سیستم ریسندگی
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:67
چکیده :
سیستم ریسندگی رینگ از دیرباز برای تولید نخ در سیستم ریسندگی الیاف کوتاه مورد استفاده قرار گرفته است ولی با افزایش تقاضا موانعی بر سر راه تولید نخ این سیستم به وجود آمده است.
افزایش مقدار تولید رینگ مستلزم عبور سریع رشته کش داده شده از غلتک جلو و نیز عبور سریع الیاف از منطقه مثلث تاب و عبور راحت و روان نخ از بین شکاف و عینکی جهت پیچش نخ برروی دوک می باشد. دستیابی به این مسائل مستلزم افزایش سرعت غلتکهای کشش، افزایش سرعت میله دوک و نیز شیطانک و بالن تولیدی می باشد.
غلتکهای کشش ماشین رینگ، مخصوصاً غلتکهای ناحیه جلو به علت طویل بودن در سرعتهای بالا دچار ارتعاشات مداوم و ناخواسته می شوند و در نتیجه تأثیر منفی بر کشش و کیفیت نخ می گذارند و نهایتاً باعث خرابی کلیه قطعات منطقة کشش می شوند. برای پیشگیری از چنین خساراتی، دقت عمل زیادی در طراحی و ساخت شافتها بعمل می‌آورند و از مواد اولیه ویژه ای استفاده می نمایند. این الزام و ضرورت هزینه ماشین سازی را چندین برابر می نماید. همین وضعیت در هنگام افزایش سرعت میل دوک ها نیز صادق است. امروزه افزایش سرعت میل دوک امکان پذیر است، لاکن افزایش چرخش شیطانک از نظر تکنولوژیکی امکان پذیر نمی باشد.
بنابراین حفظ و نگهداری ماشین های رینگ برای داشتن نخ با کیفیت و قابل قبول بسیار انرژی بر و پرهزینه است. یقیناً اگر بتوان سرعت دوک را افزایش داد شرایط برای کارکرد هم آهنگ قطعات دیگر در منطقه تاب و پیچش چندین برابر دقیق تر و مطلوب تر خواهد شد لاکن شرایط فوق مشکل تر و پرهزینه تر خواهد بود. با تمام این اوصاف به فرض آنکه بتوان شرایط را برای افزایش سرعت دوک مهیا نمود، به گونه ای که دوک با سرعت زیاد بچرخد. حرکت و گردش شیطانک برروی عینکی حرارت ایجاد می کند و عمر شیطانک را به خطر می اندازد. به هر حال افزایش سرعت شیطانک با همین وضعیت و طراحی رینگ مستلزم خنثی نمودن نیروی کند کننده چرخش شیطانک بر سطح عینکی است. این نیروی کند کننده همان نیروی اصطکاک بین شیطانک و عینکی است که حاصل ضرب نیروی حرکت (که با افزایش سرعت بیشتر می شود) و ضریب اصطکاک و سطح تماس بین شیطانک و عینکی است. یقیناً هرچه حاصل ضرب عوامل فوق به صفر نزدیک شود عامل کند کننده چرخش شیطانک کم رنگ تر می شود درحالیکه به خاطر توأم بودن دو عمل تاب و پیچش کم رنگ شدن عامل کندکننده چرخش شیطانک‌برکاهش‌توان عمل پیچیدن اثر مستقیم دارد ]2[.
در رینگ هر سه عمل کشش، تاب و پیچش به نوعی محدود است بزرگترین مشکل آن از توأم بودن تاب و پیچش و وابسته بودن آن ها به حرکت چرخش شیطانک سرچشمه می گیرد.
2-1- ریسندگی آزاد (منفصل):
سیستم ریسندگی رینگ به عنوان یک روش ریسندگی عمل کشش را از دو عمل دیگر یعنی تاب و پیچش جدا نموده، اما در این سیستم وابستگی دو عمل تاب و پیچش محدودیت هایی را خصوصاً در زمینه افزایش تولید ایجاد می نماید. جهت رهایی از این مشکل لازم است تا وابستگی این دو عمل از بین رفته و هر یک به صورت مستقل انجام پذیرد. این امر باعث شد تا ابتکار ریسندگی سیستم آزاد که اساس آن بر تفکیک سه عمل کشش، تاب و پیچش است برای نجات از بن بست محدودیت های رینگ مورد استفاده قرار گیرد.
در سیستم ریسندگی آزاد سه اصل مورد توجه قرار می گیرد:
-کشش: به صورتی که بتوان الیاف را به صورت مستقل از یکدیگر جدا نمود و امکان رهایی آنها را فراهم نمود. بدیهی است مکانیزم کشش فوق با خود عمل تجمع الیاف را به عنوان یک ضرورت به همراه خواهد داشت.
-تاب: از طریق دوران تنها یک سر نخ صورت می گیرد، درحالیکه هیچ گونه وابستگی به عمل کشش و پیچش نیز نمی باشد. بدین ترتیب با استفاده از آزاد بودن انتهای دیگر نخ، جاری بودن تاب در طول رشته (توده الیاف تجمع یافته)، انسجام الیاف و استحکام بخشی نخ صورت می گیرد.
-پیچش: به عنوان آخرین و ساده ترین عمل ریسندگی مجزا از سایر اعمال و با بهره گیری از مکانیزم استفاده شده در ماشین بوبین پیچی صورت می گیرد و برای همیشه راه را برای افزایش سرعت تولید نخ باز می گذارد و این امکان را فراهم می آورد تا اندازه بسته نخ حاصل نیز از محدودیت قبلی خارج گردد. (دوک رینگ به بوبین مبدل شده و فرصت کافی برای کنترل کیفیت نخ نیز به وجود می آید). بدیهی است که نخ حاصل از این روش در خواص از بقیه نخ ها متمایز خواهد بود.
طی چند دهه گذشته عملاً ثابت شده است که ریسندگی آزاد بن بست تولید نخ را در هم شکسته و راه را برای افزایش سرعت تولید، داشتن بسته های بزرگ نخ و افزایش اتوماسیون باز نموده است ]5[.
3-1- مراحل ریسندگی آزاد (منفصل):
با جدا شدن اعمال ریسندگی (کشش، تاب، پیچش) از یکدیگر تولید نخ از فتیله در 5 مرحله صورت می گیرد.
-کش اولیه آن، به طریقی که الیاف کاملاً از یکدیگر جدا شوند.
-انتقال الیاف به طور تک تک و آزاد.
-تجمع الیاف به صورت یک رشته دنباله دار.
-استحکام بخشی از طریق اعمال تاب.
-پیچش نخ در قالب بسته های بزرگ.
4-1- تقسیم بندی ریسندگی آزاد (منفصل):
بر پایه چگونگی تجمع الیاف، ریسندگی آزاد به 5 گروه تقسیم می شود:
-ورتکس ها که خود به دو دسته ورتکس هوا و ورتکس آب تقسیم می شوند.
-ریسندگی محوری که این گروه نیز به دو دسته تقسیم می شوند سبدی و الکترواستاتیکی (در این دو نوع ریسندگی الیاف در یک محور تجمع می نمایند).
-غیرمداوم یا ناپیوسته.
-چرخانه ای.
-اصطکاکی.
در تحقیق حاضر توضیحات بیشتری در خصوص سیستم ریسندگی اصطکاکی ارائه می شود.
اولین سیستم ریسندگی اصطکاکی در سال 1960-1967 توسط Oldham و Smith ارائه گردید. این سیستم در شکل 1 نشان داده شده است. البته کمپانیهای دیگر نظیر فهرر، اشلافورث و سوسن نیز در زمینه ریسندگی اصطکاکی فعالیتهای نسبتاً خوبی داشتند ولی به طور کلی به غیر از کمپانیهای فهرر و پلات ساکولوئل هنوز هیچ یک از سازندگان دستگاههای ریسندگی اصطکاکی نتوانسته اند یک ماشین ریسندگی اصطکاکی را که به صورت تجاری قابل عرضه به بازار صنایع نساجی باشد ارائه نمایند ]3[.
دو شرکت تولید کننده ماشین های اصطکاکی پیشتاز در جهان یکی شرکت ماشین سازی پلات ساکولوئل است که ماشین خود را تحت عنوان
MASTER SPINNING در سال 1978 در نمایشگاه بین المللی پاریس به نمایش گذاشت. دیگری کمپانی فهرراست که ماشین ریسندگی اصطکاکی خود را تحت نام درف (Dref) از سال 1977 به بازار عرضه کرد (شکل 2).
اصول سیستم ریسندگی اصطکاکی در بخشهای بعدی به طور کامل شرح داده می شود ولی به طور کلی در این سیستم الیاف به صورت فتیله به دستگاه تغذیه می شوند توسط زننده این الیاف به صورت مجزا و تک لیف درآمده و به قسمت ریسندگی انتقال داده می شوند که در این سیستم از درامهای ریسندگی برای تولید نخ (در واقع شکل گیری و تابدهی نخ) استفاده می شوند.
تفاوت سیستم ریسندگی اصطکاکی ابتدایی که در سال 1960-1967 ارائه شد با سیستم ریسندگی اصطکاکی درف همانطور که در شکل 1 و 2 ملاحظه می‌شود. در قسمت ریسندگی دستگاه یعنی همان درامهای ریسندگی می باشد. در شکل 1 همانطور که نشان داده شده است سیستم دارای یک درام ریسندگی و یک صفحه متحرک می باشد که نخ در منطقه بین درام ریسندگی و صفحه متحرک تشکیل می شود.
ماشین ریسندگی اصطکاکی که توسط کمپانی فهرر ارائه گردید (همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است) برخلاف ماشین های قبلی دارای دو درام ریسندگی می باشد که هم جهت با هم حرکت کرده و نخ حدفاصل بین این دو درام تشکیل می شود ]3[.
فصل دوم: معرفی سیستم ریسندگی اصطکاکی و انواع آن:
1-2- سیستم ریسندگی اصطکاکی:
همانطور که بیان شد سیستم ریسندگی اصطکاکی از خانواده ریسندگی با انتهای آزاد الیاف (Open end Spinning) نظیر ریسندگی چرخانه ای است. به طور کلی بخشهای مختلف ماشین اصطکاکی شامل:
1-ناحیه تغذیه: در این بخش الیاف به صورت فتیله به دستگاه تغذیه می شوند و این ناحیه در سیستمهای مختلف متفاوت می باشد و در اکثر سیستمها شامل غلتکهای کشش می باشد.
2-ناحیه ریسندگی: که شامل زننده و درامهای ریسندگی می باشد. الیاف پس از تغذیه به زننده دستگاه رسیده و در آنجا صاف و شانه و به صورت تک لیف درمی آیند و بعد توسط مکش هوا بین درامهای ریسندگی ریخته شده، به ساختار نخ می پیوندد و به رشته تولیدی با اعمال تاب استحکام داده می شود.
3-ناحیه برداشت نخ: در این ناحیه نخ تولیدی شده برداشت و برروی بوبینهای مخصوص پیچیده می شود. کلیه سیستمهای ریسندگی اصطکاکی از این بخشهای اصلی تشکیل شده اند که در سیستمهای متفاوت این بخشها تفاوتهایی با هم دارند که با شرح سیستمهای مختلف به بیان این تفاوتها می پردازیم و به طور کلی عملیاتی که دراین سیستم انجام می گیرد عبارت است از:
-تغذیه فتیله
-بازکردن رشته الیاف به صورت تک لیف
-تجمع مجدد الیاف کشیده شده و به ظرافت دلخواه رساندن رشته حاصله
-استحکام بخشی به رشته تولیدی
-برداشت مداوم نخ تولید شده
-پیچش نخ تولید شده به نحو مطلوب
مواد تغذیه شده به این سیستم فتیله حاصل از مرحله کارد (و یا کشش) است و نخ تولید شده از آن برروی بوبین پیچیده می شود. بدین ترتیب خط ریسندگی اصطکاکی مشابه سیستم ریسندگی چرخانه ای از سیستم ریسندگی رینگ کوتاهتر شده است. ]5[
همانطور که گفته شد دو شرکت فهرر Fehrer و شرکت پلات ساکلول Plattsacolowell در تولید کاشین ریسندگی اصطکاکی پیش تاز می باشند که شرکت فهرر ماشین اصطکاکی خود را تحت نام درف 2 و درف 3 و شرکت پلات سالکلول ماشین خود را تحت نام MASTER SPINNING به بازار عرضه کرد که در این سیستمها اساس ریسندگی یکی می باشد تنها اختلافات جزیی بین آنها وجود دارد که به بیان اصول و ریسندگی و اجزاء این ماشینها می پردازیم. ]5[
2-2- ریسندگی اصطکاکی درف 2 (Dref II):
دستگاه ریسندگی درف 2 در سال 1973 طراحی و در سال 1975 نمونه آزمایشگاهی آن ساخته شد. در سال 1977 اولین الگوی عملی آن به عرصه صنعت تولید نخ ارائه گردید (شکل 3) قسمت های مختلف این ماشین عبارتند از:
1-2-2- منطقه تغذیه:
این دستگاه قادر است تا 5 فتیله حاصل از ماشین کارد و یا ماشین کشش را به عنوان تغذیه بپذیرد (1). فتیله های تغذیه شده توسط راهنمای چنگالی مجزای از یکدیگر به اولین جفت غلطک کشش تغذیه می شوند.
2-2-2- منطقه کشش:
ناحیه کشش در این دستگاه تشکیل شده است: از یک منطقه کشش غلتکی (2 جفت غلتک) همراه با یک بازکننده زننده ای (3) فیلترها که هم زمان و به صورت موازی (جدا از یکدیگر) به دستگاه وارد می شوند، پس از عبور از یک منطقة کشش غلتکی در معرض کشش زننده ای (مشابه، ولی قطورتر از زننده ماشین چرخانه ای) قرار می گیرند و بدین وسیله الیاف (تک تک) از یکدیگر جدا می شوند و به وسیله جریان هوا (دمنده از بالا و مکنده از دو درام ریسنده) به منطقه مابین دو غلتک ریسندگی که هر دو آنها مشبک هستند سرازیر می گردند (شکل 4).
3-2-2- منطقه ریسندگی:
در این ناحیه دو درام مشبک با قطری حدود 5 سانتیمتر وجود دارد (4). فاصله کم بین دو درام مشبک همراه با مکش هوا در این منطقه تجمع و جذب الیاف را مشخص می نمایند. اعمالی که در این منطقه صورت می پذیرد مشابه سیستم ریسندگی چرخانه ای می باشد یعنی ابتدا تجمع الیاف، نخ پیوندی و نهایتاً تاب می باشد.
حالت ریزش الیاف به منطقه تشکیل نخ عمودی است. با ورود الیاف به منطقه ریسندگی هر لیف به دور محور فرضی نخ حلقه می زند به عبارت دیگر الیاف در جهت طول درون نخ قرار نمی گیرند، بلکه عمود بر محور نخ حلقه می شوند. نکته بسیار با اهمیت شرط حفظ تعادل در منطقه بین دو درام ریسنده است. برای داشتن شرایط متعادل لازم است که نیروهای مکش (برروی دو سیلندر مشبک) کاملاً یکسان و برابر باشند به علاوه کلیه مشخصات (جنس، تعداد منفذها، اندازه و سرعت) غلتک های ریسنده که دائماً در تماس با الیاف هستند هر دو یکی می باشد. بدیهی است که در چنین شرایطی مجموع نیروهایی که به الیاف در حین تشکیل نخ وارد می شود شرط تعادل نخ را تضمین می نماید.
در این مرحله با انجام عمل برداشت که توسط یک جفت غلتک محصول صورت می گیرد با حرکت نخ به طرف غلتک برداشت الیاف به صورت لایه لایه یکدیگر را دورپیچ می نمایند و بدین ترتیب نخ توسط اصطکاک سطحی بین دو غلتک مشبک ریسنده شکل می گیرد.
بدیهی است در هر مرتبه که انتهای نخ یک دور بزند یک تاب به نخ وارد می شود با توجه به نسبت قطر غلتک اصطکاکی و قطر نخ چنانچه غلتک اصطکاکی یک دور کامل بزند بیش از 500 تاب به نخ داده می شود زیرا نسبت قطر غلتک ریسندگی به قطر نخ تولیدی بیش از پانصد برابر است. در نتیجه بدون این که اجباری به چرخاندن سریع قسمت های مختلف دستگاه (یاتاقان ها و شفت ها) باشد توان تاب دهی به نخ بسیار بالا است. استفاده از سیستم ایجاد تاب اصطکاکی امتیاز دیگری نیز دارد. بدین ترتیب که هر چه نخ ظریف تر شود (در شرایط مساوی)سرعت چرخش نخ (تاب) خود به خود بیش تر خواهد شد و بنابراین سرعت محصول در این سیستم بدون توجه به نمره نخ ثابت است. درحالیکه در سیستم های دیگر (مثل رینگ و چرخانه) برای تولید نخ ظریف تر که طبعاً به تاب بیش تری نیاز دارد باید سرعت محصول را کاهش داد.
بدیهی است پارامترهای مکش هوا، سرعت چرخش درام های ریسنده، جنس درام ها، فاصله بین درام و جنس و ظرافت الیاف بر تاب نخ و تاب دهی سیستم مؤثر مستند.
4-2-2- برداشت و پیچش:
در این سیستم ریسندگی عمل برداشت توسط چرخش یک جفت غلتک انجام می‌شود (که در شکل 3 مشخص شده است) از آنجائیکه کشش وارد شده به نخ فاصله بین نقطه تماس دو غلتک برداشت و منطقه ریسندگی خیلی کم است، همین امر باعث شده تا نخ پارگی کم و مقدار کشش به حد ریسندگی بی تأثیر باشد.
با توجه به اینکه مواد اولیه تغذیه شده به این سیستم فتیله بوده، به علاوه محصول تولیدی نیز به صورت بوبین می باشد لذا نیازی به ماشینهای فلایر و بوبین پیچی نبوده و خط تولید کوتاهتر است. ]5[ و ]3[
3-2- ریسندگی اصطکاکی درف (3) (Dref 3):
سیستم ریسندگی درف 3 ماشین دیگری است که توسط آقای دکتر ارنست فهرر در سال 1979 ارائه شده است (شکل 5). اصول کار این دستگاه مشابه درف 2 است. تفاوتهایی که ذیلاً به آنها اشاره می شود این امکان را فراهم می آورد تا با این دستگاه نخ های متوسط در محدوده نمرات 667-25 تکس تولید نمود.
4-2- تفاوتهای درف 2 و 3:
-استفاده از سه جفت غلتک کشش در ناحیه کشش.
-استفاده از دو زننده به جای یک زننده.
-برخورداری از تجهیزات لازم جهت تغذیه، فیلافت.
-وجود یک ناحیه کشش غلتکی دیگر که امکان تغذیه دسته الیاف کوتاه (Staple) به منطقه ریسندگی و قرار دادن آنها در هسته مرکزی نخ (موازی با محور فرضی نخ) را فراهم آورده است.
مکانیزم قرار گرفتن الیاف در هسته نخ بدین ترتیب است که فتیله حاصل از ماشین چند لاکنی با چگالی خطی بین 5/3-5/2 کیلوتکس به سیستم کشش سه به سه آپرون دوبل تغذیه می شود رشته تغذیه شده بین 100 تا 150 برابر کشش می بیند و نهایتاً به منطقه ریسندگی منتقل می گردد.
غلتک های برداشت، سیلندرهای ریسندگی و آخرین جفت غلتک کشش که در یک راستا نیز قرار گرفته اند سبب فراهم آوردن مکانیزم تاب مجازی می شوند (شکل 6).
چرخش هم جهت درام های ریسندگی باعث می شود تا رشته افقی (فیلافتی که به عنوان مغزی استفاده می شود) در حال حرکت قبل از ورود به فضای دور درام ریسنده تاب دار شود و به شکل شبه نخ وارد منطقه ریسندگی گردد. در منطقه ریسندگی الیاف آزاد شده از زننده و در حال جذب به درام های ریسنده تحت زاویه تقریباً 90 درجه بر این رشته در حال عبور فرود می آیند و به دور آن پیچیده می شوند. پدیده ورود دو دسته الیاف با زاویه 90 درجه و عمود بر هم به منطقه ریسندگی باعث تولید نخ مرکب از یک لایه مغزی و یک لایه الیاف بیرونی که به دور دسته الیاف مغزی حلقه زده اند می شود.
5-2- مزیت سیستم های اصطکاکی درف:
با توجه به سادگی مکانیزم ریسندگی و صرف انرژی کم تر و تولید عملی 300 متر در دقیقه قیمت تمام شده نخ در این سیستم ارزان تر است.
از مزیت های دیگر این دستگاه امکان استفاده فتیله های مختلف (در خواص و رنگ) و در نتیجه حصول نخی است که در لایه های مختلف آن از الیاف گوناگون استفاده شده است. برای صرفه جویی در هزینه قیمت مواد اولیه می توان از الیاف ارزان تر در لایه های میانی (بین لایه مرکزی و لایه بیرونی) بهره برد و یا برای کاهش هزینه رنگ و رنگرزی از تغذیه فقط یک فتیله رنگی (فتیله ای که نزدیک به غلتک برداشت است و الیاف سطح بیرونی نخ را تشکیل می دهد) استفاده نمود.
درف 2 به گونه ای طراحی شده است که می توان یک رشته ممتد (یک یا چند فیلافت) نخ ریسیده شده یک لا و یا چند لا در هسته مرکزی آن قرار داد و الیاف کوتاه را دور پیچ آنها نمود. این هدف با تغذیه رشته ممتد به منطقه ریسندگی و دورپیچ نمودن آن توسط الیاف سرازیر شده از زننده میسر می‌شود. لازم به ذکر است که محصول حاصله نخ دوجزئی است.
و...
