Введение к работе
Актуальность работу. В ткацком производстве, где занято около половины всех работящих в текстильной промышленности,' производительность труда и качество вырабатываема тканей п значительной мере зависят от обрывности нитей основы на ткацких станках. Последняя, в свою очередь, во многом определяется качеством подготовки ochod и эффективностью отдельных подготовительных операций, . в том числе процессом ленточного снования. Практика показывает, что технологические требования к этому процессу выполняются не в полной мере.
Из-за неравномерности натяжения ниіе й при ленточном сновании,* неточного соответствия угла конуса барабана скорости перемещения суппорта и влияния других факторов поверхность намотки пряжи на барабане не является строго цилиндрической. Бугристость намотки, возникающая d пределах отдельных лент и на их стыках, приводит к разно длинности нитей в намотке, что вынуждает прибегать к чрезмерному затормаживанию барабана при перегонке для предотвращения провисания нитей, сматывающихся с намотки бо'льгсих радиусов. При этом более короткие нити, сматывающиеся с меньших радиусов намотки ленточного барабана, оказываются перенапряженными (особенно в пусковых режимах), испытывают повышенную вытяжку и теряют свои упругие свойства. Вследствие того, что вытяжка нитей при перегонке основы с барабана на ткацкий навой не учитывается расчетом сопряженной длины снования, а также из-за несовершенства существующих методов измерения длины намотанных на барабан нитей, в процессе ткачества образуются отходы пряки при выработке штучных камвольных и суконных изделий (одеял, пледов, технических сукон и т.п.). Неравномерность натяжения нитей при перегонке передается на ткацкий навой, вызывая разнодлинность нитей и нецилиндричность намотки основы на навое, что отрицательно сказывается в последующих технологических процессах шлихтования и ткачества.
Несмотря на неоднократные попытки исследователей нормализовать
процессы на ленточных сновальных машинах, указанные проблемы вслед
ствие недостаточной изученности их, остаются до сих пор до кониа
не решенными. '.
Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования является повышение эффективности работы ткацкого производства путем
' ' 3
совершенствования процесса л~нточного снования в стационарных и динамических условиях.
В соответстзиис общей целью в работе поставлены следующие задачи :
исследовать характер изменения параметров структуры намотки" лент и длины намотанных нитей на барабане ленточкой сновальной машины в зависимости от угла поворота барабана и текущего радиуса наматывания;
на основе анализа существующих методов измерения длины снования нитей на ленточных сновальных машинах и проведенных исследований предложить электронный счетчик числа оборотов барабана, обеспечивающий наматывание заданной длины снования и удобство обслу- живания;
изучить влияние угла конуса барабана, скорости перемещения суппорта и других параметров на форму поперечного сечения лент, бугристость иамогки и разнодлшшость нитей на барабане ленточной сновальной машины. Определить пути нормализации процесса наматывания лент; .
исследовать стационарный процесс перегонки основы с барабана ленточной сновальной машины на ткацкий навой. Определить режим торможения барабана, необходимый для стабилизации натяжения нитей при перегонке, и минимальный тормозной момент, обеспечивающий сматывание нитей без провисания;
экспериментально исследовать вытяжку"нитей при перегонке и с учетом её предложить методику расчета сопряженной длины ленточного снования с целью снижения отходов пряжи при выработке штучных тканых изделий;
лровести экспериментальную оценку степени снижения бугрис- " тости намотки навоя и обрывности основы в ткачестве за счет выравнивания натяжения нитей при ленточном сновании;
на основе математического описания и анализа механизма наматывания получить математическую модель процесса перегонки основы с барабана ленточной сновальной машины на ткацкий навой в переходных и стационарных режимах;
предложить новую конструкцию ленточной сновальной машины с улучиенньши динамическими характеристиками изменения натяжения нитей при перегонке",
с помощью моделирования на ЭВМ процесса перегонки основы в периоды пуска маиика обосновать технологические преимущества ее
4 '
новой конструкции.
Решение указанных задач соответствует направлению научных исследований Ивановского текстильного института им. И.В. Фрунзе и Государственной научно-технической программе "Текстиль России".-
Мегодм исследования. Решение поставленных задач осуществлялось с применением теоретических и экспериментальных методов.При теоретических исследованиях использовались методы дифференциального и интегрального исчисления', аналитической геометрик,основные положения теоретической механики и моделирования на ЭВМ. При лабораторных испытаниях образцов пряжи и наблюдениях за обрывностью основных нитей в ткачестзе применялись методы исследования по стандартним и широко известным методикам. В процессе эксперимента ис-. пользовались разработанные нами: электронный счетчик числа оборотов ленточного сновального барабана, приборы для определения формы образующей намотки лент, установка для измерения коэффициента жесткости нитей и другие. Обработка экспериментальных даннях осуществлялась с помощью методов теории вероятностей и математической статистики. Все основные исследования проведены в производственных условиях на конусных (СЛ-2Ь0-Ш2) и гатифтных ( фирма „Cretin., Франция) ленточных сновальных машинах с применением методов тензометрии и современной регистрирующей аппаратуры.
Научная новизна работы. Предложена методика экспериментально-аналитического определения параметров структуры намотки лент и длины намотанных нитей на барабане ленточной сновальной машины в за -висимости от угла поворота барабана и текущего радиуса наматывания с учетом реального изменения плотности намотки.
Теоретически обоснована и проверена на. практике возможность
измерения длины снования нитей по показаниям счетчика числа своро
тов ленточного сновального барабана. _
Изучено влияние различных факторов на форму поперечного сечения лент на барабане конусной ленточной сновальной машины. Вскрыто явление самовыравкивания конической образующей намотки лент по мере их наматывания. Уточнена известная зависимость между углом конуса барабана и скоростью перемещения суппорта.
По специально разработанной методике проведена экспериментальная оценка параметров стационарного процесса перегонки основы- с ленточного барабана на ткацкий навой. Определен режим торможения барабана при перегонке, обеспечивающий.стабилизации суммарного натяжения нитей.
С учетом зависимости коэффициента жесткости нитей от приложен-* ного натяжения предложена методика расчета минимального тормозного момента сновального барабана, при котором обеспечивается сматывание нитей беа провисания.
Разработана методика расчета вытяжки нитей при перегонке осно-' вы с барабана на ткацкий навой,.учитывающая распределение натяжения нитей по зонам их заправки, переменный коэффициент жесткости нитей и геометрические параметра конструктивно-заправочной линии.
Предложена методика расчета сопряженной длины ленточного снования е учетом, вытяжки нитей при перегонке.
На примере применения регулятора ЩШШШ показана целесообразность выравнивания суммарного натяжения нитей при сновании лент для снижения бугристости намотки навоя и обрывности основных нитей в ткачестве.
На основе математического описания и анализа работы -механизма наматывания навоя получена математическая модель процесса перегонки основы при ленточном сновании в переходных и стационарных режи-. мах, представляючая собой замкнутую систему дифференциальных уравнений. С использованием этой системы на ЗЗМ проведено математическое моделирование процесса перегонки в периоды пуска машины, в результате которого выявлены периоды резкого возрастания натяжения нитей,' а также установлена взаимосвязь между технологическими, механическими и электротехническими параметрами.
. Предложена новая конструкция ленточной сновальной машины, защищенная авторским свидетельством, позволяющая снизить нагрузки на нити основы при перегонке (а.с. СССР № І467І02).
. Практическая ценность и реализация результатов работы. Проведенными исследованиями научно обоснованы практические рекомендации ' по нормализации процесса ленточного снования. Выравнивание суммарного натяжения нитей в процессе снования лент вместе с необходимым режимом торможения сновального барабана при перегонке существенно снижают бугристость намотки на барабане и навое, стабилизирут натяжение нитей. Уменьшение.тормозного момента ленточного барабана до уровня минимального, обеспечивающего сматывание нитей без провисания, устраняет перенапряжение нитей, излишнюю вытяжку и сохраняет юс.упругие свойства. Все это приводит к снижении обрывности нитей основы в ткачестве. Применение предложенной новой конструкции ленточной сновальной машины с улучшенными динамическими характеристиками такке способствует повышению качества подготовки основ, сни-
тению обрывности нитей в последующих технологических переходах и . увеличению производительности труда и оборудования.
Методика расчета вытяжки ни-і-ей при перегонке основы с барабана на нав~й и сопряженной длины ленточного снования с учетом отой вытяжки, даёг возможность уменьшить отходи пряжи в ткачестве при си-работке штучных изделий. Разработанный элсктроиный счетчик числа оборотов барабана улучшает удобство обслуживания машины вследствие большого размера цифр и возможное!/ считывания показаний на значительном удалении от снопалыципы.
Предложенная методика математического моделирования на ЭВМ процесса перегонки основы на ленточных сновальных машинах позволяет достаточно быстро воспроизводить ход процесса при различных ре-_ кимах и определять оптимальные условия ого проведения с учетом взаимосвязи механических, электротехнических и технологических параметров.
Основные научные результаты и технические решения, полученные в диссертации, могут быть использованы для совершенствования существующих и созданиіі нових ленточных сновальных машин.
Внедрение экспериментального образца регулятора ЩШИЛВ применительно к ленточным сновальным машинам на текстильном комбинате им. М.И. Калинина (Ульяновская обл.) позволило, за счет выравнивания суммарного натяжения нитей наматываемых лент, достигнуть снижения на 20% обрывности основы в ткачестве при выработке одеяльной ткани "Лабиринт" и получить годовой экономический эффект в размера 11,32 тыс. рублей.
Применение на Димитровградском коврово-суконном комбинате методики расчет'а сопряженной длины ленточного снования, учитыващеЯ вытяжку нитей в процессе перегонки основы с барабана на лавой, дало возможность снизить отходы пряжи при выработке ткани "Сукно сушильное" арт. 83 и получить годовой экономический эффект в размере 12,4 тыс. рублей. Цифры эффекта указаны по состоянию на 1990 год.
Апробация и публикация результатов исследования. Основные положения и выводы по работе были доложены и получили положительную оценку :
на итоговых научно-технических конференциях Диздтроагргід-ского филиала Ульяновского политехнического института. Димитров-град, февраль 1$36.г. и январь 1937,1993 г.г.
на Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых
"Технологический прогресс в рпзвитии ассортимента и качества изде--лий легкой промышленности". Иваново, най 1937 г.
на областной научногтехнической конференции "Научным разра- . боткам - широкое внедрение в практику". Иваново, май 1988 г.'
на областной научно-технической конференции "Новые технические и технологические разработки и их внедрение в текстильной и легкой промышленности". Иваново, май 1939 г.
на Всесоюзной научно-технической конференции "Новое в технике и технологии текстильного производства". Иваново, май 1990 г.
на Международной научно-технической конференции "Проблеми развития текстильной и легкой промышленности о современных условиях". -Иваново, апрель 1992 г.
на расширенном заседании кафедри ткачества Ивановского текстильного института им. М.В. Фрунзе, март 1993 г.
Основное содержание диссертационной рабо.ты изложено .в десяти публикациях, в числе которых авторское свидетельство наизобретение "Ленточная сновальная машина".
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пя-. ти глав (разделов), общих выводов по работе, списка литературы, содержащего 163 наименования, и 10 приложений. Основная часть работы включает 259 страниц машинописного текста, 73 рисунка и 34 таблицы. Общий объём диссертации составляет 3IG страниц . Приложе- ния занимают 57 страниц и содержат программу и результаты моделирования процесса на ЭВМ, копию авторского свидетельства, расчеты экономического эффекта, акты производственной проверки и внедрения результатов работы. В приложения вынесены также методика и промежуточные расчеты по определений момента инериии и тормозного момента ленточного сновального барабана.
