Введение к работе
Актуальность темы. Для повышения эффективности и надёжности юцесса чесания, возможности контроля качества выходного продукта, химизации параметров, характеризующих процесс в целом и его отдельные апы, необходимо создание адаптивных устройств обратной связи для прерывного автоматического слежения за процессом и введения поправок на оде для устранения отклонений от требуемого значения на выходе. :сальный аппарат в этом случае необходимо рассматривать как сложную [намическуга систему с несколькими входами и выходами.
Оперативное управление такой системой может быть обеспечено только їй наличии определённой информации о ней, причём параметры, несущие эту [формацию, должны наиболее полно характеризовать процессы и взаимосвязи гистеме.
О связи параметров процесса чесания с техническим состоянием машины вестно с 50-х г.г. из исследований С.С. Иванова, Д. Кауфмана, И. Коритысского и других. Большой вклад в выявление количественных аисимостей параметров процесса от параметров технического состояния шины внесли Г.О. Лежебрух, Э.Д. Кофман, Г.И. Карасёв, И.Г. Борзунов, Б. Оренбах и другие. На основе их исследований разработаны методы и едства контроля отдельных технологических и динамических показателей боты чесальных машин.
РЬвестно, что на процесс формирования зоны чесания - пространства жду рабочими органами, в котором происходит взаимодействие локнистого материала с чешущими поверхностями рабочих органов, -«шческое состояние машины оказывает значительное влияние.
Но не существует параметров, способных в полной мере арактеризовать зону чесания, и методов её контроля, разработанных на нове таких параметров.
Возможность контроля чонч чесан:;:: :: процесса её формирования
зволит прогнозировать основные технологические параметры процесса
сания, оптимизировать его и получать конечный продукт с заданными
эйствами. Кроме того, лучшее представление геометрических параметров
иы чесания даст возможность расширить диапазон проектно-
нструкторских изысканий.
Актуальность темы диссертационной работы заключается в том, что она правлена на совершенствование методов управления процессом чесания покнистых материалов на основе разработки диагностического комплекса нтроля зоны чесания между рабочими органами, тесно связанной с шическим состоянием валичной чесальной машины.
Предмет исследования. Предметом исследования является техническое и методическое обеспечение контроля зоны чесания, как интегрального метода оценки технического состояния валичной чесальной машины.
ОбъекгИ исследования. В качестве объекта исследования в работе выбрана зона чесания валичной чесальной машины и процесс её формирования.
Цель и задачи исследования. Целью работы является совершенствование контроля технического состояния и управления процессом чесания на валичных чесальных машинах на основе модели процесса формирования зоны чесания и метода контроля параметров этой зоны.
Для достижения данной цели были поставлены и решены следующие задачи:
анализ и систематизация факторов, наиболее полно отражающих протекание процесса чесания, чутко реагирующих на изменение его параметров и оказывающих существенное влияние на качественные показатели выходного продукта;
описание и исследование зоны чесания между рабочими органами как интегрального параметра технического состояния валичной чесальной машины, определение факторов, влияющих на процесс её формирования, и параметров, количественно её оценивающих;
экспериментальное подтверждение взаимосвязи между параметрами зоны чесания, параметрами процесса и качественными показателями продукта;
разработка модели процесса формирования зоны чесания, проведение модельного эксперимента с целью её оптимизации;
обоснование метода комплексной количественной оценки зоны чесания.
Методы исследования. Работа содержит анализ отечественной и иностранной научно-технической и патентной литературы, теоретические и экспериментальные исследования.
Теоретическая часть диссертации выполнена с использованием методов элементарной геометрии и тригонометрии, интегрального исчисления, приближённых методов вычислений, теории случайных величин и случайных процессов, методов математической статистики, теории конформных преобразований. Для обработки результатов и построения модели использована персональная ЭВМ: написан ряд программ на языке PASCAL, использована система математических расчётов MathCAD. На основе разработанной математической модели создан алгоритм расчёта основных параметров процесса чесания, который может быть реализован в виде программного продукта.
Для подтверждения теоретических исследований проведены стендовые эксперименты на базе бытовой валичной чесальной машины для шерсти. Использованы как модернизированные стандартные методики для определения коэффициентов распределения и съёма, параметров процесса
чесания, так и авторская методика для определения разводки между рабочими органами валичной чесальной машины.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые в качестве
интегральных параметров оценки технического состояния валичной чесальной
машины, адекватно отражающих реальные процессы, происходящие в ней,
предложены и обоснованы характеристики зоны чесания - её площадь и объём.
Новые научные положения отражаются в том, что:
предложен вероятностный подход к описанию технического состояния валичной чесальной машины;
на основе полученного экспериментальным путём материала доказано, что разводка между рабочими органами чесальной машины является случайной величиной, закон распределения которой близок к нормальному;
доказано, что процесс формирования зоны чесания является случайным процессом, который можно описать функциями площади и объёма зоны чесания, доказаны свойства стационарности, нормальности и апериодичности процесса;
для валичной чесальной машины ЧБВ с применением теории цепей Маркова получены регрессионные зависимости, связывающие параметры процесса чесания и качественные показатели чесальной ленты с параметрами технического состояния машины;
получена модель процесса формирования зоны чесания и на её основе предложен алгоритм расчёта параметров процесса и показателей качества выходного продукта, найдены регрессионные зависимости между геометрическими параметрами рабочих органов и площадью зоны;
предложен метод контроля зоны чесания, основанный на измерении ёмкости между рабочими органами валичной чесальной машины;
техническое состояние чесальной машины предложено описывать с помощью матрицы состояний, элементами которой являются средние значения объемов в каждой зоне чесания, их средние квадратические отклонения и функции спектральных плотностей.
Практическая значимость:
предложенный способ описания зоны чесания, введение понятий площади и
объёма этой зоны позволяют расширить диапазон проектно -
конструкторских исследований;
модель процесса даёт возможность прогнозировать результаты процесса и
, показатели качества выходного продукта на основе небольшого числа
начальных данных;
предложенный метод контроля зоны чесания между рабочими органами
валичной чесальной машины позволяет при создании комплекса на базе
ЭВМ диагностировать объёмы зон чесания между рабочими органами
машины как на стадии её изготовления, так и при эксплуатации,
техническом обслуживании и ремонте; контроль может производиться как в статическом, так и в динамическом режимах;-
система контроля, созданная на основе предложенного способа
модернизации узла регулировки разводок между рабочими органами может
быть использована в качестве базы для последующей разработки системы
автоматического регулирования и контроля состояния рабочих зон валичной
чесальной машины, обеспечения стабильности процесса чесания и
полунения продукта с заданными параметрами.
Апробация работы. Основные теоретические положения и результаты диссертационной работы были доложены
на заседаниях кафедры технологии конструкционных материалов и ремонта
текстильных машин Костромского государственного технологического
университета;
на всероссийской научно - технической конференции «ЛЁН - 96», Костромской государственный технологический университет;
на международной научно - технической конференции «ПРОГРЕСС - 94», Ивановский государственный технологический институт;
на семинаре по теории машин и механизмов Академии наук России (Костромской филиал).
Публикации. Основное содержание диссертационной работы представлено в семи публикациях, в том числе в трёх статьях и четырёх тезисах докладов на всероссийских и международных научно - технических конференциях.
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения,- изложенных на 150 страницах машинописного текста, включающих 36 рисунков, 15 таблиц, 5 приложений и спискалитературы из 92 наименований.
