ماشین کارد

بعد از حلاجی نمودن الیاف، اولین ماشین سالن ریسندگی که برای موازی و یکنواخت نمودن و در یک راستا قرار دادن الیاف به کار گرفته می شود، ماشین کارد است.

واژه کارد از کلمه لاتین کاردوس به معنی یک نوع خار گرفته شده است. قبل از توسعه صنعت نساجی، این نوع خار جهت باز نمودن الیاف استفاده می شد. الیاف در قسمت حلاجی به صورت توده های فشرده و نامنظمی هستند که معمولاً به علت بازنشدن کامل از همدگیر ناخالصی هایی از قبیل برگ، دانه، خاک و الیاف کوتاه و نارس به همراه دارند.

عمل کارد در ریسندگی به منظور گرفتن ناخالصی های باقیمانده از حلاجی صورت می گیرد که در نتیجه آن الیاف نیز از یکدیگر مجزا می شوند.

به طور کلی اهداف ماشین کارد پنبه ای عبارتند از :

1.بازنمودن و مجزا ساختن الیاف از یکدیگر

2.جدا کردن ناخالصی هایی که در قسمت حلاجی گرفته نشده اند

3.جدا کردن الیاف کوتاه و مواد خارجی مانند گرد و غبار و تخم پنبه، در الیاف مصنوعی باز نمودن توده های به هم چسبیده.

4.جدا کردن نپ های موجود در الیاف

5.مستقیم و موازی کردن الیاف

6.مخلوط کردن الیاف

7.تشکیل فتیله (تبدیل مواد و الیاف نامنظم و پراکنده و غیرموازی به صورت فتیله مداوم با نمره معین و قابل حمل و استفاده در ماشین های بعدی)

کارد با دست

انسان برای تولید نخ از پنبه، راه های مختلفی را آزمایش کرد تا اینکه متوجه شد، کشیدن پنبه روی خار و سوزن راهکاری برای شروع تولید نخ محسوب می شود. ابتدا خارهای گیاهی و سپس خارهای فلزی به کار برده شدند. برای این کار می توان مانند شکل دو تکه چوب را به وسیله مناسبی برای این کار تبدیل کنید. بر روی دو تخته و به فواصل کم (نیم تا یک سانتیمتر) میخ بکوبید و برای هرکدام دسته درست کنید. با قرار دادن پنبه ای که با دست تمیز و باز کرده اید، عمل کارد را مطابق شکل انجام دهید و درنهایت الیاف را به شکل لوله درآورید. این لوله پنبه ای، فتیله عمل کاردینگ با دست است.

 
شکل مراحل ساخت فیتیله با دست از راست به چپ

 در ماشین کارد برای باز کردن و تمیز نمودن الیاف از اصول تأثیر جریان هوا، نیروی گریز از مرکز بر الیاف، عمل پوشش های سوزنی، ترتیب قرار گرفتن قسمت های مختلف و تنظیم سرعت ها و فواصل آن استفاده می شود. شکل ذیل تصویر یک ماشین کارد مدرن را نشان می دهد. 

شکل نمای ماشین کارد

قسمت های اصلی ماشین کارد عبارتند از:

1.قسمت تغذیه  (Feeder)

2.تیکرین (Taker-in)

3.سیلندر اصلی (Main Sylinder) 

4. کلاهک (Flat)

5.دافر  (Doffer)

6.کالندر (Calender)

7.کویلر  (Coiler)

 
شکل برش یک ماشین کارد

 روش های تغذیه ماشین کارد

الف) تغذیه با بالش. در شکل ذیل الیاف تغذیه شده به ماشین کارد با روش قدیمی، یعنی تغذیه با بالش مشاهده می شود. محل استفاده از آن در پشت کارد می باشد. این نوع ماشین در برخی از کارخانجات هنوز وجود دارد.

 
تغذیه کارد با بالش

ب)تغذیه به روش شوت فید (Shut Feed)؛ استفاده از جریان هوا با فشارهای متناسب، هم در جهت انتقال الیاف از حلاجی به کارد و هم در جهت متراکم سازی الیاف در مخزن بالای دستگاه کارد (که سیلوی آن محسوب می می گردد) استفاده می شود. شکل زیر سالن ماشین های کارد متصل به سیستم شوت فید را نشان می دهد.

 
شکل سالن مدرن ماشین های کارد

با استفاده از جریان هوا و تراکم آن، انتقال الیاف از حلاجی به کارد صورت می گیرد. لایه الیاف به قسمت تغذیه و واحد بازکننده اولیه تحت کنترل (Web Feed) نزدیک می شود. وقتی که مواد به صورت لایه ضخیم تغذیه می شود، نسبتاً یک فرم الاستیک را به وجود می آورد، البته این تغییر فقط در حد چند صدم میلیمتر است. با مقایسه این سیستم با سیلندرهای تغذیه مرسوم و رایج متوجه می شوید که سیستم Web Feed از یک سیلندر بزرگ و سه سیلندر کوچک بازکننده الیاف تشکیل شده که بدون ضرر رساندن به الیاف، توزیع مساوی و مؤثر الیاف را در پهنای ماشین امکانپذیر می سازد. همین عملیات اولیه باز کردن است که عملیات کاردینگ را مشخص می کند.

انواع سیلندرهای مدرن کارد

الف)سه سیلندر Brizor کوچک که اولی سوزنی است و برای پنبه و در تولید زیاد به کار می رود.

ب) سه سیلندر Brizor کوچک که اولی متالیک است و برای نخ های مخلوط پنبه و الیاف مصنوعی به کار می رود.

ج)یک سیلندر Brizor بزرگ سوزنی که برای الیاف مصنوعی و پنبه به کار می رود.
سوزن های این سیلندرها از فولاد مخصوص ساخته می شوند که 20 برابر عمر بیشتر از سوزن متالیک ساخته شده از فولاد خالص دارند.

شکل سوزن های فولادی خاص

در شکل زیر سیستم WebFeed سه سیلندر برای بیشترین حفاظت از الیاف (بازکردن مرحله ای) نشان داده شده است.

شکل سیستم Web Feed سه سیلندر

تنظیم دقیق چاقوی زیر سیلندرهای بازکننده اولیه

اولیه منطقه تمیز کردن در سیستم Web Feed در این قسمت می باشد. در اینجا تنظیم دقیق چاقو (PMS) اپتیمم ترکیب ضایعات را ایجاد می کند.

شکل تنظیم چاقوی تمیزکننده و روش تنظیم چاقویی با چرخاندن دستگیره

قسمت های مشخص شده در عکس تنظیم چاقوی تمیزکننده عبارتند از:

1.سیلندر تغذیه

2.دسته تنظیم چاقویی

3.موقعیت بازو و چاقو که در یک ثانیه قابل تنظیم است.

4.سیستم مکش دائمی که کارد را در این قسمت تمیز می کند.

چاقوی جداکننده حتی هنگام کار ماشین کارد، تنها در عرض چند ثانیه و از روی مانیتور و به صورت کلید لمسی، قابل تنظیم است. فاصله سر چاقو تا سوزن ها در هر موقعیتی به طور کامل ثابت می ماند.
الیاف پس از عبور از صفحه تغذیه به غلتک خوراک دهنده وارد و بعد از آن به لیکرین وارد می شوند. در زیر لیکرین یک یا دو عدد چاقوی تمیزکننده وجود دارد که کار آنها تمیز کردن الیاف است. این چاقو به باز کردن و جدا کردن مواد خارجی از قبیل ناخالصی های پنبه، آشغال و ... باقیمانده در الیاف کمک می کند. تیکرین یا لیکرین با سرعتی حدود 500 تا 900 دور در دقیقه می گردد. نیروی گریز از مرکز باعث می شود که مواد خارجی سنگین تر به بیرون پرتاب شوند. در کارخانجات سازنده، انواع غلتک های تغذیه ساخته می شوند که هر یک به نوبه خود برای الیاف مختلف، دارای امتیازاتی است.

انواع غلتک های تغذیه عبارتند از:

1.غلتک آجدار

2.غلتک ها با روکش لاستیکی مصنوعی

3.غلتک های آجدار دندانه ای

لیکرین یا تیکرین استوانه ای توخالی است و دارای پوشش اره ای که در ماشین های کارد جدید تا حدود 2200 تا 2400 دور در دقیقه می چرخد. برای الیاف مصنوعی و نیمه مصنوعی و الیاف بلند پنبه، سرعت کمتری در نظر گرفته می شود. شکل ذیل سیستم رایج و قدیمی تغذیه با تیکیرین را نشان می دهد.

تصویر یک نوع تغذیه به تیکرین

در سیستم رایج، تغذیه یکنواخت بستگی به دو قسمت اصلی، یعنی غلتک تغذیه و سینی تغذیه دارد که توسط فنر یا وزنه انجام می شود.

 
شکل سینی و غلتک تغذیه در سیستم قدیمی

عمل تیکرین

تیکرین اولین بخش بازکننده و تمیزکننده در ماشین کارد است. عمل انتقال به وسیله تیکرین ثابت است. در ماشین های تیکرین با سرعت معادل 1600 دور در دقیقه (معادل 600.000 نوک سوزن) و با سرعت خطی معادل 21 متر بر ثانیه یعنی 76 کیلومتر در ساعت و با کششی معادل 1600 مرتبه به تعداد کافی، حتی الیاف ضخیم کناره ای را شانه می کند. در واقع کشش به معنای نازک تر شدن لایه الیاف می باشد.

کیفیت کار تیکرین بستگی به تنظیمات زیر دارد:

1.ضخامت لایه الیاف

2.میزان باز شدن الیاف خام در انبار تغذیه قبل از آن

3.فواصل بین قطعات عملیات

4.درجه توازی الیاف در انبار قبل از آن

5.تراکم پوششی نوارها

6.حرکت دورانی تیکرین

در بعضی ماشین ها یک تیکرین به کار رفته است. در سیستم کلاسیک کارد، گرفتن ضایعات به وسیله یک یا دو چاقو و چند میله اجاقی کنار هم (صفحه اجاقی شیاردار) صورت می گیرد. خروجی ناخالصی ها به وسیله چاقویی ها انجام می شود و به کمک میله های اجاقی به بیرون رانده می شوند. اما در ماشین های کارد مدرن به ابزاری احتیاج است که بتواند با حجم بالای ورود جریان الیاف عمل کند.

نمای تغذیه با یک تیکرین تکی

در قسمت 4 شکل زیر یک چاقویی با واحد مکش جنب آن را مشاهده می کنید. این قسمت یکی از عملیات کاردینگ را انجام می دهد.

 
شکل قسمت هایی که عمل کارد را در زیر تیکرین انجام می دهند

در ماشین های کارد مدرن برای باز کردن بهتر و مؤثرتر الیاف، تعداد تیکیرین ها را زیاد کرده اند که در شکل ذیل یک ماشین دارای چند تیکرین را ملاحظه می کنید.

ماشین ریتر C60 با سه عدد تیکرین

سرعت این تیکرین ها به ترتیب زیادتر می شود، مثلاً تیکرین اول با سرعتی معادل r.p.m 600 و دومی با سرعت دورانی معادل r.p.m 1200 و سومی با سرعت r.p.m 1800 می چرخند (با زیاد شدن سرعت، قدرت و میزان بازکنندگی الیاف بیشتر می شود).

عمل کاردینگ

الیافی که از سیلندر تیکرین به روی سیلندر اصلی منتقل می شوند در سه محل روی سیلندر اصلی تحت عمل کاردینگ قرار می گیرند.

1.بین سیلندر و فلت های ثابت اولیه (Pre Carding)

2.بین سیلندر و فلت های متحرک کلاهک (Main Carding)

3.بین سیلندر و فلت های ثابت ثانویه (After Carding)
 

شکل محل هایی که روی سیلندر اصلی عمل کاردینگ صورت می گیرد

در قسمت اول و انتهای سیلندر اصلی (فلش های آبی روشن در تصویر) فلت های اولیه و ثانویه قرار دارند و بین این دو قسمت کلاهک یا فلت های متحرک قررا گرفته اند (فلش های آبی تیره)

محل قسمت فلت های ثابت اولیه و ثانویه روی سیلندر اصلی:

قطعه کارد اولیه (Pre Carding) که تعداد آنها به دو یا سه عدد می رسد از یک پروفیل آلومینیومی ساخته شده است که روی یک سطح آن دو نوار خاردار متالیک تعبیه شده است و هرکدام از نوارهای خاردار دارای ظرافت خاصی هستند و با هم تفاوت دارند. در شکل ذیل محل نصب قطعه کارد اولیه (Pre Carding) را مشاهده می کنید.

شکل قطعه کارد اولیه و محل نصب آن

 قطعات کارد اولیه و ثانویه در ماشین های کارد مدرن برای رسیدن به تولید انبوه و کیفیت مناسب به کار می روند و قابلیت تعویض سریع و آسان دارند. هدف از استفاده از این قطعات عبارت است از:

1.خروج بهتر ضایعات

2.داخل هم نرفتن نپ ها

3.امکان بالا بردن سرعت و به دنبال آن بالا رفتن تولید

4.حفاظت از پوشش های سوزنی متالیک

5.پوشش دادن به الیاف بلند خصوصاً روی فلت ها

6 امکان استفاده از پوشش های سوزنی ظریف تر هنگام تعویض الیاف

7.کیفیت بهتر نخ

برای انجام عمل تعویض سگمنت های کارد (فلت ها) و یا تعویض نوارشان و در جهت افزایش سرعت عمل در تنظیم این پروفیل ها، پایه هایی به رنگ های مختلف ساخته شده است که در دو سر این پروفیل ها قرار می گیرند. هر رنگ نشان دهنده یک ارتفاع خاص و در نتیجه ایجاد فاصله خاص از دندانه سیلندر اصلی می باشد. این کار در عرض چند دقیقه امکانپذیر است. در شکل ذیل این پایه ها (گیج ها) را می بینید.

شکل پایه های (گیج) سگمنت اولیه و ثانویه کارد در رنگ های مختلف

طبق تحقیقات با نصب سگمنت ها معایبی مانند نازک یا ضخیم بودن و نپ دار بودن نخ تا میزان 10% کاهش می یابد.

برای تولید بهینه موارد ذیل باید رعایت شوند:

1.در کارد انجام تنظیمات وقتی باید صورت گیرد که کارد سرد باشد.

2.انجام تنظیماتی که با سعی و خطا صورت می گیرد، یادداشت شود.

3.تغییرات دمای محیط در نظر گرفته شود.

در ماشین های کارد مدرن در جاهایی که لازم است، مانند فاصله سیلندر اصلی، کلاهک، سگمنت های ثابت جلو و عقب کارد، سنسورهای سالم و بسیار حساس کار گذاشته شده است که برای تصمیم گیری درست پارامترهای صحیح را اندازه گیری می کنند و در مانیتور دستگاه نشان می دهد و به اپراتور می گوید که کدام تنظیمات بایستی تصحیح شوند. خصوصیت دیگر این سیستم آن است که در حین کار و فعالیت تولیدی ماشین کارد نیز می تواند تنظیمات را اصلاح کند. نصب چنین سیستمی بر روی ماشین های کارد برای جمع آوری اطلاعات و استفاده مفید از آن مزایای زیر را حاصل می کند.

1.تنظیمات ماشین کارد را حساب نموده و پیشنهادات بهینه شده را می دهد.

2.سرعت در نتیجه گیری از تنظیمات

3.حفاظت مطمئن از وایرها و سوزن ها

در شکل ذیل سنسور حساسی را مشاهده می کنید که اطلاعات تماسی بین اجزای ماشین کارد را گزارش می دهد. این سنسور اطلاعات تماسی بین اجزا و سوزن های ماشین کارد را به واحد پرداش و محل های ذخیره این اطلاعات می فرستد.

شکل سنسور تشخیصی ناخالصی و تنظیمات

سیلندر اصلی

سیلندر اصلی، سیلندری توخالی است که معمولاً از چدن یا فولاد ساخته می شود. بیشتر سیلندر ماشین های کارد پنبه ای و الیاف کوتاه دارای قطری بین 1280 تا 1300 میلیمتر، و سرعت بالای r.p.m 900 هستند.کمترین فاصله تنظیمی در ماشین کارد، فاصله سیلندر با دافر است که حدود 0.1 میلیمتر می باشد و با فیلرهای خاص گیج گذاری می شود (شکل زیر)

 
شکل دسته فیلر برای گیج گذاری ماشین کارد

 سطح سیلندر با نوار خاردار متالیک پوشیده شده است. این نوارها با مواد خاصی پوشش داده می شوند تا در اثر سایش و تماس با الیاف خراب نشوند. در شکل ذیل سطح سیلندر پوشیده شده از نوار متالیک را مشاهده می کنید.

شکل سطح سیلندر اصلی پوشش داده شده با نوار متالیک

 با توجه به نوع کارد و با توجه به الیافی که قرار است در آن کار شود، نوع نوار خاردار متفاوت خواهد بود. دندانه این نوارهای اره ای دارای ارتفاع خاص و زاویه مشخص می باشد. در شکل ذیل چند نوع وایر متالیک جهت پوشش سیلندرها اصلی را مشاهده می کنید.

شکل چند نوع وایر متالیک جهت سیلندر اصلی

سیلندرهای تیکرین و غلتک های تغذیه و سیلندر دافر نیز هرکدام با یک نوع وایر متالیک پیچیده می شوند. در شکل زیر انواع وایر متالیک برای دافر و سایر سیلندرها را مشاهده می کنید.

 
شکل انواع پوشش سیلندرهای دافر

 در ماشین کارد ظرافت سوزن های سیلندر از انتهای ماشین به سمت جلو بیشتر می شود، یعنی سوزن تیکرین ضخیم تر از سوزن سیلندر اصلی و سوزن های سیلندر اصلی ضخیم تر سوزن دافر هستند. با توجه به الیاف مورد استفاده، نوع نوار اره ای نیز تغییر می کند. مثلاً نوع وایرهای بکار رفته برای پنبه با وایرهای بکاررفته برای الیاف مصنوعی متفاوت است.

وقتی که زمان مشخصی از فعالیت ماشین کارد بگذرد، بایستی وایرهای روی سیلندرها مخصوصاً وایرهای دافر، سیلندر اصلی و فلت را سنگ زنی نمود و بعد از سپری شده مدت زمان بیشتر باید آنها را تعویض کرد. مشاهده وضعیت کیفی سوزن ها با دوربین های خاصی انجام می شود که درشت نمایی خوبی دارند. نحوه کار در شکل زیر نشان داده شده است.

شکل ابزارهای مشاهده عیوب نوار اره ای (وایر) کارد

به دلیل آنکه سوزن ها و نوارهای خاردار متالیک بر اثر کارکرد ساییده و کند می شوند، لذا بعد از مدتی خارها را سنباده می زنند تا تیز شوند. این عمل برای سوزن های دافر و سیلندر به کمک دستگاه سنگ زنی انجام می شود. به این صورت که دستگاه مذکور بر روی سطح وایردار سیلندر گذاشته می شود و با تنظیم سنگ سوزن ها و نوارهای خاردار را تیز می کنند. در شکل زیر یک دستگاه سنگ زنی (سمباده زنی) مخصوص نوار اره ای سیلندر و دافر را ملاحظه می کنید.

شکل ابزارآلات مخصوص سنگ زدن وایرهای سیلندر و دافر

بعد از گذشت مدت زمان مشخصی از عملکرد دستگاه کارد، دیگر نمی توان سوزن ها را سنگ زنی کرد. چون در اثر سنگ زنی های قبلی کوتاه شده اند و بایستی تعویض شوند. نوارهای خاردار متالیک در کارخانه های سازنده این نوارها روی قرقره های بزرگ چوبی پیچیده شده و مطابق نمره مورد نظر سفارش داده می شوند.

 
شکل قرقره های حاوی نوار متالیک

برای تعویض نوارها ابزار خاصی لازم است. وایرها با کمک دستگاه مخصوص نوارپیچی و تحت کشیدگی خاصی روی سیلندری که نوارهای قبلی از روی آن برداشته شده است پیچیده می شوند. در شکل زیر نحوه پیچش نوار و نیز ابزار کشیدگی ملاحظه می شود.

 
شکل نحوه پیچش نوار خاردار متالیک و ابزار تعیین میزان کشیدگی نوار متالیک

سنگ زنی وایرهای ماشین کارد و تعویض وایرها، وظیفه اپراتور دستگاه کارد نیست. بلکه گروه های متخصص این کار را انجام می دهند.

> فروش دستگاه کاردینگ دست دوم

منبع جهت دریافت اطلاعات بیشتر:

Principles of Spinning Fibres and Blow Room Cotton Processing in Spinning;By Ashok R. Khare

Handbook of Yarn Production:Technology, Science and Economics,A volume in Woodhead Publishing Series in Textiles,Book • 2003

Advanced Fiber Spinning Technology ,1st Edition , by T. Nakajima ,Published Date: 1st January 1994

REITER Spining catalog. 45 catalog

ZINSER catlog. 7 catalog

TRUTZCHLER spining catalog. 8 catalog

ریسندگی چرخانه ای; هوشمند بهزادان، ابوالقاسم طاهری عراقی 

سیستم های ریسندگی مدرن ~ورنر کلاین، سعید شیخ زاده نجار (مترجم)

تکنولوژی ریسندگی چرخانه ای ~ترومر، علی اکبر قره آغاجی (مترجم)، مجید جوهری (مترجم)

ریسندگی الیاف کوتاه و مخلوط ها در سیستم پنبه ای ~کی.آر. سالهوترا، میررضا طاهری اطاقسرا (مترجم)

اصول ریسندگی اصطکاکی ~علی اکبر مراتی

ریسندگی مدرن ~مجید جوهری

لینک اشتراک گذاری مطلب

https://b2n.ir/nassajyar352