Дипломная работа: Проектирование цеха для производства стекловолокна
Области применения однонаправленных волокон, как, впрочем, и других изделий из стеклянного волокна, в значительной степени зависят от их химического состава.
Тканые материалы получают в результате текстильной переработки стеклянного волокна: размотки нити с бобин с первичной круткой, трощения нитей и вторичной их крутки и ткачества. Таким способом получают ткани, сетки, ленты, колпаки и другие текстильные изделия. На ткацких станках можно перерабатывать некрученые нити в комбинации с кручеными и без них ( жгутовые ткани). Для обработки проводов, прошивки холстов применяют крученые нити.
Стеклянное волокно для текстильной переработки должно иметь диаметр 3…14мкм. Волокна большего диаметра характеризуются пониженной прочностью на изгиб и чаще ломаются при текстильной переработке, что затрудняет обслуживание оборудования и снижает качество текстильных материалов.
К нетканым материалам из непрерывного стеклянного волокна относят жгуты, холсты из рубленых и непрерывных нитей, ленты из склеенных нитей, стекловолокнистые анизотропные материалы.
Жгут представляет собой прядь, состоящую из большого стеклянных нитей.
Холсты – рулонные нетканые материалы. В жестких холстах хаотически расположенные нити или обрезки нитей скреплены смолами, в мягких холстах – механической прошивкой.
При упорядоченной намотке или протяжке нитей или жгутов с одновременным нанесением связующего матариала получают анизотропные материалы, свойства которых различны в разных направлениях. Эти материалы могут быть как рулонными – при непрерывном способе производства, так и листовыми – при периодическом. Стеклянные волокна, используемые для нетканых материалов, имеют диаметр до 20мкм.
Волоконные световоды, изготовленные из оптических волокон, обладают свойством передавать световую энергию. Светопроводящие непрерывные волокна имеют наружную оболочку с низким коэффициентом преломления и световедущую жилу с более высоким показателем преломления. Прохождение света по стеклянному волокну происходит при полном внутреннем отражении, что обеспечивает прохождение света по жиле с набольшими потерями. Пучок оптических волокон называется световодом для передачи изображения, если торцы плотно уложенных волокон на обоих концах световода строго идентичны. Если же световоды предназначены только для передачи света, достаточно плотно уложить волокна на торцах, и нет необходимости в регулярной и одинаковой их укладке на торцах световода.
Изделия из штапельного стеклянного волокна
Из штапельного стеклянного волокна вырабатывают изделия, в которых используют волокна различного диаметра и длины ( длинноволокнистые и коротковолокнистые).
В зависимости от диаметра различают следующие виды штапельного волокна:
| Наименование штапельного волокна | Диаметр волокна, мкм |
| Микроволокно | <0,5 |
| Ультратонкое | 0,5…1,0 |
| Супертонкое | 1…3 |
| Тонкое | 3…11 |
| Утолщенное | 11…20 |
| Грубое | >20 |
К изделия из коротковолокнистых штапельных волокон относят вату, рулонные материалы, маты, плиты и скорлупы. Все эти изделия состоят из хаотически перепутанных стеклянных волокон. Волокно, осажденное вместе с синтетическими материалами на конвейерной ленте, после обработки принимает вид непрерывного ковра толщиной 20…100мм, а на конвейере с фасонной лентой получаются различного вида скорлупы с профильной выемкой по оси.
Рулонный материал представляет собой длинный кусок ковра, свернутый в рулон, маты и плиты – уплотненный ковер, разрезанный на прямоугольные пластины, гибкие маты – это неуплотненный ковер. Маты в ряде случаев простегиваются нитями из непрерывного стеклянного волокна, при этом толщина их может быть уменьшена до 5мм; плиты покрывают с одной или обеих сторон стеклянной тканью.
К изделиям из длинноволокнистых штапельных волокон относят холсты, сепараторные пластины, бумагу. Эти материалы отличаются малой толщиной ( 0,5…1,5мм), они могут быть свёрнуты в рулоны или нарезаны на пластины. Для повышения механической прочности эти изделия могут быть армированы нитями из непрерывного стеклянного волокна.
Из длинноволокнистых штапельных волокон получают ( так же как и из шерсти) штапельную крученую пряжу, ровницу, а при последующей текстильной переработке – штапельные ткани, сетки, ленты.
Свойства изделий из штапельного стеклянного волокна в значительной степени зависят от диаметра волокна, состава стекла и вида связующего материала.
2. Конструкторский раздел
2.1 Обзор литературы по безынерционным механизмы раскладки с круговым движением нитеводителя
Все существующие механизмы раскладки можно разделить на две большие группы – инерционные и безынерционные. В инерционных механизмах раскладки возвратно-поступательное движение совершают те или иные звенья механизма, в безынерционных – возвратно-поступательное движение совершает нить.
Существуют конструкции комбинированных механизмов раскладки, в которых используют положительные качества инерционных и безынерционных механизмов и благодаря совместной работе устраняют их недостатки. Эти механизмы не нашли пока широкого применения.
Из механизмов раскладки, нашедших широкое применение в производстве химических нитей, к инерционным относятся: механизмы раскладки с пространственными кулачками, механизмы раскладки с плоскими кулачками, гидравлические механизмы раскладки. К безынерционным относятся: кулачковые механизмы раскладки, спиральные механизмы раскладки, механизмы раскладки с гибкой связью, механизмы раскладки с круговым движением нитеводителя.
Основным отличительным признаком механизмов раскладки данного вида является равномерное круговое движение нитеводителя при неподвижном положении плоского корректирующего кулачка раскладки.
Создателем отечественных механизмов раскладки с круговым движением нитеводителя является коллектив кафедры проектирования машин для производства химических волокон и красильно-отделочного оборудования Московского государственного текстильного университета им. А.Н.Косыгина.
До настоящего времени в текстильной промышленности Российской Федерации механизмы раскладки с круговым движением нитеводителя не применяются, хотя их преимущества по сравнению с другими инерционными и безынерционными механизмами очевидны.
На рис. 1 изображена принципиальная схема механизма раскладки, в которой нитеводитель 1 в виде изогнутой трубки совершает вращательное движение. Наматываемая нить 2 движется по центральному отверстию этой трубки и раскладывается на поверхности тела намотки 6.
Заданная форма и структура паковки должны обеспечиваться неподвижным плоским корректирующим кулачком раскладки 4, по рабочему профилю 5 которого скользит наматываемая нить.
Существенным недостатком этой схемы является значительное отставание вращающегося баллона нити от глазка 1 нитеводителя из-за наличия сил трения между движущейся нитью и неподвижным кулачком раскладки. Это обстоятельство ведет к нарушению контакта нити с рабочим профилем кулачка на участках реверса и искажению заданной формы и структуры формируемой паковки. Кроме того, изогнутая нитеводительная трубка статически и динамически не сбалансирована.
На рис. 2 приведена новая схема механизма раскладки с круговым движением нитеводителя. Статически и динамически уравновешенная ни-теводительная рамка 2 с нитеводительными крючками 3 жестко закреплена на конце полого вала асинхронного электродвигателя 1 обычного типа (ротор вращается, а статор - неподвижен) [11]. Наматываемая нить 6 движется по осевому отверстию вала электродвигателя 1, через глазок нитеводителя 3, профильное отверстие неподвижного кулачка раскладки 4 и наматывается на нитеноситель, который на рис. 2 не показан.Электродвигатель и кулачок раскладки 4 жестко закреплены на общей плите 5.Частоту вращения нитеводительной рамки 2 выбирают в зависимости от скорости наматывания, технологического угла раскладки нити на нитеносителе.
Схема механизма раскладки с круговым движением нитеводительной втулки