Zařízení na výrobu jádrové příze

Ing. Ondřej Baťka

Master's thesis

Device for production of core yarn

Abstract:

Diplomová práce se zabývá konstrukcí vybraných částí stroje, který slouží pro laboratorní výrobu jádrové příze opatřené vrstvou nanovláken. První část práce je zaměřena na konstrukci vhodného systému pro navíjení vyrobené příze do podoby křížového návinu. Byla navržena konstrukce s rozváděním pomocí řemínkového mechanismu. Důležitým parametrem pro návrh bylo snížení pasivních odporů mezi navíjecími prvky a navíjenou přízí. Bylo navrženo více řešení eliminace vlivu pasivních odporů. Zvolený návrh navíjecího zařízení byl konstrukčně zpracován včetně výrobní dokumentace a vyrobený funkční model byl testován při zvlákňovacím procesu. Druhá část práce se zabývá analýzou stávající zvlákňovací elektrody, která je důležitou částí ústrojí na výrobu nanovláken. Pomocí programu Autodesk Simulation Mechanical byly analyzovány vlivy různých konstrukčních rozměrů elektrody na rozložení intenzity elektrického pole. Byl navržen nový tvar zvlákňovací elektrody, jejíž geometrie byla optimalizována z hlediska optimálního rozložení intenzity elektrického pole. V závěru bylo provedeno měření produktivity na původní a optimalizované elektrodě při procesu zvlákňování. Porovnání výsledků měření prokázalo zvýšení produktivity optimalizované zvlákňovací elektrody.

Abstract:

The diploma thesis is focused on the design of two selected system of a device used for laboratory scale production of core yarn with nanofibrous shell. The first part of the thesis deals with the design of a winding system with cross-wound bobbin suitable for the yarn with nanofibrous shell. For this purpose, the wind-ing system with belt mechanism was designed. The design reflects the requirements on minimal passive resistance. Several concepts of passive resistance reduction was con-sidered and evaluated. The final concept of the winding system was designed, including the drawing documentation and the manufactured model was tested in the electrospin-ning process. The second part of the thesis deals with the electrostatic analysis of an electrode that is used for electrospinning of nanofibers. The influence of the electrode geometrical parameters on the electric field strength distribution was analysed in the software Auto-desk Simulation Mechanical. Based on that, the new shape of the electrode was de-signed. In order to obtain the optimal electrical field strength distribution, the electrode dimensions were optimised. The experimental verification of both the original and the optimised type of electrode was carried out. The results proved the productivity increase of the optimised electrospinning electrode in comparison to the original one.

Keywords

Jádrová příze, rozvádění příze, řemínkový mechanismus, elektroda, intenzita elektric-kého pole

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 5. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 16. 6. 2015
• Supervisor: prof. Ing. Jaroslav Beran, CSc.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechanical Engineering

Master programme / field:
Mechanical Engineering / Machines and Equipment Design