Embed Size (px)
Citation preview
Ep 5 O'\
ACADEMIA MEXICANA DE INGENIERIA, A. C.
DESARROLLO DEL HILADO CON ROTOR
ING. ENRIQUE DAVALOS GARCIA
JULIO 2001
P*i
ORIGEN E IMPORTANCIA DEL HILADO CON ROTOR
La velocidad y profusión de innovaciones técnicas en el mundo indican que en nuestros tiempos han arrancado con nuevas tendencias que cambian básicamente la tradicional estructura de la capacidad productiva y creativa de la sociedad humana.
El flujo de innovaciones ha sido muy acelerado, a principios de la centuria del siglo XIX la productividad textil de hilados en el mundo creció de un 5% a un 20%, a los días presentes crece de un 50a un 120%.
En los últimos 150 a 200 aflos, la Industria Textil, como otras industrias, fue profundamente cambiada por la revolución industrial , creando una gran producción masiva y comercializable. El punto de arranque de esta revolución fue marcada por el desarrollo de máquinas que no siempre encontraron eslabonarse con motorizaciones a base de caídas de agua y la utilización del vapor como fuerza energética, con ella vino la utilización de elementos de transmisión como bandas, engranajes y principalmente la energía eléctrica como tercera etapa de la revolución industrial fue utilizada.
Los artesanos manuales se convierten en operarios de máquinas.
El presente vive una revolución científica y técnica que logra conjugar los procesos técnicos desarrollados, los controlan los operarios de máquinas automatizadas que asignan mayor unidades productivas por operador, dando oportunidad a que operadores con mayor capacidad y adiestramientos sean los supervisores, jefes de mantenimientos y ajustadores del equipo avanzado y automatizado.
Durante la 2 a Guerra Mundial y al terminarse, el mundo vivió con doctrinas políticas bipolares, ambas se
caracterizaron por aplicaciones técnicas de la ciencia.
Todas las áreas industriales, militares, espaciales, económicas y sociales vivieron una competencia y una carrera hacia el prestigio, el open-end creado en ese entonces, por el área llamada atrás de la cortina de hierro comandada por el área soviética presento el primer avance espectacular textil con la máquina de rotor BD-200 y desde el punto de vista de automatización total logra la corrección automática de roturas y cambio automático de paquetes gigantes de producción.
La automatización, los aumentos de velocidad y productividad, los mejores controles de la calidad, los costos más bajos de producción de hilados han ido aparejados por un mayor y elevadísimo precio por unidad de producción, que ira frenando poco a poco el aumento de unidades de open-end, a menos que los costos de producción de máquinas sean disminuidos; éste freno empieza aplicarse en los países cuya mano de obra es menor a cinco dólares por hora.
2
DESARROLLO DE ALGUNOS SISTEMAS PARA HILAR:
PREHISTORICOS Y DISCONTINUOS
Los tres principales desarrollos en la etapa prehistorica, presentan un principio de hilado discontinuo, es decir, primero el proceso de torcido y después el proceso de enrollado, en la fig. 1 podemos apreciar los mecanismos correspondientes.
HILADO A MANO. - UN HUSO DE VARA DE MADERA CON UNA POLEA DE BARRO O PIEDRA PARA ENERGIA CINETICA.
HILADO CON MALACATE, TORCIDO A MANO.
RUECA.- ESTIRADO, TORCIDO, ENROLLADO.
SISTEMAS DE HILAR EDAD MEDIA Y MODERNA
Existen numerosos desarrollos de hilar, desde la edad media, entre los que podemos destacar cronológicamente.
1530 SAXONY.- HILADO CON MALACATE MECANICO BALANCEADO O ALETAS, CON ORIFICIOS PARA TENSIONAR Y BOBINA CENTRAL.
1738.- HUSO CON RODILLO DE ESTIRAJE.- LEWIS PAUL
1768.- "MULA" DE HILADO, OPERACION DISCONTTNUA ESTIRADO, TORCIDO Y ENROLLADO, EXISTE HASTA LA FECHA. - NO. ILUSTRADO.
1828.- DANFORTH 1828.- HILADO DE CAMPANA (CAP SPINDLE) OPERANDO A 7,000 RPM.
1830.- JENKS, REGISTRA EL "VIAJERO" O CURSADOR METALICO, UN GRAN AVANCE UNIENDO HUSO, ANILLO Y VIAJERO DE HILADO GRANDE, AVANCE EN PRODUCTIVIDAD Y UNIFORMIDAD. HASTA FINALES DEL SIGLO XIX MUCHAS PATENTES SE PRESENTAN.
1900-1930.- SISTEMA BALMEX-CASABLANCAS BALON SUPLEMENTARIO, ALTO ESTIRAJE Y OTROS.
1930.- HILADO CENTRIFUGA.- 23,000 RPM, RUMANIA Y JAPON.
INTRODUCCION Y DESARROLLO HISTORICO:
Existen más de 500 patentes aplicadas al hilado de cabo abierto (Open-End). La mayoría son de Europa, Estados Unidos y algunas Asiáticas. En todas las exposiciones de maquinaria desde 1967 han sido presentadas la mayoría de éstas.
3
ESTA PAGINA DEBE SER LAN° 4 NO LA 13 Figura 1
PRE-HISTORIA
11 A
z
EDAD MEDIA
EPOCA MODERNA 1900 - 2001
G
ANILLO
H
ROTOR (OPEN END)
4
En el año 2000 se procesaron en el mundo alrededor de 50'000,000 toneladas de fibras naturales y sintéticas, la participación de estas últimas en Open-End ha sido 50%.
La productividad se ha incrementado en los últimos 1,000 años 5,000 veces desde el hilado a mano lo que representa un gran logro del ingenio humano por medio del hilado con sistemas mecanizados, continuas de anillos, selfactinas, rotores y otros principios. Y el incremento en productividad en los últimos 250 años ha sido mayor a 1,000 veces.
El desarrollo de equipos de hilado busca siempre que los avances tecnológicos logren hilos más delgados, más uniformes y con características de resistencia que los hagan tejibles y usables. Aún no logran hilos para costura con velocidades cada vez mayores tipo "core-spun" o hilos con soporte central o alma adicional.
Los consumos de energía eléctrica son alrededor de 70% del costo total del hilo, por esta razón las invenciones han buscado obtener costos menores en la energía eléctrica.
Caminos para lograr estas tecnologías:
• Menor requerimiento de inversión en espacio ocupado/tonelada hilado vs. continua de hilar • Consumo de más energíalkg que tiende a disminuir • Alta automatización • Monitoreo de calidad en línea de producción • Mejor estructura hilo (volumen y cobertura) • Menos desperdicio • Un continuo y actualizado desarrollo
PROCESOS GENERALES DE HILATURA
En un término técnico - textil, se entiende por HILO una hebra continua que resulta de agrupar un conjunto de fibras sueltas, cortas de longitudes homogéneas, colocadas más o menos paralelas y ligadas mediante la torsión.
El conjunto de operaciones necesarias para fabricar un hilo son llevadas a cabo con cierto orden y regularidad y pueden considerarse divididas en los siguientes grupos:
Apertura, mezcla y limpieza Alargamiento y adelgazamiento
El primero comprende las operaciones que tiene por objeto abrir los copos compactos de fibras, mezclarlos, separar las impurezas y fibras que podrían perjudicar la calidad del hilo que se quiere fabricar. Dichas operaciones son llevadas a cabo por las abridoras de balas, cargadoras, mezcladoras y batientes en general.
El segundo grupo tiene como finalidad el alargamiento y adelgazamiento progresivo mediante los estirajes de las masas compactas y lineales de fibras, tales como cintas, mechas y pabilos hasta obtener el hilo deseado. Esto se consigue por medio de las cardas, estiradores, veloces y continua de anillos.
Con las maniobras complementarias a la hilatura y llevadas a cabo por las coneras, dobladoras y torcedoras se obtienen hilos más resistentes y regulares.
5
En resumen diremos que las operaciones a las que son sometidas las fibras a procesar hasta ser transformadas en hilos son:
OPERACION:
Apertura, mezcla y limpieza Cardado Estirado Hilado preeliminar Hilado final
LLEVADAS A CABO POR:
Tren de batientes Cardas Estiradores, peinadoras Veloces Continua de anillos
MAQUINA DE ROTOR
De acuerdo con el diagrama de producción de un hilo en sistema "algodonero", hemos encontrado que con el sistema de Rotor podemos ahorrar hasta tres pasos en comparación con el sistema tradicional de anillo y con sus respectivas ventajas económicas.
El sistema de rotor fue presentado por primera vez en 1967 como un prototipo de la hilatura a turbinas ó rotores a cabo abierto (open-end).
Tercer paso, según sea la uniformidad de la mezcla y regularidad de ésta masa lineal de fibras que se desea obtener. Así mismo podemos ver que el producto saliente es el propio hilo programado y en su respectiva bobina.
En la Fig. 2 tenemos un esquema de las partes concretas de ésta máquina y que conforman el sistema de rotor, en donde:
Mecha con Ne de peso y longitud determinado Mesa de entrada y guía de la mecha Clip de presión de las fibras Cardina (especie de taker-in de una carda en pequeño) Fig. 3 Conducto guía de fibras hacia el rotor Rotor Hilo producido
Para un técnico especialista en la materia es fácil de comprender la fabricación de un hilo con éste sistema.
La masa lineal compacta de fibras, que proviene del estirador de segundo o tercer paso, es disgregada por las puntas metálicas de la cardina y prácticamente las fibras que la componen son separadas en forma individual para su paralelización. En seguida son conducidas por una corriente de aire hacia el rotor, el cual dada su alta velocidad de rpm consigue por fuerza centrífuga que se adhieran a sus paredes metálicas saturándolas al tiempo que una corriente de aire las extrae de este y son guiadas en forma de hilo por su adherencia propia al surco del rotor.
Como es sabido, los hilos producidos bajo este sistema especial no cuentan con las mismas propiedades de un hilo de sistema de anillo, entre las que podemos citar como ejemplos:
ESTA PAGfNA DEBE SER LAN° 7 NO LA 14 Figura 2
AL PAQUETE PRODUCIDO
TUBO CON DEFLEXION CONDUCTOR HILO TORCIDO
CANAL DE ALIMENTA-ClON AL ROTOR
CARDINA
SUCCION C. DESPERDIC
- -
DESPEICIOS
PRESION I : :• : -
: : :
LA MESA
RODILLO AUMENTACION
1 o
g' r_.EMB
EI4
7
ESTA PAGINA DEBE SER LA N° 8 NO LA 15 Figura 3
Cilindro disgregador o cardina
E:]
Torsión "S" ó "Z" no definida, pero medible Regularidad Aspecto y tacto No han logrado hilar con soporte central (core-spun).
EL DESARROLLO HISTORICO DE LA HILATURA DE CABO ABIERTO HA NECESITADO DE MÁS DE 100 AÑOS
AÑO
DESARROLLOS
1882 PATENTE AMERICANA
1932 INGLATERRA.- Patente N° 411862, Dic. de 1932, Inventor A. F. BARKER, Inglés
1937 INGLATERRA.— BERTHELSEN, Inventor Danés, Patente N° 477259, junio de 1937, esta Patente es famosa porque registra un sistema de hilar casi perfecto que da nacimiento al OPEN-END (cabo abierto)
1949 INGLATERRA.- MEIMBERG, Inventor Alemán, en noviembre de 1949 registra su Patente N° 695136
1950 Incremento el registro de Patentes Mundiales
1951 Primera controversia en contra patente de KYAME. INGLATERRA.- OGLESBY Jr., Inventor Americano, registra su Patente N° 2711626.
1955 ITMA.- 2a EXPOSICIÓN MUNDIAL DE MAQUINARIA TEXTIL en Bruselas, Bélgica, MEIMBERG demuestra sus conocimientos y el éxito de su patente sobre el sistema de hilado OPEN-END (cabo abierto) fabricando un modelo de máquina de doble cabeza llamado hilatura peinada y se divulgó que llego a vender 10 máquinas, su tendencia era hilatura discontinua de fibras largas "peinadas". Exp. De maquinaria Textil en Bruselas, Meimberg
1960 El COTTON INDUSTRIES RESEARCH, presenta un modelo experimental de máquina de laboratorio, que ya operaba a 18,000 rpm produciendo un hilado tejible.
1963 Acuerdo internacional Checoslovaquia Unión Soviética. Establecen 2 plantas. La Unión Soviética y su aliado Checoslovaquia firman un acuerdo internacional para el desarrollo y la investigación de la hilatura de cabo abierto (OPEN-END). El primordial objetivo entre el Cotton Industries Research Institute y el Uniil Tek Mash era formar dos empresas, una rusa y otra checa empleando máquinas de open-end operando a 30,000 rpm, procesando algodón ruso y títulos de hilo de 40 métrico (Nm) 36/1 inglés (Ne). Estos acuerdos se ampliaron a otros procesos textiles.
1965 En la Feria Textil de BRNO República Checa presentan la máquina BD-200 checa trabajando a 30,000 rpm. Haciendo un ruido muy fuerte por los ventiladores de vacío y el punto débil fue un mal sistema de estiraje cuidando no invadir patentes inglesas y españolas en vez de aliarse con ellos, situación que no era factible en aquellas épocas. La compañía inglesa PLATT, Rieter Suiza e Ingolstad alemana firman un acuerdo para defender y proteger sus patentes.
1967 El Cotton Industries Research Institute de Usti Nad Orlici en agosto de 1967, equipa con 10 máquinas open-end checas Mod. BD-200 trabajando hilo 24/1 Ne (inglés) y métrico 30 Nm. Después se concentra el trabajo de los checos mejorando la apertura y limpieza de las fibras mediante una pequeña cardina (lickerin) incorporándose este mecanismo a la BD-200.
1967 Durante la ITMA en Basilea, Suiza se invita a algunos asistentes selectos a visitar open-end en la ciudad de San Luis, Francia en septiembre de 1967 En la Feria de Basilea Rieter de Suiza, presenta su máquina de open-end 95-1. Se firman otros acuerdos para proteger sus patentes
lo
entre las compañía japonesas Toyo Rayon y Howa, Daiwa y Toyoda y estas dos últimas obtienen una licencia para la producción de máquinas 1313-200, independientemente cada compañía continua sus propios caminos de desarrollo de estos equipos.
1969 Rotor integrado lo presenta Francia con la marca SACM.
1971 ITMA de PARIS.- 10 marcas presentan hilado de rotor.- Suessen presenta su doble balero de soporte (twin disc bearing) que permite elevar la velocidad del rotor a 100,000 rpm numerosas firmas usan la caja Suessen en sus equipos y doble balero.
1972 Rotores más chicos (60 mm) para velocidades más altas.
1973 En Greenville (5. C., U. S. A.) los checos presentan la máquina de rotor ZG-BDA, la cual puede hilar a más de 90,000 rpm. De Alemania Schuber and Salzer presenta la primera máquina de hilar a rotor R-V-1 1 con caja de hilado Suessen.
1974 Primera caja de rotor con "vacío" independiente.
1975 En la ITMA de MILAN, Italia, presenta la primera máquina de hilado con rotor automatizado: la limpieza del rotor y la reparadora automática de roturas, con dos unidades —el spin cat y el clean cat- viajando a todo lo largo. Además participan Investa, Checa, Burk Hardt y Rieter de Suiza; Edera, For, Marzoli, Nueva San Giorgio, Roberts y Simates de Italia; ITF y SACM de Francia, Shubert and Salzer y Zinzer Texma de Alemania; Toyoda de Japón; Barber Colman de EE. UU.; Platt, Saco Lowell de Inglaterra-USA; Polonia; y Krupp de Alemania.
1977 SCHLAFHORST, presenta al mundo técnico la primera máquina autocoro, tornando el liderato mundial de equipo open-end, usando exclusivamente caja de turbina o rotor Suessen. A partir de esta fecha y hasta 1994, se continua con la optimización del hilado de rotor y en la calidad del hilado: reducción del diámetro de los rotores, cobertura de diamante, boro a los rotores y cardinas, optimización del tipo de dientes de las cardinas (Suessen solid roller), paros de torque (interrupciones) en el flujo de fibras, optimización de boquillas, cajas de hilado con rotor que permiten el reemplazo de piezas sin parar la máquina (cajas Suessen SE-8 y SE-9).
1994 El autocoro de Schlafhorst con la caja Suessen SE-9 y un equipo de rotores totalmente automatizados con cambio automático de botes; velocidad del rotor arriba de 130,000 rpm con un diámetro de rotor de 30 mm (hilado métrico) de 80 Nm igual a 50 Ne con fibras de 30mm y 1 1/4 "y deniers de 1.0 y menos de 1.0, equipado con doble balero.
2000 En laboratorio se consolidan velocidades de 150,000 rpm equivalentes a más de 2,500 revoluciones por segundo.
En los últimos 30 años se ha logrado:
• Aumentar 5.5 veces el número de vueltas o torsiones impartidas por minuto llegando a velocidades de rotor del orden de las 145,000 y de 150,000 en laboratorio.
• Una buena calidad del hilo con nuevos procesos de hilado y automatización de sus registros • El rendimiento de los hilados ha sido suficiente para las exigencias actuales de las máquinas
de tejido y los acabados correspondientes, así como los niveles de resistencia y uniformidad.
• Las unidades de hilado de rotor instaladas en México actualmente son cerca de los 108,000
El hilado de rotor actualmente es el 22% del total y el 10% corresponde a Europa y América.
10
VENTAJAS QUE A LA FECHA TIENE EL HILADO CON ROTOR
• Alta productividad • Hilo más regular • Menos imperfecciones • Paquetes con más hilo • Grandes paquetes alimentados • Bajo tiempo de mano de obra por kg (Ver Tabla 1)
DESVENTAJA Y LIMITACION ACTUAL:
• No se fabrica hilo con soporte (core-spun) o alma para costura
CLASIFICACION 1968 SHIRLEY INSTITUTE H. CATLING. (TABLA 6)
VORTEX - FLUIDOS (Paralelización y torcido de fibras) Agregado de fibras en una unidad de hilado para dar una torsión mecánica con paralelización electrostática de fibras Sistemas de agregación de fibras sin perfecta separación de fibras. S.R.R. L. aparato Sistemas de rotor descritos adelante.
GRANDES ETAPAS DE HILOS DE ROTOR
ETAPA 1 1975 - 1985
L Hilos gruesos (Ver Tabla 2) Materiales de bajo grado en calidad Mercado principal tejidos de punto en circulares.
ETAPA II 1986 A LA FECHA
Títulos de finura medios a finos muy alta calidad Materiales de hilado tipo alta calidad Tejidos telar y circular Mercados alta calidad y volumen Hilos industriales - costura - otro sistema que propone este trabajo
En las tendencias e innovaciones de maquinas de hilado con rotor en los desarrollos actuales y sus patentes más importantes podemos encontrar:
• Desde la entrada de la cinta alimentada de un bote cilíndrico hasta la salida de un gran paquete de hilo, con calidad cada vez más elevada en todos los coeficientes de variación medidos de sus variables.
• Mesa de alimentación, canales de alimentación, presiones, rodillos de alimentación, perfil de la mesa alimentadora.
• Manejo de corrientes de aires, sistemas de "vacío", velocidad de fibras. (de 30 a 170 m/seg)
11
ESTA PAGINA DEBE SER LAN° 12 NO LA 17 TABLA 1
COMPARACIONES EN PRODUCTIVIDAD HILO 25.0 TEX (Nc = 24/1)
FUENTE: TROMMER 1995
VELOCIDAD ROTORES ANO
MINIMO TIEMPO EN MINUTOS MANO
OBRA/kg LOGRADO
VELOCIDAD EN RPM
HUSO ROTOR
1750 10,000 100 1775 6,000 200 1800 3,000 1,000 1825 650 2,000 1850 500 3,000 1875 300 4,000 1900 60 8,000 1925 30 12,000 30,000 1950 12 18,000 80,000 1975 5 20,000 145,000
2000 (TENDENCIA) 3 20,000 20,000 - 2000 (LABORATORIO) 3 20,000 150,000
yj
ESTA PAGINA DEBE SER LAN ° 13 NO LA 25 TABLA 6
SISTEMAS INDUSTRIALES EN PROCESOS DE HILATURA CON DIFERENTES PRINCIPIOS DE FORMACION DEL HILO
PROCESOS = PACA LIMPIEZA COPOS C ARDADO CINTAS ESTIRADO CINTAS PABILADORA PABILO HILADO HILOS COPE TEXTILES MAT. O NAPAS O
TEXTIL ALMA
COMBINACION
PRINCIPIO II.- INDIVIDUALIZACION DE HILADOS
BASICO DE DE FIBRAS DE CINTAS Y COMBINACION DIFERENTES
FORMACION DE 1.- ADELGAZAMIENTO DE CINTA Y PABILO REFORMACION EN
DE 1 Y II CONSOLIDA-
HILO ROTOR DE CABO ClON DE ABIERTO OPEN-END PROCESOS
HILO BASICO ENROLLAMIEN
TORSION TORSION TO SOBRE TORSION SIN
CONSOLIDACIO VERDADERA FIBRAS
ALTERNA- PARCIAL TORSION
N DE PRINCIPIOS TIVA PARALELAS
SIN HILOS ADICIONALES CON HILOS ADICIONALES
SELFACTINOS -HILADO PK-100 ROTOFIL
PROCESO HIALDO CON DISCONTINUO HILADO -CONTINUAS DE
NO ROTOR
DE HILAR CON SUGAFIL MANOJO AUTO
ANILLO TORSION VORTEX AIRE
-HILADO POR MAQ.
FALSA DREFT
PROCESO POLARIZACION COVER TORSION PLYFIL
-HILADO POR
REPCO SELFIL BOBTEX Y
FUERZA SPUN SUS CENTRIFUGA** HILADO VARIAN- HILADO DE CORE (ALMA)** PRENOMIT CON TES FRICCION CREFT
CORE RING SPUN AIRE COMBINACION PARAFIL MAQ. HILADO MAQ. HILADO
PRODUCTOS ANILLO ENVOLVENTE SE-9 ROTOR SPIN PLYFIL-1000 SUESSEN FIOMAX-1000 PARAFIL-1000 BOX CAJA DE HILAR PLYFIL-2000
FIOMAX-2000 PARAFIL-2000
** = HILO CON ESTRUCTURA INTERNA DE OTRO HILO PARA MEJORAR O MODIFICAR SUS CARACTERÍSTICAS ORIGINALES.- HILADO CON ANILLO
24
ESTA PAGINA DEBE SER LAN° 13 NO LA 25
AQUÍ ENTRA LA PAGINA N°25 HORIZONTAL TABLA 6
13
ESTA PAGINA DEBE SER LAN° 14 NO LA 18 TABLA 2
A partir de 1965 los espesores de hilados fueron teniendo rangos más amplios en la numeración de la finura.
AÑO Tex (g del
hilo/1,000 m) Inglés
(Hanks*/libra) 1965 80 16.5 1970 82-75 7-8 1975 87-55 8-11 1980 90-30 6.5-20 1985 105-18 6-34 1990 140-15 4.11-40 2000 140-12 4.11-50
o Hank = 840 yardas
FUENTE: TROMMER 1995
14
• Cardina para individualización de fibras en sus dientes metálicos: colocaciones helicoidales. Tamaños, espaciamientos, profundidades del corte, formas, ángulos de corte, velocidades periféricas, conservación limpia de los dientes, cajas de extracción de desperdicio, volumen y recolección del desperdicio extraído, diámetros (de 64 a 80 mm).
• Rotores, diámetros, velocidades, (30 mm-1 50,000 vpm) ángulos de las paredes internas, tipos y profundidades de los surcos internos y longitudes (de 2.5 a 6 veces la longitud de la fibra) y su limpieza, cajas de hilado con los sistemas de extracción de aire, zonas de torsión del hilado, desgastes del rotor y del surco a base de distintos tipos de endurecimientos. (Ver Tabla 3)
• Boquillas de salida.- Tipos, diámetros, largos, ranurados, materiales. • Tubos conductores con punto de deflexión • Conducción del hilo ya torcido al paquete producido (gran bobina de más de 3.5 kg) • Monitoreo de calidad U% Uster. • Empalmado automático de roturas y sistemas continuos de limpieza (13 - 20 seg) • Restablecimiento de la velocidad de arranque después de corregir una rotura (2-3 seg)
PROPUESTA PARA LA SOLUCION DEL HILADO CON ALMA EN ROTOR (OPEN- END) A TRA VES DE LA PATENTE
Como es de discernir por un técnico especialista en la materia, el proceso de producción de un género textil (fibras, hilos, tejidos, telas no tejidas, etc) parte de una materia prima especial y la maquinaria idónea para procesarla.
En el caso de la manufactura de los hilos ó hilados, estos deben de cumplir, independientemente del uso posterior en el que serán empleados, con las siguientes características:
u Título ó número u Torsiones y sentido (dirección de la torsión "S" ó "Z") u Resistencia u Elasticidad • Regularidad • Limpieza
En aquel tiempo dichos rotores alcanzaban una velocidad hasta de 46,000 revoluciones por minuto (4x10) QUITAR y prometían alcances insospechables hasta 100,000 rpm y como los que logran los actuales en laboratorio 150,000 rpm igual a 2500 rev/seg. En la tabla 5 podemos observar la velocidad de salida para un hilo 33 tex. QUITAR
Las ventajas que presenta este sistema, aparte del ahorro de procesos, operaciones, espacios, energía, entre otros tenemos los siguientes:
El hilo no se entrega, como en el caso de las continuas de anillo (ringspin) en pequeños paquetes (canillas) de 100 glpeso., sino por el contrario, en paquetes de aproximadamente 4000g/peso o más ya embobinados o enconados lo cual elimina el uso de las coneras y otras maquinas precedentes a ellas. Eliminar la utilización de veloces ya que la máquina puede trabajar a altos estirajes del orden de 150 en promedio y más. No se requieren fibras de longitud y micronaire especiales.
Gradualmente se ha reducido el diámetro del rotor de 65 mm, hasta 30 mm o menos y los estirajes varían de 50 a 60 para hilos de número inglés (Ne) 6/1 y 8/1 y hasta 150 para Ne = 36/1.
15
ESTA PAGINA DEBE SER LAN° 16 NO LA 19 TABLA 3
CRONOLOGIA DE DIAMETROS Y VELOCIDADES DEL ROTOR
-
ANO APROX. DIAM.
ROTOR VELOCIDAD
RPM 1965 60MM 25,000 1970 55 MM 30,000 1975 48 MM 40,000 1980 40MM 60,000 1985 38MM 90,000 1990 35MM 120,000 1991 33 MM 139,000 1995 30MM 150,000*
LABORATORIO
1996-2000 28 mm SE PRETENDEN 150,000*
• PUNTO PARTIDA PROMEDIO 80 METRICO
* FUENTE: Manual SCHLAFHORST
írel
ESTA PAGINA DEBE SER LA N° 17 NO LA 21 TABLA 5
Velocidad de entrega o salida de producción para hilar finura 33 tex en m/m.
CONTINUA DE HILAR AÑO OPEN-END ROTOR
10 1900 -- 11 1910 -- 12 1920 -- 14 1930 -- 17 1940 -- 18 1950 -- 19 1960 40 20 1970 50 22 1980 90 25 1990 160 27 2000 180
17
En la Fig. 4 se presenta una imagen de la máquina de Rotor en la cual podemos advertir que su alimentación es a base de una mecha procedente de los estiradores de segundo.
A través de los años y particularmente con el nacimiento de la Revolución Industrial así como la modernización y automatización, los procesos de hilados de fibras cortas y recortadas, tales como: algodón, lino, lana, seda, poliamida, polipropileno, poliéster, viscosa, han dado origen al desarrollo de dos tipos fundamentales de hilatura que mencionamos a continuación:
Sistema tradicional de anillo ó trócil (50% en uso) Sistema de rotor, cabo abierto ú open-end (38%) Otros (12%)
Los sistemas anteriores han tenido como meta principal (sin importar el origen vegetal, animal, sintético ó artificial de las fibras empleadas), la de obtener una óptima eficiencia de la maquinaria así como la máxima calidad posible de las características que debe guardar un hilo, mencionando desde luego la importancia tan grande que representan los costos de producción.
En los procesos de manufactura de algunos hilos a base de fibras cortas (algodón) y recortadas (acrílico, viscosa, poliéster) (Ver Tabla 4) tenemos que:
1.- Proceso para hilo peinado 100% algodón en sistema de "Anillo" (lA) y sistema de "Rotor" (1 R) Proceso para hilo cardado 100% algodón en sistema de "Anillo" (hA) y sistema de "Rotor" (11 R) Proceso para hilo cardado con mezclas de diferentes fibras en sistema de "Anillo" (1 HA) y sistema de "Rotor" (11 1R).
Materia prima (fibras cortas ó recortadas) Tren de batientes Cardas Estiradores previos Reunidoras de cintas Peinadoras Estiradores ler Paso Estiradores 2° Paso Estiradores 3er Paso
Maquinaria para hilado de ROTOR Veloces Continua de anillos Coneras Dobladoras Torcedoras Almacén de hilo terminado Mezclas de fibras en estiradores
Podemos advertir en dicha figura, que los procesos de producción son muy variados a partir del segundo o tercer paso de estirado y en los cuales, según se desee obtener un hilo "cardado" o "peinado", el número de procesos realizados, la producción en kg, y los costos son mayores o menores unos que otros.
ii;
ESTA PAGINA DEBE SER LAN° 19 NO LA 16 Figura 4
_I u,
--_-.- 12 RODILLOS PRODUCCION
SENSORES DE PRODUCCIÓN 14
TEUMPIDA
SURCO DEL ROTOR 9
lb, GUIADOR DEL HILO 10 EMBUDO O BOQUILLA _
BANDA CANAL DE FIBRAS 7 ,% \ FIBRAS_6
8
CARDINA CON PÚAS 1
RODILLO ALIMENTADOR 3
ALIMENTACIÓN CANAL 4 CON PRESION MECHA/ESTIRADORES
0* "112 U BOTE
19
ESTA PAGINA DEBE SER LA N°20 TABLA 4
20
Según datos de la Unión de Fabricantes de Máquinas de Rotor (1995), el sistema de hilatura más empleado en la actualidad a nivel mundial es el de anillo, consecuentemente porque con dicho proceso se obtiene un hilo de mayor calidad (una torsión definida "S" o "Z"; por ejemplo), dado el número de pasos cuidadosos que lo conforman (tres pasos más que el de Rotor) pero con el implícito costo que lo afecta (más horas, mayor N° de operadores, energía eléctrica, espacios, etc. )
Sin embargo, gran parte de la Industria Textil ha mirado con interés puesto en práctica el uso del sistema de rotor, dado que la calidad de hilos obtenidos con éste método es óptima para el tisaje de tejidos planos y géneros de punto y sobre todo las ventajas económicas que representa por lo anteriormente expuesto.
Es así, el objeto de la presente invención presentar una novedosa modalidad, nacida de la actividad inventiva que confiera a los hilos producidos en el sistema de rotor, características y propiedades fisicas de mejora, las cuales pueden añadirse al momento y en la máquina misma que produce el hilo convencional sin requerir de equipo adicional ó procesos posteriores.
RESUMEN DE LA INVENCION
Se describe un método para conferir a los hilos convencionales producidos en el sistema de hilado denominado de rotor, una estructura con características y propiedades fisicas mejoradas, tales como: mayor elasticidad y resistencia, más brillo, mejores efectos ópticos y diferenciales en el teñido, etc.. independientes del tipo de fibras empleadas mediante una perforación realizada y que ocupa un espacio (25%) del área central geométrica de la flecha que soporta y da giro a los rotores de hilado, a cortas, cintas metalizadas y otros para modificar al mismo tiempo que se produce las características deseadas, con un embudo ó boquilla de cualquier material resistente al desgaste, que ayuda manteniendo al hilo de alma con tensión que evite corrientes de aire. Fig. 5
Habiendo descrito ............ .QUITAR RENGLÓN COMPLETO
REIVINDICACIONES
Un método para conferir a los hilos convencionales producidos en sistema de rotor caracterizados porque tienen mayor resistencia, elasticidad, elongación, mejoras en su brillo óptico y mejoras en su teñido diferencial, sin agregar torsión al hilo alma. Un método de conformidad con la reivindicación 1, en el cual los hilos son a base de cualquier fibra corta de 2.5 a 3.3 mm con alma de hilos naturales ó sintéticos. Un sistema para conferir a los hilos convencionales de rotor una estructura de soporte "Core Yarn Spun" para mejorar su resistencia, elasticidad, elongación, agregando torsión al hilo de base o alma.
ESTA PAGINA ES LA N°22 AQUÍ ENTRA LA FIGURA 5
21
PAT. 8
ANEXO 7
ló
FIGURA 5
SISTEMA PARA CONFERIR A LOS HILOS CONVENCIONALES DE ROTOR PROPIEDADES MODIFICADAS EN SU
ESTRUCTURA INTERNA 'CORE OPEN ENO CON O SIN TORSION ADICIONAL.
1.- TENSOR PARA HILO CORE-SPUN OPEN-END (ROTOR) Z
3,,- BOQUILLA AJUSTADA DE ENTRADA,
k.- GUIAS DEL ROTOR
5.- BALEROS
6'- CAJA DE BALEROS
7.- BANDA MOTRIZ DEL ROTOR
8- CAJA DE BALEROS
DIRECCION DEL ROTOR
FONDO DEL ROTOR
HILO CORE-SPUN QUE PUEDE ENTRAR EN LA BASE DEL ROTOR CON TORSION AGREGADA O DIRECTO A LA BOQUILLA PARA NO AGREGAR TORSION
23
ESTA PAGINA ES LA N°23 AQUÍ ENTRA LA FIGURA 6
SISTEMA CORE RING SPUN (ANILLO CORE) ANILLO TROCIL
"LYCRA" SPANDEX( 4
34/16"
2"
I)
2"
ALUMINIO
PABILO NORMAL
HILO CORE SPUN
GUJA-HILOS
CANILLA DE HILO CORE-RING SPUN
ANILLO Y VIAJERO PARA IMPARTIR TORSION
22
SPUN
CTORES
ILOS
ILLO Y VIAJERO IMPARTIR TORSI
FIGURA 6
ANEXO6 SISTEMA CORE RING SPUN (ANILLO CORE)
ANILLO TROCIL
FIGURA 7
ANEXO8
ROTOR CON FLECHA PERFORADA PARA HILADO CON ALMA
24
ESTA PAGINA ES LA N°24
AQUÍ ENTRA LA FIGURA 7
ESTA PAGINA ES LA N°25
AQUÍ ENTRA LA
BIBLIOGRAFIA
LIBROS , TESIS Y ENSAYOS
1995 TROMER.- ROTOR SPINNING DR. [NG. HABIL GONTER TROMMER DEUTSCHER FACH VERLAG
1994.- MANUAL DE RIETER
1975.- PROGRESS IN O.E. SPINNING BRANCROFT Y LAURENCE DEL SHIRLEY INSTITUTE QUE CONTINUAMENTE PUBLICA LOS AVANCES TECNICOS EN TODAS LAS ARLAS TEXTILES.
1976.- MEXICO.- HILATURA DE ALGODON EN EL SISTEMA DE CABO ABIERTO.- TESIS PROFESIONAL DE JESUS CABALLERO, RODOLFO RADILLO Y JORGE TORIZ.-TESIS PROFESIONAL TRABAJO MUY COMPLETO Y UTIL PARA LOS ESTUDIOSOS
1969.- REUNION DE CONFERENCIAS EN EL INSTITUTO DE INVESTIGACION DEL ALGODON DE USTI NAD ORLICI PRAGA CHECOESLOVAQUIA.
23
RESUMEN DEL TRABAJO DEL ING. ENRIQUE DÁVALOS GARCIA
El proceso de producción de un género textil (fibras, hilos, tejidos, telas no tejidas, etc) parte de una materia prima especial y la maquinaria idónea para procesarla.
En el caso de la manufactura de los hilos ó hilados, estos deben de cumplir, independientemente del uso posterior en el que serán empleados, con las siguientes características:
u Título ó número u Torsiones y sentido (dirección de la torsión "S" ó "Z") u Resistencia u Elasticidad • Regularidad • Limpieza
Anteriormente dichos rotores alcanzaban una velocidad hasta de 46,fl00 revoluciones por minuto y prometían alcances insospechables hasta 100,000 rpm y como los que logran los actuales en laboratorio 150,000 rpm igual a 2500 rev/seg.
Las ventajas que presenta este sistema, aparte del ahorro de procesos, operaciones, espacios, energía, entre otros tenemos los siguientes:
El hilo no se entrega, como en el caso de las continuas de anillo (ringspin) en pequeños paquetes (canillas) de 100 g/peso., sino por el contrario, en paquetes de aproximadamente 4,000g/peso o más ya embobinados o enconados lo cual elimina el uso de las coneras y otras maquinas precedentes a ellas.
Eliminar la utilización de veloces ya que la máquina puede trabajar a altos estirajes del orden de 150 en promedio y más.
No se requieren fibras de longitud y micronaire especiales.
Gradualmente se ha reducido el diámetro del rotor de 65 mm, hasta 30 mm o menos y los estirajes varían de 50 a 60 para hilos de número inglés (Ne) 611 y 8/1
y hasta 150 para Ne = 36/1.
Presenta una imagen de la máquina de Rotor en la cual podemos advertir que su alimentación es a base de una mecha procedente de los estiradores de segundo.
A través de los años y particularmente con el nacimiento de la Revolución Industrial así como la modernización y automatización, los procesos de hilados de fibras cortas y recortadas, tales como: algodón, lino, lana, seda, poliamida, polipropileno, poliéster, viscosa, han dado origen al desarrollo de dos tipos fundamentales de hilatura que a continuación se mencionan:
Sistema tradicional de anillo ó trócil (50% en uso) Sistema de rotor, cabo abierto ú open-end (38%) Otros (12%)
Los sistemas anteriores han tenido como meta principal (sin importar el origen vegetal, animal, sintético o artificial de las fibras empleadas), la de obtener una óptima eficiencia de la maquinaria así como la máxima calidad posible de las características que debe guardar un hilo, mencionando desde luego la importancia tan grande que representan los costos de producción.
Según datos de la Unión de Fabricantes de Máquinas de Rotor (1995), el sistema de hilatura más empleado en la actualidad a nivel mundial es el de anillo, consecuentemente porque con dicho proceso se obtiene un hilo de mayor calidad (una torsión definida 'S" o "Z"; por ejemplo), dado el número de pasos cuidadosos que lo conforman (tres pasos más que el de Rotor) pero con el implícito costo que lo afecta (más horas, mayor número de operadores, energía eléctrica, espacios, etc.).
Sin embargo, gran parte de ¡a Industria Textil ha mirado con interés puesto en práctica el uso del sistema de rotor, dado que ¡a calidad de hilos obtenidos con éste método es óptima para el tisaje de tejidos planos y géneros de punto y sobre todo ¡as ventajas económicas que representa por ¡o anteriormente expuesto.
La invención presenta una novedosa modalidad, nacida de la actividad inventiva que confiera a los hilos producidos en el sistema de rotor, una estructura con características y propiedades físicas mejoradas, las cuales pueden añadirse al momento y en la máquina misma que produce el hilo convencional sin requerir de equipo adicional ó procesos posteriores.
El hilo de alma presenta mayor elasticidad y resistencia, más brillo, mejores efectos ópticos y diferenciales en el teñido, etc.. independientes del tipo de fibras empleadas mediante una perforación realizada y que ocupa un espacio (25%) del área central geométrica de la flecha que soporta y da giro a los rotores de hilado, a cortas, cintas metalizadas y otros para modificar al mismo tiempo que se produce as características deseadas, con un embudo ó boquilla de cualquier material resistente al desgaste, que manteniendo al hilo de alma con tensión que evite corrientes de aire.
p
