Веретено... Главная часть в прядении и кручении, которая известна с древних времен!

Велики ли скорости веретен сейчас? Имеются ли возможности бесконечного роста скорости веретен, а, отсюда, и улучшения работы прядильных машин?

Можно вернуться к справочникам и по десятилетиям и пятилеткам выбрать данные о скоростях веретен, вплоть с 1900 г., то заметим, что за прошедшие 50-70 лет нормальные скорости веретен «замерли» на уровне 10-12 тыс. кручений в минуту и совершенно не повышаются, не только у нас, но и во всех странах мира!

Правда, 12 тыс. оборотов в минуту - это высокая скорость. Надо сказать, что при такой скорости веретено за 1 секунду может обернуться вокруг своей оси 200 раз! Вполне приличная величина, даже для наших нынешних представлений о скоростях. И получена она... 70 лет назад!

В чем же причина того, что последующий рост скорости веретен в общем-то остановился? Неужели мы оказались у границы скорости веретена (подобно физикам, определившим предельную скорость - скорость света)?

Исследования условий вращения веретена российскими и иностранными учеными показали, что само по себе веретено можно заставить вращаться еще быстрее, чем сейчас, - скажем, до 15 -18 тыс. оборотов в минуту - даже без особой модернизации имеющихся конструкций. К тому же определились интересные нюансы поведения веретен при различных скоростях.

Следуя законам механики, всякое вращающееся тело при известной критической скорости попадает в состояние резонанса, когда количество его оборотов совпадает с количеством так называемых собственных колебаний. Оборудование начинает сильно вибрировать и может даже разрушиться.

У веретен имеется, по крайней мере, две критические скорости: одна - от 2 до 5 тыс. оборотов в минуту и следующая - от 25 до 40 тыс. оборотов в минуту. Чем больше разнится нормальная скорость веретена от критической, тем меньше его вибрация, тем оно спокойнее крутится. Поэтому, повышение рабочей скорости веретена с 10-12 тыс. до 14- 16 тыс. оборотов в минуту должно убрать его вибрацию (больше разница между нормальной и первой критической скоростью) и веретена будут работать ровнее, чем сейчас.

Правда, несколько увеличится износ трущихся частей в подшипниках веретена, но это дело обычное - детали достаточно упрочнить.

Что же задерживает переход на более высокие скорости веретен? Основным препятствием здесь является не само веретено, а бегунок, осуществляющий совместно с веретеном кручение пряжи и ее наматывание на патрон или шпулю.

И не даром прозвана эта часть бегунком! Во Франции, Англии и разных других странах его именуют также путешественником.

Посмотрим на цифры, характеризующие условия работы бегунка. Скорость вращения бегунка по кольцу в районе 30 м в секунду, или 108 км/ч. За единственный рабочий день (две смены по 7 ч) бегунок пробегает путь, расстояние которого превышает 1500 км, что практически в два с половиной раза превышает расстояние от Москвы до Санкт Петербурга. При быстром вращении бегунка по кольцу развивается большая центробежная сила, превосходящая собственный вес бегунка в 3000 раз. Под действием прижимной силы он прижимается к кольцу с огромной силой, превышающей 20 кГ/мм2. Преодолевая силу трения о поверхность кольца, бегунок разогревается до очень большой температуры, в районе 360 - 500° С и выгорает - разрушается.

Чем больше скорость веретена, тем скорее разогревается и разрушается бегунок.

Как видим, проблема веретена переросла в проблему узла кольцо - бегунок.

Масса предложений имеется сейчас по улучшению качества бегунка. Пытаются, например, делать бегунки не из металла, а из пластмасс (капроновые, нейлоновые). Но при больших скоростях бегунки из пластических масс, разогреваясь, размягчаются и могут даже как бы размазаться по поверхности кольца (и такое бывало!). Пробуют делать разной конфигурацию бегунков, чтобы они скорее сбрасывали накапливаемое при трении тепло на поверхность кольца и, следовательно больше работали без разрушения. Громадным шагом вперед оказалось создание колец специальной конфигурации. Изготавливали также кольца не стальными, а стеклянными и т. д.

Создание новой конструкции колец и бегунков помогает, конечно, немного поднять рабочие скорости веретен. Однако, вероятно, чтобы перешагнуть нынешний рубеж скорости веретена и бегунка, необходимо просто отказаться от бегунка и перейти на безбегунковое прядение.