автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Обоснование и разработка устройства формирования упаковки под крашение при рецизионном способе наматывания

. ПГ.Н 4С??,

2 1 Аил

На правах рукописи • УДК 677.023.275

БЕЗДЕНЕЖНЫХ АЛЛА ГЕРМАНОВНА

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ФОРМИРОВАНИЯ ПАКОВКИ ПОД КРАШЕНИЕ ПРИ ПРЕЦИЗИОННОМ СПОСОБЕ НАМАТЫВАНИЯ

Специальность 05 02 13 - машины и агрегаты лёгкой

промышленности

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кострома - 1998

Работа выполнена в Костромском государственном технологическом Университете и АООТ "Костромское СКБ ТМ"

Научный руководитель:

заел . деятель науки и техники РФ, доктор технических наук,

профессор Аносов В Н

Научный консультант:

кандидат технических наук Астренн 3,11,

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Рудовский П.Н.

кандидат технических наук Шарыгнн ЮН,

Ведущее предприятие: ОАО "Костромской завод текстильного

машиностроения"

Защита состоится 1998 г. в часов

на заседании диссертационногочГовета К063.89.01 Костромского технологического университета по адресу: 156021. г. Кострома, ул. Дзержинского, 17 .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Костромского государственного университета. Автореферат разослан 1998 г.

Учёный секретарь диссертационного Совета, доктор технических наук , профессор

оркин А.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы .

Свойства паковок крестовой намотки, полученных при перемотке пряжи и ниток из натуральных волокон, должны удовлетворять требованиям конкретного технологического перехода: в частности крашения.

Работающие в настоящее время в России и странах СНГ машины мягкой намотки цилиндрических паковок под крашение" с нитерасклад-чиком в виде пазового барабанчика не обеспечивают стабильной и равномерной плотности намотки по радиусу и образующей паковки, имеют зоны ленто и жгутообразования, что приводит к неравномерности циркуляции красильного раствора и, как следствие, к неровноте крашения пряжи и ниток.

В связи с повышением требований к качеству паковок из натуральных волокон, расширением области их применения, стремлением экономного расхода текстильного сырья и красителей предъявляются высокие требования к основным узлам перемоточных машин для паковок под крашение. Одним из этих узлов является приемно - намоточный механизм. Интенсивное внедрение прецизионного способа наматывания нитей и пряжи из натуральных волокон с применением безынерционных нитераскладывающих устройств даёт возможность получения заданной рациональной структуры паковки под конкретный технологический переход.

Актуальность темы диссертационной работы заключается в том, что она направлена на совершенствование конструкции высокоскоростного (свыше 1000 м/мин) безынерционного лопастного нитерасклад-чика, обеспечивающего получение:

- цилиндрических паковок крестовой намотки под крашение;

- точной в исполнении структуры, наматываемой паковки под крашение за счёт применения рациональных передаточных отношений между нитераскладчиком и телом намотки .

Целью работы является улучшение качества паковок под крашение путём:

- совершенствования конструкции устройства формирования паковки при прецизионном способе наматывания нити;

- выбора рациональной структуры паковки .

В работе в соответствии с общей целью поставлены следующие задачи:

- исследовать процесс перемещения нити лопастным нитераскладчиком и сформулировать основные требования к условиям его работы;

- разработать методику проектирования нитераскладывающего устройства;

- исследовать влияние различных факторов на напряжённое состояние тела намотки;

- исследовать напряжённое состояние тела намотки , учитывающее параметры структуры паковки ;

- разработать методику расчёта рациональной структуры паковки под крашение •

Методика проведения исследований. При решении поставленных задач использовались теоретические и экспериментальные методы исследований, основанные на теории наматывания нити на паковку, механике текстильной нити, математических методах моделирования процесса наматывания нити на паковку, теории напряжённого состояния тела намотки, методах рентгеноскопии и скоростной киносъёмки. Программное обеспечение задач исследования выполнено на языках Паскаль, Турбо-Паскаль с использованием ЮМ PC/AT.

Научная новизна работы, В диссертационной работе впервые :

- разработана методика проектирования конструкции нитераскла-дывающего устройства для крестовой намотки с учётом влияния параметров геометрии лопасти и направляющей планки ;

- исследовано напряжённое состояние тела намотки при прецизионном способе наматывания, учитывающее параметры структуры паковки;

- предложена методика расчёта паковок различных структур, позволяющая выбрать рациональную для конкретного технологического перехода стуктуру тела намотки.

Практическая ценность работы заключается в том, что на основе исследования различных конструкций лопастного нитераскладчика и изучения структур паковок, полученных прецизионным способом наматывания нити , создана методика проектирования конструкции ните-раскладывающего устройства для крестовой намотки и методика расчёта рациональной -руктуры паковки под крашение. Результаты расчётов по обеим методикам использованы :'

- при проектировании высокоскоростного приёмно-намоточного механизма, предназначенного для машин прецизионного способа наматывания марок МПМ - 8 и МПМО - 8 , которые разрабатывались в АООТ "Костромское СКБ ТМ";

- при выборе рациональной структуры паковки под крашение с увеличенной плотностью тела намотки от 0,43 г/см3 до 0,55 г/см3 для стенда прецизионного способа наматывания, машин прецизионного способа наматывания марок МПМ - 8 и МПМО - 8.

- при разработке специального программного обеспечения для расчёта структур паковок с учётом напряженного состояния тела намотки, полученных прецизионным способом наматывания .

Разработанный пакет прикладных компьютерных программ - методик проектирования нитераскладывающего устройства, расчета рацио-

нальной структуры паковки для конкретного технологического перех да ткадко-приготовительного производства (в частности, под кр шение) внедрён в практику проектирования машин АООТ "Кострог ское СКБ ТМ".

Апробация работы. Материалы диссертационной работы был доложены и получили положительную оценку :

- на республиканской научно-технической конференции "Пути С( вершенствования технологии и оборудования в льняной отрасли те] стильной промышленности " ( "Лён - 94 " , г_ Кострома, 1994 г_) ;

- на Костромском филиале семинара по теории машин и механи: мов Российской академии наук ( г, Кострома, 1995 г., 1998 г.) .

Публикации, Основное содержание диссертационной работ представлено в 7 публикациях.

Объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, глав, общих выводов, списка использованных источников и приложе ний, Общий объём работы составляет<я^5*страниц, рисункси таблиц 2 и список использованных источников на /¿7 страницах включающий в себя /^наименований,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе диссертационной работы приводится обзор со временного состояния существующих конструкций безынерционных ни тераскладчиков в текстильной промышленности. Проведённый анали показал, что к перспективным конструкциям нитераскладчиков для по лучения паковок крестовой намотки под крашение следует отнест! крыльчатые (лопастные) нитераскладчики, органично сочетающие в се бе преимущества нитераскладывающих устройств.Исходя из основные

требований (высокая скорость перемотки нити, мгновенный реверс на концах раскладки нити на паковке, возможность смены структуры получаемой бобины по желанию производителя благодаря быстрой перена-лаживаемости механизма раскладки, получение равноплотной паковки вдоль образующей тела намотки) безынерционный лопастной нитераск-ладчик, лопасти которого вращаются с постоянной окружной скоростью, наиболее подходит на роль нитераскладчика для получения цилиндрических паковок крестовой намотки под крашение высокого качества при скорости от 1000 м/мин и выше.

Основные проблемы, возникающие при проектировании безынерционных лопастных нитераскладчиков, связаны с обеспечением точного процесса передачи нити с лопасти на лопасть, надёжного ведения лопастью нити и обеспечения постоянной скорости раскладки вдоль образующей паковки.

Критический анализ исследований по вопросу о структуре и напряжённом состоянии паковки крестовой намотки показал, что для обеспечения рационального производственного процесса при переработке нитей намотка должна отвечать следующим критериям: стабильность, большая вместимость при малых диаметрах, возможность хорошего сматывания нити, по возможности постоянная объёмная плотность. Эти критерии отчасти противоречат друг другу, так что любая намотка или форма паковки могут представлять собой лишь компромисс или оптимум в отношении выполнения определённой функции.

Исследованию процессов наматывания и сматывания нити, напряжённого состояния тел намотки посвящены работы Минакова А.П., Блюера В.А., Малышева А.П., Парнес М.Г., Эйдлина Э.И., Аносова В.Н., Прошкова А.Ф., Микушева А.Е., Регельмана Е.З., Ефремова Е.Д., Гор-деева В. А., Александрова С. А., Клёнова В. Б., Морозова Г. Н., Улья-

нова В.И., Сухарева В.А., Вайнера И.И., Ефремова Р.Д., Степанова I А., Рокотова Н. В. и др..

Исследования учёных были направлены на определение кинемата ческих условий наматывания равновесных паковок, исследование гид равлических свойств тел намотки для дальнейшего крашения, проекта рование патронов для паковок, идущих в крашение, моделирование на пряженного состояния тела намотки .

В рассмотренных работах установлена качественная и количест венная зависимость объёмной плотности намотки по слоям от парамет ров напряжённо - деформированного состояния тела намотки. Сущест вующие теории напряжённого состояния текстильных паковок выведень для тел намотки при хаотическом способе наматывания бобины, в них ш учитывается реальное заполнение нитью слоев тела паковки в зависимости от структуры намотки при прецизионном способе наматывания Сгруппировав все факторы и обобщив их влияние на процесс формирования паковки крестовой намотки, можно остановиться для дальнейшего подробного исследования на двух обобщённых параметрах : структура наматываемой паковки и отвечающие этой структуре напряжённое состояние тела намотки.

Применение прецизионного способа наматывания влечёт за собой и изменение параметров процесса намотки: изменение угла подъёма витка с увеличением диаметра паковки; неизменное для конкретного передаточного отношения структуры паковки количества уложенных на тело намотки витков за один двойной ход нитераскладчика; силы взаимодействия между витками в прослойках бобины и многое другое, специфичное для данного способа наматывания нити на паковку.

Во второй главе приведены результаты исследования процесса перемещения нити лопастным нитераскладчиком.

Односекционный лопастной нитераскладчик (рис.1) состоит из:

- нитераскладчика в виде двух вращающихся нитеводителей 1 и 2, выполненных в форме лопастей, установленных с эксцентриситетом "е" (при этом лопасти вращаются с одинаковой скоростью, но в противоположных направлениях);

-опорного валика 3;

-направляющей планки с криволинейной поверхностью 4;

-двух направляющих успокоителей 5 и 6.

В результате исследований создана методика проектирования лопастного нитераскладчика и определены рациональная конструкция формы лопасти, взаиморасположение лопастей в процессе раскладки нити, форма рабочей кромки лопасти, форма рабочей кромки направляющей планки .

При создании методики проектирования нитераскладчика лопастного типа при прецизионном способе наматывания цилиндрической паковки под крашение приняты следующие положения:

- при прямом и обратном ходе нитеводителя точка раскладки нити контактирует с одним и тем же профилем рабочей кромки направляющей планки;

- наматывание нити производится на отраслевой пластмассовый перфорированный цилиндрический патрон из полиамида диаметром 102 мм по ОСТ 6-11-498-79 или отраслевой металлический перфорированный цилиндрический патрон диаметром 90 мм;

- стандартная ширина раскладки нити (высота намотки нити) на патрон "h" не превышает 180 мм;

- движение лопастей в период раскладки нити равномерное, лопасти вращаются с постоянной угловой скоростью, но в противоположных направлениях;

- угол давления "т ", измеренный между нормалью к профилю рабочей кромки принимающей или отдающей нить лопасти и касательной к

Рис.1

0 .. е , е

Рис.2

; профилю направляющей планки в точке раскладки нити должен быть меньше или равен я/4 ;

' - угол перекрещивания "5" между прямолинейными рабочими профилями лопастей нитераскладчика нити должен быть не менее л/б .

Для идеальной раскладки нити лопастями нитераскладчика необходимо также, чтобы отдающая нить лопасть в момент перехвата "уходила " под профиль направляющей планки, а принимающая нить лопасть "выставлялась" на определённую величину (рис. 2). Величина установлена экспериментально и равна от 4 мм до б мм. Эксцентрично установленные относительно оси симметрии раскладки лопасти позволяют надёжно осуществлять перехват нити в крайних точках раскладки нити на паковку.

Образование уплотнённых участков на торцах паковки являлось неизбежным следствием движений нитераскладочных механизмов. В результате применения нитераскладчика лопастного типа с равномерным круговым движением лопастей и рационального подбора рабочей кромки лопасти время выстоя нитеводителя сводится к нулю в крайних точках раскладки нити.

При синтезе механизма раскладки перемещение нитеводителя рассматривалось не как функция времени, а как функция угла поворота.

Условие идеального формирования паковки товарного вида: постоянство составляющей скорости раскладки нити вдоль образующей паковки - обеспечивает равномерность распределения нити на поверхности тела вращения. Исходя из этого условия уравнение перемещения нити запишется как :

X = V • ф (1)

где V - горизонтальная проекция скорости перемещения нити,

мм/рад;

ф- текущий угол поворота лопасти нитераскладчика, рад .

Н

у= л (2)

Зависимость (2) графически представляется в виде прямой, параллельной оси У. Искомая точка раскладки "А" будет находится на пересе-

чении этой прямой и рабочей кромки, лопасти, соответствующих текущему углу поворота лопасти. Воспользовавшись нормальным уравнением прямой и соблюдая условие равномерности перемещения точки раскладки нити вдоль образующей, решена система уравнений и определены координаты точки раскладки :

X = V • <р

_Х • cos X+Y • sin X - Р=0 (3)

По найденным координатам точки "Aj получен теоретический профиль направляющей планки. Из гаммы профилей направляющей планки выбран профиль, отвечающий условию V « const (отклонение от средней скорости не должно превышать 5%) для точки раскладки "А".

Чтобы конструктор мог самостоятельно по составленному им самим алгоритму сотавить программу и успешно спроектировать ните-раскладывающий механизм, расчёты по проектированию механизма проведены в одной из самых мощных и эффективных математических систем - MathCAD.

Критерием выбора рационального профиля планки является профиль, по форме близкий к дуге окружности, удовлетворяющий условию плавности линии и технологичности изготовления. Для этих профилей повторён расчёт с более мелким шагом, чтобы убедиться в отсутствии больших скачков в линии профиля направляющей планки.

Искомый профиль направляющей планки аппроксимирован дугой окружности и проверена величина расхождения координат теоретического и практического профиля направляющей планки.

После выбора параметров профиля рабочей кромки лопасти ните-раскладчика и профиля направляющей планки произведён анализ полученной конструкции и выбран наиболее приемлемый вариант. Проана-

лизировать практическое перемещение точки раскладки (варианты конструкций) необходимо с точки зрения выполнения основных условий:

V и const - скорость перемещения нити вдоль образующей паковки (отклонение от средней скорости не должно превышать 5%);

8 > [8] - угол перекрещивания рабочих кромок лопастей нитераск-ладчика, где [5] является допустимым углом перекрещивания рабочих кромок лопастей нитераскладчика и равен тс/6;

х < [т] - угол давления, где [т] является допустимым углом давления и равен и/4.

Результаты проведённых расчётов при параметре рабочей кромки лопасти "р" (рис. 2) в пределах от 16 мм до 40 мм показали, что профиль планки, близкий к дуге, получается при значении параметра рабочей кромки лопасти "р" равного 16 мм. Отклонение текущей скорости точки раскладки при наматывании паковки от средней скорости составляет не более 2 %. Но при этом условия передачи нити затруднены, так как угол перекрещивания 8 становится меньше [8]. Поэтому параметр рабочей кромки лопасти "р" конструктивно необходимо принимать в пределах от 29 мм до 40 мм.

Результаты расчётов выявили рациональные соотношения между основными параметрами механизма раскладки нити и заданным параметром " Н " рабочей области раскладки нити на паковку :

- центры осей вращающихся нитеводителей расположены на одной линии, параллельной оси вращения паковки;

- каждая из осей смещена относительно центра симметрии области раскладки нити на величину, равную от 0,021 до 0,025 параметра "Н " рабочей области раскладки нити;

- радиус вращающихся нитеводителей равен 0,76 параметра "Н " рабочей области раскладки нити;

-радиус направляющей планки с криволинейной поверхнос (выполненной в виде дуги окружности) равен от 1,023 до 1,027 парал pa "Н " рабочей области раскладки нйти;

- центр радиуса направляющей планки с криволинейной поверхнос' отстоит от линии, которой принадлежат центры осей вра-щающи нитеводителей, на величину 0,35 параметра "Н " рабочей области р кладки нити и лежит на линии симметрии области раскладки нити. В третьей главе рассмотрено напряжённое состояние паковки крес вой намотки прецизионного способа наматывания.

Параметры напряжённого состояния паковки (плотность слоев т< намотки, послойное распределение давления, давление на основание ковки, структура паковки, натяжение в слоях ) тесно связаны между бой. Обобщающей характеристикой напряжённого состояния пако! считаем плотность намотки текстильного материала. На плотность ; мотки оказывают влияние натяжение нити при её наматывании, струк ра намотки, упругие свойства тела намотки и т.д. . Находясь в тесн взаимодействии между собой и параметрами напряжённого состояв паковки (например, давления между слоями) моделирование процес формирования паковки на основе только экспериментальных данн становится проблематичным. Напряжённое состояние паковки долж учитывать изменения намоточного натяжения, усилия прижима те вращения к укатывающему валику,' структуры паковки, упругих харак: ристик в функции межслойных давлений, релаксационных явлений.

При изучении напряжённого состояния паковки необходимо так; учитывать зависимости между таким параметром как давление на сл и его деформацией сжатия для определения упругих характеристик сл ёв паковки. При определении модуля упругости и плотности слоя и пользован простой в реализации метод, основанный на работе Волко A.M.-. Отличие от метода Волкова A.M. заключается в том, что в кач

стве пакета используется участок поверхности паковки, вырезанный вдоль образующей тела намотки и соответствующий площади матрицы прибора. При этом в пакете для эксперимента полностью сохраняется присущая намотанной паковке структура намотки слоя (угол подъёма нити, шаг витков и т.д.). Для определения модуля упругости "Ег " и плотности слоя "р" использовался полный факторный эксперимент для трёх факторов - ПФЭ 23. В качестве факторов выбрано текущее давление "р", угол подъёма витков "а"и шаг витка нити "й". В применяемой модели давление обусловлено силой сжатия, поэтому натяжение нитей в пакете слабо влияет на результаты эксперимента. Исследовались образцы, сформированные из хлопчатобумажных кручёных ниток 30 текс и армированных ниток (хлопок с лавсаном) 50 текс. Давление на образец изменялось в пределах от 0 до 0,47 МПа .

Отсев статистически незначимых коэффициентов регрессии при уровне значимости а = 0,05 и доверительной вероятности Рд=0,95 , определил уравнение для двух типов пряжи : для хлопчатобумажных ниток 30 текс

/?=0,46+0,675^+0,785^-0,0029/7+0,0157/^ (4) ; Ег= -11^1+61,517/?-1,1ф^+8,625а+0,0987/г (5) для армировайных ниток 50-текс

р—0,68+0,739/7+0,781ог ~ 0,0045^+0,(Й63рой ■■ (6) Ег = (7) .

При определении упругих характеристик паковки используется значение коэффициента заполнения нитью объёма тела намотки, найденное экспериментальным путём или выбранное приближённо. Однако такое допущение в выборе коэффициента заполнения нитью объёма тела не может быть применено к паковкам прецизионного способа наматывания, так как структура этих паковок имеет параметры, жёстко опреде-

ляемые и однозначно взаимосвязаннее между собой.В прецизио! приёмно-мотальных устройствах отношение числа намотанных на вращения витков нити в единицу времени к числу двойных ходог тераскладчика остаётся величиной постоянной за всё время нараб паковки (так называемое передаточное отношение "1" ). Коэффиц: заполнения нитью объёма тела намотки определён с учётом реаш структуры паковок прецизионного способа наматывания. Сравненш зультатов расчётов нахождения коэффициента заполнения нитью 061 тела намотки для нескольких паковок с различными передаточным* ношениями с экспериментальными данными показало, что расчёт данные хорошо согласуются с данными эксперимента.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований казывают, что тела намотки обладают цилиндрической анизотропией ругих свойств. Коэффициент анизотропии "со" (таблица) наглядно д( зывает различие упругих свойств исследуемых тел вращения в окруж и радиальном направлении .

< Таблица

Г:" 'Вид " "" ; Шмм* ф

,¡1709.49

¿итй-и \667,11 I

10... 62 6...31

На величину коэффициента анизотропии оказывает влияцие струк-паковки и её параметры, определяющие напряжённое состояние тела мотки. При исследовании давлений в слое намотки нити, определе] упругих характеристик тела вращения и плотности слоя становится с видным зависимость этих параметров напряжённого состояния бобр от структуры паковки : угла подъёма витка, шага витка наматывания ти на паковку.

Известными методами исследования получены данные по распределению плотности намотки в слоях паковок прецизионного способа наматывания и проведено сравнение полученных результатов с данными распределения плотности намотки по слоям в паковках произвольной намотки. Режим наматывания с этими передаточными отношениями между паковкой и нитераскладчиком оставался постоянным: скорость, наматывания нити на паковку 800 м/мин; натяжение нити в зоне натяжной прибор - нитераскладчик 20 сН; усилие прижима паковки к укатывающему валику 22 Н; использовались хлопчатобумажные нитки линейной плотности 10 текс х 3 х 3; наматывание нити проводилось на стандартный цилиндрический пластмассовый патрон диаметром 103 мм; процесс наматывания осуществлялся на одном технологическом месте. На машине марки ММЛ фрикционным способом была намотана паковка, предназначенная для крашения (паковка мягкой намотки).

Контактным способом по методике с помощью закладки металлических пластинок было определено распределение плотности намотки нити по слоям паковки. За слой принималась масса одного переработанного початка. По результатам исследований выявлено, что объёмная плотность паковок прецизионного способа наматывания по слоям равномерная (разброс значений послойной плотности составляет 0,02 г/см3 ) и не превышает значений контрольных показателей для паковок мягкой намотки. 'Значения средней величины объёмной плотности тела намотки прецизионного способа наматывания (0,541 г/см3) пр сравнению с паковкой мягкой намотки (0,368 г/см3) значительно увеличены, что даёт возможность получения прецизионным способом наматывания паковок с длиной нити на 30% больше,чем на паковках мягкой намотки без ухудшения проницаемости слоев тела намотки.

Сравнение распределения послойной плотности, полученного экспериментально бесконтактным методом (1) (рис.3) и рассчитанное (2)

по формулам (4) и (6) показывает, что распределение послойной плс сти паковки по формулам (4) и (6) хорошо согласуется с экспери тальными данными:

- уменьшение угла подъёма витка на паковке в сочетании с мeJ шагом витков даёт увеличение значения послойной плотности , коэс циента заполнения объёма тела нитью и ведёт к существенному п шению межслойных давлений;

1 2 3 4 5 6 7

Номер слоя

Рис.3

- из нескольких вариантов паковок с различными параметр структуры наиболее отвечают требованиям паковок под крашение б ны с равномерным распределением плотности по слоям. В четвёртой главе представлен анализ структур паковок прецизио! намотки под крашение . С помощью ЭВМ получены расчётные да! для определения параметров рациональной структуры намотки.

Известно, что на эффективность жидкостных обработок текст ных материалов существенно влиияет гидравлическое и аэродинам ское сопротивление материала. Проницаемость паковки зависит от пределения плотности тела намотки в радиальном направлении и в образующей паковки. В первом приближении для увеличения прони

мости паковки достаточно будет получить равномерное распределение послойной плотности.

Проведены исследования влияния параметров намотки и структуры паковки на воздухопроницаемость паковок методом ПФЭ 23 . Паковки формировались на экспериментальном односекционном стенде прецизионного способа наматывания. При планировании эксперимента в качестве факторов рассматривались следующие независимые параметры: Х1 -«

натяжение нити при наматывании паковки; Хг - усилие прижима паковки к опорному валику; X* - угол подъёма (раскладки нити) витка на паковке; Х4 - шаг витков на паковке; Х5 - диаматр наматываемой нити. Значение каждого фактора поддерживалось постоянным в процессе формирования паковки по слоям. Диапазон варьирования значениями факторов выбирался на основе проведённых экспериментов.

В качестве параметра оптимизации принята воздухопроницаемость готовой паковки. По экспериментальным данным проведён регрессивный анализ с помощью ЭВМ, в результате которого получены уравнения регрессии, позволяющие выявить характер и степень воздействия каждого фактора на проницаемость паковки.

Теоретические исследования показали, что проницаемость паковок можно охарактеризовать с достаточной точностью прямым измерением сопротивления паковки путём пропуска через толщину намотанного материала одного и того же количества сплошной среды- воздуха. Исследования проводились на экспериментальной установке контроля проницаемости паковок. Приводится описание установки и методики измерения воздухопроницаемости паковок в промышленных условиях.

Сравнение значений воздухопроницаемости паковок, рассчитанных по уравнению регрессии и полученных экспериментально с помощью установки контроля проницаемости паковок показало, что теорети-

ческие значения воздухопроницаемости паковки хорошо согласуют экспериментальными данными.

На основе теоретических и экспериментальных выкладок соз, методика подбора рациональной структуры паковки под крашение с том параметров структуры тела вращения и параметров намотки нит бобину.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основе анализа состояния вопроса установлено,что:

- к перспективным конструкциям нитераскладчиков для получ< паковок крестовой намотки под крашение следует отнести крыльч: (лопастные) нитераскладчики, органично сочетающие в себе пре! щества нитераскладывающих устройств;

- исходя из основных требований к конструкции нитерасклад-(высокая скорость перемотки нити, мгновенный реверс на концах кладки нити на паковке, возможность смены структуры получаемой бины по желанию производителя благодаря быстрой переналажива сти механизма раскладки, получение равноплотной паковки вдоль о зующей тела намотки) безынерционный лопастной нитераскладчик пасти которого вращаются с постоянной окружной скоростью, наиб подходит на роль нитераскладчика для получения цилиндрических г вок крестовой намотки под крашение высокого качества при скор от 1 ООО м/мин и выше.

2. Разработанная методика проектирования лопастного ните; ладчика позволяет определить перемещение и скорость точки раскл нити.

3. Результаты расчётов по методике проектирования лопает нитераскладчика выявили рациональные соотношения между основ}

параметрами механизма раскладки нити и заданным параметром " Н " рабочей области раскладки нити на паковку .

4. Подтверждена правильность принятия в качестве обобщающей характеристики напряжённого состояния паковки плотность намотки текстильного материала, так как плотность намотки отражает свойства наматываемого материала, условия процесса наматывания и производственное назначение паковки, а также находится в тесной связи с натяжением в витках намотки и давлением между ними.

5. Модуль упругости слоя нити является величиной переменной и растёт пропорционально давлению в рассматриваемом диапазоне давлений. На значения модуля упругости оказывают влияние (в том числе и смешанное влияние) такие параметры структуры намотки паковки как угол подъёма витка и шаг витка наматывания нити. С уменьшением угла подъёма витка и уменьшением шага витка растёт значение модуля упругости слоя нити.

Плотность слоя также является величиной переменной и растёт с ростом текущего давления. На значения плотности оказывают влияние параметры структуры намотки паковки : угол подъёма витка и шаг витка наматывания нити. С уменьшением угла подъёма витка и уменьшением шага витка растёт значение плотности слоя нити .

6. Постоянство параметров структуры паковки открывает возможность более точно аналитически найти коэффициент заполнения нитью объёма паковки, не прибегая к экспериментальному определению всевозможных коэффициентов.

7. Паковки крестовой намотки прецизионного способа наматывания обладают высокой степенью анизотропии. На величину коэффициента анизотропии оказывает влияние структура паковки и её параметры, определяющие напряжённое состояние тела намотки.

8. Увеличение плотности намотки паковки прецизионного спос наматывания (по сравнению с паковкой мягкой намотки) не влияет картину распределения плотности намотки по слоям, а использова! бесконтактного метода исследования паковки с применением более п стых в настройке и работе приборов обеспечивает достоверность по чаемых результатов.

9. Увеличение плотности паковки без изменения геометричес размеров тела намотки достигается за сч§т использования при преци онном способе наматывания оригинальных передаточных отношен обусловливающих подбор рациональных для крашения структур па вок.

. 10. Уменьшение угла подъёма витка на паковке в сочетании с м , ким шагом витков даёт увеличение значения послойной плотности , эффициента заполнения объёма тела нитью и ведёт к существеннс повышению межслойных давлений.

11. Подтверждена правильность принятия в качестве параме-оптимизации проницаемости бобины воздухопроницаемость готовой ковки. Факторами, влияющими на воздухопроницаемость паковки, ляются натяжение нити при наматывании паковки, усилие прижима ковки к опорному валику, угол подъёма (раскладки нити) витка на ковке, шаг витков на паковке, диаматр наматываемой нити.

.....12. Исследования показали, что проницаемость паковок мо»

охарактеризовать с достаточной точностью прямым измерением con; тивления паковки путём пропуска через толщину намотанного матер ла одного и того же количества сплошной среды- воздуха.

13. На основе теоретических и экспериментальных выкладок, с дуя методике подбора рациональной структуры паковки под крашен с учётом параметров структуры тела вращения и параметров намот нити на бобину, возможен подбор рациональной структуры паког

под крашение . Это должна быть структура с равномерным распределением плотности по слоям и вдоль образующей тела вращения и имеющая величину коэффициента заполнения объёма тела вращения нитью в диапазоне от 0,6 до 0,85 в сочетании с величиной коэффициента проницаемости паковки в диапазоне от 760 м2 до 1800 м2 .

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Патент № 2004488 РФ . Способ формирования текстильной паковки.// Астреин Э.П., Безденежных А.Г.. Бюл. № 45-46 15.12.93 г.

2. Положительный результат экспертизы на заявку № 024262 РФ. Способ формирования паковки рациональной структуры под крашение.// Астреин Э.П., Безденежных А.Г. Приоритет 10.09.96 г.

3. Положительный результат экспертизы на заявку № 020977 РФ. Устройство для расхладки нити на паковку.// Безденежных А.Г., Астреин ЭЛ., Ясинская 3.3. .Приоритет 21.10.98 г.

4. Безденежных А.Г., Аносов В.Н., Астреин Э.П. Получение паковки рациональной структуры под крашение// Тезисы республиканской научно-технической конференции "Пути совершенствования технологии и оборудования в льняной отрасли текстильной промышленности". - Кострома, 1994 г., с.75.

5. Безденежных А.Г., Аносов В.Н. Рациональная структура паковки под крашение. // Юбилейный сборник научно-исследовательских работ кафедры ТММ и ПрТМ .- Кострома,1995 г., с.47 .

6. Безденежных А.Г., Ясинская 3.3. "Разработка методики проектирования лопастного нитераскладчика"// Методика АООТ "Костромское СКБ ТМ" - Кострома, 1998 г.

7. Безденежных А.Г., Волков A.M. Распределение послойной плотности намотки в паковках прецизионного способа наматывания// Изв. вузов. Технология текстильной промышленности.-Йваново, 1998 г., № 1, с. 43 .

Автореферат Безденежных А.Г.

Подписано в печать 17.11.98г. Заказ286.Тираж 100.КГТУ.