Введение к работе
Актуальность. Настоящая диссертационная работа выполнена в соответствии с планом внедрения законченных научных исследований по программе МНТК "Текстиль" за период 1992-1996 г,г. и гранта Госкомвуза РФ.
Актуальность проблемы состоит в том, что создание новых малоотходных и безотходных технологий возрастает в связи с необходимостью интенсивного развития всех отраслей. В первую очередь, эта проблема должна быть решена в наиболее материалоемких отраслях народного хозяйства, к которым относится текстильная промышленность, где применение новых технологий приводит к быстрой окупаемости.
Для более эффективного использования и экономии материальных ресурсов необходимо широкое внедрение научно-технических достижений, направленных на повышение эффективности использования сырьевых ресурсов, создание необходимых для этого ресурсосберегающих технологий, конструкций машин, способов и поточных линий.
Особую значимость имеют универсальные технологии и оборудование, созданные на базе существующих модернизированных:: вновь созданных узлов, механизмов и машин.
Социальная направленность явилась следствием таких факторов, как:
- простой предприятий из-за отсутствия сырья и его высокой ценовой стоимости;
- полное или частичное отсутствие необходимых исследований этих технологических проблем и соответствующего отечественного оборудования для их решения.
Решение таких проблемных задач связано в текстильной промышленности, в первую очередь, с разработкой твердых отходов, представляющих собой концы пряжи, обрезки тканей, трикотажные отходы, а также ошлихтованные концы.
Поэтому необходимо комплексное решение проблемы по созданию технологий и оборудования по реализации получения новых источников сырья и разработки рациональных способов его использования.
Цель її задата исследования. Главная цель состоит в созданиип ел-нологии и оборудования для получения кондиционного сырья из текстильных отходов, изыскании более эффективных способов использования этих сырьевых ресурсов в хлопчатобумажной промышленности при выработке пряжи, нетканых полотен на малотоннажном универсальном оборудовании в условиях единой поточной линии, а также в решении обобщенных теоретических и технологических исследований процесса разволокнения отходов и комплексных теоретических обоснований технологии в единой поточной линии.
Решение этих проблем связано с теоретическим обоснованием новой технологии подготовки отходов и использованием их при выработке пряжи средних и больших линейных плотностей, а также в традиционной технологии при изготовлении новых видов нетканых полотен.
Поставленная цель достигнута путем развития нового перспективного научного направления, которое на этапе реализации включает следующие задачи:
-
Комплексное исследование отходов в условиях реального предприятия с целью обеспечения растущих потребностей в текстильном сырье с оценкой потенциальных возможностей, которые создают предпосылки для увеличения производства его с учетом раскрытия организационных, технологических, технических и экономических факторов.
-
Теоретическое обобщение технологических исследований процесса разволокнения отходов текстильного производства и (Экспериментальное обоснование новых технологических принципов и конструктивных решений предварительной обработки текстильных отходов и определение технологической пригодности раэволокненных отходов .для производства изделий с определенными потребительскими свойствами.
-
Комплексное теоретическое обоснование очистки смесей от сорных примесей и пыли в объединенных поточных линиях и практическое применение в технологическом процессе авторских способов и конструкций.
-
Разработка технологии и оборудования в поточной линии для разволокнения лоскута и ошлихтованных концов.
-
Разработка технологии и оборудования по смешиванию и выравниванию потока регенерированных (предварительно подго-
топленных) волокон с основной смесью при производстве пряжи и нетканых полотен.
-
Разработка технологии и оборудования в поточной линии по производству нетканых полотен на основе регенерируемых (раэво-локненных) в процессе обработки волокон,
-
Проверка теоретических положений экспериментальными методами и их промышленное внедрение.
8. Определение сферы реализации теоретических и экспериментальных результатов исследований.
Методы исследования. В теоретических исследованиях рассматриваемой проблемы использованы математические методы дифференциального и интегрального исчисления, математического моделирования,' методы теоретической и экспериментальной аэродинамики, планирования эксперимента, случайных функций.
Для определения параметров технологического процесса впервые применены методы:
оценка характеристик регенерируемых волокон, полученных из отходов путанки, лоскута и ошлихтованных концов по диаграммам "Barbe", "Hauteur", "Taft";
в процессе теоретических и экспериментальных исследований разработаны три физические модели, позволившие выявить ряд технологических параметров, влияющих на качественные характеристики выходящей продукции;
- экспериментальные исследования проводились на вновь создан-
- ном технологическом оборудовании в условиях производства и в ла
боратории кафедры МТТМ ИГТА (г.Иваново).
Наутпая новизна. В диссертационной работе впервые получены следующие научные результаты:
- создан набор физических моделей для выявления ряда технологи
ческих и конструктивных факторов, определяющих характер каче
ственных физико-механических показателей продукции:
дано теоретическое обобщение технологических исследований процесса разволокнения отходов текстильного производства и экспериментальное обоснование новых технологических принципов и конструкторских решений предварительной обработки текстильных отходов и определение технологической пригодности раэвопокненных отходов для производства изделий с определенными свойствами;
разработана универсальная технология, способы и конструкции узлов и приспособлений аэродинамической очистки смеси в процессе переработки и дано теоретическое обоснование физической сущности применяемых комплексных способов;
- приведено теоретическое обоснование взаимодействия рабочих
органов.и отходов на стадии разволокнения с учетом аэродинамиче-
ских и других фактороп, определяющих щадящее воздействие в технологическом процессе разъединения;
разработаны технология и оборудование в поточной линии для раэволокнения "мягких" концов путанки, "жестких" ошлихтованных концов пряжи и обрезков х/б тканей;
разработаны технология и оборудование поточных линий с использованием регенерированных волокон в смесках с хлопковым волокном при выработке пряжи и нетканых полотен;
разработаны способ, технология и оборудование в поточной линии по реализации смешивания регенерированных волокон с основной смесью в оптимальных точках вложения отходов при получении различных видов пряжи, при этом дано теоретическое обоснование взаимодействия рабочих органов и волокнистой массы на заключительной стадии раэволокнения с у .етом действия аэродинамических сил и геометрических параметров созданных устройств, машин и поточных линий;
- разработаны технология и оборудование в поточной линии с комплексным воздействием на смешивание и очистку разнородных волокон путем многократного чередования двойного периодического аэродинамического воздействия на смесь в поточной линии и дано аналитическое обоснование сущности этого процесса;
по результатам исследований предложены новые подходы к разработке классификации отходов и определены возможности и степень раэволокнения различных видов отходов текстильного производства с непрерывной поточной технологией, направления использования производственных отходов по их технологической пригодности после разволокнения;
на основе развитых в диссертации теоретических положений решена крупная народнохозяйственная проблема - создание принципиально новых-технологнй разволокнения отходов, определена их пригодность при переработке в поточных линиях, что обеспечивает значительное повышение уровня рентабельности и экологичности;
- новизна предложений подтверждена 9 авторскими свидетельствами, тремя патентами, а также медалью ВДНХ.
Практическая ценность. Практическая ценность научной работы заключается п том, что теоретические результаты доведены до практического внедрения технологий, устройств, машин, пяти поточных линий с решением комплекса практических задач: способов очистки, разволокнения различных видов отходов с последующим дифферсн-цировапым вложением их в смеси, нетрадиционной проводке при смешивании, выравнивании по принципиально новым способам получения пряжи, нетканых и готовых изделий на АООТ "Куропской текстиль" и АО "Ликингкая мануфактура".
Разработаны, изготовлены и внедрены в производство три поточные линии для получения регенерированных волокон из отходов, комплексная поточная линия для получения пряжи различного назначения с использованием регенерированных волокон, а также две новые поточные линии дія выработки нетканых полотен.
1 фактическая часть диссертации включает промышленные испытания созданных іехнологий, устройств и оборудования в составе поточных линий и внедрение их в производство для получения более высокой рентабельности готовой продукции с новыми потребительскими свойствами.
Разработаны рекомендации по эксплуатации, настройке узлов и механизмов поточных линий,что позволяет эффективно использовать технологию в тексі илыюй промышленности.
Работа выполнена по планам НИР за 1992-1996 годы, а также в соответствии с программой-ММ ТК "Текстиль". Совокупные результаты работы свидетельствуют о становлении нового перспективного научно-технического направления в области технологии и оборудования по двум проблемам:
1) обеспечение дополнительным сырьем текстильной промышлен
ности;
2) рапиоііа мте использование сырья.
Pea ч»із:»циа результатов работы. Результаты исследований внедрены в производствах на поточных линиях АООТ "Куровской текстиль" и АО "Ликинская мануфактура".
Нозврат регенерированного сырья в основное производство дало экономический зффект 2,9 млрд.рублей в 1996 піду при получении продукции в виде тканей и нетканых полотен с новыми качественными характеристиками и потребительскими свойствами.
Разработка, изготовление и внедрение на предприятии новых отечественных технологий и оборудования дала экономию Только по трем поточным линиям 2,4 млн.долларов, согласно стоимости иностранных поточных линий по состоянию на 1996 год.'
Результаты исследовпний, реализованных в 2-х монографиях, используются" в учебном процессе студентами вузов, аспирантами и преподавателями в курсовых, дипломных работах и при выполнении ІЧИР, которые базируются на безотходной технологии:
1. "Производство текстильных материалов на основе малоотход-ной технологии", 16п.л. 1995;
2. "Малоотходная технология в текстильном производстве",31п.л., 1996.
В 1996/97 учебном году планируется открыть курсы по изучению безотходной технологии при кафедре МТТМ ИГГА дня инженерно-текнических работников и студентов старших курсов.
Апробация работы. Материалы по теме диссертационной работы докладывались и получили одобрение па:
совещании специалистов Минтекстильпрома РФ на тему "Опыт переработки угароп и отходов на предприятиях хлопчатобумажной отрасли и создание безотходных производств". Лышневолопкий х/б комбинат, 1993;
демонстрации макетов поточных линий и ооразцов полуфабрикатов в виде тканей, нетканых полотен и разволокненного сырья, которые получены на этих поточных линиях на Международной н/т конференции "Современные тенденции развития технологии и техники текстильного производства" 18-20 ноября 1993 года в г.Иваново;
научно-техническом совещании работников АО "Ликинская мануфактура" и лаборатории новых способов прядения ЦНИХЕИ.1992;
международной пЛг конференции "Проблемы развития малооТ' ходных ресурсосберегающих экологически чистых технологий в текстильной и легкой промышленности". Нрогресс-95. ИІТА;
научно-техническом совещании инженерно-технических работников АОО'1 "Куровской текстиль" в 1993 - 1996г.г.;
конгрессе "Сочременные проблемы научно-производственного образовательного комплекса текстильной и легкой промышленности" 19-22 ноября 1996 года г.Ипаново;
- заседаниях кафедры М1ТМ с 1992-1996 г.г.;
- расширенном заседании кафедры механической технологии текстильных материалов и кафедры прядения натуральных и химических волокон ИП А 29. II .96 г., протокол № 2.
Нублнкаіїнн. Но результатам выполненных работ опубликовано 42 печатных работы, у из которых в центральных журналах, 2 монографии, 9 патентов и авторских свидетельств, остальные - в межвузовских сборниках научных трудов.
Структура И объем работы. Работа состоит из введения, 6 глав $ выводами, общих выводов и рекомендаций, списка литературы (200 яаименопаний) и приложения.
Основное содержание изложено на 397 страницах, иллюстрирован го 154 рисунками и включает 111 таблиц.
