Fiação - Conceitos

TECNOLOGIA DA FIAO

(Conceitos Bsicos)

Professor: Flvio Avanci de Souza

Ministrio da Educao

UNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARAN

CMPUS APUCARANA

Definio - Fiao

Pode ser entendida como o conjunto de

operaes necessrias (sequncia de mquinas

com finalidade especfica) transformao de

fibras txteis (Pluma) em fio.

Tradicionalmente pode ser constituda de 3 fases:

-Abertura e limpeza;

- Preparao;

- Fiao propriamente dita;

Preparao

Processo final

Enrolamento

1 Fase Abertura e limpeza

- Batedores ou aberturas: Englobam-se nesta

fase todos os tratamentos cujo a finalidade

consiste em abertura e separao da fibra em

bruto dos materiais estranhos que a elas

encontram-se ligadas.

Nesta fase tambm se aproveita para fazer a

mistura de vrios componentes fibrosos afim de

se conseguir uma mistura homogenia e regular.

2 Fase Preparao

Pode-se mencionar 2 grupos de atividades:

- Cardas e passadores: Continuao da limpeza

visando conseguir boa regularidade sem reduo na

massa fibrosa por unidade de comprimento.

Nesta fase tambm se aproveita para fazer a

mistura de vrios componentes fibrosos afim de se

conseguir uma mistura homogenia e regular.

- Maaroqueiras: Procura-se a reduo da massa

fibrosa por unidade de comprimento.

3 Fase Fiao

- Filatrios: A matria-prima j preparada ser

reduzida a finura pr-fixada (ttulo do fio) obtendo

uma resistncia atravs da toro das fibras no

prprio eixo do fio, resistncia esta necessria a

sua utilizao posterior .

A finura da fibra determina limites de finura do fio.

Fluxo Txtil

Produo de Fios

Processos

Pode-se dividir os processos de fiao em dois conceitos

tradicionais:

Fiao fibras longas Ex. fibras de l

Fiao de fibras Curtas Ex. fibras de algodo

H basicamente dois tipos de fiao de fibras curtas, a

chamada convencional (anel) e a fiao sistema rotor

(open-end).

Uma nova tecnologia como o sistema jato de ar (vortex)

vem conquistando espao na produo de fios.

Processos

A fiao convencional ou anel tradicionalmente pode ser

dividido em:

Cardado destina-se aos fios mais grossos (de Ne 8/1 aNe 30/1) com necessidade de qualidade e custo menor.

Penteado Destina-se aos fios mais finos (de Ne 24/1 aNe 80/1) com exigncias maiores de qualidade.

Nota: A fiao open-end tradicionalmente cardada e

normalmente so feitos fios mais grossos (Ne 4/1 a Ne

12/1). No entanto com as novas tecnologias open-end os

fios produzidos podem chegar a Ne 30/1.

ProcessosLinha de Abertura

Passadeira

(1 passagem)

Carda

Passadeira

(2 passagem)

Conicaleira

Filatrio

Maaroqueira

Laminadeira /

Reunideira

Penteadeira

Linha de

Abertura

Passadeira

(Pr)

Carda

Passadeira

(2 passagem)

Conicaleira

Filatrio

Maaroqueira

Passadeira

(1 passagem)

Pen

tead

o

Card

ad

o

Op

en

-en

d

Linha de Abertura

Passadeira

(1 passagem)

Carda

Passadeira

(2 passagem)

Open-end

Pr-fiao ou preparao (abertura, limpeza e preparao)

Fiao e Enrolamento

Op

en

-en

d

Linha de Abertura

Passadeira

(unica passagem)

Carda (IDF)

Open-end

Processos

Laminadeira /

Reunideira

Penteadeira

Linha de

Abertura

Passadeira

(Pr /1 passagem)

Carda

Passadeira

(2 passagem)

Conicaleira

Filatrio

Maaroqueira

Pen

tead

o

Pen

tead

o

Card

ad

o -

Mis

tura

s


Fiao e Enrolamento

Conicaleira

Laminadeira /

Reunideira

Penteadeira

Linha de

Abertura

Passadeira

(1 passagem)

Carda

Passadeira

(2 passagem)

Filatrio

Maaroqueira

Abertura (PES)

Passadeira

(1 passagem)

Carda

Passadeira

(2 passagem)

Conicaleira

Filatrio

Maaroqueira

Linha de Abertura(CO)

Carda

Se mistura

ntima,

tem-se

nico

conjunto

de

abridores.

Processos

Pen

tead

o -

Mis

tura

Pr-fiao ou preparao

(abertura, limpeza e

preparao)

Fiao e Enrolamento

Abertura (PES)

Passadeira

(2 passagem)

Carda

Passadeira

(3 passagem)

Conicaleira

Filatrio

Maaroqueira

Laminadeira /

Reunideira

Penteadeira

Passadeira

(1 passagem)

Linha de Abertura(CO)

Carda

Processos

Reto

ro

Pr-fiao ou preparao

(abertura, limpeza e

preparao)

Fiao e Enrolamento

Retoro

Passadeira

(2 passagem)

Binadeira

Conicaleira

Filatrio

Maaroqueira

Retorcedeira

Passadeira

(1 passagem)

Linha de Abertura

Carda

Air

-jet

Linha de Abertura

Passadeira

(1 passagem)

Carda

Passadeira

(2 passagem)

Vortex

Filme Fiao

Aula Prtica

Estatstica

EstatsticaFonte:

Paulo Silva

Toyota Txtil

Estatstica

Definio de Frmulas

Titulao

Ttulo (N): a relao de massa por comprimento (Direto) ou comprimento

por massa (Indireto).

Pode ser aplicado em fibra, manta, fita, pavio e fio (singelo ou retorcido).

O Ttulo pode ser dividido em:

Ttulo Indireto:

Quanto maior o nmero, mais fino o fio.

Ttulo direto:

Quanto maior o nmero, mais grosso o fio.

Ttulo Indireto (Ne e Nm)Ne o comprimento em Hanks de 1 libra do Material (Ttulo Ingls)

Nm o comprimento em metros de 1 grama do material (Ttulo Mtrico)

Converso (Ne p/ Nm): 1 Hanks = 840 Jardas

1 Jarda = 0,914 metros

1 Libra = 453,6 gramas

Portanto: Converso de Ne para Nm Multiplica-se por 1,6926Ou divide-se por 0,5908. (convencional 0,59)

Frmulas e Constantes:

Constante K :

Nm = 1 Ne = 0,59 (m/g) ou 0,54 (jd/g)

Ttulo Direto (Tex, Dtex, Denier e Ktex)

Tex o peso em gramas de 1.000 metros de material.

Dtex o peso em gramas de 10.000 metros de material.

Denier o peso em gramas de 9.000 metros de material.

Ktex o peso em gramas de 1 metro de material.

Frmulas e Constantes:

Constante K :

Tex = 1.000 Dtex = 10.000 Denier = 9.000 Ktex = 1

Converso de Ttulos

Clculos de Toro

Toro: o nmero de voltas por unidade de

comprimento que mantm unidas filamentos ,

fibras ou cabos que formam o fio.

Finalidade: Aumentar a coeso entre fibras,

possibilitando a obteno do fio, com

resistncia a trao, capaz de suportar as

solicitaes de trabalho.

Sentido de toro: O sentido de toro pode

ser denominado S ou Z.

Sentido de toro

O sentido de toro so utilizados para indicar

a direo da toro inserida no fio.

s Z

Observao: Quanto menos torcido o fio, maior a probabilidade de maciez.

De acordo com a Lei de Kchlin tem-se a seguinte frmula para toro:

Onde: TPM Toro por Metro (T/M)TPP Toro por Polegada (T/P, T/I ou T/)Ne Ttulo Inglse e m Coeficiente de toro

Clculos de Toro

Exemplos de aplicao de toro

Aplicao e m

Malharia 3,0 a 3,6 118 a 142

Tecelagem - Trama 3,7 a 4,2 146 a 165

Tecelagem - Urdume 4,2 a 5,0 165 a 197

Para fios open-end pode-se ter acrscimo de 10 % no coeficiente de toro.

Para um fio malharia Ne 30/1 com alfa 3,7 qual a toro declarada?

R: TPP = 20,26 e TPM = 797,9.

Para um fio Tecelagem Ne 40/1 com alfa 4,2 qual a toro declarada?

R: TPP = 26,56 e TPM = 1.045,8.

Exerccios

Estiragem

Entende-se sobre estiragem a relao entre as velocidades dos elementos

de sada e entrada, ou os pesos de entrada e sada, ou ainda ao ttulos de

sada e entrada (titulagem Indireta).

Onde:

L comprimento consideradoPe peso de entrada do material no comprimento L consideradoVe Velocidade perifrica do elemento de pinagem na entrada das fibras.Ne e Ttulo de entradaPs peso de sada do material no comprimento L consideradoVs Velocidade perifrica do elemento de pinagem na sada das fibras.Ne s Ttulo de sada

L L

Pe e Nee Ps e Nes

Ve Vs

Campo de

Estiragem

Estiragem

Campo de estiragem: Zona compreendida entre os pontos de pinagem

dos elementos de presso.

Estiragem livre: A fibra encontra-se livre no campo de estiragem, estando

portanto independente das velocidades de entrada e sada.

Estiragem controlada: A fibra encontra-se controlada no campo de

estiragem, estando portando dependente das velocidades de entrada e

sada.

Falsa Estiragem: A fibra encontra-se descontrolada no campo de

estiragem, ao contrario dos casos anteriores, provocando consequncias

negativas ao processo, portanto deve ser evitada.

L L

Pe e Nee Ps e Nes

Ve Vs

Campo de

Estiragem

Grau de endireitamento da fibra

Considerando a fibra unitria que tem cabea (c) e p (p), entrando no

campo de estiragem (cilindros A) com velocidade Ve e sendo pinadopelo jogo de cilindros B com a velocidade Vs; pode-se dizer que o pcontinua com a velocidade Ve, pois o p est pinado pelos cilindros A.

p

Ve

A

Vs

B

Campo de

Estiragem

cSupondo-se que Vs > Ve a fibra

submetido a um esticamento a fim de se

reduzir a ondulao inicial.

L1 antes da estiragem

L2 aps a estiragem

L3 Completamente esticada

Dublagem ou Acoplamento

a operao que tem por objetivo unir uma ou mais mechas para se obter

melhor uniformidade.

Sabe-se que a estiragem reduz-se o peso da mecha por determinada

unidade de comprimento e aumenta o grau de endireitamento. Portanto,

para se obter tambm a uniformidade deves-se associar a dublagem.

Onde:

D Dublagem (nmero de mechas)

Desperdcio ou Quebras

So fibras curtas, Neps ou impurezas que devem ser

retiradas no processo de fiao. O desperdcio

expresso em porcentagem (%) sobre o peso do

material de entrada do processo.

ProcessoPeso de entrada (Pe)

Peso de desperdcio (Pd)

Peso de Sada (Ps)


Considerando:

Produo de fios = 1.959.818,50 kg

Consumo de Matria-prima = 2.227.066,50 kg

Frmulas:


Considerando:

Produo de fios = 1.959.818,50 kg

Percentual de quebras = 12 %

Frmulas:


Considerando:

Consumo de Matria-prima = 2.227.066,50 kg

Percentual de quebras = 12 %

Frmulas:


Considerando as frmulas de Desperdcio e

estiragem, temos:

Considerando as frmulas de desperdcios, estiragem e

Dublagem, temos:

Clculos de Produo

Para Produo em Kg por Dia

, adota-se a seguinte frmula:

Exemplo: Qual a produo de uma mquina com velocidade de sada de 20

m/min, 1200 fusos, eficincia de 92 % e Ne 30/1?

Resposta: 625 kg/dia

Clculos de Transmisso de Movimento

A transmisso de movimento pode ser por:

Polias: A transmisso por polias feita por

correias, seja elas planas, em V, redondas ou

sincronizadas.

Por engrenagens: A transmisso pode ser por

engrenagens tipo cilndrica, cnica, helicoidal,

rosca sem fim ou correntes.


Polias

A transmisso da polia 1 para Polia 2 realizada pela correia

C. O clculo da transmisso da rotao do eixo 1 para o eixo 2

feito pela seguinte equao:

Elemento de transmisso

Correia C

Polia 1 - P1

Eixo 1 - E1

Comando

Polia 2 - P2

Eixo 2 - E2

Comandada

Dimetro da Polia 1 - DP1

Rotao do Eixo 1 - RE1

Velocidade Perifrica da Polia 1 VP1Sentido de rotao: Horrio

Dimetro da Polia 2 DP2Rotao do Eixo 2 RE2Velocidade Perifrica da Polia 2 VP2Sentido de rotao: Horrio


Polias

A equao de transmisso de rotao pode

apresentar os seguintes resultados:

Se: DP1 = DP2 Temos: RE2 = RE1

Se: DP1 > DP2

Se: DP1 < DP2

Temos: RE2 > RE1

Temos: RE2 < RE1

Exerccio: Montar um esquema de transmisso por correia, sendo que um motor

aciona a polia motora. Considerar os seguintes dados:

Dimetro Polia 1 = 120 mm, Dimetro polia 2 = 240mm, Rotao do motor = 1800 rpm.

Calcule a rotao do eixo 2.

P1

Motor

P2

Resposta: RE2 = 900 rpm


Polias Clculo da Velocidade perifrica

O permetro da polia calculado pela seguinte

frmula:

Exerccio: Com base no exemplo anterior, calcule a velocidade perifrica da polia 1 e

polia 2.

Portanto:

ou

R

2R

D

Resposta: VP1 = 678,24 m/min e VP2 = 678,24 m/min

Observao: Com um tacmetro ser evidenciado perda de rendimento ou

rendimento real da P2, isto devido perda de rendimento de transmisso.

Se dividirmos o

resultado por 1000,

transformamos

mm/min em

metros/min.


Engrenagens

A transmisso da Engrenagem 1 para Engrenagem 2 realizada pelo

acoplamento dos dentes. O clculo da transmisso da rotao do eixo 1

para o eixo 2 feito pela seguinte equao:


Engrenagem - Engrenagem

Engr. 1 - En1

Eixo 1 - E1

Comando

Engr. 2 - En2

Eixo 2 - E2

Comandada

N de dentes Engr. 1 - Z1


Velocidade Perifrica da Engr. 1 VEn1Sentido de rotao: Horrio

N de dentes Engr. 2 Z2Rotao do Eixo 2 RE2Velocidade Perifrica da Engr. 2 VEn2Sentido de rotao: Anti-Horrio


Engrenagens

A transmisso da Engrenagem 1 para Engrenagem 2 realizada pelo

acoplamento dos dentes, assim como o acoplamento das engrenagens 2 e

3. O clculo da transmisso da rotao do eixo 1 para o eixo 3 feito pela

seguinte equao:


Engrenagem Engrenagem - Engrenagem

Engr. 1 - En1

Eixo 1 - E1

Comando Engr. 2 - En2

Eixo 2 - E2

Comando e Comandada

N de dentes Engr. 1 - Z1



N de dentes Engr. 2 Z2Rotao do Eixo 2 RE2Velocidade Perifrica da Engr. 2 VEn2Sentido de rotao: Anti-Horrio

Engr. 3 En3Eixo 3 E3Comandada

N de dentes Engr. 3 Z3Rotao do Eixo 3 RE3Velocidade Perifrica da Engr. 3 VEn3Sentido de rotao: Horrio


Engrenagens

A transmisso da Engrenagem 1 para Engrenagem 2

realizada pela corrente. O clculo da transmisso da rotao

do eixo 1 para o eixo 2 feito pela seguinte equao:


Engrenagem corrente - engrenagem

Engr. 1 - En1

Eixo 1 - E1

Comando

Engr. 2 - En2

Eixo 2 - E2

Comandada

N dentes da Engr. 1 - Z1



N dentes da Engr. 2 Z2Rotao do Eixo 2 RE2Velocidade Perifrica da Engr. 2 VEn2Sentido de rotao: Horrio


EngrenagensExerccio: De acordo com o esquema abaixo, Calcule:

a) A rotao do eixo 4.

b) A velocidade Perifrica do cilindro 4.

c) O sentido de rotao do cilindro 4. (Considerando motor horrio)

1750 rpm

MotorRespostas: a) 297,02 rpm

b) 23,32 m/min

c) Anti-horrio

Z96

Z320

Z62

Z56

Z48

Z52

Z38

= 25 mm

E1

Cilindro 4E4

Processos

Linha de Abertura

Passadeira

(1 passagem)

Carda

Passadeira

(2 passagem)

Conicaleira

Filatrio

Maaroqueira

Laminadeira /

Reunideira

Penteadeira

Linha de

Abertura

Passadeira

(Pr)

Carda

Passadeira

(2 passagem)

Conicaleira

Filatrio

Maaroqueira

Passadeira

(1 passagem)

Pen

tead

o

Card

ad

o

Op

en

-en

d

Linha de Abertura

Passadeira

(1 passagem)

Carda

Passadeira

(2 passagem)

Open-end


Fiao e Enrolamento

Op

en

-en

d

Linha de Abertura

Passadeira

(unica passagem)

Carda (IDF)

Open-end

Armazenagem e Gerenciamento de Matria-prima

Gerenciamento de Matria-prima

Primeiramente:

O que h no fardo de algodo?

-Fibras Boas (FINURA, COMP., RESIST, ETC)

- Fibras Curtas

- Neps

- Impurezas

- Fibras estranhas (contaminaes)

- Cascas

- Caules

- Caramelizao;Folder

Fiaes

Armazenamento

- Recebimento do algodo em pluma;

- Embalagens de aproximadamente 200 kg;

- Geralmente se tem embalagens com 6 arames

e capa de proteo 100 % algodo;

110 cm

55 cm

90 cmVolume (m3) = A.L.E

Peso especfico (kg/m3) = P/V

Armazenamento

Identificao:

- Fardos separados em lotes;

- Empilhar de forma a possibilitar ventilao;

- Atender normas de empilhamento e segurana;

- Utilizar identificao visual individual e coletiva;

Individual: Etiqueta

- Fornecedor/Produtor;

- Procedncia;

- n do fardo;

- Peso;Se possvel dados de qualidade;

Armazenamento

Identificao:

Coletiva: Ficha / Relatrio de lote

- Fornecedor/Produtor;

- Procedncia;

- Quantidade;

- Tipo/Padro;

- Dados de Qualidade;

- n dos fardos;

- Peso dos fardos;

Sistemas de Empilhamento

Empilhamento de fardos:

- determinado conforme normas de segurana ou pr-requisitos de

seguradoras (ex: Cibrazen);

- O espao fsico disponvel tambm determina a forma de leiaute de pilhas

e forma de empilhamento;

- O tipo de transporte deve ser avaliado (ex.: Elevador, dala, carrinho,

empilhadeira, etc.)

Normas (recomendaes):

- Distanciamento entre pilhas 60 a 80 cm;

- Altura mxima pilha 5 metros;

- Distanciamento de pilha e parede 50 a 60 cm;

- Espaamento de ruas frontais de 5 metros;

- Caso o piso no elimine o risco de umedecimento dos fardos da base,

deve-se utilizar paletes ou caibros para isolamento;

Sistemas de Empilhamento

Fardos Cruzados: Entrelaamento dos

fardos, possibilitando maior estabilidade

da pilha. Necessita maior manuseio.

Fardos em P: Os fardos so sobrepostos uns

sobre os outros em linha. Necessita ateno no

empilhamento e uso de empilhadeiras com garras.

Fardos em escada: Os fardos so

encostados na parede. Necessita maior

espao de armazenamento e tambm maior

volume de manuseio.

Controle de Estoque

- O armazm responsvel por efetuar a entrada de fardos (Qde e peso)

e controle fiscal, desta forma toda entrada e sada dever ser

documentada.

- Quando da solicitao para transferncia para a sala de abertura,

conforme mistura e consumo, o saldo dever ser atualizado, pois deve

existir um ponto de alerta de estoque mnimo.

- Quando cada lote (Tipo e cor (padro) e qualidade) atingir o estoque

mnimo necessrio solicitar a reposio ao departamento de compras.

Nota: Cada empresa adota estratgias particulares para gerenciamento

de estoque, incluindo volume de estoque, poltica de reposio e mtodo

de montagem de misturas.

Como referncia adotaremos estoque de algodo em pluma para 30 dias.

Programao da Mistura de algodo

Conhecer todas as caractersticas possveis para a anlise e montagem

de mistura;

Tem-se como objetivo na programao de mistura os seguintes aspectos:

- Uniformidade de qualidade;

- Continuidade na fabricao;

- Quantidade de fio a ser produzido;

- Uniformidade de cor;

- Tratamento qumico adequado;

- Consumo de estoque de algodo de forma uniforme;

Programao da Mistura de algodo

Para uma mistura adequada com algodo de diversos fornecedores,

deve-se tomar como base:

- Fornecedor;

- Procedncia;

- produtor;

- Padro (tipo e cor);

- Faixas similares de Comprimento, finura, resistncia, uniformidade, etc.

Geralmente o laboratrio de controle de qualidade ou departamento de

gerenciamento de matria-prima devem validar as compras e resultado da

montagem de mistura.

Deve-se definir na indstria o departamento ou pessoa responsvel em

solicitar a matria-prima para o setor de armazenamento;

Montagem de Misturas

Realizar a montagem de mistura para o perodo de 20 dias para uma

indstria com consumo de 12,5 toneladas/dia de algodo em pluma.

Salientamos que o departamento de compras selecionou 15 lotes de

algodo para aquisio (de forma a suprir a necessidade da indstria) dos

quais no podero ser quebrados lotes.

No estamos considerando a continuidade da produo anterior.

Selecionar as equipes conforme definido na aula inicial.

Adicionar 5 lotes no estoque e consequentemente inclu-los na

programao de mistura. considerar 5 dias de consumo na programao

anterior.

Apresentar para as demais equipes em forma de seminrio.

Abertura dos fardos

- Transferir os fardos da mistura da armazenagem para local pr-

determinado;

- Efetuar o corte parcial dos arames quando esta atividade for realizada

em duas etapas;

- colocar os fardos no posicionamento pr-determinado ao lado dos

abridores;

- Colocar o fardo no posicionamento correto;

- Retirar as capas de proteo;

- Cortar os arames restantes;

- Efetuar a limpeza lateral dos fardos quando necessrio;

- Recolher arames e capas para organizao do setor e segurana;

- Manter a mistura em descanso por 24 horas para relaxamento das

fibras;

Ateno: Nesta atividade indispensvel o treinamento adequado e

utilizao de EPIs.

Abertura dos fardos

TECNOLOGIA DA FIAO

(Conceitos Bsicos)

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