ریسندگی چرخانه ایی یا اپن اند

ایده ساخت چنین سیستمی در اواخر قرن نوزدهم بر می گردد و این طرح در نیمه دوم قرن بیستم به صورت تکامل یافته امروزی در ابعاد صنعتی ارایه گردید. بطور کلی دلایل اصلی بوجود آورنده ی این سیستم را می توان بصورت زیر خلاصه کرد :

الف ) افزایش تولید
ب ) کاهش هزینه تولید

الف) افزایش تولید : محدودیت های فنی ماشین تمام تاب یا رینگ که مانع از افزایش سرعت و در نتیجه کاهش تولید در آخرین مرحله خط ریسندگی می گردد ناشی از مکانیزم ماشین ریسندگی رینگ می باشد ٬ زیرا افزایش تولید ماشین مستلزم افزایش سرعت تمام قستمت های آن یعنی غلتک تولید ٬ دوک ٬ شیطانک و سایر قطعات متحرک است و بالا بردن سرعت قسمتهای یاد شده مشکلات فنی نختلفی ایجاد می کند . به عنوان مثال غلتک تولید ماشین رینگ به علت طول زیاد و قطر کمی که دارد در سرعت های زیاد با ارتعاشات مداوم همراه است و اشکالات عمده را فراهم می کند و همین طور در مورد دوک باعث ارتعاشات و شکستن دوک و خرابی بلبرینگ ها می شود و یا گرمای حاصل از دوران شیطانک منجر به سوختن سریع شیطانک می گردد.

به منضور رفع این مشکل ماشین رینگ دوار تولید گردید که در عرصه صنعتی توفیقی خاصل نکرد.از سوی دیگر افزایش سرعت باعث افزایش کشش نخ در مرحله تاب و پیچش گردید که خود افزایش پارگی و کاهش راندمان ماشین رینگ دوار را بدنبال داشت.

ب) کاهش هزینه تولید :  از نظر هزینه تولید می توان در دوجهت عمده دو روش ریسندگی رینگ و چرخانه ایی را مقایسه کرد : یکی مصرف انرژی و دیگری کوتاه شدن خط تولید و کاهش هزینه نیروی انسانی

با توجه به وزن دوک های ماشین رینگ ٬ نیرویی که صرف به حرکت در آوردن این دوک ها می شود بمراتب بیشتر از نیروی مصرف شده در ماشین چرخانه ایی است ٬ زیرا مقدار انرژی که برای ایجاد تاب در نخ لازم است بسیار کم است و بیشتری انرژی مصرفی ماشین ٬ صرف انتقال حرکت از الکتروموتور به دوک ها و قرقره ها میگردد.از طرف دیگر ٬ در ریسندگی چرخانه ایی با حذف ماشین نیم تاب یا فلایر می توان مستقیما فتیله حاصل را به ماشین چرخانه ایی تغذیه نمود که باعث صرف جویی در هزینه بخصوص هزینه نیروی انسانی می شود.

ویژگی های کلی ریسندگی چرخانه ایی :

فرق اساسی این روش با ریسندگی رینگ ٬ بطوری که اشاره شد ٬ عبارت است از اینکه در ماشین رینگ به منظور ایجاد تاب ٬ نخ همراه ماسوره در حال چرخش است. بنابراین افزایش حجم نخ بروی ماسوره و در نتیجه افزایش وزن ماسوره نیروی بیشتری صرف چرخانیدن ماسوره می شود  ٬ در صورتی که در ریسندگی چرخانه ایی ٬ عمل تابیدن نخ از عمل پیچش مجزا است وبوبین یا بسته نخ صرفا برای پیچش می چرخد و نخ از انتهای آزاد خود (قبل از پیچش) تاب میخورد. چون نیرویی که صرف تابیدن نخ میگردد بمراتب کاهش یافته لذا می توان سرعت تولید را افزایش داد. این نکته فرق اساسی بین دو سیستم می باشد و نام اوپن اند Open-End که معمولا به این ماشین گفته می شود ناشی از همین تفاوت است یعنی آزاد بودن انتهای نخ هنگام تابیدن.

مکانیزم ریسندگی چرخانه ایی :

ریسندگی چرخانه ایی شامل سیستم های مختلفی است که بر اساس نوع لیف مصرفی ٬ روش تغذیه الیاف ٬ انتقال و چگونگی تابیده شدن الیاف طبقه بندی می شود.

در ریسندگی چرخانه ایی ابتدا الیفا به صورت فتیله به ماشین تغذیه می شوند و پس از اعمال کشش ٬ الیاف به صورت کاملا باز در جسمی گردان به نام چرخانه یا روتور Rotor تجمع می یابد. چرخش روتور ٬ باعث به وجود آمدن تاب و در نتیجه در هم رفتگی الیاف می گردد.با توجه به به نوع روتور یا چگونگی تاب ٬ سیستم های مختلفی در ریسندگی چرخانه ایی شکل گرفته که در این میان تنها رینسدگی روتور یا چرخانه ایی بصورت صنعتی امروزی عرضه شده است.

در این روش الیاف پس از باز شدن در درون محیط جسم دوار (روتور) تجمع یافته ٬ در اثر چرخش روتور ٬ بصورت نخ از آن خارج میگردد. از مرحله تکشیل حلقه الیاف در روتور تا خروج آن بصورت نخ ٬ چند عمل همزمان انجام می شود.

با توجه به شکل زیر الیاف از مجرای ورودی داخل روتور می شود و در اثر چرخش روتور ٬ بصورت نواری به طور ثابت در شیار روتور قرار می گیرد.در همین حال میباست نخی را به عنوان پیوند وارد روتور نموده ٬ پس از تماس با نوار الیاف ٬ آن را بیرون کشید تا الیاف با اتصال به نخ پیوند در اثر چرخش به دور نخ پیچیده شود.

به محض تشکیل نخ ٬ از اولین لایه الیاف داخل روتور ٬ بطور پیوسته الیاف جدید وارد روتور می شود و بدنبال لایه قبلی که بصورت نخ در آمده پیوند خورده ٬ از روتور خارج میگردد. بنابر این برای تشکیل نخ ٬ سه عمل بطور همزمان لازم است :

الف) برداشته شدن لایه اول از شیار روتور توسط نخ پیوند
ب) ورود لایه جدید از الیاف به داخل روتور
ج) تابیده شدن لایه های الیاف در روتور و خروج از آن بصورت نخ

برای تداوم عمل ریسندگی باید ورود و خروج الیاف ٬ برابر و به صورت پیوسته انجام گیرد . هرگونه وقفه در این سیکل باعث پارگی نخ میگردد و برای پیوند مجدد ٬ پس از ورود اولین لایه به داخل روتور ٬ نخ پیوند را وارد و پس از اتصال با لایه الیاف ٬ سریعا آن را  خارج می نمایند. در ماشین های پیشرفته امروزی این سیکل کار به وسیله پیوند زن اتوماتیک انجام میگیرد.

جدا کردن ناخالصی ها در ماشین چرخانه ایی :

سیستم تغذیه زننده ایی در ماشین های چرخانه ایی مناسبترین روش برای جدا کردن ناخالصی هاست و اکثر ماشین ها با چنین مکانیزمی کار میکنند. در ساخت ماشین ها سعی شده قسمت زننده طوری طراحی شود که بتواند حداکثر نا خالصی ها را جدا کند و به این جهت سازندگان ٬ طرح های مختلفی را ارایه داده اند .برای جدا کردن ناخالصی ها ٬ بطور صد در دصد جدا نمی گردند و مقداری از گرد و غبار همراه الیاف وارد چرخانه می شود و در شیار چرخانه قرار میگیرد و وجود این ناخالصی ها در چرخانه باعث نایکنواختی و معیوب شدن نخ ها شده ٬ تعداد پارگی را افزایش می دهد و بنابراین لازم است به طور مرتب چرخانه ها را باز و شیار آنها را تمیز کرد.وجود گرد غبار در شیار چرخانه باعث به وجود آمدن عیبی به نام موآرهMoireدر نخ می گردد.

ایراد موآره درنخ

در ریسندگی چرخانه ایی با تغییر دادن قطر و زاویه چرخانه ٬ انواع لیف با طول های کوتاه یا بلند را میتوان بکار گرفت و نخ های با نمرات مختلف در سیستم ریسندگی چرخانه ایی تولید کرد. با توجه به مکانیزم تشکیل نخ و مکانیزم قرار گرفتن لایه الیاف در شیار چرخانه برای ریسیدن الیاف با طول بلند را می باید از زننده و چرخانه با قطر بیشتر استفاده کرد.از طرف دیگر رابطه سرعت و قطر چرخانه رابطه ایی معکوس دارد.بنابراین در طراحی ماشین های چرخانه ایی اگر از سرعت های بالا استفاده شود قطر چرخانه کاهش می یابد.

کیفیت نخ های ماشین چرخانه ایی و مقایسه آن با نخ های ماشین تمام تاب

خواص هر نخی در درجه اول رابطه مستقیم با نحوه قرار گرفتن الیاف در ساختمان نخ و میزان یکنواختی آن دارد. نخ های تولید شده به وسیله ماشین های چرخانه ایی ٬ در مقایسه با نخ های ماشین تمام تاب ٬ متفاوت است و بعضی از خواص ٬ مزایا و بعضی دیگر ٬ معایب آن بشمار می رود و بطور کلی برای مقایسه این دو نخ بهتر است مصارف بعدی آنها مورد توجه قرار گیرد.

در ریسندگی چرخانه ایی که روش باز شدن الیاف غالبا توسط زننده صورت میگیرد برخورد زننده با الیاف باعث شکستن و کاهش طول الیاف می شود و این امر از معایب این ماشین هاست ٬ ضمنا نحوه قرار گرفتن الیاف در نخ های چرخانه ایی مشخص می کند که استحکام متوسط این نخ ها نسبت به نخ های ماشین تمام تاب مشایه ٬ کمتر است . ولی از آنجا که نخ های ماشین چرخانه ایی دارای یکنواختی بهتر ٬ نقاط ضعیف و نازک کمتر و مقاومت سایشی بیشتری نسبت به نخ های ماشین تمام تاب دارد.در عملیاتی که در مراحل بعدی بر روی نخ ها انجام میگیرد ٬ دارای نخ پارگی کمتری نسبت به نخهای ماشین های تمام تاب مشابه می باشد ؛ زیرا میزان نخ پارگی در مراحل ریسندگی ٬ مقدمات بافندگی و بافندگی ٬ به استحکام متوسط نخ ها بستگی ندارد بلکه به تعداد نقاط ضعیف نخ مربوط می شود.

کاهش مقاومت نخ های چرخانه ایی در مقاومت پارچه تاثیر می گذارد ٬ بنابراین اگر استحکام پارچه ٬ مورد نظر باشد ممکن است نخ های ماشین تمام تاب ترجیح داده شود . از طرف دیگر نخ های تولیدی ماشین چرخانه ایی دارای ظاهری پفکی و حجیمتر نسبت به نخ های تمام تاب هستند و به همین دلیل ضریب پوشش این نخ ها در پارچه بیشتر است ٬ بنابراین اگر حجیم بودن پارچه مورد نظر باشد ٬ نخ های چرخانه ایی ترجیح داده می شود بخصوص در مورد پود پارچه مناسبترین نخ محسوب می شود.

خواص مکانیکی نخ های چرخانه ایی :

نخ های ماشین چرخانه ایی دارای قابلیت کشیدگی بیشتری نسبت به نخ های دیگر هستند ٬ یعنی دارای درصد ازدیاد طول بیشتری است ولی به همان نسبت نیز این خاصیت را زودتر از دست می دهد و به همین علت تا حد امکان در مراحل مقدماتی قبل از بافندگی باید از وارد کردن نیروی اضافی به نخ ها خودداری کرد تا با حفظ این خاصیت بتوان راندمان بافندگی بالاتری بدست اورد.

نمره فتیله تغذیه ٬ سرعت زننده ٬ سرعت چرخانه ٬ تاثیر زیادی روی خواص نخ ها دارد. با توجه به نمره نخ مورد نظر ٬ نمره فتیله و سرعت تولید باید طوری انتخاب شود که زننده فرصت کافی برای باز شدن الیاف را داشته باشد.اگر فتیله سنگین و سرعت تغذیه زیاد باشد ٬ الیاف قبل از باز شدن به صورت دسته دسته از فتیله رها می شوند و یکنواختی و مقاومت نخ کاهش می یابد.همچنین سرعت کم یا زیاد زننده ٬ باعث افزایش نایکنواختی ٬ نخ پارگی و کاهش کیفیت نخ می گردد٬ سرعت بیشتر بیش از حد چرخانه نیز پارگی را افزایش خواهد داد.

در انتها تقسیم بندی سیستم های ریسندگی با انتهای آزاد:

سیستم های ریسندگی با انتهای آزاد بر پایه چگونگی تجمع الیاف به پنج گروه و به شرح ذیل تقسیم می شوند :

۱.    سیستم ریسندگی ورتکس که خود به دو دسته ورتکس هوا و ورتکس آب تقسیم می شود.
۲.    سیستم ریسندگی محوری که این گروه نیز به دو دسته سبدی و الکترواستاتیکی تقسیم می شود.
۳.    سیستم ریسندگی غیر مداوم ناپیوسته
۴.    سیستم ریسندگی چرخانه ایی
۵.    سیستم ریسندگی اصطکاکی

منابع و اطلاعات بیشتر :
Rotor Spinning Technical and Economic Aspects ByDr.Eric Dyson
ریسندگی چرخانه ایی ؛ تالیف هوشمند بهزادان . ابوالقاسم طاهری عراقی
اصول ریسندگی پنبه ٬ تالیف محمود کساییان و ابوالقاسم طاهری عراقی
ریسندگی مدرن : دکتر مجید صفر جوهری