Введение к работе
Актуальность. В связи с вступлением страны в рыночные отнош особые требования предъявляются к конкурентноспособности продук Последнее невозможно без снижения себестоимости и повышения каче выпускаемых тканей. Особая роль отводится внедрению в произвол новых технологий, АСУ'и АРМ технолога. Функционирование последних возможно без разработки эффективных моделей процесса ткачества, о ванных на современных представлениях о взаимодействии нитей основ утка при прибое. Несмотря на большое количество научных работ, по щенных решению проблемы интенсификации процесса формирования та она и до настоящего времени остается нерешенной по причине вые сложности математического описания физических явлений, происход при прибое утка.к опушке ткани. До сих пор не вскрыты причины обр вания прибойной полоски на ткацком станке, вследствие чего при прс зировании натяжения нитей основы в цикле работы ткацкого станка без исключения исследователи основываются на эмпирических моделях формации нитей основы при прибое. В тех случаях, когда расчет велк прибойной полоски и производится, он носит частный характер, так основывается на уже известных из эксперимента технологических парЕ pax процесса формирования, таких как предприбойное натяжение осное ткани и усилие прибоя. О этой точки зрения, роль прогноза станої малозначимой, так как использует информацию о реально существа технологических процессах, как правило, выработки артикулов та массового асертимента. В тех случаях, когда речь заходит о выраС ткани нового ассортимента (в особенности тканей напряженных ctpj
из новых малоизученных видов пряж), современные методы прогноза становятся бессильны. Особенно значительные проблемы возникают при оценке эффективности тех или иных способов интенсиОикации процесса формирования ткани. Здесь роль теории сводится к минимуму, а на первое место выходят экспериментальные методы. Задача оценки возможности формирования заданной структуры ткани решалась, как правило, на эмпирическом уровне. Но даже в этом случае, результаты моделирования позволяли провести только качественную оценку этого процесса. Предсказать явление набивания ткани и появление массовой обрывности с точки зрения современных представлений о процессе формирования - невозможно. Решение указанной проблемы требует проведения фундаментальных комплексных теоретических и экспериментальных исследований процесса формирования ткани на базе современных представлений о взаимосвязи напряжений и деформаций в текстильных материалах с учетом протекающих в них реологических процессов. Таким образом, решение задач по прогнозированию технологического процесса формирования ткани с использованием новых видов сырья, нового ткацкого оборудования и новых технологических процессов становится особенно актуальной.
Целью настоящей работы является решение проблемы прогнозирования технологического процесса формирования ткани на ткацком станке и, в первую очередь, решение вопросов, связанных с возможностью формирования ткани с заданными технологическими параметрами, а также для оценки эффективности тех или иных способов интенсификации процесса формирования.
Для достижения поставленной цели,были решены следующие, задачи:
разработка уравнения взаимосвязи между усилием и деформацией в текстильном материале, отражающего его релаксационные, нелинейно-упругие и диссипативные свойства и методов определения параметров уравнения СОСТОЯНИЯ;
определение деформации текстильного материала (нитей и ткани) и стационарных параметров основы и ткани ткацкого станка, работающего в стационарном режиме:
разработка математических моделей технологических операций процесса формирования ткани на ткацком станке и, в частности-, движения уточины к опушке ткани, образования зоны формирования, взаимодействия основы и утка в зоне формирования, подвижки уточин при отходе берда, образования прибойной полоски, взаимодействия основы и утка в элементе ткани, образования пусковой полосы:
разработка теории процесса формирования ткани-.
экспериментальное исследование процесса формирования ткани на
ткацком станке, фрикционного взаимодействия нитей основы и ути больших нормальных давлениях, изменения геометрических параметре жи в процессе ткачестЕа:
- разработка метода прогнозирования параметров формирования
на ткацком станке и критерия оптимизации параметров заправки
стройки механизмов ткацкого станка на основе обобщенного компле
показателя напряженности формирования.
В качестве апробации предложенного метода прогнозирования п са формирования ткани осуществлена оценка эффективности разработ автором способа пластифицирования нитей утка.
Научная новизна работа заключается в том, что впервые:
разработана теория процесса формирования ткани на ткацких ках, позволяющая прогнозировать тензограмму нитей основы без эк< ментально-априорной информации о технологическом процессе образ< ткани, в частности, без знания величины прибойной полоски, кс рассчитывается на основе реологических процессов, происходящих в равке ткацкого станка. Исходными данными для прогнозирования осі параметров формирования (натяжение основы и ткани, усилие прибоя, формация элементов заправки как в одном, так и в ряде последующа лов работы станка, размеры и.число уточин зоны формирования и являются только деформационные свойства нитей основы и ткани, хар ризуемые параметрами уравнения состояния, и параметры настройки низмов ткацкого станка-.
разработаны уравнения состояния для нитей и ткани на о обобщенной трехэлементной модели Максвелла для деформации раотяае смятия, учитывающие релаксационные, нелинейно-упругие и диссипат свойства текстильных материалов, а также методы опрделения их пар
РОВ;
- введено понятие стацонарных параметров нитей основы и тка
стационарных параметров заправки ткацкого станка, работающего в ;
новившемся режиме, и .разработаны методы их определения. Опрвда
динамические деформации ползучести нитей основы и ткани стациона]
- на основе разработанных теоретических положений смоделир<
основные технологические операции процесса формирования ткани на '.
ком станке, позволяющие определить основные составляющие прибс
полоски, которыми являются стационарная динамическая деформация пс
чести ткани, смещение опушки вследствие зввообраэования и двиа
прибиваемой уточины, стабилизационная составдящая переходного прс
са, разность упругих деформаций стационарного и предстационарного
ТОЯНИЯ;
разработана математическая модель зоны формирования ткани, _ использующая в качестве входных параметров только фрикционные свойства основы и утка и параметры настройки механизмов, которая позволяет определить размеры зоны и число уточин, силу сопротивления прибою и деформацию нитей основы и ткани;
на основе теоретических и экспериментальных исследований процесса формирования ткани с учетом реологических явлений, происходящих в заправке ткацкого станка, определена характер движения уточин в зоне формирования, возникновение комплексов движущихся уточных нитей и параметры упругой ЗОНЫ;
всесторонне исследовано явление возникновения прибойной полоски, объяснены причины еа появления и разработан метод ее расчета;
разработан критерий оптимизации параметров заправки и настройки механизмов ткацкого станка в виде обобщенного комплексного показателя напряженности формирования, позволивший прогнозировать эффективность различных способов интенсификации технологического процесса формирования.
Практическая значимость работы.
Диссертационная работа выполнялась в 1986-97 годах в рамках хозяйственных договоров между Костромским технологическим институтом и Центральным КИИ по переработке штапельных волокон и республиканской программы МЖК "Русский лен".
На основе теоретических и экспериментальных исследований разработан пакет прикладных программ, позволяющий осуществлять прогнозирование основных параметров процесса формирования ткани на ткацком станке без апприорно-экспериментальной информации о твхнологичском процессе*. Результаты исследований могут быть использованы для практической оптимизации заправочных параметров процесса выработки тканей шелковой, хлопчатобумажной и льняной отраслей промышленности.
Впервые спрогнозирован и разработан способ интенсификации технологического процесса формирования ткани путем пластифицирования уточной пряжи, позволяющий снизить обрывность основных и уточных нитей и повысить качество вырабатываемых тканей.
Результаты работы внедрены на АО "Фабрика им. Вагжашва" г.Тверь, прошли производственную проверку на Кораблинском комбинате шелковых тканей, на АО "Большая Костромская льняная мануфактура".
Разработан ряд оригинальных способов и устройств по интенсификации процесса формирования ткани на ткацком станке и методов оценки деформационных свойств текстильных материалов. Техническая новизна
решений подтверждена 12-ю авторскими свидетельствами на изобреї Основные положения разработанной автором теории процесса і
вания ткани внедрены в учебные дисциплины КГТУ-. ткачество, МИСИ
делирование технологических процессов трикотажного и ткацкого
водства.
Ряд положений теории формирования ткани использован при б
нии нескольких диссертационных работ на соискание ученой степей
дидата технических наук, выполненных под руководством автора и
денных ВАК.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы доло
получили положительную оценку:
на заседаниях кафедры ткачества МГТА (Москва 1989-90 гг.), кафедры'ткачества КГТУ (Кострома 1987-97 гг.);
на научно-технических советах Центрального НИИ по пере; штапельных волокон (Тверь 1986-91 гг.);
на научно-технических конференциях дрофессорско-преподав; кого состава МГТА (1989-90 гг.), КГТУ (1987-97 гг.);
на семинаре "Технология текстильных материалов" КГТУ ('. г.), Всероссийском семинаре по теории машин и механизмов Poet академии наук (Костромской филиал) 1990, 1995 гг.:
..' - на международных научно-технических конференциях "Пробле> вития малоотходных ресурсосберегающих экологически чистых твхжн .текстильной и легкой тгрошшленности" (Иваново 1987-96 гг.);
- на мввдународных научно-технических конференциях "Aktj
'проблемы техники и технологии переработки льна и производства J
изделий" (Кострома 1992-96 гг.):
.- на всесоюзной научно-технической конференции по проблемам чения смесовых тканей (Москва 1991 г.).
Публикации. По материалам диссертационной работы опублк около 70 работ, в том числе 12 авторских свидетельств СССР.
Структура и объем диссертации, диссертационная работа состо введения, семи глав, общих выводов и рекомендаций, списка литера приложений. Основное содержание изложено на 506 стр., 126 рис. табл.. список литературы на 31 стр. содержит 272 источника. Прил составляют 159 стр.
