Введение к работе
Актуальность темы исследования. Качество швейных изделий, обрабатываемых на предприятиях бытового обслуживания, в значительной степени определяется качеством проведения межоперационной и, в особенности, окончательной влажно-тепловой обработки (ВТО). На предприятиях бытового обслуживания эти процессы занимают более четверти трудоемкости в общем технологическом цикле изготовления одежды, а на предприятиях химчистки операция используется при восстановлении ее внешнего вида.
При совершенствовании оборудования ВТО, актуальным является разработка теории эксплуатации важного элемента рабочих органов - амортизирующего покрытия, назначение которого - выравнивание давления прессования по поверхности обрабатываемого узла или изделия в целом. Неодинаковая толщина различных участков одежды и различие деформационных свойств предъявляют повышенные требования к податливости амортизирующего покрытия, соблюдению условий соответствия геометрических параметров рабочих органов гладильного оборудования. Сказанное актуализирует разработки, направленные на научное обоснование методов расчета и оптимизации геометрических и силовых параметров гладильного оборудования, и необходимость разработки математических моделей деформационных характеристик амортизирующего покрытия.
Степень разработанности проблемы. Вопросы исследования деформационных характеристик элементов амортизирующего покрытия рассматривались рядом ученых, где существенный вклад внесли Е.Г. Андреева, В.А. Иванов, Г.В. Калмыков, Л.А. Ломакина, Е.Х. Медиков, С.Н. Салищев, Р.Н. Филимоненкова, А.П. Черепенько, В.Г. Шуметов и др. Помимо экспериментальных исследований указанные авторы предлагают математические модели деформационных характеристик элементов амортизирующего покрытия, их связь с параметрами гладильного оборудования.
В то же время следует отметить, что большинство работ характеризуется отсутствием системности в описании деформационных характеристик эле-
4 ментов амортизирующего покрытия, игнорированием особенностей предприятий бытового обслуживания. Наблюдается значительное разнообразие моделей, в основе которых, как правило, лежат степенные функции и полиномиальные регрессионные зависимости, параметры которых не имеют достаточно четкого физического смысла. До настоящего времени не разработана модель многослойного амортизирующего покрытия, описывающая деформационные характеристики пакета в целом, включая обрабатываемое изделие. Отсутствует объективно обоснованная методика определения параметров моделей деформационных характеристик элементов амортизирующего покрытия, предусматривающая оценку их точности.
С учетом отмеченных пробелов, данное диссертационное исследование посвящено совершенствованию операций ВТО путем обоснованного выбора деформационных характеристик амортизирующего покрытия и в целом пакета: покрытие - обрабатываемое изделие.
Объектом исследования являются рабочие органы оборудования для межоперационной и окончательной ВТО швейных изделий.
Предметом исследования являются деформационные характеристики элементов амортизирующего покрытия и в целом пакета: покрытие - обрабатываемое изделие.
Цель диссертационной работы состоит в совершенствовании операций ВТО за счет соответствующего выбора деформационных свойств амортизирующего покрытия на основе разработанных теоретических и методических положений по математическому моделированию деформационных характеристик его элементов и в целом пакета: покрытие - обрабатываемое изделие, направленных на создание методики расчета и оптимизации параметров покрытия и оборудования ВТО в целом.
Реализация этой цели обусловила постановку и решение следующих основных задач:
системный анализ взаимодействия рабочих органов гладильного оборудования с обрабатываемым полуфабрикатом;
разработка требований к эксплуатационным характеристикам амортизирующие покрытия рабочих органов гладильного оборудования;
анализ и обобщение данных по экспериментальным исследованиям деформационных характеристик элементов амортизирующих покрытий;
разработка базовой математической модели и установление информативных показателей деформационных свойств элементов амортизирующих покрытий;
разработка базовой математической модели деформационных характеристик пакета: амортизирующее покрытие-обрабатываемый полуфабрикат;
разработка методов оценивания параметров функций, аппроксимирующих деформационные характеристики элементов амортизирующих покрытий;
разработка методики оптимизации параметров покрытий подушек гладильных прессов для окончательной влажно-тепловой обработки;
подготовка рекомендаций для производства конструктивных элементов амортизирующих покрытий прессов ВТО, используемых на предприятиях бытового обслуживания.
Теоретической и методологической основой диссертационного исследования служат методологические принципы, теоретические положения и выводы, содержащиеся в фундаментальных и прикладных исследованиях отечественных и зарубежных авторов по проблемам исследования деформационных свойств элементов амортизирующих покрытий гладильного оборудования, а также работах в области расчета их параметров.
В процессе исследования применялся методический аппарат математического моделирования, системного анализа, математической статистики. Обработка информации осуществлялась с использованием программных продуктов статистической обработки данных.
Эмпирическую базу диссертационной работы составили данные экспериментальных исследований, проведенных в лабораторных и производственных
6 условиях, а также опубликованные в научной литературе по рассматриваемой
проблематике.
Научная новизна проведенного исследования заключается в разработке теоретических и методических положений по математическому моделированию деформационных характеристик элементов амортизирующего покрытия и в целом пакета: покрытие - обрабатываемое изделие, направленных на создание методики расчета и оптимизации параметров покрытия и оборудования ВТО, используемого на предприятиях бытового обслуживания.
Научная новизна подтверждается следующими полученными научными выводами и результатами, выносимыми на защиту:
1. В результате анализа системы: рабочие органы гладильного оборудования
- обрабатываемый полуфабрикат выявлены основные элементы, их функции и па
раметры, определяющие механизм взаимодействия элементов, что позволило раз
работать и обосновать требования к деформационным характеристикам амортизи
рующего покрытия и их изменению в процессе эксплуатации.
-
Разработана базовая математическая модель деформационных свойств элементов амортизирующих покрытий, основанная на аппроксимации эмпирических зависимостей деформации от давления прессования одно- и двучленными экспоненциальными функциями. На основании предельного анализа показано, что параметры базовой математической модели имеют четкую физическую интерпретацию и являются информативными показателями деформационных свойств элементов амортизирующих покрытий.
-
Предложены и апробированы оптимизационные методы оценивания параметров нелинейных функций, аппроксимирующих деформационные характеристики элементов амортизирующих покрытий, основанные на построении локальных описаний квадратичной функции оптимизации полиномами первой и второй степени с применением методологии планирования имитационного эксперимента.
-
Обосновано, что предложенная базовая математическая модель деформационных свойств элементов амортизирующих покрытий применима для
7 описания деформационных свойств многослойных амортизирующих покрытий,
а также пакета: амортизирующее покрытие - обрабатываемый полуфабрикат.
5. Разработана методика оптимизации параметров покрытий подушек гладильных прессов для окончательной влажно-тепловой обработки, основанная на линейной аппроксимации начальных участков деформационных свойств элементов покрытия и учитывающая изменение их жесткостных параметров в период эксплуатации, а также вариабельность геометрических характеристик обрабатываемых изделий.
Теоретическая значимость проведенного исследования состоит в разработке теоретических и методических положений по математическому моделированию деформационных характеристик элементов амортизирующего покрытия и в целом пакета: покрытие - обрабатываемое изделие, направленных на создание методики расчета и оптимизации параметров покрытия и оборудования ВТО.
Практическая значимость результатов исследования заключается в том, что разработанные в результате исследования математические модели деформационных свойств элементов амортизирующих покрытий легли в основу методики оптимизации параметров покрытий подушек гладильных прессов для окончательной влажно-тепловой обработки, что позволило разработать рекомендации по направлениям дальнейшего совершенствования элементов оборудования ВТО и его рациональной эксплуатации.
Основные выводы и рекомендации работы могут служить методической базой для дальнейших исследований по проблеме совершенствования элементов амортизирующих покрытий оборудования ВТО, а также предлагаются к использованию в учебном процессе при чтении таких дисциплин, как «Бытовая техника», «Машины и аппараты легкой промышленности», «Материаловедение» студентам вузов.
Апробация результатов исследования. Выводы и практические результаты работы докладывались на заседаниях кафедры «Бытовая техника» Российского государственного университета туризма и сервиса, кафедры «Прикладная
8 механика» Московского государственного университета дизайна и технологии,
1 Международном конгрессе «Менеджмент индустрии здоровья и красоты»
MedBeautyManagement, Москва 2007 г.
Публикации. По результатам выполненного исследования опубликовано 6 работ. Общий объем публикаций 3,3 пл., из которых 2,4 пл. - авторские.
Структура работы. Диссертационное исследование состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Общий объем работы 156 страниц. Диссертация содержит 34 рисунка и 10 таблиц. Список использованных источников включает 105 наименований.
