книги из ГПНТБ / Бельцов, В. М. Технологическое оборудование отделочных фабрик текстильной промышленности учебник
.pdf
В. М. БЕЛЬЦОВ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ
ОТДЕЛОЧНЫХ
ФАБРИК
ТЕКСТИЛЬНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР
в начестве учебника для студентов вузов, обучающихся по специальности ,,Химическая технология и оборудование отделочного производства“
ЛЕНИНГРАД „МАШИНОСТРОЕНИЕ" ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
1974
Б44
УДК 677.05.002.5 (07)
Б е л ь ц о в В. М. Технологическое оборудование отде лочных фабрик текстильной промышленности. Учебник для вузов. Л ., «Машиностроение», (Ленингр. отд-ние) 1974. 296 с.
В учебнике изложены основные сведения о техноло гическом оборудовании для отделки текстильных материа лов. Дано описание устройства и процессов работы наи более типичных механизмов, машин, агрегатов и поточ ных линий красильно-отделочного производства хлопчато бумажной и ряда других отраслей текстильной промыш ленности. Отражены современные достижения в области красильно-отделочного оборудования.
Учебник может быть полезен инженерно-техниче ским работникам красильно-отделочных фабрик.
Табл. 1. Ил. 148. Список лит. 32 назв.
Р е ц е н з е н т ы : кафедра химической технологии волокнистых материалов
Херсонского филиала Одесского технологического института |
им. М. В. Ломоносова |
||
(зав. кафедрой д-р техн. наук проф. |
В. Ф. |
Андросов) |
и канд. техн. наук |
С. А. Абрамов |
наук |
Р. А. Кручинина |
|
Р е д а к т о р канд. техн. |
|||
© Издательство «Машиностроение», 1974 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
XXIV съезд КПСС поставил перед легкой промышленностью в девятой пятилетке грандиозные задачи: увеличение на 35—40% объема производства, обеспечение выпуска тканей в 1975 г. до 10,5— 11 млрд, м2, техническое перевооружение предприятий легкой про мышленности, в том числе красильно-отделочного производства с широким внедрением комплексных автоматизированных линий,
обеспечивающих |
непрерывные технологические процессы отделки. |
В связи с этим |
в красильно-отделочном производстве потребуется |
в значительной степени обновить парк работающего оборудования, заменить устаревшие, малопроизводительные машины современными, непрерывно действующими. Вновь создаваемые машины отделоч ного производства должны отличаться хорошо отработанной и про веренной конструкцией, высокой производительностью, способ ностью работать как индивидуально, так и в составе поточных ли ний; они должны оснащаться автоматическими средствами управле ния, контроля и регулирования технологических процессов, иметь минимальные габариты, отвечать требованиям санитарно-гигиени ческих условий работы и безопасности в обслуживании. Машины
иих детали должны иметь повышенную коррозионную устойчивость
иудовлетворять требованиям экономного расходования электро
энергии, пара, воды, красителей, химических и других материалов. Отделка текстильных материалов состоит из сложного комплекса механических, химических и влажно-тепловых обработок, которые должны быть максимально интенсифицированы при одновременном
улучшении качества выпускаемой продукции.
Комплексное решение перечисленных требований будет способ ствовать развитию технического прогресса отделочного производ ства и решению главной задачи увеличения выпуска текстильных изделий за счет роста производительности труда и оборудования, повышения качества и снижения себестоимости выпускаемой про дукции при одновременном улучшении условий труда.
Для управления современным производством инженер-технолог должен обладать глубокими и разносторонними знаниями не только в области химической технологии волокнистых материалов, но и техники отделочного производства (т. е. его оборудования), понима нием органической связи между технологическим процессом и кон структивными особенностями машин и аппаратов отделочного производства. Такой подход к изучению оборудования позволит
3*
4 П Р ЕД И СЛ О В И Е
углубить знания по курсу химической технологии волокнистых материалов, в чем состоит одна из основных задач данного учеб ника.
В предлагаемом учебнике изложение курса оборудования отде лочных фабрик приводится в соответствии с программой, утвержден ной Министерством высшего и среднего специального образования
СССР 20/П 1968 г. Характер изложения материала способствует рас крытию конструктивных и технологических особенностей машин, использованию обобщений, критическому рассмотрению достоинств и недостатков оборудования и их влияния на технологические про цессы. Изложение курса соответствует в основном последователь ности процессов химической технологии волокнистых материалов, которые изучаются студентами либо с некоторым опережением, либо параллельно с изучением оборудования отделочного произ водства.
Автор выражает глубокую благодарность профессорам В. Ф. Андросову, Б. Н. Мельникову, Л. И. Беленькому, Ф. И. Са дову, М. В. Корчагину за помощь, оказанную при подготовке ру кописи учебника к изданию, а также канд. техн. наук А. И. Щего
леву и инженерам М. Я- Райтману, Г. |
И. Кондрину и В. Е. Лозин |
скому за предоставление некоторых |
материалов, использованных |
в книге. |
|
ГЛАВА I
ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, УЗЛЫ
ИМЕХАНИЗМЫ ОТДЕЛОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
§1. КЛАССИФИКАЦИЯ ОТДЕЛОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Многообразие видов отделочного оборудования затрудняет воз можность дать для него однозначную классификацию, поэтому в некоторых учебных пособиях предлагается классификация по технологическому признаку или по принципу взаимодействия тек стильного материала и жидкости. Очевидно обе классификации пра вомочны и требуют лишь небольшого дополнения или упрощения. Предлагается следующая классификация.
I. Оборудование для обработки поверхности ткани.
II. Оборудование для химической подготовки текстильных ма териалов перед крашением, печатанием или заключительной отделкой.
III. Оборудование для обезвоживания, сушки и термической обработки текстильных материалов.
IV. Оборудование для крашения текстильных материалов.
V.Оборудование для печатания текстильных материалов.
VI. Оборудование для заключительной отделки текстильных материалов.
VII. Вспомогательное оборудование.
В свою очередь оборудование для мокрых обработок в зависимости от взаимоположения жидкости и текстильного материала можно подразделить на три группы.
I. Аппараты с неподвижным материалом и циркулирующим рас твором, например варочные котлы, красильный центрифугальный аппарат КЦВ-120 и др.
II. Машины с движущимся материалом и циркулирующим рас твором, например машина красильно-промывная МКП, пряжекра сильный аппарат КМ-10 и др.
ТН. Машины с движущимся материалом и нециркулирующим раствором, например джигер и др.
Кроме того, машины отделочного производства подразделяются на периодически и непрерывно действующие. Согласно ГОСТ 16845—71 оборудование красильно-отделочного производства под разделяется на машины и аппараты. Машинами называют оборудова ние, на котором обрабатывается текстильный материал, имеющий поступательное движение; аппаратами называют оборудование, на котором обрабатывается текстильный материал, не имеющий посту пательного движения, т. е. в неподвижном состоянии. По своим кон структивным особенностям аппараты для мокрых обработок волокна, чесаной ленты, пряжи и других изделий подразделяются на четыре
6 О БЩИЕ ХАР АК ТЕ РИ СТИ КИ , У З Л Ы И М Е Х А Н И З М Ы
группы: а) аппараты паковочной системы, в которых волокнистый материал принимает форму аппарата(например, корзины аппарата КЦВ-120); б) аппараты навесной системы, в которых можно обраба тывать мотки пряжи или штучные изделия в подвешенном состоянии; в) аппараты насадочной системы для обработки изделий в бобинах или навоях, насаживаемых на стержни или специальные насадки; г) аппараты смешанной системы.
Предлагаемая классификация объединяет машины в группы как по технологическому признаку, так и по конструктивным особенно стям и принципу действия.
§2. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ИМАРКИРОВКА МАШИН
Технической характеристикой называется перечень основных сведений о машинах или аппаратах, агрегатах, поточных линиях, в котором отражаются состав машин в агрегатах, их маркировка, назначение, область применения, главные размеры (рабочая ширина, габариты и др.), способы заправки, скорость обработки, производи тельность, товарная и жидкостная емкость, способы обогрева и охлаждения, характеристика и сторона привода, марки двигателей и их мощность, технико-экономические показатели и другие необхо димые сведения.
Одной из важнейших характеристик отделочных машин является рабочая ширина, которая представляет собой длину рабочей части ведущих валов, цилиндров и тканенаправляющих роликов. Согласно ГОСТ 6468—61 были установлены следующие рабочие значения ши рины (в мм): 1200, 1400, 1600, 1800, 2000 и 2400. Взамен этого ГОСТ с I/VII 1973 г. введен новый ГОСТ 6468—72, который устанавливает два ряда значений рабочей ширины.
Первый ряд: 1200, 1400, 1800, 2200, 2800, 3600, 5000 мм. Второй ряд: 1000, 1600, 2000, 2400, 2600, 3000, 3200, 3400, 3800,
4000 мм.
При выборе номинальных ширин первый ряд следует предпочи тать второму. Оборудованию, выпускаемому в СССР, присваивается условное обозначение или марка, в которой указываются буквенные обозначения, соответствующие названию или назначению машины, цифровой индекс, характеризующий какой-либо основной параметр машины, например рабочую ширину (в см), число главных рабочих органов и т. п.
Цифра после индекса указывает обычно серию выпуска, буква в конце маркировки — принадлежность к отрасли: Л — лен, П — пенька, Ш — шерсть, Шл — шелк, И — искусственные во локна, Т — трикотаж; маркировка оборудования для отделки хлопча тобумажных тканей буквы в конце индекса не имеет. В отдельных марках буквой М обозначают модернизированную, а буквой У — унифицированную машину. Например: ГЩ-220-Ш-7 — промывная
М А Т Е Р И А Л Ы Д Л Я И З Г О Т О В Л Е Н И Я О БО РУ ДОВ АНИЯ |
7 |
жгутовая машина для шерстяных тканей с рабочей шириной 220 см, 7-я серия выпуска; ГО-240-М— газоопаливающая машина, модер низированная.
§ 3. ОСОБЕННОСТИ ОТДЕЛОЧНЫХ ФАБРИК И ОБОРУДОВАНИЯ
Отделочные фабрики и их оборудование имеют специфические особенности: а) большое разнообразие выпускаемых машин, аппа ратов, агрегатов и линий, что затрудняет унификацию и организа цию ремонта оборудования; б) многие машины и аппа раты осуществляют обработку текстильных материалов при больших скоростях (200—400 м/мин) или единовременно обрабатывают боль шую массу волокнистого материала (3000—5000 кг), что требует осо бого внимания к организации контроля технологических процессов во избежание образования массовых пороков; в) многие процессы мокрых обработок текстильных материалов протекают в агрессивных средах, что требует большого внимания к вопросам защиты рабочих от воздействия вредных выделений и химических реактивов, а также проведения мероприятий по защите оборудования от коррозии, по обезвреживанию сточных вод и др.; г) отделочные фабрики — боль шие потребители воды, пара, тепла. Например, ситценабивная фаб рика может расходовать до 300 л воды и 15—20 кг пара на 1 кг обра батываемой ткани, поэтому требуется особое внимание к вопросам умягчения воды, снижения потерь воды, пара, тепла, к вопросам вентиляции воздуха в цехах, специальной подготовки рабочих, обслу живающих аппараты, работающие под давлением.
Условия работы отделочных фабрик требуют весьма строго соблю дения графиков ремонта, нарушение которых может ухудшить усло вия труда и снизить качество выпускаемой продукции.
§ 4. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТДЕЛОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ. БОРЬБА 0 КОРРОЗИЕЙ
Выбор материалов для изготовления оборудования зависит от вида, характера и условий проведения обработки текстильных изде лий. Важными характеристиками конструкционных материалов, кроме основных механических свойств, являются их устойчивость к коррозии, доступность и дешевизна. У большинства машин для мокрых обработок в настоящее время ванны изготовляются из нержа веющих сталей; остальные материалы применяются с учетом назна чения отдельных узлов и конструкций. Это различные марки чугунов, сталей и цветных металлов и их сплавов, а также неметаллические материалы, защитные покрытия и т. п. Серые и модифицированные чугуны применяют для изготовления деталей сложной конфигурации способом литья, что позволяет значительно снизить трудоемкость технологических операций и производить обработку деталей с боль шим экономическим эффектом. Кроме того, изготовление опорных
8 О БЩИЕ ХАР АК Т ЕР ИС ТИ КИ , У З Л Ы И М Е Х А Н И З М Ы
деталей из чугуна (рам, станин) уменьшает вибрационные воздей ствия машин на фундамент благодаря амортизационным свойствам структуры серых чугунов. Серые чугуны марок СЧ 12-28 и СЧ 15-32 применяют для изготовления опорных деталей, работающих при сравнительно небольших и средних нагрузках, например, станин, рам, кронштейнов. Для изготовления деталей, работающих при сред них нагрузках на истирание, давление, изгиб, применяют чугуны СЧ 15-32 и СЧ 18-36, а для зубчатых колес— применяют СЧ 21-40. Клуппы изготовляют из ковкого чугуна. Из чугуна изготовляется до 30% деталей. Сравнительно реже применяется антифрикционный чугун.
Основным материалом для изготовления деталей отделочного оборудования, работающих под действием переменных и знакопе ременных нагрузок, являются стали углеродистые обыкновенного качества (Ст. 3, Ст. 4, Ст. 5) и качественные конструкционные и леги рованные стали (марок 15, 20, 30, 45, 65Г, 20Х, 40Х). В последние годы очень широко применяются специальные нержавеющие стали марок Х18Н9Т, Х18Н10Т, Х17Н13М2Т и др., из которых обычно изготовляются ванны пропиточных машин, плюсовок, рубашки от жимных валов, емкости химических станций, т. е. детали, непосред ственно соприкасающиеся с агрессивной средой. В состав этих ста лей входят хром (X), никель (Н), титан (Т), молибден (М), среднее количество частей которых обозначается цифрой, следующей за буквенным индексом. Например, сталь Х18Н9Т содержит около 18% хрома, 9% никеля, 1% титана.
Для изготовления оборудования, предназначенного для хлоритного беления, требуются еще более коррозионноустойчивые стали, содержащие повышенное количество титана (до 20%) и молибдена (не менее 2,5%). Часто детали таких машин изготовляют из титана. Эти стали значительно дороже других материалов и могут использо ваться лишь для наиболее ответственных деталей. Цветные металлы и их сплавы применяются весьма ограниченно: алюминий — для изготовления емкостей под хранение пергидроля, бронзы — для изготовления подшипников скольжения. Из неметаллических ма териалов широкое применение имеют резина, эбонит и многие пласт массы как антикоррозионные материалы, пригодные для покрытия отжимных валов и тканенаправляющих роликов. Для изготовления наборных валов применяют различные прессованные волокнистые материалы (хлопок, джут, кенаф, шерсть и др.). Для футеровки ванн зарубежные фирмы применяют помимо нержавеющей стали керамику, которая устойчива к самым агрессивным рабочим растворам, напри мер к хлоритным, а также пластмассы на основе фтористых полимеров этилена типа тефлона, хлористые поливиниловые соединения и др.
В качестве антифрикционных материалов вместо цветных'металлов
иих сплавов получают применение капрон, антегмит (прессованный порошок на основе графитированных материалов и фенолоформаль-
дегидных смол), реже текстолит. Ивановский научно-исследователь-
Т Е Х Н И К А БЕЗОПАСНОСТИ ПР И О Б С Л У Ж И В А Н И И О БО РУ ДОВ АНИЯ |
9 |
скнй экспериментально-конструкторский машиностроительный институт (НИЭКМИ) рекомендует для изготовления подшипников применять декорозит и пластмассы марок ЭМ-60Г на основе эпоксид ных смол, которые недороги и наряду с антифрикционными свой ствами обладают достаточной химической устойчивостью, тепло стойкостью, удовлетворительно переносят различные рабочие на грузки.
Немаловажную роль играют различные защитные покрытия. В отделочном производстве широко применяются гальванические способы покрытия цинком, медью, никелем, хромом и их комбина ции: хром—никель, медь—хром, медь—никель—хром. Разработаны способы покрытия роликов силикатными эмалями и стеклопласти ками на основе эпоксидных смол. Снижение коррозии оборудования в ряде случаев можно получить введением ингибиторов в состав ра бочих ванн. Например, по данным автора, введение нитрата натрия и перекиси водорода в количестве соответственно 3,0 и 0,5 (100-про- центной) г/л в состав отбеливающего раствора хлорита натрия позво ляет снизить коррозию нержавеющей стали марки Х18Н9Т до безо пасных размеров, если концентрация активного хлора не превышает
5 г/л.
§ 5. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ ОТДЕЛОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Изготовляемое красильно-отделочное оборудование должно соответствовать требованиям техники безопасности, предъявляемым к машинам в различных отраслях красильно-отделочного производ ства текстильной промышленности.
Современное отделочное производство характеризуется интен сификацией технологических процессов, увеличением рабочих ско ростей, применением новых химических материалов и т. д. Соот ветственно необходимо повышать требования по усовершенствованию оградительной техники, механизации трудоемких и опасных про цессов. Оборудование в зависимости от назначения должно иметь встроенные в конструкции машин санитарно-технические устройства (воздуховоды для отвода пыли, вредных газов, горячего воздуха, пара), теплоизоляцию, предохрапитальные и аварийные блокировки, сигнализаторы, светильники, механизированные приспособления для чистки и ремонта узлов, заправки и съема продукции, для пере вода тяжелых деталей в рабочее положение, подачи рабочих раство ров, рабочих и вспомогательных материалов, удаления отходов и др. Современные машины и поточные линии должны иметь удобную и рациональную конструкцию органов управления, компактное рас положение узлов и машин; сами машины должны иметь приятные для, глаза формы (архитектуру) с учетом современных требований про мышленной эстетики, рабочие места должны иметь хорошую осве щенность. Необходимо осуществлять постоянное обучение кадров по