CC BY
7
УДК 677.051.17
РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОЧИЩАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЧЕСАЛЬИОЙ
МАШИНЫ
С.С. Гришанова
На кафедре «ПНХВ» УС «ВГТУ» разработана технология производства пряжи линейных плотностей 110-142 текс из короткого льняного волокна сухим способом. По разработанной технологии процесс кардочесания короткого льноволокна осуществляется на чесальной машине Ч-600-Л1. Одной из главных функций чесальной машины (помимо разъединения волокон) является удаление из перерабатываемого материала сорных примесей и костры. Высокая очищающая способность кардочесальнои машины стабилизирует процессы происходящие на последующих переходах. Особенно важную роль чесальная машина имеет в подготовке волокна к гоебнечесанию. Кардочесание является переходом где выделяется до 70% костры и крупных сорных примесей В то время как на гребнечесальной машине удаляются в оснозном мелкие сооные примеси и костра. А гребнечесание продукта с наличием крупных сорных примесей приводит к быстрому забиванию гарнитуры гребенного барабанчика и верхнего гребня, а следовательно, к плохому качеству прочеса, частым остановам машины для чистки, быстрому износу чешущей гарнитуры снижению производительности.
При кардочесании короткого льняного волокна на кардочесальной машине Ч-6С0-Л1 в зоне барабана предпрочеса и рабочей пары под ним выделяется до 70% костры и сорных примесей. Кроме того, основными зонами выделения сорных примесей костры являются зоны рабочий валик - чистильный валик Как известно от первой рабочей пары к последней количество выделенных сорных поимесей уменьшается. Наиболее интенсивно выделение происходит в первых трех рабочих парах затем количество выделяемого сора снижается, и в зоне шестой и седьмой рабочих пар процесс больше направлен на распрямление волокна, чем на очистку Экспериментальным путем установлено, что первые три пары выделяют - по 10% сорных примесей и костры, четвертая и пятая - по 8% а шестая и седьмая - около по 7%.
Для построения модели очищающей способности чесальной машины рассмотрим движение отходов в процессе чесания. Для этого воспользуемся математическим аппаратом теории цепей Маркова [1] и примем следующие допущение, что чесальная машина не создает пороков.
С целью последующего обобщения рассмотрим упрощенную схему чесальной машины с одним приемным барабаном, семью точками поглощения отходов и двумя съемными барабанами.
Блок-схема движения отходов в такой машине представлена на рисунке 2.5.
Рисунок 1 - Блок-схема движения отходпв в чесальной машине: А1 - приемный баоабан
АЗ.Ад А7.А9 А11 А13 А15 - зоны взаимодействия главного
барабана и рабочих пар (зоны очистки)
А17- зона главного барабана с остаточной загрузкой
А2.А5.А8 А'ЧЭ.А'^.А'И А16 - зоны выделения костры и сорных
примесей (поглощения пооокоз)
А18 А19 - 1-й и 2-ой съемные барабаны
q1 q 17 — вероятность невычесывания отходов
Р1 .Р15 - вероятность вычесывания отходов
R - вероятность вычесывание отходов приемным барабаном
S1.S2 - вероятность перехода отходов в прочес
Каноническая Форма матрицы перехода отходов за один шаг имеет следующий вид:
Р
1 О R Q
где I - единичная субматрица поглощающих состояний; компоненты главной диагонали ее равны нулю' О - нулевая субматрица перехода из поглощающих состояний в транзитные; все ее компоненты равны нулю' - субматрица перехода из транзитных состояний в поглощающие; О - субматрица перехода из одних транзитных состояний в другие.
28 Вестник УО В/ТУ
Общий вид канонической формы матрицы перехода поглощающей цепи:
5 6 8 10 12 14 16 18 19 1 3 4 7 9 11 13 15 17
2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
5 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
6 0 0 1 0 0 0 с 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
8 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 с 0 0 0
10 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 с
12 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
14 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
16 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
18 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
19 0 0 0 с 0 0 0 с 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 R 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 q- 0 0 0 0 с 0 0
3 0 Рз 0 с 0 0 0 0 0 0 0 0 Рз 0 0 0 0 0
4 0 0 р. 0 0 0 0 0 0 0 Ü 0 0 q» 0 0 0 с 0
7 0 0 0 Рг 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 q? 0 0 0 0
9 0 0 0 с Р9 0 0 0 0 с 0 0 0 0 0 q* 0 0 0
11 0 0 0 0 0 Ри 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 q-и 0 0
13 0 с 0 0 0 0 Р13 0 0 0 0 0 0 0 0 0 с qi3 0
15 0 0 0 0 0 0 0 р15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 qis
17 0 0 0 0 0 0 0 0 Si S2 0 qi77 0 0 0 0 0 0 0
Вычисляем элементы 1-ой строки основной матрицы N=(l-Q)1. Для этого сначала определяем матрицу I-Q Определитель этой матрицы
\l~(J .%-gu g]5 g„ =
-^Л"-bmtir#, ■ gu ■ g,ф4 ~ S, - SfX .
Бо1числив алгебраические дополнения к элементам первого столбца, найдем первую строку матрицы М=(1-0]"1, которая имеет вид
1 3 4 7 9 11 13
Hi. 8183 л 8l8igä 81 83 84 67 л 81838 SiS^f 8\8ъ8 l8l»98 I
1 А А А
15 17
S[8I8A£I 8я£]]ёи- 8:8384 8789 g' 18138)5
A А
Вероятность поглощения системы (отходов) определенным поглощающим состоянием определяется матрицей В=Ы-К первая строка которой имеет вид
2 5 6 8 10 12 14
ßi: Рз8 ■^flfs "^818384 p9glg 38181 ^1818384818 Р1З818З8А 818 я 8 \ \
R А А А
А А А
16 18 19
^158183818189811813 . А А ^281838487898118138^ А
Вероятность того, что костра будет выделена в процессе чесания и не попадет в прочес, равна сумме первых восьми элементов пепвой строки матрицы В:
н = к + -■(/>, + з + +р^ +¡^¿¿Ь++
+РХ5£ъ8А&8*8\Я\Ъ + :-----77—;--ЛР, + Р,ё 3 +
,(1)
где &,=1 - Р,
При построении модели очищающей способности чесальной машины Ч-600-Л1 пои кардочесании короткого льняного волокна нельзя не учесть класс гарнитуры используемои иа машине. А также не маловажным фактором является специфика льняного волокна, а в частности наличие недоработки в волокне. Недораооткой называется волокно на котором имеется плотно скрепленная с ним древесина -сплошь или с небольшими промежутками иа длине не менее 5см. Наличие большого количества недоработки в волокне значительно затрудняет процесс очистки. Разработан метод определения содержания недоработки от общего ксличества. костры в волокне.
Тогда вид модели очищающей способности чесальной машины Ч-600-Л1 при кардочесании короткого льняного волокна с учетом поправочных коэффициентов следующий
Н = -(Р3+Р4В3 +
Р?ёзё4 + + Р\\ёз ё4 §1 + Риёгё4§1§9ёи + )) * 1 00 . ¡1 ' К2
(2)
где К| - коэффициент, учитывающий процент содержания недоработки в общем количестве костры в волокне. К2- коэффициент, характеризующий класс гарнитуры;
цМ - вероятность невычесывания отходов' Р - вероятность вычесывание отходов приемным барабаном 51,52- вероятность перехода отходов в прочес. В таблице 1 приведены попоавочные коэффициенты в зависимости от процента содержания недорабстки в общем количестве костры в волокне.
Таблица 1 - Принятые коэффициенты Ю
Количество недоработки в общем количестве костры в волокне Поправочный коэффициент К*1
до 5% 1,3
от 5% до 10% 1,2
от 10% до 20% 1,1
от 20% до 30% 1
от 30% до 40% 0,9
от от 40% до 50% 0,8
более 50% 0 7
В таблице 2 приведены принятые коэффициенты К2.
• аблица 2 - Принятые коэффициенты Кг.
Класс гарнитуры 1 класс 2 класс 3 класс
К2 1 1,4 1,6
Разработана методика расчета очищающей способности чесальной машины Ч-600-Л1 с учетом специфических свойств льна и степени очистки валиков оабочих пар. В таблице 3 представлены фактические и теоретические значения очищающей способности чесальной машины, рассчитанные по разработанной методике.
Таблица 3 - Значения л| и^п со^ ост" юсг ной мачл
Наименование показателя Значение показателя
I вариант II вариант
Степень очистки в чиж рабочих парах 1-3 10,61 9 2
Степень очистки в сред, оабочих парах 4-7 14 71 12.7
Класс гаонигуры I II
Количество недоработки в оЬщем количестве костры в волокне % 15 9
Очищающая способность чесальной машиььг фактическая теоретическая 58,58 58.05 87,71 86.71
Сравнительной анализ фактических и теоретических значений очищающей способности чесальной машины подтверждает адекватность разработанной модели. Разработанная теоретическая модель очищающей способности чесальной машины Ч-600-Л1 позволяет прогнозировать степень очистки короткого льняного волокна на чесальной машине с учетом процента содержания недооаботки в общем количестве костры в волокне; класса гарнитуры чесальной машины и степени очистки валиков рабочих пар. Как известно, степень очистки валиков рабочих пар зависит от скорости вращения рабочего и чистипьного валиков. А определение оптимального режима работы чесальной машины сводится к тому чтобы при высокой производительности обеспечить требуемую степень чесания волокна, что достигается в основном подбором скоростей рабочих валиков. Т.е. разработанную теоретическую модель удобно использовать при подборе оптимальных параметров работы чесальной машины для прогнозирования результата очистки волокна
ВЫВОДЫ
Разработана теоретическая модель очищающей способности чесальной машины Ч-600-Л1, которая учитывает специфические свойства льна и степень очистки валиков рабочих пар
Разработана методика расчета очищающей способности чесальной машины Ч-600-Л1 с учетом процента содержания недоработки в общем количестве костры в волокне; степени очистки валиков рабочих пар и класса гарнитуры чесальной машины.
Список использованных источников 1. Труевцев, Н.И. Теория и практика кардочесания в аппаратной системе прядения шерсти / Н И. Труевцев, Н.М. Ашнин. - Москва Легкая индустрия, 1967 228с.
