-	-	-	2	3
нормальная для крашения		1	-	-	-	-	4	5	2	3	6	7
сорная, репейная, сорно-репейная, сорно-репейно-дефектная	А	1	2	-	-	-	-	-	-	-	3	4
	Б	-	-	1	2	3	6	7	4	5	8	9
сорная, репейная, сорно-репейная, сорно-репейно-дефектная для крашения	А	1	2	-	-	-	5	6	3	4	7	8
	Б	-	-	1	2	3	6	7	4	5	8	9

Примечание: 1. Расщипывание осуществляется на щипальных машинах, входящих в состав поточной линии.