автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.02, диссертация на тему:Применение в вытяжных приборах ленточных машин нажимных валиков с изменяющейся вдоль образующей толщиной эластичного покрытия

кандидата технических наук
Савельева, Екатерина Николаевна
город
Иваново
год
2008
специальность ВАК РФ
05.19.02
цена
450 рублей
Диссертация по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности на тему «Применение в вытяжных приборах ленточных машин нажимных валиков с изменяющейся вдоль образующей толщиной эластичного покрытия»

Автореферат диссертации по теме "Применение в вытяжных приборах ленточных машин нажимных валиков с изменяющейся вдоль образующей толщиной эластичного покрытия"

Савельева Екатерина Николаевна

ПРИМЕНЕНИЕ В ВЫТЯЖНЫХ ПРИБОРАХ ЛЕНТОЧНЫХ МАШИН НАЖИМНЫХ ВАЛИКОВ С ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ ВДОЛЬ ОБРАЗУЮЩЕЙ ТОЛЩИНОЙ ЭЛАСТИЧНОГО ПОКРЫТИЯ

Специальность 05 19 02 - Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

• О

003172171

Савельева Екатерина Николаевна

СЛ/?

ПРИМЕНЕНИЕ В ВЫТЯЖНЫХ ПРИБОРАХ ЛЕНТОЧНЫХ МАШИН НАЖИМНЫХ ВАЛИКОВ С ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ ВДОЛЬ ОБРАЗУЮЩЕЙ ТОЛЩИНОЙ ЭЛАСТИЧНОГО ПОКРЫТИЯ

Специальность 05 19 02 - Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

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

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор Официальные оппоненты доктор технических наук, доцент кандидат технических наук

Роньжин Владимир Иванович

Башков Александр Павлович Павлов Кирилл Ювенальевич

Ведущая организация - государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Костромской государственный технологический университет» (КГТУ), г Кострома

Защита состоится «01» июля 2008 г в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212 061 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.

¿км.

Автореферат разослан чУУ» М/^^у. 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета » КУЛИДА Н.А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Важным условием конкурентоспособности продукции тек стильной промышленности является применение современного оборудования, обеспечивающего производство текстильных материалов высокого качества Вытяжные приборы, являющиеся важным элементом ленточных машин, осуществляют вытягивание продукта до заданной юлщи-ны, распрямление и параллелизацию волокон Характеристики их работы во многом определяют качество вырабатываемого полуфабриката и зачастую производительность последующих технологических процессов

В работе обосновывается возможность применения вытяжного прибора новой конструкции, обеспечивающего снижение неровноты волокнистого продукта Работа выполнялась в соответствии с грантом Президента РФ для поддержки молодых ученых за 2006-2007 гг

Цели и задачи исследования. Целью работы является повышение качества волокнистого продукта при использовании на ленточной машине хлопкопрядильного производства вытяжного прибора новой конструкции

В соответствии с целью в работе поставлены и решены следующие задачи

1 Проведен анализ современных конструкций вытяжных приборов машин прядильного производства и научных рабог по их исследованию, в результате которого выявлены основные направления совершенствования процесса вытягивания волокнистого продукта

2 Проанализированы факторы, влияющие на процесс вытягивания ленты на ленточных машинах хлопкопрядильного производства

3 Выполнены теоретические исследования поля сил трения в зажимах вытяжного прибора и выявлены основные параметры, определяющие исследуемые силы

4 Разработана компьютерная модель процесса утонения волокнистого продукта с учетом параметров полуфабриката и характеристик применяемых ленточных машинах

5 Разработана компьютерная программа для анализа движения волокон в поле вытягивания

6 Экспериментально исследованы силы, действующие на волокна продукта при его вытягивании в вытяжном приборе

Основные методы исследований. Диссертационная работа построена на комплексном использовании теоретических и экспериментальных методов исследований Для исследования динамических моделей применялись численные методы с использованием ЭВМ Постановка экспериментальных исследований, обработка их результатов осуществлена с использованием методов планирования эксперимента и методов статического и регрессионного 1 анализов Достоверность предложенных научных разработок, выводов и рекомендаций подтверждена результатами производственного эксперимента,

использованием методов идентификации и верификации разработанных моделей, а также актами апробации и внедрения результатов работы

Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и производственных условиях с использованием современной электронной измерительной аппаратуры Обработка результатов эксперимента выполнена с применением методов математической статистики.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в развитии теоретических основ процесса вытягивания волокнистого материала на ленточных машинах хлопкопрядильного производства и в научном обосновании модернизации вытяжного прибора

Впервые получены следующие научные результаты

1 Установлено, что использование в вытяжном приборе ленточной машины нажимных валиков с изменяющейся вдоль образующей толщиной эластичного покрытия оказывает существенное влияние на процесс вытягивания, а следовательно, и на качественные характеристики продукта

2 Разработана математическая модель для определения закономерности изменения нормального давления на волокнистый продукт в жале вытяжной пары

3 Получена передаточная функция процесса утонения волокнистого полуфабриката, использованная при имитационном моделировании процесса вытягивания

4 С помощью имитационной модели процесса вытягивания исследовано влияние различных факторов на характеристики процесса вытягивания ленты в вытяжном приборе с нажимными валиками предложенной конструкции и разработаны рекомендации по снижению неровноты ленты на ленточных машинах хлопкопрядильного производства.

5 Осуществлена лабораторная и производственная апробация вытяжного прибора новой конструкции, в котором эластичное покрытие нажимного валика имеет толщину, изменяющуюся вдоль образующей

Практическая значимость и реализация результатов работы

Разработанная конструкция вытяжного прибора и выявленные в результате теоретических и экспериментальных исследований закономерности вытягивания ленты в вытяжном приборе позволили нормализовать процесс вытягивания на ленточной машине хлопкопрядильного производства и повысить качество вырабатываемой хлопчатобумажной пряжи

Промышленная реализация результатов диссертационной работы осуществлена в условиях ООО «Южская прядильно-ткацкая фабрика», ООО «Родники Текстиль», ООО «Ивановский меланжевый комбинат - Возрождение», ЗАО «Промышленная группа "Роско"»

Применение нажимных валиков с переменной вдоль образующей толщиной эластичного покрытия в вытяжном приборе ленточной машины Л2-50-220 позволило нормализовать процесс вытягивания за счет стабилизации поля сил трения, что обеспечило закономерное движение волокон и позволило повысить качественные показатели вырабатываемой пряжи и снизить уровень ее обрывности

Апробация работы. Материалы по теме диссертации обсуждались и получили положительную оценку на международных и межвузовских конференциях

- на международной научно-техническои конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (i Москва, 2006, 2007 гг),

- международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (" Прогресс")» (г Иваново, 2006, 2007 гг),

- межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» (г. Иваново, 2006,2007 гг),

- межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Студенты и молодые ученые КГТУ - производству», посвященной 70-летию КГТУ (г Кострома, 2006,2007 гг),

- расширенном заседании кафедры маркетинга

Личное участие автора в получении изложенных в диссертации научных, технических и технологических результатов

Постановка цели работы, определение методов решения поставленных задач, методов проведения экспериментальных исследований и обобщения полученных результатов, теоретические положения и сформулированные в работе рекомендации принадлежат автору

Публикации. Основные результаты исследований отражены в 7 работах, из которых 2 статьи в журнале "Изв вузов Технология текстильной промышленности", рекомендованные ВАК для опубликования результатов кандидатских и докторских диссертаций

Структура и объем работы Диссертация состоит из четырех глав, и ¡-ложенных на 134 страницах машинописного текста, содержит 27 рисунков и 15 таблиц, библиографический список содержит 106 источников

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определена ее направленность, представлена общая характеристика работы, приведены методологические и теоретические основы теории процесса вытягивания па машинах прядильного производства, проанализированы возможности использования компьютерных технологий, раскрыты элементы научной новизны работы, ее теоретическая и практическая значимость

В первой главе показана степень разработанности в литературе ieo-ретических основ процесса вытягивания, а также методов компьютерною моделирования технологических процессов прядильного производства

Проанализированы научные подходы известных ученых (Васильев Н А , Афончиков Ф А , Зотиков В Е , Севостьянов А Г , Белов М Ф , Ковнср С С , Протасова В А , Капитанов А Ф и др ) к решению теоретических и экспериментальных задач процесса вытягивания В резулыаге определены цель

диссертационного исследования и задачи, решение которых направлено на достижение поставленной цели.

Проведенный анализ позволил сделать вывод о том, что на сегодняшний день существует ряд проблем получения продукта, удовлетворяющего требованиям современного производства Вопросы повышения качества пряжи и снижения обрывности тесно связаны с неровнотой полуфабрикатов, возникающей в процессе их вытягивания Поэтому изучению процесса вытягивания, совершенствованию вытяжных приборов на машинах прядильного производства и оптимизации технологических параметров необходимо уделять особое внимание.

Анализ опубликованных научно-исследовательских работ, посвященных проблемам повышения производительности технологического оборудования в прядильном производстве и качества вырабатываемой пряжи, показывает, что эффективным средством решения этих проблем является определение технологических параметров, основанных на теоретических исследованиях

В результате выполненного анализа подтверждена целесообразность проведения исследований влияния геометрии эластичного покрытия нажимных валиков вытяжного прибора на эффективность процесса вытягивания

Вторая глава посвящена разработке теоретических основ процесса вытягивания в вытяжном приборе с нажимными валиками новой конструкции Все механические процессы на этапах формирования волокнистого полуфабриката вызывают широкие колебания состояния (механических свойств и структуры) продукта в зависимости от режимов подачи и конструктивного исполнения устройств

Известно, что поля сил трения оказывают существенное влияние на процесс вытягивания В работе обращено внимание на проблему неравномерности распределения волокон ленты при ее взаимодействии с вытяжным прибором На волокна ленты, находящиеся в ее центре, передается большее усилие, чем на крайние,

Я

* Т- 3

1 1 '

ц- » !

Р

Рис 1 Схема нагружения нажимного валика

поэтому наблюдается опережающее перемещение центральной группы волокон, что вызывает нарушение заданного порядка расположения волокон

Автором предложено использовать вместо цилиндрических нажимных валиков валики с толщиной эластичного покрытия, изменяющейся вдоль образующей валика (рис 1) В работе теоретически и экспериментально обосновано применение нажимного валика, образующая поверхности эластичного покрытия которого выполнена в соответствии с зависимостью

г„=-(^ + С„)[у}2 + (гНСД (!)

где <5 - величина прогиба,

Св - геометрический параметр валика, зависящий от степени прижатия валика к цилиндру,

х = -/ I - текущая координата вдоль оси валика, I- половина длины рабочей поверхности валика

Преимущество нажимных валиков с изменяющейся толщиной эластичного покрытия заключается в равномерном распределении давления на волокна ленты

Для математического описания нормального давления, образующегося между валиком и цилиндром, использован матричный аппарат Для этого валик вдоль образующей разбивался на участки, в пределах которых давление изменяется линейно, т е по кусочно-линейному закону

Р=К&-1({2+2ч+уш) =

(2)

где К - коэффициент совместной упругой податливости валика и цилиндра,

Л - нагрузка на нажимной валик,

— перемещение образующих валика и цилиндра в соответствующих плоскостях,

Е— модуль упругости материала валика, J— осевой момент инерции нажимного валика,

т - коэффициент, учитывающий неравномерность касательных напряжений по сечению валика,

(7 - коэффициент Пуассона материала валика,

5 - поперечное сечение валика, /г

" — транспонированная матрица влияния моментов, в'

м — транспонированная матрица податливости системы, — матрица влияния моментов,

г — матрица упругости системы, - матрица влияния поперечных сил, / - поверхностное сжатие валика, которое определяется из выражения

в

2 1]у

Здесь

V =х:

\ 6Е/ G5J

(4)

Одним из факторов, определяющих работу вытяжного прибора, а также неровноту волокнистого продукта, является поле сил трения, создаваемое вытяжными парами. Характеристики поля сил трения в зажиме обуславливают качество вытягиваемого продукта

Изучение закономерностей процесса вытягивания волокнистого продукта в вытяжном приборе новой конструкции проведено на компьютерной модели процесса Обращено внимание на необходимость учета условий максимального использования возможностей каждой зоны вытягивания, и в том числе на возможность увеличения вытяжек в задней зоне, а также разложения общей вытяжки на частные с учетом структуры входящего продукта

В зонах малых вытяжек происходит качественное изменение процесса вытягивания волокнистого полуфабриката Процесс вытягивания волокнистого продукта в первой зоне вытяжного прибора определяет подготовку полуфабриката к основному вытягиванию и в конечном итоге влияет на качество полуфабриката Кроме того, создание благоприятных условий для осуществления закономерного движения волокон в задней зоне вытягивания позволяет увеличить общую вытяжку. Известно, что на утонение волокнистого материала оказывают влияние различного рода факторы, в частности распределение волокон в продукте, поэтому при моделировании процесса необходимо его учитывать

При создании имитационной модели процесса вытягивания отмечено, что несмотря на многочисленные его исследования до сих пор не удалось создать математическую модель, которая охватывала бы все основные параметры процесса Причина состоит в том, что класс математических моделей не позволяет объединить вероятностно-динамическую модель движения волокон с учетом их взаимодействия, формы и физико-механических свойств и модель взаимодействия множества волокон в продукте с органами вытяжного прибора с учетом динамики его функционирования

В работе предложено оценивать изменение числа волокон в поле вытягивания отношением массы волокон ленты к изменению числа передних кончиков волокон в поле вытягивания

Предполагая, что волокна в питающих лентах распрямлены и имею1 некоторый закон распределения / (/), можно определить число волокон в зоне вытяжного прибора

L

w-Zfii i

- El

f,(D \n(x)dx

x-l

dl,

(5)

где n{x) - плотность передних концов волокон,

р, - долевое соотношение волокон для каждой из питающих лент, Е - вытяжка

Передаточная функция, характеризующая взаимосвязь между числом волокон в сечении ленты и плотностью передних кончиков волокон, имеет вид

(6)

N(p)

При определении передаточной функции (6) необходимо

- от исследуемых функций перейти к некоторым их изображениям, т е выполнить прямое преобразование Лапласа,

- произвести над изображениями необходимые алгебраические операции,

- получив результат при действиях над изображениями, перейти к оригиналу

1=1

N(p) и М(р) - изображения по Лапласу от п(р) и т(р) соответственно Поскольку интегрирование от 0 до х соответствует делению на р в области

изображений, то L\ \п(х) dx | = ^^ Линейный сдвиг в верхнем пределе ин-Чо ) р

-п N(p)e "

теграла соответствует делению на е , поэтому L^ J п(х) dx J = —--—

и

L^ )п(х) <fc j = L^jn(x) dx - ]n(x) cUj = ^(l - ) (8)

Преобразование Лапласа берется по переменной х, поэтому

М(р) = ±Р,~-

I I XI

где Е(р) — преобразование Лапласа функции Д/)

M(p) = TP,~mh-F(P)l (9)

.1 Ер

Р(р) = ]/(1)е'р М. (10)

и

В ходе исследований было получено, что распределение волокон по длинам (рис.2) аппроксимируется функцией гамма-распределения:

1

/(1) = ЛТ1—е а, (11)

ак Г(к)

где к, а — параметры функции; Г\к) - гамма-функция:

Г(к)= \хк-'е* <Ъс.

т, мг

Рис. 2. Теоретическая и практическая диаграммы распределения волокон по длинам

В результате выполненных преобразований была получена передаточная функция процесса вытягивания волокнистого продукта в вытяжном приборе ленточной машины в виде:

= (12) р( 1 + ра)

Таким образом, на поведение волокон в процессе вытягивания, кроме силового воздействия, обусловленного уплотнителями, ограничителями ширины, ремешками и т.п., оказывает влияние закон распределения волокон по длинам.

По результатам имитационного моделирования получена закономерность изменения числа волокон при вытягивании, показанная на рис. 3.

В ходе имитационного моделирования выполнена оптимизация параметров процесса вытягивания для минимизации неровно™ выходящего продукта. При оптимизации учтены различные законы распределения длины волокон в ленте. Варьирование законов распределения позволило выявить особенности движения волокон в процессе вытягивания.

В третьей главе приводятся методика и результаты экспериментальных исследований процесса вытягивания при движении волокнистого продукта в вытяжном приборе с нажимными валиками новой конструкции

Нагрузка на нажимные валики вытяжного прибора является одним из важных факторов, определяющих качественные характеристики продукта С использованием экспериментальной установки, предложенной Беловым МФ, в работе исследовано влияние нагрузки на нажимные валики на характеристики процесса вытягивания Известно, что основными силами, действующими на продукт в процессе вытягивания, являются силы трения С помощью установки Белова М.Ф исследовано распределение силы трения по ширине нажимного валика

100

75

50

25

п,%

Чк м1.

Ч

V \ ,1

К \\

V

Л, мм

5 10 15 20 25 30 35 40

Рис 3 Изменение числа волокон, образующихся в процессе вытягивания

Сила трения измерялась с помощью упругой балочки, на которую наклеивали датчики, включенные по мостовой схеме. Сигнал с тензоусилителя регистрировался на пленке осциллографа, на которой записывались статическая и динамическая составляющие силы трения

Чтобы можно было определить давление на штапель, применялся штапелек шириной в 1 мм Давлениер определялось из выражения

Р-%. 03)

В

где Я - нагрузка на валик,

5 - ширина штапеля; В - длина покрытия валика.

Зависимость силы трения от давления на штапель при давлениях, принятых в работе, является линейной, поэтому может быть выражена общим уравнением Амонтона:

(14)

где /*■„,,, - максимальная сила трения; ц — коэффициент трения.

Напряжение поля сил трения в зажиме пары определялось из выражения:

9 = ^-соз2—х, (15)

и.с 2 с

где и - число волокон в поле вытягивания; 2с - площадка контакта;

- сила трения в зажиме пары.

На рис. 4 представлена эпюра напряжения поля сил трения в зажиме питающей пары, где по осям X и У отложены значения площади участка контакта волокнистого продукта с вытяжной парой.

Рис. 4. Эпюра напряжения поля сил трения в зажиме питающей пары

Анализ расчетных и экспериментальных данных подтвердил достоверность проведенных исследований. Разница между расчетными и экспериментальными значениями не превысила 5 %.

С помощью имитационной модели, представленной во второй главе диссертации, была выявлена зависимость между характеристиками волокнистого продукта и движением волокон в поле вытягивания. Это позволило

увеличить в задней зоне вытяжного прибора ленточной машины вытяжку с 1,12 до 1,9 без снижения качественных характеристик продукта

В четвертой главе приведены результаты производственных исследований процесса вытягивания на ленточных машинах хлопкопрядильного производства

Производственные исследования эффективности вытяжного прибора новой конструкции проводились на ООО «Ивановский меланжевый комбинат - Возрождение».

В ходе комплексных исследований процесса формирования ленты изучались не только качественные изменения полуфабрикатов (табл 1), но и влияние качества ленты на обрывность пряжи (табл 2)

Об эффективности решения поставленной задачи по повышению качества вырабатываемой продукции за счет совершенствования процесса вытягивания будем судить по изменению единичных показателей качества пряжи, а также по изменению спроектированного нами комплексного показателя качества

Таблица 1

Варианты Изменения, %

Наименование показателей контрольный опытный

Линейная плотность, ктекс 3,33 3,33 —

Коэффициент вариации по

"У стеру", % 4,5 3,9 13,3

Коэффициент вариации по

массе I м отрезков, % 2,3 2,0 13,1

Линейная плотность, ктекс 3,33 3,33 —

Коэффициент вариации по

"Устеру", % 4,8 4,1 14,6

Коэффициент вариации по

массе 1 м отрезков, % 2,5 2,1 16,0

Коэффициент вариации по

массе коротких отрезков на

приборе АТЛ, % 4,3 3,9 9,3

Распрямленность волокон 0,909 0,968 6,5

Коэффициент относительной

параллелизации волокон 0,77 0,83 7,8

Обрывность на одну машину

в час со стороны выпуска 8,0 2,5 68,7

Таблица 2

Единичные показатели каче- Варианты Изменения, %

контрольный опытный

1 2 3 4

Линейная плотность, текс 18,5 18,5

1 2 3 4

Относительное отклонение фактической линеипой пленной и ог номинальном, % 0,2 0,2 _

Абсолю) пая разрывная нагрузка, сН 198 211 6,6

Удельная разрывная нагрузка сН/тскс 12,8 13,7 7,0

Коэффициент вариации по линейной плотности, % - па длинных смрезках - па коротких отрезках 4,5 17,5 4,1 15,4 8,8 12,0

Коэффициеш вариации но разрывной нагрузке, % 11,8 10,7 9,3

Коэффициент вариации по кру! КС, % Обрывное!ь на 1000 вер/час 11,5 96 10,4 84 9,5 12,5

Единичные показатели качества исследуемой пряжи, полученные с применением стандартных методик, представлены в табл 2 При обработке данных использовались методы математической статистики Относительная погрешность не превышала 3,4% при доверительной вероятности 0,95

Полученные результаты свидетельствуют о значительном улучшении показателей качества пряжи за счет совершенствования процесса вытягивания на ленточной машине Л2-50-220

Анализ проведенных исследований показал, что при использовании нажимных валиков с толщиной эластичного покрытия, изменяющейся вдоль образующей, наблюдается повышение качества ленты и вырабатываемой из нее пряжи по всем основным показателям Весь объем вырабатываемой пряжи по техническим условиям соответствует первому сорту

Новая конструкция вытяжного прибора испытывалась также и на ленточной машине И8В-1)-35 (рис 5) фирмы Ит&ег Исследования проводились в хлопкопрядильном производстве Вичугской прядильной фабрики промышленной группы «Роско» при выработке пряжи для производства ткани специального назначения

К качеству пряжи для выработки специальной ткани предъявляются повышенные требования по свойствам прочности и равномерности по толщине. По физико-механическим показателям произведенная ткань должна отвечал, установленным требованиям и по внешнему виду соответствовать утвержденному образцу

В работе представлены результаты производственных испытаний для

пряжи Т„р = 18,0 текс, формируемой из ленты Т„= 300 текс.

Исследовались два варианта формирования ленты на ленточной машине К8В-Ц-35 фирмы Ше1ег:

- контрольный (базовый) вариант - при формировании ленты на машинах заводской конструкции;

- опытный вариант - при формировании ленты на машинах первого перехода, оснащенных вытяжными приборами новой конструкции.

На ленточных машинах первого перехода при выработке пряжи линейной плотности 18,0 текс определялись следующие показатели:

- линейная плотность, ктекс;

- коэффициент вариации ленты по прибору "Устер";

- коэффициент вариации по массе длинных (1- метровых) отрезков,

%;

- коэффициент вариации по массе коротких отрезков (30 мм) на приборе АТЛ, %;

Рис. 5. Модернизированная ленточная машина

Все испытания проводились по методикам, описанным выше.

Для исключения влияния различных факторов лента в контрольном и опытном вариантах вырабатывалась на одних и тех же машинах. При определении показателей качества ленты количество испытаний принималось одинаковым для опытного и контрольного вариантов и соответствовало требованиям технического контроля. Во время проведения испытаний температурно-влажностный режим в цехе поддерживался

стабильным

Полученные результаты приведены в табл 3 После внедрения нового вы Iяжного прибора снизилась обрывность пряжи, что привело к снижению потерь времени и увеличению КПВ

При исследовании показателей неровноты ленты на приборе АТЛ установлено, что неровнота ленты для опытного варианта уменьшилась Данные табл 3 подтверждают эффективность применения нового вытяжного прибора уменьшается неровнота ленты на отрезках различных длин, увеличивается коэффициент относительной параллелизации волокон в ленте, повышается распрямленность волокон

Полученные результаты свидетельствуют о том, что разница между коэффициентом вариации по линейной плотности ленты с ленточной машины фирмы Ллйег, оснащенной вытяжным прибором новой конструкции, и ленты, полученной в контрольном варианте эксперимента, оказалась неслучайной

Таблица 3

Результаты оценки показателей качества хлопковой ленты _с ленточной машины фирмы Г?ле1е1_

Наименование показателей Варианты Изменения, %

контрольны опытный

1 переход

Лилейная плотное 1ь, текс 300 300 .—

Коэффициен I вариации по

"Устеру", % 4,2 3,7 13,5

Коэффициент вариации по массе

1 м отрезков, % 2,2 1,9 15,1

Применение нажимных валиков новой конструкции положительно сказалось на процессе формирования хлопковой ленты за счет более равномерного распределения нормального давления на волокна ленты

Новая конструкция вытяжного прибора обеспечивает получение продукта более однородной структуры, что в конечном итоге снижает обрывность полуфабрикатов и пряжи, улучшая при этом их качество, а также повышает производительность оборудования за счет сокращения потерь времени на ликвидацию обрыва ленты

При построении комплексного показателя качества пряжи определялись и нормировались ее единичные показатели качества Измерения единичных показателей качества пряжи для опытного и контрольного вариантов проводились на соответствующем оборудовании согласно ГОСТ 6611 1-73 — 6611 3-73 Сортность хлопчатобумажной пряжи Т = 18,0 текс определялась в соответствии с отраслевым стандартом (ОСТ 17 - 351 - 85) Фактические значения единичных показателей качества для контрольного и опытного вариантов представлены в табл 4

Таблица 4

Единичные показатели качества Варианты Изменения,%

кошрольный опытный

1 2 3 4

Линейная плотность, текс 18,0 18,0 18,0

Относительное отклонение фактической линейной плотности от номинальной, % 0,2 0,2 0,1

Абсолютная разрывная нагрузка, сН 206 223 225

Удельная разрывная нагрузка, сН/текс 13,1 14,5 18,6

Коэффициент вариации по линейной плотности, % - на длинных отрезках - на коротких отрезках 3,8 15,4 3,2 14,3 3,1 14,2

Коэффициент вариации по разрывной нагрузке, % 10,6 10,2 10,1

Коэффициент вариации по крутке, % 11,2 10,3 10,1

Значения базовых единичных показателей качества для некоторых величин выбирались исходя из максимального (при позитивном показателе) или минимального (при негативном показателе) возможного значения параметра В качестве базовых значений показателей качества принимались значения, соответствующие идеальному выходному продукту

При построении комплексного показателя качества исследовали пряжу, состоящую из смеси хлопковых и химических волокон и полученную по опытному и контрольному вариантам на прядильной машине Вичугской прядильной фабрики промышленной группы «Роско» Значения единичных показателей качества пряжи приведены в табл 4

По полученным значениям комплексного показателя качества пряжи установлено, что использование нажимных валиков новой конструкции позволило повысить качество пряжи

Повышение качества пряжи по комплексному показателю составило

^°'95-°'83 100 = ,2,6»/о

0,95

Анализ проведенных исследований показал, что при использовании нажимных валиков новой конструкции в вытяжных приборах ленточных машин повышается качество ленты и вырабатываемой из нее пряжи по основ-

ным показателям Весь объем вырабатываемой пряжи по техническим условиям соответствует первому сорту

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой научно обоснована возможность применения на ленточных машинах хлопкопрядильного производства вытяжных приборов с нажимными валиками новой конструкции, обеспечивающих повышение производительности и качества вырабатываемой продукции

1 На основании выполненного анализа современного состояния и условий работы вытяжных приборов ленточных машин установлено, что основой дальнейшего повышения качества ленты на ленточных машинах хлопкопрядильного производства является обеспечение закономерного движения волокон в поле вытягивания

2 Предложена новая конструкция нажимного валика вытяжного прибора с толщиной эластичного покрытия, изменяющейся вдоль его образующей Новое конструктивное исполнение нажимных валиков обеспечивает стабилизацию напряжения поля сил трения в зажиме пары и повышает качество полуфабриката

3 Разработана математическая модель для определения нормального давления в жале пары вытяжного прибора ленточной машины, необходимая для исследования напряжения поля сил трения и определения закономерности движения волокон в поле вытягивания

4 Разработана передаточная функция процесса утонения волокнистого полуфабриката в вытяжном приборе с нажимными валиками новой конструкции

5 Получена математическая зависимость параметров движения волокон в поле вытягивания от закона распределения волокон по длинам исследуемого волокнистого продукта

6 Разработана компьютерная программа для исследования процесса утонения волокнистого продукта, использованная для исследования влияния различных факторов на процесс вытягивания

7 Проведена модернизация вытяжного прибора ленточной машины Л2-50-220 с использованием нажимных валиков новой конструкции Промышленные испытания в условиях производства показали эффективность применения новой конструкции вытяжного прибора После второго перехода ленточной машины коэффициент вариации по линейной плотности на коротких и длинных отрезках уменьшился соответственно на 8,8 % и 12 %

8 Промышленные испытания в условиях производства доказали эффективность применения новой конструкции вытяжного прибора на ленточных

машинах фирмы Rieter После второго перехода ленточной машины коэффициент вариации по линейной плотности на коротких и длинных отрезках уменьшился соответственно на 15,7 % и 7,1 %

ПУБЛИКАЦИИ, ОТРАЖАЮЩИЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Савельева, ЕН Математическое моделирование давления, образуемого в зажиме вытяжной пары / Е H Савельева, В И. Роньжин // Изв вузов Технология текстильной промышленности - 2006 - № 5 - С 54-57

2 Савельева, Е H Моделирование процесса вытягивания полуфабрикатов прядения в зонах малой вытяжки на ленточных машинах / Е H Савельева, В.И. Роньжин, В А Аврелькин, А Б Скоробогатов // Изв вузов Технология текстильной промышленности -2006 - №6 -С 124-128

3. Савельева, Е H К вопросу о влиянии процесса формирования волокнистой ленты на эффективность использования сырья / Е H Савельева, В И Роньжин // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности тез докл межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов /ИГТА -Иваново, 2006 - С 52-53

4. Савельева, Е H Исследование эффективности работы вытяжных приборов с нажимными валиками новой конструкции / Е.Н Савельева, В И Роньжин, В А Аврелькин // Современные технологии и оборудование текстильной промышленности тез докл междунар науч.-техн. конф / МГТУ им АН Косыгина -М,2006 -С 18-19

5 Савельева, ЕН Имитационное моделирование как инструмент функционирования сложных систем текстильного производства / Е H Савельева, В И Роньжин, В А Аврелькин // Студенты и молодые ученые КГТУ - производству тез докл 59 межвуз науч -техн конф молодых ученых и студентов, / КГТУ - Кострома, 2007 - С 158-159

6 Савельева, Е H Анализ поля сил трения в зонах вытяжного прибора / Е Н. Савельева, В И Роньжин // Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленного региона сб трудов междунар науч -техн конф / КГТУ - Кострома, 2006 - С 54-55

7 Пат 61292 Российская Федерация Вытяжной прибор для формирования ленты / Савельева Е H , Роньжин В И, Аврелькин В А , приоритет 16 10 2006, зарегистрирован 27 02 2007.

Подписано в печать 22 05.2008. Формат 1/16 60x84. Бумага писчая Плоская печать Усл. печ.л 1,16. Уч -изд л 1,11 Тираж 80 экз Заказ

Редакционно-издательский отдел Ивановской государственной текстильной академии

Отдел оперативной полиграфии 153000 г Иваново, пр Ф Энгельса, 21

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Савельева, Екатерина Николаевна

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1: СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ ч ♦ > * ) *

1.1. Основные теоретические аспекты процесса вытягивания

1.2. Анализ влияния технологических и конструктивных параметров вытяжного прибора на неровноту вытягиваемого продукта

1.3. Компьютерное моделирование технологических процессов

1.4. Анализ использования компьютерного моделирования при исследовании технологических процессов прядильного производства

1.5. Особенности при моделировании технологических процессов

1.6. Выводы по главе

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ВОЛОКНИСТЫЙ ПРОДУКТ В ПРОЦЕССЕ ВЫТЯГИВАНИЯ

2.1. Математическое моделирование давления образуемого в жале вытяжной пары

2.2. Обоснование путей повышения мощности вытяжных приборов

2.3. Компьютерное моделирование технологических процессов в текстильном производстве

2.4. Разработка имитационной модели процесса вытягивания волокнистого полуфабриката на ленточных машинах

2.4.1. Аппроксимация функции распределения волокон по длинам исследуемого волокнистого продукта

2.5. Анализ полученных результатов исследования

2.6. Выявление новых научных результатов по главе

3. АНАЛИЗ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПРОЦЕССА ВЫТЯГИВАНИЯ ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА

НА ЛЕНТОЧНЫХ МАШИНАХ

3.1. Экспериментальное исследование поля сил трения 87 в зажимах вытяжного прибора ленточной машины

3.2. Экспериментальное исследование движения волокон в задней зоне вытяжного прибора ленточной машины

3.2.1. Сравнительный анализ экспериментально и практически полученных данных *

3.3. Экспериментальное исследование теоретически разработанных моделей процесса вытягивания волокнистого продукта

3.4. Выявление новых научных результатов по главе

4. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ ПОЛОЖЕНИЙ ПРОЦЕССА ВЫТЯГИВАНИЯ

4.1. Обоснование выбора объекта исследования

4.2. Особенности формирования ленты на ленточной машине с вытяжным прибором новой конструкции

4.3. Определение показателей качества хлопковой ленты

4.4. Исследование показателей неравномерности по линейной плотности пряжи

4.5. Выбор единичных показателей качества пряжи

4.6. Ранжирование единичных показателей качества пряжи

4.7. Измерение и нормирование единичных показателей качества пряжи

4.8. Определение комплексного показателя качества пряжи

4.9. Практический расчет комплексного показателя качества пряжи

4.10. Особенности формирования ленты.на ленточной машине фирмы Ше1ег с вытяжным прибором новой конструкции 120 4.11 Определение показателей качества хлопковой ленты формируемой на ленточной машине фирмы Ше1ег

4.12. Определение достоверности полученных результатов исследования

4.13. Исследование показателей неравномерности по линейной плотности пряжи

4.14. Нормирование единичных показателей качества пряжи полученной на технологической цепочке Rieter

4.15. Определение комплексного показателя качества пряжи

4.16. Выявление новых научных результатов по главе

Введение 2008 год, диссертация по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, Савельева, Екатерина Николаевна

Актуальность проблемы. Проблема повышения конкурентоспособности выпускаемой продукции, товаров в настоящее время особенно актуальна для предприятий и организаций Российской Федерации, которые продолжают интенсивно осваивать рыночные взаимоотношения. Качество продукции существенно зависит от используемого сырья, применяемых технологий, квалификации обслуживающего персонала и современной системой управления производством.

Уязвимость текстильной отрасли заключается в наличии устаревшего и низкопроизводительного оборудования, отсутствии инвестиций в основной капитал. Однако не следует преувеличивать значение этих факторов ¡»расширение производства в настоящее время возможно и на таком оборудовании; устарелость и низкая-производительность сказываются на перспективах производства конкурентоспособной продукции в будущем, товарной дифференциации, ассортиментных сдвигах.

В связи с этим важной и своевременной задачей является поиск путей повышения производительности оборудования и труда в текстильной отрасли, а также улучшение качества и конкурентоспособности текстильной продукции на основе совершенствования технологии. Так повышение производительности возможно лишь при широком использовании научных разработок по созданию прогрессивных процессов на предприятиях текстильной отрасли. Приоритетными являются те направления исследований, которые позволяют перейти от фундаментальных исследований к технологиям получения волокнистых материалов улучшенного качества.

Важным условием создания конкурентоспособной продукции текстильной промышленности является создание новой техники и технологии, основанной на применении методов компьютерного анализа и синтеза, являющихся основой при принятии оптимального технического решения.

В настоящее время широкое применение нашли методы компьютерного моделирования, отличительной особенностью которого является описание технологического процесса не системой уравнений, а алгоритмом, реализуемым в виде программного обеспечения. Использование компьютерного моделирования в производственном процессе позволяет спрогнозировать поведение и будущее состояние производственной системы, что существенно повышает точность разрабатываемых планов производства.

Настоящая диссертационная работа посвящена разработке новых методических подходов к исследованию и изучению факторов влияющих на процессы прядильного, производства с целью повышения производительности труда, а также анализу технологических и технических решений, способствующих созданию конкурентоспособной продукции. V

Цели и задачи исследования. Целью работы является повышение конкурентоспособности продуктов прядильного производства, а также производительности технологического оборудования за счет развития существующих теоретических основ процесса вытягивания, а также разработки

I ■ комплекса технических средств и компьютерного моделирования исследуемого процесса.

В соответствии с поставленной целью задачами исследования являются:

1. Проведение анализа состояния вытяжных приборов машин прядильного производства, который позволит выявить основные направления совершенствования процесса вытягивания волокнистого продукта.

2. Анализ факторов, влияющих на процесс вытягивания в прядильном производстве при формировании полуфабрикатов из любого вида волокон.

3. Проведение теоретического исследования процесса образования напряжения поля сил трения в зажимах вытяжного прибора, и выявление основных параметров, определяющих исследуемые силы.

4. Разработка компьютерной модели процесса утонения волокнистого продукта с учетом технологических параметров полуфабриката на ленточных машинах.

5. Разработка компьютерной программы для анализа движения волокон в поле вытягивания.

6. Экспериментальное исследование сил, действующих на волокна продукта при его вытягивании в вытяжном приборе.

Основные методы исследований. Диссертационная работа построена на комплексном использовании теоретических и экспериментальных методов исследований. В работе широко использованы численные методы компьютерного исследования динамических моделей, средства инженерных и научных расчетов на ЭВМ. Постановка и проведение экспериментальных исследований, обработка их результатов осуществлена на основе принципов инженерного планирования эксперимента с применением методов статического и регрессионного анализов. Достоверность предложенных научных разработок, выводов и рекомендаций подтверждена результатами производственного эксперимента, компьютерных исследований, использования методов идентификации и версификации разработанных моделей, а также актами апробации и внедрения результатов работы.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в развитии теоретических основ процесса вытягивания волокнистого материала на ленточных машинах хлопкопрядильного производства, в развитии теории поля сил трения обеспечивающего закономерное движение волокон, в модернизации вытяжного прибора, а также компьютерной модели процесса утонения волокнистого продукта для повышения эффективности производства текстильных материалов.

Впервые получены следующие научные результаты:

1. Получено, что использование нажимных валиков вытяжного прибора ленточной машины с переменной геометрией образующей, существенно оказывает влияние на эффективность протекания процесса вытягивания, а следовательно и на качественные характеристики продукта.

2. Разработана математическая модель для определения изменения нормального давления в жале вытяжной пары оказываемого на волокнистый продукт.

3. Разработана передаточная функция процесса утонения волокнистого полуфабриката, необходимая для создания имитационной модели, позволяющей моделировать поведение волокон в процессе вытягивания.

4. Получена имитационная модель процесса вытягивания, которая в производственном процессе позволяет спрогнозировать поведение и будущее состояние исследуемой системы, при варьировании факторов ее составляющих, что существенно повысило точность разрабатываемых планов производства.

5. Осуществлена производственная и лабораторная апробация теоретически разработанных алгоритмов, реализующих основные принципы системного подхода при проектировании вытяжных приборов прядильного оборудования.

Практическая значимость и реализация результатов работы:

Разработанная технология и технические средства формирования волокнистого материала позволили нормализовать процесс вытягивания на ленточной машине хлопкопрядильного производства и в результате этого повысить качество пряжи, тканей и трикотажа.

Большая часть разработанной теории вытягивания и формирования волокнистых материалов, а также имитационной модели процесса вытягивания опубликована автором в статьях в журнале «Известия вузов. Технология текстильной промышленности» и других изданиях.

Промышленная реализация результатов диссертационной работы осуществлена в условиях ООО «Южская прядильно-ткацкая фабрика», ООО «Родники Текстиль», ООО «Ивановский меланжевый комбинат - Возрождение», ЗАО «Промышленная группа "Роско"».

Апробация работы. Материалы по теме диссертации обсуждались и получили положительную оценку на международных и межвузовских конференциях:

- на международной научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (г. Москва, 2006, 2007 гг.);

- международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной ¿и- легкой промышленности (" Прогресс")» (г. Иваново, 2006, 2007 гг.);

- межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной* и легкой промышленности» (г. Иваново, 2006, 2007 гг.);

- межвузовской научно-технической конференции молодых "ученых и студентов «Студенты и молодые ученые КГТУ — производству», посвященной 70-летию КГТУ (г. Кострома, 2006, 2007 гг.);

- расширенном заседании кафедры маркетинга.

Публикации. Основные результаты исследований, выполненных в рамках данной диссертационной работы, опубликованы в печатных работах, в том числе в 2 статьях в журнале «Известия вузов. Технология текстильной промышленности», остальные публикации представлены в сборниках научных трудов и других изданиях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из четырех глав, изложенных на 134 страницах машинописного текста, содержит 27 рисунков и 15 таблиц, библиографический список содержит 106 источников.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

Будущее текстильной промышленности связано с внедрением современных наукоемких технологий. В условиях рыночной экономики для поддержания производства на должном уровне необходимо повышать конкурентоспособность продукции. Повышение качества выпускаемой продукции и эффективности производства в текстильной промышленности связано с совершенствованием, как технологического процесса, так и оборудования. Важным условием создания конкурентоспособной продукции текстильной промышленности является создание новой техники и технологии, основанной на детальном изучении процессов происходящих при формировании продукта, а также применении методов компьютерного анализа и синтеза, являющихся основой при принятии оптимального технического решения. Проведенными ранее исследованиями установлено, что качество пряжи в значительной степени зависит от процесса вытягивания, т.е. работы вытяжного прибора. Изучению процесса вытягивания текстильного продукта посвящен целый ряд исследований [1-15], однако нельзя« сказать, что теория процесса завершена и на этом можно поставить точку. Вместе с тем от оптимизации процесса вытягивания в значительной мере зависят повышение эффективности работы текстильных машин и улучшение качества продукта, а следовательно и повышение его конкурентоспособности.

В настоящее время возрождение и успешное развитие текстильной и легкой промышленности возможно лишь при широком использовании научных разработок по созданию прогрессивных процессов на предприятиях текстильной отрасли. Приоритетными являются те направления исследований, которые позволяют перейти от фундаментальных исследований к технологиям получения волокнистых материалов улучшенного качества.

Решение большинства проблем процесса вытягивания предусматривает детальное изучение упругих свойств исследуемого объекта. При исследовании процесса вытягивания в первую очередь необходимо изучить взаимодействие вытяжного прибора с продуктом, т.е. исследовать силы, действующие на волокна в процессе вытягивания, что позволит определить оптимальное значение технологических параметров в процессе прядения таких как величина крутки; степень разводки в вытяжном приборе; нагрузка на валики вытяжного прибора и т.д.

Следует отметить, что в процессе проектирования текстильных машин перед их разработчиками возникает необходимость оценки влияния конструктивных параметров вытяжных приборов на протекание процесса вытягивания. В настоящее время такая оценка ведется на основании экспериментальных данных из-за отсутствия современных методов расчета. При проведении исследований необходимо проводить технологический расчет вытяжного прибора, который затрагивает вопросы связанные с транспортированием волокнистого продукта в зону вытягивания, взаимодействие вытяжного прибора с продуктом, т.е. исследование сил, действующих на волокна в процессе вытягивания, что позволит определить оптимальное значение технологических параметров в процессе прядения, таких как величина крутки; степень разводки в вытяжном приборе; параметры уплотнителей; нагрузка на валики вытяжного прибора и т.д. Решение обозначенной проблемы позволит найти оптимальные параметры протекания процесса вытягивания и усовершенствовать конструкцию вытяжного прибора обеспечивающего данный процесс.

Технологическая цепочка получения пряжи в прядильном производстве, как было сказано, состоит из отдельных значимых по своей сущности процессов, которые планируется выразить для их управления математическими моделями. Получение новых теоретических основ прядения предусматривает последовательную комплексную взаимосвязь математических моделей процессов составляющих технологические переходы (ленточный, ровничный, прядильный) получения пряжи. Для раскрытия сущности процесса утонения необходимо математические модели получить при аналитическом исследовании физической сущности составляющих процесс о использованием общих законов физики, математического аппарата дифференциального и интегрального исчисления и т.д. Полученные математические модели могут быть использованы при построении компьютерных моделей, описывающих технологический процесс вытягивания.

Моделирование является важной составляющей любой поисковой деятельности, представляя один из ее атрибутов. Хорошо построенная модель, как правило, обладает замечательным свойством: ее анализ дает некоторые новые знания об объекте-оригинале, которые невозможно было предвидеть заранее. В настоящее время доступно достаточно большое число различного рода инструментальных средств проведения компьютерного моделирования, начиная от универсальных математических пакетов, систем статистической обработки данных, средств имитационного моделирования и заканчивая специализированными пакетами. Повышение роли компьютерных технологий в текстильном производстве в первую очередь связано с необходимостью оперативного принятия решений как при внедрении новых видов текстильных изделий в производство, так и при проектировании технологических процессов и текстильных машин. Для решения крупной задачи как правило требуется разработка множества подсистем, которые в будущем будут реализовывать обозначенную задачу. Помимо этого необходимо вводить исходные числовые и текстовые данные, а также визуализировать промежуточные и конечные результаты в той или иной форме. Полученные имитационные модели протекания процесса вытягивания позволят более наглядно и точно исследовать процесс формирования продукта.

Заключение диссертация на тему "Применение в вытяжных приборах ленточных машин нажимных валиков с изменяющейся вдоль образующей толщиной эластичного покрытия"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Диссертационная работа является научно-квалифицированной, в которой на основании теоретических разработок и экспериментальных исследований, технических и технологических решений разработана методология повышения эффективности процесса вытягивания, результатом чего стало повышение производительности и качества вырабатываемой продукции.

В ходе решения поставленных задач в работе были получены следующие результаты:

1. Дан анализ современного состояния, условий работы вытяжных приборов ленточных машин, показано их несовершенство и выявлена необходимость проведения теоретических и экспериментальных исследований процесса вытягивания в направлении внедрения мероприятий, обеспечивающих закономерное движение волокон в поле вытягивания.

2. Разработана геометрия образующей нажимного валика вытяжного прибора, обеспечивающая стабилизацию поля сил трения в зажиме пары, использование которой позволяет повысить качество полуфабрикатов.

3. Разработана математическая модель для определения изменения нормального давления в жале пары вытяжного прибора ленточной машины, необходимая для исследования напряжения поля сил трения, определяющая движение волокон в поле вытягивания.

4. Разработана передаточная функция процесса утонения волокнистого полуфабриката, необходимая для создания имитационной модели, позволяющей моделировать поведение волокон в процессе вытягивания, поскольку использование компьютерного моделирования процессов технологической цепочки позволяет прогнозировать и более того повысить качество выпускаемой продукции.

5. Разработана математическая зависимость движения волокон в поле вытягивания от закона распределения волокон по длинам исследуемого волокнистого продукта.

6. Разработана компьютерная программа для исследования процесса утонения волокнистого продукта, необходимая для исследования влияния факторов составляющих исследуемый процесс.

7. Предложены установки и методики проведения экспериментов, позволяющие подтвердить справедливость теоретических выводов и исследовать влияние формы нажимных валиков на напряжение поля сил трения.

8. Проведена модернизация вытяжного прибора ленточной машины Л2-50-220, заключающаяся в установке нажимных валиков с переменной геометрией образующей. Промышленные испытания в условиях производства доказали эффективность применения новой конструкции вытяжного прибора. После второго перехода ленточной машины коэффициент вариации по линейной плотности соответственно на коротких и длинных отрезках уменьшился на 8,8 % и 12 %.

9. Промышленные испытания в условиях производства доказали эффективность применения новой конструкции вытяжного прибора на ленточных машинах фирмы Ккег. После второго перехода ленточной машины коэффициент вариации по линейной плотности соответственно на коротких и длинных отрезках уменьшился на 15,7 % и 7,1 %.

Библиография Савельева, Екатерина Николаевна, диссертация по теме Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья

1. Васильев, Н.А. Вопросы теории прядения / Н.А.Васильев. — М.: Гизлегпром, 1932.

2. Зотиков, В.Е. Основы прядения волокнистых материалов / Зотиков В.Е., Будников И.В. М .: Гизлегпром, 1959.

3. Афончиков, Ф.А. Определение момента изменения скорости волокна в вытяжном поле: сб. научно-исследовательских трудов / Афончиков, Ф.А. — М.,1947.

4. Зотиков, В.Е. Теория процесса вытягивания в хлопкопрядении / В.Е.Зотиков М.: Научно-редакционная секция НИТИ, 1933.

5. Зотиков, В.Е. Определение коэффициента трения хлопкового волокна и сил трения в вытяжном механизме: бюллетень — М.: НИТИ., 1934. №3.

6. Афончиков, Ф.А. Методы аналитического исследования вытяжных аппаратов хлопкопрядильных машин: дис. . д-ра техн. наук /■ Ф.А. Афончиков М., 1948.

7. Талепоровская, В.В. Методика определения коэффициентов трения / В.В. Талепоровская Иваново, 1960.

8. Комаров, В.Г., Гинзбург Л.Н. и др. Прядение лубяных и химических волокон и производство крученных изделий / В.Г.Комаров, Л.Н. Гинзбург идр..-М.: Легкая индустрия, 1980.

9. Балясов, П.Д. Сжатие текстильных волокон в массе и технология текстильного производства / П.Д. Балясов М: Легкая индустрия, 1975.

10. Павлов, Ю.В. Исследование неподвижных вьюрков в прядении: автореферат дис.д-ра техн. наук / Ю.В. Павлов — М., 1975.

11. Леонтьева, И.С. К вопросу о распрямленности волокон в процессе подготовки полуфабриката / И.С. Леонтьева // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности 1964.- №2.

12. Lindsley Ch. Н. Measurement of Fibre Orientation Textile Research -1951. №1.

13. Владимиров, Б.М. О характере распрямленности волокон в полуфабрикате: бюллетень.- Иваново: НИИ х/б промышленности при Главном управлении х/б промышленности Ивановской промышленности, 1935.-№5.

14. Терюшнов, A.B. О принципах выбора разводок в вытяжных приборах / A.B. Терюшнов//Текстильная промышленность. 1958.-№6.

15. Гинзбург, Л.Н. Процесс вытягивания в льнопрядении / Л.Н. Гинзбург // Текстильная промышленность. 1948. - №7.

16. Гинзбург, Л.Н. Некоторые вопросы динамики процесса вытягивания / Л.Н. Гинзбург: научно-технический сборник // Прядение / ЦИНТИлегпром. М., 1962. №6.

17. Гинзбург, Л.Н. Определение штапеля волокон, участвующих в процессе вытягивания на льнопрядильных машинах мокрого прядения льна / Л.Н. Гинзбург // Льно-пенько-джутовая промышленность. 1938. -№4.

18. Ворошилов, В.А. О сдвигах волокон и частных вытяжках: бюллетень - Иваново : ИвНИТИ, 1940. №1-2.

19. Севостьянов, А.Г. Уравнение кривой утонения при стационарном процессе вытягивания / А.Г. Севостьянов // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1959. - №1,2.

20. Севостьянов, А.Г. Уравнение кривой утонения, получающегося при вытягивании продукта, неравномерного по структуре / А.Г. Севостьянов // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1959. - №4.

21. Севостьянов, А.Г. Уравнение кривой утонения, получающегося при вытягивании продукта, неравномерного по толщине / А.Г. Севостьянов // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1959. - №6.

22. Севостьянов, А.Г. Уравнение кривой утонения при нестационарных условиях работы вытяжного прибора / А.Г. Севостьянов // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1960. - №1.

23. Липиенков, Я.Я. Прядение шерсти. 4.2 / Я.Я Липиенков. М.: Легкая индустрия, 1979.

24. Миловидов, H.H. Прядение хлопка. 4.1 / H.H. Миловидов М.: Легкая индустрия, 1976.

25. Бадалов, К.И.Прядение хлопка и других текстильных волокон / К.И Бадалов., В.В.Жоховский. — М.: Легпромбытиздат, 1988.

26. Барабанов, Л.Г. Причины образования неровноты продукта в прядении / Л.Г. Барабанов // Текстильная промышленность 1967.- №5.

27. Foster G.A.R. Fibre motion in roller drafting. Journal of the Textile Institute 1951.

28. Бахар, М.И. Зависимость между неровнотой от вытягивания и движением линии перехода волокон на скорость вытяжной пары / М.И. Бахар // Текстильная промышленность. 1968. - №10.

29. Шугар, A.M. Влияние уплотнителей в вытяжном приборе тазово-перегонной ровничной машины на движение волокон / A.M. Шугар // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1959. - №2.

30. Лодеровский, В.Е. Еще раз о путях усовершенствования вытяжных приборов / В.Е. Лодеровский // Текстильная промышленность. 1953. -№2.

31. Кофман, Д.М. О влиянии величины первой частной вытяжки в одноремешковом вытяжном приборе на процесс вытягивания и качество пряжи высоких номеров / Д.М. Кофман // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1959. - №2.

32. Терюшнов, A.B. Прядение хлопка и химических волокон / A.B. Терюшнов М. 1973.

33. Тимофеев, М.Н. О принципе построения полей сил трения в вытяжном приборе / М.Н. Тимофеев // Текстильная промышленность. 1975. - №3.

34. Ковнер, С.С. Математические методы исследования движения волокон в процессе вытягивания / С.С. Ковнер М.: Гизлегпром, 1957.

35. Слотинцев, М.Н. Экспериментальное изучение поведения волокон в вытяжном поле: дис. . канд. техн. наук / М.Н Слотинцев. М., 1948.

36. Севостьянов, А.Г. Неровнота, обусловленная дефектами деталей вытяжного прибора / А.Г. Севостьянов // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1960. - № 5.

37. Севостьянов, А.Г. Методы исследования неровноты продуктов прядения / А.Г. Севостьянов.-М.: Ростехиздат, 1962.

38. Шукуров, М.М. Исследование работы вытяжных пар ленточных машин для переработки хлопка: дис.канд. техн. наук / М.М Шукуров. -М., 1969.

39. Добровольский, П.П. Оптимизация характеристик динамической модели нажимного валика вытяжного прибора ленточных машин / П.П. Добровольский // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. -1975.-№3.

40. Белов, М.Ф. Влияние крутильных колебаний цилиндров вытяжных приборов на неровноту продуктов прядения / М.Ф Белов // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1973. - №8.

41. Белов, М.Ф. Трение хлопковых волокон в зажиме вытяжной пары и исследование задней зоны с изогнутым поле вытяжного прибора прядильной машины: дис. . канд. техн. наук / М.Ф.Белов. М., 1964.

42. Боуден, Ф.П. Трение и смазка: / перевод с англ./ Ф.П Боуден. М.: Машгиз, 1960.

43. Дерягин, Б.В. Что такое трение / Б.В.Дерягин. М.: Издательство Академии наук СССР, 1963.

44. Крагельский, И.В. Трение волокнистых веществ / И.В. Крагельский. -М.: Гизлегпром, 1963.

45. Крагельский, И.В. Коэффициенты трения / И.В. Крагельский, И.Э. Виноградова. -М.: Машгиз, 1964.

46. Чистобородов, Г.И. Формирование текстильного материала в процессе его технологической подачи. Ч 1. Теория подачи, кручения иформирования материала на текстильных машинах / Г.И. Чистобородов — Иваново: ИГТА, 1995.

47. Чистобородов, Г.И. Формирование текстильного материала в процессе его технологической подачи. 43. Г.И. Чистобородов. Иваново: ИГТА, 1995. Howell H. Friction in Textiles. London, Butterworths Scientific Publication, 1959.

48. Никифоров, O.M. Влияние уплотнения ленты на распрямленность волокон / О.М. Никифоров // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1969. - №2.

49. Донков, A.A. Изыскание путей улучшения структуры ленты на ленточных машинах: дис. .канд.техн.наук / A.A. Донков. Иваново, 1976.

50. Роньжин, В.И. дис.канд.техн.наук / В.И. Роньжин. Иваново, 1985.

51. Савельева E.H. Математическое моделирование давления образуемого в зажиме вытяжной пары / E.H. Савельева, В.И. Роньжин // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2006. - № 5. -С.54-57.

52. Жоховский, З.В. Исследование процесса распределение волокон хлопка при вытягивании и определение оптимальных параметров процесса для обеспечения максимальной распрямленности волокон: дис. . канд. техн. наук / З.В. Жоховский.- М., 1959.

53. Lord Е. Frictionnai Forces Between Fringes of Fibres, J.T.I., №1, 1955.

54. Wood C. Dinamic Friction of Viscose Fibre. J.T.I., № 7, p.338, 1952.

55. Roder H.I. Measurement of the Influence of Finishing Agents on the Friction of Fibres. J.T.I., № 1, p.247, 1953.

56. Martin A.J. Some Measurement of the Friction of Wool and Mohair. J.T.I., № l,p.269, 1946.

57. Nonal S. Validity of the Belt Equation for Cotton Fibre Friction. Textile Research J., № 7, p. 616, 1953.

58. Крагельский, И.В. Трение и износ / Крагельский И.В М., Машгиз, 1962.

59. Москино, Т. Контроль качества с помощью персональных компьютеров / Т. Москино и др.; Под ред. Ю.П. Адлера: Пер. с япон. -М.: Машиностроение, 1991.

60. Бусленко, Н.П. Метод статических испытаний / Н.П. Бусленко, Ю.А. Шрейдер. М. 1961.- 130 с.

61. Бусленко, Н.П. Моделирование сложных систем / Н.П. Бусленко . -М.: Наука. 1981.-247 с.

62. Бирюков, В.Б. Моделирование / В.Б. Бирюков. М.: БСЭ. - 1974.

63. Моисеев, М.Н. Математические задачи системного анализа / М.Н. Моисеев. М.: Наука. - 1971.

64. Советов, В.Б. Моделирование систем / В.Б. Советов. М.: Высшая школа. - 1997.

65. Гольдштейн, C.JI. Введение в системологию и системотехнику / C.JI. Гольдштейн. Екатеринбург. ИРРО. - 1981.

66. Бахвалов, В.А. Компьютерное моделирование / В.А. Бахвалов // Компьютера. 1997.- № 40. - С. - 26.

67. Власов, С.А. Интегрированное проектирование металлургических комплексов / С.А. Власов, С.А. Малый, B.C. Томашевская, А.И. Тропкина. М.: Металлургия, 1983.

68. Прусаков, Г.М. Математические методы и модели рассчитываемые на ЭВМ / Г.М. Прусаков. М.: Наук. - 1993.

69. Самарский, A.A. Математическое моделирование / A.A. Самарский. -М.: Наука. 1997.

70. Шеннон, Р. Имитационное моделирование систем / Р. Шеннон. — М.: Мир. 1987.

71. Новоженов, Ю.В. Объектно-ориентированные технологии разработки сложных программных систем / Ю.В. Новоженов. — М.: Аргусофт компани. 1996.

72. Буч, Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с применением приложений на С ++ / Г. Буч. М.: Бином. - 1998.

73. Шлеер, С. Объектно-ориентированный анализ / С. Шлеер. Киев.: Диалектика. - 1993.

74. Тело, Э.Р. Объектно-ориентированное программирование в среде Windows. / Э.Р. Телло. М.: Наука. - 1993.

75. Аджиев В. Объектная ориентация. / В. Аджиев // Открытые системы. 1996. №3.

76. Севостьянов, А.Г. Моделирование технологических процессов / А.Г. Севостьянов, П.А. Севостьянов М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.

77. Кукин, Г.П. Соловьев А.П. Текстильное материаловедение 4.2 / Г.П. Кукин, А.П Соловьев. М.: Легкая индустрия, 1964.

78. Соловьев, А.Н. Оценка качества и стандартизация текстильных материалов/ А.Н.Соловьев, С.М. Кирюхин,- М., 1974.

79. Соловьев, А.Н. Оценка и прогнозирование качества текстильных материалов / А.Н.Соловьев, С.М. Кирюхин.- М., 1964.

80. Соловьев, А.Н. Проектирование свойств пряжи в хлопчатобумажном производстве / А.Н.Соловьев.- М., 1974.

81. Аврелькин, В.А. Математическое моделирование утонения волокнистого материала на прядильных машинах / В.А. Аврелькин, А.Б. Скоробогатов // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. -2005 №3.

82. Аврелькин, В.А. Передаточная функция утонения волокнистого материала в натяжном приборе / В.А. Аврелькин, А.Б. Скоробогатов // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2005. — №4.

83. Аврелькин, В.А. Математическое моделирование процесса вытягивания / В.А. Аврелькин, И.А. Легкова, И.Г. Чистобородов. М., 2005.- Деп. в ВИНИТИ, №190 - 2005.

84. Белов, М.Ф. Поле сил трения в зажиме вытяжной пары / М.Ф. Белов // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1964. - №6.

85. Фарукшин, В.В. Совершенствование методов расчета вытяжных механизмов для мокрого прядения льна: дис. канд. техн. наук / В.В. Фарукшин. Кострома, 1999.

86. Иванов, С.С. Современное состояние теории и практики вытягивания / С.С. Иванов // Текстильная промышленность. — 1962.- №3.

87. Роньжин, В.И. Натяжение волокон в процессе вытягивания. / В.И. Роньжин, В.А. Аврелькин и др. // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2003.- №1.

88. Роньжин, В.И. и др. Расчет натяжения волокон в процессе вытягивания / В.И. Роньжин и др. // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2003.- №2.

89. Протасова, В.А. Вопросы теории и практики процесса вытягивания: дис. . .д-ра техн. наук / В.А Протасова М., 1972.

90. Капитанов, А.Ф. Теоретическое обоснование и разработка способов модификации фрикционных свойств волокон в процессе прядения: автореферат дис. .д-ра техн. наук/А.Ф. Капитанов — М., 1995.

91. Савельева, E.H. Математическое моделирование давления образуемого в зажиме вытяжной пары. / E.H. Савельева, В.И. Роньжин, В.А. Аврелькин // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. -2006.- №5. С. 54-57.

92. Аврелькин, В.А. Математическое моделирование процесса вытягивания / В.А. Аврелькин, И.А. Легкова, И.Г. Чистобородов. М., 2005. - Деп. в ВИНИТИ, №190 - В2005.

93. Аврелькин, В.А. Компьютерное моделирование процесса вытягивания на машинах прядильного производства / В.А. Аврелькин, И.А. Легкова, В.В.Капранов, И.Г. Чистобородов. М., 2005. - Деп. в ВИНИТИ, №307-В2005.

94. Аврелькин, В.А Имитационное моделирование процесса утонения волокнистого материала / В.А. Аврелькин, Г. И. Чистобородов, Е.И. Власов // Изв.вузов. Технология текстильной промышленности. 2005, №5.

95. Аврелькин, В.А. Имитационное моделирование процесса вытягивания / В.А. Аврелькин, Г. И. Чистобородов // Тез. докл. 57-ой межвузовской научно-технической конференции молодух ученых и студентов. -Кострома, 2005.

96. Савельева, E.H. Моделирование процесса вытягивания полуфабрикатов прядения в зонах малой вытяжки на ленточных машинах. Текст. / E.H. Савельева, В.И. Роньжин, В.А. Аврелькин // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2006,- №6. - С. 124-128.

97. Севостьянов А.Г. Методы и средства исследования механико-технологических процессов текстильной промышленности. М.: Легкая индустрия, 1980.

98. Савельева, E.H.Анализ поля сил трения в зонах вытяжного прибора / Е.Н, Савельева, В.И. Роньжин // Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленного региона: сб. трудов междун. научн. технич. конф. Кострома. КГТУ. 2006. С. 54-55

99. Севостьянов, А.Г. Магнитные валики и силы, действующие в вытяжных приборах / А.Г. Севостьянов. М.: Гизлегпром, 1963.

100. Жарова, Н.Г. дис.канд.техн.наук / Н.Г. Жарова. Иваново, 2004.

101. Пат. 61292 Российская Федерация. Вытяжной прибор для формирования ленты / Савельева E.H., Роньжин В.И., Аврелькин В.А.; приоритет 16.10.2006; зарегистрирован 27.02.2007.