العلاقة بين سرعة الروتر ، وقطرة وعدد اللفات / د وتأثيرهما على إنتاج الخيوط الرفيعة بأسلوب الغزل ذو الطرف المفتوح

المقدمة و مشکلة البحث:

منذ منتصف القرن الماضي   تتصاعد وتتسابق صناعة المنسوجات في جميع أنحاء العالم من أجل الحصول على المادة الخام التي تعتبر الأداة الرئيسية في مصانع الغزل لإنتاج خيوط من أطوال شعيرات مختلفة الخواص الفيزيقية. وهو تصنيع کميات غزل بکثرة ، فأطوال الشعيرات تعطي التصميم والشکل کأداة على أساسها نحصل على ترکيب وبناء الخيط وکذلک نسبة التشعيرية ومن ناحية أخرى نحصل على خواص فيزيقية متميزة ، وخاصة عند تصنيع خيوط قطنية نجد أن الفصل في الأداة إلى شعيرات طبيعية وليست شعيرات صناعية ، وهذه الشعيرات الطبيعية تکون في بعض القارات أکثر منها في قارات أخرى. ففي بعض القارات مثل أوروبا وأمريکا القطن يکون حوالي 50% من مجموع الخامات الأخرى الصناعية ، ومع هذا التصاعد ومرور الوقت کانت الخامة الطبيعية من خلال الغزل مهمة جداً کتکلفة وسعر منتج نهائي بالإضافة إلى الغرض الأساسي وهو تکلفة التصنيع کجزء مهم في التطورات التکنولوجية الحديثة والتي ظهر على أساسها تکنولوجيا ماکينات غزل الطرف المفتوح الذي يلعب دوراً کبيراً في تحديد سعر التکلفة للمنتج المغزول. وتتطور هذه التکنولوجيا باستمرار وبسرعة حتى اليوم ليتراوح حوالي 50% من کمية الغزل خيوط سميکة قطنية تکون منتجة بأسلوب الغزل ذو الطرف المفتوح.

وقد أدى ذلک إلى زيادة کفاءة الإنتاج لهذه التکنولوجيا المتطورة والحديثة على هذا الماکينات في السنوات السابقة ، هذا بالإضافة لانخفاض برمات الخيط بالرغم من تصاعد سرعة الروتر ، وتصاعد سرعة الروتر يجب أن تکون مرتبطة مع قطره حتى نحصل على ارتفاع في متانة الخيط. وأيضاً ينبغي أن يکون قطر الروتر مناسب لطول الشعيرات المستخدمة ، فکان أول روتر لماکينات غزل ذو الطرف المفتوح قطره حوالي 65 مم وکان استخدامه غير مناسب لمتوسط طول شعيرات القطن إلا أنه تم تطويره وإنتاجه بأقطار صغيرة 35 مم مناسب لمتوسط طول الشعيرات عند تصنيع خام القطن ومن خلال هذا التغير أستطعنا الحصول على متانة أفضل للخيوط بالرغم من استخدام سرعات عالية للروتر.

ومن هنا نستطيع القول أن استخدام روتر ذات سرعة عالية وقطر صغير يساعدنا على حل المشاکل والقضايا الصناعية للخيوط المنتجة بهذا الأسلوب ، فکانت القوة الطاردة المرکزية لسرعة الروتر تمثل شرط أساسي عند استخدام روتر صغير عن استخدام روتر کبير وتأثيره على قوة ومتانة الخيط عامل مهم وقوي يرتبط بزاوية السحب من الروتر ويبين أيضاً المدى والمجال المناسب للتأثير على قوة الخيط من خلال زاوية السحب التي تتراوح من 30 – 90ه بعد ذلک نستطيع القول أن للحصول على قوة ومتانة عالية للخيط يجب أن تکون الزاوية تقريباً لا تتخطى 30ه وهي تعتبر زاوية الإنحراف عند السحب وحتى يمکننا الحصول على متانة عالية للخيوط المنتجة بأسلوب الغزل ذو الطرف المفتوح.

هدف البحث:

يهدف البحث إلى زيادة سرعة الروتر حتى 120.000 لفة/د بالرغم من أن سرعة الروتر حتى اليوم في الصناعة لم تصل إلى هذا الحد إلا أنه يجب مع زيادة السرعة ضرورة الحصول على خواص معينة للخيط الناتج في الجودة. وهذا يسري مع السرعة العالية (إنتاج + جودة) وهو الأفضل في الصناعة وخاصة مع الماکينة ذات التقنيات الحديثة والخيوط المنتجة بهذه الأساليب ، وعلى ذلک فإننا في هذا البحث نحاول زيادة سرعة الروتر مع سرعة الماکينة حتى نصل إلى 300متر/د ، ومع هذا البحث نرى المجالات المختلفة لاستخدام أقطار للروتر تبدأ من 32 حتى 40 مم بالرغم من أن معظم المصانع تستخدم حتى اليوم الروتر الصغير القطر وهو 32مم الذي يساعد على الإنتاج وعدم تقطع الخيوط والحفاظ أيضاً على الخواص المختلفة للخامة المنتجة.

وفي مجال نمرة الخيط أُجرى البحث على نمر مختلفة من 40 Nm حتى  80 Nm مع تغير سرعة الروتر وقطره کما هو مبين في الشکل (1).

وسوف نحاول إنتاج خيوط رفيعة مع استخدام روتر قطره 32 مم وسرعة قد تصل إلى 120.000 لفة/د ، وکانت الإمکانية أن نحصل على خيوط غزل طرف مفتوح من نمرة 50 Nm حتى 80 Nm ونلاحظ أيضاً من خلال التجارب التي أجريت على البحث أنه في حالة إنتاج خيوط رفيعة في مجال من 50 إلى 80 يتطلب وبشدة جودة وخواص معينة للمادة الخام المستخدمة في التصنيع.

فلکل قطر للروتر يتطلب سرعة معينة ومجال معين من السرعة لا تزيد عنها ، فتم اجراء تجربة على سرعة روتر 90.000 لفة/د وقطره 40 مم فکانت غير مثالية وظهرت مشاکل مثل کثرة تقطع الخيوط. وهکذا کان معروف لدينا في البحث أن بناء البرمات المزيفة للخيط من الضروري عند علبة السحب (فونية السحب السراميک) وأن أقل سرعة للروتر أن لا تتعدى 70.000 لفة/د وقطر 32 مم حتى يکون هناک ثبات في متانة الخيط تقودنا إلى الإنتاج.

وهذا کان في مجال خطة البحث المبينة بالشکل (1) تناسب سرعة الروتر مع قطره وأيضاً مع نمرة الخيط فالخيوط السميکة من الناحية العملية في البحث لا يمکن إنتاجها على روتر 32 مم وفي حدود مختلفة ومن تجارب البحث وجد أن لکل قطر روتر نمرة معينة من الخيط يمکن إنتاجها. وأيضاً تناسبه مع سرعته وسرعة الإنتاج للماکينة.

ومن خلال التجارب التي أجريت على هذا الأسلوب من الخيوط وجد أنه يختلف عن خيوط الغزل الحلقي الذي هو معروف أن لإنتاج خيوط رفيعة يتطلب أيضاً شعيرات طويلة وخواص عالية الجودة للخامة کالدقة في الشعيرات والنعومة وکذلک يکون هناک عدد الشعيرات في مقطع الخيط مؤکد ويجب أن لا يتعداه. ولکن عند إنتاج خيوط سميکة يصبح الوصول إلى عدد ثابت في مقطع الخيط غير ممکن. وبذلک تلعب خواص الشعيرات دوراً کبيراً في تحديد خواص وجودة الخيوط المنتجة ومتانتها .

ومن خلال البحث أجريت التجارب على أصناف مختلفة من القطن مثل جيزة 90 ، جيزة 77 ، وقطن سوداني وقطن يوناني مختلفة الجودة والخواص حتى نحصل على اختلاف في جودة الخيوط ومتانتها وأيضاً کان الإختلاف في الخواص مثل طول الشعيرة ، ودقة الشعيرة ـ المتانة للشعيرة وتأثيرها على جودة الخيوط عند إنتاج خيوط رفيعة.

شکل (1) يوضح خطة البحث

اختيار خامة القطن:

تم اختيار خامة القطن تحت شروط معينة لأن اختلاف خواصها مؤشر يؤثر على خواص الشعيرات نفسها. وهنا أجريت التجارب على أربع أنواع مختلفة من خام القطن وبخواص مختلفة والشکل (2) يبين بوضوح الخواص المختلفة التي أجريت عليها التجارب وهي التي تقرر وتحدد خواص الخيوط المنتجة وجودتها.

الشکل (2) يوضح خواص عينات القطن المختلفة

وبمقارنة نتائج الغزل من الخامة ج ، د نجد تأثير دقة الشعيرات وبنفس الطريقة الخامة أ ، ب نجد تأثير طول الشعيرات هو الغالب ، وهذه الخامات کانت من بداية خط التفتيح والتنظيف على درجة عالية من المتابعة والمراقبة. لدرجة نظافتها ومن الناحية الأخرى تم تشغيلها على ماکنية الکرد ذات السرعات العالية وتحت شروط معينة وضبطات  معينة. ونتائج خواص الشعيرات کانت مراقبة ومختبرة من عند ملف التفتيح والتنظيف.

مناقشة نتائج البحث:

أهمية تعداد الشعيرات في مقطع الخيط

عدد الشعيرات في مقطع الخيط دليل مهم على جودة الخيوط وبخاصة انتظامية الخيط ومظهره يکون مرتبط بعدد الشعيرات في مقطع الخيط. ولذلک عند إنتاج خيوط مصنعة بأسلوب الغزل ذو الطرف المفتوح يراعى عدد الشعيرات في مقطع الخيط ويحدد هذا على أساسه متانة الخيط حيث يوجد  ارتباط قوي بين متانة الخيوط المنتجة بهذا الأسلوب وعدد الشعيرات الموجودة في مقطع الخيط ، وعند استخدام مترين من الخيط نحصل على عدد قليل من الشعيرات في مقطع الخيط ، هذا من الناحية العملية. والناحية الثانية أن تعداد الشعيرات في مقطع الخيط قوي جداً ومتعلق بدوران الخيط ، ، وهکذا نسنتنج حدود مؤکدة لتعداد الشعيرات وينبغي لحدود تعداد عدد الشعيرات أن يشار إليها وتحت شروط غزل معينة من دوران الخيط وسرعة الروتر عند حدوث انقطاع في الخيط الناتج على الماکينة. والسماح لانقطاع الخيوط وعداد تکرارها يصبح اليوم من خلال تأثير شبکة موجودة بالماکينة تؤکد على عدد مرات انقطاع الخيط ، وهذا يجب أن لا يزيد تاثير الشبکة وينبغي أن يکون حوالي 94% مضبوط حتى تکون أيضاً متانة الخيط مرتبطة بعدد الشعيرات في مقطع الخيط ومتأثر بها.

وحدود عدد الشعيرات في مقطع الخيط کان في الحالات السابقة حوالي 110 شعرة لخيوط الغزل ذو الطرف المفتوح ، ومن خلال الغزول الحديثة مثل البرمات المتوقفة أو فونية السحب التي ساعدت على ذلک وخاصة تحسين متانة الخيوط المنتجة ولف الخيط وإنتاجه. ومع ذلک يستطيع الإنسان أن يقول اليوم أن عدد الشعيرات في مقطع الخيط يکون عند 100 وزيادة ولکن في الحالات المثالية نرى أن الخيوط الرفيعة والتي تکون 80 NM 12.5 Tex فقط مع برنامج البحث يوجد حساسية في وضع الشعيرات في مقطع الخيط.

أنظر الشکل (3) عدد الشعيرات في مقطع الخيط وارتباطه بالنمرة. والشکل يوضح أن الشعيرات الدقيقة الناعمة حول 0.4 ميکرونير تکون فقط مجال لإنتاج نمرة الخيط حتى 60 NM (16.7 Tex).

شکل رقم (3) يوضح عدد الشعيرات في مقطع الخيط وعلاقته بالنمر

خيوط غزل الطرف المفتوح الرفيعة تحتاج ضروري لشعيرات رفيعة ودقيقة للميکرونير. والمشکلة هنا تکون أن الشعيرات ذات الدقة العالية الميکرونير غالباً ليست من الضروري أن تکون ناضجة. هذا يقودنا إلى مشکلة اللون. ومع ذلک يجب استبعادها. اليوم  في العالم کله يتطلب درجة عالية من قوة الخامة المستخدمة لغزلها وخاصة الخيوط الرفيعة المطلوبة في الإنتاج ، ومن هنا نستطيع أن نقول أن الشعيرات القصيرة تکون غالباً رفيعة ومطلوبة لغزل الطرف المفتوح. وهناک طرق أخرى أن يجري على هذه الشعيرات تمشيط حتى تکون رفيعة وسهلة الاستخدام وهذا طريق أخر.

تجارب شعيرات القطن نشير إلى منحنى توزيع أطوال الشعيرات وأيضاً دقة الشعيرات للتحسين لأن سير العمل وخصائصه يتوقف على خواص الشعيرات وبالتالي يؤثر على خواص وجودة الخيوط المنتجة بأسلوب الغزل ذو الطرف المفتوح. وتصبح جودة الخيوط المنتجة مرتبطة جوهرياً بطول الشعيرات وأيضاً متانة الخيوط ولذلک نجد أن اسلوب الغزل ذو الطرف المفتوح له حدود للغزل وخاصة في حالة إنتاج خيوط رفيعة والنواحي العملية والأبحاث والتجارب توضح ذلک.

درجة إرتباط زاوية البرم الفا (min) بسرعة الروتر وفونية السحب للشعيرات:

کمتغيرات تؤثر على خواص الخيوط المنتجة بأسلوب الغزل ذو الطرف المفتوح وتکون جوهرية هي الآتي:-

ـ علبة السحب  (Abzugsdusen) أو فونية السحب.

ـ قطر الروتر.

ـ سرعة الروتر.

ـ درجة الإلتواء والإلتفاف (Drallstopelemente)

ومع هذه المتغيرات الموجودة في الماکينة وهي تعتبر إمکانية کبيرة عن ما هو موجود في ماکينة الغزل الحلقي. وهذه المتغيرات تعتبر صعبة جداً وحساسة للتأثير على خواص الخيوط المنتجة بهذا الأسلوب من الغزل ، ويجب دائماً عمل توليفة مناسبة من هذه المتغيرات مع خواص الشعيرات وجودتها. فأسلوب الغزل الحلقي يتطلب مجال خاص (للف الخيط أو برم الخيط) وهو مرتبط مع بعضه بمتانة الخيط الناتج. ، وغالباً ما يستخدم التحسين مع هذا المصطلح (Drallstopelemente) للحصول على متانة عالية ومحتوى جيد للخيط ، ويجب أن نحصل (min- wertes) مثالية ومؤکدة. ونتحقق من الفا (min- wertes) وتصبح مناسبة للخيط.

والنتائج التي تم التوصل اليها تبين بوضوح عند ثبات سرعة الروتر ونمرة الخيط أن سرعة فونية السحب للخيط (Abzuggeschwindigkeit) تتصاعد. وبذلک تساعد على تقليل نسبة مقطوعات مع تقليل عدد برمات الخيط في المتر.

ويتأثر لف الخيط بمتانة الخيط. وقوة سحب الخيط مع وجود أماکن رفيعة أو ضعيفة في الخيط تساعد على انقطاع الخيط ، ونرى استمرار تقطع الخيط مع تغير الفا min   إحصائياً. ويجب أن يکون min مناسبة ومؤکدة مع تعداد التجارب على الماکينة.

الشکل (4) يعبر ويوضح المعنى والتأثير لقطر الروتر عند min-wert.

استخدام قطر صغير للروتر نحصل على نتائج min- عالية وعلى هذا يجب استخدام قطر صغير للروتر لنحصل على برمات عالية للخيط أو لفات عالية للشعيرات (الخيط).

ومع هذا نستطيع زيادة أو تصاعد لفات الخيط ، وأن استخدام قطر صغير للروتر تتماسک الشعيرات وتلف حول نفسها وتترابط مع بعض بقوة ، ومن هنا أيضاً نحصل على متانة عالية للخيط والعکس هکذا أن أقل min-     مع استخدام قطر روتر صغير للحصول على لفات عالية وهذا يعني أنه في مجال لفات الخيط من الناحية العملية يوجد علاقة بين سرعة الروتر وقطره. ونستنتج من ذلک أن قطر صغير للروتر نحصل على سرعة عالية للروتر وخاصة عند استخدام الغزل المساعد (فونية السحب) أو Drallstop خلال تأثيره في المجال الکلي لـ ألفا (min-wert).

وبخاصة عند استخدام قطر روتر 32 مم يوضح وتبين النتائج عند هذا القطر ومع استخدام (Drallstop) وباستخدام نفس المحتويات مثل قطر 35 مم وبدون استخدام سرعة 120.000 لفة/د مقابل 100.000 عند قطر روتر 35 مم ويتحقق الإنسان من العلاقة بين ألفا ((min wert والقليلة جداً مع اختلاف الروتر مع ثبات عوامل التغيير الأخرى للغزل. لنجد تغير في الدرجة (الزاوية) وصعودها. هذه الزاوية يجب أن تکون مثالية وغير فاقدة نسبياً ومرتبطة بطول الشعيرات للغزل وأيضاً قطر الروتر. ومن هنا نستطيع أيضاً أن نستنتج معادلة الخط المستقيم الثابت لمتانة وطول شعيرات الغزل کما هو موضح بالرسم ، وتصاعد هذا الخط المستقيم يرتبط بشدة بفونية السحب وهذا يساعدنا على معرفة مشاکل الغزل في هذا الأسلوب ويستخدم لبيان المتانة ومشاکل الماکينة عند استخدامها وتشغيلها. وبالإضافة إلى وضع (Drallstopelements) زيادة هنا ، الوضع يکون الخط المستقيم إلى أسفل قليلاً ونحصل على (     min-werten) قليلة بالإضافة إلى ذلک تتغير نسبياً min-     بالإرتباط ولا يوجد علاقة بين أو مع قطر الروتر.

الشکل (5) يوضح العلاقة بين النتائج وفونية السحب المختلفة التجهيز

وتوضح النتائج عند استخدام قطر روتر 35 مم وخيط نمرة 80 NM وهنا نجد الإختلاف في قطـر الروتر عند استخدام نمرة رفيعـة ، ولذلک النمرة الرفيعـة (80 NM) تم اختيارها لأن الخيوط الرفيعة تکون حساسة وخاصة عند استخدام فونية سحب ذات سطوح ومساحات متغيرة.

ومن الناحية الأخرى ينبغي أن تجرى التجربة خاصة على خيوط رفيعة حتى نحصل على نتائج مختلفة لمتانة الشعيرات المندمجة والملتوية مع بعض حتى نرى العلاقة بين فونية السحب وسطحها المختلف ، فنلاحظ أن السطح الناعم والسطح Kerben 4 يکون تقريباً الفرق 40 وهذا اختلاف کبير في محتوى الغزل ، والاختلاف الثاني يکون بين فونية السحب Abzugsduse المصنعة من الصلب والمصنعة من الخزف Kermik ، بجانب ذلک يلعب الأمان للمعة والشطف الجيد للسطح دورا کبيراً. وتوضح النتائج أن اختيار الإنسان العامل المساعد يکون مرتبط جداً من شعيرات الخامة المستخدمة وجودتها وأيضاً جودة الخيط الناتج.

وغالباً ما تهدد جودة الخيوط عند استخدام سطح خشن وسطوح أخرى ضارة بالشعيرات ، والخيوط الناتجة ، فعند استخدام سطح خشن يتلامس مع سطح الخيط الخارج وغالباً ما يخدش وينتج عن هذا الاستخدام تشعير بالخيوط وهذا دائماً غير مرغوب للخيوط الناتجة بأسلوب الغزل ذو الطرف المفتوح. ومن الواضح أيضاً أن شعيرات الخامة لها تأثيراً مباشراً على جودة الخيط الناتج ومتانة الخيط وشکل (5) يوضـح ويبين ذلک. ومن الناحية العمليـة مع استخدام خامـة (ج) وخيط نمرة (80 NM() للغزل ومن هذا نجد الاختلاف بين التجارب المستخدمة التأثير بين خواص الشعيرات المستخدمة المختلفة مع جودة الغزل الناتج ومتانته. وهذا عند استخدام خيوط نمرة 40 NM. أنظر الشکل (5).

شکل (6) يوضح العلاقة بين سرعة الروتر وعدد اللفات في الدقيقة

النتائج توضح أن أقل لفات خارج مجال الغزل من الناحية العملية بالإشارة إلى سرعة الروتر وقطر الروتر 32 مم تکون. وباستخدتم روتر 32 مم يکون أقصى حدود للفات عند 110.000 لفة/د. ومن ناحية أخرى توضح أيضاً النتائج النسبية للخيوط المتوسطة النمر (السمکية) فوائد عديدة للشعيرات الرفيعة (الميکرونير). قطن (C) يحتاج إلى اقل لفات( Garndrehung) . وقطني جيزة (B) بعد تصنيفه يکون أحسن في الخواص وبالرغم من ذلک يقودنا إلى غزل خيوط ليست جيدة بالمقارنة بالقطن (C). وقطن (c) ليس فقط شعيراته رفيعة ولکن أيضاً قصيرة في الطول. وبذلک نستنتج هذه المعرفة ، بأن محتوى وخواص الشعيرات مثل طول الشعيرة إلى قطر الروتر تتأثر بثبات متانة الخيوط ، وقطر صغير للروتر يتطلب شعيرات قصيرة. هذا التحليل لخواص الشعيرات بالنسبة لأسلوب غزل الطرف المفتوح تکون مهمة جداً عن الغزل الحلقي. فطول الشعيرات غير مهم بالنسبة لغزل الطرف المفتوح عن الغزل الحلقي ، ودقة الشعيرات (الميکرونير) ومتانة الشعيرات تکون بالنسبة لغزل الطرف المفتوح مهمة وتساعد في الحصول على خيوط متينة وعالية الجودة وعدم تقطع في الخيوط الناتجة وهذا له معاني کثيرة ومهمة للغزل. المشکلة هنا بالنسبة لهذا الأسلوب من الغزل هو عند إنتاج خيوط رفيعة (عالية النمر).

والشکل (7) يوضح العلاقة بين MIN-WERT    ونمر الخيوط

وتوضح النتائج أن الخيط الرفيع (النمرة العالية) ليست محتاجة فقط لفات عالية (min) ولکن أيضاً تحتاج الدوران المناسب ولکن أيضاً تحتاج الدوران المناسب والخاص والملائم لهذه النمرة عند غزلها. ولذلک النمرة الرفيعة تحتاج مثل ما تحتاج النمرة السميکة من لفات وربط بين الشعيرات min))  وهذا يکون في الجوهر صعب ، خيوط رفيعة مع    minقليلة مثل النمر السميکة للغزل. له معاني کثيرة ، فيستخدم عوامل مساعدة للغزل عند إنتاج نمر رفيعة لتطويرها وبذلک نحصل على متانة عالية للخيط ونتفادى المشاکل الصناعية الممکن حدوثها مثل تقطع الخيوط باستمرار ، لقلة ترابط الشعيرات بها وهذا يمکن استخدام هذه الخيوط الرفيعة في التريکو. لأن هذه الخيوط الرفيعة تکون مرنة وناعمة في الإنتاج نتيجة قلة اللفات الدورانية (min). فالخيوط الرفيعة ليست لها تأثير وعلاقةکبيرة بسرعة الروتر لأن أقل ((min أقل تکون للخيوط الرفيعة والسميکة عند 90.000 لفة/د لسرعة الروتر ، وبذلک يجب إعطاء سرعة مثلى للروتر تنعکس على إعطاء متانة للشعيرات وترابطهامع بعضها وتماسکها بقوة لإنتاج خيوط متينة. ومن هنا نستطيع أن نقول أن متانة الخيوط الناتجة غير متعلقة أو مرتبطة بنمر الخيوط وهذه المعرفة الجديدة تکون مهمة جداً للحياة العملية.