棉纺工艺设计武兴秀.doc

棉纺工艺设计武兴秀512020年5月29日文档仅供参考目录1 设计纱线的质量标准12设计纱线的原料选择12.1原棉选配12.2化纤选配33纱线的生产工艺流程及主要设备特点53.1流程选择原则43.2设备选择原则43.3 工艺流程选择54纱线的生产工艺设计54.1细纱工艺设计64.2粗纱工艺设计84.3并条工艺设计94.4 涤纶:预并条工艺设计144.5精梳工序工艺设计154.6条卷工序工艺设计174.7棉:预并条工艺设计184.8棉:梳棉工艺设计194.9涤纶:梳棉工艺设计214.10棉:开清棉工艺设计234.11涤:开清棉工艺设计244.12络筒工艺设计255.纺部各工序理论产量及定额产量的计算275.1各工序设备速度及时间效率275.2各工序产量计算276.各工序纱锭分配与配台326.1消耗率和计划停台率的选择326.2经纬纱锭分配与配台计算32结语41致谢42参考文献43附表(配棉、总工艺设计表)1 设计纱线的质量标准 由于精梳涤棉混纺主要用于纺制质量要求高或线密度较低的高档棉纱、特种工业用纱等,其对纱线有纱线条干均匀度高、强力高、毛羽少、光泽好、等一系列的要求。详细数据见表1-1,在配棉及工艺设计过程中要结合纱线的质量要求来设计。表1-1 精梳涤棉混纺本色纱(涤纶含量在60%及以上)的质量指标公称线密度tex(英支)等别质 量 指 标单纱强力变异系数CV(%)百米重量变异系数CV(%)条干均匀度黑板棉结粒数(粒/克) 优等纱纱疵(个/10万米)单纱断裂强度(cN/tex)百米重量偏差范围(%)黑板条干均匀度10块板比例(优:一:二:三)条干均匀度变异系数CV(%) 1620优13.02.57:3.0:015.5152514.22.52设计纱线的原料选择21原棉选配2.1.1 按纱线特数选配原棉细特纱线:20tex的细特纱线都用于高档织物或股线,成纱质量要求较高。因此应选择色泽洁白、品级较高(1.52.8),成熟度适中,纤维线密度小和强力较高,纤维较长(3029mm),整齐度较好和杂质疵点较少的原棉。2.1.2 按纱线用途和加工工艺选配原棉 ( 1) 精梳棉纱:精梳棉纱多用于高档产品,要求纱线条干均匀,棉结杂质少。因此,应选择色泽乳白、品级高纤维成熟度适中,纤维特数和强力较高、纤维较长、棉结杂质较少的原棉。(2) 机织用纱:经纱经过工序多,在准备和织造过程中,要经受重复摩檫和较大张力,纱的结构要求经密结实、弹性好、成熟度适中、整齐度较好的原棉。因此,对其强力要求应高于纬纱,特别是细特纱,高经纬密的单纱织物或纬密较高的织物,对纱线强力要求更高。因此应选配成熟度适中,纤维特数小和强力较高,纤维长度较长的原棉。2.2.3配棉由于经纱相对于纬纱的质量要求要高一点,故从质量要求和节约成本方面考虑,需经纬纱单独配棉。 J20tex经纱 配棉表 对数唛头产地主体长度mm品质长度mm短缩率%成熟度细度dtex强力CN含杂率%混用量%1129湖北28.331.314.21.6161433.481.15152131新疆29.031.812.51.6164353.772.21153129山东29.132.213.61.6754553.292.22104231江苏28.931.714.11.6559703.301.75205229富平27.831.316.81.661622.781.57156331江苏29.231.714.11.6559703.521.19107329大荔2932.112.21.6457803.682.4358329临潼2832.117.11.6365002.962.8510品级分布混比%加权平均数主体长度28.7平均等级=1(0.15+0.15+0.1)+2(0.2+0.15)+3 (0.1+0.05+0.1)=1.85(级)符合配棉平均品级1.52.01级40品质长度31.72级35短绒率14.433级25成熟度1.63平均品级1.85细度6086长度分布混比%实际控制范围锯齿棉85%平均长度=31(0.15+0.2+0.1+)+29(0.15+0.1+0.15+0.05+0.1)=29.9(mm)符合配棉平均长度范围301270品级差异2级2955长度差异2mm3145支数差异1045平均长度29.9含杂差异1.7J20tex纬纱 配棉表对数唛头产地主体长度mm品质长度mm短缩率%成熟度细度dtex强力CN含杂率%混用量%1131新疆29.5633.28.931.9854634.301.65102129湖北28.331.314.21.6161633.481.15103129礼泉27.430.8815.641.4064022.841.0954231江苏28.83220.21.4459803.671.75155229山东28.831.215.41.6964804.712.69156229渭南28.331.2817.481.3664033.051.95157329渭南28.23121.81.3761704.573.08108329大荔28.932.112.21.6457803.592.43109329山东28.831.814.71.558242.781.7110品级分布混比%加权平均数主体长度28.56平均等级=1(0.1+0.1+0.05)+2(0.15+0.15+0.15)=2.0(级)符合配棉平均品级1.52.01级25品质长度15.922级45短绒率1.543级30成熟度1.54平均品级2.0细度6087长度分布混比%实际控制范围锯齿棉75%平均长度=31(0.16+0.1)+29(0.15+0.15+0.05+0.1+30.1)=29.47(mm)符合配棉平均长度范围3013125品级差异2级2975长度差异2mm270支数差异700平均长度29.47含杂差异1.92.2化纤选配化学纤维可纯纺,也可与天然纤维或其它化学纤维混纺。化学纤维选配目的在于改进纤维纺纱性能、提高织物服用性能、降低产品成本,提高产品质量、增加产品品种。纤维性能选配时,棉型化纤长度一般为3538mm,细度1.21.5旦.为了提高成纱强力,特种高强纱线可选用1.1旦,高特纱选用1.21.3旦,细特纱选用1.4旦,中特纱选用1.5旦左右。即纱特数愈小,选配化纤应愈细。纤维长度长,成纱中纤维强力利用率高,成纱强力好。化纤愈细,同特纱截面内纤维根数愈多,强力愈大,成纱条干愈均匀,但细度过细易产生棉结,影响织物风格。涤纶纤维性能指标产地规格纤度/dtex平均长度/mm含油率/%回潮率%强力/cN仪征1.2D38mm1.1838.140.230.485.543纱线的生产工艺流程及主要设备特点3.1流程选择原则(1) 尽量采用新工艺,高效能的机台,以保证设计方案,投产新能获得较高的机器生产率和劳动生产率。(2) 在保证成纱质量的前是下,尽量缩短工艺流程,以减少机器配台的数量,节约基建投资,降低生产成本。(3) 工艺流程的选择应有一定的灵活性,应能在一定范围内适应不同产品的加工要求。(4)应能改进劳动条件,减轻劳动强度。3.2设备选择原则在新厂设计时,首先要深入实际熟悉设备的使用性能,掌握设备供应情况,对新机台必须了解有关鉴定资料,以便所选择的设备在技术上是可行的,经济上是合理的,而供应上又是有保证的。在选择设备时,除了要掌握组织工艺过程的必要依据外,还必须注意下列各点。(1)设备选择时,应能适应产品加工的技术要求,而且有一定的灵活性,并注意标准化、通用化、系列化。(2) 选择高产、优质、有利于提高劳动生产率的高效能机台。(3) 设备结构要求简单、耐用、噪声低、震动小,便于看管和维修。(4) 设备占地面积要小,有利于节约厂房面积和基建投资。(5) 新型的设备必须是技术上成熟的,且经过鉴定定型的。3.3 工艺流程选择(1)棉:FA002抓棉机2FA121金属除杂装置FAF104A六滚筒开棉机FA022多仓混棉机FA106豪猪式开棉机FA046A振动给棉机FA141单打手成卷机FA201B梳棉机FA306预并条机FA334条卷机FA216精梳机(2)涤FA002抓棉机2AMP3000金属及重物除杂器FA017预混棉机FA111A清棉机FA106开棉机FA046A振动给棉机FA141单打手成卷机FA201B梳棉机FA306预并条机(3)涤棉混FA306混并条机1、2、3FA458粗纱机FA506细纱机GA015络筒机4纱线的生产工艺设计(见下页)项目4.1细纱工艺设计备注公定回潮率(1) 公定回潮率W=3.235%细纱干定量(2) 细纱干定量 G=1.94(g/100m)牵伸倍数计算(3)牵伸倍数计算 总前伸倍数初设粗纱特数为500tex,则实际牵伸=25机械牵伸=251.03=25.75 =6.9667 代入:25.75=6.9667 =80.99 (符合范围) 取81 修正后:=6.9667=25.75 =25后牵伸倍数设后牵伸倍数为1.30式中:牵伸对变换齿轮, 44/62、25/81 取25/81;牵伸变换齿轮,有34、38、42、 47、52、58、64、71、79取71,的范围为7987参考项目备注粗纱线密度(4)修正粗纱线密度 =2520=500tex捻系数选择及捻度计算(5)捻系数选择及捻度计算 根据本品种为T/C 65/35 20tex的精梳混纺纱,为了减少织造时纬缩疵点,纬纱的捻系数应小于经纱捻系数,可将经纱的捻系数设计为390,纬纱为340。 捻度计算 =经纱:=87.21(捻/10cm)纬纱:=76.03(捻/10cm)参考查得速度计算(6)速度计算 锭子转速 =代入公式:=14663(r/min)前罗拉速度 =代入式中:经纱:=219.65 (r/min)纬纱:=250.69(r/min)(7)其它参数(隔距、罗拉握持距、加压等参数)见总工艺设计表据锭子转速为1 18000r/min式中:电动机皮带轮节径,170、180210,取210主轴皮带轮节径,180、190240,取230式中:锭子转速,14663(r/min)捻度(捻/10cm)前罗拉直径(mm)为25捻缩率(%)当捻系数为3.90时,捻缩率为2.49%;当捻系数为340时,捻缩率为2.0%;项目4.2粗纱工艺设计备注粗纱干定量(1)粗纱干定量 G=5.16(g/10cm)牵伸倍数(2)牵伸倍数计算 总牵伸倍数 初设熟条特数位3700tex,则: 实际牵伸=7.4机械牵伸= =7.41.03=7.62 =3.84代入式中:7.6=3.84 =39.92(符合范围)取40修正后:=3.84=7.58 =7.36公式参考式中:总牵伸阶段变换齿轮,69、79,取79;总牵伸阶段变换齿轮,2564线密度(3)熟条线密度=7.36500=3680tex捻系数选择及捻度(4)捻系数选择及捻度计算 查,当粗纱线密度为500tex时,初选粗纱捻系数为75 捻度计算 =项目备注 粗纱:=3.44(捻/10cm)=163.33代入式中:3.44=163.33 =52.69(符合范围)取53修正后:=163.33=3.42 =76.47取77式中:/捻度阶段变换齿轮,91/82、103/7070/103,取91/82; 捻度变换齿轮,30、3160速度计算(5)速度计算锭子转速 代入公式:(r/min)前罗拉速度 = 代入公式:=230.79(r/min)式中:电动机皮带盘节径,120、145、169、194mm,取145mm; 主轴皮带盘节径,190、200、210、230mm,取200mm式中:前罗拉直径(mm)取28mm;n主轴转速;捻度,捻/104.3混条 4.3.1混并条三定量计算(1)混并条三定量G=17.82(g/5m)项目备注牵伸倍数计算(2)牵伸倍数计算总牵伸倍数初设半熟条特数为3600tex,并和根数为8根,则:实际牵伸=7.83机械牵伸= =7.831.03=8.06 = 代入式中:8.06= =125.76(符合范围)取125修正后: = =7.87式中:牵伸变换齿轮,36、38、4062,取48;牵伸变换齿轮,62、60、5836,取50; 牵伸微调齿轮,25、26、27,取26;牵伸微调齿轮,121、122125;后张力牵伸变换齿轮,49、50、51,取50线密度(3)半熟条线密度 =3621tex速度计算(4)速度计算紧压罗拉速度 代入式中:=1764(r/min)前罗拉速度 代入式中:=326.61(r/min)式中:电动机带轮直径,200、190、180120mm,取180mm;电动机从动轮直径,120、130、140200mm,取150mm;式中:前罗拉直径,45mm项目4.3.2混并条二备注定量(1)混并条二定量G=17.54(g/5m)牵伸倍数计算(2)牵伸倍数计算总牵伸倍数初设半熟条特数为3600tex,并和根数为8根,则:实际牵伸 =7.95机械牵伸= =7.951.03=8.19 = 代入式中:8.19= =120.99(符合范围)取121修正后: =8.19 =7.96式中:牵伸变换齿轮,36、38、4062,取50;牵伸变换齿轮,62、60、5836,取48; 牵伸微调齿轮,25、26、27,取25;牵伸微调齿轮,121、122125;后张力牵伸变换齿轮,49、50、51,取51线密度(3)半熟条线密度 =3602tex速度计算(4)速度计算紧压罗拉速度代入式中:=1764(r/min)式中:电动机带轮直径,200、190、180120mm,取180mm; 项目备注 前罗拉速度 代入式中: =326.61(r/min)电动机从动轮直径,120、130、140200mm,取150mm;式中:前罗拉直径,45mm4.3.3混并条一定量(1)混并条一定量 G=17.46(g/5m)牵伸倍数(2)牵伸倍数计算总牵伸倍数初设涤纶特数为3600tex,则:=17.93(g/5m)根据公式:代入公式:(g/5m)实际牵伸= =7.89式中:涤纶并和根数为5根 ; 棉并和根数为3根式中:牵伸变换齿轮,36、38、4062,取54; 牵伸变换齿轮,62、60、5836,取56;牵伸微调齿轮,25、26、27,取27; 项目备注机械牵伸= =7.911.03=8.14=代入公式:8.14=121.7(符合范围)取122修正后: =8.12=7.88牵伸微调齿轮,121、122125; 后张力牵伸变换齿轮,49、50、51,取51线密度及修正定量(3)修正棉条的干定量 =7.88 速度计算(4)速度计算紧压罗拉速度 代入式中:=1837.5(r/min) 前罗拉速度 = =252.98(r/min)式中:电动机带轮直径,200、190、180120mm,取150mm;电动机从动轮直径,120、130、140200mm,取120mm;式中:前罗拉直径,45mm项目 4.4 涤纶:预并条备注定量 (1)预并条定量 G=17.93(g/5m)前面前道工序已算牵伸倍数(2)牵伸倍数计算总牵伸倍数初设生条特数为4000tex,并和根数为8根,则实际牵伸 =8.89机械牵伸= =8.891.03=9.15 = 代入式中:9.15= =122.62(符合范围)取124修正后: =9.23 =8.96式中:牵伸变换齿轮,36、38、4062,取46;牵伸变换齿轮,62、60、5836,取52; 牵伸微调齿轮,25、26、27,取26; 牵伸微调齿轮,121、122125;后张力牵伸变换齿轮,49、50、51,取51线密度(3)生条线密度 =4032tex速度计算(4)速度计算紧压罗拉速度 代入式中:=1225(r/min)式中:电动机带轮直径,200、190、180120mm,取150mm;项目备注 前罗拉速度 代入式中: =226.81(r/min)电动机从动轮直径,120、130、140200mm,取180mm;式中:前罗拉直径,45mm 4.5精梳工序定量(1)精梳条定量 G=15.93 (g/5m)前道工序已算棉条线密度(2)精梳棉条线密度 =3457tex牵伸倍数计算(3)牵伸倍数计算总牵伸倍数初设条卷特数为47000tex,并和根数为8根,则:实际牵伸=108.76机械牵伸= =108.76(1-19%)=88.09 = 代入式中:88.09= =64.78(符合范围)取69式中:精梳落棉率,据,取19%式中:A/B成对牵伸变换齿轮齿数,有38/58、41/55、44/52、47/49、49/4755/41数种,取41/55;C、D为牵伸变换齿轮齿数,有55、56、57数种;项目备注修正后: =93.82 =C取57,D取56;给棉齿轮齿数,有46、47、52、53、58、59、60数种条卷线密度(4)条卷线密度 tex 速度计算(5)速度计算锡林速度代入式中:(r/min)毛刷速度 代入式中:905=1123(r/min)式中:G电动机皮带盘直径(mm),有136、154、164数种,取154H输入轴皮带盘直径(mm),有164、184、228数种,取184式中:P毛刷电动机皮带轮直径,116、144,取144mm给棉长度及输出长度(6)给棉长度及输出长度成卷罗拉给棉长度=代入式中:给棉罗拉给棉长度 =代入式中:式中:给棉齿轮齿数,有46、47、52、53、58、59、60数种,取60式中:给棉棘轮齿数,有14、16、18.数种,取18项目4.6条卷工序备注小卷定量(1)小卷定量G=50(g/5m)牵伸倍数计算(2)牵伸倍数计算总牵伸倍数初设条子特数为3200tex,并和根数为20根,则:实际牵伸=1.28机械牵伸= =1.281.03=1.31=代入式中:1.31= =58.35(符合范围)取59修正后: = =1.28式中:下压辊链轮,24、25,取24;成卷罗拉前链轮,77、78、79,取77;主牵伸齿轮,54、5565,取58;预牵伸齿数,45、48、50、51取51;喂棉张力齿轮,4345、5153,取43;后下压辊齿轮,54、5566,取60;导条张力齿轮,17、18、19,取18;主牵伸齿轮,45、40、50,取45线密度(3)条子线密度 =3204tex速度计算(4)速度计算棉卷罗拉转速 代入式中:(r/min)成卷罗拉线速度 =61.7(m/min)式中:主电动机带轮直径,140mm、170mm、185mm取170mm下压辊链轮,24、25,取24;成卷罗拉前链轮,77、78、79,取78项目4.7棉:预并条备注定量(1)预并条定量 G=牵伸倍数计算(2)牵伸倍数计算总牵伸倍数初设生条特数为4000tex,并和根数为8根,则:实际牵伸=9.98机械牵伸= =9.981.03=10.28=代入式中:10.28= =122.24(符合范围)取123修正后: =10.22 =9.92式中:牵伸变换齿轮,36、38、4062,取46;牵伸变换齿轮,62、60、5836,取56; 牵伸微调齿轮,25、26、27,取25; 牵伸微调齿轮,121、122125;后张力牵伸变换齿轮,49、50、51,取51线密度(3)生条线密度 =3973tex速度计算(4)速度计算紧压罗拉速度 代入式中:=1378(r/min)式中:电动机带轮直径,200、190、180120mm,取150mm;电动机从动轮直径,120、130、140200mm,取160mm;项目备注前罗拉速度 代入式中:=255(r/min)式中:前罗拉直径,45mm 4.8棉:梳棉定量(1)梳棉条定量 G=/5m牵伸倍数(2)牵伸倍数计算总牵伸倍数初设成卷特数为400000tex,则: 实际牵伸=100.68 机械牵伸= 则 =95.64 =代入式中:95.64 =15.55(符合范围)取16 修正后:=92.98=式中:P落棉率,梳棉工序落棉率一般为45,取5式中: 轻重变换齿轮齿数,范围1321;棉网张力牵伸变换齿轮齿数,19、20、21,取20项目备注线密度(3)成卷线密度 速度计算(4)速度计算锡林速度 代入式中:(r/min)刺辊速度代入式中:931(r/min)盖板速度 代入式中:(mm/min)道夫速度代入式中:(r/min)小压辊出条速度(m/min) =95.06(三角带和平皮带的传动效率均取98%)式中:锡林皮带轮直径,136、125,取136mm式中:刺辊皮带轮直径,209、224,取209式中:、盖板速度变换齿轮齿数,/有18/42、21/39、26/34、30/30、34/26、39/21,取30/30式中:道夫速度变换齿轮齿数,范围在1834,取28项目4.9涤纶:梳棉备注定量(1)涤条定量 G=/5m牵伸倍数(2)牵伸倍数计算总牵伸倍数初设成卷特数为4 0tex,则实际牵伸=104.17机械牵伸=98.96 =代入式中:98.96=15.03(符合范围)取15修正后:=99.18 =式中: 轻重变换齿轮齿数,范围1321;棉网张力牵伸变换齿轮齿数,19、20、21,取20线密度(3)成卷线密度 项目备注速度计算(4)速度计算锡林速度 代入式中:(r/min)刺辊速度代入式中:(r/min)盖板速度 代入式中:(mm/min)道夫速度代入式中:(r/min)小压辊出条速度(m/min) =88.27式中:锡林皮带轮直径,136、125,取125mm式中:刺辊皮带轮直径,209、224,取224/有18/42、21/39、26/34、30/30、34/26、39/21,取26/34式中:道夫速度变换齿轮齿数,范围在1834,取28项目4.10棉:开清棉(成卷工艺)备注定量(1)棉定量 G=牵伸倍数(2)牵伸倍数机械牵伸代入式中:式中:/牵伸变换齿轮,24/18、25/17、26/16, 取25/17 ;/牵伸变换齿轮,21/30、25/26,取25/26速度计算(3)速度计算综合打手速度(r/min)棉卷罗拉转速 代入式中:=12.312天平罗拉转速 =16.38(r/min)式中:打手皮带轮,230、250,取230式中:电动机皮带轮,100、110150,取120项目备注棉卷长度(4) 棉卷长度计算 代入公式:式中:导棉罗拉一个棉卷转数,其值110292,取140;导棉罗拉直径,80mm 4.11涤:开清棉(成卷工艺)定量(1)涤纶定量 G=牵伸倍数(2)牵伸倍数机械牵伸代入式中:式中:/牵伸变换齿轮,24/18、25/17、26/16, 取24/18 ;/牵伸变换齿轮,21/30、25/26,取21/30速度计算(3)速度计算综合打手速度(r/min)棉卷罗拉转速 代入式中:=11.286式中:打手皮带轮,230、250,取250项目备注天平罗拉转速 =9.91(r/min) 式中:电动机皮带轮,100、110150,取110棉卷长度(4) 棉卷长度计算 代入公式:式中:导棉罗拉一个棉卷转数,其值110292,取140;导棉罗拉直径,80mm;棉卷罗拉与导棉罗拉之间的牵伸倍数1.0226;压卷罗拉与棉卷罗拉之间的牵伸倍数1.07 4.12络筒(1)络筒速度:络筒速度直接影响到络筒机的产量。在其它条件相同时,络筒速度高,时间效率一般要下降,使得络筒机的实际产量反而不高。取607m/min(2)络筒张力:络筒张力一般根据卷绕密度进行调节,同时应保持筒子成形良好,一般为单纱强力的8%12%。参考为了方便以下产量的计算,经过以上各道工序工艺的计算,整理得到各工序的线密度、并和根数以及实际牵伸倍数,列表如下:41各工序半制品和细纱的线密度设备名称涤纶棉涤/棉FA141成卷机FA201梳棉机FA306预并条机FA141成卷机FA201梳棉机FA306预并条机FA334条卷机FA261精梳机FA306123FA458粗纱机FA506细纱机线密度(tex)420941403236003888373973320450052345736023621368050020并合根数1818208888牵伸倍数104.489697.879.921.28115.837.887.967.877.36255.纺部各工序理论产量及定额产量的计算5.1各工序设备速度及时间效率因为在计算理论产量及定额产量的过程中会用到各工序的速度及时间效率,为了方便计算整理得到以下这些数据。51各工序设备输出机件设计速度设备名称涤纶棉涤棉混纺FA141 FA201FA306FA141FA201FA306FA334FA261FA306FA458FA506GA015转速(r/min)线速度(m/min)11.2827.2430012.3129.34-30061.7244.43006961466360752各工序机器的时间效率机器名称清棉机梳棉机并条机条卷机精梳机粗纱机细纱机络筒机时间效率87%90%80%75%90%75%97%85%5.2各工序产量计算5.2.1清棉机清棉机的理论产量G=(1伸长率) 式中:Tt生条线密度,tex d成卷罗拉直径,mm n棉卷罗拉转速,r/min棉: (1+3.5%)=213.63(kg/h台)涤:(1+3%)=205.86(kg/h台)时间效率取87%,清棉机的定额生产量:棉:213.6387%=185.86(kg/h台)涤:205.8687%=179.10(kg/h台)5.2.2梳棉机梳棉机的理论产量G= 式中:Tt生条线密度,tex d道夫直径,mm E道夫与卷条器之间的紧张牵伸倍数 n道夫转速,r/min棉:=22.48(kg/h台)涤:=21.18(kg/h台)时间效率取90%,清棉机的定额生产量:棉:22.4890%=20.23(kg/h台)涤:20.8790%=19.06(kg/h台)5.2.3并条机并条机的理论产量G= 式中:Tt生条线密度,tex v输出线速度,m/min(1)预并棉:=57.67(kg/h眼)涤:=64.8(kg/h眼)时间效率取80%,清棉机的定额生产量:棉:57.6780%=46.14(kg/h眼)涤: 64.880%=51.84(kg/h