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
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
Список литературы............................................................................................................................................................. 37
Необходимо спроектировать прядильное производство мощностью шесть чесальных аппаратов по выпуску аппаратной пряжи для изделия с артикулом 3691 (драп молодежный).
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.
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
Мс
= Мо
+ Мк
+ Му
(1.1)
где Мс
– масса суровой ткани, расходуемой на 1 пог. м. готовой ткани, г; Мо
– масса основной пряжи в суровой ткани, расходуемой на 1 пог. м. готовой ткани, г; Мк
– масса кромочной пряжи в суровой ткани, расходуемой на 1 пог. м. готовой ткани, г; Му
– 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:
Мс
=
= 921,3 (1.2)
Мо+к
=
= 463,9 (1.3)
Му
=
=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).
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
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; dср
– 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
= Lср
× К1
× К2
=60,5 (2.3)
L2
= Lср
+ s
+ n × l=100 (2.4)
где: L1
, L2
- соответственно минимальная и максимальная длина химического волокна, мм; Lср
– 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.
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; Кобр
– понижающий коэффициент используемого обрата = 1; aобр
– 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 Кд
, КТ
, Кп
, Ку
– соответственно коэффициенты, учитывающие влияние длины, толщины, прочности, удлинения химических волокон. Значения этих коэффициентов установлены только для шерсти 64к
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 Тф
, 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 bобр
– понижающий коэффициент используемого обрата; aобр
– доля обрата в смеси.
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
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.
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 (hпр
) из смеси по каждому артикулу определяют путем умножения выхода ровницы (hр.с.
) из смеси на выход пряжи из ровницы (hп.р.
).
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
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.
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 Qc
– масса суровой ткани, выработанной за 1 час, кг; Qотх
– суммарная масса отходов в необработанном виде, образуемых за 1 час в прядильном и ткацком производствах, при выработке основы и утка; Q5о
– масса сухой и неращипанной смеси, расходуемой за 1 час для выработки основной и кромочной пряжи; Q5у
– 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
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 (Прасч
), КПВ, КРО, КИМ или принимают их величины по нормативным данным или данным базового предприятия.
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
Пр
= g × ln
× nц
× b × 60 × Кв
× 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
; ln
– длина подачи питающей решетки за цикл, м; nц
– число циклов работы машины в минуту; Кв
– коэффициент выхода волокна из обработки; КИМ – коэффициент использования машины.
Количество машин N=Qскл
/Пр
=124,2/154=0,8 – берем одну машину
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].
Пр
= u × b × g × 60 × Кв
× КИМ =4*1,2*0,3*60*0,974*0,9=76 кг
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 лабазовЛРМ – 25Ш
(6.3)
где q1
– масса компонента поступившего на крашение, кг/час, табл. 5.6; Wл
– 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; Тб
– длительность простоев, независящих от количества выработанной продукции (30 мин); Кп
– процент плановых простоев (3-3,5 %); Тм
– общая длительность отжима (машинное время), мин; Та
– длительность простоев, зависящих от количества вырабатываемой продукции (загрузка волокна в аппарат, выгрузка волокна, закрытие крышки), мин.
Причем, Тм
берется из расчета 10-15 мин в смену; Та
берется из расчета 10-12 мин в смену.
Расчет производительности красильного аппарата производят по этой же формуле [6.2], причем Тм
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 Qc
– влагоиспарительная способность машины, кг/час; Wс
– влажность нормального сухого волокна (15 %); Wм
– влажность поступающего волокна на сушку (60¸75 %); КПВ – коэффициент полезного времени (0,9); КРО – коэффициент работающего оборудования (0,95).
Количество компонентных лабазовЛРМ – 25Ш
после сушки
Принимаем расчетную скорость воздуха в трубопроводе равную 16 м/с, тогда количество подаваемого воздуха Qв
=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 Qcм
– масса смеси расходуемой в час, кг/час.
Qсм
= Qчо
+ Qчу
=130,2 (см. табл. 5.1);
t – длительность вылеживания, ч; Wл
– объем лабаза, м3
; g - плотность смеси в лабазе, кг/м3
; hл
– 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.
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; Ксм
– 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.
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.