Введение к работе
Актуальность темы. Современное оборудование по производству текстильных нитей не всегда осеспечивэет создание таких паковок, которые отвечали Оы требованиям, предъявляемим к ним на разных переходах ткацкого производства. В этой связи проблемы получения мотальных паковок с заданными и равномерными характеристиками не перестают быть актуальными. Автомосизация процессов прядильного и ткацкого производств не снижает значения процесса перематывания, так как и на современных высокопроизводительных прядильно-моталь-ных агрегатах сохраняется операция формирования мотальных паковок. Эффективный процесс перематывания позволяет снизить на 50S обрывность нитей на последующих переходах и более дорогое время простоев высокопроизводительных машин в результате этого уменьшается.
Как известно, одним из основных факторов, влияющих на качество намотки, производительность труда и оборудования при перематывании является натяжение нити, которое должно поддерживаться на определенном, постоянном уровне. Многочисленные исследования показывают, что требование равномерности натяжения нити при перематываниии в полной мере не удовлетворяется. Не смотря на то, что существуют обширные данные по изучению тех или иных сторон этого вопроса, созданы достаточно полные теории сматывания, движения нити по направлящим и в нитенатяжителях, раскладки и наматы-вния, средства, позволяющего осуществлять оперативный анализ условий перематывания с целью выбора оптимального режима, не имеется. Для успешного управления технологическими процессами уже недостаточно знания его отдельных качественных сторон. Необходимо выявлять взаимосвязь ряда факторов, определяющих протекание процесса, обосновывать наиболее эффективные пути его совершенствования. В настоящее время при решении такого рода задач широкое распростро-нение получил метод имитационного моделирования, который включает формирование математической модели реального процесса, реализуемой в виде пакета программ для ЭВМ, и экспериментирование на этой модели.
Диссертация выполнена в рамках МНТП "Русский лен", по теме "Разработка программно - аппаратного комплекса оптимизации технологических режимов" и направлена на совершенствование процесса пе-
*
рематывания текстильных нитей за счет выбор?) на основе имитационного моделирования режима, позволяющего при создании требуемого уровня натяжения снизить его неравномерность.
Цель и задачи исследования. Целью работы является получение общей модели, имитирующей натяжение нити при перематывании в любой ло.иент времени за цикл раскладки по зона* его формирования, которая давала бы возможность оперативного поиска паралетров настройки оборудования, обеспечивающих заданный уровень натяжения нити и жтижиъную его неравномерность.
Для достижения указанной цели в работе решаются следующие задачи: .
получение достоверных данных о величине и неравномерности натяжения нити при перематывании но зонам его формирования при разных режимах и условиях ьротекания процесса;
исследование основных свойств натяжения, рассматриваемого' как случайный процесс:
проведение сравнительного анализа существующих математических моделей натяжения и отбор тех из них, которые дают расчетную величину натяжения, близкую к экспериментальной.
разработка частных моделей по зонам создания натяжения, позволяющих получать расчетные тезограммы за цикл раскладки и оценивать, таким образом, не только его величину, но и неравномерность:
определение исходных данных для расчетов, оценка степени влияния входных параметров на величину и неравномерность натяжения, выбор детерминированных и случайных параметров процесса, получение статистических характеристик случайных факторов;
построение общего алгоритма расчета натяжения с учетом логической связи зон движения нити и ее раскладки:
проведение машинного эксперимента для оценки работоспособности модели при анализе технологических режимов.
Методика проведения исследований. При проведении теоретических исследований использованы методы дифференциальных исчислений, аналитической геометрии и теоретической механики. Экспериментальные исследования проведены с помощью электротензомегрической аппаратуры, скоростной киносъемки и обработаны методами математической статистики. Программное обеспечение задач исследования выполнено на языке Турбо-Паскаль с использованием персональной ЭВМ IBM PC/XT Научная новизна работа, В диссертационной работе впервые: - разработаны частные модели и общая имитационная модель про-
-Г
цесса перематывания текстильных нитей, содержащая математические зависимости натяжения по зонам его формирования от параметров настройки оборудования, учитывающая изменение скорости движения нити в цикле раскладки, случайные факторы, свойства нитей и позволяющая получить расчетную тензограмму натяжения за цикл раскладки:
исследованы вопросы стационарности, нормальности и периодичности натяжения нити при перематывании, рассматриваемого как случайный процесс;
обоснован выбор случайных воздействий на нить в процессе перематывания и определены параметры их распределения;
получены аналитические зависимости для расчета составляющих скоростидвижения нити при раскладке различными мотальными барабанчиками, позволяющие расширить возможности моделирования;
разработаны имитационные модели взаимодействия неровной по диаметру нити с тормозной шайбой в двухзонных грузовом и пружинном натяжных приборах, отслеживающие изменения натяжения пряжи в условиях нормальной работы натяжителей и при ее нарушении.
получена модель, описывающая натяжение нити, создаваемого натяжным устройством, разрабатываемым в СКВ ТМ для новой конструкции мотальной машины.
Практическая значимость и реализация результатов работы.
Разработанный метод описания натяжения нити при перематывании позволяет по заданным характеристикам перематываемой пряжи прогнозировать натяжение нити и . его неравномерность, а также оперативно находить параметры настройки мотального оборудования, обеспечивающие заданный уровень натяжения при минимальном колебании его значений. Результаты расчета натяжения нити по зонам его формирования могут быть использованы для оценки работы различных комбинаций элементов создания натяжения на стадии проектирования новых конструкций натяжных устройств.
Результаты работы приняты к использованию в разработках Костромского специального конструкторского бюро текстильного машиностроения. Реализация результатов работы предусматривает также включение имитационной модели процесса перематывания текстильных нитей в программное обеспечение АРМ инженера-технолога льноткац-кого производства, создаваемое в рамках МНТК "Перспективные технологии, материалы и изделия легкой и текстильной промышленности" по разделу "Развитие льноперерабатывающего комплекса -России" -"Русский лен".
Апробация работы. Основные результаты работы были доложены и получили положительную 0ЦЄ!ЖУ:
на республиканской научно-технической конференции "Пути совершенствования технологии и оборудования в льняной отрасли текстильной промышленности" ("Лен-94", г.Кострома, 1994г.):
на международной научно-технической конференции "Проблемы развития малоотходных ресурсосберегаїщих экологичек'си чистых технологий в текстильной и легкой промышленности" ("Прогресс-95, г.Иваново, 1995г.):
- на семинаре "Технология текстильных материалов" (г.Кострома, I996D:
- на научных конференциях, профессорско-преподавательского
коллектива, научных сотрудников и аспирантов Костромского
государственного технологического университета в 1990 - 1995гг.:
- на заседаниях кафедры ткачества Костромского государствен
ного технологического университета в 1990 - 1996гг.
Публикации. Основное содержание диссертационной работы представлено в 5 публикациях.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих ві.тодов, списка использованных источников и приложения. Общий объем работы /^страницы, в том числе ЛS рисунков, ,Уі2таблиц, список использованных источников на ҐО страницах, включающий Р"? наименований. Приложение включает текст программ, примеры расчетов, документы практического использования результатов работы.
