автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.02, диссертация на тему:Оценка и прогнозирование неравномерности натяжения нитей в партионном сновании и разработка мер по ее снижению

На правах рукописи

ШароваАлла Юрьевна

ОЦЕНКА И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ НЕРАВНОМЕРНОСТИ НАТЯЖЕНИЯ НИТЕЙ В ПАРТИОННОМ СНОВАНИИ И РАЗРАБОТКА МЕР ПО ЕЕ СНИЖЕНИЮ

Специальность 05.19.02 - Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иваново 2004

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ивановская государственная текстильная академия» (ИГТА).

Научный руководитель -

кандидат технических наук, доцент Кулида Николай Алексеевич.

Официальные оппоненты:

—доктор технических наук, профессор Быкадоров Рудольф Владимирович; - кандидат технических наук, доцент Белкин Николай Константинович.

Ведущая организация - ОАО «Торговый дом Истомкинская текстильная компания»

Зашита состоится "^С." 2004 года в ~часов на

заседании диссертационного совета Д212.061.01 при Ивановской государственной текстильной академии по адресу: 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановской государственной текстильной академии.

Автореферат разослан 2004 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Герасимов М.Н.

з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Необходимость проведения мероприятий по управлению качеством выпускаемой продукции на предприятии продиктована экономической целесообразностью производства в целом, т.к. качество и себестоимость продукции являются приоритетными критериями ее конкурентоспособности на рынке. Внедрение системы управления качеством выпускаемой продукции на предприятии предполагает выполнение следующих работ: оценивание и прогнозирование качества продукции; технологическая подготовка машин к выпуску продукции установленного качества; материально-техническое и метрологическое обеспечение качества продукции; контроль качества продукции на всех технологических переходах производства.

Наиболее важной характеристикой процесса снования, во многом определяющей качество намотки сновальных паковок, а также производительность труда и оборудования, является натяжение нитей, наматываемых на сновальную паковку. Требование равномерности натяжения нитей в процессе снования было сформулировано еще в середине прошлого века, но до сих пор неравномерность натяжения нитей не входит в число параметров, подлежащих контролю в сновании. Вызвано это, прежде всего, отсутствием соответствующих методик ее оценки. Исследованию неравномерности натяжения нитей в процессе снования посвящен ряд работ, в которых в большинстве случаев экспериментально оценивалось влияние различных факторов на натяжение нитей и не определялась фактическая неравномерность.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод об экономической целесообразности разработки новых научно обоснованных методик оценки, прогнозирования и снижения неравномерности натяжения нитей в партионном сновании.

Целью диссертационной работы является снижение неравномерности натяжения нитей в партионном сновании, повышение производительности труда и оборудования за счет уменьшения обрывов, снижение отходов и повышение качества формируемых сновальных паковок.

Для реализации поставленной цели а диссертационной работе решены следующие задачи:

1. Разработана методика экспериментальной оценки неравномерности натяжения нитей в партионном сновании с учетом вариации параметров питающих паковок, изменения их положения при перезаправке шпулярника и изменения натяжения нитей по мере срабатывания питающих пакозок.

2. На основе статистических закономерностей изменения натяжения нитей после нитенатяжных приборов и вдоль заправочной линии разработана методика прогнозирования неравномерности натяжения в партионном сновании.

3. Разработана система рекомендаций по выравниванию натяжения нитей на партионной сновальной машине.

4. Разработаны конструкция экспериментального стенда и комплекс измерительной аппаратуры для периодического контроля (поверки) и настройки нитенатяжных приборов, а также для

| РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ |

тически стабилизирующих натяжение.

5. Разработано устройство, обеспечивающее постоянство среднего значения натяжения нитей по мере наработки сновальных валов.

Методы исследований. При проведении теоретических исследований использованы методы теории вероятностей, математической статистики, аналитической геометрии, теории механики нити, методы цифровой обработки сигналов, в частности, спектрального анализа, фильтрации и демодуляции дискретных сигналов. Экспериментальные исследования выполнены с использованием современной тензометрической аппаратуры и новейших информационных технологий на лабораторных стендах и на действующем оборудовании текстильных предприятий.

Достоверность и обоснованность. Для подтверждения теоретических положений проведены экспериментальные исследования, результаты которых обработаны методами теории вероятностей и математической статистики и полностью согласуются с теоретическими разработками.

Автор защищает: технологические и технические разработки, направленные на повышение качества вырабатываемой ткани и увеличение производительности труда и оборудования путем снижения неравномерности натяжения нитей в партионном сновании, в частности:

1) методику оценки неравномерности натяжения нитей;

2) теоретические положения, позволяющие осуществлять прогнозирование неравномерности натяжения нитей;

3) рекомендации по выравниванию натяжения нитей;

4) устройство для управления процессом наматывания нитей на партионной сновальной машине.

Научная новизна заключается з тем, что впервые:

1. Предложено использовать статистические характеристики для определения неравномерности натяжения нитей в сновании.

2. Предложена система параметров и характеристик нитенатяжных приборов для оценки их влияния на неравномерность натяжения нитей в сновании.

3. Разработана математическая модель и создана программа, позволяющая определить диапазон скоростей движения нитей, опасных возможностью появления обрывов вследствие возникновения резонанса параметрически возбуждаемых поперечных колебаний.

4. Разработана методика экспериментальной оценки пространственной неравномерности натяжения нитей в партионном сновании с учетом вариации параметров питающих паковок, изменения их положения при перезаправке шпулярника и изменения натяжения нитей по мере срабатывания питающих паковок.

5. Создана программа, выполняющая прогнозирование неравномерности натяжения нитей по заданным условиям снования.

6. Разработана программа, выполняющая расчет настроек нитенатяжных приборов по заданным условиям спозания.

7. Разработано устройство, обеспечивающее постоянство среднего значения натяжения нитей по мере наработки сновальных валов.

8. Разработаны конструкция экспериментального стенда и комплекс измерительной аппаратуры для периодического контроля (поверки) и настройки нитенатяжных приборов, а также для исследования нитенатяжителей, автоматически стабилизирующих натяжение.

Новизна технических разработок и программного обеспечения подтверждена свидетельством на полезную модель № 30758 "Устройство для управления процессом наматывания нитей на партионной сновальной машине" и свидетельствами об официальной регистрации программ для ЭВМ № 2002611108 "Программа расчета приращения натяжения нитей на участке «нитенатяжитель - разделительный рядок партионной сновальной машины»", № 2003612451 "Прогнозирование неравномерности натяжения нитей в партионном сновании".

Практическая полезность работы. Использование результатов диссертационной работы на производстве позволило определить фактическую неравномерность натяжения нитей на партионных сновальных машинах, оценить влияние различных факторов на указанную неравномерность и снизить ее путем выбора рационального режима снования и настрочки нитенатяжных приборов. Применение результатов диссертационной работы в системе управления качеством выпускаемой продукции дает возможность осуществлять оценивание и прогнозирование ее качества, а также зыполнять технологическую подготовку машин к выпуску продукции установленного качества.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на межвузовских научно-технических конференциях аспирантов, магистрантов и студентов "Молодые ученые — развитию текстильной и легкой промышленности" (Иваново, 2001, 2002, 2003), на международных научно-технических конференциях "Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности" (Иваново, 2000, 2001, 2002), на международной научно-технической конференции " Студенты и молодые ученые КГГУ - производству " (Кострома, 2003), на всероссийской научной конференции "Проектирование научных и инженерных расчетов в среде MATLAB" (Институт проблем управления РАН, г. Москва, 2002), на конференции "Современные технологии и оборудование текстильной промышленности " (Москва, 2003).

Содержание представленных докладов отражено в тезисах вышеперечисленных конференций.

Публикации. Основные результаты исследований, выполненных в рамках настоящей диссертационной работы, изложены в 21 печатной работе, в числе которых одна статья в журнале "Изв. вузов. Технология текстильной промышленности", две статьи в журнале "Вестник Ивановской государственной текстильной академии", одна статья, депонированная в ООО "Легпромин-форм", тезисы докладов на научно-исследовательских конференциях, статья в сборнике докладов конференции, две статьи в юбилейных сборниках научных трудов, одно свидетельство на полезную модель, два свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 172 листах машинописного текста, состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографическо-

го списка из 122 наименований, содержит 19 таблиц, 35 рисунков и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования. Показаны научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе дается анализ источников информации, посвященных исследованию натяжения нитей в партионном сновании и его влияния на качество вырабатываемой ткани.

Так, в работах Е.Д. Ефремова, В.А. Гордеева, С.Д. Николаева, С.С. Юхи-на, В.Л. Маховера, В.А Синицына, Ю.Ф. Ерохина, И.В. Морозова, В.А Тягу-нова, ЭА Оникова, Н.В. Лустгартен, Н.К. Белкина, А.Б. Брут-Бруляко подчеркивается исключительная важность равномерности натяжения нитей в процессе наматывания сновальных валиков на партионных сновальных машинах как для самого процесса снования, так и для последующих технологических процессов. Установлено, что неравномерность натяжения нитей в процессе снования зависит от многих факторов, среди которых имеются как случайные, так и детерминированные, и проявляется в различии натяжения всей совокупности нитей (так называемая пространственная неравномерность) и неравномерности натяжения каждой нити с течением времени (временная неравномерность).

При рассмотрении причин возникновения неравномерности натяжения нитей в партионном сновании особое внимание уделено различному расположению бобин в шпулярнике и их структурной неоднородности, а также изменению скорости движения нитей в процессе снования и неудовлетворительной работе нитека-тяжных приборов.

Решению задач выравнивания натяжения нитей в партионном сновании посвящены исследования Е.Д. Ефремова, И.В. Морозова, Р.Д. Дружининой и других. Предложенные подходы и методики выравнивания натяжения нитей на партионной сновальной машине основывались на гипотезе детерминированной зависимости натяжения от месторасположения питающих паковок в шпулярни-ке, пропорционального роста натяжения всех снующихся нитей от скорости и не учитывали изменения характеристик неравномерности натяжения в зависимости от различий геометрических и структурных параметров питающих паковок, а также конструктивные особенности нитенатяжных приборов и изменяющиеся со временем их технические характеристики. Из-за указанных недостатков существующих методик выравнивания натяжения в совокупности со значительными затратами на их осуществление они не нашли широкого применения в производственных условиях.

Следует также отмстить значительные трудности, которые испытывают текстильные предприятия, пытающиеся внедрить систему управления качеством выпускаемой продукции. В настоящее время отдельные формы и методы контроля эффективности технологических процессов и качества вырабатываемой продукции морально устарели и нуждаются в совершенствовании. Так, на-

пример, являясь исключительно важной характеристикой как самого процесса снования, так и последующих технологических процессов, натяжение нитей до сих пор не входит в число параметров, контролируемых в сновании. С другой, стороны повышение конкурентоспособности продукции достигается снижением затрат на ее производство, в том числе и на осуществление технологического контроля. Принятая ранее оценка неравномерности натяжения нитей в виде отношения разностей максимального и минимального значений к среднему значению натяжения предполагает выполнение измерений натяжения всех снующихся нитей, что влечет за собой значительные затраты.

В связи с этим встает задача разработки новых научно обоснованных методов оценки, прогнозирования и выравнивания натяжения нитей в партионном сновании, а также создания технических средств для осуществления указанных мероприятий. В заключении главы сформулированы задачи работы.

Вторая глава посвящена оценке значимости вклада отдельных факторов в общую картину пространственной неравномерности натяжения нитей на партионной сновальной машине.

С этой целью проведены теоретические и экспериментальные исследования адекватности предложенных ранее моделей физическим процессам на каждом этапе движения нитей, а также разработана система параметров, характеризующих неравномерность натяжения нитей на партионной сновальной машине. Отмеченное ранее деление неравномерности натяжения нитей в партионном сновании на два вида (пространственную и временную) предполагает и разделение характеристик указанных неравномерностей. Поскольку натяжение нитей в сновании зависит от большого числа случайных факторов, то только на основании статистических характеристик можно делать заключение о возможной неравномерности натяжения нитей. Поэтому в качестве характеристик пространственной неравномерности рекомендовано использовать: среднее значение натяжения всей совокупности нитей ^; коэффициент вариации натяжения у = 00%, где среднее квадратическое отклонение; доверительный ин-

тервал неравномерности натяжения Лг = > где * — квантильный коэффициент нормального распределения, п - объем выборки; относительное значение доверительного интервала неравномерности

В ходе выявления статистических характеристик пространственной неравномерности натяжения нитей установлено, что изменения натяжения нитей при сматывании с конических паковок носят случайный характер, причем закон распределения натяжения совокупности сматываемых нитей является нормальным.

Вторым после баллона сматывания объектом, создающим натяжение нити и в значительной мере формирующим картину неравномерности натяжения на сновальной машине, является нитенатяжной прибор (НП).

Для оценки влияния НП на неравномерность натяжения нитей в партионном сновании предложена система параметров и характеристик, позволяющая оценить технический уровень нитенатяжителей при выпуске и определять их техническое состояние при эксплуатации.

К числу основных характеристик НП отнесена функция преобразования -зависимость приращения выходного натяжения от уровня входного. Из-за разброса параметров, конструктивных особенностей и действия различных факторов реальные функции преобразования НП при выбранной настройке оказываются в некоторых пределах неоднозначными и образуют некоторую полосу неопределенностей. Для сравнения технического уровня различных типов НП и оценки их технического состояния предложено нормировать указанную полосу неопределенностей.

Нормирование аддитивных НП осуществляется по диапазону дополнительного натяжения AFm: F""mi„ ... F"nmax. Приведенное значение полосы неопределенностей рассчитывается следующим образом:

где ^-абсолютное изменение аддитивной составляющей приращения натяжения. Для мультипликативных НП норма полосы неопределенностей установлена в виде относительного значения ширины полосы — = (AF/FC")-100%, которое остается неизменным во всем диапазоне изменения входного натяжения и выбирается для максимального значения S™ (здесь AF,—диапазон изменения мультипликативной составляющей; F™— входное натяжение; -коэффициент, определяющий наклон функции преобразования и мультипликативную составляющую натяжения). В случае комбинированного НП ширина полосы неопределенностей нормируется по каждой составляющей раздельно. Параметры, характеризующие технический уровень НП, определяются в виде приведенного значения полосы неопределенностей аддитивной составляющей у и относительного значения мультипликативной составляющей

Отмечено, что нитенатяжители сновальных машин, как любые другие технические устройства, подвержены влиянию различных факторов, со временем изменяющих их технические характеристики. Для контроля технического состояния НП предложено использовать измерительный комплекс (рис. 1, 2), позволяющий получать функцию преобразования НП и на ее основе определять другие его параметры.

Проведены экспериментальные исследования НП НС-1, на основании которых определена функция преобразования и полоса неопределенностей аддитивной и мультипликативной составляющих натяжения для данного типа натя-жителей. Установлено, что уменьшению пространственной неравномерности натяжения в партионном сновании способствует увеличение доли аддитивной составляющей дополнительного натяжения, создаваемого натяжными приборами, и сужение их полосы неопределенностей по аддитивной и по мультипликативной составляющим натяжения.

Следующим фактором, обуславливающим пространственную неравномерность натяжения нитей, является различное расположение бобин в шпулярнике, поскольку разные нити имеют неодинаковой длины участки от бобины до выпускной гребенки и проходят через различное число направляющих гребенок. На участке между двумя соседними гребенками нить под действием собственного веса провисает, появляются дополнительные углы перегиба нити в гребенках и

соответственно дополнительное приращение натяжения за счет сил трения.

Рис. 1. Стенд для экспериментальных исследований НП сновальных машин

ЕЕЯ!

Рис. 2. Измерительный комплекс для поверки и настройки НП

При определении влияния параметров контурного движения нитей от шпулярника до сновальной машины на неравномерность их натяжения уточнена математическая модель воздействия аэродинамического сопротивления на натяжение. В отличие от известных решений поставленная задача решена в общем случае для несимметричных граничных условий и без ограничения на малость стрелы провисания нити. Система уравнений для определения натяжения нити на участке между двумя направляющими (рис. 3), полученная из уравнений контурного движения после введения новой переменной м=1п[1£(а/2 + /г/4)], имеет вид:

{РА/дсЪиА){ 1 - ехр[к(чн -Щ)]} = - /,

(О

ГА {ЬЬ^ - сЬ^ - (¿бЬкй - сЬив)ехр[Л(«в- ил)} - 1 )с Ьи„] = -Л, (2)

Рв = /^ехр [А(ив - ил)]сЪив/с\\ил, (3)

где Ру1г /-д — натяжение нити на входе и выходе рассматриваемой зон ^-а э -родинамическое сопротивление движению нити; — сила тяжести нити; Q,q — силы, приходящиеся на единицу длины нити.

Установлено, что приращение натяжения вызванное увеличением скорости нити при движении между направляющими, нелинейно зависит от приращения скорости Таким образом, используемая ранее при выравнивании натяжения гипотеза о пропорциональном росте натяжения всех нитей с увеличением скорости не подтверждается результатами выполненного исследования, а слабое влияние начального натяжения и, наоборот, существенная зависимость AF/AVот массы единицы длины нити позволяют осуществлять выравнивание натяжения только для пряжи выбранной линейной плотности на рабочей скорости машины.

Небольшие свободные участки нити (расстояние между направляющими гребенками шпулярника), высокая неравномерность натяжения, наблюдаемая при сматывании нити с бобины, и, как следствие, большая случайная погрешность при проведении эксперимента не позволили непосредственно в производственных условиях на сновальной машине достоверно определить влияние аэродинамического сопротивления на натяжение нити. Поэтому экспериментальные исследования зависимости натяжения от аэродинамического сопротивления проводились на лабораторном стенде, исключающем влияние перечисленных факторов на натяжение нити. Экспериментальное подтверждение адекватности теоретической модели физическому процессу взаимодействия нити с воздухом позволило использовать полученные расчетные соотношения для анализа влияния аэродинамического сопротивления на натяжение нитей.

Поскольку многие задачи технологий ткацкого производства решаются с учетом упругой растяжимости нити, оценено ее влияние на основные параметры контурного движения нити. Для этого получена система нелинейных дифференциальных уравнений, описывающая контурное движение нити на участке между шпулярником и сновальной машиной с учетом ее упругой деформации. Установлено, что представление текстильной нити упругорастяжимой моделью при определении параметров ее контурного движения практически не изменяет численного значения натяжения, определенного для нерастяжимой ни-

Рис. 3. Расчетная схема определения натяжения нити при движении между двумя направляющими

ти. Различие в значении стрелы провисания, характеризующем форму нити, составляет в рассмотренных условиях около 3 %.

Для упрощения расчетов приращения натяжения нитей при их движении от НП до разделителього рядка партионной сновальной машины составлена программа на языке МаНаЪ 6.0, на которую получено свидетельство о регистрации.

Проведенные исследования пространственной неравномерности натяжения нитей на партионной сновальной машине показали, что если при сматывании нитей коэффициент вариации натяжения составляет 20%, то после НП -23%, на сновальном валу - 37% (для х/б пряжи линейной плотности 29 текс на скорости снования 10 м/с при установленных на шпулярнике Ш-608 нитенатя-жителях НС-1). Для других условий снования (например, при смене скорости или линейной плотности нитей) характеристики неравномерности натяжения изменяются.

Третья глава посвящена выявлению причин и последствий временной неравномерности натяжения нитей.

При оценке временной неравномерности предложено оперировать следующими параметрами: математическим ожиданием (или средним арифметическим) Л/Л; — коэффициентом вариации Уг /Ме) 100%, где

И, — Мгг — дисперсия натяжения; спектральной плотностью

мощности спектральная функция натяжения, полу-

чаемая с помощью прямого преобразования Фурье.

Проведена экспериментальная оценка временной неравномерности натяжения нитей. Установлено, что при определении характеристик временной неравномерности расчетные коэффициенты вариации за период сматывания значительно отличаются от экспериментальных, поэтому характеристики колебательной составляющей натяжения рекомендовано определять опытным путем.

Влияние НП на колебательную составляющую натяжения определяется типом натяжителя. Так, аддитивные НП, увеличивая среднее натяжение, снижают его коэффициент вариации, мультипликативные НП увеличивают среднее натяжение, не изменяя коэффициент вариации, влияние комбинированных НП на уровень колебательной составляющей натяжения зависит от соотношения между аддитивной и мультипликативной компонентами натяжения НП. С целью экспериментального подтверждения указанных закономерностей были проведены исследования НП НС-1 на стенде (рис. 1). Для этого был спроектирован и изготовлен специальный нитенатяжитель, воспроизводящий периодически изменяющееся натяжение требуемой амплитуды и частоты (рис. 4).

На рис. 5 приведены примеры тензограмм натяжения до и после натяжи-теля, с помощью которых определялось влияние настроек НП на относительный уровень колебательной составляющей натяжения. Натяжение, характер изменения которого воспроизведен на рис. 5, может рассматриваться как тестовое для исследования не только комбинированных НИ, но и автоматических

нитенатяжителей, предназначенных для компенсации изменений натяжения в широком частотном диапазоне.

Рис. 4. Нитенатяжноеустройст- Рис. 5. Периодически изменяющееся на-во для создания периодически тяжение до и после натяжителя НС-1 изменяющегося натяжения

Экспериментальные исследования прохождения утолщения пряжи через шайбовый натяжитель НС-1 проводились с целью определения характера данного взаимодействия и возможности снижения нагрузок на нить. Зависимости, представленные на рис. 6, свидетельствует о значительном влиянии на амплитуду скачка натяжения в момент прохождения узла скорости и длины участка нити до точки наматывания. Для снижения амплитуды скачка натяжения рекомендовано уменьшить массу тормозных шайб.

Периодическое изменение натяжения вызывает продольные и поперечные колебания по ходу движения нитей на участках между направляющими гребенками, а также между шпу-лярником и сновальной машиной. Поскольку собственные частоты продольных колебаний значительно выше частот поперечных колебаний, то определяющими пространственное положение нитей являются поперечные коле-Рис. 6. Зависимости относительного бания. При определенном соотноше-увеличения натяжения от скорости нии между собственными частотами при прохождении утолщения нити колеблющейся нити и частотами воз-через шайбовый НП буждающих колебаний, а также в неко-

торой области неустойчивости может возникнуть параметрический резонанс и, как следствие, повышение вероятности обрыва нити.

Разработана математическая модель и создана программа на языке МайаЬ 6.5, рассчитывающая диапазон скоростей снования при заданном среднем значении натяжения, опасных возможностью появления обрывов нитей вследствие возникновения резонанса параметрически возбуждаемых поперечных колеба-

НИй.

Четвертая глава посвящена разработке методики экспериментальной оценки и прогнозированию пространственной неравномерности натяжения нитей в партионном сновании.

Необходимость экспериментальной оценки неравномерности натяжения нитей возникает в следующих случаях:

- при определении фактической неравномерности натяжения нитей на данном оборудовании в заданных условиях снования (в рамках контроля технологического процесса при внедрении системы управления качеством);

- при оценке влияния изменения параметров процесса снования (скорости движения нитей, их линейной плотности, натяжения, типа заправки нитей в разделительный рядок и др.) на характеристики пространственной неравномерности;

- при выявлении причин снижения эффективности производства в целом и ухудшения качества выпускаемой продукции, что при поддержании заданных условий снования может быть следствием износа оборудования либо неудовлетворительного качества намотки питающих паковок.

Для решения поставленных задач требуются средства измерения, с помощью которых в производственных условиях можно оперативно получить информацию о натяжении нитей. К ним относятся портативные тензометры. Эти приборы, как правило, являются цифровыми с автономным источником питания, что обеспечивает их высокую мобильность. Возможность подключения тензометров к ЭВМ и использование специальных вычислительных программ позволяет быстро и точно получить интересующую информацию.

Поскольку измерять натяжение в зоне намотки по технике безопасности не допускается, рекомендовано проводить измерения на выходе шпулярника, принимая во внимание изменения натяжения, вызванные различиями в условиях движения отдельных нитей от шпулярника до сновальной машины.

Разработана методика оценки неравномерности натяжения нитей в заданных условиях снования, основанная на проведении трех серий измерений (что позволяет учесть изменения натяжения по мере срабатывания питающих паковок и при смене ставки бобин), определении характеристик неравномерности для каждой серии и нахождении результирующей неравномерности натяжения нитей на данной сновальной машине.

По предложенной методике проведена оценка неравномерности натяжения нитей на машине СП-180 при сновании х/б пряжи 18,5 текс. В ходе экспериментальной оттенки получены следующие результаты: среднее значение натяжения /г =10,4 сН; коэффициент вариации н а т я ж еив З^бй^е р и т е л ь -ный интервал неравномерности среднего значения натяжения при доверительной вероятности 0,954 Д^ =1,1 сН; относительное значение доверительного интервала

В данной главе также даны рекомендации по использованию тензометров и вспомогательных устройств при проведении измерений натяжения нитей.

Для партионного снования прогнозирование неравномерности натяжения

и определение возможности ее снижения до требуемого уровня путем выбора скорости снования или изменением настройки используемых на шпулярнике НП является чрезвычайно важным. Ранее такой прогноз был невозможен по причине отсутствия методики расчета неравномерности натяжения с учетом полосы неопределенности НП и закономерности изменения натяжения вдоль заправочной линии.

Предложенная методика основывается на расчетном суммировании характеристик пространственной неравномерности натяжения при сновании, параметров, характеризующих полосу неопределенности используемых НП, и различного приращения натяжения нитей при движении их от НП до сновального вала.

С целью упрощения прогнозирования неравномерности натяжения по данной методике, составлена программа на языке МАТьАВ 6.5.

Указанный выше результат экспериментальной оценки неравномерности натяжения нитей при сновании х/б пряжи 18,5 текс незначительно отличается от теоретического, рассчитанного с помощью программы "Pгognoz" (V = 34,4%;

Несущественное отличие экспериментально полученных характеристик неравномерности натяжения нитей от теоретических дает возможность использовать разработанную программу для получения информации о предполагаемой неравномерности натяжения на сновальной валу при заданных условиях снования, оценить вклад отдельных факторов в указанную неравномерность и выбрать рациональный режим снования, рассчитав параметры настройки НП, скорость снования, тип заправки нитей в разделительный рядок таким образом, чтобы характеристики неравномерности были минимальными.

Пятая глава посвящена разработке мер по снижению неравномерности натяжения нитей на партионной сновальной машине.

В целях повышения качества намотки паковок рекомендуется проводить выравнивание натяжения нитей. Эта процедура достаточно трудоемка, требует точных расчетов и высокой квалификации персонала. Поэтому, прежде чем приступать к ее осуществлению, необходимо определить, возможно ли выравнивание натяжения нитей на данном оборудовании при заданных параметрах снования. Если, например, статистические характеристики неравномерности натяжения из-за различий в условиях сматывания и параметров намотки питающих бобин больше разницы в натяжении нитей, сматываемых с ближних и дальних стоек шпулярника, то предпринимаемые попытки компенсации различного расположения бобин в шпулярнике путем индивидуальной настройки НП становятся бессмысленными. При частой смене ассортимента пряжи, при изменении скорости снования, если на сновальной машине отсутствует система автоматического управления настройками НП, выравнивание также становится бесполезным, поскольку нити разной линейной плотности при движении вдоль шпулярника вследствие аэродинамического сопротивления и трения о направляющие получают различное приращение натяжения.

Мероприятия по выравниванию натяжения нитей на партионной сновальной машине рекомендуется проводить в случаях, когда выполняются следующие условия:

дующие условия:

1. Неравномерность натяжения нитей, определяемая различиями в условиях сматывания, параметрами намотки питающих бобин и полосой неопределенности НП, меньше неравномерности, вызванной различиями в геометрии заправки.

2. Неравномерность натяжения нитей, вызванная различиями в геометрии заправки, больше полосы неопределенности той составляющей натяжения НП, за счет которой предполагается проводить выравнивание натяжения.

3. Если нет возможности автоматически управлять установленными на шпулярнике НП, то выравнивать натяжение нитей рекомендуется только при условии, что на данной сновальной машине не происходит частой смены ассортимента пряжи и скорости снования.

В связи с этим возникает необходимость разработки методики оценки возможности выравнивания натяжения при сновании пряжи заданной линейной плотности на определенной сновальной машине. Для этого разработаны два варианта оценки. Первый вариант применяется в случае, когда известны характеристики неравномерности при сматывании и параметры НП, а второй, когда указанные характеристики неизвестны.

Разработанная методика, основанная на выборочном контроле натяжения нитей на партионной сновальной машине, позволяет дать заключение о возможности (или невозможности) снижения неравномерности натяжения на данном оборудовании. В случае невозможности выравнивания натяжения методика позволит выявить причины, а также поможет избежать ненужных расходов, связанных с индивидуальной настройкой НП.

Проведенная с помощью разработанной методики экспериментальная оценка возможности выравнивания натяжения нитей на партионной сновальной машине СП-180 (по варианту №2) позволила сделать вывод о том, что на данной сновальной машине возможно добиться снижения неравномерности натяжения.

Осуществлять мероприятия по оценке технического состояния НП и выравниванию натяжения на работающем оборудовании экономически нецелесообразно, т.к. это связано со значительными затратами времени на их проведение и снижает производительность и качество нарабатываемых в данный период сновальных паковок. С целью сокращения затрат на проведение работ предлагается осуществлять настройку и контролировать состояние нитенатяжных приборов при плановых ремонтах сновальных машин на специальном стенде (рис. 1), преимущества которого заключаются в возможности достоверного определения характеристик используемых нитенатяжителей, позволяют избежать потерь производительности и избавиться от такого значимого при настройке нитенатяжных приборов фактора, как изменение натяжения, возникающее вследствие сматывания нити с паковки.

С целью снижения пространственной неравномерности даны рекомендации для существующих и вновь разрабатываемых конструкций НП. Составлена программа расчета настроек НП, позволяющих уменьшить различия в натяжении, обусловленные неодинаковым расположением питающих паковок в шпу-

лярнике.

Для обеспечения постоянства натяжения нитей по мере наработки сновальных валов разработано устройство управления процессом наматывания нитей на партионной сновальной машине (рис. 7), позволяющее путем регулирования натяжения в зависимости от разницы фактического диаметра намотки сновальной паковки и заданного, рассчитанного для определенной линейной плотности и длины нитей, снизить неравномерность натяжения по ширине сновального вала за счет аддитивного характера источника трения и фильтрации колебаний натяжения.

Рис. 7. Устройство для управления процессом наматывания нитей на партионной сновальной машине

Проведенная на сновальной машине СП-180 индивидуальная настройка НП и выбор рационального режима снования позволили снизить неравномерность натяжения нитей и уменьшить обрывность на 12%. Рассчитанный на основании полученных данных экономический эффект составил 38,4 тыс. руб. на одну сновальную машину в год.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ II РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Выполнен анализ источников информации, посвященных натяжению нитей в партионном сновании и его влиянию на качество вырабатываемой ткани. Подчеркнута необходимость включения характеристик неравномерности натяжения нитей в число параметров, контролируемых в процессе снования. Сделан вывод о невозможности использования существующих подходов и методик оценки неравномерности и выравнивания натяжения нитей на партионной сновальной машине.

2. Предложено использовать для оценки пространственной неравномер-

ности натяжения нитей такие статистические характеристики, как среднее значение натяжения всей совокупности нитей F; коэффициент вариации натяжения V; доверительный интервал неравномерности натяжения А,.; относительное значение доверительного интервала неравномерности 8,...

3. Предложена система параметров и характеристик нитенатяжных приборов для оценки их влияния на неравномерность натяжения нитей в партионном сновании, полученная в результате экспериментального определения функции преобразования и нормирования полосы неопределенностей аддитивной и мультипликативной составляющих натяжения. Установлено, что уменьшению пространственной неравномерности натяжения в партионном сновании способствует увеличение доли аддитивной составляющей дополнительного натяжения, создаваемого натяжными приборами, и сужение их полосы неопределенностей по аддитивной и мультипликативной составляющим натяжения.

4. Разработаны конструкция экспериментального стенда и комплекс измерительной аппаратуры, включающий первичный измерительный преобразователь, тензоусилитель, ПЭВМ для периодического контроля (поверки), настройки и исследования нктенатяжных приборов.

5. Уточнены математические модели для определения аэродинамического сопротивления и влияния направляющих гребенок шпулярника на приращение натяжения нитей при движении их от нитенатяжных приборов до сновальной машины, с помощью которых установлено, что доля аэродинамического сопротивления в приращении натяжения нити определяется скоростью движения нити, ее линейной плотностью и расстоянием между направляющими.

6. Установлена закономерность изменения пространственной неравномерности натяжения нитей: с увеличением скорости снования вследствие аэродинамического сопротивления неравномерность возрастает по нелинейному закону.

7. Предложена математическая модель, разработан алгоритм и создана программа на языке МаНаЪ 6.5, позволяющая рассчитать диапазон скоростей движения нитей, опасных возможностью появления обрывев вследствие возникновения резонанса параметрически возбуждаемых поперечных колебаний.

8. Разработана методика экспериментальной оценки пространственной неравномерности натяжения нитей в партионном сновании с учетом вариации параметров питающих паковок, изменения их положения при перезаправке шпулярника и изменения натяжения нитей по мере срабатывания питающих паковок, основанная на проведении трех серий измерений, определении характеристик неравномерности для каждой серии и нахождении результирующей неравномерности натяжения нитей на данной сновальной машине.

9. Поставлена и решена задача прогнозирования неравномерности натяжения нитей в партионном сновании на основании статистических закономерностей изменения их натяжения после нитенатяжнего прибора и вдоль заправочной линии.

10. Разработана программа, выполняющая расчет настроек нитенатяжных приборов по заданным условиям снования, позволяющих уменьшить различия

в натяжении, обусловленные неодинаковым расположением питающих паковок в шпулярнике.

11. Разработано устройство, обеспечивающее постоянство натяжения нитей по мере наработки сновальных валов путем регулирования натяжения в зависимости от разницы фактического диаметра намотки сновальной паковки и заданного, рассчитанного для определенной линейной плотности и длины нитей, а также снижающее неравномерность натяжения по ширине сновального вала за счет аддитивного характера источника трения и фильтрации колебаний натяжения.

12. Разработаны рекомендации по выравниванию натяжения нитей на партионной сновальной машине, позволяющие минимизировать затраты на его осуществление.

13. Включение в число параметров снования характеристик неравномерности натяжения нитей и использование разработанных методик на текстильных предприятиях позволяют установить фактическую неравномерность натяжения нитей на партионных сновальных машинах, оценить влияние различных факторов на указанную неравномерность и снизить ее путем выбора рационального режима снования и настройки нитенатяжных приборов.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Кулида Н.А., Шарова А.Ю. Контроль параметров нитенатяжных прибороз и прогнозирование неравномерности натяжения нитей в партионном сновании // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2003. - № 5. - С. 34-41.

2. Кулида Н.А., Шарова А.Ю. О выравнивании натяжения нитей на партионной сновальной машине // Вестник Ивановской государственной текстильной академии. - 2001. - № 1. - С. 42 - 48.

3. Кулида Н.А., Шарова А.Ю. Экспериментальное исследование влияния аэродинамического сопротивления на натяжение нити // Вестник Ивановской государственной текстильной академии. - 2002. - № 2. - С. 89-93.

4. Кулида Н.А., Шарова А.Ю. Определение приращения натяжения нитей при движении от шпулярника до партионной сновальной машины / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2002. - 14 с: ил. - Библиогр.: 4 назв. - Рус. - Деп. в ООО «Легпроминформ» 22.08.2002, № 4063-ЛП.

5. Кулида НА., Шарова А.Ю. Экспериментальные исследованию нитена-тяжных приборов сновальных машин // Совершенствование процессов текстильного производства: Юбилейный сборник научных трудов. - Иваново: ИГТА, 2004.-С. 39-44.

6. Кулида НА., Шарова А.Ю. Направления совершенствования технологии партионного снования // Безопасность жизнедеятельности и экология текстильных предприятий: Юбилейный сборник научных трудов. - Иваново: ИГТА, 2001. -С.43-49.

7. Кулида Н.А., Шарова А.Ю. Совершенствование процесса наматывания сновальных валов // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (Прогресс-2000): Сб. докладов

межд. науч.-техн. конф.- Иваново: ИГТА, 2000. - С. 47-50.

8. Свидетельство РФ на полезную модель № 30758. Устройство для управления процессом наматывания нитей на партионной сновальной машине / Кулида Н.А., Шарова А.Ю.

9. Шарова А.Ю. Программа расчета приращения натяжения нитей на участке «нитенатяжитель - разделительный рядок партионной сновальной машины» / Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2002611108.

- М: РОСПАТЕНТ, 28.06.2002.

10. Шарова А.Ю. Прогнозирование неравномерности натяжения нитей в партионном сновании / Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2003612451. - М : РОСПАТЕНТ, 03.11.2003.

11. Кулида Н.А., Шарова А.Ю. Снижение неравномерности натяжения нитей в партионном сновании // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности: Тез. докл. межд. науч.-техн. конф. аспирантов, магистрантов и студентов (П0ИСК-2001). - Иваново: ИГТА, 2001. - С. 80.

12. Шарова А.Ю., Кулида Н.А. Применение современных вычислительных систем для решения задач механики текстильной нити // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности: Тез. докл. межд. науч.-техн. конф. аспирантов, магистрантов и студентов (ПОИСК-2001). - Иваново: ИГТА, 2001. -С. 314.

13. Кулида Н.А., Шарова А.Ю. Методика выравнивания натяжения нитей на партионной сновальной машине // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности: Тез. докл. межд. науч.-техн. конф. (Прогресс-2001). - Иваново: ИГТА, 2001. - С. 78.

14. Шарова А.Ю. Влияние аэродинамического сопротивления на протекание процесса снования // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности: Тез. докл. межд. науч.-техн. конф. (Прогресс-2002). - Иваново: ИГТА, 2002. - С. 408.

15. Кулида Н.А., Шарова А.Ю. Движение упругорастяжимой нити на сновальной машине // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности: Тез. докл. межд. науч.-техн. конф. (Прогресс-2002). - Иваново: ИГТА, 2002. - С. 76.

16. Кулида Н.А., Шарова А.Ю. О выравнивании натяжения нитей при сновании // Современные проблемы текстильной и легкой промышленности: Тез. докл. межвуз. науч.-техн. конф., посвящ. 70-летию РосЗИТЛП. 4.1. - М.: Рос-ЗИТЛП, 2002. С. 60.

17. Кулида Н.А., Шарова А.Ю. Решение задач механики текстильной нити в MATLAB // Проектирование научных и инженерных расчетов в среде MATLAB: Сборник трудов всероссийской научной конференции. - М: ИПУ РАН, 2002. -С.87-88.

18. Кулида Н.А., Шарова А.Ю. Стенд для экспериментальных исследований нитенатяжных приборов сновальных машин // Студенты и молодые ученые КГТУ

- производству: Материалы науч.-техн. конф. молодых ученых и студентов. - Кострома: КГТУ, 2003. - С. 235-236.

19. Кулида Н.А., Шарова А.Ю. Влияние физико-механических параметров нити на динамические характеристики датчика натяжения // Молодые ученые -

развитию текстильной и легкой промышленности: Тез. докл. межд. науч.-техн. конф. аспирантов, магистрантов и студентов (П0ИСК-2003). - Иваново: ИГТА, 2003.-С. 69-70.

20. Шарова А.Ю. Регистрация тензограмм с помощью ПЭВМ при измерении натяжения нитей // Перспективы использования компьютерных технологий в текстильной и легкой промышленности: Тез. докл. межд. науч.-техн. конф. (ПИК-ТЕЛ-2003).-Иваново: ШТА,2003.-С. 13-14.

21. Шарова А.Ю. Программа расчета настроек нитенатяжных приборов сновальных машин // Современные технологии и оборудование текстильной промышленности: Тез. докл. всерос. науч.-исслед. конф. (ТЕКСТИЛЬ-2003). - М: 2003.-С. 75-76.

Лицензия ИД № 06309 от 19.11.2001. Подписано в печать 24.02.2004.

Формат 1/16 60x84. Бумага писчая. Плоская печать.

Усл. печ. л. 1,16. Уч.-изд. л. 1,11. Тираж 80 экз. Заказ № 3483

Редакционко-издательский отдел Ивановской государственной текстильной академии Участок оперативной полиграфии ИГТА 153000 г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 21

ВВЕДЕНИЕ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

1. Натяжение нитей в партионном сновании и его влияние на качество вырабатываемой ткани.

1.1. Влияние натяжения нитей на процесс снования и на последующие технологические процессы.

1.2. Факторы, оказывающие влияние на натяжение нитей в процессе снования.

1.3. Существующие подходы и методики оценки неравномерности и выравнивания натяжения нитей.

1.4. Постановка задач исследования.

2. Факторы, определяющие пространственную неравномерность натяжения нитей.

2.1. Статистические характеристики пространственной неравномерности в сновании.

2.2. Влияние нитенатяжных приборов на неравномерность натяжения нитей.

2.2.1. Параметры и характеристики нитенатяжных приборов и их взаимосвязь с характеристиками неравномерности натяжения нитей.

2.2.2. Экспериментальные исследования нитенатяжных приборов.

2.3. Влияние параметров движения нитей от нитенатяжных приборов до сновальной машины на неравномерность их натяжения.

2.3.1. Разработка математической модели влияния аэродинамического сопротивления на натяжение нитей.

2.3.2. Экспериментальные исследования влияния аэродинамического сопротивления на натяжение нитей. v 2.3.3. Оценка влияния геометрии заправки на неравномерность натяжения нитей.

В современных условиях промышленного производства на текстильных предприятиях Российской Федерации наиболее остро стоит вопрос повышения качества и конкурентоспособности выпускаемой продукции. Это связано со вступлением России во Всемирную торговую организацию (ВТО), когда отечественной легкой промышленности придется соперничать с развитой европейской индустрией товаров массового потребления.

Сертификация товаров, их стандартизация, качественный менеджмент и маркетинг - перспективные направления деятельности текстильных предприятий, нацеленных не только на внутренний рынок России. Особая роль в системе менеджмента качества на предприятии принадлежит хорошо налаженному технологическому контролю. В настоящее время отдельные формы и методы контроля эффективности технологических процессов и качества вырабатываемой продукции морально устарели и нуждаются в совершенствовании. С другой стороны, повышение конкурентоспособности продукции достигается снижением затрат на ее производство, в том числе и на осуществление технологического контроля. В связи с этим встает задача разработки новых научно-обоснованных методов контроля эффективности технологических процессов и качества текстильной продукции на каждом этапе ее прризводства. Данная диссертационная работа посвящена исследованию неравномерности натяжения нитей в партионном сновании и разработке методик ее оценки и прогнозирования.

Поскольку исключительно важной в условиях рыночной экономики остается задача снижения отходов производства и повышения производительности труда и оборудования, в диссертационной работе даны рекомендации по нормализации процесса снования, в частности, намечены пути снижения неравномерности натяжения и уменьшения обрывности нитей на партионной сновальной машине.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Необходимость проведения мероприятий по управлению качеством выпускаемой продукции на предприятии продиктована экономической целесообразностью производства в целом, т.к. качество и себестоимость продукции являются приоритетными критериями ее конкурентоспособности на рынке.

Внедрение системы управления качеством выпускаемой продукции на предприятии предполагает выполнение следующих работ: оценивание и прогнозирование качества продукции; технологическая подготовка машин к выпуску продукции установленного качества; материально-техническое и метрологическое обеспечение качества продукции; контроль качества продукции на всех технологических переходах производства.

Наиболее важной характеристикой процесса снования, во многом определяющей качество намотки сновальных паковок, а также производительность труда и оборудования, является натяжение нитей, наматываемых на сновальную паковку. Требование равномерности натяжения нитей в процессе снования было сформулировано еще в середине прошлого века, но до сих пор неравномерность натяжения нитей не входит в число параметров, подлежащих контролю в сновании. Вызвано это, прежде всего, отсутствием соответствующих методик ее оценки. Исследованию неравномерности натяжения HHiefi в процессе снования посвящен ряд работ, в которых в большинстве случаев экспериментально оценивалось влияние различных факторов на натяжение нитей и не определялась фактическая неравномерность.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод об экономической целесообразности разработки новых научно обоснованных методик оценки, прогнозирования и снижения неравномерности натяжения нитей в партионном сновании.

Кроме того, важными и своевременными являются теоретические и экспериментальные исследования, направленные на снижение обрывности нитей на партионной сновальной машине и повышение производительности труда и оборудования.

Целью диссертационной работы является снижение неравномерности натяжения нитей в партионном сновании, повышение производительности труда и оборудования за счет уменьшения обрывов, снижение отходов и повышение качества формируемых сновальных паковок.

Для реализации поставленной цели в диссертационной работе решены следующие задачи:

1. Разработана методика экспериментальной оценки неравномерности натяжения нитей в партионном сновании с учетом вариации параметров питающих паковок, изменения их положения при перезаправке шпулярника и изменения натяжения нитей по мере срабатывания питающих паковок.

2. На основе статистических закономерностей изменения натяжения нитей после нитенатяжных приборов и вдоль заправочной линии разработана методика прогнозирования неравномерности натяжения в партионном сновании.

3. Разработана система рекомендаций по выравниванию натяжения нитей на партионной сновальной машине.

4. Разработаны конструкция экспериментального стенда и комплекс измерительной аппаратуры для периодического контроля (поверки) и настройки нитенатяжных приборов, а также для исследования нигенатяжителей, автоматически стабилизирующих натяжение.

5. Разработано устройство, обеспечивающее постоянство среднего значения натяжения нитей по мере наработки сновальных валов.

Методы исследований.

При проведении теоретических исследований использованы методы теории вероятностей, математической статистики, аналитической геометрии, теории механики нити, методы цифровой обработки сигналов, в частности, спектрального анализа, фильтрации и демодуляции дискретных сигналов. Экспериментальные исследования выполнены с использованием современной тензо-метрической аппаратуры и новейших информационных технологий на лабораторных стендах и на действующем оборудовании текстильных предприятий.

Достоверность и обоснованность.

Для подтверждения теоретических положений проведены экспериментальные исследования, результаты которых обработаны методами теории вероятностей и математической статистики и полностью согласуются с теоретическими разработками.

Автор защищает: технологические и технические разработки, направленные на повышение качества вырабатываемой ткани и увеличение производительности труда и оборудования путем снижения неравномерности натяжения нитей в партионном сновании, в частности:

1) методику оценки неравномерности натяжения нитей;

2) теоретические положения, позволяющие осуществлять прогнозирование неравномерности натяжения нитей;

3) рекомендации по выравниванию натяжения нитей;

4) устройство для управления процессом наматывания нитей на партионной сновальной машине.

Научная новизна заключается в том, что впервые:

1. Предложено использовать статистические характеристики для определения неравномерности натяжения нитей в сновании.

2. Предложена система параметров и характеристик нитенатяжных приборов для оценки их влияния на неравномерность натяжения нитей в сновании.

3. Предложена математическая модель, разработан алгоритм и создана программа на языке Matlab 6.5, позволяющая определить диапазон скоростей движения нитей, опасных возможностью появления обрывов вследствие возникновения резонанса параметрически возбуждаемых поперечных колебаний.

4. Разработана методика экспериментальной оценки пространственной неравномерности натяжения нитей в партионном сновании с учетом вариации параметров питающих паковок, изменения их положения при перезаправке шпулярника и изменения натяжения нитей по мере срабатывания питающих паковок.

5. Создана программа, выполняющая прогнозирование неравномерности натяжения нитей по заданным условиям снования.

6. Разработана программа, выполняющая расчет настроек нитенатяжных приборов по заданным условиям снования.

7. Разработано устройство, обеспечивающее постоянство среднего значения натяжения нитей по мере наработки сновальных валов.

8. Разработаны конструкция экспериментального стенда и комплекс измерительной аппаратуры для периодического контроля (поверки) и настройки нитенатяжных приборов, а также для исследования нитенатяжителей, автоматически стабилизирующих натяжение.

Новизна технических разработок и программного обеспечения подтверждена свидетельством на полезную модель № 30758 "Устройство для управления процессом наматывания нитей на партионной сновальной машине" и свидетельствами об официальной регистрации программ для ЭВМ № 2002611108 "Программа расчета приращения натяжения нитей на участке «нитенатяжитель - разделительный рядок партионной сновальной машины»", № 2003612451 "Прогнозирование неравномерности натяжения нитей в партионном сновании".

Практическая полезность работы.

Использование результатов диссертационной работы на производстве позволило определить фактическую неравномерность натяжения нитей на партионных сновальных машинах, оценить влияние различных факторов на указанную неравномерность и снизить ее путем выбора рационального режима снования и настройки нитенатяжных приборов.

Применение результатов диссертационной работы в системе управления качеством выпускаемой продукции дает возможность осуществлять оценивание и прогнозирование ее качества, а также выполнять технологическую подготовку машин к выпуску продукции установленного качества.

Апробация работы.

Результаты диссертационной работы доложены и получили положительную оценку

- на межвузовских научно-технических конференциях аспирантов, магистрантов и студентов "Молодые ученые — развитию текстильной и легкой промышленности" (Иваново, 2001, 2002, 2003);

- на международных научно-технических конференциях "Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности" (Иваново, 2000, 2001, 2002);

- на международной научно-технической конференции " Студенты и молодые ученые КГТУ - производству " (Кострома, 2003);

- на всероссийской научной конференции "Проектирование научных и инженерных расчетов в среде MATLAB" (Институт проблем управления РАН, г. Москва, 2002);

- на конференции "Современные технологии и оборудование текстильной промышленности " (Москва, 2003).

Содержание представленных докладов отражено в тезисах вышеперечиси ленных конференций.

Публикации.

Основные результаты исследований, выполненных в рамках настоящей диссертационной работы, изложены в 21 печатной работе, в числе которых одна статья в журнале "Изв. вузов. Технология текстильной промышленности", две статьи в журнале "Вестник Ивановской государственной текстильной академии", одна статья, депонированная в ООО "Легпроминформ", тезисы докладов на научно-исследовательских конференциях, статья в сборнике докладов конференции, две статьи в юбилейных сборниках научных трудов, одно свидетельство на полезную модель, два свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ.

1. Выполнен анализ источников информации, посвященных натяжению нитей в партионном сновании и его влиянию на качество вырабатываемой тка ни. Подчеркнута необходимость включения характеристик неравномерности натяжения нитей в число параметров, контролируемых в процессе снования.Сделан вывод о невозможности использования существующих подходов и ме тодик оценки неравномерности и выравнивания натяжения нитей на партион ной сновальной машине.2. Предложено использовать для оценки пространственной неравномер ности натяжения нитей такие статистические характеристики, как среднее зна чение натяжения всей совокупности нитей F ; коэффициент вариации натяже ния V; доверительный интервал неравномерности натяжения Л^; относитель ное значение доверительного интервала неравномерности 5,,.3. Предложена система параметров и характеристик нитенатяжных при боров для оценки их влияния на неравномерность натяжения нитей в партион ном сновании, полученная в результате экспериментального определения функции преобразования и нормирования полосы неопределенностей аддитив ной и мультипликативной составляющих натяжения. Установлено, что умень шению пространственной неравномерности натяжения в партионном сновании способствует увеличение доли аддитивной составляющей дополнительного на тяжения, создаваемого натяжными приборами, и сужение их полосы неопреде ленностей по аддитивной и мультипликативной составляющим натяжения.4. Разработаны конструкция экспериментального стенда и комплекс из мерительной аппаратуры, включающий первичный измерительный преобразо ватель, тензоусилитель, ПЭВМ для периодического контроля (поверки), на стройки и исследования нитенатяжных приборов.5. Уточнены математические модели для определения аэродинамического сопротивления и влияния направляющих гребенок щпулярника на приращение натяжения нитей при движении их от нитенатяжных приборов до сновальной мащины, с помощью которых установлено, что доля аэродинамического сопро тивления в приращении натяжения нити определяется скоростью движения ни ти, ее линейной плотностью и расстоянием между направляющими.6. Установлена закономерность изменения пространственной неравно мерности натяжения нитей: с увеличением скорости снования вследствие аэро динамического сопротивления неравномерность возрастает по нелинейному за кону.7. Разработана математическая модель и создана программа на языке Mat-

lab 6.5, позволяющая рассчитать диапазон скоростей движения нитей, опасных возможностью появления обрывов вследствие возникновения резонанса пара метрически возбуждаемых поперечных колебаний.8. Разработана методика экспериментальной оценки пространственной неравномерности натяжения нитей в партионном сновании с учетом вариации параметров питающих паковок, изменения их положения при перезаправке шпулярника и изменения натяжения нитей по мере срабатывания питающих / - паковок, основанная на проведении трех серий измерер.ий, определении харак теристик неравномерности для каждой серии и нахождении результирующей неравномерности натяжения нитей на данной сновальной машине.9. Поставлена и решена задача прогнозирования неравномерности натя жения нитей в партионном сновании на основании статистических закономер ностей изменения их натяжения после нитенатяжного прибора и вдоль запра вочной линии.10. Разработана программа, выполняющая расчет настроек нитенатяжных приборов по заданным условиям снования, позволяющих уменьшить различия в натяжении, обусловленные неодинаковым расположением питающих паковок в шпулярнике.11. Разработано устройство, обеспечивающее постоянство натяжения ни тей по мере наработки сновальных валов путем регулирования натяжения в за висимости от разницы фактического диаметра намотки сновальной паковки и заданного, рассчитанного для определенной линейной плотности и длины ни тей, а также снижающее неравномерность натяжения по ширине сновального вала за счет аддитивного характера источника трения и фильтрации колебаний натяжения.12. Разработаны рекомендации по выравниванию натяжения нитей на партионной сновальной машине, позволяющие минимизировать затраты на его осуществление.13. Включение в число параметров снования характеристик неравномер ности натяжения нитей и использование разработанных методик на текстиль ных предприятиях позволяют установить фактическую неравномерность натя жения нитей на партионных сновальных машинах, оценить влияние различных факторов на указанную неравномерность и снизить ее путем выбора рацио нального режима снования и настройки нитенатяжных приборов.

1. Ефремов Е.Д,, Кислякова A.M., Попова Г.И. Технологический процесс снования пряжи в текстильном производстве.- Ярославль: В.-Волжское кн. изд. 1977.238 с.

2. Чирков В.О., Быкадоров Р.В., Цветков B.C., Андреев В.Н. О за- крещенности нитей при формировании сновального вала // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности, № 4, 1990.

3. Тагаварян Л.Г, Сравнительное исследование некоторых параметров партионной и ленточной сновки камвольной пряжи. Дисс. канд. техн. наук. Л., 1968.

4. Мухаметжанов Р.С., Зайцев В.П., Панин И.Н. Исследование влияния различных факторов на величину рассновки лент на сновальных машинах: Тез. докл. науч.-техн. конф. «Текстиль-97». - М., 1997. 96.

5. Оников Э.А. Натяжные и контрольно-очистительные устройства одиночных нитей. - М.: Гизлегпром, 1963, - 156 с.

6. Теория процессов, технология и оборудование подготовительных операций ткачества. Д. Николаев, Р.И. Сумарукова, С. Юхин, П.В. Власов. М.: Легпромбытиздат, 1993.

7. Алексеенко И.А., Сердюк В.П. Исследоваи;1е неравномерности натяжения нитей при сновании на партионных сновальных машинах с гидроприводом // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1971. -№ 2. 75.

8. Плужник Т.е. Об изменении механических свойств пряжи пневмомеханического способа прядения по ширине сновальных валиков // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1981. - № 4. 46. f

9. Гордеев B.A., Волков П.В. Ткачество. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.

10. Паникратов К. Влияние нецилиндричности намотки основных паковок на процесс ткачества. Дисс. ... канд. техн. наук.- Иваново, 1990. — 149 с.

11. Маховер В.Л. Экспериментальное исследование выравнивания средних натяжений с различных сновальных валиков партии // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1971. - № 4. 36.

12. Лустгартен Н.В., Лаучинскас М.Н., Боровикова Л.Ю., Самакова О.А. Взаимосвязь обрывности основы и свойств пряжи в льноткачестве // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1998. - № 5. 42.

13. Мигушов И.И, Механика текстильной нити и ткани: Моногр.- М.: Легкая индустрия, 1980.- 160 с, ил.

14. Зайцев В.П., Сайманов Р.Г. О влиянии различного натяжения основных нитей на их уработку в процессе ткачества // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1987. - № . 58.

15. Васильева Е.Г., Ерохин Ю.Ф., Сокерин Н.М., Синицин В.А. Влияние натяжения нитей на параметры строения ткани // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1998. - № 3. 44.

16. Обрубов А.Е. Улучшить подготовку пряжи к ткачеству // Текстильная промышленность. - 1958. — №8. - 42.

17. Ефремов Е.Д. О механических условиях в точке сматывания нити с паковки // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1968. -№ 1 . - С . 64.

19. Попова Т.К., Ефремов Е.Д. О натяжении нитей при сматывании с конических бобин в условиях сновки // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1970. - № 1. - 47.

20. Лустгартен Н.В., Борисова Е.А. О выборе модели осевого сматы- V вания нити в процессе ее перематывания с неподвижной паковки // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1992. - № 3. - 34.

21. Брут-Бруляко А.Б., Ступников А.Н., Старинен Е.Ю., Тульская Л.А. Влияние диаметра бобины на натяжение нити при сновании // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2000. - № 4. - 56.

22. Корягин СП. О влиянии баллоноразбивателя на процесс сматывания пряжи с гнезда початка // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. -1993. - № 6. - 38,

23. Рудовский П.Н. Взаимосвязь структуры намотки, слетов витков и обрывности при перематывании // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. -1996. - № 6. - 40.

24. Плужник Т.е. Исследование неравномерности натяжения и физико-механических свойств пряжи пневмомеханического способа прядения по переходам ткацкого производства. Дисс... канд. техн. наук.- Иваново, 1983.

25. Алексеенко А.И., Сердюк В.И., Сердюк В.П. О влиянии жесткости нити на ее натяжение при сматывании с бобины // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. -1972. - № 1 . - 56.

26. Каллер Л.В. К вопросу о регулировании натяжения снующихся / нитей по мере срабатывания бобин // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1978.-№ 1. - С . 56.

27. Dyer R.F., Faw W.C., Beard R.L. Some of the Factors Influencing Yam Tension in Warping // "Textile Research Journal".- Vol XXIL- 1952.- №7 . -P. 487-500.

29. Ефремов Е.Д. О натяжении, создаваемом шайбовым тормозом нити на мотальной машине М-150 // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1958.-№ 2. - 100. Hh V

30. Ефремов Е.Д. Влияние толщины нити и геометрических параметров рабочих органов машин на натяжение нити // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1958.-№ 6. - 98.

31. Ефремов Е.Д. К вопросу о натяжении нити, огибающей цилиндр и движущейся продольно // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1961.-№ 1.-С. 85.

32. Морозов И.В. Выравнивание натяжения нитей при сновании: Дис. ... канд. техн. наук. -Кострома, 1983.

33. Исаков Н.П. К вопросу теории натяжителей нити // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1960. - № 3. - 92.

34. Исаков Н.П. Влияние нитенатяжных приборов на обрывность нитей при перемотке и сновании // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1961. - № 1. - 80.

35. Минаков А.П. Основы механики нити // Начно- исследовательские труды МТИ / М., МТИ. - 1941. - Т. 9.

36. Ефремов Е.Д. О влиянии направляющих устройств на натяжение движущейся нити // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. -1960.-№ 1.-С. 86.

37. Мигушов И.И. Натяжение нелинейно-упругопластической жест- ( кой на изгиб нити при скольженлл по цилиндру // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. — 1978. - № 3. - 48.

38. Оников Э.А. О некоторых причинах обрывности пряжи при скоростной сновке / Текстильная промьииленность. - 1959. - № 7. — 52.

39. Оников Э.А. Исследоь; ime натяжителей быстродвижущейся нити // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1960. - № 1. -С. 97.

40. Шевелева Л.В. Натяжечмс нити с помощью натяжных приборов сновальных машин // Изв. вузов, "схиология текстильной промышленности. - 1 9 8 2 . - № 1.-С. 51.

41. Ефремов Е.Д. О натяжении нитей на сновальной машине С-140 // •-Г Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1963.-Х2 1. - 96.

42. Ефремов Е.Д. Условия прохождения нити через тормозной диск // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1961.-№ 2. - 90.

43. Ефремов Е.Д. О натяжении нити двухзонным шайбовым нитена- тяжным прибором // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. -1966.-№2.-С. 98.

45. Щапов М.А. Новые нитенатяжные приборы для машин М-150 и С-140 // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. — 1964. - № 7. - С . 5 1 .

46. Вахромеева Р.И. К расчету кольцевого нитенатяжителя // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1977. - № 1. - 56 .

47. Ефремов Е.Д., Вахромеева Р.И. К расчету динамических характеристик кольцевого нитенатяжителя // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1977. -№ 4. - 44 .

48. Ишматов А.Б., Алибаев Э.Ш. Выравнивание натяжения химических нитей при сновании // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1976. -№ 6. - 48 .

49. Попова Г.К. Натяжение нити в нитенатяжном приборе сновальной машины С-140 с учетом вращения шайбы // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1966. - № 6. - 82 .

50. Констанитнов СИ., Ульянов В.И., Радионов Р.А., Петров Г. Влияние колебания тормозных шайб натяжного прибора на неровноту натяжения нити // Ткачество. - 1974. - РС-7. 1.

51. Гарбарук В.Н. Проектирование шайбовых натяжных приборов // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1963. - № 1. - 91 .

52. Борисова Е.А., Крутикова В.Р., Ямщиков С В . Моделирование натяжения нити при перематывании с использованием инерционного натяжного прибора // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. -1997.-№5.-С. 37.

53. Радионов Р.А., Константинов СИ. Влияние неровноты нити на натяжение и определение корреляционной связи между ними. Сборник трудов ЦНИХБИ, ч. 1. Москва, 1972 г.

54. Тарельчатый нитенатяжитель. Normaldruck - Fadenspanner mit einem Tellerpaar. "Int. Text. - Bull. Flachenherstell.", 1986, 32, № 2, 65-66 (нем.)

55. Нитенатяжитель для сновального шпулярника. Neuer Fadenspanner fur Schar- und Zetteigatter. "Int. Text.-Bull. Flachenherstell.", 1984, 30, №4, 73-74 (нем)

56. Гальперин А.Л., Новиков В.П. Исследование натяжения нити роликовым натяжителем при переменной скорости перемотки. Сборник трудов ЦНИХБИ, ч. II. Москва, 1971 г.

57. Каллер Л.В., Ефремов Р.Д. Исследование зависимости натяжения нитей от расположения бобин на шпулярнике ленточиой сновальной машины // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1975.-№ 6. - 64

58. Брут-Бруляко А.Б., Барунова Т.Ю. Неравномерность натяжения льняной пряжи по ширине заправки сновальной машины // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1996.-№ 1. - 38.

59. Ефремов Е.Д., Варавка Р.И. Влияние на натяжение нити направляющих гребенок сновальной рамки // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1980. - № 4. — 32.

60. Корягин СП. Натяжение нити между направляющими гребенками при сновании // Изв. вузов. Технология текстильтюй промышленности. — 1983 . -№ 1.-С.34.

61. Исследование неравномерности натяжения нитей при сновании. Dragoi Leonache, Sumanaru Viorel. "Ind. usoara. Text., tricotaje, confect. text.", 1986, 37, № 10,444-445

62. Ковалевский A.B. Нормализация натяжения нитей в процессе снования. Дисс. канд. техн. наук.- Иваново, 1989. - 236 с.

63. Брут-Бруляко А.Б., Ступников А.Н. Экспериментальное исследование натяжения льняных нитей в зависимости от скорости снования // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1998. - № 2.

64. Розанов Ф.М. и др. Технология ткачества. - М.: Легкая индустрия, 1966.

65. Льноткачество: Справочник / Под ред. Р.Д. Дружининой. - М.: Легпромбытиздат, 1985.

66. Врублевский В.А., Гусев Б.Н. Экспериментальные исследования скорости снования пряжи // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. -1982. - № 2.

67. Маховер В. Л. К вопросу определения оптимальной скорости снования пряжи // Изв. вузов. Технология текстильйой промышленности. -1993 . -№ 5 . - С . 30-34.

68. Беляков Б.И., Гордеев В.А. Определение неровноты натяжения системы нитей в сновке путем анализа распределения их разрывных удлинений // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. — 1969. - № 3. -С. 70.

69. Ефремов Е.Д., Попова Т.К. Экспериментальное определение не- равномерности натяжения нитей основы при наматывании на сновальный валик // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1970. - № 4. -С. 47.

70. Кравченко В.Т., Брут-Бруляко А.Б., Ступников А.Н., Плаксин А.Е. Аппаратный комплекс «ТУМАГ» для контроля технологических параметров по переходам ткацкого производства.- Текстильная промышленность, 2000,№5, с. 23.

71. Садовская О.Б., Ступников В.А., Тягуноь В.А., Глотова Т.М. Автоматическая система измерения натяжения нитей на сновальной машине // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. — 1991. — № 1. - 64.

72. Ефремов Е.Д. Выравнивание натяжения нитей по ширине снования // Текстильная промышленность. 1987. - № 3 - 33.

73. Морозов И.В., Бакулин Б.А,, Ефремов Е.Д. Влияние геометрии заправки нитей на сновальной машине на неравномерность их натяжения // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1986. - № 5. - 42.

74. Ишматов А.Б., Гецонок Б.И., Алимбаев Э.Ш. Влияние некоторых факторов на неравномерность натяжения нитей при сновании // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1978. - № 6. - 62 .

75. Ефремов Р.Д., Шевелева Л.В., Дзыга М.П. Оптимизация процесса снования льняных и полульняных нитей // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1983. - № 5. — 46.

76. А. с. СССР №246408, МПК D 02 Н 13/00, 1969 г.

77. Устройство для регулирования натяжения нитей на сновальной машине. А.с. №717173. Опубл.25.02.80. Бюл. №7. МКИ D 02 Н 13/14

78. Устройство для регулирования натяжения нитей. Комацу Токуд- зи, Накаидэ Киеси; Цуда кома коге к. к. Пат. 58-7746, Япония. Заявл. 30.09.75, № 50-117222. Опубл. 12.02.83. МКИ D 06 В 3/36, D 02 Н 5/02

79. Хечоев Л.М. Исследование процесса секционной сновки с целью ее усовершенствования. Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. МТИ, 1975.

80. Кулида Н.А. Измеритель натяжения нити с расширенными функциональными возможностями // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1995.-№ 3. - 105-108.

81. Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология: Учебное пособие для вузов. - М . : Логос, 2001.-408 с : ил.

82. Севостьянов А.Г. Методы и средства исследования механико- технологических процессов текстильной промышленности: Учебник для вузов. - М.: Легкая индустрия, 1980. - 392 с.

84. Кулида Н.А., Шарова А.Ю. Стенд для экспериментальных исследований нитенатяжных приборов сновальных машин // Студенты и молодые ученые КГТУ - производству: Материалы науч.-техн. конф. молодых ученых и студентов. - Кострома: КГТУ, 2003. - 235-236.

85. Гусев Б.Н., Кулида Н.А. и др. Совершенствование методов и средств контроля технического состояния нитенатяжных приборов // Изв. вузов. Технология легкой промышленности. - 1986. - № 3, № 4.

86. Гусев Б.Н., Кулида Н.А., Минц Б.И. Контроль параметров нитенатяжных устройств со сложной комбинацией составляющих натяжения // Изв. вузов. Технология легкой промышленности. 1993. - № 6. 44-46, 1994. - № 2 . - С . 40-43.

87. Брут-Бруляко А.Б., Суслова Н.Н., Барунова Т.Ю., Старинец Е.Ю. Технологическая оценка работы двухзонного натяжного прибора // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2002. № 2. - 54-56.

88. Кулида Н.А., Шарова А.Ю. О выравнивании натяжения нитей при сновании // Современные проблемы текстильной и легкой промышленности: Тез. докл. межвуз. науч.-техн. конф., посвящ. 70-летию РосЗИТЛП. 4 .1 . - М . : РосЗИТЛП, 2002. 60.

89. Кулида Н.А., Шарова А.Ю. О выравнивании натяжения нитей на партионной сновальной машине // Вестник Ивановской государственной текстильной академии. - 2001. - №1. - 42 - 48.

90. Меркин Д.Р. Введение в механику гибкой нити. М.: Наука, 1980. - 240 с.

91. Попов Г., Бальченко В.И., Никитина Г.В. О продольной тяге нити воздушной струей // Текстильная промышленность. - 1961. - № 10. - 47-49.

92. Кулида Н.А., Шарова А.Ю. Решение задач механики текстильной нити в MATLAB // Проектирование научных и инженерных расчетов в среде MATLAB: Сборник трудов всероссийской научной конференции. - М: ИПУ V -I