CENTRO NACIONAL TEXTIL REGIONAL ANTIOQUIA FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA MÓDULO INSTRUCCIONAL NÚMERO UNO Joaquín Antonio Galeano
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CENTRO NACIONAL TEXTILREGIONAL ANTIOQUIA
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
MÓDULO INSTRUCCIONAL NÚMERO UNO
Joaquín Antonio Galeano
HILANDERÍA I
1. ESQUEMAS DE LOS PROCESOS DE HILANDERÍA
Como introducción al proceso de Hilandería, el alumno debe diferenciar
flujogramas de los procesos de Hilatura de las fibras más utilizadas en
nuestro medio, como son el algodón y mezclas, lana y mezclas y el acrílico.
En caso de dudas le recomendamos remitirse al bloque modular de
Introducción a los Proceso Textiles, donde encontrará los respectivos
flujogramas.
2. NUMERACIÓN DE LOS HILOS
La numeración o titulación de los hilos en la industria textil, es utilizada como
forma de representar éstos convencionalmente, con el fin de clasificarlos,
compararlos, darles aplicabilidad y comercialización.
Existen dos grupos de titulación que son:
2.1 Grupo Directo
Es aquel que toma un peso variable, según el título y una longitud constante.
Para este grupo el título se define como la relación entre el peso y la longitud
para darnos una idea del grueso o peso del material.
Ejemplo: Un hilo 100 tex, significa:
Que 100 gramos son el peso de 1000 metros de dicho hilo.
Es directo porque a mayor titulo mayor grueso o peso.
Sistemas del Grupo Directo
Sistema Longitud Constante Peso StandardKilotex
Denier
Tex
Decitex
Militex
1.000 mts.
9.000 mts.
1.000 mts.
10.000 mts.
1’000.000 mts.
1 kilogramos
1 gramo
1 gramo
1 gramo
1 gramo
Conversión entre sistemas del Grupo Directo
♦ Se relacionan los 2 sistemas y sus unidades para hallar un valor
constante.
♦ De la igualdad, se despeja la incógnita y se resuelve el
problema.
Ejemplo: convertir un 99 Denier a tex:
Utilizando el anterior procedimiento, se convierten títulos de un
sistema a otro del mismo grupo.
2.2 Grupo Indirecto
Es aquel que toma un peso constante y una longitud standard, que se
convierte en variable según el título o número.
En este grupo se define el título como la relación entre la longitud y el peso
para obtener una idea del grueso del material.
119
99
9
DenierTex
9mts 000.1
gramo 1
gramo 1
mts 000.9
Tex
Denier
===
=×=
Ejemplo: Un hilo 20 Ne, significa que:
20 madejas de 840 yardas cada una pesan 1 libra inglesa.
Es indirecto porque a mayor título menor grueso o peso del material.
Sistemas del Grupo Indirecto
Sistema Peso Constante Longitud Standard* Número inglés para
algodón (Ne)
1 libra inglesa 1 madeja = 840 yds
* Número inglés para
lana peinada (Wo)
1 libra inglesa 1 madeja = 560 yds
* Número inglés para
lana cardada (Wn)
1 libra inglesa 1 madeja = 256 yds
* Número Métrico (Nm) 1 gramo 1 metro
Interpretación:
Ejemplo: hilo 15 Ne:
Significa que 15 madejas de 840 yds cada una pesan 1 libra inglesa.
Ejemplo: hilo 12 Wn:
Significa que 12 madejas de 256 yds cada una pesan 1 libra inglesa, etc.
CONVERSIÓN ENTRE SISTEMAS DEL GRUPO INDIRECTO
Se relacionan los 2 sistemas y sus unidades para hallar un valor
constante.
♦ De la igualdad se despeja la incógnita y se resuelve el problema
Ejemplo: convertir un hilo 20 Ne a Wo
De esta manera se convierte de un sistema a otro del grupo
indirecto, aunque teniendo en cuenta, si es necesario la conversión
de unidades.
CONVERSIÓN ENTRE SISTEMAS DE LOS DOS GRUPOS
♦ Se multiplican los sistemas y sus unidades (iguales) para hallar
un valor constante.
♦ De la igualdad se despeja la incógnita y se resuelve el
problema.
Ejemplo: convertir un hilo 20 Nm a tex.
Ejemplo: 20 Ne a Denier (td).
33. 135.1
20
5.1
NeWo
5. 1 yds560
yds840
Wo
Ne
===
==
5020
000.1
Nm
000.1tex
000.1gramo 1
metros 000.1
metro 1
gramo 1texNm
===
=×=•
86.26520
24.5317Td
29.5317gramo 1
mt 000.9
mts 76.767
gramos 6.453TdNe
==
=×=•
Los sistemas de Numeración o titulación analizados, tienen diferentes
aplicaciones. El Ne (ó cc) o título inglés, se emplea para los productos del
proceso de hilatura del algodón.
El Wo (Worsted) para los productos del proceso de lana peinada.
El Wn ( woollen ) para los productos del proceso de lana cardada.
El Nm (número métrico) sistema internacional.
Los sistemas del grupo directo tienen su mayor aplicación en el campo de las
fibras e hilos sintéticos.
EJERCICIOS DE APLICACIÓN
Para ejercicios prácticos nos apoyaremos en las siguientes fórmulas:
Esta fórmula se utiliza para ejercicios con sistemas del grupo indirecto.
Ejemplo: Una bobina con hilo 20Ne pesa 500 gramos. ¿Cuántos metros de
hilo contiene la bobina? La bobina vacía pesa 100 gramos.
Aplicamos la fórmula:
muestra de pesoPM
muestra de longitudLM
constante pesoPc
títuloT
PM
LM
Ls
PcT )a
===
=
×=
gramos 400 gramos 100 - gramos 500hilo del
neto Peso==
Esta fórmula se utiliza para ejercicios con sistemas del grupo directo.
Ejemplo: Una bobina con hilo pesa 500 gramos y posee 13540 mts de hilo.
Si el tubo vacio pesa 100 gramos, hallar el título tex y Ne del hilo.
FÓRMULAS PARA CONVERSIONES
Ktex Tex Td Dtex mtex Ne Wo Wn NmKtex Tex/1000 Td/9000 Dtex /
10000
0.59/
Ne
1/Nm
Tex Ktex•1000 Td/9 Dtex/10 590.5/
Ne
10000/
NmTd Ktex•9000 Tex•9 dtex•
0.9
5315/
Ne
9000/
NmDtex
Ktex•10000
tex•10 Td/0.9 5905/
Ne
10000/
Nm
muestra la de LongitudLM
muestra la de PesoPM
standard PesoPs
constante LongitudLc
LM
PM
Ps
LcT )b
==
==
×=
hilo de mts 540.13LM
6.453
400mts 76.76720LM
gramos 400
LM
mts 76.767
gramos 6.453Ne
=
××=
×=
33850
gramos 13540
mts 400
gramo 1
mts 1000
=
×=×=
Tex
LM
PM
Ps
LcTex
MtexNe 0.59/ktex 590/
Tex
5315/
Td
5905/
Dtex
Nm•
0.59WoWnNm 1/Ktex 1000/
Tex
9000/
Td
10000/
Dtex
Ne•
1.69
Manejo de la Tabla:
Si va a convertir ejemplo un Ne a Nm, encuentra el punto de intersección de
los dos sistemas, entonces:
Ne = Nm • 0.59
Como ejercicio, complementar la tabla con las igualdades faltantes.
Nomenclaturas Grupo Indirecto
Los hilos sencillos (de 1 cabo) en el grupo indirecto, se representan así:
Ejemplo: 20/1 Ne (cc).
Significa 1 cabo titulo 20 número inglés para algodón. El cc, viene de
cotton count.
Si dos o más hilos son unidos con torsión contraria a los hilos
individuales, entonces se obtiene los retorcidos en el grupo indirecto.
Ejemplo: 2 hilos 20/1 Ne son retorcidos, el resultante será 20/2,
equivalente a aproximadamente 10 Ne, ya que debido a la torsión hay
contracción, lo que daría un hilo menor (título).
Ejemplo: 3 hilos 30/1 Ne se retuercen. El resultante será
aproximadamente 10 Ne.
Cuando se retuercen hilos de 2 o mas cabos de diferente título (poco
usual) el título resultante será:
Ejemplo: se retuercen hilo 20, 25 y 30 Ne, entonces:
Nomenclaturas Grupo Directo
Los hilos sencillos (de 1 cabo) en el grupo directo, se representan con el
número simple.
Ejemplo: 100 tex, 20 Td
Cuando se trata de mas de 2 hilos retorcidos de igual o diferente título
simplemente se suman los títulos individuales.
Ejemplo: se retuercen 2 hilos 80 Td, entonces el resultante sería 2 x 80 =
160 Td. Ejemplo: se retuercen 3 hilos tex 100, 80 y 90, el título
resultante será: 270 tex.
3. MEZCLA, ALIMENTACIÓN, APERTURA Y LIMPIEZA DEL ALGODÓN
3.1. Reclasificación y Mezclado de las Pacas
(aprox.) Ne 13.8123.0
1T 123.0
T
1
123.0300
37
300
101215
30
1
25
1
20
1
T
1
T
1.............
T
1
T
1
T
1
T
1
RR
R
n321R
===
==++=++=
++=
Cuando el algodón ha sido clasificado convencionalmente, una vez llega a la
hilandería es necesario reclasificarlo antes de alimentarlo al proceso. La
reclasificación tiene como objetivo fundamental conocer el grado y
compararlo con el grado asignado por el comercializador. Adicionalmente al
color, % de impurezas y grado de preparación, se le determina la longitud de
fibra, fineza y otras características físicas que posibilitan realizar la mezcla de
las pacas de manera racional para un producto determinado “Hilaza”.
El proceso anterior de clasificación es de todas maneras subjetivo, lento y no
produce toda la información necesaria para efectuar mezclas ideales,
trayendo como consecuencia una calidad variable, desaprovechamiento
tecnológico y elevados costos.
Hoy en día el algodón es clasificado con el sistema HVI en el sitio de
producción de la fibra, permitiendo conocer todas las características de la
fibra de manera rápida y confiable.
La información generada es suministrada a la Hilandería antes de que llegue
la fibra. Esto posibilita planificar las mezclas sin necesidad de reclasificar,
optimizando costos por correcta aplicación.
Por ejemplo una hilandería que utiliza algodón clasificado convencionalmente
necesitará fibra de mejores características físicas (más costoso) para una
calidad dada y lo más grave es que esa calidad será variable. Cuando se
conocen todas las características, es posible combinarlas y aprovecharlas
mejor garantizando estabilidad en la calidad. Esto conduce a una mayor
racionalización y por ende menores costos.
El mezclar correctamente el algodón es toda una ciencia que implica
conocimiento profundo de cada una de las características y propiedades
físicas de la fibra, su incidencia en las características y propiedades del hilo
resultante, los diferentes equipos utilizados, sus ajustes y demás variables
técnicas.
De todas maneras y a pesar de lo complejo del tema me atrevo a sugerir
algunos lineamientos generales a tener en cuenta para el mezclado de las
fibras de algodón.
Consideraciones Generales en cuanto a la Fibra
• No mezclar con una diferencia de color de más de 2 grados consecutivos
en la misma escala de los blancos, de lo contrario se tendrán problemas
de diferencia de tonalidad en el hilo y en la tela teñida.
• No mezclar algodones con una diferencia en longitud de fibra efectiva
mayor a 1/8 de pulgada. El hacerlo dificultaría optimizar los
ecartamientos en las zonas de estiraje, produciendosen hilos irregulares
con menor resistencia y más imperfecciónes.
• Mezclar algodones con grandes diferencias en la uniformidad de la
longitud de fibra, ocasionaría dificultades para controlar las fibras flotantes
y un incremento en el noil de peinadoras.
• Algodones desuniformes en longitud por debajo del 79%, poseen un alto
% de fibras cortas, superior al 10% y ocasionarían hilos peludos,
irregulares y con imperfecciones, mayor desperdicio en la hilatura, menor
resistencia y mayor dificultad para hilar (mayor cantidad de revientes).
• Micronaire alto y bajo ofrecen aplicación limitada. Micronaire menor de
3.5 pueden ser fibras inmaduras, lo que ocasionaría incremento en los
Neps, revientes, teñido irregular y presencia de punticos blancos en la
tela.
Micronaire alto superior a 4.9 también ocasiona un irregular teñido,
manchitas blancas y pocas fibras en la sección transversal de los hilos
finos, dando mayor irregularidad. El rango ideal en Micronaire para hilos
finos y telas especiales es de 3.7 a 4.2.
• Las fibras maduras poseen mayor resistencia. Fibras inmaduras y
muertas ocasionan problemas en la hilatura como entorchado, Neps,
revientes. En la tela teñida producen manchitas blancas, barrado y
desmontaje del color.
• Hilos finos y resistentes, requieren de fibras resistentes. Para hilos
superiores al 30 Ne, se requieren fibras con mas de 27 gramos-fuerza /
tex.
• Se puden mezclar fibras con diferente resistencia, siempre y cuando al
calcular la Resistencia final del hilo, esta no se afecte.
Una buena resistencia es una de las propiedades mas deseables en
general de los hilos, las características de fibra que mas la efactan son:
Prioridad de importancia del efecto de las propiedades de la fibra en la resistencia
del hilo según sistema de Hilatura.
Anillos Rotor Airjet FricciónLongitud Resistencia Longitud Resistencia
Unif. Long Micronaire Unif. Long MicronaireResistencia Longitud Micronaire LongitudMicronaire Unif. Long Resistencia Unif. Long
Factores importantes que afectan la calidad de los hilos.
- Propiedades de las fibras.
- Título del hilo y torsiones.
- Niveles de mezclado de la fibra.
- Maquinaria utilizada.
- Ajustes y balances.
- Sistemas de Hilatura.
Consideraciones Importantes en Cuanto al Proceso.
• Previa a la alimentación, las pacas deben ser acondicionadas en la sala
de apertura y limpieza a una humedad Relativa del 65% y una
temperatura de 21º C.
• Las pacas deben estar libres de óxido, grasas, etc. (Pescar los lados).
• La línea de pacas para la alimentación automática debe hacerse del
mayor número posible de estas y con un orden de colocación definido en
la línea según el plano de mezclado.
• El alimentador automático debe realizar su trabajo de manera dosificada,
es decir, alimentar porciones adecuadas para evitar paros prolongados
por llenado rápido de las cámaras de mezclado. Esto para dosificar la
limpieza.
• Una línea de apertura y limpieza debe poseer al menos una sección
mezcladora intermedia conformada por varias cámaras de reserva.
• Si en la sala de apertura y limpieza existe puerta que comunica con el
exterior, esta debe mantenerse cerrada ya que desacondiciona el salón.
• Debe existir un control riguroso de las eficiencias de limpieza de cada uno
de los equipos, evitando pérdida de fibras buenas y posibles daños a
estas.
• Cada vez que se cambie de mezcla, deberán vaciarsen los equipos con el
fin de evitar revolturas.
3.2. Alimentación, Apertura y Limpieza
El proceso de apertura y limpieza del algodón es realizado por los diferentes
equipos intermedios, localizados entre la alimentación de las pacas y la
entrada a las cardas. El tipo y número de equipos intermedios utilizados en
una línea, dependen del grado de suciedad del algodón procesado y del
criterio técnico de la empresa.
Para la apertura y limpieza del algodón se han venido utilizando diferentes
principios, representados en diferentes tecnologías que han sido sometidas a
revaluaciones con el fin de obtener mayores eficiencias de limpieza con
menor daño a la fibra.
Objetivos de la Apertura y Limpieza
• Abrir los copos de algodón hasta dejarlos en porciones muy pequeñas.
• Limpiar el algodón de todo tipo de impurezas con la menor pérdida
posible de fibras buenas.
• Mejorar el grado de mezclado.
• Regular la alimentación para los procesos siguientes:
Para cumplir con estos objetivos se han utilizado los siguientes principios
o sistemas de limpieza.
a. Batanado de las fibras con retención de éstas.
En este sistema la masa de fibras es pinzada por un par de cilindros a
presión o la combinación de cilindro y pedales, los cuales exponen la
masa de fibras a la acción de un batidor el cual por su gran velocidad
penetra sobre ellas o las golpea violentamente para lanzarlas hacia
delante a una corriente de aire creada por un ventilador y exponerlas
sobre unas rejillas ajustables que permiten la salida de las impurezas
más pesadas.
Este sistema ha sido utilizado en los equipos iniciales y fue
considerado un sistema eficiente de Limpieza pero prácticamente ha
entrado en obsolecencia debido al mal trato ocasionado a la fibra y a
la consecuente pérdida de resistencia y rotura de éstas.
El batidor utilizado puede ser de reglas de acero, brazos con púas
(cardador) y tipo buckley (platinas colocadas periféricamente a lo
ancho del cilindro).
b. Apertura y Limpieza de las Fibras por Batanado sin retención.
Batidores golpean las fibras que circulan con aire, exponiéndolas a la
acción de rejillas para la extracción de las impurezas mas pesadas.
Este sistema es empleado en el Axi-flo y Escalonados.
c. Apertura y Limpieza por Manejo de Corrientes de Aire.
El aire que circula con las fibras es acelerado por reducción de la
sección transversal del conducto, que ocasiona una mayor presión de
este, exponiéndolas a una especie de trampa o ranura para que las
impurezas más pesadas salgan por gravedad. Este principio es
utilizado en el Super Jet de la Lummus y el Separomat Asta de la
Thutzschler.
d. Apertura y Limpieza de las Fibras Realizada por la Acción de
Cilindros que van Peinando las Fibras y Exponiéndolas a la
Acción de Cuchillas y Toberas Neumáticas para la Extracción de
Impurezas.
Estos cilindros poseen una velocidad superficial cada vez mayor con
el fin de estirar e ir abriendo la masa de fibras para la respectiva
limpieza. Este sistema es considerado eficiente y proporciona un
buen trato a las fibras. Un ejemplo lo podemos observar en el equipo
limpiador Cleanomat CVT4 de la Thutzschler.
ANÁLISIS DE UNA LÍNEA DE APERTURA Y LIMPIEZA PARA ALGODÓN
En la gráfica uno (3a) página siguiente podemos observar una línea de
apertura, limpieza y cardado de la Trutzschler.
La mezcla esta conformada por 42 pacas alimentadas en proporciones
iguales de los grados de algodón Strict Middling, Middling Plus y Middling.
En la figura se pueden observar un Blendomat BDT 019,un condensador,un
AXI FLO, una Multimezcladora, un separador de partículas pesadas ASTA,
un limpiador LVSA , un limpiador RST y un desenpolvador.
Se puede observar una sala de cardas DK 760 con FBK.
La capacidad de producción de esta línea es cerca de 2 toneladas/hora.
( La figura 3b corresponde a una foto de una sala de apertura y limpieza
automática de la trutzschler, mostrando un blendomat BDT 020 )
Alimentación
Hecha por un equipo programado para alimentar porciones iguales de cada
paca, obteniéndose un primer mezclado en el proceso.
El equipo en referencia (Fig. 3c) corresponde al Blendomat, el cual se
desplaza sobre unos rieles a lo largo de la línea de pacas a una velocidad de
aproximadamente10 metros por minuto. Unos cilindros de discos dentados
rotan sobre las pacas para ir alimentando las fibras hacia su interior para que
por succión sean transportadas a un ducto central para iniciar el recorrido por
los diferentes equipos intermedios de Apertura y Limpieza.
El tubo telescópico le permite al bastidor móvil desplazarse verticalmente
sobre las pacas. La penetración sobre las pacas es programable y puede
ser de 3, 4, 5 o más milímetros cada vez que termine un ciclo de
alimentación (1 recorrido).
Los copos de fibras inician su viaje por corrientes de aire a través de los
ductos. El aire y las fibras chocan contra una trampa magnética para que las
posibles partículas metálicas queden atrapadas en un imán de alto poder.
La primera estación de recepción del material es un condensador cuyo
objetivo principal es suministrar aire para transportar la fibra a través de
ductos de aproximadamente 12 pulgadas y recibirlo (el aire con las fibras)
sobre un tambor perforado (jaula), separando el aire de las fibras, para que
estas sigan a la siguiente máquina. Entre tanto el aire cargado de impurezas
es aspirado a un sistema de filtrado para separarle las impurezas.
EL CONDENSADOR
En la figura (3d )se puede observar el condensador LVS de la Trutzschler.
Un ventilador construído en la parte superior produce una corriente de aire
de 1.800 pies cúbicos por minuto. La jaula gira a aproximadamente 60
revoluciones por minuto. Un cilindro ubicado en la parte inferior del
condensador, desprende las fibras y las lanza a una cámara de reserva.
AXI – FLO
En este equipo el aire con el algodón llega al punto de intersección de 2
cilindros con dedos metálicos en su periferia, que giran a aproximadamente
unas 600 RPM para que sea abierto el material y luego pasado alrededor de
unas rejillas ubicadas en la parte inferior que permite la salida de las
impurezas. Cada batidor posee su propia rejilla ajustable para variar el % de
desperdicio extraído. Una mayor extracción de impurezas se consigue por
una separación mayor de la rejilla respecto a trayectoria del batidor.
( fig 3e axi flo )
En la medida que el algodón es lanzado a la máquina, su trayectoria es
controlada de tal manera que el material inmediatamente cae a la acción de
los dedos metálicos en movimiento. En este punto, éste esta sujeto a una
alta acción de apertura antes de que sea pasado sobre la superficie de las
rejillas colocadas debajo de los batidores.
El material, luego de pasar sobre la total longitud de las rejillas debajo del
cilindro B, es lanzado hacia arriba (parte superior de la máquina) donde es
dirigido por una guía ajustable D y devuelto otra vez al área donde se
encuentran los dedos de los cilindros. Entretanto el material que pasa por
las rejillas debajo del cilindro A, es dirigido por una guía ajustable C al área
de encuentro de los dedos. Los pequeños manojos de fibras son
rápidamente extraídos de la máquina.
Los copos más grandes de fibras (sin abrir) son rotados alrededor de los
cilindros y golpeados hasta que estén lo suficientemente abiertos, para luego
ser extraídos por el aire.
Este equipo es considerado un buen limpiador y presenta una capacidad de
producción importante.
ASTA
El separador aerodinámico Separomat Asta, se emplea para separar
impurezas mas pesadas, utilizando el principio de exposición de las fibras
que viajan con el aire a una especie de trampa o vacío, en donde por acción
de la gravedad, las impurezas mas pesadas se precipitan. El aire es lo
suficientemente fuerte (presión) para arrastrar a las fibras que son más
livianas, las impurezas por acción de su peso se precipitan para ser
eliminadas.
( Fig 3f separador de partÍculas pesadas ASTA )
MULTIMEZCLADORA MCM CON LIMPIADORA CLEANOMAT CVT4
Este tren de mezclado y limpieza de la Trutzschler cumple 2 funciones
importantes:
La mezcladora compuesta de 6 cámaras cumple un objetivo de mezclado
muy esencial y que debe existir en una línea de apertura y limpieza.
El flujo de aire con el material alimenta al sistema de izquierda a derecha; en
cada cámara una compuerta que se abre permite el llenado de las tolvas
hasta un nivel determinado. Existe un control de volumen o de llenado con el
fin de mantener un nivel de carga mas o menos constante.
En la parte inferior de cada cámara, el material es extraído por unos cilindros
que lo van orientando a una banda o conveyor, la cual por giro hacia delante
va conformando un sandwich y de esta manera un excelente mezclado de
las fibras. Unas bandas llevan el material a la segunda etapa o fase de
limpieza.
( Figura g multimezcladora MCM con limpiadora CLEANOMATIC CVT 4)
En la limpiadora ilustrada en la figura anterior, la alimentación es hecha por
cilindros a un tren de 4 cilindros de aproximadamente 250 milímetros de
diámetros y dispuestos de la siguiente manera.
El primer cilindro es de clavijas, con menor densidad o número de estas por
unidad de área y que gira a 1120 RPM (velocidad de 879.6 mts/minuto).
El segundo también de clavijas y con mayor densidad gira a 1800 RPM
(1413.7 mts/minuto). Entre el primero y segundo se da una muy buena
acción de apertura debido al estiraje entre estos, de 1.6.
El tercero y cuarto son de guarnición tipo diente de sierra. El tercero posee
menor densidad de púas que el cuarto, gira a 2344 RPM (1841 mts por
minuto). Entre el segundo y tercero hay un estiraje de 1.3, también hay
buena acción de apertura.
El cuarto gira a 3584 RPM (2815 mts/minuto), entre el tercero y cuarto hay
un estiraje de 1.53. El estiraje total de 3.18 permite una excelente
disgregación de las fibras para posterior limpieza. La extracción de las
impurezas vegetales se efectúa con las cuchillas separadoras donde se
aspira directamente para la evacuación de las impurezas. Unos elementos
cardantes mejoran la disgregación gradual de las fibras. Los cilindros como
puede observarse en la figura giran en diferente sentido.
CENTTRO NACIONAL TEXTILREGIONAL ANTIOQUIA
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
MÓDULO INSTRUCCIONAL NÚMERO DOS
Joaquín Antonio Galeano
1. PROCESO DE CARDADO
Introducción
El proceso de Cardado es considerado como uno de los más importantes y
requiere, por lo tanto, de mucha técnica y conocimiento para que se lleven a
cabo sus cometidos en forma apropiada. Un producto defectuoso
proveniente del Cardado es muy difícil que pueda ser corregido en procesos
posteriores, de allí que dicho proceso se considere fundamental y básico
para la calidad del hilo.
Objetivos
1. Continuar la limpieza del algodón, removiendo impurezas, motas, Neps y
fibras cortas del material abierto.
2. Desenredar los copos de fibras, es decir individualizarlas.
3. Condensar las fibras en forma de velo y luego formar la cinta.
4. Producir una cinta que sea uniforme y que tenga un determinado peso /
unidad de longitud.
Funcionamiento de la Carda (Ver figura 1b)
El material que proviene de los equipos de apertura y limpieza intermedio,
llega a la cámara de alimentación de la carda o alimentación directa. El
material es transportado por acción del aire y lanzado al interior de la
cámara. En algunos sistemas la cámara es hueca y en la parte superior de
ésta hay una celda foto eléctrica que regula el nivel de carga y a la vez
contribuye a que la alimentación a la carda se mantenga mas o menos
uniforme. Otros sistemas mas modernos poseen una cámara superior y otra
inferior; en el punto intermedio de las 2 cámaras se produce una acción de
apertura fina, dada por un cilindro de púas, y existiendo además un control
de la alimentación.
El material es extraído de la cámara por cilindros y desplazado a través de la
placa de alimentación, luego es tomado por el cilindro Alimentador que lo
presenta a la acción de apertura y limpieza de las púas del Licker-in o
Abridor. Debajo de este hay unos dispositivos de limpieza, que pueden ser
cuchillas desmotadoras con sistemas de aspiración y segmentos cardadores,
que por ajuste con el Licker-in eliminan las impurezas mas pesadas.
Por medio de una acción transportadora efectuada por el Cilindro Principal,
las fibras son llevadas hacia la parte superior de éste, allí son cardadas por
los Chapones que eliminan fibras cortas y algunas impurezas para
desenredar las restantes que siguen la trayectoria de las púas del Cilindro
Principal.
Estas últimas fibras son tomadas en gran parte por la acción condensadora
del Doffer para la formación del velo. Este velo es desprendido más tarde
por un Cilindro Descargador y condensado y calandrado después a través de
una trompeta y un par de Cilindros Calandradores respectivamente, que lo
convierten en una cinta.
Esta cinta es llevada hacia la parte superior del “Coiler”, en donde pasa a
través de una Trompetilla y otro par de cilindros pequeños (Calandrines) que
le imprimen sus características finales de cohesión, uniformidad y con un
peso/unidad de longitud determinado. Finalmente esta cinta es depositada
en forma de espiral dentro de un Tarro.
( Fig 1b funcionamiento de la carda )
Secciones de una Carda
desde el punto de vista de un carda moderna, la podemos dividir en las
siguientes secciones con fines de analizarlas:
Sistema de alimentación directa, sección de apertura y limpieza de
impurezas más pesadas, zona del cardado, sección condensadora del velo,
sección desprendedora y formación de la cinta, sistema de coiler o devanado
y sistemas de extracción de impurezas.
Sistema de Alimentación Directa
En este sistema según figura, los copos de fibras con aire llegan a la cámara
superior. El aire busca salida a través de las perforaciones, permitiéndole a
las fibras seguir la trayectoria del cilindro alimentador, que las orientan a la
acción de un batidor que golpea suavemente las fibras con unas púas
metálicas para proporcionar un buen efecto de apertura a estas y dirigirlas a
la cámara inferior, donde nuevamente el aire es expulsado a través de
perforaciones. El material es evacuado de la cámara inferior por unos
cilindros inferiores que lo hacen deslizar sobre la placa o mesa de
alimentación.
Mediante la alimentación regulada de los copos de fibras y la constante
acción de la corriente de aire, la columna de material en el silo de
alimentación se rellena de acuerdo con la salida y se compacta
regularmente.
La constate corriente de aire produce en el silo de alimentación una
sobrepresión que actúa sobre el transductor de presiones electrónico y que
se escapa a través de los peines de salida del aire de compactación al
extremo del silo de alimentación.
El aire saliente de los peines de salida del aire de compactación es
reconducIdo al ventilador por medio de los orificios de las cajas de retorno
del aire y mediante conductos de tubo flexible. Por consiguiente, ningún aire
de compactación puede entrar en la sala. Partículas de cápsulas se
depositan a la vez en las cajas de retorno del aire debajo de los peines de
salida del aire de compactación.
( Sistema de alimentación directa a la carda fig 1c )
Modo de trabajo y funciones de la regulación electrónica de
alimentación BER.
Por intermedio de un motorreductor de corriente continua accionando el
cilindro alimentador, el silo de alimentación del alimentador de copos FBK
está alimentado de forma continua con material. Es la función de la
regulación electrónica de alimentación BER regular a la vez el flujo de
material al silo de alimentación adaptando el número de revoluciones del
cilindro alimentador de acuerdo con la producción de la carda.
Para adaptar el número de revoluciones del cilindro alimentador de acuerdo
con la producción, la regulación de alimentación recibe una señal tacométrica
del accionamiento de alimentación de la carda así como una señal de
presión del silo de alimentación del alimentador de copos FBK para una
corrección adicional. El número de revoluciones del cilindro alimentador se
adapta linealmente a la producción de la carda con una corrección por
intermedio de la presión en el silo de alimentación de ± 30%.
Sección de Apertura y Limpieza
En este punto la masa de fibras que es alimentada por un cilindro que gira a
baja velocidad, le presenta en forma controlada (pinzada) las fibras a la
trayectoria de las púas (tipo diente de sierra) del Lickern-in que gira a alta
velocidad, penetrando sobre ellas, peinándolas y cambiándoles la trayectoria
para ser enviadas a la parte inferior. En este punto se ocasiona una acción
importante de apertura y limpieza, ya que unas cuchillas desmotadoras con
sistemas de aspiración y segmentos de cardado contribuyen a abrir los
copos de fibras y permitir la salida de las impurezas mas pesadas (motas,
tabaquillo, impurezas vegetales, etc.).
La modificación de la cantidad de desperdicios segregada en el preabridor,
siempre ha sido muy difícil y ha exigido mucho tiempo. Por esta razón,
muchas veces no se realizaba una adaptación a la materia prima, necesaria
desde el punto de vista tecnológico. En la práctica esto significaba muy altas
cantidades de desperdicios y, con ello, un mal aprovechamiento de la
materia prima.
En la Carda de Alta Producción DK 760 este ajuste se efectúa sin
herramienta en pocos segundos. Delante de las cuchillas desmotadoras
están montados álabes guías, la cuchilla subsiguiente es afluida más bien
debajo de la punta de la cuchilla, es decir al cerrar los álabes, el desperdicio
segregado se reduce. Cuando se procesan fibras químicas, los álabes guías
cerrados impiden una pérdida de fibras en la zona del preabridor.
A opción, la Carda de Alta Producción DK 760 puede ser equipada con
álabes guías, ajustables por motor. En este caso, la regulación se efectúa a
través del pupitre de mando del CARDCOMMANDER. Esta solución llega a
ser sumamente eficiente en el momento de utilizar las cardas de un modo
muy flexible.
El ajuste óptimo de los álabes guías, comprobado para cada mezcla de
algodón, se entra en una de las memorias de datos teóricos, junto con los
otros datos que se refieren al material. Al llamar el programa respectivo, este
ajuste se reproduce de forma automática.
No es preciso desconectar la carda para ajustar los álabes guías. Mientras
que el ajuste por motor se lleva a cabo durante el funcionamiento, la carda
se debe desconectar brevemente para el ajuste manual.
( Fig 1d sección de apertura y limpieza )
ACCIONES Y PRINCIPIOS DEL CARDADO. ( Fig 1e )
Acción de Alimentación y Transporte
El cilindro de alimentación y la mesa pinzan los manojos de fibras durante la
acción de peinado y apertura realizada por el Licker-in.
Para hacer lo anterior con el menor daño de fibras, las dimensiones de la
nariz de la placa de alimentación son muy importantes y deben ser
dispuestas de acuerdo a la longitud de fibra procesada.
Para fibras cortas se trabaja una nariz redondeada con una superficie frontal
corta. Ver fig (a). Para algodones de longitud media y fibras sintéticas hasta
1 9/16 de pulgadas, se usa una nariz redondeada y una superficie frontal
larga. Fig (b).
Para fibras largas una nariz con los extremos agudos y una superficie frontal
más larga.
Cuando se utiliza sistema de alimentación directa al cardado, especialmente
con doble chute y batidor incorporado, la cantidad de fibras individuales es
mayor, debido a una mejor apertura.
Otro factor importante es la forma de la guarnición del Licker-in. La misión
es mantener los mangos de fibras sobre la superficie de la guarnición y al
mismo tiempo permitir una buena recepción por la guarnición del gran
cilindro.
Una guarnición con ángulo agudo tendría la tendencia a cargas debido a que
las fibras que están venciendo la fricción metal-fibra, resbalarían al fondo del
cliente. Por lo tanto, para fibras cortas el ángulo de la pendiente está entre
80 – 85 grados, para mezclas y fibras sintéticas es 90. Para fibras sintéticas
mas largas se usa un ángulo negativo de 10 grados.
La figura 5 demuestra que a mayor longitud de fibras un menor ángulo de la
pendiente trasera de la guarnición del Licker-in es requerido para permitir la
transferencia de las fibras a la guarnición del gran cilindro.
Para mantener las fibras sobre la superficie de la guarnición y ayudar la
transferencia de las fibras al gran cilindro, son las principales razones a tener
90 grados o quizás guarniciones con ángulos de pendientes negativos.
Transferencia de la fibra por la acción descargadora desde el Licker-in
al Gran cilindro. ( Fig 1f )
La velocidad superficial del gran cilindro debe ser cerca de 1.8 a 2 veces
mayor que la del Licker-in. Cuando la diferencia en velocidades superficiales
disminuyen, mas y mas mangos de fibras aparecerán sobre la superficie del
gran cilindro en vez de fibras individuales.
Debido a lo anterior, a la distancia entre los 2 cilindros (0.007’’) y la acción de
la punta de la guarnición del gran cilindro contra espalda de la guarnición del
Licker-in, se da el transporte o traspaso de las fibras de la superficie del
Licker-in a la superficie del Gran cilindro.
Acción del Cardado
Realizada entre el gran cilindro y los chapones. Los manojos de fibras
transportados por la guarnición del gran cilindro son lanzados contra la
guarnición de los chapones, aunque siendo parcialmente rotados y halados
por el gran cilindro que se mueve a alta velocidad, según figura 1g
( fig 1g )
En la medida que los manojos de fibras son forzados dentro del espacio
entre el gran cilindro y chapones, las fuerzas de compresión resultante
empujan las fibras contra las púas del revestimiento. Debido a que los
chapones se encuentran prácticamente estacionarios si los comparamos con
la superficie del gran cilindro que se mueve a lata velocidad, el factor de
carga de la fuerza de compresión contra los chapones, es mayor que aquella
contra el gran cilindro, la cual debido a su velocidad presenta una superficie
más grande para la misma fuerza de compresión. De acuerdo a cálculos de
Kauman, la fuerza de compresión contra el cilindro actúa sobre una
superficie 6 veces más grande como se comparó con la superficie de los
chapones.
El tamaño de los manojos de fibras, disminuyen rápidamente, practicamente
todos los manojos son abiertos por el 5º o 6º chapón. Al mismo tiempo, los
chapones se cargan totalmente. Sin embargo en la medida que continuarán
su viaje hacia delante estos todavía actúan como un filtro dentro del cual
impurezas y polvo fino lanzado por el gran cilindro es depositado.
De lo precedente , es evidente que las condiciones del cardado mejorarán
cuando un material bien preparado y abierto llegan al gran cilindro. En
adición a la propia velocidad del Licker-in, la aplicación del denominado
cilindro preabridor encima del Licker-in o el montaje de chapones
estacionarios en la parte trasera de los chapones móviles ayudará a mejorar
la acción de apertura. A cambio de manojos de diferentes tamaños, fibras
individuales llegarán y cubrirán uniformemente la superficie del cilindro.
La acción del cardado se debe a lo anterior y adicionalmente hay una acción
de punto contra punto de las 2 guarniciones y la distancia entre ellas es muy
cercana, dependiendo el tipo de fibra (0.010 pulg) para algodón.
La fibra corta e impurezas denominada “chapón” es evacuada por la parte
trasera de los chapones, si estos giran hacia atrás y si giran hacia delante en
la parte delantera. En ambos casos hay cardado.
Acción de Condensado
Las fibras provenientes de la superficie del gran cilindro son capturados por
la guarnición del doffer. El extremo trasero de la fibras que permanece en la
guarnición del gran cilindro es girada alrededor, enderezada y peinada por el
cilindro que se mueve a mayor velocidad. Como resultado, la mayoría de las
fibras en el velo tendrán ganchos traseros.
Transferencia de las fibras del gran cilindro al doffer
por la acción condensadora. ( Fig 1h )
la transferencia de las fibras del gran cilindro al doffer es puramente
mecánica. Según la figura se puede concluir que con un arco (a) más
grande ejemplo un doffer más grande, mejor es la transferencia de fibra.
Por medio de esta acción una gran cantidad de fibras sobre un amplio
espacio de la superficie del Cil. Principal es depositada sobre un espacio
reducido de la superficie Doffer se depositan fibras provenientes de 20 a 30
pulgadas sobre el Cil. Principal.
Lo anterior hace que se presente una superposición de fibras en un espacio
reducido, dando lugar a la formación de un delgado y continuo velo de fibras
enredadas consigo mismas.
a. La velocidad superficial del cilindro que ejecuta la acción (doffer) es
menor a la velocidad superficial del cilindro que acompaña la acción (Cil.
Principal).
b. Las púas están en posición de punto contra punto.
.
TIPOS DE CARDAS
Las cardas pueden ser clasificadas de diferentes maneras; a continuación
examinaremos la siguiente clasificación:
• Según su velocidad de producción
Pueden ser de alta, media y baja velocidad. Los de baja producción
presentan unas RPM en el Doffer de aproximadamente 15, lo cual implica
una producción en libras / hora de aproximadamente 20.
Estas cardas fueron las primeras que se produjeron y presentaron
condiciones técnicas de fabricación correspondientes a la época. Las
más importantes características técnias fueron:
- Cojines de fricción.
- Guarniciones flexibles.
- Completamente mecánica.
- Alimentación por rollo de Napa.
- Desprendimiento por Peine.
Las cardas de mediana producción, prácticamente nació de la
reconstrucción de las cardas anteriores, su característica más importante
fue el empleo de guarniciones rígidas y la adopción de cojinetes
antifricción, lo que permitió velocidades en el Doffer superiores a las 25 ó
30 RPM, incrementando la producción a valores superiores a las 30 libras
por hora.
Las cardas de alta producción iniciaron su era con la conversión de las
cardas tradicionales.
Para efectuar este cambio, fueron necesarias mejoras de tipo mecánico e
incorporación de partes nuevas.
Veamos algunas de las modificaciones:
- Las partes giratorias trabajan a mayores velocidades; por lo tanto
rodamientos anti fricción fueron incorporados.
- Para velocidades mayores y suaves es necesario cilindros
balanceados dinámicamente.
- Sistemas continuos de remoción del velo para reemplazar los peines
oscilantes.
- Es necesario cambio de 2 velocidades en el Doffer para el emplame
de cintas a baja velocidad.
- Paros eléctricos – electrónicos para reducir desperdicios y posibles
daños en la máquina.
- Coilers o mecanismos de devanado de la cinta para alta caapacidad.
- Diseño de guarnición para altas velocidades.
- Sistema neumáticos para remoción de desperdicio y fly.
- Sistemas de filtración para cumplir con requerimientos de salud
ocupacional.
Las cardas de alta producción actuales adicionalmente poseen sistemas
de alimentación directa con apertura incorporada y sistemas de
autorregulación del título de la cinta entregada, velocidades del gran
cilindro superiores a las 400 RPM y en el Lickern-in superiores a las 1000
RPM, giro de los chapones hacia atrás, sistemas de calidad on line,
control de mandos computarizados individuales por mecanismos, sistema
de cambio de botes automáticos y sistema de recepción de información
computarizados y centralizados.
2. PROCESO DE ESTIRADO ( MANUARES )
( FIG 2ª foto del manuar )
2.1 OBJETIVOS Y FUNCIONAMIENTO
Introducción
Las fibras en las cintas de cardas, aunque individualizadas, están orientadas
en diferentes direcciones, algo rizadas y muchas están dobladas. Si, por
ejemplo, esta cinta fuera a ser empleada directamente para formar un pabilo
y luego un hilo, las fibras no tomarían la dirección de la torsión, sino que
seguirían su dirección original con que se encuentran en la cinta de cardas,
produciéndose un hilo de excesiva irregularidad en su estructura y
resistencia, por consiguiente se hace necesario que las fibras sean
orientadas a lo largo del material, es decir paralelas entre sí, para que más
tarde ellas tomen con facilidad la torsión aplicada y proporcionen un
entrelazamiento más efectivo para la consecución de un hilo menor irregular
y con mejor resistencia.
Ese mismo desarreglo de las fibras en la cinta de cardas y debido también a
que existe una gran variación en longitud y finura hace que muchas fibras,
especialmente las más cortas, se pierdan durante las operaciones del
Estiraje, dando ocasión a irregularidades en el material producido, estas
fibras son en parte controladas mediante una interfricción entre ellas con el
fin de que las más cortas sigan la trayectoria de las más largas y conserven
la dirección de avance. Una mayor interfricción entre fibras es proporcionada
por una mayor cantidad de fibras alimentadas, de este modo se reduce la
pérdida de fibras y se consigue una cinta de menor irregularidad.
Objetivos del Manuar
Teniendo en cuanta lo anteriormente mencionado, los objetivos primordiales
del manuar son los siguientes:
1. Orientar las fibras a lo largo del material entregado, es decir,
paralelizarlas.
2. Alimentar varias cintas para producir una sola cinta menos irregular y
que tenga un determinado peso/unidad de longitud.
3. Depositar la cinta producida dentro de un tarro de donde sea fácil de
extraer en el proceso siguiente.
4. Mezclar fibras de diferente tipo.
Funcionamiento del Manuar (FIG 2b)
En términos generales y muy simples, una Estiradora para algodón (Manuar)
funciona de la siguiente manera:
Los botes con cintas son alimentados por la parte trasera de la máquina a
través de un sistema de alimentación denominado Creel. Las cintas son
llevadas a la parte superior de este por acción de la fuerza de tracción que
ejercen los cilindros alimentadores. En este punto se inicia el proceso con el
doblaje de dichas cintas y la presentación posterior a la operación de estiraje,
la cual es llevada a cabo por juegos de cilindros que giran a diferentes
velocidades lineales para ejercer la reducción en la masa de fibras
alimentadas y ocasionar la organización o paralelización de estas, para
entregar un delgado velo de fibras, que luego es condensado en forma de
cinta a través de una trompetilla y unos cilindros calandradores que le dan la
cohesión final. Seguidamente la cinta es devanada sobre un tarro o bote a
alta velocidad y en forma de espiral para que sea extraída fácilmente en el
proceso siguiente.
2.2TEORÍA DEL ESTIRAJE
El enderezamiento y paralelización de las fibras (Fig. 2c) se debe
principalmente a la relación de VP diferentes entre dos sucesivos pares de
cilindros de estiraje , los cuales las van halando y organizando a lo largo del
avance del material que se va entregar.
Esa misma diferencia en VP de cilindros de estiraje sucesivos hace de que
no todas las fibras entren a formar parte al mismo tiempo en la cinta
producida, encontraremos entonces que hay una disminución de fibras en el
corte transversal del material que se alimenta en comparación con el
número de fibras que habrá en el corte transversal del material entregado. Si
consideramos más bien una determinada unidad de longitud, 1 metro por
ejemplo, vemos entonces que un mayor número de fibras en un corte
transversal del material entregado. Si consideramos más bien una
determinada unidad de longitud, 1 metro por ejemplo, vemos entonces que
un mayor número de fibras en un corte transversal implica un mayor peso en
dicha longitud, y viceversa (Fig. 2d ); en otras palabras podemos decir más
bien que hay una reducción en el peso/unidad de longitud del material que se
alimenta.
Definición del Estiraje
Basados en lo anterior encontramos la definición de Estiraje: Reducción del
peso/unidad de longitud alimentado con respecto al peso/unidad de longitud
entregado.
C. Traseros C. Intermedios C. Delanteros
+ + +
Fig 2c
1 mt.
( fig 2d )
VP
Me
no
r
VP
Inte
rme
dio
VP
Ma
yo
r
E
De acuerdo a esta definición, una fórmula para calcular el Estiraje es la
siguiente:
Ejemplo:
¿Cuál será el Estiraje efectuado en un Manuar que se alimenta con 8 cintas
de 60 granos/yd y produce 1 cinta de 60 granos/yd.
Como se puede apreciar, el valor del Estiraje carece de unidades, pero nos
indica ciertas situaciones que ya se verán más adelante.
Se había mencionado las diferentes VP que hay entre los cilindros de
estiraje, principalmente entre el alimentador y el entregador, o sea, que para
que haya Estiraje es necesario que la VP del cilindro entregador sea mayor a
la VP del cilindro alimentado. De acuerdo a esto, otra fórmula para calcular
el Estiraje es la siguiente:
Indicaciones del Estiraje
Tomemos el valor del Estiraje en el ejemplo de arriba para comprender mejor
las indicaciones del Estiraje:
entregado longitud de unidad/Peso
alimentado longitud de unidad/PesEstiraje =
8gns/yd 60
gns/yd 480
gns/yd 60
gns/yd 608Estiraje ==×=
ralimentado cilindro del VP
entregador cilindro del VPEstiraje =
1. Que el peso/unidad de longitud alimentado es 8 veces mayor al
peso/unidad de longitud entregado.
2. Que la VP del cilindro entregador es 8 veces mayor a la VP del cilindro
alimentador.
3. Que por cada (1) unidad de longitud alimentada se entregan 8 veces
esa misma unidad de longitud.
De acuerdo a esta última indicación encontraremos otra fórmula para el
Estiraje, en este caso es denominado comúnmente como Estiraje Mecánico:
Efectos del Estiraje
Cuando se presenta la acción del Estiraje, muchas fibras por su longitud más
corta (Fig. 2e y 2f) no se encuentran en un momento dado bajo el pinzaje de
uno de los pares de los cilindros de estiraje y fácilmente se desvían de la
trayectoria de avance de las otras fibras, ellas son denominadas “FIBRAS
FLOTANTES” y se pierden durante su movimiento en la operación del
Estiraje, lo cual ocasiona irregularidades en el material producido. Esto
quiere decir que el Estiraje ocasiona una irregularidad adicional al material
producido proporcionalmente a su magnitud.
Si alimentamos, por ejemplo, un material “perfecto” a un mecanismo de
Estiraje, este le imprime cierta irregularidad a lo largo de sus estructura (Fig.
2 g), precisamente por la pérdida de algunas fibras cortas.
da AlimentaLongitud
Entregada LongitudEstiraje =
Mayor irregularidad habrá entonces con la alimentación de un material de
cierta irregularidad “normal” (Fig. 2h), la cual está determinada por la
siguiente fórmula:
% Ir = %Ia. X Estiraje
%Ir = % irregularidad resultante.
%Ia = % irregularidad del material alimentado.
Conclusión:
El % de irregularidad en el material producido es directamente proporcional a
la magnitud del Estiraje empleado.
+ + + +
f
f
+ + + +
Fig.2 e Fig. 2f
Fig.2g
ESTIRAJE
Fig.2 h
Ondas de Estiraje
Un imperfecto control de las fibras da origen, tal como ya se mencionó, a una
irregularidad en el material producido que se debe a la formación de “ONDA
DE ESTIRAJE”, cuya longitud promedio es aproximadamente igual a 3 veces
la longitud de fibra del material que se procesa.
mo = 3 x Longitud de fibra
La onda de estiraje se presenta en el Espectograma que muestra el
Registrador del Espectrógrafo en forma de una “colina” o “montaña”. En
realidad, la presencia de esta onda de estiraje depende de diversos factores,
en nuestro caso actual esta situación se presenta peor cuando las fibras no
están paralelas, como en las cintas de cardas. Fibras no paralelas
ocasionan ondas de estiraje puesto que muchas de las fibras largas actúan
como fibras “cortas” debido a su orientación casual. Investigaciones han
demostrado que las fibras en las cintas de cardas no están paralelas ni
enderezadas, la mayoría de ellas se encuentran dobladas hacia un punto de
su longitud. Así tendremos las siguientes direcciones del doblado de las
fibras en las cintas de cardas mostradas en la fig.
A medida que las fibras se van enderezando y a ser más y más paralelas se
va reduciendo el riesgo de formación de ondas de estiraje.
ESTIRAJE
En el manuar, las fibras son separadas por los sucesivos pares de cilindros
de estiraje con sus crecientes VP. La cohesión de las fibras o interfricción
entre ellas es de gran utilidad para su enderezamiento.
Teoría del Doblaje
Se ha venido comentando que la mayor causante de ondas de estiraje por
pérdida de fibras (para originar en un material irregular) es el control
imperfecto de las fibras, en especial las cortas. Este control se hace más
efectivo cuando es mayor la cohesión o interfricción entre las fibras. Esto
último se consigue con un aumento en el número de fibras alimentadas, es
decir, con un mayor número de cintas en la alimentación.
No sólo hay mejor control en las fibras, para reducir la pérdida de las más
cortas, sino que también se consigue un medio más adecuado para el
enderezamiento de las mismas.
Doblaje
Es la alimentación de varias cintas a un Manuar con el propósito de producir
una cinta menos irregular.
Explicación Teórica del Efecto del Doblaje
La ventaja del Doblaje es la probabilidad de que las variaciones de las
diferentes cintas alimentadas se balancearán entre sí. Es necesario, sin
embargo, recalcar que las variaciones periódicas de las cintas alimentadas
no van a ser eliminadas en el Manuar, sino que el Doblaje influye
principalmente en la reducción del riesgo de la formación de ondas de
estiraje que ocasionan irregularidades.
Una explicación matemático-teórica de la ventaja del Doblaje se tiene a partir
de la fórmula de Martindale:
%I = % de irregularidad de un material de hilandería.
n = # de fibras en su corte transversal.
Considerando este %I = %Ia, tendríamos entonces:
Si en lugar de una sola cinta de diclo %Ia, se toman varias para la
alimentación, se incrementa el número de fibras en N veces (N = # de cintas,
es decir el Doblaje, D) en el corte transversal del material total que se
alimenta.
Tendremos en consiguiente que el %Ir será menor y estará determinado por
la siguiente fórmula:
Fórmula que también puede ser expresada como:
%Ir = % irregularidad resultante de la cinta producida.
%Ia = % irregularidad promedio de las cintas alimentadas.
De esta última fórmula concluiremos, que mientras mayor sea el Doblaje
menor es la irregularidad resultante en la cinta producida.
n
100I % =
Estiraje x n
100Ir % =
Estiraje x n x D
100Ir % =
D
Ia %Ir % =
Lo anterior es una concepción teórica valedera, pero que el %Ir real varía en
cierta magnitud respecto al %Ir teórico, precisamente por la irregularidad que
de por sí da el Estiraje al perderse cierto número de fibras cortas que no
entrarán a formar parte de la cinta producida. Sin embargo, se conseguirá
lógicamente un %Ir dentro de lo normal para una calificación de “uniforme”
de acuerdo a los valores U% o CV% de las Estadísticas Uster.
El rango de utilización del Doblaje va de 6 a 10 cintas alimentadas. Con una
alimentación mayor de 10 cintas es muy reducida la situación ventajosa que
se consigue.
SECCIONES O MECANISMOS DE UN MANUAR
Un Manuar o Estiradora está conformado por las siguientes secciones o
mecanismos: ( fig 2i )
Mecanismos de Alimentación
Esta sección la constituye el Creel o Fileta de alimentación, que consiste de
una mesa que soporta diferentes partes de cilindros metálicos, encargados
por su giro de extraer las cintas de los botes ubicados en la parte superior y
hacerlas desplazar sobre unas láminas de acero finamente pulimentadas
hasta llegar al par de cilindros de Estiraje trasero.
Los cilindros de la mesa cuando falta la cinta entre ellos, hacen contacto
ocasionando el paro de la máquina, esto con el fin de captar revientes y no
permitir producción defectuosa.
Adicionalmente algunas máquinas poseen sistema electrónico de detección
de revientes de cintas, antes de ingresar al Estiraje.
Mecanismo de Estiraje
El sistema de Estiraje de un Manuar está determinado por la disposición de
los juegos de cilindros que conforman las diferentes zonas de Estiraje.
Ejemplo un sistema de 3/3, indica que tres cilindros superiores están
dispuestos sobre los 3 inferiores.
Existen diferentes arreglos, dependiendo del criterio tecnológico de la
empresa productora del Manuar. La siguiente figura muestra el sistema de
Estiraje de un Manuar VOUK. ( fig 2j )
Como puede observarse este sistema es ¾, el primer y último par de
cilindros es 1/1 y el juego intermedio es ½. El cilindro superior intermedio es
de mayor diámetro y descansa sobre dos cilindros de menor diámetro,
obteniéndose des esta forma un mejor control para las fibras en las zonas
donde hay estiraje.
La línea de transporte de las fibras descubre una trayectoria en curva. En
cualquier sistema de estiraje hay 3 variables técnicas que influyen
notoriamente en la calidad de la cinta producida. Estas son:
♦ El Ecartamiento, definido como la distancia entre pinzajes de 2 pares de
cilindros de estiraje consecutivo, este depende de la longitud efectiva de
fibra.
♦ La presión de los cilindros superiores sobre los inferiores depende del tipo
de fibra y de la calidad de fibras pinzadas por los cilindros.
♦ La magnitud del Estiraje en la zona que depende de la velocidad de
producción y del peso de la cinta entregada. En un Manuar normalmente
hay un Estiraje trasero de menor magnitud y que sirve para preparar las
fibras para el Estiraje posterior o delantero que es el de mayor magnitud.
Los cilindros superiores son de cobertura sintética y soportan una presión
que puede ser mecánica o neumática. Cuando ocurre un enredo sobre un
cilindro el superior se desplaza hacia arriba y acciona un sistema de paro
para detener la marcha de la máquina y de esta manera evitar cintas
defectuosas.
Mecanismo de Formación de la Cinta
Este mecanismo es el encargado de tomar el velo producido por los cilindros
de estiraje delanteros, condensarlo en forma de cinta y depositarla en un
bote en forma organizada (espiral) para que pueda ser extraída fácilmente,
sin presentar falsos estirajes.
Los elementos que lo conforman son un embudo que permite la
condensación de la cinta y la dirige hacia un tubo ranurado que la guía hasta
un sistema de calandrado compuesto por cilindros o discos que le dan una
mayor compactibilidad. Finalmente el sistema de coiler mediante un plato
superior por su giro deposita la cinta al tarro o bote que recibe movimiento de
otro plato ubicado en la parte inferior.
Un Manuar moderno trabaja a velocidades de producción superior a los 500
metros por minuto, posee sistema de limpieza neumática, sistema de
autorregulación y cambio de botes automático.
CENTRO NACIONAL TEXTILREGIONAL ANTIOQUIA
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
MÓDULO INSTRUCCIONAL NÚMERO TRES
Joaquín Antonio Galeano
1. PROCESO DE PEINADO ( La foto 1ª corresponde a una peinadora )
1.1 Importancia de la Preparación
Como parte del proceso de peinado debemos tener en cuenta la preparación
del algodón, con el fin de producir un rollo de Napa, la cual actuará como el
mejor paquete alimentado a la peinadora.
La Napa debe tener las fibras enderezadas y paralelas aunque sueltas.
Estas por supuesto no están exactamente paralelas ni enderezadas
debidos a sus convoluciones y su tendencia a doblarsen.
El grosor de la napa debe ser tan uniforme por unidad de longitud como
sea posible.
El método utilizado debe ser económico. Las fibras en la cinta de la
carda no están paralelas, y la mayoría de ellas están dobladas o en forma
de gancho como es mostrado en la figura siguiente. Si el extremo con
gancho está en la misma dirección que la cinta entregada por la carda,
este es denominado gancho delantero (2). Las fibras con gancho que
van en dirección opuesta, son denominadas ganchos traseros (1).
Algunas fibras poseen ganchos en ambos extremos (3).
Dirección de entrega de la cinta de la carda
Fig 1b
Es importante enderezar las fibras con ganchos debido a que su longitud
efectiva es acortada. Por lo tanto ellas no son pinzadas por las mordazas de
la peinadora o cuando el extremo con gancho sea sostenido debajo de la
mordaza superior no se dejara una suficiente longitud a ser peinada.
Cuando esto ocurre, el porcentaje de noil removido se incrementa.
El número de ganchos es reducido solamente por el estiraje. La mayoría de
los ganchos en la cinta de la carda son traseros y son clasificados como la
mayoría. Estos ganchos se convierten en delantero al ser alimentados al
Manuar a la Reunidora de cintas, luego la napa de cintas cambia de
dirección al ser alimentada a la máquina Ribbon Lap o la Super Lap. Como
resultado, después de dos operaciones de estiraje sucesivos, la mayoría de
fibras con ganchos son alimentados a la peinadora como ganchos
delanteros, donde son enderezadas por la acción de las fibras adyacentes y
el peine circular.
Puede concluirse que deben existir 2 procesos como preparación al peinado
de lo contrario se tendría un gran incremento no controlado en el Noil.
Como procesos de preparación se puede tener después del cardado una
Reunidora de cintas seguido de una Reunidora de Napas, o un Manuar
primer pase y luego una Reunidora de cintas. Lo idela es que en ambas
máquinas se presente estiraje, con el fin de presentar las fibras con un muy
buen grado de orientación a la acción del peinado y de esta manera un muy
eficiente control en el porcentaje de fibras extraídas.
Luego de un Manuar con un estiraje de aproximadamente 8, se alimentan
varias cintas (aproximadamente 24 cintas) a una Reunidora, donde se
presentan varias tensiones y un estiraje importante.
En la máquina de la siguiente gráfica se tiene una alimentación por una fileta
para el acoplamiento de 12 hasta 16 cintas por cabeza, dispuestas en dos
filas por lado.
Puede observarse que existen varias tensiones: la T1, entre los cilindros del
Creel y el sistema de Estiraje de 3 sobre 4, T2 entre el sistema anterior y un
par de calandradores intermedios, T3 entre los calandradores anteriores y los
calandradores delanteros, T4 entre los anteriores y el cilindro enrollador
trasero y finalmente T5 entre los 2 cilindros enrolladores. El Estiraje total
puede estar entre 1.5 a 5 veces.
( Gráfica 1c . Reunidora de cintas )
La cinta de algodón como es entregada por la carda, contiene pequeñas
partículas o impurezas Neps, y un número de fibras cortas. Adicionalmente
las fibras individuales en la cinta no se encuentran paralelas y organizadas y
la mayoría de ellas poseen ganchos delanteros o traseros.
1.2 Objetivos del Peinado
Separar las fibras largas de las cortas. Las primeras son procesadas en
la cinta peinada, las últimas van al Noil.
Enderezar e incrementar la paralelización de las fibras.
Remover el Noil, consistente de partículas de impurezas, neps y fibras
cortas.
Hilos más resistentes y uniformes pueden ser hilados de cintas peinadas con
fibras que poseen una mayor uniformidad de longitud y una longitud
promedio mayor.
En adición, los hilos con fibras más resistentes y paralelas tendrán una
diferente apariencia y lustre.
Títulos de hilo finos tales como el 40Ne o mayores son frecuentemente
hilados de algodones peinados, ya que la uniformidad y apariencia son muy
importantes.
Las mismas cualidades más una resistencia mayor se espera cuando títulos
medios son hechos de algodones peinados.
Para hilos de tejido de punto la apariencia y uniformidad son las propiedades
más importantes de este. Para fines industriales (como los hilos de
confección) la resistencia es la propiedad más deseable.
Ocasionalmente títulos gruesos son también hechos de material peinado
cuando lustre y suavidad son necesitados.
Para hilos finos, algodones largos de 13/16 a 1½ pulgada de longitudes son
utilizados (ej., el algodón egipcio, pima del Perú).
Hilos medios y gruesos peinados son hechos de algodones más cortos de
11/16 a 13/16 pulgadas.
La extracción de la cantidad de noil varía de 5 a 25 por ciento, dependiendo
de la aplicación del hilo. Hasta un 9% de Noil, el hilo posee un peinado
medio.
Para hilos peinados comunes se remueve un % de Noil entre 9 a 15%. Para
casos de peinados muy especiales, se puede llegar hasta un 25% de Noil.
1.3Teoría del peinado
Una función de la peinadora es remover de la napa las fibras cortas no
hilables. La peinadora ideal removería todas las fibras cortas y las
depositaría en el noil y colocaría todas las fibras largas en la cinta . En este
caso las eficiencias de peinado y desprendimiento serían 100 por ciento .
Desafortunadamente, tal eficiencia nunca será alcanzada y siempre habrán
algunas fibras largas en el noil y algunas fibras cortas en la cinta.
Las peinadoras operan bajo cualesquiera de los dos siguientes principios
fundamentales de peinado.
a. Feeding while detaching. ( alimentación durante el desprendimiento ) en
este caso la alimentación se da mientras las mordazas se mueven hacia
adelante acercandosen hacia los cilindros desprendedores.
b. Feeding after detaching ( Alimentación despues del desprendimiento ) la
alimentación se da mientras las mordazas se alejan de los cilindros
desprendedores.
La mayoría de peinadoras operan bajo el principio " feeding while detaching "
Este es el método comprobado de obtener la mas alta producción y mejores
resultados de calidad cuando se desean obtener porcentajes de noil por
debajo de 17%. Solamente en raras ocasiones será necesario remover un
porcentaje de Noil superior a 17%. Este caso sólo es utilizado para el
procesamiento de algodones largos mayores a una pulgada y media para
fabricar hilos ultrafinos para usos muy especiales, como por ejemplo para
fabricar cintas de máquinas de escribir u otras aplicaciones. En estos casos
se utiliza el principio "feeding after detaching".
Alimentación Durante el Avance de las Mordazas
El avance del material se efectúa durante el movimiento de avance de la
mordaza, es decir, durante el arranque. La barba de fibras que sobresale de
la mordaza tiene, durante el retroceso de ella, un largo igual a L. Por lo
tanto, todas las fibras más cortas que L son agarradas por el peine circular y
eliminadas como desperdicios (Fig. 1d).
Con un nuevo movimiento hacia delante de la mordaza y durante el
arranque, se produce el avance del material. Todas las fibras más largas
que L - A, son agarradas por el cilindro de arranque y pasan a la cinta
peinada (Fig. 1e).
He aquí una forma más sencilla de representar estas relaciones:
La mordaza avanza sin alimentación de material hasta su posición más
adelantada. Todas las fibras más largas que L pasan a la cinta peinada.
Ene este momento se hace la alimentación, causando que toda la barba de
fibras de una distancia igual a A, sea empujada hacia los cilindros de
arranque. Por consiguiente, los cilindros de arranque cogen todas las fibras
mas largas que L - A (ecartamiento menos avance del material) Fig. 1e.
También en ese caso se produce una superposición parcial de las superficies
correspondientes a la cinta peinada y al desperdicio, cuando se traspasan los
acontecimientos antes descritos al diagrama reducido de fibras (Fig. 1f). Sin
embargo, ene ese caso, la longitud límite media de la fibra será igual a L - A /
2.
El cálculo de porcentaje de desperdicios (borras) se obtiene, por lo tanto, con
la fórmula siguiente:
La diferencia observada entre las fórmulas correspondientes a las
alimentaciones durante el avance y retroceso de las mordazas, consiste en
que, en uno de los casos la cantidad A/2 se suma al ecartamiento y en el otro
100 max F
2
A-L
% p2
2
×
=
caso se resta del ecartamiento. Eso significa lo siguiente, conservando el
mismo material e idéntico ecartamiento:
• Alimentación durante el retroceso de las mordazas:
El porcentaje de desperdicios es proporcional a la longitud de alimentación
por golpe.
• Alimentación durante el avance de las mordazas:
El porcentaje de desperdicios es inversamente proporcional a la longitud de
alimentación por golpe.
1.4 Funcionamiento de la Peinadora
Las peinadoras son máquinas que pueden tener 2 lados con 6 cabezas de
peinado por cada lado, pero las versiones mas recientes son máquinas más
simples y obviamente más eficientes, normalmente poseen 8 cabezas de
peinado y un solo lado. Para la siguiente explicación referirse a la figura
siguiente:
GRÁFICA 1g
Los rollos de reserva son colocados en el creel (1) listos para reemplazar los
rollos alimentados (2). Estos son desenrollados por acción de unos cilindros
alimentadores que lo presentan a la unidad de peinado (3) conformada por el
conjunto de mordazas y el cilindro alimentador, que pinzará el haz de fibras
para presentarlo a la acción de las agujas del peine circular y rectilíneo con el
objetivo de remover las fibras cortas e impurezas. El manojo de fibras
peinado es avanzado hacia delante para efectuarse el empalme con las
fibras anteriormente por la acción de retroceso y avance de los cilindros
desprendedores. A la salida de cada unidad de peinado, se presenta un fino
velo de fibras, el cual es condensado en forma de cinta.
Las 8 cintas peinadas son dobladas y orientadas sobre una mesa, para pasar
luego al sistema de estiraje (4) que posee la peinadora. Por efecto del
doblaje y estiraje, las irregularidades que traen las cintas son mejoradas y de
esta manera se produce una nueva cinta con un peso por longitud
determinado y una mayor uniformidad. Dicha cinta es davanada sobre un
tarro (5) en forma de espiral, de tal manera que sea fácil de extraer en el
proceso siguiente. Una vez que los tarros están en su máxima capacidad,
estos son extraídos automáticamente.
Definición de Términos Utilizados en este Proceso
• Combing Cycle (Ciclo de Peinado)
Un movimiento completo del mecanismo de peinado, se llevan a cabo cada
una de las acciones. Equivale a una vuelta completa del peine circular.
• Detaching (Desprendimiento)
Movimiento que separa las fibras en el velo peinado de la napa sin peinar. El
velo es sostenido entre los cilindros desprendedores superior e inferior y
pinzado por el cilindro alimentador que se encuentra dentro de las mordazas.
• Detaching Roll Travel (Forward) (Movimiento Hacia delante de los
Cilindros Desprendedores)
Movimiento total de los cilindros desprendedores en dirección hacia delante.
• Detaching Roll Travel (Return) (Movimiento Hacia Atrás de los
Cilindros Desprendedores)
• Detaching Time (Tiempo de desprendimiento)
Número del disco índice que indica el momento en que el haz de fibras
peinado entra al pinzaje de los cilindros desprendedores traseros.
• Nipper Setting (Ajuste de las Mordazas)
Distancia entre la mordaza inferior y el cilindro desprendedor inferior trasero
cuando el conjunto de mordazas se encuentra en su extrema posición
delantera. (Ecartamiento).
• Noil Percentaje (Porcentaje de Noil)
Peso del noil removido, dividido por la suma de los pesos de la cinta más el
peso del noil, multiplicado por 100.
• Overlap (Traslapo)
Regreso del velo menos el avance del mismo.
• Piecing (Empalme)
Movimiento que coloca el velo peinado, sostenido por las mordazas, sobre el
velo regresado por los cilindros desprendedores.
• Nips/Minute (Pinzadas por Minuto)
Son iguales a las RPM del peine circular.
• Timing (Sincronización)
Número índice en el cual los cilindros desprendedores inician su movimiento
hacia delante.
• Separation (Separación)
Movimiento que separa el velo peinado sostenido entre el pinzaje de los
cilindros desprendedores traseros de la napa sin peinar.
• Web Advance (Avance del Velo)
Movimiento hacia delante de los cilindros desprendedores menos el regreso
de los mismos.
1.5 Secciones de la Peinadora
La peinadora se compone básicamente de las siguientes secciones:
Sección Alimentadora
Conformada principalmente por el Creel o fileta y los cilindros que
desenrollan la napa para presentarla a la siguiente sección o unidad.
Unidad de Peinado
Es la parte o mecanismo más importante de la peinadora y está conformado
por:
Conjunto de Mordazas. Compuesto por la mordaza inferior, mordaza
superior o pinza y el cilindro alimentador que se encuentra en el interior del
conjunto.
Este conjunto posee movimiento del vaivén (adelante y hacia atrás) durante
el funcionamiento de la máquina, con el fin de adentar y regresar el velo
recientemente peinado y ocasionar el desprendimiento y empalme
respectivamente. Dicho movimiento es comunicado por un eje central u
oscilante.
La mordaza superior abre y cierra respecto a inferior para ocasionar el
pinzaje y liberación de las fibras en el momento oportuno.
El cilindro alimentador es movido intermitentemente por un trinquete, solo
una parte de su periferia, con el fin de alimentar la masa de fibras en el
momento para el cual fue ajustado.
GRÁFICO 1h ( conjunto de mordazas)
Peine Circular. Conjunto conformado por un cilindro metálico que va sobre
un árbol y que soporta en una parte de su periferia un sector de peinado,
consistente en un peine que puede ser hecho de agujas o revestido con
guarnición metálica tipo diente de sierra. El conjunto está precedido de
velocidad circular y el número de revoluciones por minuto, está directamente
relacionado con la capacidad de producción de la máquina. En máquinas
actualizadas, su velocidad puede ser superior a las 350 RPM.
GRAFICO 1i( peine circular )
Nota: El peine circular peina la "cola de fibras", es decir, lo que se encuentra
por fuera del pinzaje de las mordazas en esta fase del cilco de peinado.
Peine Rectilineo o Superior. Consiste de una barra de agujas, montada
sobre un pivote que le permite penetrar en la masa de fibras cuando el velo
es llevado hacia delante. Este elemento peina la "cabeza de fibras", es decir
lo que en el momento del penado circular estaba pinzado por las mordazas.
GRAFICO 1j ( peine rectilineo )
Cilindros Desprendedores. La máquina posee 2 cilindros metálicos
inferiores, que van a lo largo de las ocho cabezas de peinado y sobre estos
se encuentran 2 cilindros superiores de cobertura por cada cabeza de
peinado, los cuales por presión trabajan conjuntamente con los inferiores
hacia atrás y adelante para ayudar a las operaciones de desprendimiento,
empalme y evacuación del material privado. El movimiento hacia delante es
mayor que el movimiento hacia atrás.
Sección Estiradora. Denominado el manuar de la peinadora. Su objetivo
consiste en tomar las 8 cintas provenientes de las 8 cabezas de peinado,
doblarlas y aplicarles un estiraje similar al efectuado por cualquier sistema de
estiraje con el fin de disminuir la irregularidad en cada una de las cintas
peinadas por efecto del desprendimiento y empalme.
Sección Devanadora. Conocida con el nombre de coiler, cuya función es al
igual que en los procesos anteriores, la de depositar la cinta
organizadamente sobre un bote.
1.6 Fases del Ciclo de Peinado
Durante el ciclo completo del peinado se llevan a cabo unas operaciones,
denominadas primarias por ser fundamentales en el proceso y además solo
se dan en el peinado. Estas son:
♦ Alimentación de la masa de fibras, originada por el cilindro alimentador
que posee movimiento intermitente.
♦ Peinado circular y rectilíneo, descritos anteriormente.
♦ Desprendimiento de las fibras peinadas del manojo o masa de fibras sin
peinar que se encuentran en el rollo.
♦ Empalme de las fibras recién peinadas con las anteriormente peinadas.
Fases del Ciclo de Peinado
En la siguiente figura se pueden observar los diferentes elementos que
intervienen durante las fases del ciclo de peinado.
FIGURA 1k ( elementos del peinado )
Peinado Circular
Las mordazas se encuentran en la extrema posición trasera y
completamente cerradas pinzando el haz de fibras para que el peine circular
a su paso penetre sobre estas, extrayendo las fibras cortas que se
encuentran por fuera del pinzaje, además de los Neps y otras impurezas muy
pequeñas. Los otros elementos se encuentran estacionarios, excepto el
cilindro desprendedor superior trasero que se traslada hacia atrás sobre el
inferior.
FIGURA 1l ( peinado circular)
Alimentación
El conjunto de mordazas van llegando a su extrema posición delantera para
entregar el haz de fibras. El cilindro alimentador se está moviendo 1/15 parte
de vuelta alimentando una determinada cantidad de material.
El peine superior va llegando también y su extrema posición delantera
aproximándose a los cilindros desprendedores traseros y las mordazas por
su movimiento de vaivén le han aproximado la franja de fibras hacia el peine
superior o rectilíneo.
Los cilindros desprendedores inferiores comienzan a moversen hacia delante
avanzando el velo de fibras.
GRAFICA 1m ( alimentación )
Empalme y Peinado Rectilíneo
Al producirse el avance o arrastre de las fibras peinadas, éstas son pasadas
por entre los dientes del peine superior, al mismo tiempo que este los
arrastra permientiéndose entonces el peinaje de la cola o parte trasera de las
fibras, ya que esta parte no logró ser peinada por la acción del peine circular
por estar en el mordizco de las mordazas.
Entonces el peine cumple doble función: ayudar a peinar el haz de fibras y
servir de barrera a las fibras recién alimentadas y que no han sido todavía
peinadas evitando que éstas pasen a los cilindros desprendedores.
También se ha dado la superposición de las fibras recién peinadas con las
anteriormente peinada "Empalme".
FIGURA 1n ( empalme)
Desprendimiento
Como las mordazas van hacia atrás y los cilindros desprendedores hacia
delante, se produce el desprendimiento de las fibras recientemente peinadas
con las sin peinar. Las mordazas se han cerrado y comienza un nuevo ciclo
de peinado.
FIGURA 10 ( desprendimiento )
2. HILADO MEDIO ( figura 2a foto de la mechera )
Se dice hilado medio, ya que el producto de este proceso denominado
pabilo, tiene semejanza a una hilaza muy gruesa y con baja torsión. Este
proceso es llevado a cabo por la mechera.
2.1 Objetivos y Principios
Objetivos del Proceso:
• Reducir el peso de la cinta de manuares a un título o tamaño requerido.
• Imprimir torsión al haz de fibras para tener un pabilo con una resistencia
mínima necesaria que permita la envoltura en el paquete y la
alimentación a la Hiladora.
• Colocar las espiras de pabilo sobre la bobina en una forma organuzada.
• Devanar las capas sucesivas de pabilo sobre la bobina a una velocidad
de producción constante.
• Construir un paquete cónico en los extremos para que no se deforme por
efectos de la fuerza centrífuga durante la rotación de éste.
• Producir un pabilo lo más uniforme posible y con un título determinado
Principio para la Formación del Pabilo
La cinta alimentada, ubicada en la parte trasera de la máquina es halada por
la tracción que ejercen los cilindros de estiraje traseros y orientada por los
carretes elevadores para presentarla a la acción del Estiraje, realizado por el
sistema utilizado, en donde se imprime la reducción calculada de la masa de
fibras por diferencia de velocidades de los diferentes pares de cilindros.
El delgado haz de fibras producido, recibe una ligera torsión por giro en el
sentido de las manecillas del reloj de la volante para que se forme el pabilo y
sea recepcionado finalmente por una carreta que lo va enrollando en capas
cada vez más cortas y con una tensión controlada.
2.2 Funcionamiento de la Mechera ( grafico 2b )
Los botes con cintas que alimentan la mechera son dispuestos debajo del
creel o fileta. Las cintas son extraídas de los tarros por la tracción que
ejercen los cilindros de estiraje, haciéndolas desplazar sobre unos carretes
elevadores que las guían hacia la entrada del sistema de estiraje. En este
punto se da la reducción de la masa de fibras alimentada, ocasionada por la
diferencia de velocidades de los 3 pares de cilindros de Estiraje. El sistema
de Estiraje de la mechera es normalmente de 3 sobre 3, existiendo un
estiraje trasero o previo y otro delantero donde se produce la mayor
reducción de la cantidad de fibras. En esta zona se hace necesario ejercer
un control sobre las fibras, ocasionado por 2 banditas (superior e inferior) que
transportan el delgado haz de fibras controladamente para no permitir fibras
flotantes que ocasionarían irregularidad al pabilo. También como parte de
ese control se tienen unos clips o distanciadores que determinan la distancia
entre las banditas. Un condensador ubicado a la entrada del par de cilindros
de entrega ayuda a mantener controlado el haz de fibras saliente.
La torsión es impartida por un volante que gira en RPM constantes que hace
girar el haz de fibras de abajo hacia arriba sobre su propio eje mientras este
es pinzado y desplazado por el par de cilindros de Estiraje delantero.
El pabilo es colocado sobre una carreta en capas cada vez más cortas para
ocasionar una conicidad en los extremos.
Durante el funcionamiento de la máquina es necesario mantener la tensión
del pabilo controlada para evitar falsos Estirajes y revientes. Este control es
ejercido por la disminución de las RPM de la carreta, ya que el diámetro del
paquete va aumentando cada vez que se coloca una nueva capa de pabilo.
Como consecuencia se tendrá entonces una velocidad lineal del paquete
constante y como la tensión es la relación entre la velocidad superficial del
paquete y la velocidad de entrega que siempre es la misma, la tensión se
mantendr en un mismo valor.
2.3 Secciones o Mecanismos de la Mechera
• Mecanismo de Alimentación
Su función principal es la de permitir la extracción de la cinta desde el bote
colocado debajo del creel y por medio de unos carretes elevadores conducen
las cintas con una tensión constante hasta la entrada al sistema de Estiraje.
Esta sección consiste de una estructura metálica que soporta unos carretes
de aluminio u otro material, los cuales reciben un movimiento lento y
constante del sistema de Estiraje .
• Mecanismo de Estiraje
En la mechera al igual que en la hiladora este mecanismo reduce la sección
transversal del material alimentado, utilizando el mismo principio analizado
en Manuares, es decir por diferencias de velocidades lineales de los
diferentes pares de cilindros de Estiraje consecutivos.
Tres varillas metálicas inferiores, que van a lo largo de la máquina reciben el
movimiento de un sistema de engranajes, de cuya relación de transmisión de
velocidades depende la magnitud del estiraje.
Las varillas trasera y delantera son estriadas helicoidalmente en el punto de
contacto con las fibras para ocasionarle un pinzaje efectivo al haz de fibras
durante el trabajo conjunto con los cilindros superiores.
El cilindro intermedio es moleteado en el punto de contacto con la bandita
con el fin de proporcionar un efectivo arrastre de la bandita de Estiraje
inferior.
Los cilindros superiores trasero e intermedio son de material sintético y el
intermedio metálico. Estos van montado sobre un brazo pendular que al ser
accionado hacia abajo les imprime presión mecánica para contribuir a un
Estiraje efectivo de la masa de fibras.
En la zona de Estiraje principal o delantera se presenta el sistema de control
de fibras, llevado a cabo por las banditas superior e inferior que transportan
las fibras durante dicha zona de una manera controlada para evitar la pérdida
de fibras cortas "fibras flotantes", que le ocasionarían irregularidad al haz de
fibras producido. Es en esta zona donde debido al mayor estiraje, se
presenta la mayor diferencia de velocidades y por ende la mayor posibilidad
de pérdida de las fibras más cortas. Las banditas poseen una separación
entre sí determinada por un distanciador .
FIGURA 2c ( estiraje )
MECANISMO DE TORSIÓN
En esta fase del proceso aparece un nuevo principio físico, el de la torsión
cuyo objetivo es de hacer giras el haz de fibras sobre su propio eje para
imprimirle a éste compactibilidad y resistencia y de esta manera definir el
producto como pabilo.
El pabilo debe llevar una mínima cantidad de torsiones, que permitan
devanarlo sobre la carreta y desenvolverlo en la hiladora sin ocasionar falsos
estiraje. Un exceso de torsiones dificultará el estiraje efectivo en la Hiladora
y ocasionaría un mayor número de revientes de hilo.
Principio de la Torsión
El par de cilindros de entrega sostienen el haz de fibras para que el otro
extremo sea girado por la volante a unas vueltas por unidad de tiempo
determinadas. En la medida que los cilindros de entrega disminuyen o
aumentan su velocidad, las torsiones aumentan y disminuyen
respectivamente.
En otras palabra podemos decir que la velocidad de entrega (cilindros
delanteros) es inversamente proporcional a la cantidad de torsiones.
La velocidad de entrega es la variable para modificar las torsiones.
Gráfico 2d impartición de la torsión
Los elementos que hacen parte del mecanismo de torsión en la Mechera
Zinser 660 son:
El par de cilindros de Estiraje delanteros, de los cuales ya se hizo referencia
y la volante, ubicada en la mesa superior de la máquina, que adoptan una
posición fija, es decir no poseen movimiento vertical. Gira circularmente en
el sentido de las manecillas del reloj y con RPM constantes.
Su velocidad es independiente a la del huso y le llega a través de piñonería
desde el motor principal.
La volante es un dispositivo metálico que posee 2 brazos, uno macizo y el
otro hueco por donde se desliza el pabilo por tracción del paquete. En la
parte superior posee un casquillo de goma, el cual al girar le imparte la
torsión al haz de fibras.
Mecanismo de Tensión
entrega .V
volante RPMtorsiones de Cantidad =
El objeto de este mecanismo es permitir una tensión constante del pabilo
durante la envoltura en la bobina y evitar falsos estirajes que ocasionarían un
pabilo muy irregular, paquetes con dureza inadecuada y consecuentemente
revientes.
Principios sobre la Tensión
Matemáticamente hablando, la tensión en la mechera es igual a la relación
de la velocidad superficial del paquete y la velocidad de salida del pabilo del
par de cilindros de entrega. Este valor debe ser constante durante todo el
proceso de formación del paquete. En la medida en que se van adicionando
capas de pabilo en la bobina, se hace necesario disminuir las RPM de la
misma para que la velocidad superficial del paquete sea siempre igual.
Si observamos en la mechera, al inicio se tiene el menor diámetro de
paquete y unas mayores RPM del mismo. Para esta consideración
debemos tener en cuenta que la velocidad de salida del pabilo de los
cilindros es constante. Los elementos que contribuyen a mantener constante
la tensión, son los siguientes.
El cono superior es de una forma ligeramente cóncava mientras que el
inferior es de forma ligeramente convexa con el fin de que la tensión de la
banda permanezca con una tensión constante en cada una de sus
posiciones.
El cono superior recibe una velocidad angular constante desde el motor, pero
su velocidad periférica se considera variable, de acuerdo al punto donde se
encuentre la banda y esta variación, que va disminuyendo a medida que va
avanzando la saca, es transmitida mediante la banda hacia el cono inferior,
que es de velocidad periférica y angular variables.
La velocidad del cono inferior cumple una doble función: impartir un
movimiento variable hacia el carro porta - carreta y otro al diferencial.
Los conos están colocados en la máquina de tal manera que el diámetro
mayor del cono superior esté coincidiendo con el diámetro menor del cono
inferior y viceversa.
La banda de los conos, al iniciar una nueva saca debe estar en el diámetro
mayor del cono superior y en el diámetro menor del cono inferior, de lo
contrario no había ninguna variación; Desde esta posición la banda se va
desplazando hacia el otro extremo en forma gradual por cada cambio de la
máquina, de tal forma que cuando la saca termina, la banda debe estar en el
lado opuesto.
Para iniciar de nuevo una saca, la banda de los conos debe ser accionada
por un motor a su punto de iniciación y para ello, el cono inferior viene
montado en un mecanismo especial que permite levantarlo un poco para
destencionar la banda mientras se desplaza.
El desplazamiento de la banda sobre los conos es ocasionado por un cable
de acero que recibe movimiento desde una leva ubicada en la parte superior
de un eje, el cual es accionado por cada cambio de desplazamiento vertical
del paquete, o cada vez se coloca una capa de pabilo.
Diferencial ( figura 2e )
Consiste en un mecanismo compuesto de varios piñones encargado de darle
un movimiento variable calculado a las carretas con el din de que ellas
permanezcan con una velocidad superficial constante e igual a la del cilindro
frontal.
El diferencial es un mecanismo que recibe un par de movimientos uno
constante desde el eje principal por intermedio del piñón corona y otro
variable que le viene desde el cono inferior a través del piñón Solar; suma
algebraicamente estos dos movimientos y los entrega mediante el piñón
tubo hacia las carretas, de ahí que el diferencial sea denominado también
mecanismo sumador.
Piñones Planetarios P. Solar
Eje Principal
P. Corona
Mvto. a las Carretas
Mvto. del Cono Inferior
P. Tubo
Mecanismo de Envoltura
Este mecanismo tiene como objetivo depositar, en forma uniforme, las
diferentes espiras de pabilo sobre la carreta, en tal forma que no queden
montados ni demasiado separadas.
Carro Porta Carretas
Consiste en un riel metálico que se extiende a todo lo largo de la máquina
sobre el cual van todas las carretas de pabilo en proceso y viene asegurado
por una serie de cadenas que llevan las pesas en la parte trasera con el
objetivo de constrarrestar su peso. El carro tiene movimiento de ascenso y
descenso con el fin de devanar las diferentes capas de pabílo sobre la
carreta .
Este movimiento es variable, o sea, que por cada cambio de la máquina su
velocidad va disminuyendo, ya que su movimiento lo recibe por intermedio de
ejes y piñones desde el cono inferior, que es de velocidad variable.
También permite la colocación de las capas de pabilo de longitud cada vez
más cortas con el fin de producir un paquete cónico en los extremos.
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