Введение к работе
Актуальность темы обусловлена решением задач, направленных на повышение эффективности работы плосковязального оборудования за счет снижения числа поломов игл и обрывов нитей; направленных на повышение качества вырабатываемых единичных кулирных полотен за счет снижения деформаций нитей и, как следствие, получения более равномерной структуры полотна; направленных на снижение расходов сырья для выработки изделий за счет использования технологии бесшовного закрытия края, а также направленных на расширение ассортимента вырабатываемых трикотажных изделий за счет создания новых рисунчатых элементов.
Цель работы -исследование особенностей выполнения процессов петлеобразования на плосковязальных машинах, оснащенных пазовыми иглами, для определения оптимальных условий выполнения процесса петлеобразования при выработке одинарного кулирного трикотажа при использовании различных типов пряж, а также расширение ассортиментных возможностей оборудования за счет разработки новых рисунчатых элементов и технологий их выработки.
Задачи исследований. Для достижения указанных целей в работе поставлены следующие задачи: 1. Разработать трехмерную твердотельную динамическую модель
петлеобразующей системы плосковязальной машины, отражающую взаимные перемещения петлеобразующих органов плосковязальных машин, оснащенных пазовыми иглами, и нитей в процессе петлеобразования
2. Разработать математическую модель исходных и возникающих сил,
напряжений и их моментов, действующих на петлеобразующие органы и
нити в процессе петлеобразования.
3. Разработать комплексную аналитическую модель, отражающую взаимные
перемещения петлеобразующих органов и нитей в процессе
петлеобразования, с наложенной на нее математической моделью
действующих и возникающих сил, напряжений и их моментов, а также
математической моделью возникновения деформаций и протекания
процессов релаксации в материалах петлеобразующих органов и нитей.
4. С использованием разработанной комплексной аналитической модели
провести анализ параметров процесса петлеобразования на плосковязальных
машинах, оснащенных пазовыми иглами, провести анализ особенностей
выполнения процесса петлеобразования и определить оптимальные условия
выполнения процесса петлеобразования при выработке одинарного
кулирного трикотажа для нескольких типов пряж.
5. Провести сравнительный анализ напряжений и деформаций,
возникающих в петлеобразующих органах и нитях при выполнении
процесса петлеобразования с использованием пазовых и язычковых игл.
6. Провести сравнительный анализ технологических и рисунчатых
возможностей плосковязальных машин, оснащенных пазовыми и
язычковыми иглами, с целью возможной разработки новых рисунчатых
элементов или технологий выработки полотен и изделий.
Методика исследований. Выполненная работа базировалась на зарубежной научной информации, методах компьютерного трехмерного моделирования динамических систем, методе конечных элементов, оптимизационном методе аппроксимации и методе первого порядка, на основных положениях, относящихся к анализу и синтезу (проектирования) трикотажных полотен и способов их получения, теории вязания и строения
б трикотажа, методе математического описания и пооперационного расчета результатов процессов петлеобразования.
Разработанные аналитические модели реализованы на ЭВМ с использованием программного обеспечения Autodesk Inventor и ANSYS.
Разработанные модели применены для анализа условий выполнения процесса петлеобразования и получения оптимальных наборов технологических параметров на плосковязальной машине фирмы Shima-Seiki модели SES 234 CS с использованием хлопчатобумажных пряж различной линейной плотности.
Научная новизна. При проведении теоретических и экспериментальных исследований автором впервые получены следующие результаты:
1. Разработана комплексная аналитическая модель, отражающая взаимные
перемещения петлеобразующих органов и нитей в процессе
петлеобразования, учитывающая действие на петлеобразующие органы и
нити исходных и возникающих сил, напряжений и их моментов, а также
учитывающая особенности возникновения деформаций и протекания
процессов релаксации в материалах петлеобразующих органов и нитей.
2. Проведен анализ условий выполнения процесса петлеобразования на
шюсковязальных машинах, оснащенных пазовыми иглами, включающий
нагрузки, возникающие на всех этапах процесса.
-
Получена картина напряженно-деформированного состояния трикотажного полотна. Для петлеобразующих органов выявлены^ основные зоны возникновения деформаций.
-
Получены графики напряжений, действующих на иглы и нити в процессе петлеобразования.
-
В результате оптимизационного расчета для трех типов пряж получены наборы исходных параметров (линейная скорость движения каретки, сила натяжения нити на входе в зону вязания, усилие оттяжки на валу), обеспечивающие минимальные напряжения и деформации в процессе петлеобразования.
6. С использованием возможностей пазовых игл разработана технология
закрытия края полотна без использования нити.
Практическая значимость. Полученные научные результаты по оптимизации условий выполнения процесса петлеобразования на пазовых иглах позволяют повысить эффективность плосковязального оборудования за счет снижения числа остановов машины из-за обрывов нити и поломов игл.
Разработанная методика расчета оптимальных параметров процесса петлеобразования на основе комплексной компьютерной аналитической модели может быть использована при определении необходимых технологических режимов оборудования в зависимости от вида используемого сырья, что позволит получать технически обоснованные режимы, не зависящие от опыта и знаний инженера-технолога, работающего с оборудованием.
Разработанная технология закрытия края без нити позволяет снизить расходы сырья на выработку изделий, а также получать более ровный и упругий край.
Апробация работы. Разработанная методика расчета оптимальных параметров процесса петлеобразования на основе комплексной компьютерной аналитической модели и технология закрытия края без использования нити были апробированы на предприятии ООО «Саммитом» на плосковязальной машине фирмы Shima-Seiki модели SES 234 CS с использованием хлопчатобумажных пряж различной линейной плотности.
Основные положения диссертационной работы обсуждались на заседании кафедры технологии трикотажного производства в 2006 - 2008 г., а также:
-
На научно-технических конференциях в период 2006 - 2008 г.
-
На расширенном заседании кафедры технологии трикотажного производства МГТУ им. А.Н. Косыгина (октябрь 2011 г.).
Публикации. По материалам работы опубликованы 5 статей, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, тезисы 3-х докладов научных конференций.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из
g введения, 4 глав с выводами, общих выводов, списка литературы из 58 наименований. Работа изложена на 180 страницах машинописного текста, содержит 70 рисунков и 3 таблицы.
