Содержание к диссертации
Введение
1: Современное состояние проблемы и постановка цели и задач исследования 9
1.1. Основные теоретические аспекты процесса вытягивания 11
1.2. Анализ влияния технологических и конструктивных параметров вытяжного прибора на неровноту вытягиваемого продукта 17
1.3. Компьютерное моделирование технологических процессов 26
1.4. Анализ использования компьютерного моделирования при исследовании технологических процессов прядильного производства 30
1.5. Особенности при моделировании технологических процессов 36
1.6. Выводы по главе 44
2. CLASS Теоретическое исследование сил, действующих на волокнистый продукт в процессе вытягивани CLASS я 46
2.1. Математическое моделирование давления образуемого в жале вытяжной пары 47
2.2. Обоснование путей повышения мощности вытяжных приборов 55
2.3. Компьютерное моделирование технологических процессов в текстильном производстве
2.4. Разработка имитационной модели процесса вытягивания волокнистого полуфабриката на ленточных машинах 60
2.4.1. Аппроксимация функции распределения волокон по длинам исследуемого волокнистого продукта 65
2.5. Анализ полученных результатов исследования 72
2.6. Выявление новых научных результатов по главе 74
3. CLASS Анализ и экспериментальные исследования процесса вытягивания волокнистого материала на ленточных машина CLASS х 76
3.1. Экспериментальное исследование поля сил трения в зажимах вытяжного прибора ленточной машины
3.2. Экспериментальное исследование движения волокон в задней зоне вытяжного прибора ленточной машины 83
3.2.1. Сравнительный анализ экспериментально и практически полученных данных ' 89
3.3. Экспериментальное исследование теоретически разработанных моделей процесса вытягивания волокнистого продукта 91
3.4. Выявление новых научных результатов по главе 94
4. CLASS Производственные исследования разработанных положений процесса вытягивани CLASS я 96
4.1. Обоснование выбора объекта исследования 98
4.2. Особенности формирования ленты на ленточной машине с вытяжным прибором новой конструкции 99
4.3. Определение показателей качества хлопковой ленты 101
4.4. Исследование показателей неравномерности по линейной плотности пряжи 106
4.5. Выбор единичных показателей качества пряжи
4.6. Ранжирование единичных показателей качества пряжи 111
4.7. Измерение и нормирование единичных показателей качества пряжи 114
4.8. Определение комплексного показателя качества пряжи 116
4.9. Практический расчет комплексного показателя качества пряжи 117
4.10. Особенности формирования ленты.на ленточной машине фирмы Rieter с вытяжным прибором новой конструкции 120
4.11 Определение показателей качества хлопковой ленты формируемой на ленточной машине фирмы Rieter 122
4.12. Определение достоверности полученных результатов исследования 123
4.13. Исследование показателей неравномерности по линейной плотности пряжи 125
4.14. Нормирование единичных показателей качества пряжи полученной на технологической цепочке Rieter 128
4.15. Определение комплексного показателя качества пряжи 129
4.16. Выявление новых научных результатов по главе 131
Общие выводы и рекомендации 133
Литература 134
Приложения 148
- Анализ влияния технологических и конструктивных параметров вытяжного прибора на неровноту вытягиваемого продукта
- Обоснование путей повышения мощности вытяжных приборов
- Экспериментальное исследование движения волокон в задней зоне вытяжного прибора ленточной машины
- Особенности формирования ленты на ленточной машине с вытяжным прибором новой конструкции
Введение к работе
Проблема повышения конкурентоспособности выпускаемой продукции, товаров в настоящее время особенно актуальна для предприятий и организаций Российской Федерации, которые продолжают интенсивно осваивать рыночные взаимоотношения. Качество продукции существенно зависит от используемого сырья, применяемых технологий, квалификации обслуживающего персонала и современной системой управления производством.
Уязвимость текстильной отрасли заключается в наличии устаревшего и низкопроизводительного оборудования, отсутствии инвестиций в основной капитал. Однако не следует преувеличивать значение этих факторов:»расширение производства в настоящее время возможно и на таком оборудовании; устарелость и низкая- производительность сказываются на перспективах производства конкурентоспособной продукции в будущем, товарной дифференциации, ассортиментных сдвигах.
В связи с этим важной и своевременной задачей является поиск путей повышения производительности оборудования и труда в текстильной отрасли, а также улучшение качества и конкурентоспособности текстильной продукции на основе совершенствования технологии. Так повышение производительности возможно лишь при широком использовании научных разработок по созданию прогрессивных процессов на предприятиях текстильной отрасли. Приоритетными являются те направления исследований, которые позволяют перейти от фундаментальных исследований к технологиям получения волокнистых материалов улучшенного качества.
Важным условием создания конкурентоспособной продукции текстильной промышленности является создание новой техники и технологии, основанной на применении методов компьютерного анализа и синтеза, являющихся основой при принятии оптимального технического решения. В настоящее время широкое применение нашли методы компьютерного моделирования, отличительной особенностью которого является описание технологического процесса не системой уравнений, а алгоритмом, реализуемым в виде программного обеспечения. Использование компьютерного моделирования в производственном процессе позволяет спрогнозировать поведение и будущее состояние производственной системы, что существенно повышает точность разрабатываемых планов производства.
Настоящая диссертационная работа посвящена разработке новых методических подходов к исследованию и изучению факторов влияющих на процессы прядильного, производства с целью повышения производительности труда, а также анализу технологических и технических решений, способствующих созданию конкурентоспособной продукции.
Цели и задачи исследования. Целью работы является повышение конкурентоспособности продуктов прядильного производства, а также производительности технологического оборудования за счет развития существующих теоретических основ процесса вытягивания, а также разработки комплекса технических средств и компьютерного моделирования исследуемого процесса.
В соответствии с поставленной целью задачами исследования являются:
1. Проведение анализа состояния вытяжных приборов машин прядильного производства, который позволит выявить основные направления совершенствования процесса вытягивания волокнистого продукта.
2. Анализ факторов, влияющих на процесс вытягивания в прядильном производстве при формировании полуфабрикатов из любого вида волокон. 3. Проведение теоретического исследования процесса образования напряжения поля сил трения в зажимах вытяжного прибора, и выявление основных параметров, определяющих исследуемые силы.
4. Разработка компьютерной модели процесса утонения волокнистого продукта с учетом технологических параметров полуфабриката на ленточных машинах.
5. Разработка компьютерной программы для анализа движения волокон в поле вытягивания.
6. Экспериментальное исследование сил, действующих на волокна продукта при его вытягивании в вытяжном приборе.
Основные методы исследований. Диссертационная работа построена на комплексном использовании теоретических и экспериментальных методов исследований. В работе широко использованы численные методы компьютерного исследования динамических моделей, средства инженерных и научных расчетов на ЭВМ. Постановка и проведение экспериментальных исследований, обработка их результатов осуществлена на основе принципов инженерного планирования эксперимента с применением методов статического и регрессионного анализов. Достоверность предложенных научных разработок, выводов и рекомендаций подтверждена результатами производственного эксперимента, компьютерных исследований, использования методов идентификации и версификации разработанных моделей, а также актами апробации и внедрения результатов работы.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в развитии теоретических основ процесса вытягивания волокнистого материала на ленточных машинах хлопкопрядильного производства, в развитии теории поля сил трения обеспечивающего закономерное движение волокон, в модернизации вытяжного прибора, а также компьютерной модели процесса утонения волокнистого продукта для повышения эффективности производства текстильных материалов. Впервые получены следующие научные результаты:
1. Получено, что использование нажимных валиков вытяжного прибора ленточной машины с переменной геометрией образующей, существенно оказывает влияние на эффективность протекания процесса вытягивания, а следовательно и на качественные характеристики продукта.
2. Разработана математическая модель для определения изменения нормального давления в жале вытяжной пары оказываемого на волокнистый продукт.
3. Разработана передаточная функция процесса утонения волокнистого полуфабриката, необходимая для создания имитационной модели, позволяющей моделировать поведение волокон в процессе вытягивания.
4. Получена имитационная модель процесса вытягивания, которая в производственном процессе позволяет спрогнозировать поведение и будущее состояние исследуемой системы, при варьировании факторов ее составляющих, что существенно повысило точность разрабатываемых планов производства.
5. Осуществлена производственная и лабораторная апробация теоретически разработанных алгоритмов, реализующих основные принципы системного подхода при проектировании вытяжных приборов прядильного оборудования.
Практическая значимость и реализация результатов работы: Разработанная технология и технические средства формирования волокнистого материала позволили нормализовать процесс вытягивания на ленточной машине хлопкопрядильного производства и в результате этого повысить качество пряжи, тканей и трикотажа.
Большая часть разработанной теории вытягивания и формирования волокнистых материалов, а также имитационной модели процесса вытягивания опубликована автором в статьях в журнале «Известия вузов. Технология текстильной промышленности» и других изданиях. Промышленная реализация результатов диссертационной работы осуществлена в условиях ООО «Южская прядильно-ткацкая фабрика», ООО «Родники Текстиль», ООО «Ивановский меланжевый комбинат - Возрождение», ЗАО «Промышленная группа "Роско"».
Апробация работы. Материалы по теме диссертации обсуждались и получили положительную оценку на международных и межвузовских конференциях:
- на международной научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (г. Москва, 2006, 2007 гг.);
- международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной да легкой промышленности (" Прогресс")» (г. Иваново, 2006, 2007 гг.);
- межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» (г. Иваново, 2006, 2007 гг.);
- межвузовской научно-технической конференции молодыхьученых и студентов «Студенты и молодые ученые КГТУ — производству», посвященной 70-летию КГТУ (г. Кострома, 2006, 2007 гг.);
- расширенном заседании кафедры маркетинга.
Публикации. Основные результаты исследований, выполненных в рамках данной диссертационной работы, опубликованы в печатных работах, в том числе в 2 статьях в журнале «Известия вузов. Технология текстильной промышленности», остальные публикации представлены в сборниках научных трудов и других изданиях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из четырех глав, изложенных на 134 страницах машинописного текста, содержит 27 рисунков и 15 таблиц, библиографический список содержит 106 источников.
Анализ влияния технологических и конструктивных параметров вытяжного прибора на неровноту вытягиваемого продукта
Неровнота в прядении проявляется в том, что вдоль продукта (холста, ленты, ровницы или пряжи) изменяется толщина, прочность и плотность, а также свойства волокон, распрямленность, упругость, засоренность и др., из меняется и относительное расположение концов волокон или центров их тяжести, угол наклона к оси крученого продукта, плотность передних кончи ков, взаимное расположение волокон разной длины и тонины и т.д. [32-36]. Как видно из перечисленного, неровнота продуктов прядения представляет сложное явление, и обнаружение причин и закономерностей возникновения неровноты и их устранение являются одними из важнейших задач теории и практики прядения. . Неровнота пряжи связана с оценкой ее качества. Чем ровнее пряжа, выработанная из одной и той же сортировки, тем отпускная цена на нее выше и ее выработка рентабельнее, что и предусматривается существующими на пряжу ГОСТами. При повышенной неровноте пряжи уменьшается как ее прочность, так и прочность изделий из нее. Многие виды изделий и тканей технического назначения неровнота пряжи, сказываясь на неровноте по толщине готовых изделий, делает непригодными для использования.
Качество текстильных изделий в большой мере зависит от того, насколько равномерна пряжа. При повышенной неровноте пряжи уменьшается ее прочность, а следовательно, и прочность изделий из нее. В тканях из неравномерной пряжи образуются различные дефекты, ухудшается их внешний вид. Неровнота пряжи ведет к повышению обрывности в прядении, ткачест ве, трикотажном производстве, что резко снижает производительность труда и ухудшает все показатели работы предприятий.
Источники неровноты имеются на всем протяжении технологического процесса получения пряжи — от выбора сырья и составления смески до прядильной машины. Поэтому и борьба с неровнотой должна вестись на всех участках прядильного производства. Пряжа может быть неравномерной по каждому своему свойству. Рассматривая пряжу на большой длине и определяя в разных местах ее номер, величину поперечника, прочность, крутку, можно обнаружить, что каждое из этих свойств непрерывно изменяется по длине продукта. Если в каком-нибудь сечении пряжи или полупродукта прядения определить длину волокон, построить для них диаграмму распределения, затем определить для тех же волокон среднюю разрывную нагрузку и другие свойства и проделать все эти испытания для ряда сечений того же продукта, то и здесь обнаружится непостоянство всех этих показателей: каждый из них колеблется от одного сечения продукта к другому. Эти" показатели и другие (например, по тонине волокон или распрямленности) характеризуют структуру пряжи или полупродукта, показывают, как они построены, из волокон какой длины, тонины, прочности и как расположены. Неровнота по структуре пряжи и полупродуктов называется структурной, она в большой мере определяет качество продукта.
Неровнота по какому-либо одному показателю при ее подробном исследовании также часто оказывается состоящей из ряда элементарных неров-нот [37]. Рассматривая любой продукт, например ленту или ровницу, можно обнаружить, что толщина его сильно колеблется вдоль длины. Толщину в данном случае следует понимать как число волокон в данном сечении с учетом толщины самих волокон. Все полупродукты прядения, а также пряжа имеют сложную неровноту. Она складывается из нескольких неровнот, которые отличаются одна от другой средней длиной и формой волн и амплитудой колебаний. Обуславливается это тем, что неровнота в прядении возникает с самого начала процесса. Сырье неоднородно: качество его от кипы к кипе, да и внутри одной кипы, колеблется. При составлении смески и смешивании ряда компонентов, разнящихся по своим свойствам, получается неровнота, так как идеального смешивания достигнуть невозможно. Далее, на каждой последующей машине имеются источники неровноты, и в зависимости от их особенностей получается разная неровнота. Поэтому в одном и том же продукте наблюдается несколько различных неровнот. Каждая неровнота, возникнув, уже не исчезает - она переходит из одного полупродукта в другой и наконец, в пряжу. Применение современных автоматических регуляторов и сложение полупродуктов видоизменяют и уменьшают неровноту, но полностью ликвидировать ее не могут. Выравнивание, улучшение смешивания, уменьшение неровноты структурной и по толщине происходят и в других местах, например, на чесальной машине, но полного выравнивания и здесь не происходит [38-42].
На каждой машине прядильного производства продукт утоняется и длина его увеличивается. Вследствие этого различного рода колебания по длине входящего продукта переходят в выходящий продукт с увеличенной длиной полны, причем увеличение длины волны равно величине вытяжки. Если бы при вытягивании ровницы на прядильной машине не создавалось новой неровноты, то неровнота пряжи полностью повторяла бы неровноту ровницы. Расстояние между соответствующими вершинами волн пряжи увеличилось на величину, равную вытяжке.
Неровнота крутки, т. е. неравномерное распределение витков крутки по длине ройницы и пряжи, возникает главным образом оттого, что крутка а большей степени ложится на тонкие места скручиваемого продукта и в меньшей степени на его толстые места. Это явление вызывается» и другими причинами: неравномерным вращением веретен, колебанием натяжения нити во время работы и др.
Неровнота по прочности получается потому, что прочность каждого небольшого участка ровницы или пряжи зависит от его толщины, от струк туры продукта в этом месте и от крутки в нем. Так как все три элементе колеблются по длине нити, то и прочность ее при переходе от одного участка к другому меняется.
Обоснование путей повышения мощности вытяжных приборов
При проектировании вытяжных приборов необходимо учитывать условия максимального использования возможностей каждой зоны вытягивания и, в том числе, возможности увеличения-вытяжек в задней зоне, а также разложения общей вытяжки на частные с учетом структуры входящего продукта.
В зоне малых вытяжек происходит качественное изменение процесса вытягивания волокнистого полуфабриката. Действительно, если при больших вытяжках вытягивание происходит вытаскиванием передней парой цилиндров волокон, подводимых к ней в виде бородки, со скоростью задней пары, то при малых вытяжках такой бородки не образуется. В данном, случае происходит процесс смещения волокон сразу, как только они выйдут из зажима питающей пары. Проводимые такими известными учеными как Васильев Н.А., Зотиков В.Е., Гинзбург Л.Н., Хрущев Г.Г. и др. исследования показали, что при вытягивании продукта при большой вытяжки усилия вытягивания соизмеримо меньше, чем при вытягивании с малой вытяжкой. Что происходит с волокнами при вытягивании в первой зоне вытяжного прибора, представляет значительный интерес, поскольку от того насколько будет подготовлен полуфабрикат к основному вытягиванию, настолько соответственно будет получен качественный продукт на выходе. Кроме того, создание благоприятных условий для осуществления закономерного движения волокон в задней зоне вытягивания позволит увеличить общую вытяжку, т.е. мощность вытяжного прибора.
Математические модели процессов прядильного производства описывают обычно какую-нибудь одну сторону процесса, что связано с ограниченными возможностями используемого математического аппарата (кинематические, геометрические, статические силовые соотношения, дифференциальные уравнения, простые стационарные вероятностные схемы и т. п.). Совмещение разного математического аппарата в рамках одной модели делает ее столь сложной для анализа, что практическая ценность резко снижается.
Схема процесса или машин предельно упрощается в угоду простоте используемого математического аппарата и разрешимости включаемых в модель уравнений. Это не позволяет решать ряд практически важных для проектирования или эксплуатации задач. Обычно модели оказываются слишком грубыми, чтобы учесть особенности различных конструкций (например, различие в сортировке формируемых полуфабрикатов, способа питания машины и т. п.) и их влияние на протекание процесса в целом.
Использование достаточно сложных математических моделей требует знания специальных разделов математики (статистики, случайных функций, теории процессов, нелинейных дифференциальных уравнений и др.), что затрудняет их распространение на практике, а простые эмпирические модели несут мало информации, требуют для своего получения обширных натурных экспериментов и имеют ограниченную область применения.
Перечисленные трудности, с которыми сталкиваются в математическом моделировании при исследовании процессов прядильного производства, вызваны тем, что волокнистая масса взаимодействует с рабочими органами машины и образует сложную систему, включающую большое число элементов: волокна или клочки волокон, горные примеси и пороки волокон, рабочие органы разной конфигурации и с различными законами движения. Элементы, образующие материал, обладают случайными свойствами (разме рами, ориентацией, формой, массой, физико-механическими свойствами) и взаимодействуют как между собой, так и с рабочими органами машин.
Поэтому есть два пути: или решение задач методом натурального эксперимента, сопряженного с указанными трудностями, или использование моделей другого класса, в меньшей степени подверженных перечисленным недостаткам, допускающих использование преимуществ математических моделей и ориентированных на анализ систем, имеющихся в прядильном производстве.
В?отличие от традиционного аналитического моделирования принцип имитационного моделирования основывается на том, что математическая модель воспроизводит процесс функционирования во времени; причем имитируются элементарные события, протекающие в системе с сохранением логики их взаимодействия. Также имитационное моделирование это моделирование, при котором логико-математическая модель исследуемого объекта представляет собой алгоритм функционирования волокнистого продукта с устройствами, элементами текстильных машин, реализованный? в виде программного комплекса для компьютера.
Под динамической системой" как известно, понимают процессы (объекты), поведение которых описывается некоторой системой интегро-дифференциальных уравнений, в обыкновенных и частных производных, которые обязательно содержат производные по временной координате. При моделировании процессов, как правило, используют численные методы решения интегро-дифференциальных уравнений, в основе большинства из которых лежит аппроксимация решений рядами, полиномами по различным системам базисных функций.
Имитационное моделирование основано на применении логико-математической модели сложной системы — со всеми вытекающими особенностями и осложнениями. Во-первых, построение математической модели, в отличие от структурно-функционального моделирования, требует большого объема детальной информации о системе, включая всевозможные логические и количественные соотношения. Во-вторых, выбор математического аппарата существенно сказывается на самой имитационной модели и на выборе инструментальных средств. Ясно, что выбор излишне сложного математического аппарата (скажем, систем дифференциальных уравнений в частных производных) или привлечение большого числа методов из различных разделов математики значительно усложнит задачу имитационного моделирования. В-третьих, при построении логико-математической модели всегда приходится решать проблему выбора между простотой модели и ее точностью, удобством использования и универсальностью, - поскольку эти критерии, как правило, противоречивы. В частности, излишне сложные модели редко удается довести до этапа, на котором они могут быть реально использованы: обнаруживается, что не все константы уравнений известны, не все зависимости могут быть представлены в виде соотношений и т.д. Однако и слишком простая модель может не учитывать те или иные особенности объекта или среды. Именно поэтому составление логико-математической модели и использование ее для имитационного моделирования является творческим процессом, несмотря на привлечение формализованных приемов системотехники. Чтобы добиться успеха при моделировании сложных систем, в первую очередь требуется доскональное знание объекта моделирования, четкое понимание назначения строящейся имитационной модели и, наконец, владение техникой имитационного моделирования.
Экспериментальное исследование движения волокон в задней зоне вытяжного прибора ленточной машины
В качестве оценки, эффективности протекания процесса вытягивания в вытяжных приборах ленточных машин, выберем сравнительный анализ кривых утонения волокнистого продукта.
В данной работе для построения теоретической кривой утонения используется табличный метод, разработанный Зотиковым В.Е., а для построения экспериментальной кривой утонения - способ разрезания и взвешивания отрезков мычки. Кривая утонения строилась для задней зоны вытягивания вытяжного прибора ленточной машины Л2-50-220 при вытяжке равной двум и принимался в этой зоне первый вид движения волокон, разводка в задней зоне вытягивания равна 41 мм. Как было сказано ранее, при проектировании вытяжных приборов необходимо учитывать условия максимального использования возможностей каждой зоны вытягивания и, в том числе, возможности увеличения вытяжек в задней зоне, а также разложения общей вытяжки на частные с учетом структуры входящего продукта. Поэтому в настоящей главе рассматривается эффективность использования предложенной имитационной модели на работу вытяжного прибора. Поскольку целью имитационного моделирования является определение параметров составляющих разработанную модель для оптимизации процесса вытягивания, т.е. для определения таких характеристик при которых движение волокон приближается к закономерному.
Для каждой длины волокна в процентах от количества волокон входящего продукта, которое принималось за 100%, в сечение поля вытягивания через каждые 5 мм подсчитывалось: По формуле (3.1) производился подсчет для каждой длины волокна и после суммирования получали количество медленно двигающихся волокон в сечении поля вытягивания. Полученные данные сведены в таблицу 3.2. По данным таблицы построены теоретические кривые утонения (пх— 1), кривая количества волокон в сечениях вытяжного поля, двигающихся со скоростью выпускной пары (пХшб - 3), и кривая количества волокон в сечениях поля вытягивания, двигающихся со скоростью питающей пары (пХМш - 2), показаны на рис.3.3.
Построение экспериментальной кривой утонения производился методом взвешивания 5 мм отрезков. После некоторого наработанного времени вытяжной прибор ленточной машины Л2-5 0-220 с первой частной вытяжкой равной 2 и разводкой 41 мм останавливался. Для сравнения экспериментальной кривой утонения с теоретической мычку взвешивали за 40 мм до линии зажима питающей пары. Далее разрезали мычку на 5 мм отрезки и взвешивали их на торсионных весах.
Анализируя полученный результат, можем сделать вывод, о том, что экспериментальная кривая утонения близка по своим значениям к теоретической, что подтверждено критериальным анализом о значимости в разнице средних значений, что говорит о том, что помимо конструктивных параметров вытяжного прибора значительное влияние на эффективность процесса вытягивания оказывает структура продукта. Однако определение оптимальных характеристик и после этого построение оценочной кривой утонения (весовым способом) является трудоемким и не всегда своевременным процессом.
Как было сказано ранее, оценивать, эффективность протекания процесса вытягивания можно, как по конечному продукту,/т.е. по качественным показателям ленты (в случае вытягивания на ленточной машине), так и по кривой утонения вытягиваемого полуфабриката, т.е. сопоставление кривой утонения при идеальном движении волокон с кривой при реальном моделируемом движении. Поэтому нами предлагается использовать имитационное моделирование, (которое-позволит на этапах производства полуфабрикатов определять те или иные параметры оказывающие на него влияние.
На процесс вытягивания полуфабрикатов прядения оказывает влияние множество факторов, как например конструктивные особенности вытяжного прибора, его заправочные параметры, характеристики вытяжного прибора, температурно-влажностное состояние и т.д. В настоящей работе предлагается имитационная модель процесса вытягивания волокнистого полуфабриката, где в качестве оказывающих влияние на формирование продукта исследуется закон распределения волокон по длинам, как одного из значимых и определяющих факторов. 3.3. Экспериментальное исследование теоретически разработанных моделей процесса вытягивания волокнистого продукта
Важной особенностью системного анализа является широкое использование информационно-вычислительной техники. В настоящее время есть все предпосылки утверждать, что при высоких требованиях к разработке конкурентоспособных моделей без применения компьютерной техники и современных специальных программных инструментов системного анализа не обойтись, особенно в случае достаточно сложных систем. В этой связи наибольшее значение имеет имитационное моделирование. Под имитационным моделированием (ИМ) понимаем процесс формирования модели реальной системы и проведения на этой модели экспериментов в целях выявления свойств системы и определения возможных путей ее создания, совершенствования и/или эффективного использования. Таким образом, имитационную систему следует рассматривать как компьютерный аналог сложного реального процесса.
Повышение роли компьютерных технологий в текстильном производстве в первую очередь связано с необходимостью оперативного принятия решений, как при внедрении новых видов текстильных изделий в производство, так и при проектировании технологических процессов и текстильных машин. Для решения крупной задачи, как правило, требуется разработка множества подсистем, которые в будущем будут реализовывать обозначенную задачу. Помимо этого необходимо вводить исходные числовые и текстовые данные, а также визуализировать промежуточные и конечные результаты в той или иной форме: часть результатов можно представить в текстовом или числовом виде, а другую часть - в графическом.
Во второй главе настоящей работы получена математическая модель на базе, которой была разработана программа, для исследования поведения волокон в процессе вытягивания, как одного из процессов прядильного произ водства, в системе объектно-ориентированного визуального проектирования прикладных программ. В данном разделе рассматривается разработанная первая версия системы автоматизированного проектирования для Windows 95, 98, ХР реализованная в среде MatLab.
Использованные инструментальные средства для разработки программных средств позволили создать удобный и наглядный пользовательский интерфейс. Разработанная программа (рис.3.6) позволяет, во-первых, использовать ее как информационную систему, позволяющую осуществлять просмотр имеющихся данных, во-вторых, моделировать процесс вытягивания, последовательно получая сведения о результатах программы.
Особенности формирования ленты на ленточной машине с вытяжным прибором новой конструкции
На современном этапе развития техники ленточные машины являются необходимым переходом прядильного производства как при гребенной и кардной системах прядения, так и при использовании пневмомеханических прядильных машин.
Ленточная машина модели Л2-50-220 служит для выравнивания ленты, поступающей с чесальных машин, путем сложения, а также для параллелизации и распрямленности волокон в ленте путем вытягивания. Вытяжной прибор на машинах базовой конструкции состоит из цилиндрических валиков и цилиндров. Данная конструкция не обеспечивает необходимого контроля за движением волокон при движении в поле вытягивания, что вызывает возникновение неровноты по основным свойствам,, скрытой вытяжки, обрывности ленты.
Учитывая особенности вытяжного прибора ленточной машины, нами предполагается, что применение нажимных валиков с переменной по длине бочкой жесткости, положительно скажется на процессе формирования хлопковой ленты, за счет равномерного распределения нормального давления в поперечном направлении между волокнами ленты.
Целью использования предлагаемых нажимных валиков в вытяжных приборах на ленточных машинах является повышение равномерности ленты, снижение уровня неровноты и обрывности:
Таким образом, используя новые нажимные валики усовершенствован способ вытягивания хлопковой ленты. Предложенная конструкция вытяжного прибора обеспечивает получение продуктов более однородной структуры, что в конечном итоге снижает обрывность полуфабрикатов и пряжи, улучшая при этом их качество, а также повышает производительность оборудования за счет сокращения потерь времени на ликвидацию обрыва ленты. Исследовались два варианта формирования ленты на ленточных машинах Л2-50-220: - контрольный (базовый) вариант - при формировании ленты на машинах заводской конструкции; - опытный вариант - при формировании ленты на машинах, оснащенных вытяжными приборами новой конструкции, на первом и втором переходах. На ленточных машинах первого и второго переходов при выработке пряжи линейной плотности 18,5 текс из сортировки состава: хлопок 1-П определялись следующие показатели: - линейная плотность, ктекс; - коэффициент вариации ленты по прибору "Устер"; - коэффициент вариации по массе длинных (1 метровых) отрезков, %; - коэффициент вариации по массе коротких отрезков (30 мм) на приборе АТЛ, %; - обрывность на одну машину в час.
На приборе Линдслея-Леонтьевой дополнительно определялись распрямленность и параллелизация волокон в ленте. Параллелизация оценивалась коэффициентом относительной параллелизации волокон. Распрямленность волокон определялась на основании статистической зависимости по коэффициенту относительной параллелизации.
Предназначенную для исследований партию смеси разделяли на две части. Для исключения влияния других факторов лента для контрольного и опытного вариантов вырабатывалась на одних и тех же машинах. Для определения всех показателей количество испытаний было одинаково для опытного и контрольного вариантов и соответствовало требованиям технического контроля. Во время проведения испытаний температурно-влажностный режим в цехе не изменялся.
После внедрения нового вытяжного прибора сократилась обрывность ленты со стороны выпуска, что привело к снижению потерь времени, связанных с ликвидацией обрыва ленты, а следовательно к увеличению КПВтеч[105].
Увеличилось число тазов, наработанных за смену одним выпуском, вследствие чего сократились и организационно-технические потери времени. Результатом стало увеличение КПВ машины и увеличение производительности оборудования.
Анализируя средние показатели неровноты ленты по прибору АТЛ, можно констатировать, что неровнота ленты для опытного варианта уменьшилась. Это объясняется тем, что поле сил трения воздействует равномерно на все волокна вытягиваемого продукта.
Для определения коэффициентов вариации по массе коротких и длинных отрезков использовался прибор «Устер». Сравнение зафиксированных диаграмм амплитудно-частотного спектра волн показало снижение неровноты ленты на втором переходе опытного варианта на 14,6 %.
Данные табл. 4.1 по всем показателям подтверждают эффективность применения нового вытяжного прибора: уменьшается неровнота ленты на отрезках различных длин, увеличивается коэффициент относительной параллелизации волокон в ленте, повышается распрямленность волокон, на 68,7 % снижается обрывность на ленточных машинах.
