автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Оптимизация процесса шлихтования и стабилизация приклея пряжи по усилию разделения нитей в ценовом поле шлихтовальной машины

I? п '''¡¡О г; "Г и . .• ■!

ИВАНОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕКСТИЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ имени М. В. ФРУНЗЕ

На правах рукописи

ФОМИЧЕВА Татьяна Николаевна

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ШЛИХТОВАНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИЯ ПРИКЛЕЯ ПРЯЖИ ПО УСИЛИЮ РАЗДЕЛЕНИЯ НИТЕЙ В ЦЕНОВОМ ПОЛЕ ШЛИХТОВАЛЬНОЙ МАШИНЫ

Специальность 05.19.03 — Технология текстильных материалов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иваново 1990

Работа выполнена в Ивановском ордена Трудового Красного Знамен« текстильном институте им. М. В. Фрунзе ((ИвТИ).

Научный руководитель —

•кандидат технических наук, доцент Маховер В. Л.

О ф 'и д и а л ь н ы е оппоненты:

доктор технических наук, профессор Федосеев В. Н., кандидат технических наук, доцент Федоренко Н. А.

Ведущее предприятие —

Ивановская ордена «Знак Почета» ткацкая фабрика имени С. М. Кирова.

Защита состоится « //. » . . 199 0 г.

в "//. часов на заседании специализированного совета К-063.33.01 .в Ивановском ордена Трудового Красного Знамени текстильном институте имени М. В. Фрунзе по адресу: 153475, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан « » . 1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук, ^

доцент

КУЛ ИДА Н. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

' 0; ;нсй из важнейшее народно-хозяйственных задач в настоящее ^Изъявляется насыщение рынка высококачественными, товарами народного потребления. В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986 - 1990 год:: и на период до 2000 года" предусматривается доведение выпуска тканей в 1990 го-1 ду до 14 - 15 трц. квадратных метров* При этом необходимо зна-. чительно улучшить художественную отделку тканей, расширить их ассортимент, обеспечить рациональное использование сырья и энергетических ресурсов. Задачи, доставленные перед текстильной промышленностью, доапснн решаться за счет повыаения производительности труда, технического перевооружения й оснащения предприятий высокоэффективными системами машин и оборудования на основе научно-технического прогресса.

Актуальность работы. Качество вырабатывав-! мой ткани и производительность труда в ткацком производстве определяются преаде всего свойствами перерабатываемой пряжи и её обрывностью, которая в значительной степени зависит от качества проведения подготовительных операций. Наиболее сложной и ответственной операцией подготовки пряжи к ткачеству является шлихтование. Одна шлихтовальная машина обслуживает от 400 до 700 ткац-шх станков, и поэтому сбой в технологии шлихтования даже на од-юй шлихтовальной машине в течение небольшого промежутка. времени >трицательно сказывается на производительности ткацкого оборудо-¡ания, качестве тканей и отходах пряжи. Широкое внедрение высоко-[роизводительных ткацких станков и.использование укрупненных па-:овох, необходимость сокращения отходов пряжи, энергетических «трат и улучшения качества продукция предъявляют серьезные требования к повышению эффективности михтоьаяьного процесса.

• Актуальность теш заключается в том, что она направлена на совершенствование технологического процесса на шлихтовальных машинах за счет оптимизации его параметров, позволяющих вырабаты-■ вать ткань с менылими затратами и с минимальным уровнем, обрывности основных нитей в ткачестве. ■

Цель и задачи исследования. Целью ■ настоящей работы является повшение качества ошлихтованных основ и снижение расхода клеящего материала за счет оптимизации процесса шлихтования и стабилизация приклея пряжи на оптимальном уровне,

В соответствии с общей целью в работе поставлены следующие , задачи:

- исследовать влияние основных технологических параметров процесса прокдеивания на степень отжима пряжи и величину истин-

• ного приклея;

- оптимизировать процесс проклеивания пряжи шлихтой для повышения устойчивости её к механическим воздействиям на ткацком станке и достижения минимальной обрывности основных нитей в ткачестве;

- экспериментально исследовать зависимость силы склеивания шлихтованных нитей в ценовом поле шлихтовальной машины от величины истинного прикиея пряжи и других параметров шлихтования. Для этого предложить новый способ определения силы склеивания по усилию разделения нитей непосредственно в ходе технологического процесса;

- выявить условия стабилизации-процесса шлихтования в оптимальном режиме с использованием текущего контроля силы склеивания шлихтованных нитей;

^~предлолШть~математическую модель _проце.сса_разделения нитей неврацащимся разделителем круглого сечения;

- с применением нового способа определения силы склеивания

нитей и разработанной математической модели теоретически обосновать оптимальные условия'сухого разделения основ. 1

Решение указанных задач соответствует направлению научных исследований Ивановского ордена Трудового Красного Знамени текстильного института им. М.Б.Фрунзе по совершенствованию техники и технологии ткацкого производства.

Методы исследования. Решение поставленных задач осуществляюсь с использованием экспериментальных и теоре-1 тических методов. Проводилось математическое планирование и анализ факторных экспериментов. При лабораторных испытаниях шлихт о-юхгаой прям для определения её истинного приклая, влажности и технологических свойств, а таю?.о при измерении обрывности основных нитей в ткачестве притенялись методы исследования по стандартным и широко известным методикам. Обработка экспериментальных данных осуществлялась с помощь» методов теории вероятностей и математической, статистики. Отбор образцов пряна! для исследования на влажность, после отжимных валов проводился с помощью специально изготовленного нага устройства, а измерение'силы склеивания с применением разработанной экспериментальной установки. Все экс-' перименталыша исследования проведены в' условиях Ивановской ткацкой фабрики им. С.М.Кирова на шлихтовальных машинах ШБ-П/140 с применением методов тензометрия и совремегоюй записывающей аппаратуры. При математическом моделировании процесса сухого разделения основ использовались методы высшей математики» аналитической геометрии и теоретической механики. Расчеты й анализ математических моделей проводились на ЭВМ ЕС - 1033.

Научная новизна. Впервые установлен различный характер изменения степени отжима пряки от скорости шлихтования в зависимости от величины -отжимного давления. Дано объяснение этому явлению через совокупное вготв времени отжига, попорвчной

-5 -

деформации пряжи, структурной вязкости шлихты и других парамет-• ров. Проведена оптимизация процесса проклеивания пряжи шлихтой при подготовке основ дня ткани репс арт. 871 на шлихтовальной ма-. шине ШБ-11/140,

Разработан новый способ определения сшш склеивания нитей по . у.скяию их разделения в процессе шлихтования (а.с. СССР И 1344827). Предложено математическое описание процесса разделения нитей не-вращащимся разделителем круглого сечения.' С применением указанного способа определения силы склеивания нитей в ценовом поле шлихтовальной машины и аналитических зависимостей, описывающих процесс разделения, впервые;

- получены экспериментальные математические модели для силы склеивания шлихтованных нитей и сделан их технологический анализ;

- разработана методика экспериментально-аналитического опре-> деления коэффициента жесткости нитей при разделении}

- изучено влияние диаметра разделителя, заправочного на'тязш-ния нитей и других факторов на параметры разделения и механические воздействия на нити основы, характеризуемые работой сил тре-дия нитей на дугах, охвата разделителя и усилием, действующим на разделительный пруток. Дано теоретическое обоснование опт шальных условий разделения основ.

- показана возможность использования измерений силы склеивания шлихтованных нитей для стабилизации процесса шлихтования в

■ оптимальном режиме за счет создания необходимого количества и ка-че сва приклея.

Практическая ценность и реали-за ця я—р е'зулъ га тов работы. Разработанные штоды эксперименгально-аналигиче'ского исследования и~аналйза процессов проклеивания и разделения нитей могут,быть использованы для дальнейшего изучения и совершенствования техники и техно- ц -

. логии шлихтования.

Найденные оптимальные параметры оухого разделения основ позволяют снизить механические воздействия ценовых разделителей на нити и максимально сохранить технологические свойства шлихтованной пряжи. Результата текущего контроля силы склеивания нитей с применением нового способа (а.с. СССР # 1344827) вместе с измере-, ниями скорости шлихтования и влажности шлихтованной пряжи можно , использовать для стабилизации процесса шлихтования по количеству и качеству приклея.

Проведенная оптимизация процесса прокяеивания пряжи шлихтой дала возможность снизить на 10% расход клеящего материала и на 13,2% обрывность основных нитей при выработке репса арт. 071. Экономический эффект от внедрения оптимальных параметров шлихтования на Ивановской ткацкой фабрике им. С.М.Кирова составил 3 ¿3 тысяча рублей или 17,55 рубля в расчете на один станок в год.

Апробация работы. Результаты научно-исследовательской работа были доложены:

- на областной научно-технической конференции "Текстильной промышленности - передовую технику и прогрессивную безотходную • технологию". Иваново, май 1986 г.;

- на Всесоюзной научно-технической конференции молодых- ученых "Технологический прогресс в развития ассортимента и качества изделий легкой промышленности". Иваново, май 1987 г.; '

- на областной научно-технической конференции ."Научным разработкам - широкое внедрение в практику". Иваново, май 1988 г.; •

- на областной научно-технической конферендии "Новые технические и технологические разработки и их внедрение л текстильной и легкой прошпленности". Иваново, май 1989 г.;

- на Всесоюзной научно-технической конференция " Новое в

технике и технологии текстильного производства". Иваново, май

-5 -

1990 г.;

- на расширенном заседании ка$едры ткачества Ивановского текстильного института им. М.В.Фрунзе, октябрь 1990 г.

Новый способ определения силы склеивания нитей в процессе шлихтования был представлен на областной ярмарке научно-техничес-. ких идей (Иваново, IS87 г.).

Основное содержание диссертационной работы изложено в двух отчетах ШОР ( Mi ГР 0184003723?, 01.86.0048156), выполненных при непосредственном участии соискателя, и в девяти публикациях, среди которых одно авторское свидетельство на изобретение.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 5 разделов с выводами после каждого, общих выводов, списка литератури и приложений. Общий объем работы .185 страниц. Основная часть содержит 151 страницу машинописного ■ текста, 29 рисунков и список использованной литературы из ИЗ наименований. Приложения изложены на 34 страницах и включают'в себя акты производственных проверок и внедрения результатов исследований, программы расчета параметров процесса на ЭВМ и промежуточный материал но.обработке экспериментальных данных.

СОДЕРШИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определены цель, задачи исследования и методы их осуществления. Отражены научная новизна, практическая ценность и рвали; чцня результатов работы.

Б первом разделе приведен аналитический обзор -экспериментальных и теоретических работ, посвященных процессу шлихтования. Обращено внимание на~то,~чго-тех)юлогически^р>оцесс на шлихтовальных машинах представляет собой сложную многофакторную систему с различным по своей физической природе характером

- 6 -

происходящих явлений. Это затрудняет установление взаимосвязи между технологическими параметрами и характеристиками процесса и обусловливает применение экспериментальных методов исследования. Наряду с известными, не вызывающими сомнения представлениями о процессе шлихтования, имеются- неоднозначные, а порой и противоречивые выводы, требующие-дальнейшего изучения. Так» в исследованиях разных авторов неодинаково оценивается влияние скорости шлихтования на степень укоса шлихты протей и величину истинного при- ' клея. Во многих работах не учитывается влияние структурной вязкости шлихты при анализе полученных результатов.

Важным направлением совершенствования процесса шлихтования является его оптимизация, позволящая без дополнительных капитальных затрат повысить эффективность этого процесса и улучшить качество ошлихтованных основ» Объектами оптимизации чаще всего являются клеевой и сушильный аппараты шлихтовальной машины, где происходит пропитывание пряжи шляхтой и формирование технологических свойств шлихтованной пряжи. Закономерности процессов проклея-вания и отжима пряжи изучены недостаточно. В качестве критериев оптимизации разные авторы используют обрывность основных нитей в ткачестве и истинный приклей пряжи, как'наиболее полно отражающие результат процесса шлихтования, а также критерии комплексной ' оценки технологических свойств шлихтованной пряжи, определяемые на специальных приборах, имитирующих работу ткацкого станка. При большом количестве факторов; влияющих на процесс шлихтования, существенное значение для его стабилизация'на оптимальном уровне имеет применение надежных измерителей приелся и других критериев в ходе технологического процесса. Однако до настоящего времени такие приборы на шихтовальных мапинах отсутствует.

При выборе шлихтующего препарата в лабораторных условиях

определяется сила склеивания шлихтованию нитей, которая являет-"

- 7 -

оя выходным параметром процесса шлихтования и проявляется во вза имосвязи с истинным приклеем и другими параметрами процесса при разделении нитей в дековом поле шлихтовальной машины. Погтому для стабилизации процесса шлихтования в оптимальном режиме представляет интерес разработка способа текущего контроля силы склеивания. Определение зависимости силы склеивания шлихтованных нитей от различных параметров требует дополнительных исследований.

Работы, ставящие своей задачей максимальное сохранение свойств шлихтованной пряжи при воздействии ценовых разделителей, нооят & -основном экспериментальный характер без должного учета силы склеивания нитей. Отсутствует математическая модель и теоретическое обоснование оптимальных условий сухого разделения основ.

На оснований анализа.работ советских и зарубежных ученых в области шлихтования ( А.В.Брут-Бруляко, А.В.Иванова, В.Л.Маховера, Б.М.Павлова, В.Г.Сушрева, Н.А.Федоренко, И.Траутера, Х.Бётле и других) выбрано направление исследования и определены задачи,'решаемые в диссертации.

Второй раздел диссертации посвящен исследованию степени У отжима прязи (уноса шлихты пряжей, или остаточной влажности пряни после отжима) в зависимости от ренима работы клеевого аппарата.

" Эксперимент проводился с использованием крахмальной пишты на шлихтовальной машине ШБ-Н/140 при подготовке основ дня выработки репса арт.871. С целью сокращения объема измерений был выбран <очный факторный план с малым числом опытов, близкий к В -оптимальному. В качестве определяющих параметров, наиболее существенно шшятеих на процесс пропитки основы приняты: скорость Х< шлихтования, глубина Хг погружения основы в шлихту, давление воз— духа в пневмокамере первой Х5 (по ходу нитей) и второй ХА пары валов. Эти факторы варьировались в пределах: X, = 50 ... 70 м/мин,

Xt= о ... 82 юл, Х3 и Х4 от 0,5-ю5до 2,0-Ю5IIa. Для исключения взаимосвязи выбранных факторов регулятор влажности ошлихтованных основ после сушильного аппарата в эксперименте был отключен. Степень отжима пряли в повторных опытах определялась в начале, середине и в конце наработки навоев о помощью специально изготовленного вами устройства, позволяющего осуществлять отбор > образцов пряжи для последующего лабораторного анализа, непосред-, ственно после второй отжимной дари на рабочем ходу шлихтовальной машины.

Полученные в результате эксперимента данные подвергались математической обработке с далью получения математической модели для степени отжима пряг.г. Расчет коэффициентов регрессии проводился на ЭВМ по программе, ькшочагацей в себя несколько этапов. Сначала были найдены все 15 коэффициентов, соответствующие исходной расчетной матрице насыщенного плана. После исключения незначимых коэффициентов матрица корректировалась, а коэффициенты регрессии пересчитывали» заново. Незначимые из гоос вновь исключались из дальнейшего рассмотрения. В итоге получена адекватная математическая. модель со значшшт коэффициентами

У = 65,9 - 1,840t,- 7,101*+ 8,85xj + 3,17Х,ЗГ,, %, { 1 ) где факторы ОС, и Xh имеют кодирование значения.

Анализ математической модели показывает, что она не противоречит известным экспериментальным фактам. С помощью её и спеця-' алъио проведенного классического эксперимента впервые установлено, что с увеличением скорости шлихтования (в определенных пре-. делах) степень отжима пряжи мояег возрастать, убывать или оставаться неизменной в зависимости от величины "отяимного давления. Б работе дано теоретическое объяснение этому явлению через сого-купное влияние времени отжила .поперечноК деформации пряжи, структурной вязкости шлихты п других факторов. Е условиях mcnvpmimn-

- 9 -

та получено определенное (критическое) давление меэду отжимными " валами,' при, котором степень отида пряжи не зависит от скорости шлихтования. Согласно математической модели ( I ) это соответст-. вует значению фактора Х^ = 3,68-Ю5Па. При таком давлении сжатого воздуха в пневмокамере второй пары отжимннх валов величина У = =, 62 ¡8%.

В третьем разделе с- учетом полученных зависимостей для степени отжима пряжи проведена экспериментальная оптимизация процесса прокяеивания пряжи шлихтой,

Б условиях факторного эксперимента, изложенного в предыдущем разделе, определялся приклей пряжи по навоям и обрывность основных нитей при выработка ткани о каждого опытного навоя (примерно по 35м в начале, в середине и в конце срабатывания). Истинный приклей пряжи в опытах рассчитывался по значениям влажности > У пряжи после отжима и концентрации С . шлихты по сухому остатку, определенному по- отобранным из клеевого аппарата навескам шлихты: Пи = С У / ЮО, р. В эксперименте использовалась шлихта, содержащая на ЮОО л объема 56кг маисового крахмала, 0,4кг хлопкового масла и 0,1кг смачивателя 0П-10, которая готовилась на автоматизированной линии ЛАШ-1.

Полученные экспериментальные данные из-за большого их разброса не позволили выявить определенную взаимосвязь между обрывностью и величиной истинного приклея пряжи, что объясняется влиянием на обрывность случайно изменяющегося температуряо-влажностного режима и ткацком цехе и других факторов, не зависящих от шлихтования. Поэтому для нахоадения оптимальных параметров процесса проклеива-1лия._пр_яжи шлихтой специально отобранные образцы прям с опытных навоев .сформированных гц^раэличных^условиях-е^определенной величиной истинного приклея,подвергались испытанию на стойкость к истиранию З0',ь наиболее слабых/нитей на приборе ТКИ-5-27- В реэульта-

/

' - Ю -

то этого дополнительного исследования установлено, что данный ком^' плсксний показатель технологических свойств шшхтоваиной пряки подчиняется нормальному закону распределения вероятностей и имеет максимум в функции истинного приклея. Величина Пц= 3,6/1, при которой достигалась (с относительной погрешностью Ъ%) 'наибольшая стойкость пряжи к истиранив, была принята за оптимальный приклей, вместо существующего па фабрике Пи= 4,0 ... 4,2%.

При указанном вкпе рецепте шлихты на базе факторного эксперимента получены параметры процесса шлихтования, обеспечивающие подготовку основ для выработки репса арт, 871 с оптимальной величиной истинного приклея прям. Шлихтование пряди в этом случае должно осуществляться непосредственно в жале отжимных валов (без погружения в шлихту) при скорости 70 м/мин и давлении воздуха в ' пневкокамерах первой и второй отжимных пар соответственно в I,25 и 1,6В* 10* Па.

При неизменном режиме суики и золы формирования ткацкого навоя предложенные оптимальные параметры подвергались производственной проверке. Она заключалась в определении обрывности основных нитей в ткачестве по мере срабатывания навоев, подготовленных по' ' технологи! фабрики ж при'оптимальных параметрах процесса прокат еи-вания. Обрывность соответственно составила 0,15 и 0,13 обрыва на метр наработанной ткани. Математическая обработка результатов производственного эксперимента показала, что различие в обрывности, до и после оптимизации статистически значимо. Поэтому можно утвер^ здать, что проведенная оптимизация процесса шлихтования снижает-обрывность основных нитей в ткачестве на 13,3$ , что является следствием улучшения качества подготовленные основ. Последнее также подтверждается параллельными испытаниями образцов шлихтованной пряжи па стойкость к истирании ЗОЙ наиболее слабы/ нитей. Снижение обрывности основных нитей на тканких станках достигнуто при

- 11 -

одновременном уменьшении расхода клеящего материала. • ■ Внедрение оптимальных параметров процесса шлихтования на Ивановской ткацкой фабрике им. С.М.Кирова дало возможность получить •определенный экономический эффект.

Б четвертом разделе про ведено исследование .силы склеивания нитей в процессе шлихтования с целью определения • возможности её использования для стабилизации прикдея пряжи.

Текущие измерения силы сметания производились о помощью предложенного наш нового способа её определения (а. с. СССР Л 1344827) по усилию разделения нитей в ценовом поле шихтовальной машины. Согласно этому способу сила склеивания нитей рассчитывается по результатам измерений натяжения Тн нитей до разделения (в расчета на одиночную нить) и угла £ разделения нитей:

Рскд -Тн^р. . ( 2 )

При постоянной скорости шлихтования непрерывные реализации величин Тн и р' одновременно фиксировались с помощью- самописца ка координатной бумаге, для чего были изготовлены специальные датчики, установленные на шлихтовальной машине после сушильного аппарата.

Для определения зависимости между силой склеивания, прикле-ем и другими параметрами проводился центральный композиционный рототабельный эксперимент. В условиях Ивановской ткацкой фабрики им, С.М.Кирова при подготовке основ для выработки ткани репс арт. 871 факторами процесса были выбрани скорость шлихтования ( К,) и дагление ( Хг) в пневдакамере второй пары отжимных валов. Пределы их изменения были такими же, как и в разделе 2. Шлихтование

Чтрдаг:ссуществлялось_в жале отжимных валов при давлении воздуха

г --п-— 5

а пневмокамере первого отжима Р( = 1,25*10 "Па^Кроме-оилы_оклеи-_

вания 1шгай в качестве выходных*параметров контролировались истинный приклей орлан - методом расшлихтовки и конечная влажность

- 12 -

ошлихтованных основ по прибору, установленному на шлихтовальной машине, контроль указанных параметров проводился в конце наработки очередного ткацкого навоя. При реализации каждой строки матрицы планирования делалось.5 повторносгей. Ь ходе всего эксперимента проконтролировано 65 опытных навоев при отключенном регуляторе влажности шлихтованной пряжи.

В результате математической обработки экспериментальных данных получены адекватные математические модели со значимым! коэф-фгпдаенташ:

- для истинного дряхлея пряжи

У, = 4,76 - 0,200а<- 0,567эГг - 0,2340С,Хг_ 0Д76х' , %, ( 3 ).

- для силы склеивания шлихтованных нитей

У, = 1,229 + 0Д17Х, - 0Д073Са , сН/нить, ( 4 )

- для конечной влажности пряжи

5,56 - 0,920Хг , %, ( 5 )

где факторы х, и X, заггасаны в кодированном ввде.

В работе приведены графические зависимости истинного при-клея Пи пряжи и силы склеивания Рскл шлихтованных нитей от факторов X, ( ТГ ,м/мин) и Хг ( Р,, 10* Па), построенные по уравнениям { 3 ) и ( 4 ). Анализ графиков показывает, что с увеличением скорости шлихтования Пи моясет возрастать или убывать в зависимости от величиин отжимного давления. При неизменной концентрации шлихты в клеевом аппарате это связано о аналогичным характером изменения степени отжима пряжи, объяснение которому дано (как и в разделе 2) через совокупное действие вымени отжима, структурной вязкости шлихты и других параметров.

Несмотря на то, что при фиксированных значениях отжимного давления с увеличением скорости шлихтования приклей пряхи может убывать, сила склеивания нитей возрастает, так как увеличивается определяющий её угол разделения, что связано с дефоркфованием

- 13 -

соединяющей нити клеевой пленки. В токе время, при всех исслодуе-" мых скоростях шлихтования, с возрастанием усилия отжима сила склеивания уменьшается, так как снижается истинный приклей пряжи.

Из совместного рассмотрения уравнений (3)к(4),(4)п ( 5 ) для определения взаимосвязи мевду приклеем У,, силой склеивания У, и конечной влажностью Ч5 шлихтованной пряжи получаем: У,= - 1,753 - 3,508а:,- 0,432 х,1 + 2,OToc<y,+ 5,299Уг , ( б ) Чг= 0,582 + 0,И7Х( + О.ПбУ» . ( 7 )

Анализ графиков, построенных по данным уравнениям показывает, что сила склеивания нитей возрастает с увеличением приклея пряжи, причем при более низких скоростях шихтования это выражено более резко, так как влияние скорости на силу склеивания значительно уменьшается. Сила склеивания нитей определяется не только количеством, но и качеством приклея, о чем свидетельствует различный • характер зависимости её от скорости шлихтования при Пи = const . Последнее объясняется изменением склеенности шлихтованных нитей в зависимости от конечной влажности гсрякк, что обусловлено изменением клейкости пленочного покрытия и его эластичности. С увеличением (в определенных пределах) влажности шлихтованной лряжи сила склеивания нитей возрастает.

Сила склеивания нитей, соответствующая заданной величине истинного приклея пряки, будет неизменной лишь при постоянной скорости шлихтования и неизменном давлении отжимных валов. Поэтому 1 для сгабилизагрш приклея нряаш по силе склеивания показания её необходимо дополнять измерениями указанных параметров. Однако даже при постоянных скорости шлихтования и давлении отжима сила , склеивания может изменяться, что является следствием возможных изменекий"кдличэства"ита-качаотва-приклэя.-Если, .например, при постоянном давлении Ps отжимали неизменной скорости ТГ шлихтования изменилась конечная влакностъ шлихтованной пряки, то это

- 14 -

будет свидетельствовать об изменении деформационных свойств эластичного покрытая отяимных валов, теплового режима сушки или параметров плихтн. Методом исключения в каэдом конкретном случае можно определить причину изменения истинного приклея.

Таким образом сила склеивания шлихтованных нитей выступает в качестве индикатора возможных отклонений технологического режима от оптимального. При неизменном тепловом режиме сушки, параметрах шлихты и полотна основы текущие измерения еэ можно использовать в автоматических устройствах стабилизации приклея пряжи путем соответствующего воздействия на отжимные валы. При постоянной скорости шлихтования необходимую конечную влажность шлихтованной пряжи . целесообразно поддерживать соответствующими изменениями давления пара в сушильных барабанах.

С использованием полученных зависимостей найдены параметры, которые необходимо поддерживать на шл:жговалыгай кашине, чтобы в условиях эксперимента получить оптимальный приклей Пп = 3,6$. Эти параметры оказались близки к оптимальным , указанным в предыдущем раздело.

В пятом разделе проведено теоретическое исследование процесса разделения шлихтованных нитей, движущихся с постоянной скоростью, на два рав^шх симметричных слоя невращающим-ся разделителем круглого сечения. Схема заправки нитей с обозна-' ченияш натяжений Тн , Т1 иТ2 (в расчете на одиночную нить), силы склеивания' Рскд , геометрических параметров X , Г , к , $ и суммарного усилия Р , действующего на ра .делитель, показана на рис. I ц (

Тн

Реи

и

Рис. I - 15 -

Полученная математическая модель рассматриваемого процесса имеет вид:

+ -(Х + &),

йкл-ТлБШ.^ , ( 8 )

р *агс5ш.г/х,

Т.-Т.е^1,

где - коэ^ициент трения нитей о поверхность разделителя» С0 - коэффициент жесткости одиночной нити в условиях разделения, численно равный величине силы, сообщающей отрезку нити условное относительное удлинение £ = 100£,

Из системы уравнений ( 8 ), для ршения которой составлена программа расчета на ЭВМ, определяются четыре неизвестных параметра: X , £ , Т< и Т» . Остальные величины: Рейд , • Со » Г* и & , а следовательно» и угол А считаем заданными.

При условии 0,1 и 0,55, имеющем место в действительности, математическую модель процесса можно упростить.'В этом случае о относительной погрешностью менее Ъ%:

Т4« (0,5 + То) /Н , (9)

Та »"ММ^И+ДО. (Ю)

мда^ . ,<п)-

Необходимый для вычислений коэффициент кесткости нитей при разделении определялся по формуле

■ (12)

вытекающей из уравнения ( 9 > при ТЛ= Рскл/^. Для этого использовались значения Рскл , То и ^ , найденные экспериментально с_

пр1шенением нового способа, изложенного в предыдущем разделе. В

- 16 -

результате впервые установлено, что коэффициент жесткости шлихтованных нитей в условиях разделения значительно ниже коэффициента жесткости при растяжении, что объясняется деформированием клеевой пленки до её разрыва в процессе разделения.

Для характеристики интенсивности механических воздействий разделителя на прязсу наряду с известным критерием

Р= m(TíCosJL-T^osp), ( 13 )

впервые определена суммарная работа сил трения на дугах охвата разделителя j

А-гр = пггТч { В -l]-U»JÍ)}, (и)

1де m - число нитей в основе.

При неизменной сила склеивания нитей с использованием полученных уравнений сделана оценка степени влияния параметров разделения г , 6 и То на величины £ , х , Tf , Tj , Р и А-гр . В расчетах принято: Рскл = 1,5 сН/нить, С0 = 50 сН/нить, f <= = 0,145, 6 = 500 и 1000 мм, То = 10, 15 и 20 сН/нить, Г = 10, 15, 20, 30, 40, 50 им, m = 3255 (ткань репс арт. 871).

Результаты математического моделирования процесса сухого разделения основ, представленные в виде таблиц и графиков, позволили установить, что при неизменной скорости шлихтования угол разделения практически не зависит от радиуса разделителя, однако при постоянной силе склеивания он значительно уменьшается с увеличением заправочного натяжения. Увеличение заправочного натяжения сопровождается уменьшением углов охвата нитями ценового разделителя, вследствие чего снижается суммарная работа сил трения нитей о разделитель. С увеличением радиуса разделителя при любом заправочном натяжении нитей возрастает усилие, действующее на разделительный пруток, и суммарная работа сил трения нитей о разделитель. Для снижения механических воздействий на нити и сил трения на дугах охвата разделителя, для лучшего сохранения оболочки шлихты на пря-

- 17 -

же радиус разделителя целесообразно выбирать в пределах 15 ... 20 мм, а заправочное натяжение нитей максимально возможным, но но превышающем 10 ... 15% их разрывной нагрузки, чтобы предотвратить излишнюю вытяжку основы. Для улучшения условий разделения необходимо уменьшать коэффициент трения шлихтованной пряжи о поверхность ценового разделителя.

Основные результаты проведенных здесь теоретических исследо- . ваний и вытекающие из них рекомендации но совершенствованию условий сухого разделения основ находят свое экспериментальное подтверждение в кандидатской диссертации Е.й.Павлова. Поэтому математическая модель рассматриваемого процесса в определенной мере является теоретическим обобщением известных экспериментальных фактов.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. По данным производственного эксперимента получена адекватная математическая модель, представляющая собой зависимость степени отжима пряжи от скорости шлихтования и давления воздуха в пневмокамере отжимного устройства.

2.Наряду с известными закономерностями процесса отжима установлено, что с увеличением скорости шлихтования в определенном диапазоне её изменения степень отжима прям может возрастать,убывать, или оставаться неизменной в зависимости от величины отжимного давления. Впервые дано теоретическое объяснение этому явлению через совокупное влияние времени отжима, поперечной деформации прям, структурной вязкости шлихт и и других факторов.

3. Исследования подтверждают, что экспериментальную оптими-—зацшлроцесса^шлихтования можно проводить tío комплексному показатели технологических свойств основной пряжи, какшГявляётся ~ среднее число циклов истирания 30% наиболее слабых нитей на приборе 1КИ-5-27-1. Значения этого показателя подчиняются норшль-

- 16 -

ному закону распределения вероятностей и имеют максимум в функции истинного приклея пряжи.

4. С использованием указанного комплексного показателя и закономерностей отжима пряжи получены оптимальные параметры шлихтования основ для выработки репса арт, 871. В оптимальном режиме процесс шлихтования должен проходить без погружения основы в шлихту при скорости 70 м/мин и давлении воздуха в пневмокамерах первой и второй пар отжимных валов соответственно 1,25'Ю5 и 1,685

10 Па, На 1000 л объема шлихты закладка маисового крахмала должна составлять 56 кг,хлопкового масла 0,4 кг и смачивателя 011—10 0,1 кг.

5. Предложен новый способ определения силы склеивания шлихтованных нитей по усилию их разделения в ценовом поле шлихтовальной машины, защищенный а.с. СССР £ 1344827. С применением данного способа в производственных условиях впервые получены адекватные математические модели, определяющие зависимость силы склеивания от истинного лриклея пряжи, влажности пряжк.после сушки, скорости шлихтования и даления отжиш,

6. В результате проведенного анализа установлено, что при фиксированных значениях отжимного давления сила склеивания нитей увеличивается с возрастанием скорости шлихтования, так как увеличивается определяющий её угол разделения, что связано с дврорми-' рованием соедшшощей нити клеевой пленки. С повышением усилия отжиш сила склеивания уменьшается, так как сшибется истинный приклей пряжи.

7. Сила склеивания нитей возрастает с увеличением приклея пряжи, однако она определяется не только количеством, но и качеством приклея, о чем свидетельствует различный характер зависимости её от скорости шлихтования при Пи = const • Последнее объясняется, изменением склеенности шлихтованных нитей в зависи-

- 1У -

мости от конечной влажности пряжи. С увеличением (в определенных пределах) влажности шлихтованной пряжи клейкость пленочного покрытия и его эластичность возрастают.

8. С учетом полученных зависимостей результаты измерения силы склеивания шлихтованных нитей по усилию их разделения в ценовом поле шлихтовальной машины могут быть использованы для текущего контроля истинного приклея пряхи и оптимизации процесса шлихтования. Сказанное подтверадвегся результатами производственной проверки нового способа определения силы склеивания в условиях Ивановской ткацкой фабрики им. С.М.Кирова.

9. Сила склеивания шлихтованных нитей является своего рода индикатором, фиксирующим отклонения параметров от заданного режима. При неизменном тепловом режиме сушки, параметрах шлихты и полотна основы текущие измерения силы склеивания можно использовать в автоматических устройствах стабилизации приклея прявд на оптимальном уровне путем соответствующего воздействия на отжимные вали.

10. Впервые получена шгемагическая модель процесса разделения склеенных нитей на шлихтовальных машинах прутковым ценовым разделителем, позволяющая изучать и оптимизировать условия сухого разделения основ с целью максимального сохранения технологи-чзсекх свойств шлихтованной пряжи.

11. Для характеристики интенсивности механических воздействий разделителя на пряжу наряду с известным критерием - общим усилием, действующа! на разделительный пруток, впервые определена суммарная работа сил трения на дугах охвата разделителя.

12. С применением нового способа определения силы склеивания _нитей предложена методика экспериментально-аналитического определения коэффициента жесткости нитей при^аздёлёнии основг^Впер-— вые установлено, что коэффициент жесткости шлихтованных нитей в

- 20 -

р

условиях разделения значительно нгаэ коэффициента жесткости при растяжении, что объясняется деформированием клеевой пленки в процессе разделения.

13. С использованием получанной математической модели изучены основные закономерности сухого разделения нитей. Показано, что при неизменной скорости шлихтования:

- угла разделения практически не зависит от радиуса разделителя, однако при постоянной силе склеивания он значительно уменьшается с увеличением заправочного натяжения}

- увеличение заправочного натяжения сспрововдается уменьшением углов охвата нитями ценового разделителя, вследствие чего снижается суммарная работа сил трения нитей о разделитель;

- с увеличением радиуса разделителя при любом заправочном натяжении нитей возрастает усилие, действующее на разделительный пруток, и сушарнзя работа сил трения нитей о разделитель.

Дано теоретическое обоснование оптимальных условий процесса сухого разделения основ.

14. В результате внедрения оптимального технологического режима шлихтования основ при выработке репса арт, 871 в условиях Ивановской ткацкой фабрики им. С.М.Кирова получено снижение обрывности пряжи в ткачестве на 13,3$ при одновременном снижении расхода клеящего вещества. Экономический эффект составил 17,55 рубля на один станок в год.

ПУЕЛИШШ ГО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАКШ

1. Совершенствование технологического процесса подготовки пряжи к ткачеству: Отчет о НИР / ИвГО им..М.В.Фрунзе; Рук. В.Л.Маховер. - ИТ? 01840037237; инв. I 0285.0071797. - Иваново.-1985. - 60 с. - •

2. Маховер В.Л., Фомичева Т.Н. Разделение склеенных нитей

- 21 -

в процессе шлихтования неврещамцимся разделителем круглого сечения Ц Изв. вузов. Технология тексмданой промышленности. - 1986.-И 4. - С. 42 - 46.

3. Маховер В.Л., Фомичева Т.Н. Исследование и оптимизации процесса проклеивания пряаи шихтой // Областная научно-технич. конф. "Текстильной промшпленности - передовую технику н прогрессивную безотходную технологию": Тезисы докладов. - Иваново. -1988. - С. 47 - 48.

4. Маховер В.Л., Фомичева Т.Н. Исследование параметров отжима цряш в клеевом аппарате шлихтовальной машины // Изв. вузов. Технология текстильной прошдленностн. - 1987. - J4 I, - С. 54-58.

5. Фомичева Т.Н., Маховер В.lé Исследование зависимости силы склеивания от прзшлея шлихтованных нитей //Всесоюзная научно-технич. конф. молодых ученых "Технологический прогресс в развитии ассортимента и качества изделий леткой промышленности": Тезисы докладов. - Иваново. - 1987. - С. 74.

6. Фомичева Т.Н., Маховер B.I. Оптимизация процесса проклеивания пряаи шлихтой // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1987. - й 6. - С. 61 - 64.

7. A.c. К 1344827 СССР. Способ определения склеенности шлихтовании основных нитей / БД.Маховер* Т.Н.Фомичева, А.Ё.Иванов.-Опубл. 1987. Ш К 38.

8. Фомичева Т.Н. Сила склеивания и способы её определения // Областная научно-технич. конф, "Научным разработкам - широкое внедрение в практику": Тезисы докладов. - Иваново. - 1988. - С. 61.

9. Фомичева Т.Н. Экспериментальные исследования приклея и силы склеивания шлихтованных нитей // Областная научно-технич.конф. "Новые телтческие^и технологическке разработки и кх внедрение в — текстильной и легкой промышленности": Тезисы докладов. - Иваново.-39В9. - С. 82.

- гг -

10. Фомичева Т.Н. Исследование отжима и сухого разделения основы о целью оптимизации процесса проклеивания пряжи шлихтой // Всесоюзная научно-технич. конф. "Новое в технике и технологии текстильного производства": Тезисы докладов. - Иваново. - 1990. -С. 141 - 142.

11. Исследование и совершенствование процесса шлихтования: отчет о КИР / ИвТИ им. М.В.Фрунзэ; Рук. В.Л.Маховер. - I 1Р 01.86. 0048156; инв. № 0290.0042512. - Иваново. - 1990. - 81 с.