ЭСБЕ/Тонкопрядение
Тонкопрядение. — Так называется в прядильном производстве заключительный процесс, дающий обрабатываемому материалу вид и свойства пряжи (см. соотв. статью). Т. состоит в вытягивании подготовленной ровницы (см. Предпрядение) до назначенного номера и закручивании ее для придания ей требуемой крепости. Изготовленная таким образом пряжа наматывается на катушку, початок или шпулю. По устройству своему и способу действия тонкопрядильные машины распадаются на два класса: на машины прерывистого действия, выпрядающие сначала некоторую длину пряжи, а затем наматывающие ее на шпулю (початок), и на машины непрерывного действия, производящие одновременно и выпрядание, и наматывание выпрядаемой нити на катушку.

Машины 1-го класса представляют собою развитие прялки (см. Прядение).

По способу вытягивания ровницы, они распадаются на два отдела: на мюль-машины (фиг. 1), снабженные вытягивающим аппаратом А (см. Вытягивание и Сдваивание) и кареткой С с веретенами В, производящими скручивание пряжи при отодвигании (отходе) каретки от вытягивающего аппарата и наматывание нити при обратном движении каретки (входа), — и на женни-машины (фиг. 2), состоящие только из одной пары подающих цилиндров А и каретки С с веретенами B, причем вытягивание ровницы производится самой кареткой.

Кроме того, по устройству движущего механизма различаются ручные женни и мюль, в которых одни движения производятся самим рабочим, а другие автоматически, и самодействующие женни и мюль, или сельфакторы, в которых все движения производятся самой машиной. Машины 2-го класса носят общее название ватер-машин, или ватеров, и представляют соединение самопрялки (см. Прядение) с вытягивающим аппаратом (фиг. 3). В зависимости от устройства крутильного прибора, различаются ватер рогульчатый и кольцовый.

Переходя к детальному описанию тонкопрядильных машин, заметим, что из машин 1-го класса, ручной мюль вовсе, а ручная женни-машина (суконный мюль) почти совсем вышли из употребления, почему мы ограничимся описанием самодействующих мюля (хлопчатобумажного сельфактора) и женни (угарного или суконного сельфактора). Наружный вид хлопчатобумажного сельфактора изображен на табл. бумагопрядильный машины фиг. 15 (см.), а разрез его — на фиг. 4.

Главные его части суть: с — брус, укрепленный на стойках и поддерживающий вытяжные валики; сзади бруса возвышается полка а для катушек с ровницей b; спереди расположена каретка W, могущая откатываться по рельсам от бруса и вновь к нему приближаться; на каретке расположен ряд слегка наклонных веретен Sp, приводимых во вращение шнурком, идущим на блочки с жестяного барабана е, вращающегося внутри каретки. Брус и каретка разделены на две части так называемым корнем машины, представляющим две чугунные станины, к которым прикреплены опоры для многочисленных передаточных, распределительных и регулирующих механизмов, передающих движение различным работающим органам машины. Сбоку машина ограждена рамами — станинами. Движение машине передается через промежуточный, расположенный над корнем валик (контр-привод), от которого уже получает вращение расположенный в корне главный вал. От последнего, помощью бесконечного хлопчатобумажного каната, вращение передается в каретку, к жестяному барабану, вращающему веретена. Описание всех передаточных и распределительных механизмов машины заняло бы слишком много места, почему мы и ограничимся описанием устройства и движения лишь ее рабочих органов, непосредственно действующих на обрабатываемый материал и производящих вытягивание, кручение и наматывание пряжи. Сельфактор работает периодически: полный цикл его работы, во время которого спрядается и наматывается определенная длина нити, можно разбить на 4 последовательных периода. 1-й период представляет собою образование нити.

В это время вытягивающий аппарат вытягивает и выпускает нить, а каретка в это время отходит, несколько натягивая выпускаемую нить между передним вытягивающим валиком и веретеном (фиг. 5 a). Последнее в это время вращается и скручивает нить. Это продолжается до тех пор, пока каретка не отойдет на наибольшее возможное для нее расстояние (60 — 64 дюйма). Тогда останавливаются вытягивающий аппарат и каретка, и начинается 2-й период — докрутка, во время которого в машине находятся в движении лишь веретена, которые продолжают скручивать выпущенную длину нити (фиг. 5, б). Когда нить получить всю назначенную ей крутку, наступает 3-й период действия машины — отмотка. Цель ее — подготовить веретено к следующему 4-му периоду, в котором образованная нить наматывается на початок. Значение отмотки выяснится из рассмотрения способа намотки початка (см. также Початок). Последний образуется наматыванием пряжи вокруг голого веретена или вокруг насаженной на него бумажной трубочки (патрончика, см. соотв. статью). Наматывание начинается тем, что на голое веретено наносятся слои пряжи, более толстые внизу и более тонкие наверху, отчего постепенно на веретене образуется тело, имеющее вид двух конусов, сложенных основаниями — гнездо (ΑΒΕΕ′B′A′ на ф. 1 в ст. Початок). Когда гнездо достигло определенных размеров, способ намотки изменяется: на верхнюю коническую поверхность начинают наноситься слои равномерной толщины, сохраняющие один и тот же диаметр основания и ту же высоту. Нанесением подобных конических колпаков и получается в результате початок, в готовом виде имеющий форму цилиндра, ограниченного по концам двумя конусами. Фиг. 1 (в ст. Початок) показывает в разрезе строение початка. Каждый отдельный конический слой соответствует одному отходу каретки и заключает в себе вышеприведенную длину спряденной за этот отход нити. Намотка слоя производится в следующем порядке: сначала нить направляется на вершину раньше образованного конуса, но быстро затем опускается до основания конуса, образуя на поверхности его отлогую спиральную линию, называемую прослойком. С основания конуса нить уже гораздо медленнее начинает опять подниматься вверх, причем витки ее тесно, но равномерно прилегают один к другому, образуя главный, плотный слой одинаковой толщины от самого основания до вершины конуса. Остающаяся длина нити располагается отлогими витками по свободной части, веретена до его вершины (фиг. 5, а и б); оттуда она уже идет к вытягивающему аппарату. Такое обвитие всей свободной части веретена пряжей необходимо в 1-м и 2-м периодах для возможности кручения ее, но для вышеописанного наматывания вся эта часть нити от вершины веретена до вершины ранее намотанного початка должна быть смотана с веретена. Это и составляет задачу отмотки. Во время ее в действие приходят еще два органа машины, до этого не принимавшие участия в работе: это так назыв. планка, или надниточник, А (фиг. 4 и 5) и контр-планка, или подниточник, G. Это суть две проволоки, натянутые вдоль машины параллельно ряду веретен и поддерживаемые особыми рычажками (ручками) одна поверх нитей, а другая под ними. Во время 1-го и 2-го периодов планка приподнята, а подниточник опущен, так что они не касаются нити и позволяют ей свободно скручиваться. Но одновременно с обратным движением веретен планка начинает опускаться на нити, а подниточник, наоборот, поднимает нити, отчего они получают вместо прямолинейной ломаную форму (фиг. 5, в).

Это является необходимым потому, что при отмотке освобождается часть нити, которая могла бы провисать и образовать петли (сукрутины), если бы не поддерживалась подниточником в натянутом состоянии. Планка направляет нити при намотке, почему она при опускании своем и останавливается в конце отмотки на той высоте, откуда должно начаться наматывание, т. е. против вершины конуса початка. Движение же подниточника не определенное, и высота его подъема обусловливается лишь поддерживанием натянутого состояния нитей. Когда веретена смотали витки нитей со своих верхних концов, а планка дошла до вершины конуса початка, кончается обратное вращение веретен, и начинается 4-й период — намотка. В это время каретка начинает двигаться обратно к брусу — входит, веретена же вращаются в прямом (как в 1-м и 2-м периодах) направлении с такою скоростью, чтобы на них в каждый момент наматывалась та длина пряжи, какая освобождается от приближения каретки к брусу. При этом планка сначала быстро опускается до уровня основания верхнего конуса початка, образуя прослоек, а затем медленно поднимается к вершине его, образуя плотный слой (фиг. 5, г). Когда каретка подойдет обратно к брусу, планка быстро поднимается наверх, позволяя остающейся части нити навиться отлогими витками по всей верхней части веретена. Подниточник при этом опускается, вращение веретен ускоряется, каретка получает опять движение от бруса, и вытягивающий прибор приходит в движение, словом, начинается опять 1-й период действия машины. Во время намотки движение планки вызывается рельсом особого профиля (дорогой), по которому катится связанный рычагами с планкой ролик. Положение и профиль дороги изменяются в зависимости от хода навивания. Вращение веретен в это время производится от особого барабанчика, на который намотана цепь, прикрепленная другим своим концом к качающемуся рычагу (журавлю или квадранту). Благодаря увеличивающейся разности между скоростями движения каретки и квадранта, скорость сматывания цепи с барабанчика, а от этого и скорости жестяного барабана и веретен возрастают по мере приближения каретки к брусу.

Общее устройство сельфактора-женни (угарного, или суконного, сельфактора) сходно с только что описанным. Разница заключается в том, что вместо 3-х пар вытягивающих валиков имеется лишь одна пара подающих валиков. Действие машины состоит из следующих 5 периодов. В 1-м — каретка отходит немного быстрее, чем валики подают ровницу, а веретена вращаются не особенно быстро. При этом преимущественно закручиваются более тонкие места ровницы, а более толстые и рыхлые подвергаются растягиванию. Когда каретка отошла на некоторую часть (1/3 — 1/2) своего пути, подающие валики останавливаются, и при дальнейшем отходе каретки (2-й период) производится растяжение ровницы до требуемой тонины, соединенное с некоторым закручиванием ее. Когда каретка доходит до конца своего пути, она останавливается, а веретена начинают вращаться с увеличенной скоростью, придавая пряже окончательную крутку (3-й период). Иногда при этом, вследствие сокращения нити от усиленной крутки, каретка подвигается к брусу на некоторое небольшое расстояние. Затем следуют, по-прежнему, отмотка и намотка пряжи (4-й и 5-й периоды). Устройство движущего механизма машины несколько сложнее предыдущей, главным образом, вследствие необходимости придавать веретенам две разные скорости.

Рогульчатый ватер имеет следующее устройство (фиг. 6). Ровница с катушек а, пройдя корыто d с теплой водой, которого, впрочем, может и не быть, поступает в вытягивающий аппарат mn, где вытягивается до требуемого номера, а затем, пройдя направляющей глазок о, поступает на рогульку, насаженную на веретене р. Рогулька снабжена на концах своих петельками, через одну из которых проходит нить, направляясь затем на катушку q, сидящую свободно на веретене и поддерживаемую полкой s. Вследствие вращения веретена с рогулькою, нить, во-1-х, получает крутку, а во-2-х, своим натяжением заставляет и катушку вращаться вокруг оси, преодолевая силу трения между катушкой и полкой. Но так как валики mn подают постоянно все новые количества нити, то катушка в своем вращении отстает от веретена, набирая на себя подаваемую валиками нить, так что натяжение последней остается постоянным. Чтобы наматывание происходило по всей высоте катушки, последняя поднимается и опускается по веретену соответственным передвижением поддерживающей ее полки s. Машина устраивается так, что по обеим сторонам ее располагается по ряду веретен с соответствующими им вытяжными аппаратами, а посередине — полка для катушек с ровницей. Механизм, получающей вращение от привода и передающий его различным органам машины, располагается на одном из ее концов. Для передачи движения веретенам имеется жестяной барабан v.

Кольцовый ватер в общем сходен с рогульчатым, отличаясь от него, главным образом, устройством веретена. Фиг. 7 изображает наружный вид машины , фиг. 8 — разрез ее, а фиг. 9 устройство кольцового веретена (для прядения хлопка). Пройдя вытягивающий аппарат cdef и глазок i, нить проходит через стальную петельку (скобочку, обежку или бегунок) т (фиг. 9), которая свободно охватывает своими концами закраины кольца l, имеющего Т-образное сечение и укрепленного на полке k.

С петельки нить идет на катушку, укрепленную на веретене а и вращающуюся вместе с ним помощью шнурка, огибающего блочок d. При вращении катушки нить своим натяжением увлекает скобочку в движение по кольцу, преодолевая силу трения между ними. По мере же выпускания из вытяжного аппарата новой нити, скобочка в своем движении несколько отстает от катушки, наматывая на последнюю столько пряжи, сколько ее выпущено из вытягивающего аппарата, так что натяжение нити не ослабевает. Кручение получается вследствие обращения скобочки по кольцу, причем и набегающий конец нити при каждом обороте скобочки делает один оборот вокруг своей оси. Наматывание нити идет по способу образования початка в сельфакторе, причем здесь полка с кольцами имеет периодическое восходящее и нисходящее движение, высший и низпни пределы которого сами постепенно повышаются. Кольцовый ватер появился лет 40 тому назад и быстро вытеснил во многих производствах рогульчатый ватер, а частью и сельфактор.

Главные преимущества кольцового ватера перед рогульчатым суть следующие: 1) кольцевое веретено сконструировано так, что позволяет дать ему гораздо более быстрое вращение (до 11 — 12 тыс. оборотов в минуту), чем рогульчатое (не более 5 тыс.). В первом вся масса его и катушки сконцентрирована вблизи оси вращения, между тем как рогулька второго обладает далеко выступающими ветвями, подвергающимися действию значительной центробежной силы и трудно поддающимися центрировке. Кроме того, кольцевое веретено снабжено приспособлениями для непрерывной смазки его трущихся частей. Благодаря увеличению скорости веретена, увеличивается во столько же раз и производительность ватер-машины, выражающаяся формулой L = m/t в дюймах в минуту, где t крутка на 1 дм, а т — число оборотов в минуту: веретена — в рогульчатом ватере, скобочки — в кольцевом (последняя величина меньше числа оборотов катушки не более как на 2 — 3 %). 2) Другое преимущество кольцевого ватера состоит в возможности работать на нем более тонкую и слабую пряжу, чем на рогульчатом; это происходит от того, что в кольцевом веретене пряже приходится тянуть за собою лишь очень легкую скобочку, трение которой по кольцу сравнительно очень мало, между тем в рогульчатом нить должна тащить за собою всю катушку. Поэтому на рогульчатом ватере можно работать лишь сильно скрученную или, вообще, крепкую пряжу. Вся же более тонкая и слабая пряжа до изобретения кольцевого ватера работалась на сельфакторе.

На сельфакторе можно работать пряжу с произвольным натяжением, так что он является машиной универсальной, пригодной для изготовления пряжи всевозможных номеров и сортов, до самых тонких и нежных. Кроме того, преимуществами сельфактора являются большая ровнота пряжи, а также особая ее пушистость, получающаяся вследствие кручения большой длины нити в свободно подвешенном состоянии. Напротив, к недостаткам сельфактора относятся: 1) меньшая сравнительно с ватером производительность веретена при одинаковой скорости вращения последнего, так как часть времени тратится на отмотку и намотку; недостатку этому отчасти помогают, применяя дополнительную подачу ровницы (спорынья) во время намотки, что несколько увеличивает производительность машины; 2) величина занимаемого места, благодаря движению каретки: там, где помещаются 10000 сельфакторных веретен, могут быть поставлены до 18000 ватерных; 3) сложность конструкции, требующая очень продолжительной и внимательной наладки, частой проверки и опытного надзора, тогда как уход за ватер-машиной прост. Вообще прядение на ватере является экономически более выгодным, чем мюльное прядение, и если последнее сохраняет за собой еще большое значение, то только потому, что есть сорта пряжи высоких номеров и слабой крутки (уточная пряжа), прядение которых даже на кольцевом ватере невозможно при настоящем его устройстве. Много усилий употребляется конструкторами на то, чтобы достигнуть возможности выгодно выпрядать на ватере уточную пряжу. Уже есть много уточных ватеров, наматывающих выпрядаемую нить на деревянную катушку, которую можно вложить прямо в челнок ткацкого станка. К сожалению, на такой катушке помещается слишком мало пряжи. При применении катушек большего размера приходится перематывать пряжу на шпули для помещения в челнок.

Для прядения различных материалов применяются различные тонкопрядильные машины. При хлопкопрядении применяются исключительно кольцевой ватер и сельфактор. Пряжа из хлопчатобумажных отбросов (угаров) изготовляется на женни-сельфакторе (Zweizylinder-Spinnerei). При обработке льна, пеньки, джута и пр. лубовых волокон, благодаря крепости получаемой пряжи, употребляется исключительно наиболее простой рогульчатый ватер. Прядение бывает мокрое, когда ровница перед вытягиванием проводится через воду (фиг. 8), и сухое — без смачивания. Прядение аппаратной (кардной) шерсти производится на женни-сельфакторах и на кольцевых ватерах. Сохраняются, впрочем, еще и ручные женни-машины, неправильно называемые ручными мюлями. Вытягивающие аппараты кольцевых ватеров для кардной шерсти снабжаются в промежутке между вытягивающими парами валиков особыми скатывающими трубочками, облегчающими вытягивание, которому трудно поддается короткий материал. Гребенная шерсть прядется на сельфакторах, подобных хлопчатобумажным, и на кольцевых ватерах. Сохраняются, впрочем, и рогульчатые для грубой шерсти. Прядение хлопчатого шелка ведется на кольцевых (раньше — рогульчатых) ватерах, а при самых тонких номерах — на сельфакторах (очень редко). Детальные описания и чертежи тонкопрядильных машин можно найти в специальных сочинениях по обработке различных волокнистых материалов (см. ст. Бумагопрядение, Лен, Хлопок, Шерсть, Шелк). Общие сочинения: E. Müller, «Handbuch der Spinnerei» (1892);

Weishach-Herrmann, «Lehrb. d. Ing.- u. Masch.-Mechanik» (1899); v. Hoyer, «Lehrb. d. vergleichenden Mech. Technologie» (1900). Специально о сельфакторе: E. Stamm -Studien über d Selfactor" (1862); P. Burkard, «» (1900); Johannsen, «Studien über den Wickelkörper d. Selfactors» (1895). На русском языке о мотке сельфактора статьи: проф. Лангового («Известия СПб. техн. инст.» за 1890 г.), инж. Шваробовича («Вестник Технологов» за 1898 г.), инж. Ерченко («Технич. Сборник» за 1898 г.). О кольцевом ватере статьи: инж. Державина («Бюллетени Политехнич. Общ.» за 1897 г.), Шваробовича («Вестник Технологов» за 1900 г.).

. 

ЭСБЕ:Производство