Введение к работе
Актуальность работы. Анализ обрывов на пневмомеханических прядильных машинах показывает, что чаще всего они происходят из-за недостаточной подготовки полуфабрикатов к прядению. Из опыта работы большинства текстильных предприятий за последние годы известно, что наиболее актуальными вопросами являются: снижение выхода хорошего хлопкового волокна в отходы, повышение качества вырабатываемых полуфабрикатов, снижение металлоемкости конструкции машин прядильных производств и, как следствие, снижение затрат и получение прибыли. В связи с этим исследование альтернативных способов разъединения волокон полуфабрикатов как на малогабаритных чесальных машинах с модернизированными зонами чесания в производстве чесальной ленты кардной системы прядения и в составе чесально-вязальных агрегатов для выпуска нетканых материалов, так и в процессе дискретизации на пневмомеханических прядильных машинах является актуальной задачей, имеющей важное значение как в практическом, так и в научно-техническом плане.
Повышение эффективности производства и качества выпускаемой продукции в текстильной промышленности связано с совершенствованием технологических процессов, повышением прочности пряжи, снижением неровноты и обрывности в прядении. Особую значимость в ряду факторов, влияющих на процессы чесания и дискретизации, приобретает модернизация текстильного оборудования, создание на базе существующих, принципиально новых узлов и механизмов. Чесание и дискретизация являются одними из важнейших процессов в прядении. Актуальность исследования обуславливается необходимостью совершенствования процессов чесания и дискретизации и оптимизации факторов, влияющих на них.
Цель и задачи исследований. Цель работы состоит в разработке и научном обосновании альтернативных способов разъединения волокон в процессе чесания и дискретизации полуфабрикатов при оптимизации заправочных параметров модернизированных конструкций зон чесания и дискретизирующих устройств для повышения качества выпускаемой продукции.
Для достижения цели работы поставлены и решены следующие научные и технические задачи:
Проведен критический анализ отечественных и зарубежных литературных источников, патентных документов и определены пути совершенствования чесальных машин и дискретизирующих барабанчиков в пневмомеханических прядильных машинах.
Проведены технологические испытания вариантных исполнений зон чесания на чесальных машинах и дискретизирующих барабанчиков на пневмомеханических прядильных машинах в производственных условиях.
Определены заправочные параметры рабочих органов зоны чесания на модернизированной чесальной машине для выявления их оптимальных значений с помощью методов математического планирования эксперимента.
Определены заправочные показатели узла дискретизации на пневмомеханической прядильной машине для выявления оптимальных параметров работы с помощью методов математического планирования эксперимента.
Разработаны рекомендации по совершенствованию конструкции пневмомеханической прядильной машины и технологии дискретизации волокон полуфабриката.
Сделаны выводы и обобщения.
Научная новизна. На базе полученных математических моделей процесса валичного чесания на чесальных машинах при производстве хлопчатобумажной пряжи, нетканых материалов и процесса дискретизации волокон на пневмомеханической прядильной машине, а также регрессионных зависимостей, полученных экспериментально, научно обоснованы конструктивные характеристики чешущих и дискретизирующих узлов чесальных и пневмомеханических прядильных машин.
Новые научные результаты, полученные в работе, состоят в следующем:
- получены математические модели процесса валичного чесания волокон на модернизированных чесальных машинах для выработки кардной ленты в хлопкопрядении, по которым определены оптимальные заправочные параметры исследуемой зоны;
- получены математические модели процесса чесания на модернизированных чесальных машинах, входящих в состав чесально-вязального агрегата для выработки нетканого материала, по которым определены заправочные параметры исследуемой зоны;
- получены математические модели процесса дискретизации волокон на пневмомеханической прядильной машине, по которым определены оптимальные заправочные параметры исследуемой зоны;
- предложены новые технологические и конструктивные решения по совершенствованию конструкции дискретизирующего барабанчика на пневмомеханической прядильной машине.
Методы исследований.
Диссертационная работа включает теоретические и экспериментальные исследования. Для теоретических исследований использовались методы математического моделирования и теории оптимизации. Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и производственных условиях работающего предприятия. Исследования проводились с использованием новейшего зарубежного лабораторного оборудования по стандартным и специально разработанным методикам. Обработка результатов эксперимента выполнена с применением методов математической статистики, регрессионного анализа с помощью специально разработанных программ для ПК. Достоверность экспериментальных и теоретических результатов исследования обеспечивалась корректным использованием методов оценки погрешности измерения и подтверждалась экспериментально.
Практическая ценность. В результате проведенных экспериментальных исследований:
Рекомендованы альтернативные способы разъединения волокон полуфабриката в процессе чесания и дискретизации, позволяющие снизить обрывность и повысить качество пряжи.
Рекомендованы альтернативные способы разъединения комплексов волокон полуфабриката в процессе чесания, позволяющие повысить качество нетканого материала.
Определены оптимальные режимы работы узла дискретизации пневмомеханической прядильной машины.
Определены оптимальные режимы работы модернизированной зоны чесания малогабаритной чесальной машины.
Рекомендованы защищенные патентом на полезную модель, патентом на изобретение и решением о выдаче патента на изобретение три варианта конструкции дискретизирующего барабанчика.
Основные результаты работы внедрены и получили положительную оценку в условиях прядильного производства ПТФ №3 ОАО ХБК «Шуйские ситцы», г. Фурманов.
Кроме того, результаты работы могут быть использованы в научных и производственных исследованиях, при проектировании нового и модернизации существующего оборудования, в практической работе текстильных предприятий, а также в учебном процессе.
Реализация результатов работы.
Основные результаты работы получили подтверждение в условиях прядильного производства ПТФ №3 ОАО ХБК «Шуйские ситцы», г. Фурманов.
Отдельные результаты исследований используются в учебном процессе ИГТА по направлению подготовки 05.19.02 – Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья.
Апробация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку:
на межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые – развитию текстильной и легкой промышленности» (Поиск – 2006), ИГТА, г. Иваново, 2006 г.;
межвузовской научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс – 2006), ИГТА, г. Иваново, 2006 г.;
межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые – развитию текстильной и легкой промышленности» (Поиск – 2007), ИГТА, г. Иваново, 2007 г.;
межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые – развитию текстильной и легкой промышленности» (Поиск – 2008), ИГТА, г. Иваново, 2008 г.;
межвузовской научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс – 2008), ИГТА, г. Иваново, 2008 г.;
международной научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль – 2008), МГТУ имени А.Н.Косыгина, г. Москва, 2008 г.;
всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Актуальные проблемы проектирования и технологии изготовления текстильных материалов специального назначения» (Техтекстиль – 2010), ДИТУД (филиал) УлГТУ, г. Димитровград, 2010 г.;
международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс – 2010), ИГТА, г. Иваново, 2010 г.;
межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые – развитию текстильной и легкой промышленности» (Поиск – 2010), ИГТА, г. Иваново, 2010 г.;
межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые – развитию текстильной и легкой промышленности» (Поиск – 2011), ИГТА, г. Иваново, 2011 г.;
расширенном заседании кафедры технологии текстильных изделий ИГТА, 2012 г.
Публикации. По теме диссертации опубликованы двадцать четыре печатные работы, в том числе четыре статьи в журнале «Известия вузов. Технология текстильной промышленности», одна статья в сборнике «Известия Ивановского отделения Петровской академии наук и искусств», три статьи депонированы в ВИНИТИ, а также тринадцать тезисов докладов на международных и межвузовских научно-технических конференциях. Получены патент на полезную модель №105295 РФ и два патента на изобретение №2443808 РФ, №2447209 РФ.
Личный вклад автора в получение результатов, изложенных в диссертации. Вклад автора состоит в участии во всех этапах процесса, непосредственном участии в получении исходных данных и научных экспериментах, в обработке и интерпретации экспериментальных данных, непосредственном проведении аналитических исследований, обобщении результатов и формулировке выводов, подготовке и издании основных публикаций по выполненной работе. Доля соискателя в опубликованных с соавторами работах по теме диссертации составляет от 25% до 100%.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения с основными выводами по работе, библиографического списка (135 наименований) и пяти приложений. Диссертация изложена на 212 страницах машинописного текста, содержит 110 рисунков и 67 таблиц.
