regularidad de los hilos. conceptos básicos - asolengin

regularidad de los hilos. conceptos básicos - asolengin

IRREGULARIDAD DE LOS HILOS
DEFINICION Y OBJETO
Existen diversos conceptos de regularidad: de número, torsión, resistencia, etc.
Sin embargo, el concepto más corriente de regularidad se refiere a una
cualidad no fácilmente medible: su aspecto. Decimos que un hilo es más
regular, cuanto más se asemeja a un cilindro perfecto en toda su longitud.
Las actuales máquinas de hilatura y tejeduría, requieren hilos cada vez más
resistentes y regulares.
Para ello, es muy importante contemplar el control y gestión de las diferentes
variables que intervienen en los procesos, a tiempo real. La regularidad de los
hilos, es un claro ejemplo de ello.
Cuando nos referimos a la irregularidad en un hilo, nos refiramos a las
variaciones de masa o de diámetro, a lo largo de una longitud determinada.
MEDIDA DE LA REGULARIDAD
Existen diferentes formas de valorar la regularidad de los hilos.
Los más utilizados son los que examinan visualmente el hilo (filoplano), y
los que determinan su irregularidad por dispositivos capacitivos u ópticos.
El ensayo visual del hilo sólo se puede realizar tras su fabricación. Los ensayos
de irregularidad, mediante dispositivos capacitivos ya lo pueden realizar las
propias máquinas on line. Ello permite la minimización de la irregularidad del
hilo, a cada fase del proceso de fabricación.
APARATOS PARA EL ENSAYO VISUAL DEL HILO
El control práctico de la apariencia y defectos de los hilos se realiza mediante el
examen visual del hilo. Este ha sido el primer sistema de medida y hoy en día
aún uno de los más utilizados.
Los aparatos utilizados para el ensayo visual del hilo son los filoplanos. En
ellos se enrolla el hilo a una placa trapezoidal, para de esta forma poder observar su aspecto y defectos.
El simple exámen visual del hilo, con la ayuda de ciertos dispositivos, permite
establecer de una manera subjetiva el valor de un hilo en cuanto a su
regularidad, vellosidad y limpieza. Las placas obtenidas en el filoplano pueden
ser comparadas con seis patrones fotográficos que proporcionan la Normativa
Americana ASTM.
Los patrones ASTM tan sólo son válidos para hilos de algodón, clasificándolos
en una escala que va desde la A a la D, siendo A el hilo de mayor regularidad.
El grado ASTM está también asociado a un índice de aspecto.
La relación existente es:
GRADO
INDICE DE ASPECTO
A+
A
AB+
B
BC+
C
CD+
D
D-
130
125
120
115
110
105
100
95
90
85
80
75
EQUIPOS CON DISPOSITIVOS CAPACITIVOS
Los regularímetros con dispositivos capacitivos son los más empleados hoy
en día para el control de la regularidad, a lo largo de todo el proceso de
hilatura. Consiste en detectar las variaciones de capacidad producidas por la
materia, en un circuito de alta frecuencia, al atravesar el campo de un
condensador. El más conocido y utilizado universalmente es el ZellwegerUster. Existen otros también como los de la marca Loepfe, etc.
Regularímetro capacitivo
Fuente: USTER
Para la determinación de la regularidad de las materias de hilatura mediante un
parámetro numérico, se utilizan los conceptos “Coeficiente de Variación” (CV) y
“Valor Uster” (U).
CV (%) = Indice de irregularidad cuadrática media.
U (%) = Indice de irregularidad lineal media.
El valor U (%) se puede entender a partir de la siguiente figura:
El valor CV (%) corresponde a:
La relación existente entre ambos es variable, depende del modelo estadístico
adoptado, pero se recomienda que:
CV (%) = 1,25 · U(%)
Los regularímetros modernos, determinan los dos índices, sin necesidad de
correlacionarlos matemáticamente.
El funcionamiento del regularímetro, se basa en la captación de las variaciones
de capacidad producidas por el paso de la materia a través de condensadores.
Estas señales son amplificadas electrónicamente, convertidas en variaciones
de tensión y registradas.
En siguiente diagrama se muestra el registro dibujado por el regularímetro.
Representa las variaciones de masa que el aparato detecta. De no existir
ninguna variación de masa el indicador marcaría el 0% de variación y no se
observarían oscilaciones en el registro.
DIAGRAMA
Conectado al integrador se encuentra el espectrógrafo, el cual realiza un
diagrama, llamado espectrograma, que nos muestra posibles defectos de las
máquinas de producción de la hilatura o un erróneo ajuste de las mismas. El
espectrógrafo tiene como principal objetivo analizar y clasificar, por su
longitud de onda, los defectos de masa periódicos, es decir los repetitivos.
Los espectrogramas realizados se pueden distribuir en dos grupos:
- Espectrogramas que denotan órganos defectuosos en la maquinaria de
producción.
- Espectrogramas que denotan un incorrecto ajuste de la maquinaria de
producción.
Las irregularidades producidas
espectrogramas de "chimeneas".
por
piezas
defectuosas
ocasionarán
ESPECTROGRAMA
La situación de las chimeneas indican a que longitud de onda se
reproducen, y la altura, la gravedad del defecto. En el ejemplo, el defecto
de mayor gravedad se está produciendo a los 7,5 cm.
Los causantes de estos defectos mecánicos pueden ser órganos dañados
como: cilindros excéntricos, cilindros ovalados, recubrimientos de los cilindros
en mal estado, engranajes con dientes defectuosos, engranajes mal
engranados, engranajes sucios o cualquier tipo de órgano en mal estado.
Los plegados inadecuados en los botes de cinta o bobinas de mechera también
producen espectrogramas de chimeneas.
Las irregularidades producidas por un mal ajuste o una defectuosa
alimentación de materia, ocasionan las llamadas "ondas de estiraje",
traduciéndose en el espectrograma en "colinas".
Los típicos desajustes que producen defectos de éste tipo son: ecartamientos
inadecuados en los trenes de estiraje, presión excesiva de los cilindros de
estirado, bolsas de estirado mal empalmadas, etc.
El espectrograma facilita muchísimo la labor de detección de defectos. Se
consigue información para regular o subsanar defectos a lo largo del proceso
de hilatura.
PUNTOS FINOS
Las sensibilidades del regularímetro, para la detección de puntos finos, son:
-30 -40 -50 -60
Entendiendo como punto fino, la falta de masa en porcentaje, respecto a la
masa media calculada.
Normalmente se trabaja con una sensibilidad de -50
PUNTOS GRUESOS
Las sensibilidad utilizadas por el regularímetro, para la detección de puntos
gruesos, son :
+100 +70 +50 +35
Entendiendo como punto grueso, el incremento de masa porcentual
correspondiente, respecto a la masa media calculada.
Normalmente se trabaja con una sensibilidad de +50
NEPS
Se considera nep a una parte gruesa de un hilo, de longitud inferior a 4mm,
cuya sección calculada sobre 1mm, supera el límite seleccionado.
Las sensibilidades utilizadas para neps, son :
+400 +280 +200 +140
Se puede hacer un cálculo de NEPS/GRAMO en un hilo, dividiendo el total de
neps contados por el regularímetro en 1000 metros de hilo, por el el título de
dicho hilo en Tex.
NEPS / GRAMO = (NEPS en 1000 m de hilo / Título del hilo en TEX)
ESPECTROGRAMA
El espectrograma no es más que un diagrama acumulado de frecuencias de
defectos, en función de la longitud a la que se encuentran.
Es decir, nos ayuda a determinar defectos periódicos existentes en el hilo,
en función de la longitud.
En función del defecto que se quiera ir a buscar, es importante la longitud de
hilo a analizar, por lo que será importante definir la velocidad y el tiempo de
análisis adecuados.
Lo anterior, también podrá variar en función si estamos analizando hilo, mecha
o cinta.
INERT TEST Y NORMAL TEST
Trabajando en condiciones de NORMAL TEST, la longitud de hilo analizada en
cada instante, depende de la longitud del condensador elegido, que debe ser
adecuada al material a valorar.
Si trabajamos en INERT TEST o en ½ INERT TEST, la información obtenida
sobre las variaciones de masa instantáneas, se valora a longitudes superiores
a la del condensador elegido.
Fuente : Parametría de Hilos (F. Marsal)
Es muy importante realizar análisis de regularimetría en el modo INERT TEST,
con objeto de identificar irregularidades de masa a largo período, que no son
detectables en el modo NORMAL TEST.
ADICIÓN DE IRREGULARIDADES DE MASA
Las irregularidades de masa producidas en cada fase del proceso, se suman
geométricamente.
Pongamos un ejemplo.
El CV (%) de una cinta de carda a la entrada del manuar es de 4
El doblado en el manuar, es de 8, y el gramaje de todas las cintas de
alimentación, es el mismo.
A la salida del manuar, el CV (%) de la cinta es de 3
Se cumple que :
Siendo : CVsalida (real) : 3
CVsalida (teórico) : 1,41
Por tanto, CVmáquina : 2,64
Quiere decir, que en el manuar, se ha añadido una irregularidad por el trabajo
realizado en el mismo de CV : 2,4
CÁLCULO DEL CV (%) LÍMITE
A) Hilos de algodón
M : micronaire
B) Hilos de poliéster
D : denier
INDICE DE IRREGULARIDAD DE MASA DR DE KEISOKKI
En este regularímetro, se puede calcular el valor DR (Deviation Ratio), el cual
tiene una realción directa con el sapecto del tejido fabricado con el
correspondiente hilo.
Regularímetro
Fuente : KEISOKKI
Fuente : Parametría de Hilos (F. Marsal)
Los valores α corresponden a la sensibilidad de masa establecida, que
normalmente es del +/- 5%, y a una longitud de referencia de 1,37 m
Un DR de 40, significa que el 40% de los metros analizados, están fuera
de de la sensibilidad establecida.
Grados de irregularidad, según el valor DR :
DR (%)
DR=0
F
A
<25
10 A 15
<350
B
25 A 40
15 A 20
300 a 775
C
>40
>20
>725
Siendo :
A, B y C el grado
DR=0 la tolerancia en más y en menos, respecto a la masa media del hilo
F es el área delimitada por la gráfica del DR
DETERMINACIÓN DE LA LONGITUD MEDIA DE FIBRAS A PARTIR DEL
ESPECTROGRAMA
La longitud media de fibras, utilizando el espectrograma, se calcula de la
siguiente forma :
Lm = (λm / K)
Siendo :
Lm : longitud media de fibras
λm : longitud de onda correspondiente al máximo del
espectrograma
K : constante de valor 4 para cintas, 3,5 para mechas
y 2,7 para hilos
En el espectrograma :
De haberse producido un estirado, la expresión queda como :
Lm = (λm/E) / K
Siendo E el estiraje.
INTERPRETACIÓN DE LOS ESPECTROGRAMAS
CHIMENEAS y ONDAS DE ESTIRADO
Las chimeneas corresponden a defectos periódicos. La altura de la
chimenea, indica la intensidad del defecto.
Chimeneas
Si
P > B/2 es muy probable que la chimenea indique un defecto.
Las ondas de estirado corresponden a la existencia de fibras
descontroladas durante los procesos de estirado. Ecartamientos
inadecuados, presiones inadecuadas en el tren de estiraje, clip demasiado alto,
etc.
Ondas de estirado
Ecartamiento incorrecto
Siempre se tienen que valorar el diagrama y el espectrograma al mismo
tiempo, y no individualmente cada uno.
Efecto “moire” en el hilo, producido por
un defecto periódico en el mismo.
AUTOR
Antonio Solé Cabanes
Ingeniero Industrial
[email protected]
www.asolengin.net
www.asolengin.wordpress.com