автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Оптимизация технологии производства армированной пряжи на кольцевой прядильной машине

РГ6 од

Санкт-Г^тербу^гокий гооуднротвйиний униьен^п^ технологии и дизайна . .

• На прлвах рукописи

ВЕЗИК Павел Борисович ,

Оптимизация технологии производства армированной пряжи на кольцевой прядильной машине

Специальность 05.19.03 - Технология текеги.яышх ш-е^Исв-

АВТОРЕФЕРАТ

'Л

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 1993

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Шгут И. Л

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Гусев Б. Н. . кандидат технических наук, доцент Осипов М. И.

Ведущее предприятие: Санкт-Петербургский прядильно ниточный комбинат "Советская Звезда"

Защита состоится " 1д93 г в /& ,,ас на

заседании специализированного Совета К 063. 67.03 при Оанкт-ГИтерОургеком государственном университете технологии и дизайна в аудитории 241.

Адрес: 191065, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан " 1993 г.

Ученый секретарь специализированного Совета к. т. и., доцент

Л А. Дергачева

- з -

ОЛш^-я характеристика работы.

Актуальность теми В настоящее время, с появлением больиогс аеесриакнта разнообразных химических нитей, широкое распространив в мире получило производство армированной пряжи, которая состоит иг стержневой комплексной нити и наружного елол из натуральных. подокон. Армированная пряжа по внешнему виду похожа на эСычную, обладает достаточной гигроскопичностью, термостойкостью, .■¿ягшетыо, но вместе с тем имеет значительно Солее высокие проч-ясстни= характеристики.

Несмотря на массовое внедрение технологии производства армированной пряхи на кольцевых прядильных машинах, используют в основном практический опыт и традиционные подходы при недостаточном научном анализе и обоснованности заправки прядильной машины, что вызывает снижение качества вырабатываемой пряли и даже повышенную обрывность. ■ •

Разработка зависимостей, аналитически описывающих различные показатели армированной пряжи/ позволит прогнозировать ее свойства, что особенно важно при разработке нового ассортимента и для выбора оптимального процентного соотношения кстснентсв, с целью рационального использования их свойства.

Структура армированной пряжи специфична, поэтому для комплексной оценки ее качества недостаточно существующих показателей, по которым оценивается обычная пряжа. Для армированной пряжи необходимо контролировать качество нанесения оплетки, где наиболее важным показателем является прочность закрепление оплетки нз стержне. До настоящего времени надежный, достаточно простой и объективный способ оценки степени закрепления оплетки на стержне отсутствует.

Решению задач, связанных с повышением качества армированной пряжи, посвяшена настоящая работа, выполненная в соответствии с координационным планом госбвджетных НИР Госкомобразования России (комплексная централизованная программа "Текстиль России", тема "Лентек 10").

Цель работы Основной целью работы являлась оптимизация технологии производства армированной пряжи на кольцевой прядильной машине и разработка научных основ прогнозирования ее свойств.

В соответствии с доставленной цельв решались следующие задачи:

- разработка метода проектирования прочностных характеристик двухкемпонентной пряжи;

- исследование и прогнозирование неровноты армированной пря-

>

- ргдарсС^гкл c-uoooou оценки степей» гакреядеиия оплетки на елфлше армированной пряжи;

- исследование влияния иатяланкя на свойства вырабатываемой армированной приди;

- определение оптимальной величины крутки армированной пряжи.

Метода исслодованш. В теоретических и экспериментальных

исследованиях использовались теория прочности пучка параллельных волокон, ювсеичоасая теория неровноты волокнистого продукта , метода математической статистики, регрессионный и корреляционный анализ, саиременнио методы программирования и моделирования. Методологической основой работы явились научные труды зарубежных и отечественных ученых по исследованию свойств многокомпонентной пряжи.

Экспериментальные исследования проводились с применением как традиционных, стандартизированных, так и современных приборов и устройств ("Instron","Ust6r-Tester-3","Uste*r-Ten3orapid"),а также нового разработанного комплекса ПОНАП и изготовленного тезо-мотрического прибора для измерения натяжения движущейся нити. Обработка результатов и моделирование проводились на ПЭВМ ДВК-3 И IBM PC/AT.

Теоретические положения диссертационной работы были прсвере-Ь!4 и подтверждены результатами проведенных экспериментов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- пред.кж'н обобщенный способ проектирования прочности двух-компонентней прям, позволивший получить универсальную формулу для смешанной и армированной пряжи;

- доказана возмомюсть использования обобщенного способа для лреектиропалия разрывного удлинения армированной пряжи и предложена соответствующая зависимость;

- получена формула для расчета неровноты армированной пряжи;

- преддоавч новый способ определения степени закрепления оплетки;

- экспериментально исследовано влияние натяжения стержневой нити на свойства армированной пряжи и предложена зависимость для определения его оптимальной величины;

- обоснован выбор оптимальной крутки армированной пряли.

Практическая значимость работы заключается в том, что:

- предложенные формулы для расчета основных свойств армированной прям могут использоваться при теоретических исследованиях и при разработке нового ассортимента;

- разработанный новый способ оценки степени закрепления оплетки можт быть использован в научно-исследовательских работах и в производственных условиях;

•_______ -:- - •■- - ~ - 5 -

- Даны конкретные рекомендации по совершенствованию технологии производства армированной пряжи; более эффективному и рациональному использованию ресурсов кольцевой прядильной машин;.! и свойств входящих компонентов.

Разработанные рекомендации по выбору оптимального натяжения стержневой нити, номера бегунка и крутки, по использованию Солее дешевой сортировки хлопка прошли производственные испытания в условиях Гродненского ППЮ и Санкт-Петербургского ИНК им. Кирова.' По результатам работы имеется акт • производственной проверки и акт внедрения с ожидаемым годовым экономическим эффектом £38 тыс. руб. (цены январь 1993).

Апробация работ Результаты работы были доложены и получили положительную оценку на расширенном техническом совете ниточной фабрики ГППНО (Гродно, 1991), на научно-технической конференции аспирантов и студентов "Проблемы текстильной и легкой промышленности, строительства и энергетики" (Благовещенск, 1992), на заседании кафедры механической технологии волокнистых материалов СПбГУТиД (Санкт-Петербург. 1993).

Публикации. По результатам теоретических и экспериментальных исследований опубликовано три печатные работы.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из падения, четырех глав с выводами, списка литературы и прилоинния. Работа выполнена на страницах, имеет рисунков и

таблиц.

Содержание работы.

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и аадачи исследований, показана научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе проведен анализ особенностей структуры и способов производства комбинированной пряжи, а такаю. основных свойств армированной пряжи и методов их оценки.

Проведённый литературно-патентный поиск позволяет говорить о больном разнообразии комбинированной пряхи по структуре, виду используемого сырЕя и способам производства. В работе предложена классификация, содержащая два основных и равнозначных элемента структуры, которые всегда можно Еыделить в комбинированной пряже: сердечник и оплетку. Сердечником является часть пряж;;, расположенная вдоль её оси и, как правило, определяющая её физико-механические свойства. Оплётка - это часть прях;!, расположенная на её внешней поверхности под значительным углом к оси пряжи. Различные сочетания сердечника и оплётки, образуют классы,

/

которые и являются основными элементами данной классификации.

Структура пряжи в каждом классе обозначается двумя буквами, первая характеризует сердечник, а вторая - оплетку. Приняты следующие пять обозначений: М - мононигь; К - комплексная нить; П -пряжа из штапельных волокон;. В - волокно или некрученный волок-нистий н под у кг, 0 - сложная структура. Структура и свойства комбинированной пряжи будут во многом определяться способом соединения её компонентов. Всё многообразие способов производства комбинированной пряжи можно характеризовать пятью типичными вариантами соединения сердечника и оплётки, которые и предлагается ввести в классификацию как подклассы, и принять следующие обозначения: Кр - кручение; Оп - оплетание; Пс - пневмосоединение; Ск - склеивание; Кб - комбинированный способ.

Таблица 1.

Классы комбинированной пряжи с различной структурой.

оплётка

М к . п в с

с т е Р ж е и ь М ММ мк МП мв мз

К км кк КП кв КС

п . пм ПК ПП пв ПС

в БМ вк. вп вв ВС

с СМ ск СП СВ СС

Разделение пряжи на классы по структуре удобно представить в виде матрицы(табл. 1.), где столбцы - различная оплётка, а ряды -различный стержень. Всего получается 25 подклассов пряжи с неповторяющейся структурой. Каждый класс содержит пять подклассов, обозначающие вид соединения, которые позволяют достаточно точно охарактеризовать структуру комбинированной пряжи. При появлении новых видов компонентов нет необходимости пересматривать всю классификацию, необходимо только добавить строку или столбец в матрицу.

11) пус длх'-ониг.: классификации сил и^оигд; н форкэдконтгё поиск, рассмотрены существующее способ» л; -водствз комбинированной прям. Основное »япь&пи.* уде.^ но ти.оль-аоиини» Кольцовых прадилышх машин, ктчч.«« получили -¡щлжое распространение в отечественной и зарубежной пдо&пьмшости для ироиаьодстеа армирэдашшх шиейних ниток. Ешьлбш, что рйОот по исследованию и оптимизации технологии производства армированной пряжи на кольцевых прядильных машинах недостаточно, а зависимость свойств такой пряжи от технологических параметров ? большинстве случаев но изучена. Заправка прядильных машин, как правило, не обоснована и производится в силу традиций и производственного опыта, как при выработке обычной пряжи. Подтвер.вде-на необходимость более подробного и тщательного изучения технологии производства армированной пряжи с целью ее оптимизации.

. Проведён сравнительный анализ известных формул для расчёта разрывной нагрузки смешанной и армированной пряжи, предложенных различными исследователями (Синицин, НашЬигкег, 'Йа1пйт, 2игс!с, Яозек, Трыков, Коган, Корицкия и др.) и выявлена возможность создания обобщенного способа. Рассмотрены еущестьуюдае сиочоси и приборы для определения прочности закрепления оплиткм.

На основании проведённого анализа сформулировали цели и задачи исследований.

Вторая глава поеьящена разработке рлечетно-змпириаеекого метода проектирования основных свойств армированной при.«).

На основе статической теории прочности пучка параллельных волокон предложена обобщенная формула для расчета ¡«арыыюй нагрузки двухкомлонентной пряжи, первая часть которой представляет собой известное уравнение смеси, а вторая - дополнение ¡с нему.

Р - Р1 Х1 ■»■ Р2 X? - й (1)

где Р - относительная прочность смешанной пряжи ; Р1 - относительная прочность пряжи из полокон

Первого компонента ; 1-2 - отнооительнс.л прочность Пряжи из волокон

второго компонента ; XI •• доля волокон первого компонента; ХР. - доля волокон второго компонента; Б - дополнение к уравнению смеси.

Дополнение учитывает взаимодействие компонентов:

Б - В XI Х2

(2)

' * - а -

причем В - В1 или

К1 Р1

УЛ Р1

Б1 - -К1 Р1 1п(

-) - К2 Р2 1п(

•) (3)

К1 Р1 + К2 Р2

К1 Р1 + К2 Р2

3 К1 Р1 К2 Р2

(4)

. К1 Р1 + К2 Г2

где К1 - коэффициент, учитывающий влияние первого компонента, менее растяжимого (К1~1-г, Ъ- коэффициент по гигек' у равный 0... 0,4);

К2 - коэффициент, зависящий от удлинений компонентов (К2-1-Е1/Е2).

Полученные формулы (3) и (4) были проверены .на данных 35 экспериментов, взятых из литературных источников. Анализ выведенной зависимости показывает, что разрывная нагрузка смешанной пряжи зависит от прочностей входящих компонентов и их удлинений, причем чем больше они отличаются, тем больше величина коэффициента В и дополнения Б, что указывает на более весомое уменьшение разрывной нагрузим по сравнению с уравнением смеси. Проверка показала, что при разности удлинений менее 5%, изменение разрывной нагрузки смешанной пряжи представляет собой уравнение смоей и коэффициент К2 необходимо принимать равным 0.

Для армированной пряжи данная формула не позволила достигнуть достаточного совпадения результатов. В отличие от смешанной пряжи, где с достаточной точностью можно считать коэффициент В постоянным, было допущено, что для армированной прям! необходимо учитывать изменение В-£ЧХ2), для которого была использована синусоидальная функция:

Коэффициент Во рассчитывается по формуле (3). Сравнение теоретической зависимости о Фактическими результатами (рис.1) показывает высокую степень соответствия.

Используя аналогичный подход, оыла получена формула для проектирования разрывного удлинения армированной пряжи Е.

В - Во (1 * 0.4 Р1 Х2)

(5)

Е = Е1 XI + Е2 Х2 - Р XI Х2

(б)

где Е1.Е2 - разрывное удлинение пряжи, выработанной из

Рно.1 Зависимость относительной раорывной нагрнзин от содержания компонентов.

Рио.2 Зависимость раорывного удлинения от содержания компонентов.

С,У.

12 8 4

0 . 25 . 5 .75 Х2

Рио.З Зависимость неровноты по линейной плотности от содержания компонентов.

U.X

75 50 25

0 .25 ,5 .75 Х2

Рис.4 Поля в общей неровноте армированной пряжи по /«иней-ной плотности неровноты оплетки и сердечника.

' . . - v ; i • .. ■ •! ■->' • : . ■ I . i < 52(1Х I ~

75ЛЧ 1 .................................i.................................Il г-,...........

■ ■ 1 1 I ! ! ! • ! V « Оч ' \Ч

• ' 1 • ! • ! J - ; -

- 11 -____________________________■

волокон первого и второго компонентов.

Г - Го ЙШ (2 Р1 Х2)

(?)

Р1 К1 Р1 К2 Р2 Ро _--(Е2 . Е1) 1п (-) (8)

2

(К1 и + к2 рг)4

Выведенная формула показывает, что разрывное удлинение армированной пряжи зависит не только от удлинений входящих компонентов, но и от их прочностей. Проведенный расчет выявил достаточную степень сходимости расчетных и фактических значений (рис.2).

• Для прогнозирования неровноты армированной пряжи по линейной плотности С доказана возможность использования .формулы (9), в основе которой лежит закон сложения дисперсий, и предложенный обобщенный способ:

С

С1* XI + С21 Х2 - Ос

(9)

где С1-.С2 - неровнота пряжи, выработанной ив волокон первого и второго компонентов.

Проведенный анализ показал, что с достаточной точностью можно принимать Ос-О (рис.3). Используя классические представления о неровноте волокнистого продукта и шкалу оценок по Борнету, для расчета неровноты армированной пряжи предлагается следующая формула:

1

XI (60 В1 ь!

и/Т )' + Х2 tz/т (Со В2)г

(10)

где С - неровнота армированной пряжи;

Со - коэффициент вариации филамента по толщине;

и - линейная плотность волокон оплётки;

Ь2 - линейная плотность филамента;

Г - линейная плотность армированной пряжи;

XI - доля оплётки;

Х2 - доля сердечника;

Ь - уровень неровноты по Борнету;

с. - 12 -

В1 - коэффициент,учитывающий неровноту по толщине - • между волокнами,. равный для хлопка 1,06;

В2 - коэффициент,учитывающей неровноту по толщине между филаментами, равный 1,02. ,

Полученное уравнение показывает, что неровнота армированной пряжи представляет собой сумму неровноты стержневого и оплеточного сдоя, которая всегда меньше неровноты обычной пряжи такой же линейной плотности, и зависит от содержания стержня и оплетки, линейных плотностей волокон и филамент, . а также качества технологического процесса, характеризуемого уровнем неровноты. Причем, как показывает экспериментальные данные и теоретический расчет, неровнота стержня С2 намного меньше неровноты оплеточного слоя С1, поэтому неровнота армированной пряжи будет в первую очередь определяться величиной неровнты оплетки (рис.4).

Третья глава посвящена разработке нового способа оценки степени закрепления оплёточного слоя на стержне в армированной пряже. .

Для определения значимости различных показателей качества армированной пряжи был проведён экспертный опрос. Проведенный анализ результатов экспертного опроса позволил сделать следующие

ВЫВОДЫ:

- наиболее важными критериями, влияющими на качество армированной пряжи являются показатели, характеризующие степень закрепления оплёточного слоя и его неровноту;

- необходим контроль за состоянием оплетки на этапе производства пряжи, чтобы правильно оценивать качество пряжи, прогнозировать свойства готовых изделий и своевременно выявлять нарушения технологического процесса.

- следует тщательно производить очистку хлопка, особое внимание уделить гребнечесанию, чтобы снизить до минимума такие пороки пряжи как непсы, утолщения.

Так как основной вклад в неровноту армированной пряжи вносит оплёточный слой, то иаменение в наружном слое, например, его сдвиг или смещение, неизбежно отразятся на общей нерошгате армированной пряжи. Поэтому в основу нового способа было положено измерение неровноты по линейной плотности. Сущность нового способа заключается в измерении первоначальной неровноты пряжи, приложение к ней разрушающего воздействия, имитирующего технологические или эксплуатационные, и повторном измерении неровноты. По изменению неровноты можно судить о качестве оплеточного слоя. Отсутствие такого изменения будет говорить о хорошем качестве оплетки. Для количественной оценки предложено рассчитывать коэффициент закрепления оплетки Кз:

..........С2 - CI ......

Кз - ( .1 - - ) 100 (11)

CI

где CI - неровнота по показаниям первого датчика;

CZ - неровнота по показаниям второго датчика.

.... Предложенный способ был реализован -в разработанном автоматизированном комплексе, получившим название ГОНАП (рис.5). Для измерения линейной плотности пряжи применялись оптические датчики 3 и 5/ разработанные в ЛенНИИТП. Устройство 4, имитирующее разрушающее воздействие, представляет собой двойной "барьер трения" с возможностью изменять величину воздействия. Для сбора и обработки информации использована персональная ЭШ.ДВК-3, где по стандартной методике рассчитывалась неровнота и по формуле (11) определялся коэффициент закрепления. .

К достоинствам предлагаемого способа можно отнести следующее:

- возможность испытывать пряжу любой линейной плотности и с любым, далее очень малым содержанием оплетки,..

- условия испытания близки к эксплуатационным, имитируют технологические нагрузки.

При разработке методики испытаний на приборе ПОНАП было экспериментально доказано, что при степени закрепления оплетки Солее 602 армированная пряжа может перерабатываться на последующих переходах. При степени закрепления оплетки менее 60% наблюдается сползание оплетки и повышенная обрывность на мотальных и тростильных машинах. Испытания прибора проводились при определении степени закрепления оплетки обычной армированной пряжи и прям, выработанной с различными замасливателями в условиях Санкт-Петербургского ПИК "Советская Йвеада", а также армированной пряжи с различной круткой и процентным содержанием оплетки, выработанной в лаборатории СПбГУТиД, и показали приемлемость данного способа для определения степени закрепления оплетки.

■ В четвертой главе исследовалось влияние различных факторов на качество армированной пряжи и возможные пути совершенствования технологии ее производства.

При производстве армированной пряжи комплексная нить под натяжением подается 'в выпускную пару вытяжного прибора прядильной машины. Предварительное натяжение этой нити влияет на натяжение пряжи в зоне "вытяжной прибор-веретено", на процесс оплетания мычкой комплексной нити и тем самым на качество получаемой армированной пряжи. ■

14 - ■

12 а .4 5 6

(+ \п Гц^ и Ф

7

1 - питающая паса,"

2 - армированная пряжа; 3,5 - датчики!

4 - уотрииотии, сознамцее раорцшанщее воздействие?

6 - сыпискная пара)

7 - блок сбора и обработки информации

Рис Схема прибора для опреце/шиня степени оакрепленця опиеточиого слоя (ПШ1Л11).

Вариант а - Ьазоиын Х1=-1, Х2=8, Х3=0; Вариант б - оптимальный Х1=1, Х2=-0.1| ХЗ=-1.

Рис.6 Анаграмма качества.

Исследования проводились на кольцевой прядильной ьгаине, оборудованной дополнительной питающей рамкой для комплексной нити и шайбовым натяжным устройством, позволяющим легко изменять натяжение в широких пределах. . , . Вырабатывалась хлопколавсановая пряжа линейной плотности . 21,5 текс/ В качестве стержневой нити применялась ксюгеконал •• лавсановая нить линейной плотности 13,8 текс ^огигевпкого ПО "Химволокно", а для оплетки - хлопковая мычка, получаемая вытягиванием гребенной ровницы 350 текс. Натяжение стержневой нити перед вытяжным прибором контролировалось с помощью изготовленного прибора с тензометрическим датчиком.

. Были Получены регрессионные 'зависимости разрывной нагрузки пряжи (Y1), удлинения (Y2) и коэффициента вариации по разрывной нагрузке (Y3) от натяжения X: i ^ , ; .

Y1 » 940 - 102,2Х - 32,4Хе + 91,7Х&; ' R - О.УВЗ (12)

Y2 - 3,40 + 2.09Х - 2.15Х'; R - 0,?32 (13)

Y3 - 16,2 - 3,25Х - 1,11Хг + г.взах1; R - 0, «815 (14)

X - (F - 25,5) / 24,5 (15)

где X - кодированное значение натяжения;

Г - натуральное значение натяжения, cil

Установлено, что неровнота пряжи по линейной плотности (по 0,5-метровым отрезкам) от натяжения практически не зависит.

Полученные зависимости позволяют определить положение экстремумов: для Y1 - 13,2сН; для Y2 - 13,£сН; для Y3 - 11,ГюН. ■ Увеличение натяжения от 1 до 13сН приводит к увеличению разрывНой нагрузки на 5,8%. Это объясняется изменением при увеличении натяжения условий формирования пряжи, получением более комиакт-- него' продукта, улучшением покрытия волокнистой мичкой сердечника, который стремится занять центральное положение в сечении . пряжи. Анализ результатов показал, что оптимальная величина предварительного натяжения составляет примерно 1,К от величины разрывной нагрузки комплексной нити.

В производственных условиях ПИК им. Кирова (Санкт-Петербург) был проведен многофакторный эксперимент, где в качестве факторов выступали предварительное натяжение XI, номер бегункз Х2 и про. центное содержание оплетки ХЗ (табл. 2). Для проведения эксперимента был принят план на основе матрицы Хартли, содержащий 11 . опытов. '

- 16 -. ■

.. V.' . 1 '' ■ ' Таблица 2.

Уровни варьирования факторов.

Критерий Обозначения Уровни

верхний средний нижний интервал

Предварительное ;

натяжение, сН XI 5 10 16 10

Номер бегунка, '

г/тыс. шт. • Х2 ; : 65 . 65 Л 75 " 20

Процентное содер-

жание оплетки, % ХЗ , ;. 30 ; 35 40 5

По результатам испытаний были рассчитаны регрессионные модели (табл. 3). Для поиска оптимальных значений факторов было решено построить комплексный показатель- эффективности КК, который объединил бы в себе все частные критерии У1 с учетом их весо-мостей А1.

м. '

КК - 5" А1 VI (16)

1.1

Решению многокритериальной задачи предшествовало определение корреляционных связей между критериями. Для оптимизации выбирались те критерии, которые имели наибольшее количество связей. Таким образом было выбрано три критерия У2,У5 и У7.

КК 0.360 + 0,027X1 - 0,016X3 - 0,032X1X2 - 0,052X1X3 +

+ 0,045X1* - 0,256X2* + 0,333X3*. (17)

Поиск максимального значения КК проводился усовершенствованным методом прямого детерминирования Хука-Дживса, были Получены следующие оптимальные значения факторов:

XI - 1; XI - 15;

Х2 - -0,1; Х2 - 64;

ХЗ - -1; ХЗ - 30;

КК - 0,826.

Таблиц:* : •

Результаты регрессионного анализа.

критерии

параметры

VI У2 УЗ V4 Y5 Y6 Y7

ВО ' 902,27 15,68 3,85 14,49 44,2.0 384,98 670,08

В1 6,03 - - ■ - -0,69 -51,29 -80,28

В2 - - 0,58 -2,03 - - -

ВЗ 9,97 0,94 - -0,77 -3,21 - -

В12 25,18 - -1,85 - - 23,75 -95,00

В13 - - - 2,65 - 92,04 -

В23 - - - - - 154,06

В11 -17,16 - - - 1,76 -

В22 -52,39 -1,05 1,26 . -. -4,32 , 05,16 132,18

ВЗЗ 36,00 1,15 -1,09 -2,37 3,03 -245,80 -416,63

R 0,962 0,950 0,924 0,960 0,940 0,985 0,987

Fp 7,07 16,33 7,03 9,68 9,11 26,51 31,59

fl/f'2 7/4 4/7 5/6 6/5 5/6 6/5 6/5

Ft 4,12 6,09 4,95 4,39 ■ 4,95 4,39 4,39 .

У1-абсолютная разрывная нагрузка, сН;

У2-разрывное удлинение, %;

УЗ-коэффициент вариации по разрывной нагрузке,

У4-коэффициент вариации по Устеру, 1;

^-относительная разрывная нагрузка, сН/текс;

У6-количество толстых мест, км ;

У7-количество непсов, км .

Для сравнительного анализа построена круговая диаграмма качества, наглядно доказывающий преимущества оптимального варианта по сравнению с базовым.

Таким образом рекомендуется при производстве хлопколавсано-вой пряжи 21,5 текс устанавливать величину предварительного натяжения 15 сН, что составляет примерно 1,5% от прочности комплексной нити и подтверждает вывод предыдущего эксперимента, использовать при частоте вращения веретен 9000 об/мин бегунок N64. Доля оплетки в выбранном диапазоне оказывает незначительное влияние на прочностные характеристики, что соответствует теории

прочности армированной пряхи (гласа ?■).

Данный выпад позволил предположить, что возможно использовать при производстве армированной пряжи для швейных ниток более дешевую сортировку. Н' 1 фопп водетве ни ых условиях был проведен эксперимент, в котором сортировка 1-1, традиционно применяемая при производстве пряли для швейных ниток, рыла заменена на 3-1. Сравнительные испытешия базового и опытного вариантов армированной пряжи и ниток, в том числе и проверка пошивочных свойств, не выявили различий и подтвердили возможность использования данного предложения. Экономический гдЫ^кт в расчете на 1т хлопка составляет примерно 80000 руб. в ценах на январь 1993г.

Таблица 4.

Влияние величины крутки на основные свойства пряжи 21,5 ЛУ.

Показатели Вариант

1 2 3 4 5 6 7

йиктическая

крулса, кр/м 403 432 481 568 660 730 904

Разрывная

нагрузка, еИ 952 9150 940 922 906 880 744

Удлинение, X 16,6 1С, 4 16,2 16,3 15,9 16,0 14,9

Эффективность

закрепления - 32,4 41,5 58,3 75, 7 88,5 97,8

оплетки, %

Крутка армированной пряжи значительно выше критической крутки комплексной нити, входящей в ее состав, что не позволяет достаточно полно использовать свойства этой нити. Поэтому было .исследовано влияние крутки на свойства армированной пряки 21,6 текс. В проведенном эксперименте крутка изменялась от 400 до 900 кр/м. Основное внимание было уделено степени закрепления оплетки. что является главной причиной, часто не оправданного, завышения крутки в армированной пряже с, целью предотвращении сползания оплетки, результаты испытаний (табл. 4) показывают, что при крутке меньше №0 кр/м, степень закрепления оплетки, определенная на приборе ПОШП, не удовлетворительная (меньше 00%, глава 3). При крутке выше 600 кр/м армированная пряжа имеет достаточную си'понь закрепления оплетки, которая повышается с увеличением

- -------- ----------------------------- UJ ..

крутки, Таким nnp.irV'M рекомендуется снияш. ¡40 , <;• • пряли 21,6 текс до 660 кр/м ( коэффициент крутки го,?' >, •!?<■» позволит более эффективно использовать возможности к?:яыу. »>•.}« прядильной машины и получать армированную приму с Солее auuw.avu прочностными характеристиками.

Разработанные рекомендации прошли производит!»»* и'-тлпнил в условиях Гродненского ГПИО. Но результатам раОиты имеется акт производственной проверки и акт внедрения с ожидаемым годовым экономическим эффектом 228 тыс. руб.

Общие выводы и рекомендации.

1. Предложена классификация комбинированной пряжи в записи-. Мости от структуры и способа соединения компонентов. Введены обозначения, которые достаточно полно и однозначно позволяют характеризовать структуру комбинированной пряжи.

2.-Предложен обобщенный метод прерктироппнил основных свойств двухкомпонентного продукта, использование которого помогает раскрыть физическую сущность явления и поаг.шгт пике. и ь его математической зависимостью.

3. Подтверждена возможность описания тфнОолиш.'ской цпьпсн мостью изменения относительной разрывной нагрузки (.-V тниой «и* жй от процентного содержания комнснентов. Предложен I (¡юрмулч для расчета относительной разрывной нагрузки любой дру.-: компонентной пряжи, как смешанной, состоящей из разнородных ватжон.г-чк и ар мированной, состоящей из прочной стержневой нити и волокнистой оплетки.

4. Установлено, что изменение разрывного удлинения арыщю-ванной пряжи необходимо опиоыяпть Непрерывной фучтемй. Вшч'дачк! формула для ориентировочного расчета разрывного удлинения армированной пряжи.

5. На основе предложенного обобщенного метода и использования закона сложения дисперсий получена формула пта прогш::ст>'Уг, ^ ния неровноты армированной пряжи по линейной плотности.

6. Вдавлено, что наиболее важным показателем, характеризую щим качество армированной пряжи, является щ<очни»1 ь ппк!» агышя оплетки на стержне. Предложен новый способ оценки с-шкчш «.«• репления оплетки, по изменению неровноты по линейной плотности, который реализован в разработанном на базе оптических датчиков автоматизированном комплексе ПОПАП. Дня количественной оценки предложен коэффициент закрепления.

7. Получены адекватные регрессионные модели, описыс-чющие свойства армированной пряжи в зависимости от величины предвари-

тельного натяжения стержневой нити. Найдено оптимальное натяжение, величина которого должна составлять примерно 1,5% от разрывной нагрузки стержневой нити.

8, Установлено, что номер .бегунка оказывает существенное влияние на качество вырабатываемой армированной пряжи и необходим тшдтельный его подбор. При выработке пряжи 21,5 текс ЛХ рекомендуется использовать при частоте вращения веретен 900С об/мин бегунок N 64.

9, Установлено, что процентное содержание оплетки при небольших значениях (до 40%) не оказывает существенного влияния на прочностные характеристики армированной пряжи. Экспериментально доказана возможность применение при производстве армированной пряжи для швейных ниток сортировки хлопка 3-1.

10, Доказана возможность снижения коэффициента крутки армированной пряжи до величины 30. 2 , что позволит более эффективно использовать технологические возможности прядильной машины.

1. Рудин А. Е. .Безин ЕЕ Моделирование неровноты гребенного прочеса // Изв. вузов. Технол. текст, пром. - 1990, N 6, с. 33-85.

2. Безин П. Б., Штут И. И. Оптимизация натяжения при выработке армированной пряжи // Проблемы текстильной и лёгкой промышленности, строительства и энергетики: Тез. докл. научн. -техн. конф. студентов и аспирантов, Благовещенск, 1992, с. 63-64.

3. Штут И. И. , Безин П. Б. Оптимизация технологии производства армированной пряжи // Изв. вузов. Технол. текст, пром. - 1993, N 4, с. 2.1-24.

Основные результаты работы опубликованы: