автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Экспрессный контроль линейной плотности массы волокнистой ленты

'б Л 9

(»"г4

^ ^ _ Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт хлопчатобуможной промышленности (ЦНИХБИ)

На правах рукописи

КАЛИНИН Цезарь Иванович

УДК 677.21.017.25:53.087.92

ЭКСПРЕССНЫЙ КСИТРОЛЬ ЛИНЕ'Л'ЮЙ ПЛОТНОСТИ МАССЫ ВОЛОКНИСТОЙ ЛЕНТЫ

Специальность 05.19.03 - Технология текстильных материалов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1990

Работа выполнена к Центральном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте хлопчатобумажной промышленности (ШШШ) к Барнаульском научно-исследовательском институте текстильной' промышленности (БШИН!).

Науч ний рукой ода; те ль:

Официальные оппонента:

доктор технических наук ведущий научный сотрудник Егоров Ю.И.

доктор технических науи профессор Стрельцов К.Г

кандидат технических наук Павлов Г.Г.

Ведущее предприятие: Барнаульский хлопчатой.

мажный комбинат

г

Зашита состоится "_" (¿¿¿< 1390 г. в . часов

заседании специализированного Совета К 094.01.01 в Централы-: ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском г статуте хлопчатобумажной промышленности (ЩШХНО.

Адрес: 117071 г.Москва, ул.Орджоникидзе, 12. Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного Совета кандидат технических наук

I/I ал^ьшА***- Л .И .Ладынина

Л И Н О Т А Ц И Я

I

Диссертация посиякзга разработке экспрессного метода не-разрушающего коптролл лннелно" плотности масси нодошше-го,'! лектм из хлопка и его смесей с хшяпескимл волокнам;: иеяосред-с тленно в техническо:,: процессе выработки ленты.

В риботк нп есноае аналхзр. суаестаукдах методов « устройся» с^ор^лирозан:! сансгчилз требования, прОХЪЯЗЛЯбХЦб К

:: ::о::':г^у;ого з;сс;:рссс;;ого хснтролч „кш-^Пнсч?

плотности под'?г::д;т"" лепт::, пр;:^сп;:гол;>но к нолу.}.чбрг»~

клгг.м лепт:; хлсгг - л ¿го о с ;>ололн;;;-:,::с-

СЛ^ДСЛПНМ Г ОКЛОГ-ЛСЛТК удьграаиуизсго ."ОГОДЯ ЙЗ-

.•/•лрошг I ялошостл ' ллглииглны е рп;г::;;;л у.,ьгрззву:;слоЛ

чр.-'О'/г ¡1с;ллч'ль 5! I<.•;• лзлстолыпл: прибор л г<:;лл малага-блгнтчого переносного . Разработан З1сспресспил кетсл

неразруйячлепо контрсл:; дпнсзно;! плствскта «пссн волокшстоЗ лепты неассредстзсяво :•> ироцосс^ наработки ленти.

Проведенное на ккогия пред1!р:ят;;;:л отрасли ясследорянкя на соответствие предложенного котодз контроля линейноН плотности массп волокнисто:' ленти стандартно;.?/ гравиметрическому моголу яоззоляат утпергиать, что ралработанниЯ .тегод отвечает техническим требованиям, предъявляем!«.! к контролю разпесо че-сальио,'; ленти к хлопкопрядения.

Применение результатов работ» в промышленности способст-пует потшшен'.ш качества пряжа яз спет совершенотпования процесса контроля лилейной плотности полуфабрикате;? прядения и процессе их лирзботки на технологических машинах.

Автор защищает:

- обоснованность виборз ультразвукового первичного преобразователя как базового средства экспрессного неразрушающего метода контроля линейной плотности массы полуфабрикатов прядения ;

- результата теоретических и .-экспериментальных исследований, связанных с определением основных технических характеристик измерителя линеЯней плотности массы волокнистой ленты с учетом типа волокон я технологических факторов в процесса её выработки; . .

- теоретические и экспериментальные исследования по определенна основных метрологических характеристик прибора;

- экспрессный ¡.:а?од яеразрушахздего контроля линейной плотности ).;ассы полуфабриката ленти на ос иске созданного измерителя;

- результаты окспсримеиталышх исследований разработанного метода экспрессного контроля ни соответствие техническим требованиям, предъявляемым к контролю линейной плотности массы полуфабриката дейты в хлопкопрядении,.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИК?. РАБОШ

Актуальность т с ы. I: основных направлениях экономического и социального развития СССР указано, что одним из направлений познаения пухЪ-- кт:1в 1: о с х;г производства и качества выпускаемой продукции является ускоренное внедрение экспрессных методов средств контроля и испытаний проекции как составной часта технологических процессов.

При выработке полуфабрикатов прядения вакно!! техшчсской задачей является обеспечение стабильности линейно;^ плотности массы (номера) как одного из условий изготовления вцеококачест венной пряхи.

Задача стабильности линейной плотности маеси полуфабрикатов прядения наиболее полно решается АСУШ в прядении, которая должна опираться на достаточно эффективные системы контроля и регулирования.

Создание технологического обеспечения таких систем, включающее обоснование методов и средств измерения, изыскание оптимальных путей регулирования с помощью экспресс-измерителей развеса является актуальной задачей в технологии хлопкопрядения .

Цель и задачи исследования. Целью работы является улучшение качества полуфабрикатов к пряжи путей оперативного управления технологическим процессом выработки полуфабрикатов,управлиния технологическим процессом за счет разработки и внедрения в про-

яв одето о экспрессного метода нерязрукаодего контроля развеса.

Основные задачи, которые решались при этел, следующие:

- обоснование метода и средства для экспрессного контроля :Инейной плотности массы волокнистой ленты;

- исследование даг-шка линейной плотности массы тголуфаб-'Икатов прядения на основе ультразвука;

- разработка и метрологические исследования устройства змерения развеса волокнистой ленты;

- разработка экспрессного метода неразрушяющего контроля инейной плотности массы волокнистой ленты на технологическом борудовании;

- исследование технологической и экономической эффектив-ости применения предложенного метода контроля линейной плот-ости массы ленты в системах питания чесалышх машин на пред-риятиях отрасли.

Методика исследований. Работа содер-ит теоретические и экспериментальные исследования. В теоре-ических исследованиях использованы аналитические, вероятно-тно-статистические методы, корреляционный и регрессивный ана-из изучаемых показателей.

Экспериментальные исследования проводились с применением етодов моделирования, приборов и устройств для наблюдения па-аметров сигналов и их регистрации, вероятностно-статистичес-их методов сбора и обработки информации.

Основные теоретические положения диссертационной работы роверены экспериментально на специальных устройствах и рабо-их машинах в лабораторных и производственных условиях. Обра-отка результатов экспериментов проводилась на ЭВМ "Наири", лекгроника Д8К-3.

Научная новизна. На основании теоретических экспериментальных исследований разработан экспрессный метод еразрушающего контроля линейной плотности массы волокнистой енты на основе ультразвука непосредственно в производствен-ых условиях на чесальных и ленточных машинах, причем контроль родукта осуществляется в единицах линейной плотности (а.с. й 39482, № 1208102).

Разработана методика оценки основных метрологических характеристик предложенных ;.;етода и устройства контроля.

В условиях прядилышх фабрик на основе предложенных методик экспериментально определены предельно допустите значения отклонений технологического процесса при выработке полуфабриката ленты ограничив авале применение предложенного метода.

Практическая ценность. Разработанный экспрессный метод неразрушавщего контроля и методическое обеспечение точности измерений линейной плотности массы волокнистой ленты нашли применение для активного управляющего контроля развеса волокнистой лента на различных чесальных машинах отечественного')! импортного производства при выработке текстильной ленты из хлоиковцх волокон и их смесей с химическими волокнами на предприятиях текстильной промышленности, а таете для изучения процессов в поточных системах прядения при их ра; работке в научно-исследовательских институтах и конструкторских подразделениях отрасли.

Реализация результатов работ! Промышленная апробация разработанных методов и приборов экспрессного контроля плотности массы ленты, вырабатываемой из хлопка типовых промаилениих сортировок и его смесей с химическими волокнами на различных чесальных машинах и основных системах бесхолстового питания показала, что предложенные метод и приборы отвечают техническим требованиям предъявляемым к ко тролю развеса чесальной ленты в хлопкопрядении.

На пятнадцати предприятиях отрасли и ряде научных центре страны, в том числе на Барнаульском меланжевом комбинате, Ка-мышинском ХБК, Донецком ПХБО, Ермолинском ПХЮ, Новочебоксарской ХБФ, К'иском ХБК, Верхне-Волоцком ПХЮ и других, а также Барнаульском НИИтекстильной промышленности, Центральном научн исследовательском институте хлопчатобумажной промышленности (ЦНИХШ) используются разработанный метод и приборы. ■

Годовой экономический эффект от использования предложенных метода и двадцати семи приборов на предприятиях отрасли с ставил 346 тыс.рублей.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались к были одобрены:

- на научно-технической конференции "Наука - произведет!

; Барнаул, 1981 г.);

- на научно-технической конференции "Современная техника

t технология хлопчатобумажного производства к перспектива раз-¡ития отрасли на 12-ю пятилетку" (Иваново, 1984 г.);

- на Всесоюзной конференции "Оснсшше направления и мери ¡о ускорению научно-технического прогресса в создании хлопко-фядильного оборудования" (Пенза, 1SS5 г.);

- на заседании ведомственно" комиссии кзштекстпьпродо ;СССР (Москва, 193? г.);

- на заседании Ученого Совета Барнаульского 1П1Х.Б0, :989 г.;

- на совместном заседании секши! прядения и А СУ ИТ Учено-■о Совета ЩИХ®, 1989 г.;

- на заседаний Технического Совета Барнаульского иеланже-¡ого и хлопчатобумажного комбинатов (Барнаул, 1989 г,).

П у б л и к а и и я. По теме диссертации опуоликовано :емь печатных работ и два авторских свидетельства 1? 989482, » I2G8I02.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 149 страницах машинописного текста, состоит :з введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы (з 67 наименований, иллюстрируется рисунками и таблицами на 43 границах и содержит-17 приложений на 67 страницах.

СТРУКТУРА И КРАТКОЕ СОДЕРКШТЕ РАБОШ

Во" введении обоснована актуальность теш и дан еречень основных вопросов, решаемых в рамках диссертационной ¡аботы. '

В первой главе сделан обзор и дан анализ методов и средств для измерения плотности массы волокнистых материалов. На основе анализа и систематизации данных было выявлено, то хотя до настоящего времени выполнено большое количество ис-ледований по измерению плотности массы волокнистых материалов, панеи стране еще но выпускаются серийно средства для эксирес-ного измерения линейной плотностй полуфабрикатов прядения.

Установлено, что имеющийся опыт экспрессного измерения ли нейной плотности полуфабрикатов прядения на основе существующи фотоэлектрического и ультразвукового датчиков не гарантирует достаточно высоких показателей точности и стабильности необходимых для систем технологического контроля, не разработано мет рологическое обеспечение.

Показано, что исходя из условий достижения высокой зкс-пресскостн и минимального влития на результат измерения нветг волокон, засоренности я влажности, наиболее перспективен ультразвуковой экспресс-измеритель. Предложено, на основе теоретического анализа литературных данных, построить ультразвуковой датчик в виде двухкамерной, дифференциальной акустической системы с пьезоэлектрическим осциллятором (излучателем) нейтрал! ной симметрии.

Во второй главе диссертации изучено взаимодействие акустических волн в предложенной модели диухканзль-кого ультразвукового датчика применительно к полуфабрикатам ленты из хлопка и его смесей с химическими волокнами.

Ультразвуковой датчик линейно" плотности массы ленты рассмотрен как система из двух одномерных акустических объектов труб прямоугольного сечения, в которых ширина трубы сравнима длиной волны ?1 , а длина трубы составляет несколько .

В начале трубы имеется некоторый поршень с импедансом 2с на который действует сила /ъЫ^, а на расстоянии от нача ла, труба закрыта поршнем с импедансом /[С .

Уравнение волнового процесса в трубе имеет вид: -

где волновой процесс представляет собой сумму бегущей прямой волны с амплитудой, давления 2.А (/V) к стоячей волны с амгш тудои давления

Импеданс на конце трубы определяется выражением

Z<?= хе д'рсСХ'/ у^ " <2

где , У/ - безразмерные активное а. реактивное сопротивл ния на единицу площади трубы, определяемые з спериментально.

Основное критическое соотношение, выполнение которого, обуславливает взаимодействие 'ультраакустаческих волн в модели датчика имеет вид:

Л -^¡¿гя/д, »>

где - длина труби;

частота колебаний; - показатель адиабаты;

уи - универсальная газовая постоянная;

7" - температура газа.

Затухание колебаний в результате взаимодействия суммы плоских волн в ультразвуковом акустическом датчике максимально, если расстояние от излучающей грани вибратора до отражающей поверхности равно целому нечетному числу четвертей длины волны «минимально, если расстояние пробега волн равно целоцу четно,му числу четвертей длины волки. Для конкретной газозой среды оно зависит от частоты вибратора и температуры среды.

При заполнении каналов датчика волокном, характер волнового процесса не изменяется, но при этом происходит ослабление волн по амплитуде и сдвиг по <|азе. Изменение сигнала в неподвижном приемнике носит комплексный характер и апроксими-руется нелинейной зависимостью.

На основании экспериментального исследования процесса распространения акустических волн в модели датчика установлено: .

- характер волновых процессов в обоих каналах, возбуждаемых двухсторонним осциллятором с центральной симметрией,одинаков я представляет собой сумщ бегуаей прямой волны с амплитудой давления/] (/-/*) и стоячей волны с амплитудой 2АГ;

- акустический к леданс определяется формой, материалом и размерами канала датчика. Возможна конструкция канале® датчика с одинаковыми акустическими характеристиками. Аналогичные акустические характеристики каналов датчика устанавливаются юстировкой приемников по максимуму акустического сигнала;

- при заполнении каналов датчика хлопковым волокном, характер волновых процессов в обоих каналах датчика не изменя-

ется, при этом наблюдается значительное ослабление акустического сигнала в приемниках по амплитуде и сдвиг по фазе;

- стасилъная раоота акустической системы ограничивается величиной фазового сдвига <^¿90°.

В третьей главе описаны ультразвуковой первичный преобразователь, дискретный метод измерения среднего значения непрерывного случайного процесса и реализующий его цифровой прибор, а также результаты стендовых испытаний экспресс-измерителя.

На основе сравнительного анализа акусто-электряческих преобразователей промышленных датчиков давления сформулированы требования к первичному преобразователю экспресс-измерителя в ' части: чувствительности, ширины полосы пропускания, стабильности акустического контакта и износоустойчивости чувствительных элементов с исследуемым веществом, достижения минимума шумов, согласования электрического импеданса чувствительных элементов с электрической схемой, оптимизации направленности акустического поля излучателя.

Конструкция пьезоэлектрического первичного преобразователя построена на основе результатов исследования волновых процессов в модели двухканального ультразвукового датчика и с учетом анализа промышленных конструкций пьезодатчиков давления. В датчике используются три пьезоэлемента - двухсторонний излучатель и два пьезоприемника, которые размещены в корпусе так,что одна сторона пьезоизлучателя с первым пьезоприемником образует рабочий канал датчика, а другая сторона пьезоизлучателя со вторым пьезоэлементозл образует опорный канал датчика. Благодаря этоду реализуется основной принцип предложенной конструкции датчика - размещение чувствительных элементов по дифференциальной акустическоа схеме. Пьезоэлементы устанавливаются в узлы, стоячей волны, согласно выражению (3), что обеспечивает одинаковые условия приема акустических волн в обоих каналах датчика. Для зашзты пьезоэлементов от воздействия волокнистой ленты они покрываются слоем эпоксидной смолы.

На основе вероятностно-статистических методов оценки среднего значения (математического ожидания) случайного процесса функции )С(£)\ предложен алгоритм дискретного усреднения:

/77 x~ У//1. ^

к-

где /7?л- - оценка среднего значения измеряемой величины;

~J~q - интервал выборок дискретных значений реализации Х(£) ;

/У - общее количество выборок. Дисперсия оценки определяется из выражения:

где /{¿(¿Г}) ~ корреляционная процесса

= T/y-f - равные интервалы ■".е.-'.ду выборками; - общее время измерения.

Исходя из условий достижения смещения оценки среднего не более +0,5 % «'допущения стационарности и эргодичности исследуемого процесса JC(i-) расчетное число выборок /Йя?^ = 150.

При максимальной скорости выпуска ленточных машин 500 м/мин, время измерения Т на пятиметровом отрезке ленты равно 0,6 с, а частота опроса Jto/t*Мыъ/г- 250 Гц.

Экспресс-измеритель, реализующий предложенный алгоритм,содержит первичный ультразвуковой преобразователь и цифровой измерительный прибор. Текущий сигнал с выхода первичного преобразователя в форме напряжения поступает на один вход компаратора напряжения в блоке цифрового измерительного прибора, на другой вход компаратора подается импульсное напряжение специальной формой с частотой опроса = 250 Гц. Время - импульсные

"стробы" с выхода компаратора заполняются импульсами опорного генератора п, через заданный интервал времени 7~ » суммируются, усредняются и выводятся на устройство индикации. Таймер прибора имеет переключатель интервалов времени 7" от 0,6 до 30 с, что позволяет определять среднее значение дискретных выборок сигнала на различном отрезке реализации Х(£) . Электрические схемы измерителя выполнены на базе современных стандартных радиодеталей, что обеспечивает высокую надежность и компактность конструкция экспресс-измерителя.

Стендовые испытания устройства на дрейф в течение ста часов непрерывной работы показали, что относительное изменение сигнала в рабочем диапазоне измерителя не превышает ¿1 %.

В четвертой главе разработан экспрессный метод неразрушающего контроля линейной плотности массы волокнистой ленты на технологических машинах, изложены результаты экспериментальных исследований проверки метода на хлопковой ленте из волокон промышленных сортировок, а также результаты исследований технической и экономической эффективности применения предложенного метода в условиях прядильных фабрик. На базе универсального двухканального ультразвукового первичного преобразователя и специально для этой цели изготовленного переносного малогабаритного измерителя разработан метод определения среднего значения линейной плотности массы на отрезке волокнистой ленты в технологическом процессе выработки полуфабрикатов прядения.. .Погрешность измерения линейной плотности массы ленты разработанным методом не зависит от влажности исследуемого продукта и, при соответствующей линеаризации выходной характеристики первичного преобразователя о последующей калибровкой измерителя по развесу исследуемой ленты, результаты измерения выдаются в единицах линейной плотности (ктекс), а величина погрешности - не более ± 2 %.

Для проверки результатов измерений линейной плотности массы волокнистой лента по предложенному методу и стандартному гравиметрическому предлагается упрощенная методика. Для этой цели разработан автоматизированный стенд .включающий мотовило . типа мм-63 с агрегированное с исследуемым первичным преобразователем и цифровым счетчиком. Показано, что при испытании ленты на предложенном стенде пятиметровыми отрезками погрешность эксперимента не превышает I %. Эмпирическая проверка метода и прибора на хлопковых лентах и лентах с включением химических волокон с последующим сравнением результатов испытаний по стандартной методике проводилась в лабораторных условиях с применением регрессионного и корреляционного анализа. Подученные экспериментальные данные, обрабатывались на ЭВМ "Наири" .

Парный корреляционный анализ данных, полученных при измерениях линейной плотности массы по стандартной методике и нгоо-му методу позволяет установить, что между ними существует практически линейная функционная связь. Зависимость между статиста-

ческими данными описана уравнениям регрессии, адекватность которых доказана по р - критерям Сишера.

Проведенный анализ полученных уравнения регрессии дает возможность предложить, что значение X (.оценка плотности по стандартной методике) и (оценка плотности по новому методу) статистически совпадает, т.е. случаГшая величина

будет с большой вероятностью находиться в интервале ),

где Л - величина абсолютной оиибки определения линейной плотности массы лента.

Гипотеза о нормальности распределения случайных величин не противоречит опытным данным для расчета границ доверительных интервалов, в которых с вероятностью Р - 0,990 находится это отклонение, яспользазаны фор/дули нормального распределения.

Для линеаризации выходной характеристики датчика с учетом его припасовки к технологической машине предложена методика градуировки, представляющая собой прямой эксперимент на технологической машине с использованием отдельно-наработанных лент с минимальной неровнотоЯ различной линейной плотности в рабочем диапазоне измерителя 2,0 +6,0 ктекс через 0,5 ктекс.

Первичный преобразователь измерителя устанавливается на лентоукладчике чесальной машины, через него пропускается лента. Информация с датчика поступает на цифровой измерительный прибор и регистрируется через заданные интервалы времени соо.зет-ствующе пятиметровому отрезку ленты. Нарабатываются несколько повторностей ленты во всем диапазоне, полученные пятиметровые отрезки ленты взвешиваются и собираются в массив данных. Данные обрабатываются на ЭВМ. Определены градуировочные характеристики для типовых сортировок: суровой кардной, окрашенного хлопка, хлопка с вложением 25 % и 33 % лавсана, при линейной плотности ленты от 2,0 до 6,0 ктекс и влажности - 4,5* 7,0 %) в условиях Барнаульского меланжевого комбината. После обработки полученных данных на ЭВМ "Напри" получены следующие результаты:

- градуировочные характеристики всех сортировок хорошо апроксишруются характеристическим уравнением второго порядка'

вида:

&хг ox-sctc '

- характеристики устойчкпц, коэффициенты парной корреляции составляют О,S9-:Q,SS5.

С учетом получение;: г радуй р ов оч я ой характерно тики акустического преобразователя проведена линеаризация выходной характеристики измерителя, позволяющая пршодить калибровку прибора только по двум ооотттшгхя аддитивной и мультипликативной.

Предложенная методики калпброшел окспресс-измзрптеля, содержит определенную последовательность операций по определению мультипликативного ц аддитивного смещения выходной характеристики экспресс-измсритслд относительно развеса исследуемой ленты. Операцию калиброзкц предлагается проводить в следующей последовательности:

- установить первичный преобразователь измерителя на лен-тоукладчик технологической катни и пропустить через него лент;

- взять по десять показаний прибора на'ленте с различной линейной плотностью массы, измеренную ленту отобрать -и взвесит: соответствующими отрезками (например по 5 метров);

- вычислить средне-арифметическое значение "развеса ленты по прибору и по гравиметрическому методу;

- определить "чувствительность" к изменению линейной плот ности массы исследуемой ленты по прибору и по развесу;

- полученную разность скорректировать установкой.соответствующей "чувствительности" усилителя первичного преобразователя прибора;

- провести повторный опыт на технологической машине и прс верить соответствие "чувствительности" к изменению линейной плотности массы по прибору и по развесу, при расхоздении не бс лее ± 5 %, операцию по регулировке "чувствительности" закончить;

- провести контрольный опыт и установить величину аддитивного смещения (смещение "нуля");

• - скорректировать полученное смещение характеристики путем регулировки "смещение нуля" в первичном преобразователе измерителя;

- установить перакчный преобразователь измерителя на технологическую машину с более плотной лентой и определить значение развеса в контрольной (третьей)точке;

- полученное значение развеса по прибору, сравнить с развесом, определенным гравиметрическим методом по величине относительной погрешности

где - среднее, из десяти отрезков, значение развеса лен-

ты по прибору; - среднее, из десяти отрезков, значение развеса ленты по гравиметрии.

При величине ¿¿^ /%> операцию калибровки закончить.

Экспериментальное исследование точности, откалиброванных по предложенной методике, экспресс-измерителей на чесальных машинах типа ЧРДД—4, вырабатывающих лепту из хлопка сурового,аз хлопка окрашенного п из хлопка с вложением лавсана показало, что величина относительной погрешности измерения развеса не превышает ±2 %.

На разработанное устройство для экспрессного измерения развеса ленты составлено Техническое задание, утвержденное Техническим Управлением Минтекстильпрома РС<ЮР, видана техническая документация, успешно проведены ведомственные испытания и выпущена опытная партия приборов.

На основании теоретических и экспериментальных исследований установлено, что погрешность разработанного метода измерений линейной плотности массы ленты наиболее полно характеризуется величиной приведенной относительной погрешности определяемой из выражения:

(6)

где 7/}р - линейная плотность ленты по прибору;

у^ - номинальное значение шкалы прибора ( в 4,5 ктекс); - линейная плотность ленты по развесу" при нормативной влажности;

=Г

I н ~ <Ф /оо■* \чн *

где 7ф - линейная плотность ленты по развесу при фактической влажности полуфабриката; \tftp- фактическая влажность ленты, %;

- нормативная влажность ленты. %. Экспериментальные данные, полученные на основе применения предложенного выражения (6) для оценки точности разработанного экспрессного метода измерения линейной плотности массы чесальной ленты из хлопка типовых промышленных сортировок в смеси с химическими волокнами на различных чесальных машинах и типовых системах бесхолстового питания приведены в таблице'.

Данные испытаний показали, что, за исключением чесальных машин типа ЧС-4 "Униря" и смесок с вложением сиблона 25 % и более, на которых 2 %, не выявлено других ограничений

для применения разработанного истода контроля линейной плотности массы чесальной лента. :"

Фактическая производительность труда при контроле линейной плотности массы ленты из технологических машинах экспресс-измерителем зависит от скорости выпуска ленты, например, при контроле чесальной ленты пятиметровыми отрезками при скорости выпуска 100 ад/мин, 7~ - 300/100 = 3 с. При объеме контрольной Выборга! десять пятиметровых отрезков = 3 х 10 = 30 с. Норм» производительности при контроле линейной плотное?» массы ленты стандартным гравиметрическим методом в среднем составляет 300 с. Применение предложенного, метода контроля линейной плотнорти :, массы ленты значительно увеличивает производительность труда лаборантОБ-контролеров, при этом исключается образование обра-гов лента из процесса контроля.

Экспериментальные данные, полученные на о^,-10ве применения разработанного метода экспрессного нераз^шающег0 контроля линейной плотности массы ленты на чр^-алЬ1ШХ машинах показывают, что основной эффект от разработанного метода контроля достигается в результате потшенкя качества пряжи за счет совершенствования процесса контроле линейной плотности массы полуфабрикатов прядения в процессе их выработки на технологических машинах. " • -

Использование предложенного экспрессного способа измерения линейной плотности массы ленты для контроля развеса чесальной ленты в бесхолстозых системах питания Барнаульского меланжевого комбината и других предприятий позволяет заключить, что, в среднем, относительная разрывная нагрузка пряжи повышается на 6-10 %, в обрывность в пневмопрядении снижается на 13-15 '%.

Таблица

Й 1 ! Тип чесаль-| них мвшн Вид перерабатываемых волокон

п/п хлопок!хлопок средне-! тонко-¡волокнистый ! вискоза ¡хлопок !+ вис- хлопок + лаз- хлопок + лавсан 33 % ! хлопок +■ ; сиблсн | 25 Я

1 1 ! волок-! киетыЯ! ! 1С0 % 1 1 ¡с уга- ; I рами 1 100 Г' !коза { ^ сан, £5

I. ЧМД-4 0,8 0,9 1.0 1.0 1,2 1,3 1.3 1.В

2. ЧМД-5 0,7 0,8 0,8 1,1 1.2 1.2 1,2 1,6

3. ЧММ-14 - 0,8 0,9 1.0 1.1 1.2 1.4 1.5 1,9

4. ЧШ-450 0,3 , 0,7 0,9 1.1 1.1 1.2 1.4 -

5. Текстима 0,? 0,9 - - 1,2 - - -

6. 1Т0{Кросс-ролл) 0,6 0,7 0.6 - - - -

?. ЧС-4 (Униря) 1,6 2,2 2,5 - - - - 4,5

осншшв вывода

1. На основе анализа тенденций развития процессов хлопкопрядения сформулированы требования к экспрессному ко21тролн линейной плотности масси полуфабрикатов заключающиеся и предпочтительном применении методов и средств неразруийодего контроле полуфабриката на технологическом оборудовании.

2. Показано, что исходя из условий висо;;о.ч экспрессностн и высокой разрешавшей способностя принят зе основу ультразвуковой метод.

3. На основании теоретических к експеркл-енталыш:: .исследований процесса прохождения акустически;: волн т. модели ультразвукового, впервые предложенного применительно к волокнам из хлопка, доухканального датчика установлены основные соогноие-ния его конструктивных олементов. Разработан.; базозал конструкция первичного ультразвукового преобразователя, заллцена

а.с. й 989482.

4,. Предложен дискретный метод измерения среднего значения непрерывного случайного процесса и реализующий его малогабаритный переносной цифровой измеритель, заидаенный- а.с. й 1208102.

5. Разработана методика автоматизированных испытаний точности датчиков линейной плотности массы.ленты на базе мотовила ММ-53, позволяющая в условиях производственной лаборатории прядильных фабрик проводить исследование датчиков с точность» ± I %.

6. Предложена методика градуировка датчиков линейной плотности массы полуфабриката ленты на технологическом оборудова-ши, позволяющая, без дополнительных затрат на разработку стендов испытаний, точно устанавливать динамическую градуировочную характеристику датчика.

7. Проведены исследования связи мезду акустическими и гра-ви;лотр!Г?е.ск;!м:1 методами измерения линейной плотности массы волокнисто;! лента из хлопка и его смесей с химическими волокнам:' на основе математических методов корреляционного, и регрессионного анализа позволившие установить, что уравнение связи имеет лид выражения {/ - А(Х ±. й с основной погрешностью ± 2,5 % при Р = 0,95.

0. Разработан экспрессный метод неразрушавщего контроля линейной плотности кассы волокнистой ленты'на технологическом оборудовании непосредственно при ее выработке, позволяющий определять среднее знамение развеса контрольной выборки полуфабриката в единицах линейной плотности массы.

9. На основании теоретических и экспериментальных исследований получено аналитическое выражение, характеризующее точность измерения развеса ленты предложенным экспрессным методом в виде относительней приведенной погрешности.

10. Экспериментальное исследование точности предложенных метода и устройства экспрессного контроля линейной плотности массы чесальной ленты на чесальных машинах типа Ч^Д-4, вырабатывавших ленту из хлопка сурового, из хлопка окрапенного и из хлопка с вложение.'.: лавезнз до 33 % показало, что величина относительной приведенной погрешности измерения развеса не превышает ¿2 %.

11. На разработанный метод :». устройство составлено Техническое задание, утвержденное Техническим управлением !,'.интек-стильпромя РСМСР, разработана техническая документация, успешно проведена ведомственные испытания и выпущена опытная партия приборов.

12. Промышленная апробагия разработанных метода и приборов экспрессного измерения развеса ленты вырабатываемой из хлопка типовых промышленных сортировок и его смесей с химическими волокнами на различных чесальных .машинах и основных системах бесхолстсвого питания показала, что предложенный ме' од и приборы отвечают техническим требованиям к контролю развеса чесальной ленты в хлопкопрядении.

13. Применение предложенного экспрессного метода измерения линейной плотности массы ленты для контроля развеса чесальной ленты в бесхолстовых системах питания позволяет в средне. , повысить относительную разрывную нагрузку пряжи на 6-10 %, а обрывность в прядении уменьшить на 13-15 %.

14. В результате использования предложенного экспрессного метода неразрушавщего контроля развеса ленты на пятнадцати предприятиях отрасли, в том числе на Барнаульском НПХБО, Квмн-иинском ХБК, Ново-Чебоксарской ХПФ, Ермолинском ПХБО, Канском

ХБК, Донецкой XII0 к др. подучен годовой »ксноыкческай эффект

346 тис.рублей.

По теме диссертации опубликованы"следующие работа:

1. Калинин Ц.И., Волков С.М., Колядин Л.К. Исследование корреляционной функции между.акустическим и гравиметрически методами измерения линейной плотности хлопковых лент. Тезисы докладов к научно-практической конференции "Наука -производству", из~во'Алтайский ШТИ, Барнаул, 1981, с.85-88.

2. Калинин Ц.И. йсследованке затухания акустических колебагай в ультразвуковом датчике линейной плотности хлопковой ленты. Сб. научных трудов ЦНИХБИ, ЩШТЭИлегпром, М., 1933, ' с.133-139.

3. Авторское свидетельство И 989482, автор: Ц.И.Калинин. Ультразвуковой датчик линейной плотности волокнистого материала. Официальный бюллетень Госкокизобретений СССР 1Ь 2, 1983 г. . .

4. Калинин Ц.И., Палютин П.П.. Еремин^ H.A. Исследование зависимости мекду акустическим и гравиметрическим методом измерения линейной плотности хлопковой ленты. Сб. научных трудов ЦНИХБИ, ЩШТЭИлегпром, М.. 1984 г., с.104-109.

5. Авторское свидетельство № I208I02, автор Ц.И.Калинин. Устройство для измерения линейной плотности волокнистого продукта. Бюллетень Госкомизобретений, й 4, 1986 г.

6. Калинин Ц.И. Использование акустического теневого метода для контроля линейной плотности ленты. Тезисы докладов к Всесоюзной конференции "Основные направления и меры по ускорению научно-технического прогресса в создании хлопкопрядильного оборудования", Пенза, 1985, с.69-70.

7. Калинин Ц.И., Колядин Л.К., Роккель Б.Г., Тиняков В.И. Исследование применения поточной линии кипа-лента в меланжевом производстве. Сб. научных трудов ЦНИХБИ, ЩШИТЭИлег-пром,.М., 1986, с.33-34.

8. Калинин Ц.И. Повышение стабильности ультразвукового измерителя линейной плотности ленты. СО. научных-трудов ЦНИХБИ, ЩШТЭИлегпром. М., i960 г., с.32-35.

S. Калинин Ц.К., Брнлев П.Я., Греднев АД., Лукьянов В .Г., Тараиин В.И, Прибор для определения линейной плотности волокнистой ленти. Z-л Текстильная про.жшленность, 1983 г.. « 12, C.62-G3.

Ю. Калинин Ц.И., Брилез П.И., Тар/шип D.H. Устройство для измерения линейной платности волокнистого продукта. Положительное решение по зггпзке 445TOQ2 от 26.05.1989 г. Гос-комнзобретепиИ.

Подписано в печг.уь 22.03.90 АГ 00531 60x00 I/I6 Бумага писчая. Почать офсетная. Уч.-изд.л. 0.12 Tnpr.v. ICO. Зал. 19с 'SO Босплатяо

тзодпаэцолепио опсодтчшноЛ подпграЛпй Алтайского ЩГГП С5?099, г.Еарпгул, ул.Никитина, 78