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sábado, 24 de enero de 2015

Cálculo del estiraje

Cálculo de estiraje

El estiraje se efectúa por medio de pares de cilindros y rodillos de presión, puesto que es necesario aplicar una fuerza de tensión a un haz de fibras, por ambos extremos y así hacer que las fibras se deslicen tomando posiciones adelantadas unas de otras y distribuirlas equitativamente en una longitud mayor a la inicial. Otros medios como los peines de los guilles, las guarniciones de púas en las cardas, y corrientes de aire como en el caso del hilado a cabo abierto, tienen el mismo objeto.

El estiraje se calcula según varias opciones, siendo la relación entre el peso alimentado y producido, el valor del estiraje real dado que físicamente se tienen los elementos para calcularlo; con esta opción se considera automáticamente el desperdicio que dejan los materiales al pasar por los mecanismos, pero hay que tener en cuenta que los piñones respectivos, no se calcularan con respecto al estiraje real o practico, será necesario tomar en consideración el porcentaje de desperdicio.
Los cilindros deben ser superiores e inferiores en su colocación.
La velocidad del primer par de cilindros debe ser superada cada vez, por los siguientes pares.

El tren de estiraje tiene un mínimo de dos pares de cilindros y un máximo dependiendo del diseño.




 Cálculo de estiraje.



 Este estiraje es tomado del cilindro alimentador y productor principal, sin contar los cilindros intermedios.

El estiraje por parciales es el que toma en cuenta todos los cilindros, el primer cilindro productor se dividirá con el con el siguiente cilindro y este seria el alimentador el segundo cilindro (alimentador) pasara a ser el cilindro productor que se dividirá entre el tercer cilindro que se denominaría alimentador, y así de forma sucesiva.


El resultado de la multiplicación de todos los estirajes por parciales pasará a ser el estiraje total.





Estiraje por números
Est= Np*D / Na

Estiraje por pesos
Est= Pa*D / Pp
Donde:
Np= número producido               Pp= peso producido
Na= número alimentado             Pa= peso alimentado
D= doblado


Estiraje mecánico
Est mec= estiraje practico + % desperdicio

Cálculo de la torsión.

Cálculos de la Torsión.

Al efecto de sostener de una punta y girar el otro extremo en su propio eje a un grupo de fibras, filamentos o hilados, se lo denomina TORSIÓN.
La finalidad de la torsión consiste en reunir varias de estas unidades y formar un conjunto de características muy particulares, semejante a las espiras de un tornillo. El principal efecto que provoca la torsión es dar una mayor resistencia al hilado. Las diversas torsiones también producen diferencias al tacto en los tejidos.
La torsión según el sentido adoptado recibe el nombre Z o S. La definición del sentido está dada por la forma que adopta la diagonal, similar al de las letras antes mencionadas, generalmente a un hilado retorcido a más de un  cabo se le aplica la torsión inversa al aplicado al hilado simple.
Las torsiones se expresan en cantidad de vueltas por metro o por pulgadas y están en función de la aplicación final del hilado y del título. Para mantener constante el ángulo de la diagonal en títulos diferentes, la cantidad de torsiones son variables. Generalmente para títulos más finos la cantidad de vueltas por metro es mayor.





Formula: 



Dónde:
T.p.p.= Torsiones por pulgada.
C= coeficiente de torsión.
N°= número de hilo.

Coeficientes de torsión:
C. pie o urdimbre= 4.2
C. trama= 3.4
C. bonetería= 2.4

C. crepe= 5



Ejemplo:
Calcular la torsión por pulgada de un hilo 3/90 que va para trama.
Datos:
t.p.p=?
c= 3.4
n°= 30

En primera instancia sacaremos el número dividiendo 90/3 esto es igual a 30. El siguiente paso es usar nuestra formula de torsiones por pulgada:






Calcular el número de hilo de pie por 20 t.p.p

Datos:
N°=?
t.p.p= 20

c= 4.2



Tenemos que nuestra formula es:





Para sacar  n° despejamos n° nuestro despeje queda de la siguiente forma:

 Se elimina nuestra raíz y cuadrado quedando de la siguiente manera:
Se sustituyen los datos en la fórmula ya despejada:

 N°= 22.67

Ejercicios resueltos:
1.-Calcular las t.p.p de un hilo 40/2 (bonetería)

(40)(2)=80
Datos:
t.p.p=?
n°= 80


c= 2.4

  


T.p.p= 21.47

2.-Calcular el coeficiente con un  hilo 3/90 y t.p.p de 30.
90/3=30
Datos:
t.p.p= 30
n°= 30
c=?

Nuestra formula nos dice que  


Y necesitamos c despejamos c y nos queda de la siguiente manera:




Sustituimos:




Cálculos de producción

Cálculos de producción.

Los conceptos básicos de la hilatura son los siguientes: proceso para hacer hilo cardado o tradicional, proceso para hacer hilo peinado, proceso para hilo a cabo abierto y proceso para filamento. Las hilaturas de todas las fibras tienen aproximadamente los mismos principios. Las fibras naturales deben limpiarse, por un procedimiento.

Los hilos cardados hechos de fibras cortas, tienen más extremos por lo que sobre salen las fibras de hilos peinados, que se fabrican con fibras largas.
El hilado de fibras cortas para formar hilos es una de las artes manuales más antiguas y se dice que es un invento tan importante como el de la rueda. La hilatura primitiva consistía es estirar las fibras que sostenían una barra llamada rueca, torciendo las mediante la rotación de un huso que podría hacerse girar como un trompo y posterior mente enrollar el hilo. Las nuevas tecnologías hacen que la calidad mejores, las expectativas de implementar en México  estos equipo ya son una realidad, esto cambia el panorama de la producción del hilado en el algodón por parte de las nuevas generaciones de ingenieros textiles.

Todo tipo de industrias debe conocer sus niveles de producción para pronosticar sus ventas o sus compras de una materia prima o procesada según sea el caso, también debe conocer la cantidad de producción que da una maquina o grupo de máquinas incluyendo toda la planta; debe conocer factores como velocidad de producción de máquinas, número de personas que intervienen en el proceso, tipo de material que se produce, etc,para ello podemos utilizar dos métodos según sea el caso.

Método usando el peso como punto comparativo

1. Aplicar desarrollo
2. Convertir yardas a metros
3.Aplicar formula de números despejando peso (la longitud se tomo del desarrollo).
4.Aplicar regla de tres comparando con el peso total conocido
Método usando longitud como punto comparativo

1.Aplicar desarrollo
2.Convertir yardas a metros
3.Aplicar formula de número despejando longitud (usando el peso total conocido)
4.Aplicar regla de tres comparando la longitud obtenida del desarrollo

El procedimiento para calcular la producción en cualquier maquina será:

1.Calculo de desarrollo o entrega (unidad de longitud y tiempo)
2.Conversión de metros a yardas.
3.Aplicación de las fórmulas de número para encontrar peso o aplicación del valor del peso directamente.
4.Conversión de los valores de peso y tiempo.
5.Reducción de valores con desperdicios o para o influencia (el desarrollo siempre debe ser del cilindro productor.

Es conveniente mencionar que en el cálculo de producción, puede ser de manera directa (maquinas) o indirecta (transmisión de movimiento) en los dos casos; se usa el desarrollo de la maquina así como el numero o título que produce, el estiraje, las torsiones, los desperdicios, y además deben ser considerados.


























                                                                 












Proceso de hilo peinado.

Proceso de hilo peinado.

Análisis de materia prima.

El algodón es sometido a un chequeo riguroso, se extraen las muestras de cada fardo y se clasifican según su grado. Se estudia las diferentes características de las fibras como la finura, la limpieza, su color, su longitud, la resistencia y uniformidad.
El resultado se envía a la planta de producción permitiendo que los fardos sean separados.



Apertura-limpieza
Son colocados en grupos en los rieles que transportan el cabezal disgregador mezclador el cual desfloca y mezcla las sucesivas capas de fibra produciéndose así una primera apertura del material

Un grupo de máquinas se encargan de la limpieza de la fibra mediante la eliminación de cascarillas, hojas y tierra contenida entre las fibras.



Cardado

Realizado en equipos denominados cardas, desgarra los flocones de fibras al pasar por un gran cilindro desprendiendo y reuniéndolos en forma de velo.

El objetivo de las cardas es abrir los flocones de fibra separándolos y depurándolos por última vez de suciedades y fibras cortas, ordenar las fibras limpias, empezar la individualización y paralelización de las fibras conformando un velo uniforme.





Pre-peinado

Tiene la función de formar a partir de la yuxtaposición de gran número de cintas una napa o manta de fibras que alimentara a las peinadoras, obteniéndose una buena paralelización de las fibras de algodón elevándose la uniformidad del material de la alimentación.


Peinado
Se eliminan las fibras cortas que llevan consigo las napas de alimentación, se separan pequeñas impurezas que aún permanecen después del cardado, se terminan de paralelizar las fibras, mejora de la uniformidad de longitud de fibra fundamental para logar hilados muy finos y de buena resistencia.
Las fibras cortas eliminadas dan lugar al sub producto denominado blousse que es transportado neumáticamente a una prensa.




Estiraje y doblado.

Desde las cardas el material es conducido a la siguiente etapa que consiste en un estiraje y doblado, llevado a cabo en una máquina llamada manuar. En este sector los equipos se pueden conformar de distinta manera pero cuya finalidad es siempre la misma: producir un doblado o acoplamiento y un estiraje para obtener una mayor regularidad de la cinta saliente.
Estas cintas a la salida del manuar son depositadas en botes para alimentar a las máquinas open end.
El manuar consta esencialmente de dos cilindros con guarniciones  que trabajan a distintas velocidades, lo que provoca el estiraje de la cinta cuando lo atraviesa. Adicionalmente se logra una mayor paralelización de las fibras, que contribuye a una perfecta uniformidad de masa en toda su longitud.





Estiraje y torsión

Se utilizan unas máquinas llamadas mecheras.
Se produce un entrelazamiento de las fibras para darle la cohesión al hilo resultante.
Se reduce significativamente el volumen del hilo.
Se perfecciona el paralelismo de las fibras, lo que aumenta su tenacidad.
Proporciona más suavidad en su superficie al dejar sueltas menos puntas de fibras.
Se lleva a cabo un proceso de torsión que le otorga la resistencia necesaria para soportar el devanado en la siguiente etapa del proceso de hilatura.



Hilatura

Convierte las fibras de algodón en un hilo uniforme. Los métodos modernos de estiraje final y torsión definitiva de los hilados se llevan a cabo en equipos denominados: continuas de hilar. Las continuas de hilar forman la mecha de estiraje, el afinamiento necesario para obtener el título de hilado y la torsión requeridos cuando se trata de hilo de un cabo.
Finaliza en las continuas de hilar pero todavía debe ser enconado para cumplir con requisitos de las tejedurías.


Enconado

El hilado contenido en las canillas o usadas es conducido al sector de enconadoras que envasan el hilado en conos de aproximadamente 2200 gramos cada uno.
Un sistema de detección de fallas las analiza, contabiliza y elimina por medio de un dispositivo denominado “purgador” que puede ser mecánico o electrónico para detectar y cortar puntos finos, gruesos y en algún caso los denominados neps.
Las enconadoras trabajan a velocidades de mas de 100m/min en cada cabezal.



Acoplado y retorcido

Se produce la reunión de dos o más hilos de similares o diferentes características generando bobinas de gran tamaño y longitud predeterminada.
Las bobinas o carretes de hilos acoplados alimentan la retorcedora.


Vaporizado

Los conos debidamente diferenciados por títulos, son conducidos a continuación al sector de vaporizado. Mediante autoclave con vapor, temperatura y vacío se fija la torsión del hilado y se le da al mismo tiempo la humedad requerida para los procesos posteriores. La adicion de humedad contribuye a menos polvo, pelusa y electroestática.


Ha sido establecido que las propiedades de fuerza y alargamiento aumentan con el contenido de humedad del hilo.

Proceso de hilo cardado.

Proceso de hilo cardado.

Es un proceso exclusivo de las fibras naturales, a excepción de la seda, del que se obtienen fibras pesadas que darán lugar a tejidos de apariencia gruesa y superficie difusa.
Dentro de este sistema la disposición de los equipos y procesos más sencillos y de mayor productividad corresponde a la utilizada para obtener hilos cardados. Esto hace que este tipo de hilado presente un precio competitivo con un aceptable nivel de calidad.
El hilo cardado hecho con fibras cortas, tiene más extremos por los que sobresalen fibras. Estos extremos contribuyen a dar un aspecto mate y afelpado, al desprendimiento de la pelusa y a la formación de frisas sobre la superficie de la tela.
El proceso de cardado se puede resumir de la siguiente manera en base a las máquinas que participan en el proceso.
Laboratorio de pruebas físicas.
En donde se define para que es apto el algodón que tenemos y de qué manera puede mezclarse.






Apertura/ mezcla/ limpieza.

El punto de partida es el fardo de algodón desmotado, que se separa por lotes para ser estibado. Retirados los sunchos que sujetan los fardos de fibras seleccionados se colocan en grupos a ambos lados de los rieles que transportan el cabezal disgregador mezclador, el cual desfloca y mezcla las sucesivas capas de fibra, produciéndose así una primera apertura del material. La fibra es trasladada al siguiente proceso de apertura y limpieza mediante un sistema automático de transporte neumático.


El restante sector de apertura y limpieza está formado por un grupo de máquinas cuya función es provocar la apertura de las fibras en copos y la limpieza profunda de las mismas mediante la eliminación de cascarilla, hojitas y tierra, contenidas entre las fibras.




Cardado

En el proceso de cardado, las cardas abren las capas de fibras, separándolas y depurándolas por última vez de suciedades y fibras cortas. Ordena las fibras conformando un velo uniforme que da lugar a una primera cinta apta para sufrir estirajes.

Esta máquina desgarra los flocones de fibras al pasar por un gran cilindro con guarniciones, que luego de reunirse en forma de velo, se comprime para formar una cinta a la salida, denominada: cinta de carda.

Pero además de la apertura, las cardas cumplen un segundo objetivo, que es: ordenar las fibras limpias y empezar la individualización y paralelización de las mismas, conformando un velo uniforme, que producirá cintas de fibras regulares. Las fibras en las cardas están cohesionadas naturalmente, y el velo que forman presenta las siguientes características: libre de aglomeramientos de fibras (neps), menor cantidad de fibras cortas, eliminación adicional del polvo y aplanado de la capa de fibras reduciéndolas a una cinta apta para sufrir estirajes.

Finalmente, un tercer requisito de esta máquina es de entregar una cinta que no contenga tramos gruesos y/o tramos delgados, que no esté contaminada de ningún tipo de grasas o aceites y además que no haya borra adherida al material.











Estirador

Desde las cardas el material es conducido a la siguiente etapa que consiste en un estiraje y doblado, llevado a cabo en una máquina llamada manuar. En este sector los equipos se pueden conformar de distinta manera pero cuya finalidad es siempre la misma: producir un doblado o acoplamiento y un estiraje para obtener una mayor regularidad de la cinta saliente.
Estas cintas a la salida del manuar son depositadas en botes para alimentar a las máquinas open end.

El manuar consta esencialmente de dos cilindros con guarniciones  que trabajan a distintas velocidades, lo que provoca el estiraje de la cinta cuando lo atraviesa. Adicionalmente se logra una mayor paralelización de las fibras, que contribuye a una perfecta uniformidad de masa en toda su longitud.





Veloz o mechera
Se encarga de estirar y torcer un poco a la mecha dándole la presentación de pavilo.

Trocil o continua
Le dará más estiraje a la fibra y le aplicará torsión obteniendo como resultado final el hilo.

Enconado

El enconado es el proceso a que se somete el hilado a la salida de las continuas de hilar, que en general lo entregan en bobinas. En el enconado permite arrollar hilados de canillas o husadas, en conos que pueden ser de 4,20 grados, 5,57 grados o 9,15 grados según la antigüedad de las máquinas o del uso posterior del hilado.

Los equipos en donde se realiza esta operación reciben el nombre de enconadoras.

Tienen un dispositivo denominado "purgador" que permite detectar y cortar puntos finos, gruesos y neps. En un principio esos cortes eran reemplazados por unos nudos, pero actualmente realizan un empalme con un dispositivo denominado empalmador (splicer).


Otro dispositivo: el parafinador. Esto es un dosificador de parafina por contacto en cada posición, otorga una lubricación al hilado. Esto se usual para los hilados que se utilizan en tejidos de punto. También se ha incorporado una nueva tecnología para que la enconadora trabaje en simultáneo con las continuas de hilar, de manera que salga el hilado directamente en conos.


El hilo cardado debe cumplir con las siguientes condiciones:
-      Debe ser de fibra corta
-      Torsión media baja
-      Más extremos que sobresalen
-      Más voluminosos, más suaves y con pelusilla
-      Pueden formarse bolsas en la zona de tensión
-      Las telas pueden ser suaves y rígidas
-      Tiene muchos usos