Производство рукавов

Оплеточные машины снабжаются автоматическим остановом на случай обрыва или израсходования потока нитей на любой шпуле с  одновременной световой сигнализацией. Оплеточные машины различаются по числу шпуль, иначе говоря, количеством потоков оплетки; применяются 12-, 24-, 32-, 36-, 48-, 64-, и даже 96-шпульные машины. Число нитей, одновременно намотанных на шпуле (число нитей в потоке), колеблется от одной и выше.

Рис. 2. Схема оплетки на двухъярусной оплеточной машине:

1 – противень с камерой; 2 –  камера; 3,6 – направляющие кольца; 4 – первый оплеточный ярус; 5 –  шпули; 7 – второй оплеточный ярус; 8 – резиновая ленточка для  прослойки; 9 – «улитка», направляющая  резиновую ленточку; 10 – приемный  противень.

Двухъярусные оплеточные машины за один проход рукава выполняют на нем две оплетки (рис. 2). На этих машинах одновременно с оплеткой накладывают промежуточную резину. Для этого применяется смазка клеем, пастой или накладка полоски каландрованной резиновой смеси с помощью особого «улиткового» или желобчатого приспособления. Такая полоска направляется поверх оплетки и тут же покрывается второй оплеткой.

Рукава оплеточные (дорновые) длиною до 18 м изготовляют на горизонтальных машинах, имеющих одну, две или  три оплеточных головки. Бездорновые  рукава изготовляют на вертикальных оплеточных машинах с одной или двумя головками, в отрезах до 152 м; рукава диаметром до 6 мм даже до 300 м длиной.

Скорость оплетения зависит  от величины шага оплетки и числа  оборотов плетельщика. Шаг оплетки  определяется диаметром наложения оплетки и углом, под которым поток нитей оплетки располагается по отношению к образующей оплетаемой цилиндрической поверхности.

Скорость оплетения υ (в см/мин) составляет:

  

где n – число оборотов плетельщика в 1 мин; t – шаг оплетки, см; d – диаметр наложения оплетки, см; α – угол оплетения.

Из    уравнения    (1)    видно, что при постоянном для данной машины числе оборотов n плетельщика скорость оплетения υ является величиной переменной и зависит от диаметра наложения оплетки d и угла оплетения α. Поэтому, исходя из заданных d и α, устанавливают полагающуюся скорость оплетения путем регулирования, посредством сменных шестерен, окружной скорости приемного барабана или транспортера (при оплетке на дорне). Изменяя число оборотов приемного барабана, можно при заданном диаметре d иметь различную величину шага оплетки и угла α.

Скорость прохода рукава и число нитей в потоке оплетки позволяют регулировать плотность оплетения. Производительность шпульной оплеточной машины L (в м/ч), считая на один слой накладываемой оплетки, определяется уравнением (2)[3].

 

Где k – коэффициент машинного времени (0,7–0,8); n – число оборотов плетельщика в 1 мин (19,5-26); d – диаметр наложения оплетки, см.

Для работы в условиях пульсирующего  давления рукав должен быть как можно  более монолитным, чтобы свести к  минимуму относительные перемещения  отдельных слоев элементов конструкции. Это достигается созданием равномерного и по возможности высокого натяжения  нитей или проволоки при оплетении  и уменьшением числа пересечений  потоков. Поэтому более прочными оказываются рукава, оплетенные на машинах с меньшим числом шпулей, но с большим числом нитей в  потоке.

Уменьшение числа пересечений  потоков в пределе приводит к  рукавам навивочной конструкции, в  которых силовой каркас создается  навивкой потока нитей под углом, близким к равновесному (52-57 ˚). В паре соседних слоев каркаса нити навиваются в противоположных направлениях, поэтому число слоев навивки оказывается четным.

Навивочные машины по сравнению  с оплеточными намного проще  по конструкции, компактнее, производительнее и бесшумнее в работе. Бобины с  нитями устанавливают на патроны  по периметру планшайб, вращающихся  вокруг протягиваемого через центр рукава. Перемотку нитей на бобины осуществляют с помощью серийных перемоточных машин, однако наиболее желательны конструкции навивочных машин, позволяющие использовать нити без перемотки, непосредственно с тех паковок, в которых они поступают на заводы.

Важным условием получения однородного, высококачественного каркаса является равномерность натяжения нитей  при навивке. В тихоходных навивочных машинах могут использоваться цилиндрические бобины, вращающиеся вокруг оси при  сматывании нити.

В быстроходных машинах подобная конструкция  неприемлема, так как возникающие  при вращении бобин центробежные силы приводят к неравномерности натяжения нитей.

В таких машинах применяют конусные бобины, часто помещаемые в специальные  контейнеры, что предохраняет нить от действия ветровых нагрузок и стабилизирует  ее положение при сматывании с  бобины. При навивке на вертикально  проходящую заготовку нити находятся  в одинаковых условиях.

При изготовлении навивочных рукавов  высокого давления используют латунированную проволоку диаметром 0,3-0,6 мм. При  этом резиновая смесь камеры должна обладать повышенной когезионной прочностью и твердостью, для чего в ее состав может вводиться до 20 ч. (по массе) полиэтилена; кроме того, камера защищается от продавливания слоем нитей  или сетчатого полотна. По сравнению  с металлооплеткой сборка рукавов  с навивкой проволоки несколько сложнее, так как для получения высококачественных изделий при навивке необходимо очень тщательное соблюдение технологических параметров процесса.

Навивка каркаса из одиночных нитей  может вызывать ряд затруднений, особенно при использовании толстых  нитей и изготовлении рукавов  большого диаметра. Поэтому в последние  годы получили распространение рукава обмоточной конструкции[1,231].

Для изготовления рукавов с обмоточным каркасом применяются специальные обмоточные машины (рис. 3), несколько напоминающие двухъярусные оплеточные, но с вертикально расположенными дисками. Между слоями обмотки следует прокладывать резиновую прослойку или смазывать рукав резиновым клеем.

Отсутствие переплетения, а, следовательно, и перекрытий, устраняет добавочное напряжение от изгиба в материале  каркаса, значительное при малых  радиусах и при большой жесткости  таких материалов, как стальная проволока. Это обстоятельство, а также упрощение  конструкций и обслуживания обмоточных машин, по сравнению с оплеточными, делает первые перспективным видом оборудования рукавных производств.  

Иногда обмотку производят не отдельными потоками нитей, а полосками прорезиненного корда шириной 5 см. У таких обмоточных машин два коллектора со шпулями, вращающимися навстречу друг другу; дорн перемещается вдоль оси машины с помощью цепного транспортера; они просты по устройству и производительны. Можно изготовлять обмоточные рукава с нахлесткой всего из двух слоев прорезиненного корда, наложенных под углом друг на друга. При этом к нижнему слою предварительно придублирована резина для камеры, а к верхнему — резина для обкладки рукава.

Рис. 3. Схема обмоточной машины:

1 – диски; 2 – шпуля с пряжей; 3 – дорн с камерой; 4 – цепной  транспортер;   5 – сменный шестерни.

Средняя производительность обмоточной  машины 9 м/мин, что значительно превышает  скорость оплетки. Преимущество обмотки, по сравнению с оплеткой, состоит в том, что последняя более жестка; нити или проволока, работающие в переплетении, ослабляются. Основной недостаток обмоточных рукавов — распушивание их на местах отреза, что приводит к более быстрому разрушению в эксплуатации. Для устранения этого недостатка: применяют накладку наружного оплеточного слоя; придают проволоке начальную спиральность с тем же шагом и диаметром; используют специальные машины.

Круглоткацкий станок в отличие  от оплеточной машины изготовляет ткань, имеющую основу и уток. Этот станок по существу представляет собой ряд узких ткацких станков, ремизки которых расположены по периметру правильного многоугольника.

Катушки с основой помещаются на шпулярнике, расположенном под эстакадой, на которой установлен кругло-ткацкий  станок, или же основа   наматывается   на   ткацкий навой. Челнок-катушка круглоткацкого станка движется по кругу, последовательно переплетая нити основы. Одновременно работают два диаметрально расположенных челнока, прокладывая соответственное количество уточных нитей (рис. 4). Нити основы направляющим кольцом сводятся к центру станка, куда одновременно подается   заготовка   рукава.   Внутренний диаметр круглотканого чехла, отвечающий наружному диаметру камеры, на которую нарабатывается чехол, определяется формующим конусом. Схема расположения деталей круглоткацкого станка приведена на рис. 5. На шпулярнике / расположены бобины  2, сходящие с них нити основы через направляющие глазки 3 выходят на эстакаду. Здесь они огибают покрытый  фетром  тормозной валик 4, проходят через глазки пружины 5 и направляющую гребенку 6. Отсюда, переменив вертикальное направление   хода   на   горизонтальное,   нити основы проходят через глазки 7 ремизок 8, огибают направляющее кольцо и   формующий  конус.   Приемное  устройство  9   непрерывно  уводит   рукав 10. Уток, намотанный на катушку (заменяющую челнок), проходит по кругу в проходе челноков, образованном схождением нитей основы. Станок имеет 8—12 пар ремизок и от 12 до 24 глазков в каждой ремизке; через эти глазки проходят нити основы. Однако такое полное количество нитей основы необходимо лишь в случае изготовления чехла предельно большего диаметра. При изготовлении чехлов меньших размеров число нитей основы снижается с равномерным распределением ее по всем ремизкам. Перемещение ремизок регулируется таким образом, что подъем и опускание каждой следующей друг за другом пары ремизок совпадают с ходом челноков. В целом создается непрерывное волнообразное перемещение всего ремизного аппарата.

Рис. 4. Схема строения ткани круглотканого  рукава:

1 – нити основы (количество их  зависит от размера рукава  и номера пряжи); 2 – две нити утка, накладываемые спирально.

Челноки, расположенные один против другого на внутренней стороне станка, движутся  по жестким направляющим.  Передвижение челноков осуществляется шестернями, зацепляющими челночные рейки. Каждая шестерня находится в сцеплении с рейкой челнока до тех пор, пока с ним не войдет в контакт следующая. Уточная нить сходит с катушки с некоторым торможением, обеспечивающим натяжение нити. Роль «берд» ткацких станков здесь выполняют особые прикрепленные к челнокам «клювы», укладывающие нити утка между нитями основы. При замене катушки с уточной нитью связывают новую нить с остатком работающей и тем предупреждают необходимость длительной новой заправки нити. Основой служит крученая пряжа любых видов; уток — такая же пряжа или проволока, или тросы. В отличие от оплеточных машин, накладывающих проволоку, деформированную практически в пределах ее упругости, круглоткацкий станок кладет проволочный уток, деформируя его в устойчивую спираль.

 

 

 

Рис. 5. Схема расположения деталей  круглоткацкого станка:

1 – шпулярник; 2 – бобины; 3 –  нитеводители; 4 – тормозной валик;               5 – пружина; 6 – направляющая гребенка; 7 – глазок ремизки; 8 – ремизки;       9 – приемное устройство; 10 – рукав, покрытый тканью; 11 – проход челноков.

На круглоткацких станках (ТКМ-125Р) можно изготовлять чехлы для  рукавов диаметром до 125 мм как  с мягким из пряжи, так и с проволочным  утком. В последнем случае «клювы»  у катушек, прокладывающих уток, не обязательны.

Производительность круглоткацкого станка L (в м/ч) определяется уравнением (3).

 

Где 2 – число катушек с утком; k – коэффициент машинного времени; n – число оборотов в 1 минуту (80-100); t – шаг наложения утка (3-7 мм).

В текстильном производстве при  изготовлении чехлов для пожарных рукавов пока еще применяют плоские ткацкие станки; в качестве основы здесь предпочитается льняная пряжа[3].

4. Изготовление рукавов

Технологический процесс изготовления рукавов определяется особенностями  их конструкций и применяемого оборудования. Более или менее типовыми являются приводимые ниже примеры.

1. Напорные рукава с тканевым каркасом

Изготовление напорных рукавов с тканевыми прокладками на дорнах включает следующие операции: заготовку резиновой камеры, надевание камеры на дорн, закатку тканевых прокладок и резиновой обкладки, прессовку рукава бинтом, вулканизацию рукава, разбинтовку и съемку рукава с дорна. Заготовка камер выполняется на червячных прессах. Профилируемая камера одновременно пропудривается внутри тальком; следует при этом избегать загрязнения наружной ее поверхности. Заготовки, уложенные на круглых противнях, помещают для остывания на стеллажи. Остывшая камера надевается на дорн, который помещается вдоль транспортерной ленты шириной 20 см с расстоянием между осями барабанов около 20 м. Со стороны выходного конца транспортера имеется упор, не позволяющий дорну перемещаться при движении транспортерной ленты. На дорн с входной стороны транспортера надевают конец камеры;  через другой конец в камеру дают сжатый воздух с талько-глицериновой смесью. Если привести в движение ленту, то камера, передвигаемая лентой, наденется на неподвижно лежащий дорн; подача сжатого воздуха облегчает эту операцию. Концы камеры укрепляют на дорне, плотно обвертывая их полосками промазанной ткани (например, отходами изоляционной ленты). Это предупреждает провертывание камеры по дорну при закатке и усадку рукава при вулканизации.

Дорн с камерой ленточным  транспортером передается к закаточной машине. Применение резиновых смесей из синтетического каучука, вследствие недостаточной клейкости, требует иногда освежения поверхности разбавленным резиновым клеем на основе натурального каучука. Эта операция осуществляется механически в период прохождения дорна с камерой через участок промазки ленточного транспортера. К закаточной машине доставляются заготовки тканевых прокладок и каландрованные полосы для обкладки рукавов. Ткань для прокладок закраивается на диагонально-резательных машинах под углом 45°, отдельные отрезы, косяки, состыковываются или сшиваются в ленту по длине изготовляемого рукава. Дорн с камерой помещают в зазор нижних валков закаточной машины. Тканевую ленту накладывают на камеру, а на свободный конец ленты — резиновую полосу. Когда подготовка закончена, включают пусковой механизм машины; при этом верхний валок машины опускают и давлением сжатого воздуха прижимают к дорну; валки машины, а с ними и дорн начинают вращаться. Если подготовка и запуск ткани в машину проведены правильно, то закатка идет успешно. При неправильной работе образуются складки ткани, разрывы, складки резины и т. п.

Дорн со склеенным рукавом передают на винтовальную часть закаточной машины или на отдельную винтовальную машину. Здесь дорн помещают в зазор винтовальных валков; конец бинта, находящегося на каретке-суппорте, накладывают на рукав, машину пускают в ход; передвигая каретку по направляющей штанге вдоль машины, производят закатку рукава бинтом. Для рукавов с внутренним диаметром до 45 мм принята ширина бинтов 80 мм; для рукавов большего диаметра бинты имеют 100 мм ширины. Следует заметить, что в работе закаточной машины операции подготовки к сборке деталей рукава и дорна занимают значительно больше времени, чем самая закатка; производительность закаточной машины определяется главным образом общей организацией всего процесса клейки.