автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.04, диссертация на тему:"Исследование кинетики разрушения швейных ниток"

РГ6 од

- 5 ДПР 1393

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

На правах рукописи

КОЧАРЯН ГАЯНЭ БЕГЛАРОВНА

•ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ РАЗРУШЕНИЯ ШВЕЙНЫХ НИТОК"

Специальность 05.19.04 - Технология швейных изделий

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой' степени кандидата технических наук

Москва - 1993 г.

Работа выполнена в Центральном научно-исследовательском ституте швейной промышленности

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Кокеткин П.П.

¿(фициальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Меликов Е.Х.,

| ;

Ведущее предприятие

кандидат технических наук, доцент Першина Л.Ф.

Арендное пр-дпригтие "Мосшвея"

Завита состоится

1993 г.

Л'

час. на за-

дании специализированного совета Д 053.32.03 при Московской дена Трудового Красного Знамени государственно!} академии гкон промышленности по адресу; 113806; г. Москва, 33. С дис-ртайней можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослз

н

1993 Г.

шыи секретарь щиалиэированного совета, ..и., доцент г В.В.Костылева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Качество продукции является одним из важнейших показателей обшественного производства I наряду с производительностью, себестоимостью и прибылью служит характеристикой его эффективности. Высокое качество текстильны: материалов способствует увеличению долговечности и надежност] одежды, что равноценно увеличению выпуска продукции и. рост; производительности.

Производственные исследования показали, что на современны: швейных автоматах и полуавтоматах обрывность ниток достигает 3' и более случаев в смену. Потери * производительности труда з счет снижения скорости пошива составляет порядка 60%.

С связи с этим * на многих предприятиях высокоскоростны< швейные машины используют на пониженных скоростях, не превыша югаих 3000 об/мин. Это, безусловно, является фактором, сдержива юанм не только рост производительности труда, но и вообще ста вящим под сомнение целесообразность выпуска и применения высо коскоростных швейных машин.

С; В процессе пошива на скоростных швейных машинах игольна нитка при затяжке стежков перемешается с переменной, значитель ной скоростью, по весьма сложным контурам, включающим пары тре иия: нитка по стали, нитка по сшиваемым материалам, нитка п<

ннтке. Кроме этого, нитка подвергается многократно растягива *

ющим нагрузкам. Приложение нагрузок протекает с высокими скоро стями и по характеру близко к динамическим (ударным).

Литературный обзор показал, что многими исследователям был сделан вывод о необходимости испытаний швейных ниток в ди нзмическнх условиях.

Исследование изменений свойств швейных ниток при пошив

редставляют серьезный теоретический интерес для прогнозирована надежности ниточных соединений в эксплуатации и обеспечения езобрывного пояшва, а также позволяют обеспечить рациональное спользование ниток при изготовлении различных видов изделий.

Изучение процессов разрушения ниток при многократных дина-ических нагружен'йях позволяет получить более объективную »формацию о причинах обрывности ниток при шитье.

Практическое решение вопроса эффективного использования овременного ассортимента ниток имеет большое технико-экономи-еское.значение. ( г

Цель и задачи исследования. Основной цеЛью диссертационной аботы является; разработка рекомендаций по улучшению качества «точных соединений и рациональному использованию швейнпх ниток ри изготовлении различных видов изделий на основе исследования :обенностн работы швейных ниток при динамических нагружениях.

В соответствии с указанной целью в работе ставятся и решатся следующие задачи:

исследование прочностных свойств швейных ниток при динами-¡ских и статических нагрузках;

исследование изменения прочности ниток при многокраъы.^ шамических нагружениях;

разработка комплекса методик определения прочности швейных цок при разрушении;

определение составляющей потери прочности ниток от удара и ¡тирания;

выявление взаимосвязи динамических характеристик ниток и рывности их при попиве;

прогнозирование надежности в эксплуатации ниточных соединяй.

В соответствии с целью и задачами исследования в качест: объекта исследования выступают швейные нитки.

Методы исследования. Исследования выполнены с применены! инструментальных и аналитических методов оценки качества шве! пых ниток:

экспериментальные исследования проведены по классическое плану с использованием современного испытательного оборудован* для определения механических характеристик ниток в статике динамике;

данные экспериментальных исследований обрабатывались использованием методов и алгоритмов экспресс-анализа;

для оценки качества авейных ниток аналитическим способе использовались методы »атематического моделирования исследуемы процессов. '

В исследованиях использованы также стандартные программ для обработки экспериментальных данных на ЭВМ.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые области технологии швейного производства и материаловедения получены диаграммы деформаций швейных ниток в зависимости от растягивающей нагрузки при динамических испытаниях. Проведет испытания по выявлению влияния предварительных многократных динамических нагружений на остаточную динамическую и статическу» прочность ниток. ^Разработано устройство» имитирующее услови* работы нитки на швейной машине и позволявшее объективно выявит: характер разрушения ниток в условиях динамики.

Определены составляющие потери прочности ниток от удара и истирания.

Разработан комплекс методик по определению прочностных характеристик ниток в динамике и после многократных динамических

эгружений.

Разработан и рекомендован для практического применения нимальнын алгоритм экспресс-методов, позволяющий производить яеративную математическую обработку массива предварительных энных при небольших объемах выборок и осуществить управление эдом эксперимента при его проведении.

При построении регрессионных математических моделей иссле-

!

уемых процессов получил развитие метод последовательного сключения составляющих функций (метод Брандона), преимуществом второго является е^о относительная наглядность. Правильное ка-ественное отображение реально существующих о объекте зависимо-тек при удовлетворительной точности делает этот матод перспек-ивным при исследовании характеристик швейных ниток, швоч.

Предложены элементы декомпозиционного подхода к анализу роцессов ниточного соединения.

Обосновано необходимость введения структурно-уровневых тапов процесса ниточного соединения, возможность их раздельно-о и совместного описания.

Предложена укрупненная структура информационной система ехнологической подготовки производства (ИСТПП).

Практическая значимость работы состоит в- том, что: разработан комплекс методик определения прочностных харак-еристик швейных ниток в статических и динамических условиях, риемлемых для использования их. в практической деятельности вейных предприятий по контролю качества ниток;

разработано устройство, имитирующее условия работы нитки а швейной машине и позволяющее объективно выявить характер азрушения ниток в условиях динамики;

разработаны рекомендации для установления технологических

режимов изготовления швейных изделии в зависимости от вида ни точ и скорости поишва;

предложены методы прогнозирования обрывности, прочност ниток и ниточных соединений на основе ИСТПП, БД и оптимизаци: технологических процессов. Предлагаемые методы оптимизации шИ' роко и легко могут использоваться не только на швейных, но н н; других предприятиях легкой промышленности.

Разработанная методика проведения испытаний по определених обрывности ниток, апробирована в учебном процессе при выполнении научно-исследовательских работ студентами ВЗИТЛП.

Использование разработанных программ расчета на ЭВМ позволяет максимально упростить и сократить время выполнения расчетов по методикам. ' ■ ■

Результаты работы могут быть использованы в области технологии швейного производства, материаловедения, в частности: для контроля качества швейных ниток; для устачовления технологических режимов й изготовления швейных изделий в зависимости от вида ниток; для прогнозирования прочности ниточных соединений.

Методики и рекомеядацки по снижению обрывности н рациональному применению швейных ниток внедрены на швейных фабриках № 3 и » 4 Кироваканского производственно-торгового швейного объединения 5 обрывность ниток сократилась в среднем на 46% (фабрика » 4) и 53% (фабрика № 3) на одной технологической операции. Экономический эффект от применения рекомендаций по использованию швейных ниток с оптимальными показателями физико-механических свойств составил соответственно на фабриках № 3 и № 4 449,3 тыс.рублей и 512,4 тыс. рублей. Производительность труда увеличилась на 10%.

ПхРдтзшш. Материалы, изложенные в диссертационной рабо-

те, кашли отражение в семи печатных работах.

Структура и объем работц. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 151 страницах машинописного текста, включая 9 таблиц и 35 рисунков, список литературы содержит 151 наименование. Приложения 128 страниц.

; , СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во дведении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, раскрыты научная новизна и практическая значимость результатов работы.

В первой главе приведен анализ состояния качества швейных ниток и ниточных соединений; установления критериев и показателей оценки качества ниточных соединений; факторов, влияющих на разрушение швейных ниток при пошиве, а также воздействии на нитку в процессе образования стежка.

Анализ литературных источников покапал, что основными факторами ослабления прочности и обрывности ниток являются воздействия на них трения и динамических ударных нагруженнн.

В литературе опубликованы достаточно обширные, но разноречивые сведения .о причинах, вызывающих изменение прочности ниток в процессе стежкообразования, а также количественных оценках износа. К наиболее значимым некоторые авторы относят истирание ниток в процессе взаимодействия с различными поверхностями рабочих органов швейной машины, а также тканью и челночной ниткой при затягивании стежка.

И.В.Сафроновой предлагается наряду со стандартными испытаниями оценивать пригодность швейных ниток по истиранию их при многократном изгибе, стойкостью к ударной нагрузке. Подчеркивается необходимость приближения испытаний ниток к реальным уело-

виям работы их в машине.

Величина кратковременного нагрухения нитки, по данным И.В.Сафроновой зависит от силы зажатия в тормозке, которая в свою очередь обусловлена величиной сил трения нитки о нитку и нитки о ткань, а также скоростью машины. Результаты ее работы по "удару" груза определенной величины по горизонтально натянутой нитке, подтверждают предположение, что между обрывом и работоспособностью ниток существует прямая зависимость. Однако выбранная автором методика далека от реальных условий работы ниток в швейной машине.

Анализ литературных источников позволил установить недостаточную изученность свойств швейных ниток в динамических условиях для прогнозирования их-поведения при -пошиве и в шве, определить направление и методы исследований.

Во второй главе представлены экспериментальные исследования прочности и обрывности швейных ниток. Обоснован выбор тех-ноло- гических режимов испытаний различных видов ниток на швейных машинах.

На рис. X приводится схема объекта исследований.

Н

м

Рис. 1.

вид ниток;

скорость машин, об/мин; тип стежга (челночный и цепной); Р - разрывная нагрузка нитки после повива, сН; I - удлинение при разрыве нитки после пошива, %; I, - длина строчки, выполненной без обрыва, и;

где:

х, х3 У,

У2 "

У., -

£ - вектор возмущающих воздействий (влияние не

учтенных в х1 их2 факторов, старение оборудования и т.д.)'.

Поскольку в известных методиках и ГОСТах условия определения потерь прочности швейных ниток регламентируются параметрами прибора, то для объективного прогнозирования прочности ниточных соединений были проведены исследования изменений прочности ниток в результате пошива.

Исследования проводились по специально разработанным методикам': "Методика проведения испытаний по определению потери прочности ниток после пошива"; "Методика проведения испытаний по определению обрывности швейных ниток". Проведение испытаний по данным методикам позволяют обеспечить рациональное применение ниток на современном швейном оборудовании и можно прогнозировать надежность швов при эксплуатации изделий.

Установлены одномерные зависимости изменения прочности и обрывности ниток, от скорости пошива на ивейных машинах челночного и цепного стеясков, которые суиественньг при 5% уровне значимости.

Дополнительно получены регрессионные зависимости величины остаточной прочности Р, - от таких факторов, как скорость маши- ин 1Г" , (об/мии), статического натяжения "Ь^ , вида и волокни- стого состава нитокТ(текс):

Р^ = 1111,8 <-0,002Т 1,11) (0,0021/ + 0,85) X

(-0,00014тГ + 1,52) (0,0з/ + 0,69) (1)

А для величины обрывности^ как функции остаточной прочности {¿¡¿¿¡у скорости машины ТГ (об/мин) и волокнистого состава ниток Т"* (текс) регрессионное уравнение имеет следующий вид:

60

с с. с

о к

X

о

2 >>

50

40

30

20

10

И

2500 об/мин

3500 об/мин

4500 об/мин

0

1 .

Рис.2. Изменение прочности ниток от скорости пошива иг мап'ине челночного стежка: 1,2 - хлопчатобумажных номера 40 в 3 сложения крутки Ё » 3 - армированных} 4 - мононитеп /капроновых/.

1

I, - 73,6 (0,002 Р^ - 0,93) (-0,0005/+ 3,01)х

(-0,102Т + 5,95) (2)

Выражения (1) и (2) представляют собой функции многих переменных и позволяют существенно расширить возможности анализа процесса ниточного соединения в условиях совокупного влияния технологических факторов.

Как известно, расиирение размерности пространства моделирования технологических процессов существенно повышает прогностические возможности модели и надежность получаемых на их основе выводов и заключений.

Проведенные испытания показали, что армированные нитки на-• иболее -устойчивы к механическим воздействиям при повышенных скоростях пошива. Комплексные лавсановые нитки и капроновме мо~ нонитн наименее с:тойки к механически!/ воздействиям в процессе пошива (потери прочности при скоростях попива 4500 об/мин достигают 61% и 68% соответственно) (рис. 2).

Как видно из результатов исследований, ряд швейных ниток

»

имеет очень высокую степень потери прочности от скорости пошива, где на них наибольшее влияние оказывают динамические воздействия.

Статистическая обработка данных подтвердила зависимость между показателем снижения прочности ниток и длиной строчки, выполненной без обрыва.

В данной главе кратко акцентируется внимание иа проблемах снижения качества ниток, возникающие в текстильном производстве. В настоящее время при оценке качества швейных ннток соь р-шенно не учитываются поперечные необратимые деформации, возникающие при их производстве. Выявлено, что существует пять основных типов поперечных необратимых деформаций ниток: извили-

сгость нитки, пережим в контактной площадке, вытеснение нитки в просвет перфорации, пережим нитки о края перфораций и расплющивание нитки о перем 1чки патрона. .

В различных слоях тела бобины количество деформироаанных участков ниток неодинаково. По мере приближения к поверхности патрона число деформированных участков на единицу длины ниток возрастает.

Поперечные необратимые деформации являются одним из источников снижения качества готовой продукции, которое происходит в результате уменьшения прочности волокон в участках пережима ниток. Кроме того, в участках пережима происходит нарушение форм поперечного сечения ниток, что наряду с другими деформациями способствует росту обфавности при пошиве на современном высокоскоростном оборудовании вследствие возрастания силы трения нитки о рабочие органы машины и динамических нагрузок.

Повышение качества пошива ниточных соединений может быть

(

достигнуто также при условии уменьшения, а в идеальном случае -устранения необратимых поперечных деформаций ниток. Что позволяет рекомендовать для текстильной промышленности, в целях повышения качества готовых швейных ниток совершенствовать технологический процесс получения и отделки швейных ниток, и с особенности конструкцию патрона и структуру бобины.

Проведенные исследования уже на данном зтапе позволили разработать "Рекомендации по снижению обрывности и рациональному применению швейных ниток", внедренных на фабрика № 3 и № 4 Кироваканского ПТШО.

В третьей главе представлены экспериментальные исследования швойных ниток в динамических условиях с целью выбора оптимальных показателей вида и структуры швейных ниток, обеспечива-

ющих надежность ниточных соединении и в изучении полной картины прочностных характеристик ниток.

На рис. 3 представлена схема объекта исследования:

ОИ:

нитка в динамических условиях

У,

Рис. 3

где входные параметры:

x. - бия ниток;

_ < 1

х2 - динамические испытания на разрушение ниток;

Х3 - предварительные многократные динамические иагруже-ния на нитки;

выходные параметры:

Уд = - динамическая разрывная нагрузка, сН;

У2 * ~ динамическое разрывное удлинение, %;

Динамическое разрушение (Х2) ниткп исследовалось по методике, разработанной в диссертации, на динамометрической установке. В качество регистрирующей аппаратуры применены светолу-черой осциллограф и тензоусилитель (рис. 4). Как нидно из осциллограмм (£>ис. 5), каждый вид ниток имеет своеобразный характер кинетики сопротивления динамической ударной нагрузке. Кривая 1 осциллограммы характеризует деформацию образца, кривая 2 - усилие, возникающее в образце. С помощью отметчика времени нанесены на диаграмму вертикальные прямы», расстояний между которыми соответствует 0,01 с.

Ввиду того, что структура ниток не идеальна и Содержит разнке дефекты, при нагружении в местах дефектов возникают перенапряжения, приводящие к местным локальным микрораэрушениям.

Рис.4. Кинематическая схема динамометрической установки.

1 У / г л •

/ 1 I

б)

Рис.5. Осциллограммы динамического ударного разрыва: а) хлопчатобумажных ниток; о) армированных ниток.

Эти макроракрушения носят необратимый характер и внешне проявляются в виде пластических деформаций. При этом происходит перераспределение (релаксация) напряжений за счет перегруппировки элементов структуры, которое в большой степени зависит от времени действия нагрузки. В случае очень быстрого нагружения рост пластических деформаций в нитке как бы "запаздывает" (за короткое время нагружения не успевает произойти перегруппировка структуры), и в нитке быстрее возрастают напряжения, чем пластические деформации. В результате такого "запаздывание" предельная динамическая деформация, при которой нитка разрушается, достигается при более высоких напряжениях, чем при медленном нагружении.

Динамическая прочность ниток характеризуется коэффициентом динамического упрочнения К^у ' представляющим собой отношение динамических и статических прочностных характеристик ниток:

= • (3,

Условно считают, что, границей динамической и статической. прочности является время действия нагрузки за 1 секунду. Таким образом, принимаем воздействия нагрузки менее 1 с - динамическими, что будет соответствовать скоростям нагружения выше 10 МП а (100 кгс/см2с) или скоростям деформирования выше 10 см/с. На рис. 6 представлен коэффициент динамического упрочнения.

Таким образом, при однократном динамическом нагружении до разрушения прочность ниток (динамическая разрывная нагрузка) выше, чем при статическом. Причем, этот эффект тем больше, чем выше относительное удлинение (деформативность) ниток. Однако в реальных условиях работы нитки в швейной машине происходит многократное динамическое нагружение, не приводящее к разрушению.

Л

2,5 2,0 1,5 1,0

0,01 0,1 1,0 ареня

Рис. 6. Коэффициент динамического упрочнения швейных ниток: 1 - хлопчатобумажных; 2 - армированных; 3 - комплексных лавсановых: Л - мононитей (капроновых)

Поэтому в работе были проведены испытания по определению прочностных свойств киток при динамическом и статическом нзгруже-ниях, после предварительных многократных динамических нагруже-ний.

Согласно условиям работы нитки в гапгйной матине происходит ей многократное нагружение, и для моделирования многократных динамических нагруженнй ниток п процессе стежкообразова-

нил было разработано и изготовлено устройство, позволяющее» проводить многократные динамические нагружения с заданным усилием. Испытания проводились по разработанной о диссертации "Методико проведения испытаний по определению прочностных харс-тернстик

швейных ниток после многократных динамических нагружений".

Установлено, что с увеличением нагрузки происходит умен: шение прочностных свойств швейных нитох. На рис. 7 представлен графики составляющей потери прочности ниток после многократкь динамических нагружений.

2 ооо

1 500

1000 ■

2500 3500 +500 ЦаГ/ш*

Рис. 7, Графики составляющей потери прочности ниток после многократных динамических нагружений: 1 - хлопчатобумажных; 2 - армированных; 3 - комплексных лавсановых; 4 - мононитей (капроновых).

В результате, проведенных исследований установлено, что изменение прочности ниток от динамических нагружений при разных скоростях пошива колеблется от 5% до 27% для. разных видов ниток.

Анализ проведенных исследований показал, что наименьшую

- , --------------------------

стойкость к динамическим нагрузкам имеют мононити капроновые, комплексные лавсановые, самую высокую - армированные, далее по порядку уменьшения: штапельные лавсановые, хлопчатобумажные в 6 сложений; хлопчатобумажные в 3 сложения.

Анализ результатов исследований показал, что статическая разрывная нагрузка не может достаточно полно характеризовать качество ниток в отношении их обрывности, в статике, то есть при медленном растяжении, нитка в начале утоняется, становится эластичной, происходит медленный сдвиг волокон одного по другому. При динамическом же ударе этих релаксационных процессов, характерных для статических испытаний не происходит и нитка работает как монолитная структура. Она станозится практически жесткой при минимальных воздействиях (0,01-0,0X5 с). Поэтому при динамических нспытаьиях можно более достоверно прогнозировать надежность ниток при пошиве в динамических условиях.

В результате проведенных исследований установлено, что определение динамической прочности и составляющей потери прочности от многократных ударных нагрузок являются характеристиками, определяющими приемлемость швейных ниток для обеспечения иг нормальной работы в процессе пошива.

При оценке качества нитол и ниточных соединений можно с уверенностью сказать, что нельзя ограничиваться их сдносторон-■ ней характеристикой и считать, что один является единст-

венным и вполно достаточным показателем. Его нельзя рассматривать изолированно от других фнзико-меганичсскнх показателей.

Принимал во внимание, что нитка во время стеяскообразования кроме удара испытывает в этот момент действие различных сил трения (нитка о нитку, о ткань и детали машины) необходимо признать, что наибольшая интенсивность разрушающих действий этих

сил на нитку будет иметь место именно при затягивании стежка. »

Следовательно, для суждения о пошивочных свойствах нитог важно знать их прочностные свойства, проявляющиеся при комплексном действии удара и истирания.

Кроме того, увеличение частоты обрывности ниток с ростов скорости работы машины может быть объяснено увеличением отрицательного действия двух факторов: удара и истирания.

Большинство исследователей предполагают; что в зоне стеж-кообраэования идет, резкое снижение прочностных характеристик ниток. Но фактически никто из них не установил составляющие потери прочности от истирания и удара.

Анализ полученных результатов, а также ряда работ исследователей по истиранию дал возможность определить составляющую потери прочности от истирания и удара.

Для прогнозирования работоспособности швейных ниток на современном швейном оборудовании предложена формула расчета потери прочности от истирания: .

» Й-'С/?«^ и> ■

Подобный способ оценки позволяет судить об обрывности и стойкости ниток к истираний и удару без проведения сложного комплекса эксперипентальных исследований. Количественные значения стойкости ниток к истиранию и удару позволяют объяснить и прогнозировать обрывность ниток из различных волокон в момент стежкообразования.

На основе этой формулы получены значения изменения потери прочности ниток от истирания при определенной скорости пошива. Например, при скорости 4500 об/мин Рц^ хлопчатобумажных ниток составляет от 36% до 49%, армированных - 21%, комплексных лавсановых - 20%, мононитей (капроновых) - 5%.

------ При скорости поиива 2500 об/мин фактор удара имеет меньшее

значение для хлопчатобумажных ниток в б сложений крутки 2 , армированных и штапельных лавсановых ниток. Однако с увеличением скорости пошива значимость его возрастает. Например, хлопчатобумажных ниток в 3 сл. круток $ при 4500 об/мин ^^ составляет 22%, комплексных лавсановых - 19%, монони'тей (капроновых) - 27%,

Но вместе с тем возрастает и фактор истирания.

Причиной высокой обрывности хлопчатобумажных ниток номера 40 в 3 сложения круток ,5 и ^ является как недостаточная сопротивляемость к действию удара, так н низкая устойчивость к Ьстиранию.

Нитки из капрона и комплексные лавсановые имеют значительно большую обрывнос1п, чем хлопчатобумажные. Основной причиной .повышенной обрывности этих ниток можно считать снижение сопротивляемости из к действию удара (потерн прочности достигают до 30%).

Причинами увеличения обрывности, следовательно, можно считать как недостаточную стойкость к действиям динамических нагрузок, так одновременно и низкую устойчивость к истиранию.

Из полученных результатов „могно сделать целый ряд важных

технологических выводов и рекомендаций, которые имеют большое

с

•влияние при практическом использовании этих результатов.

Одной из наиболее паяных задач является установление рационального применения авейных ниток. Выбор ниток для соединения деталей одезгды из определенной ткани может быть продиктован различными требованиями, среди которых немаловажное значение имеет обеспечение надлежащей прочности строчек. В связи с этим необходимо определить, какие нитки могут обеспечить строчки

большей проччости.

На основе полученных результатов разработаны рекомендации по рациональному использованию швейных ниток с учетом их структурных и сырьевых особенностей.

В четвертой главе на основе результатов, полученных при проведении исследований, приводятся разработки, имеющие существенную теоретическую и практическую значимость.

Для проведения оперативной математической 'обработки массива предварительных данных при небольших объемах выборок и осуществления управления ходом эксперимента при его проведении, разработаны оптимальные алгоритмы экспресс-методов и блок-схема предварительной обработки данных.

При экспериментировании на швейных машинах практически невозможно осуществить, повторы измерений, сохранив постоянными условия £рх поведения. Поэтому в работе использован метод аппроксимации функций нескольких переменных - последовательность исключения составляющих функций, т.е. метод Врандона.

Первоначально были получены зависимости выходных парамет- . ров (Р/ // и т.д.) от каждого из входных параметров ( Т, т/^

т,д,)< затем от различных их двойных, тройных и т.д. сочетаний. Анализ получаемых коэффициентов уравнений позволил сделать вывод об аддитивном характере воздействия входных параметров на каждый из выходных.

В работе приводятся математические модели для выходных показателей и одновременно показываются преимущества постадийного изучения процесса ниточного соединения для целей поиска производных регламентированных режимов при варьировании процесса ниточного соединения. .'

В работе также рррленены элементы декомпозиционного подхо-

да. Суть данного подхода состоит в представлейяи процесса ни^-точного соединения в виде отдельных стадий:

в качестве первой стадии принята стадия статического иа-гружения.

■ \

в качестве второй - стадия динамического нагружения.

Как показали проведенные экспериментальные исследования и расчеты, постадийное изучение процесса периодического ниточного» соединения открывает дополнительные возможности его совершенствования.

В результате выполнения работы подготовлена теоретическая база для создания информационной системы технологической подготовки производства (ИСТПП), которая должна содержать информации о свойствах сырья' и оборудования, о технологических режимах, удовлетворяющих разнообразным требованиям по изготовлению одежды и т.д.

Основу функционирования ИСТПП в процессе ниточного соединения деталей одежды составляет банк данных, который представляет собой совокупность баз данных и систему методов и средств, предназначенных для централизованного накоплении; хранения, обновления, поиска и выдачи использователю-технологу необходимых данных в ходе решения зада% технологической подготовки процессов ниточного соединения. Специфика ИСТПП в процессе ниточного соединения отражается прежде всего на организации информационного обеспечения и связана с тем, что решение'задач совершенствования технологических процессов ниточного соединения опирается, кех правило, на экспериментальную информацию об изу-(аемом процессе. В связи с этим информационное обеспечение 1СТПП в процессе ниточного соединения имеет три условия органи-ации: исходная экспериментальная информация; технологические

режимы; математические модели. Информация каждого уровня оформляется . в виде соответствующей базы данных реляционного типа. Все базы данных представляют собой совокупность информационных массивов, хранящихся в ЭВМ, как правило, на внешних запоминающих устройствах прямого доступа в виде файлов, каждый из которых содержит соответствующую информацию об одном конкретном технологическом процессе. Отдельный файл формируется для каждого артикула используемых материалов также с учетом применяемых ниток.

В данной главе описан также один из выбранных методов оптимизации, позволяюпий практически реализовать сформулированные выше положения. Дальнейшее развитие предложенных здесь (по-О

ка в чисто теоретическом плаке) подходов расширяет возможности совершенствования технологических процессов швейного производства.

Использование разработанных программ создает возможность прогнозирования характеристик - ниточных соединений без выполнения трудо- и материалоемкого эксперимента по их практическому определению.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Установлено, что оценка прочности швейных ниток только по статической разрывной нагрузке, как это предусмотрено стандартом, не позволяет достоверно определять обрывность ниток при работе на современном швейном оборудовании.

Степень обрывности и обиая потеря■прочности ниток при пошиве (Р) является функцией различных воздействий, влияющих на

нитку: _____ ^______________— -

р = £ <рг р2, р,, р4. р5. р6),

где Р1, Р2, Р3, Р4> Р5< Р6 - потери прочностности ниток, зависящие соответственно от следующих факторов: вид волокнистого состава и структуры ниток; исходного состояния (качества) ниток; скорости пошива; динамических нагрузок; истирания нитки о нитку, о ткань, и детали машины? вида сшиваемого материала.

Выполненная научно-исследовательская работа позволяет сделать выводы, важные для установления технологических режимов шитья:

1. Из анализа литературных источников следует, что в' оцен- • ке качества швейных ниток первостепенное значение приобретает прогнозирование надежности при пошиве и прочности создаваемого ниточного соединения.

2. Определены величины изменений прочности ниток различных видов при изменяющихся технологических параметрах пошива. Установлено, что потеря прочности швейных ниток в зависимости от скорости, их вида, структуры и типа стежков составляёт:

I_Изменение прочности ниток. \__

Скорость швей- |х/б но-|х/б но-»| армиро-1 шта- | комп- |моно-ной машины, |мера в |мера 40|ванные IпельныеIлексныеI нить об/мин I3 слож.|в 3 сл.|44ЛХ-1 |лавса- |лавсз- (капро-___1кр. ■<? 1кр. 5 I__I новые А новые ¡новые

2500 13 9 4 7 ,15 21

3500 27 23 11 18 34 <14

4500 42 33 16 23 61 63

Как видно из таблицы, ряд швейных нйток имеет очень высокую степень потери прочности от скорости пошива, где на них на-

ибольшее влияние оказывают динамические воздействия. К таким относятся:

мононити капроновые - до 68%;

комплексные лавсановые - до 61%;

хлопчатобумажные номера 40

в 3 сложения круток £* и % - 42% и 33%.

3. Разработано и изготовлено устройство для проведения

- многократных динамических нагружеиий, соответствующее условиям работы нитки а швейной машине.

4. Впервые проведены исследования типового ассортимента швейных ниток в динамических условиях, в том числе после многократных динамических-нагружений.

5. Разработаны комплекс методик по оценке кинетики разрушения швейных ниток:

методика проведения испытаний по определению потери проч-О

ности ниток в результате пошива;

методика проведения испытаний по определению обрывности швейных ниток (внедренная в учебный процесс при выполнении на-

• ч ,

учно-исследовательских работ студентами);

методика проведения испытаний по определению прочностных характеристик швейных•ниток в динамических условиях;

методика проведения испытаний по определению прочностных характеристик швейных ниток после многократных динамических нагружений/ скорректированная с условиями работы нитки на ивейной машине в условиях динамики.

6. Доказана необходимость включения в стандартные характеристики свойств швейных ниток, новые показатели, определяемые динамическим воздействием: - динамическая прочность и -¿^мс

- динамическое удлинение.

с

7. Предложена фор»"^ла длч расчета составлявшей потери прочностинятки от истирания, позволяющая судить об обрывности и стойкости ниток к истиранию и удару без проведения сложного комплекса экспериментальных исследований. Количественные значения стойкости ниток к истиранию и удару позволяют объяснить и прогнозировать обрывность ннток из различных волокон в момент стежкообразования.

8. Созданное устройство и разработанная методика испытаний позволили получить необходимую информацию по возможности использования исследованных ниток в изделиях, испытывающих ударные нагрузки.

9. Предложен математический аппарат, который позволяет-создать алгоритмическую и программную базу для дальнейшего проведения широкого исследования и оптимизации технологических •процессов. Разработаны оптимальные алгоритмы экспресс-методов для оперативной математической обработки массива предварительных данных при небольших объемах Выборок и осуществления контроля за ходом эксперимента при его проведении. Сформирован оптимальный алгоритм статистической обработки массивов экспериментальных данных, а также блок-схема алгоритма их предварительной обработки.

10. Впервые предложены элементы декомпозиционного подхода к анализу процессов ниточного соединения.

Обоснована необходимость введения структурно-уровневых этапов процесса ниточного соединения, возможность их раздельного и совместного описания.

11. Проведено исследование (расчетное) условий применимости метода последовательного исключения составляюиих функций (метод Бракдока), преимуществом которого является его относи-

тельная наглядность. Правильное качественное отображение реально существующих в объеме зависимостей при удовлетворительной точности делает этот метод перспективным при исследовании характеристик многих технологических процессов.

12. Предложена укрупнена! структура информационной системы технологической подготовки производства (ИСТПП).

13. показана возможность использования оптимизационных процедур на начальной стадии этапов моделирования технологических процессов, когда вместо полной модели процесса находят лиаь ее экстремальные (наиболее характерные) значения. Такой подход во многом облегчает (а часто и заменяет) моделирование исследуемого процесса.

14. Разработаны и внедрены на швейном предприятии методики, и рекомендации: '.

методика проведения испытаний по определению потери проч-

О

ности ниток после пошива;

методика проведения испытаний по определении обрывность швейных ииток;

рекомендации по снижению обрывности и рациональному применению швейных ниток.

Социально-экономическая эффективность от применения ниток с оптимальными показателями физико-механических' свойств составила иа фабриках Н> 3 и К> 4 Кироваканского производственно-торгового швейного объединения соответственно 449,3 тыс.рублей и 512,4 тыс.рублей. В результате выполненной работы сократилась обрывность ниток в срежнем на 46% (фабрика № 4) и 53% (фабрика » 3) на одной технологической операции. Производительность труда увеличилась на 10%. .

Полученные результаты исследований, изложенные в диссерта-

ционной работе, могут быть использованы в других отраслях легкой промышленности.

По теме диссертации опубликовано:

1. Кочарян Г.Б., Бардачев Ю.Н., Кокеткин П.П. Алгоритм и блок-схема алгоритма предварительной обработки данных экспериментального исследования влияния скорости пошива на прочностные характеристики швейных ниток. Сообщение 1; ЦНИИшвейной прсм-ти. - М.; 1990 - 15 с. - Деп. в ЦНИИТЭИлегпром. 11.11.90. № 3223-лп.

2. Кочарян Г.В., Бардачев Ю.Н., Кокеткин П.П. Алгоритм расчета на ЭВК оптимальной формы связи между скоростью пошива и прочностными характеристиками швейных ниток. Сообщение 2; ЦНИИ-швейной пром-ти. - М.; 1990 - 9 с. - Деп. в ЦНИИТЭИлегпром. 26.11.90. V 3226-ЛП..

3. Кочарян Г.6., Бардачев Ю.Н., Кокеткин П.П. Экспресс-анализ данных экспериментального исследозакия влиянии скорости пошива на прочностные характеристики швейных ниток. Сообщение 3; ЦНИИшвейной пром-стч. - М.; 1-990 - 12 с. - Деп. в ЦНИИТЭИлегпром. 26.11.90. (Р 3227-лп.

4. Кочарян Г.Б., Кокеткин П.П., Манстренко В.'Н. Устройство для испытаний ниток на многократное динамическое нэгружение -Заявка № 5026915. •

5. Кочарян Г.Б. Предварительная структура информационной

С

системы технологической подготовки производства (ИСТПП). Базы данных. - И., ЦРДЗ, 1992. - с. 95-98

6. Кочарян Г.Б. Статистический метод контроля обрывности ниток в швейном производстве. - М., ЦРДЗ, 1992. - с. 78-83.

7. Кочарян Г.Б. Сопротивление швейных ниток воздействию динамических нагрузок. - М., ЦРДЗ, 1993 г.

Ро*априн* МГАЛП Заказ й 119. Тарах - 80 эхз.