Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Общая характеристика работы 13
1.1 Теплофизические характеристики процесса влажно-тепловой обработки швейных изделий 13
1.2 Физико-механические характеристики процесса влажно-тепловой обработки швейных изделий 27
1.3 Малооперационная внутрипроцессная влажно-тепловая обработка деталей швейных изделий 32
1.3.1 Способ и технологический процесс формования и дублирования объемных деталей одежды 32
1.3.2 Способ и технологический процесс формования и дублирования цельновыкроенного воротника 34
1.3.3 Способ и технологический процесс влажно-тепловой обработки цельновыкроенного рукава 36
1.3.4 Способ и технологический процесс влажно-тепловой обработки полочки с цельновыкроенным подбортом 39
1.3.5 Способ и технологический процесс формования цельно-выкроенных деталей брюк 41
1.4 Аналитический метод определения теплофизических и технологических параметров малооперационной влажно-тепловой обработки 43
1.5 Анализ оценки эффективности технологических процессов ВТО 48
1.6 Способы и технологические процессы окончательной влажно — тепловой обработки 54
Заключение по первой главе 56
Глава 2 Теоретические основы проектирования процессов окончательной влажно-тепловой обработки швейных изделий 58
2.1 Анализ проблемы разработки методов проектирования процессов окончательной ВТО и ее реализация с позиции системного подхода 58
2.2 Теоретические исследования теплофизических процессов окончательной ВТО швейных изделий 71
2.2.1 Теплофизический процесс перевода волокон тканей изделия в высокоэластическое состояние 71
2.2.2 Теплофизический процесс при статическом механическом воздействии на изделие 98
2.2.3 Теплофизический процесс при динамическом воздействии на изделие 120
2.2.4 Теплофизический процесс при сушке изделия нагретым воздухом 125
2.2.5 Теплофизический процесс при переводе волокон тканей в застеклованное состояние 129
2.3 Математическое моделирование управления теплофизическими процессами окончательной ВТО 133
2.3.1 Математическая модель управления процессом перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние 133
2.3.2 Математическая модель контроля состояния тепловых параметров полуфабриката при виброформовании 136
2.3.3 Математическая модель управления тепловым процессом при прессовании 137
2.3.4 Математическая модель управления процессом сушки 139
2.3.5 Математическая модель управления процессом стабилизации 141
Заключение по второй главе 144
Глава 3 Экспериментальные исследования теплофизических процессов окончательной влажно-тепловой обработки швейных изделий 145 CLASS
3.1 Математические модели процесса перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние 159
3.1.1 Зависимость температуры от толщины пакета тканей во времени 159
3.1.2 Зависимость температуры от времени по толщинам пакетов тканей 180
3.2 Математические модели тепловых процессов при прессовании 189
3.2.1 Зависимость температуры от толщины пакета тканей вовремени 189
3.2.2. Зависимость температуры от времени по толщинам пакетов тканей 208
3.3 Математические модели тепловых процессов при виброформовании, сушке и стабилизации 220
3.3.1 Зависимость температуры от толщины пакетов тканей во времени 220
3.3.2 Зависимость температуры от времени по толщинам пакетов тканей 235
Заключение по третьей главе 244
Глава 4 Разработка метода проектирования технологии окончательной влажно-тепловой обработки швейных изделий 245
4.1 Аналитический критерий оценки эффективности технологических процессов ВТО 245
4.2 Новый способ окончательной влажно-тепловой обработки.. 250
4.3 Перспективный технологический процесс окончательной влажно-тепловой обработки мужского пиджака 256
Заключение по четвертой главе 261
Глава 5 Разработка технологических и технических требований по созданию центра обрабатывающего для окончательной ВТО мужских пиджаков 262
5.1 Назначение и технические параметры 262
5.2 Устройство и работа центра обрабатывающего 264
Основные выводы и результаты 275
Список литературы 278
Приложение 308
- Способ и технологический процесс формования и дублирования объемных деталей одежды
- Теплофизический процесс перевода волокон тканей изделия в высокоэластическое состояние
- Зависимость температуры от толщины пакета тканей во времени
- Перспективный технологический процесс окончательной влажно-тепловой обработки мужского пиджака
Введение к работе
Актуальность темы:
Существенное значение на современном этапе развития швейной промышленности приобретает увеличение темпов и эффективности производства. Совершенство технологии влажно-тепловой обработки (ВТО) и технический уровень оборудования обуславливают рост производительности и улучшение качества швейных изделий.
При этом стадии разработки технологических процессов окончательной ВТО являются определяющим фактором формирования качества готовой продукции, увеличения спроса населения и эффективности производства.
Исследования ученых, а также специалистов в области ВТО позволили решить ряд задач по вопросам совершенствования технологии и соответствующего оборудования. Ими разработаны общие теоретические основы и требования к операциям ВТО, рабочим органам и оборудованию в целом.
Однако, недостаточная изученность теплофизических и физико-механических процессов, а также разновидность способов, технологий и их неадаптированность к конкретным условиям управления являются сдерживающими факторами развития швейного производства.
В ранее опубликованных работах представлены вопросы, обобщающие производственный опыт и возможное направление ВТО без системной увязки. Вместе с этим локальный подход к функционированию оборудования и технологии, а также отсутствие научной базы по данной проблеме не позволяют разработать новые способы и эффективные технологические процессы окончательной ВТО.
Анализ основных положений окончательной ВТО показал, что до настоящего времени отсутствуют современные теоретические основы теплофизического воздействия на обрабатываемый полуфабрикат, в том числе не разработаны математические модели и алгоритмы расчета технологических режимов тепловых параметров перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние, при механическом воздействии на изделие, а также при его сушке и переводе волокон тканей в застеклованное состояние.
Отсюда видно, что исследования теоретических и технологических основтеплофизических процессов, а также создание эффективных технологических процессов окончательной ВТО швейных изделий являются актуальной проблемой.
Решению этой проблемы посвящена представленная к защите диссертационная работа.
Цель работы:
Цель работы заключается в повышении производительности изготовления и улучшении качества швейных изделий на основе развития теории проектирования высокоэффективных технологий окончательной ВТО.
Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие основные задачи:
-
Систематизация методов проектирования технологических процессов и практических методов ВТО.
-
Определение направлений исследований и путей их реализации.
-
Теоретические и экспериментальные исследования теплофизических процессов ВТО.
-
Разработка математических моделей и алгоритмов расчета параметров и показателей окончательной ВТО, необходимых для создания эффективного технологического процесса, а также для управления теплофизическими процессами.
-
Разработка нового способа и эффективного технологического процесса окончательной ВТО мужского пиджака.
-
Разработка исходных требований для создания центра обрабатывающего для окончательной ВТО мужского пиджака.
Объект исследований:
Методы проектирования технологии ВТО, в том числе теплофизических процессов воздействия на полуфабрикат.
Общая характеристика методов исследований:
При проведении теоретических исследований использованы методы системного анализа, макромолекулярной теории полимеров, термодинамики, в том числе тепломассопереноса в капиллярно-пористых телах, тепловой кинетики, аэродинамики, теории исследования операций, теории случайных чисел, методов оптимизации параметров объектов и процессов, математического моделирования и программирования.
При выполнении экспериментальных исследований использовались термодинамические методы исследований материалов, методы математического планирования и анализа экспериментов необходимая вычислительная техника.
В работе применялись следующие программные продукты: MathCad, Maple, STATISTICA Industrial System, Stratum-2000, Компас, Corel Draw, T-Flex, Word, Excell.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций основывается на лабораторных натурных экспериментах и подтверждена математическими методами, а также производственной апробацией результатов работы.
Научая новизна работы:
Разработаны теоретические и технологические основы теплофизических процессов окончательной влажно-тепловой обработки швейных изделий и оценки их эффективности в том числе:
-
Разработаны математические модели теплофизических процессов ВТО, позволяющие оптимизировать параметры теплового воздействия на полуфабрикат;
-
Получены системы дифференциальных уравнений, позволяющие определять необходимое количество тепла, температуру слоев конструктивных элементов полуфабриката и длительность процессов перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние, теплового воздействия на полуфабрикат при прессовании и виброформовании, сушке и переводе волокон тканей в застеклованное состояние;
-
Получены аналитические зависимости, позволяющие оптимизировать качество и длительность процессов влажно-тепловой обработки и рассчитывать их эффективность;
-
Разработаны способы, защищенные 5 патентами РФ и алгоритмы расчета теплофизических параметров влажно-тепловой обработки швейных изделий;
-
Разработаны способы, защищенные 7 патентами РФ и алгоритмы управления теплофизическими процессами влажно-тепловой обработки.
Значимость для теории:
-
-
Разработанные автором аналитические схемы зависимостей теплофизического воздействия на полуфабрикат являются вкладом в общую теорию влажно-тепловой обработки швейных изделий.
-
Обоснована концепция проектирования технологических процессов окончательной влажно-тепловой обработки с учетом использования математических моделей теплофизических процессов и математических моделей управления данными процессами.
-
Система алгоритмов определения режимов и управления влажно-тепловой обработкой позволила реализовать концепцию единого комплексного методологического подхода к проектированию технологии влажно-тепловой обработки швейных изделий в зависимости от теплофизических и других сопутствующих воздействий на полуфабрикат.
-
Новая база знаний в области проектирования технологии и управления влажно-тепловой обработкой.
Практическая значимость работы:
-
Разработаны методы решения задач проектирования высокоэффективных способов и технологических процессов окончательной ВТО швейных изделий (на примере мужского пиджака), позволяющие прогнозировать и оптимизировать их параметры и эффективность, в том числе алгоритмы для расчета на ЭВМ теплофизических процессов и управления данными процессами.
-
Разработаны новые эффективные технологические процессы и экспериментальная установка для окончательной ВТО мужского пиджака.
-
Разработано и защищено свидетельством о государственной регистрации программы для ЭВМ «Программное обеспечение для системы автоматизированной оценки эффективности этапа прессования в процессе окончательной влажно-тепловой обработки полуфабриката».
-
Улучшено качество швейных изделий путем выполнения операций отделки с одного навешивания, а также исключения растяжения волокон обрабатываемых тканей на объемных участках полуфабриката и применения научно-обоснованных режимов и параметров ВТО.
-
Улучшены санитарно-гигиенические условия труда за счет введения в технологический процесс ВТО операции удаления отработанного технологического пара и тепла (аспирация) и отделения зоны загрузки от зоны обработки прозрачным теплозащитным экраном.
-
Разработанные исходные требования позволяют создать обрабатывающий центр для окончательной ВТО всего размерно-ростового ряда мужского пиджака.
Автор защищает:
Научно-обоснованные технические и технологические решения по повышению производительности изготовления и улучшения качества швейных изделий за счет новых технологий влажно-тепловой обработки, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики страны, связанные с конкурентоспособностью отечественной швейной промышленности в том числе:
-
Концепцию проектирования технологических процессов окончательной ВТО, интегрированную в САПР;
-
Математические модели и алгоритмы для определения и оптимизации параметров теплофизических процессов окончательной ВТО;
-
Математические модели и алгоритмы для управления теплофизическими процессами окончательной ВТО;
-
Результаты исследований на математических моделях и последующих натурных экспериментах, положены в основу разработанного нового способа и создания технологического процесса окончательной ВТО;
-
Аналитические методы оценки эффективности технологических процессов окончательной ВТО;
-
Исходные инженерные требования по созданию обрабатывающего центра для внедрения в швейное производство полученных результатов диссертационной работы;
Апробация результатов работы:
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на 20 конференциях различного уровня, в том числе: международной научно–технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности – Прогресс», ИГТА, г. Иваново, 2001; международной научно–технической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения – Технология», ОрелГТУ, г. Орел, 2001, 2002, 2003; межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые развитию текстильной и легкой промышленности – Поиск», ИГТА. Иваново, 2003; международной научно–технической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения – Технология», ОрелГТУ, г. Орел (Россия) Сиде (Турция), 2006; международной научно-практической конференции «Метрологическое обеспечение, стандартизация и сертификация в сфере услуг». Шахты, ЮРГУЭС, 2006;
Работа выполнена по гранту федеральной целевой программы НТП ТОО – 10.4-2477 «Разработка теоретических и технологических основ окончательной влажно-тепловой обработки (ВТО) мужского пиджака» (номер гос. регистрации 01.2.00.101809).
Автор монографии изданной по результатам диссертационной работы является Лауреатом конкурса Минобразования РФ на лучшую научную книгу 2008 года.
Внедрение результатов исследований:
-
Способ и технологический процесс окончательной ВТО мужского пиджака внедрен Орловским ООО «Радуга» при изготовлении кителя для военнослужащих (100 штук).
-
Полученные результаты внедрены в учебный процесс теоретических и практических курсов по дисциплинам «Оборудование для ВТО», «Технология швейных изделий».
-
Результаты исследований вошли в монографию «Теоретические и технологические основы теплофизических процессов окончательной ВТО швейных изделий» авторы Черепенько А. А., Черепенько А. П. (г. Москва, издательство «Прогресс», 2008, - 173 с.).
Публикации:
Всего по материалам диссертации опубликовано 65 печатных работ, среди которых статьи в материалах и сборниках научных трудов и конференций различного уровня, в том числе 17 в реферируемых журналах центральной печати, рекомендованных ВАК, 14 патентов и 1 свидетельство на программу ЭВМ, 2 монографии. Работа выполнялась по гранту федеральной целевой программы НТП ТОО – 10.4-2477 а результат изложен в отчете «Разработка теоретических и технологических основ окончательной влажно-тепловой обработки (ВТО) мужского пиджака» (номер гос. регистрации 01.2.00.101809).
Личное участие в получении изложенных в диссертации результатов:
Обоснование и постановка цели исследований, формулировка задач, научной концепции, определение методов и направлений исследований, системный анализ проблемы, анализ и систематизация полученных результатов, теоретические исследования и заключения, положения и выводы по работе, организация и непосредственное участие в широком комплексе экспериментальных исследований принадлежат лично автору.
Ряд положений методологического, теоретического и экспериментального характера в разработке методов проектирования эффективных технологических процессов ВТО использованы при выполнении и защите диссертационных работ на соискание ученой степени кандидата технических наук Зубовой Н. П. Стебаковой Т. Г. Манжулой Е. В. под руководством автора.
Автору принадлежат основные идеи подавляющего большинства изобретений, опубликованных и использованных в диссертационной работе.
Структура и объем:
Диссертационная работа изложена на 306 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, 2 таблиц, 112 рисунков, заключения и библиографического списка насчитывающего 257 наименований, а также приложений, изложенных на 15 страницах.
Способ и технологический процесс формования и дублирования объемных деталей одежды
Силовое воздействие на обрабатываемый полуфабрикат вызывает определенную подвижность нитей основы и утка ткани, в том числе изменение угла между ними и удлинение, что предопределяет получение деталью или изделием необходимой геометрической формы. Сохранение формы зависит от величины и направления деформации и напряжений, возникающих в тканях при силовом воздействии. Чем они меньше, тем выше формоустойчивость. Это обусловлено релаксационными процессами.
В связи с этим, основной задачей при силовом воздействии на полуфабрикат в процессе ВТО является минимизация деформации и напряжения в материалах [79 - 90]. Наиболее предпочтительным в этом плане служит использование способности тканей при формовании принимать объемную форму посредством изменения углов между нитями основы и утка. Эта способность позволяет влажно-тепловой обработкой придавать требуемую форму деталям одежды из тканей, содержащих натуральные, искусственные, синтетические и смесовые волокна. При этом формообразование осуществляется, в основном, вследствие изменения угла между нитями ткани без деформации самих нитей. Это обеспечивает высокую устойчивость формы при эксплуатации одежды, так как изменение угла между нитями ткани практически отсутствует, благодаря закреплению приданной деталям формы клеевыми прокладками, кромками, швами и др. Процесс придания и закрепления формы сопровождается изменением конфигурации молекулярных цепей волокон. В связи с различиями в молекулярной структуре различных волокон эффект закрепления формы деталей неодинаков. В волокнах шерсти при переходе от одной конфигурации молекулярных цепей к другой, в результате воздействия растягивающих усилий в среде влаги и тепла происходит разрыв дисульфидных связей кератина. Вследствие этого, после удаления полученной волокнами влаги и охлаждения их, шерстяные ткани устойчиво сохраняют полученную в процессе ВТО форму. В натуральных и искусственных материалах из полимеров линейной структуры отсутствуют поперечные химические связи, что затрудняет сохранение вновь приданого положения молекулярных цепей. Поэтому форма;, приданная деталям из этих тканей, недостаточно устойчива. Исходя из основной задачи ВТО силовым воздействием должно обеспечиваться формование различных участков полуфабриката в том числе и объемной формы. Создаваемые при этом температурные и влажностные поля в тканях позволяют значительно повысить эффект силового воздействия. Формование влажно-тепловой обработкой осуществляется посредством утюгов и подушек гладильных прессов методами статического и динамического воздействия на полуфабрикат. Величина и направление действия деформирующих сил.зависят от свойств обрабатываемых тканей, параметров рабочих сред (водяного пара и воздуха) и условий их подачи, конструкций рабочих органов; принципа их взаимодействия друг с другом и с обрабатываемой тканью. Изложенное выше позволило классифицировать способы силового воздействия на полуфабрикат для обоих видов механической, обработки? с учетом-направленности силового воздействия (рисунок 1,5). Известно [91, 92]; что формование ткани взначительной степенишпре-деляется поведением ее "грубой" и "тонкой" структур в условиях воздействия статическими или динамическими методами. Статические методы формования деталей одежды не обеспечивают необходимых условий для активной работы "грубой" и "тонкой" структур тканей в процессе их формования, хотя имеют широкое распространение при ВТО на гладильных подушках сложного профиля. Обработка: изделий на подушках гладильных прессов, рабочие поверхности которых имеют объемную форму и значительные площади, является распространенным промышленным методом. Однако этому методу присущ такой недостаток как нарушение условий ориентации обрабатываемых изделий на рабочем органе [93]. Так, при обработке полочек пиджака на гладильных прессах контуры выпуклости смещаются по вертикали на 3-10 м, а по горизонтали на 6-10 м, то есть наблюдается значительное отклонение центра выпуклости формующего элемента и конструктивного центра выпуклости полочки. Вместе с этим из-за указанных недостатков на обрабатываемых изделиях возникают нежелательные замины, складки, помятости, морщины. В работах [94 - 99] показано, что перспективным является метод формования деталей одежды в поле динамических сил, как на операциях внут-рипроцессной ВТО. Наибольший эффект достигается при виброформовании [100]. Виброобработка получила широкое распространение в различных отраслях промышленности, в том числе и в кожевенно-обувной [51 - 53]. Ис пользование методов вибровоздействия значительно улучшает качество формования деталей обуви: формоустойчивость заготовок обуви повысилась на 14% при снижении усилия формования в 1,7 раза. В швейной промышленности вопросы технологии виброформования деталей одежды представлены в работах [95, 104 - 106], где показано, что при виброобработке достигается высокая формоустойчивость посредством изменения угла между нитями основы и утка ткани. При этом наблюдается так называемый эффект связанности, обусловленный взаимодействием полей деформации и температуры [107]. Кроме того, вибровоздействие понижает коэффициент трения между волокнами и нитями ткани, что предопределяет перестройку "грубой" структуры материала в процессе формования обеспечивая получение пространственной формы деталей при малых нагрузках (Р = 3...9-103Па)[95]. Результаты работ [96 - 98] подтвердили эффективность виброобработки полуфабриката в процессе ВТО. Однако следует иметь в виду, что задачи внутрипроцессной и окончательной ВТО принципиально отличаются друг от друга. При внутрипроцессной ВТО в общем случае осуществляется придание плоской ткани в детали объемной формы. При окончательной ВТО осуществляется восстановление полученной ранее формы без заметных изменений составных частей, а также придание поверхности изделия гладкости (устранение различного рода помятостей).
Теплофизический процесс перевода волокон тканей изделия в высокоэластическое состояние
Разработка методов проектирования процессов окончательной ВТО является проблемой, вызванной трудностями аналитических исследований текстильных материалов, представляющих собой сложную систему.
Кроме того, решение этих вопросов связано с учетом физико-механических свойств и макромолекулярной теории полимеров, термодинамики, в том числе теории тепломассопереноса в капиллярно-пористых телах и тепловой кинетики.
Разнообразие технологических схем окончательной ВТО мужского пиджака обусловлено отсутствием теоретических основ и научно-обоснованного подхода к проектированию технологических процессов, а также рекомендаций по определению их параметров.
Решить эту проблему можно только путем применения формализованного метода анализа, основным методологическим приемом которого является системный подход [157 - 159].
С позиции теории систем и системного анализа технологические процессы окончательной ВТО представляют собой объект системы, характеризуемой совокупностью свойств и взаимосвязей между ее подсистемами: перевод волокон тканей в высокоэластическое состояние, статическое механическое воздействие на полуфабрикат, динамическое механическое воздействие на полуфабрикат, предварительная сушка полуфабриката нагретыми рабочими поверхностями гладильных подушек, сушка нагретым воздухом, стабилизация холодным воздухом поддув полуфабриката холодным воздухом, аспирация рабочей зоны ВТО.
Уровень вышеприведенной системы-, технологического обеспечения ВТО является интегрированной характеристикой использования: достижений! научно-технического прогресса в различных направлениях знаний; В связи с этим сформулировать критерии анализа, выявить важные показатели представляется сложной и актуальной научно- технической задачей. Такое утверждение основано на результатах исследований и изучении ряда публикаций по данной проблеме [160 - 1.63].
При этом проблемы управления технологическими процессами практически не исследовались, т.е. не изучались те характеристики которые влияют на формирование структуры, содержание, свойств и функционирования системы ВТО. Кроме того, без учета комплексного технологического воздействия! рабочих сред и рабочих органов не в полной мере: представляется возможным использовать системно-целевой подход к, анализу и: разработке эффективной системы ВТО, ориентированной на совершенствование управления технологическими процессами;
Если рассмотреть. ВТО-в виде двух взаимосвязанных: между собой подсистем: - теплофизическое и физико-механическое воздействие-на обрабатываемое изделие - то для; первой части характерна менее выраженная информа-ционная компонента, сопровождающаяся косвенными значениями параметров протекания.процессов.
Для объективности, же технологического процесса ВТО он должен базироваться на реальной информации и фактических параметрах. Поэтому решение задач разработки эффективных технологий является одним из важнейших направлений исследований.
Если исследования в области разработки технологий внутрипроцессной ВТО в течение длительного времени являлись доминирующими и имеются конкретные результаты [164 - 168], то технология? окончательной ВТО и управление процессом значительного продвижения не получила [13, 169 -172].
Решение этой проблемы осложняется как отсутствием концептуальных подходов к совершенствованию технологических процессов ВТО, так и необходимого технологического оборудования, оснащенного современными системами управления.
Анализ научно-технической литературы [173 -187] и опыт работы ряда предприятий швейной промышленности показывают, что результаты исследований по совершенствованию технологии и оборудования для ВТО носят не только локальный характер, но и не позволяют выявить лимитирующие и сдерживающие их совершенствование подсистемы.
Не разработаны и теоретическая база системного анализа проблемы, его качественная и количественная составляющие.
В связи с этим на этапе анализа были поставлены и изучались следующие вопросы: - аналитическое исследование сущности, структуры, содержания, функций, характеристик ВТО технологических процессов и соответствующего оборудования как объектов системного анализа; - декомпозиция системы ВТО на отдельные технологические переходы и операции, их управления, разработка и построение схемы общей формы анализа и синтеза системы; - разработка структурной схемы этапов теоретических и экспериментальных исследований, совершенствование технологических процессов ВТО и их управления. В работах [151 - 156] представлены характерные технологические схемы окончательной ВТО мужского пиджака, применяемые различными фирмами. Такое разнообразие технологических схем окончательной ВТО швейных изделий обусловлено отсутствием теоретических основ и научно обоснован ного подхода к проектированию технологических процессов, а также методических рекомендаций по определению их параметров. В этом плане использование формализованного приема анализа, сводящегося к параметрическому анализу, является эффективным [188 - 190]. При. этом системный подход является основным методологическим приемом [191 -195]. Первым этапом системного подхода является качественный анализ технологических процессов, как функциональной системы. При этом общей задачей является формулировка целевого назначения технологических процессов окончательной ВТО швейных изделий. По результатам проведенной работы, определено целевое назначение технологических процессов окончательной ВТО швейного изделия - равномерное распределение.тепла по обрабатываемым-участкам, обеспечение подачи участкам швейного изделия требуемого количества тепла с заданной температурой за определенный отрезок времени, равномерное распределение механического давления по участкам пиджака с заданным удельным давлением, равномерное распределение вибрации по обрабатываемым участкам пиджака с заданной частотой и амплитудой; равномерное распределение воздушного потока по поверхностишиджака и егс охлаждение за заданное время.
Основной задачей данного анализа является выявление подсистем и их элементов, а также установление целевых функций, т. е. определение структуры технологического процесса окончательной ВТО мужского пиджака: метод обработки, последовательность обработки, условия обработки, способ обработки. Их целевыми функциями являются:
Зависимость температуры от толщины пакета тканей во времени
Разработка методов проектирования процессов окончательной ВТО является проблемой, вызванной трудностями аналитических исследований текстильных материалов, представляющих собой сложную систему.
Кроме того, решение этих вопросов связано с учетом физико-механических свойств и макромолекулярной теории полимеров, термодинамики, в том числе теории тепломассопереноса в капиллярно-пористых телах и тепловой кинетики.
Разнообразие технологических схем окончательной ВТО мужского пиджака обусловлено отсутствием теоретических основ и научно-обоснованного подхода к проектированию технологических процессов, а также рекомендаций по определению их параметров.
Решить эту проблему можно только путем применения формализованного метода анализа, основным методологическим приемом которого является системный подход [157 - 159].
С позиции теории систем и системного анализа технологические процессы окончательной ВТО представляют собой объект системы, характеризуемой совокупностью свойств и взаимосвязей между ее подсистемами: перевод волокон тканей в высокоэластическое состояние, статическое механическое воздействие на полуфабрикат, динамическое механическое воздействие на полуфабрикат, предварительная сушка полуфабриката нагретыми рабочими поверхностями гладильных подушек, сушка нагретым воздухом, стабилизация холодным воздухом поддув полуфабриката холодным воздухом, аспирация рабочей зоны ВТО.
Уровень вышеприведенной системы-, технологического обеспечения ВТО является интегрированной характеристикой использования: достижений! научно-технического прогресса в различных направлениях знаний; В связи с этим сформулировать критерии анализа, выявить важные показатели представляется сложной и актуальной научно- технической задачей. Такое утверждение основано на результатах исследований и изучении ряда публикаций по данной проблеме [160 - 1.63].
При этом проблемы управления технологическими процессами практически не исследовались, т.е. не изучались те характеристики которые влияют на формирование структуры, содержание, свойств и функционирования системы ВТО. Кроме того, без учета комплексного технологического воздействия! рабочих сред и рабочих органов не в полной мере: представляется возможным использовать системно-целевой подход к, анализу и: разработке эффективной системы ВТО, ориентированной на совершенствование управления технологическими процессами;
Если рассмотреть. ВТО-в виде двух взаимосвязанных: между собой подсистем: - теплофизическое и физико-механическое воздействие-на обрабатываемое изделие - то для; первой части характерна менее выраженная информа-ционная компонента, сопровождающаяся косвенными значениями параметров протекания.процессов.
Для объективности, же технологического процесса ВТО он должен базироваться на реальной информации и фактических параметрах. Поэтому решение задач разработки эффективных технологий является одним из важнейших направлений исследований.
Если исследования в области разработки технологий внутрипроцессной ВТО в течение длительного времени являлись доминирующими и имеются конкретные результаты [164 - 168], то технология? окончательной ВТО и управление процессом значительного продвижения не получила [13, 169 -172].
Решение этой проблемы осложняется как отсутствием концептуальных подходов к совершенствованию технологических процессов ВТО, так и необходимого технологического оборудования, оснащенного современными системами управления.
Анализ научно-технической литературы [173 -187] и опыт работы ряда предприятий швейной промышленности показывают, что результаты исследований по совершенствованию технологии и оборудования для ВТО носят не только локальный характер, но и не позволяют выявить лимитирующие и сдерживающие их совершенствование подсистемы.
Не разработаны и теоретическая база системного анализа проблемы, его качественная и количественная составляющие.
В связи с этим на этапе анализа были поставлены и изучались следующие вопросы: - аналитическое исследование сущности, структуры, содержания, функций, характеристик ВТО технологических процессов и соответствующего оборудования как объектов системного анализа; - декомпозиция системы ВТО на отдельные технологические переходы и операции, их управления, разработка и построение схемы общей формы анализа и синтеза системы; - разработка структурной схемы этапов теоретических и экспериментальных исследований, совершенствование технологических процессов ВТО и их управления. В работах [151 - 156] представлены характерные технологические схемы окончательной ВТО мужского пиджака, применяемые различными фирмами. Такое разнообразие технологических схем окончательной ВТО швейных изделий обусловлено отсутствием теоретических основ и научно обоснован ного подхода к проектированию технологических процессов, а также методических рекомендаций по определению их параметров. В этом плане использование формализованного приема анализа, сводящегося к параметрическому анализу, является эффективным [188 - 190]. При. этом системный подход является основным методологическим приемом [191 -195]. Первым этапом системного подхода является качественный анализ технологических процессов, как функциональной системы. При этом общей задачей является формулировка целевого назначения технологических процессов окончательной ВТО швейных изделий. По результатам проведенной работы, определено целевое назначение технологических процессов окончательной ВТО швейного изделия - равномерное распределение.тепла по обрабатываемым-участкам, обеспечение подачи участкам швейного изделия требуемого количества тепла с заданной температурой за определенный отрезок времени, равномерное распределение механического давления по участкам пиджака с заданным удельным давлением, равномерное распределение вибрации по обрабатываемым участкам пиджака с заданной частотой и амплитудой; равномерное распределение воздушного потока по поверхностишиджака и егс охлаждение за заданное время.
Основной задачей данного анализа является выявление подсистем и их элементов, а также установление целевых функций, т. е. определение структуры технологического процесса окончательной ВТО мужского пиджака: метод обработки, последовательность обработки, условия обработки, способ обработки. Их целевыми функциями являются:
Перспективный технологический процесс окончательной влажно-тепловой обработки мужского пиджака
Существующие технологии проведения влажно-тепловой обработки обуславливают проведение дополнительных операций по утюжке и снятию лас, что не обеспечивает заданных требований к качеству изготовленных изделий и снижает производительность технологических процессов.
Предложенный способ влажно-тепловой обработки позволил разработать перспективный технологический процесс окончательной влажно-тепловой обработки мужского пиджака [256, 257].
При этом после навешивания пиджака на манекен и подвода шаблонов под лацканы, клапаны боковых карманов и воротник, обработка осуществляется в автоматическом режиме. Затем верхние подушки стойки воротника, верха рукавов, клапанов боковых карманов подводят к изделию с зазором 5... 10 мм и через них, а также через бюст манекена производят пропаривание технологическим паром. При этом Тпара 135С, Твп 150С, Тман 110С. Через 2А длительности пропаривания осуществляют одновременное прессование стойки воротника, верха рукавов и клапанов боковых карманов с последующим прессованием без пропаривания. При этом Pmax = 0,04 МПа, ТВП 200С. По окончании процесса прессования и отвода подушек вышеупомянутых участков мужского пиджака в исходное положение для обработки плечевых окатов подводят подушки с зазором 5... 10 мм, с помощью которых осуществляют пропаривание при температуре пара 135С, а затем прессование при давлении 0,04 МПа, после чего подушки отводят в исходное положение. Затем подводят с зазором 5... 10 мм подушки для обработки лацканов, пропаривают их при температуре пара 135С, а затем прессуют давлением 0,04 МПа. После отвода соответствующих подушек в исходное положение изделие пропаривают через бюст и торс манекена со стороны подкладки паром (Тпара 135С) с одновременным виброформованием. После пропаривания изделие подвергают продуванию нагретым до 200С воздухом, а через Уг длительности продувания его продолжают обрабатывать вибрацией. При этом длительность продувания равна Vi длительности виброобработки. Частота вибрации равна 3-20 Гц, а амплитуда - 0,5 мм. Операцию вибрационного воздействия проводят до придания изделию заданной геометрической формы с амплитудой, значения которой изменяются по гармоническому закону. Стабилизация производится вакуумным отсосом через изделие в области бюста и торса манекена. Производительность отсасываемого воздуха составляет 0,11 м3/(см2) при разрежении1 49 Па. Кроме того, дополнительно введена операция аспирации (удаления) отработанного технологического пара, воздуха и тепла; которую начинают одновременно с операцией пропаривания изделия со стороны лицевой части и заканчивают с началом стабилизации изделия.вакуумным отсосом. Съем обработанного полуфабриката-производят вручную. На рисунке 4.21 в табличной форме представлен эффективный технологический процессокончательной ВТО мужского пиджака. При этом разработанная технология позволяет осуществлять окончательную ВТО комбинированным воздействием прессования и вибрации без перенавешивания и переукладки пиджака, что обеспечивает требуемое качество, изделия и оптимальную,»производительность. Эффективность разработанного технологического процесса окончательной ВТО мужского пиджака представлена на рисунке 4.22. Разработанный аналитический метод оценки эффективности позволяет оптимизировать длительность и качество ВТО на стадии проектирования технологического процесса. Полученный новый способ окончательной ВТО обусловил разработку перспективного технологического процесса на одном манекене без перенавешиваний, позволивший улучшить качество окончательной ВТО и почти в 3 раза повысить производительность труда. При этом улучшены санитарно-гигиенические условия труда за счет удаления из зоны обработки отработанного технологического пара, нагретого воздуха и тепла. Обрабатывающий центр предназначен для окончательной ВТО мужских пиджаков и может быть использован на крупных швейных предприятиях в потоках по серийному и массовому производству (пошиву) пиджаков мужских костюмов и пиджаков ведомственных форм (военной, железнодорожной, налоговой, милицейской и т.п.) [164]. Центр обрабатывающий призван заменить используемые на швейных предприятиях страны длительное время малоэффективные линии окончательной ВТО, состоящие из изношенного и морально-устаревшего оборудования таких фирм как "Ооґппап"(Германия), "Pannonia" (Венгрия) и др. При этом трудоемкость окончательной ВТО мужского пиджака на оборудовании фирмы "Ооґппап"(Германия) [154] составляет 403 секунды, а на предлагаемом - 100 сек. Таким образом, рост производительности труда (РПТ):
Похожие диссертации на Теоретические основы комплексной технологии окончательной влажно-тепловой обработки верхней мужской одежды
-
