автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.02, диссертация на тему:Разработка и развитие технологии получения трикотажной пряжи самокруточным способом

ооз ■

ООЗ1В1485

На правах рукописи

Гурьев Александр Николаевич

РАЗРАБОТКА И РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ТРИКОТАЖНОЙ ПРЯЖИ САМОКРУТОЧНЫМ СПОСОБОМ

Специальность 05.19 02 «Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2007

Работа выполнена на кафедре технологии шерсти Московского государственного текстильного университета имени А.Н Косыгина и в ОАО На-учно-произодственный комплекс «ЦНИИШЕРСТЬ»

Научный руководитель доктор технических наук, доцент Разумеев Константин

Эдуардович

Официальные оппоненты, доктор технических наук, профессор

Павлов Ювеналий Васильевич

кандидат технических наук, доцент

Родионов Вячеслав Алексеевич

Ведущее предприятие ОАО «ЦНИИЛКА»

Защита состоится ноября 2007 г. в «¿^2>> часов на заседании дис-. сертационного совета К212 139.01 при Московском государственном текстильном университете имени А.Н Косыгина по адресу 119071, Москва, улица Малая Калужская, д 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного текстильного университета имени А Н Косыгина.

Автореферат разослан « >> -X 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Ю.С. Шустов

АННОТАЦИЯ

Рассмотрена история развития самокруточного (СК) способа за рубежом и в нашей стране

Выполнен обзор зарубежных и отечественных патентных источников, касающихся СК структур, способов их получения и реализующих эти способы конструкций

Проанализированы материалы, связанные с созданием и внедрением отечественных прядильных СК машин ПСК-225-ШГ и ПСК-225-ШГ2

Систематизированы требования к трикотажной СК полиакрилонитрильной пряже и поставлена задача принципиального улучшения структуры пряжи, получаемой СК опособом

Исследован и внедрен усовершенствованный самокруточный способ способ совмещенного формирования и кручения (СФК) в производственных условиях ЗАО «Суворовская нить»

Разработана обобщенная математическая модель процесса СФК, приближенная к реальной физической картине

Проведены исследовательские работы, направленные на усовершенствование технологического процесса на фабрике, в тч на улучшение подготовки питающего продукта — ровницы Разработаны нормы технологического режима для условий фабрики Показана высокая эффективность выбранного технического направления, выполненного на основе СК прядения, в условиях рыночного производства

Автор защищает

1) Результаты теоретических и экспериментальных исследований, связанных с внедрением способа СФК

2) Обобщенную математическую модель процесса СФК

3) Результаты оптимизации основных характеристик СК процесса в производственных условиях

4) Результаты работ по усовершенствованию подготовки питающего продукта

Общая характеристика работы

Актуальность работы

Актуальность работы вытекает из того, что СК способ формирования текстильного продукта - один из наиболее эффективных способов прядения Способ обеспечивает серьезные экономические и социальные преимущества сокращение числа технологических переходов, повышение производительности труда и оборудования, уменьшение потребности в рабочей силе, производственных площадях и электроэнергии Способ обеспечивает заметную экономию сырья и улучшает условия труда

В нашей стране СК способ получил широкое развитие благодаря оригинальному техническому решению, основанному на применении аэродинамических крутильных устройств (АКУ)

За истекший период на ЗАО «Суворовская нить» накоплен значительный опыт эксплуатации самокруточного оборудования, который показывает, что СК способ представляет собой важный рычаг, на основе которого можно осуществить технологический прорыв в отечественной текстильной промышленности

Цель и задачи исследования В процессе эксплуатации СК машин на фабрике «Суворовская нить»

была поставлена цель, существенно улучшить технико-экономические

показатели производства в развивающихся рыночных условиях Эта цель

была достигнута благодаря эффективному применению способа СФК и совершенствованию технологического процесса

Основная цель представленной диссертационной работы - повышение эффективности СК прядения и качества вырабатываемой СК пряжи.

Поставленная цель реализуется за счет решения следующих задач

- систематизация известных СК структур, способов и устройств для их получения,

- участие в разработке и внедрении способа СФК в производственных условиях,

- разработка обобщенной математической модели процесса СФК;

- проведение лабораторных и производственных испытаний с целью оптимизации основных конструктивных и технологических параметров процесса,

- усовершенствование технологического процесса на фабрике

Общая методика исследования

Работа включает в себя теоретические и экспериментальные

исследования

В основу теоретических исследований положена разработка обобщенной математической модели для способа СФК Модель использует известные методы исследования баланса числа кручений по зонам кручения

I

и принцип суперпозиции при анализе действия АКУ

Экспериментальные исследования включают в себя отработку параметров процесса СФК в лабораторных и производственных условиях с применением стандартного лабораторного оборудования для измерения физико-механических характеристик пряжи

Научная новизна работы

В работе впервые1

- разработан и внедрен для широкого промышленного применения способ СФК,

- разработана обобщенная математическая модель способа СФК, приближенная к реальному физическому процессу,

- получены оптимальные параметры процесса СФК в производственных условиях, позволившие существенно повысить эффективность прядильного производства

Практическая значимость работы

1. Разработан и внедрен в широкое промышленное производство способ СФК

2 На основе способа СФК организовано крупнейшее в мире СК производство трикотажной пряжи Проведены технические и организационные работы, позволившие обеспечить эффективную многолетнюю эксплуатацию этого производства в условиях развивающегося рынка

3 Разработаны технологические режимы, обеспечивающие стабильное получение конкурентоспособной продукции

Реализация результатов работы

Результаты теоретических и экспериментальных исследований автора внедрены на ЗАО «Суворовская нить»

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и получили одобрение на на общероссийском научном семинаре «Технология текстильных материалов» АИН РФ им А М Прохорова, КГТУ, Кострома, 2006 г, на заседаниях Ученого Совета ОАО НПК «ЦНИИШерсть», май 2007 г, на кафедре технологии шерсти МГТУ имени А Н Косыгина, август 2007 г, на заседаниях НТС ЗАО «Суворовская нить»

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 4 основных глав, общих выводов и 1 приложения Работа изложена на 128 страницах текста, иллюстрирована

29 рисунками, содержит 11 таблиц Библиографический список включает 46 наименований литературы

Публикации

По материалам диссертации автором опубликовано 7 статей, в тч в изданиях, включенных в перечень ВАК — 4

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности проблемы, сформулированы цель и задачи исследования, охарактеризована научная новизна и практическая значимость полученных результатов

Проблемой СК прядения занимался ряд зарубежных и отечественных ученых- Henshaw, Walls, П М Мовшович, В П Хавкин, Г К Максимов, Н.Б Бабушкина, АФ. Брусникин, АД Пищиков, МИ Кокиш, ТИ. Дюканова, А.А Телицын, К.Э Разумеев и др В их работах рассматривались различные теоретические и практические аспекты СК способа, которые позволили реализовать его в производственных масштабах в виде машин «Repco» (Австралия, Англия) и ПСК (СССР).

В первой главе рассмотрены общие принципы СК процесса и дан обзор зарубежной патентной литературы.

Обзор зарубежных патентов, относящихся к СК спосцбу, структурам получаемого СК-продукта и устройствам для реализации способа, позволяет представить картину развития данного способа. Обзор охватывает практически весь период с появления первых сообщений о СК способе формирования.

В главе дано также описание ряда моделей зарубежного СК оборудования, получившего наибольшую известность- "Repco spinner", "Repco spinner Mk2", "Repco-selfil" (Австралия-Англия), "RS 200" (фирма "ARST", Франция)

В главе 2 приведены результаты исследований, проведенных в нашей стране по созданию, внедрению и усовершенствованию СК способа. Описаны основные патенты и авторские свидетельства, положенные в основу направления, связанного с применением АКУ и нашедшие воплощение в матине ПСК-225-ШГ.

Основу принятого технического решения составляют.

- реверсивные вихревые камеры с тангенциальной подачей сжатого воздуха,

- бесконтактные пневматические переключатели золотникового типа

Для стабилизации процесса кручения применены соединительные камеры Рабочие камеры и соединительная камера имеют сдвиги по фазе, обеспечивающие необходимое упрочнение пряжи

Компактная конструктивная схема мащины позволили проводить текущую модернизацию машины без изменения ее конструктивной базы

Опыт эксплуатации машин ПСК-225-ШГ показал, что, несмотря на высокие технико-экономические показатели СК машин, получаемая пряжа обладает недостатками повышенной жесткостью, неравномерностью по крутке и по разрывной нагрузке, обвитыми волокнами

Была поставлена цель получить СК продукт улучшенной структуры Для решения этой задачи был использован усовершенствованный СК способ, способ совмещенного формирования и кручения (СФК), разработанных группой ученых под руководством профессора П М Мовшовича

Применение этого способа обусловило особенности новой пряжи-пониженное отношение крутки прядей к крутке пряжи, меньшая уплотненность прядей (повышенная объемность), уменьшенная длина и лучшая компактность нулевых зон, повышенная равномерность крутки, уменьшенное количество структурных скоплений в виде узелков, петель из отдельных волокон

Были проведены исследования по уточнению параметров процесса нагона в обеих зонах кручения, расстояния между мычками на выходе из вытяжного прибора, длин зон кручения, давления воздуха камерах, сдвига по фазе между первыми камерами а также между «опережающей» камерой и активным нитесоединителем Ф*; длины периода крутки ^

Были проведены исследования зависимости физико-механических показателей пряжи от абсолютных размеров треугольника кручения (рис 1)

Здесь 1 - выпускная пара вытяжного прибора, 2 — соединяемые пряди, 3 — точка соединения, 4 - сдвоенный продукт, 5 — транспортирующая пара.

Установлено, что существенное значение имеют длина периода крутки и соотношение между основанием и длиной боковых сторон треугольника кручения АБС, с одной стороны, и периодом крутки 1Т- с другой Это соотношение должно находиться в пределах 1/6-1/3. При его увеличении нарушается стабильность процесса за счет появления неравномерности крутки

по длине продукта и прядей и возникновения петель, приводящих к обрыву.

После выявления оптимальных размеров треугольника кручения была проведена выработка опытных образцов СФК-пряжи и контрольных образцов СК-пряжи (с <р = 60° и ср = 90°)

Полученные данные показали, что пряжа СФК, уступая контрольным вариантам в отношении прочности, превосходит ее по объемности (видимый диаметр), длине нулевых участков, равномерности по крутке и ворсистости

Полученные результаты послужили основой для модернизации машин ПСК-225-ШГ и выпуска серийных партий машин ПСК-225-ШГ2

В третьей главе рассматривается обобщенная математическая модель способа СФК

Известно, что большое значение для СК способа имеют процессы,

происходящие в зоне соединения В частности, положение точки

соединения характеризует эффективность перехода одиночной крутки в

1

двойную и стабильность крутки в прядях

В связи со сложностью протекающих процессов, анализ их затруднен В предыдущих работах использовались существенные упрощения В известных работах М.И Кокиша, Т.И. Дюкановой и А А Телицына процесс СФК рассматривался в чистом виде, без взаимодействия рабочих и соединительной камер

В данной работе рассматривается обобщенная модель процесса СФК с учетом взаимодействия рабочих камер и активного нитесоединителя

На рис 2 приведена полная схема крутильного устройства СФК

Здесь

1,2 — скручиваемые пряди, 3 - точка соединения, 4 - соединительная камера, 5 — выпускная пара вытяжного прибора, 6 — тянульная пара, 7, 8 — рабочие камеры.

В предложенной модели сделаны обычные допущения, характерные для линейной модели

При анализе представленной схемы используется методика, предложенная ПМ. Мовшовичем По этой методике используется принцип суперпозиции при получении выражений раздельно для рабочих камер и активного нитесоединителя.

Рис 2 Полная схема СФК Рис. 2 Полная схема процесса СФК

На первом этапе определяются передаточная функция и частотные характеристика для контрольного варианта схемы с отдельной работой рабочих камер

Затем определяются характеристики для крутки одиночной пряди с помощью соединительной камеры

Аналогичные выражения получаются и для описания крутки двойной структуры, которая рассматривается как единая нить

Передаточная функция от вьюрка к результирующей крутке одиночной пряди №5(р), которая является источником СК структуры в способе СФК, имеет вид.

гг,и>) = ъи>)-1г*(р), (О

где

Щ(Р)Л4(Р) - соответственно передаточные функции для крутки одиночной пряди и двойной структуры от активного нитесоединителя.

В результате преобразований получаем выражения для АЧХ и ФЧХ компонента крутки одиночной пряди, обусловленной процессом СФК

Мш) = (2)

7(1 + <?|2СТ2)(1 + <?2 ЯТ2)(1 + /?>2) 71

#>5 (яг) = -—- агс1ц81 ш- аш%8гт - arctgfitга, (3)

где.

ат = 1,а - нормированная угловая частота, /) =1г/, Ц=1х+1г+1г,

/м

6, =£,//,, Д =»/«//„ 5, =/,//,

Полученные выражения можно использовать в двух целях

1 Сравнительная оценка максимальных значений Л2(ш) и Л5(ет) Полученные результаты позволяют оценить вклад соединительной камеры в общую долю крутки, те оценить уменьшение крутящего воздействия на прядь со стороны воздушного вихря В этом - одна из положительных особенностей способа СФК, позволяющая улучшить структурные характеристики пряжи

2 Сопоставление <р2(ш) и <рь(ш) Это позволит сформировать управление камерами таким образом, чтобы рабочие камеры и соединительная камера работали так, чтобы в одном и том же сечении пряжи складывались обе компоненты синфазно При этом, естественно, должен

быть учтен также транспортный сдвиг, тек фазочастотной характеристике компонента от рабочих камер должен быть добавлен отрицательный член,

соответствующий транспортному сдвигу а

Расчеты, проведенные при значениях констант, близких к реальным размерам блока АКУ на серийных машинах ПСК-225-ШГ2, позволили получить данные, представленные на рис 3 и рис. 4

0,1

-А(ш) 0,7 0,6 . ' 0,5 0,4 0,3

0,2 ~ ~ — ■

0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7

Рис 3 Расчетные АЧХ рабочих А2(ш) и соединительной камер

о -1 -2 -3

т

1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7

Г8

Рис 3 Расчетные ФЧХ рабочих <рг(ю) и соединительной <р$(ш) камер

Из рассмотрения полученных данных следует

1. Максимум АЧХ для рабочих камер (А2) соответствует максимуму прочности, полученной экспериментальным путем (1Т - 180лш)

2 Соединительная камера увеличивает эффективность работы рабочих камер на 20-25% (рис 3)

3 ФЧХ соединительной камеры должна иметь сдвиг относительно ФЧХ рабочих камер А<р «1,8 рад

Таким образом, соединительная камера снижает силовое воздействие рабочих камер на материал, что улучшает структуру пряжи СФК Полученные данные использованы при проектировании пневмопереключателя

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований, посвященных созданию и отработке в производственных условиях способа СФК Даны сводные результаты по эффективности самокруточной технологии на ЗАО «Суворовская нить»

Была выполнена оптимизация основных заправочных параметров

Анализ полученных результатов показал следующее

- процесс получения пряжи СФК проходил устойчиво;

- производительность по сравнению с серийным оборудованием выросла на 5,5%;

- обрывность снизилась в 1,7 раза,

- улучшилось использование сырья

Достигнуто уменьшение длины нулевых зон с 3,4 до 1,8 см (ПО пряжа) Длина крученых зон увеличена с 6,2 до 8,0 см,

В работе представлены планы прядения до модернизации производства за счет машин ПСК и после этой модернизации Проведены соответствующие технологические и экономические расчеты, показывающие высокую эффективность проведенных мероприятий

Экономический расчет, проведенный по основным затратам (трудозатраты, сырье и электроэнергия) для классической технологической цепочки и для цепочки, использующей самокруточный срособ, показал экономию в размере 42544 тыс рублей в год.

Кроме того, была проведена модернизация приготовительного производства за счет замены машин типа ЛР на машины «Зайдель» В результате было получено значительное сокращение обрывности в прядении В результате фронт обслуживания работниц вырос с 8-10 машин ПСК-225-ШГ2 до 18-20, а выработка каждой работницы возросла в 2,5 раза Все это дает возможность обеспечить высокую эффективность работы предприятия и уменьшить себестоимость вырабатываемой продукции

Общие выводы и рекомендации

1 Проблема совершенствования и внедрения самокруточного способа для перевооружения прядильных фабрик актуальна

2 Промышленная апробация самокруточной технологии прядения подтвердила эффективность аэродинамических крутильных устройств

3 Анализ свойств трикотажной полиакрилонитрильной СК пряжи позволил систематизировать и уточнить технические требования к такой пряже.

4 Проведенные на фабрике исследования позволили внедрить в широких производственных масштабах способ СФК Реализация этого способа в условиях Суворовской фабрики позволило существенно улучшить качество пряжи, снизить материалоемкость трикотажных изделий, улучшить эффективность производства в целом

5. Обобщенная математическая модель способа СФК описывает взаимодействие рабочих и соединительной камер и уточняет режим управления камерами пневматическим переключателем Угол сдвига между сигналами соединительной и рабочих камер зависит от технологической

- Дй> = 1,8 рад

линии в блоке камер и приблизительно равен ^ ' 1

N

6 Амплитуда воздействия рабочих камер в условиях способа СФК может быть уменьшена, по сравнению с обычным CK способом на 15%, что способствует улучшению структуры получаемой пряжи

7. Применение способа СФК на предприятии ЗАО «Суворовская нить» позволило получить годовую экономию 42 544 тыс рублей в ценах 2002 г

8 В современных условиях, благодаря применению современных методов организации технологического процесса и значительного улучшения качества питающего продукта (ровницы), фактический фронт обслуживания составляет 18-20 машин За последние 10 лет обрывность снизилась в 3-3,5 раза, а фактическая производительность труда прядильщиц возросла в 2,5 раза

Основное содержание диссертации отражено в печатных работах:

1 Гурьев, А Н Уточнение модели процесса самокручения /АН Гурьев, К Э Разумеев, П М Мовшович // Технология текстильной промышленности Изв ВУЗов - 2005, № 5 (286), с 27-29

2 Гурьев, А Н, Уточненная математическая модель процесса совмещенного формирования и кручения /АН Гурьев, К Э Разумеев, П М Мовшович //Сборник научных трудов ОАО НПК «ЦНИИШерсть», М, «0ргсервис-2000», 2006, с 125-128

3 Гурьев, А Н Опыт эксплуатации прядильных самокруточных машин в производственных условиях // Сборник научных трудов ОАО НПК «ЦНИИШерсть», М., «0ргсервис-2000» - 2006, с 129-133

4 Гурьев, АН Разработка и реализация комплекса научных основ и технических средств производства и переработки натуральных и химических волокон в отечественной легкой промышленности для предприятий в современных рыночных условиях / Р.В Корабельников, Н С Безуглова, А Н Гурьев, В Н. Кротов и др. // Сборник научных трудов ОАО НПК «ЦНИИШерсть», М, «0ргсервис-2000» - 2006, с 223-228

5 Гурьев, А Н Обоснование технологических параметров при производстве самокрученой пряжи с увеличенной длиной периода крутки/А Н Гурьев, А. А Телицын, К Э Разумеев // Известия вузов Технология текстильной промышленности - 2006 г № 4С, с 59-62

6 Гурьев, А.Н. Особенности измерения крутки в продукте с переменной круткой / А.Н Гурьев, ПМ Мовшович // Известия вузов Технология текстильной промышленности - № 4 (292), 2006

7 Гурьев, А Н Обобщенная модель СФК/ А Н Гурьев, К Э Разумеев, П М Мовшович, А Д Петровский // Известия вузов Технология текстильной промышленности - № 4 (292), 2006

Подписано в печать 04 10 07 Формат бумаги 60x84/16 Бумага миож Услпечл 1,0 Заказ 354 Тираж 80 МГТУим АН Косыгина, 119071, Москва, ул Малая Калужская, 1

Общая характеристика работы.

Глава 1. Процесс самокручения и самокрученый .продукт.

Зарубежные исследования.

1.1. Основные понятия, относящиеся к CK процессу.

1.2. CK способ формирования волокнистого продукта.

1.3. Обзор основных зарубежных патентов по CK прядению.

1.4. Зарубежное самокруточное оборудование.

1.4.1. Прядильная самокруточная машина "Репко спиннер", модель 888.

1.4.2. Прядильная самокруточная машина "Repco Spinner Mk2".

1.4.3. Технология получения и переработки самокрученой пряжи на машинах типа "Repco spinner".

1.4.4. Прядильная самокруточная машина "Repco-SelfH".

1.4.5. Прядильная CK машина "RS 200" (фирма "ARST", Франция).

Выводы по главе 1.

Глава 2. Исследования в нашей стране по созданию и внедрению CK способа.

2.1. Основные принципы, связанные с применением АКУ.

2.2. Машина ПСК-225-ШГ.

2.3. Традиционная технология на машине ПСК-225-ШГ.

2.4. Экспериментальные исследования по отработке способа СФК в производственных условиях.

2.4.1. Систематизация требований к трикотажной пряже.

2.4.2. Предварительные исследования по созданию способа СФК.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Теоретическое исследование процесса СФК.

3.1. Краткий обзор. Постановка задачи.

3.2. Разработка обобщенной модели процесса СФК.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Использование способа СФК в производственных условиях ЗАО «Суворовская нить».

4.1. Экспериментальные исследования, посвященные созданию и отработке в производственных условиях способа СФК. Машина ПСК-225-ШГ2.

4.2. Расчет эффективности машин ПСК-225-ШГ2 на ЗАО

Суворовская нить».

Выводы по главе 4.

Самокруточный (СК) способ формирования текстильного продукта [1, 2] является одним из наиболее эффективных способов прядения, который обеспечивает ряд серьезных экономических и социальных преимуществ: сокращение числа технологических переходов, повышение производительности труда и оборудования, уменьшение потребности в рабочей силе, производственных площадях и электроэнергии. Способ обеспечивает заметную экономию сырья и улучшает условия труда.

СК способ основан на принципе ложного кручения, при котором процессы формирования прядей, их кручения и наматывания разделены. Это позволяет увеличить скорость выпуска пряжи в 10-15 раз. Кроме того СК способ совмещает в одном технологическом переходе процессы прядения, трощения, кручения, а иногда и наматывания. Это дополнительно увеличивает экономическую эффективность процесса получения пряжи. По существу, СК способ - первый способ, в котором в промышленном масштабе удалось реализовать получения пряжи без действительного кручения в промышленном масштабе.

Проблемой самокруточного прядения занимались зарубежные и отечественные ученые: Henshaw, Walls, П.М. Мовшович, В.П. Хавкин, В.К. Афанасьев, Т.П. Крюк, Т.Н. Кудрявцева, Г.К. Максимов, Н.Б. Бабушкина, А.Ф. Брусникин, А.Д. Пищиков, М.И. Кокиш, Т.И. Дюканова, А.А. Телицын и др. В этих работах рассматривались различные теоретические и практические аспекты СК способа, которые позволили использовать его в производственных масштабах в виде машин «Repco» (Австралия, Англия) и ПСК (СССР).

СК способ был предложен в 1961 г. D.E.Henshaw (Австралия, CSIRO) [3]. Впоследствии D.E.Henshaw, Walls и рядом других сотрудников С SIRO была получена группа патентов на модификации СК способ, получаемых СК структур и соответствующие устройства для его реализации [4-9]. Почти одновременно фирмой Du Pont de Nemours (США) был получен патент [10], в котором описывался аналогичный CK продукт, однако предлагалась несколько другая реализация способа.

В дальнейшем, по мере расширения фронта работ по развитию CK способа, расширения его промышленного применения, детализации требований, предъявляемых к CK продукту, появилось значительное количество патентов на модификации CK структуры, различные способы их получения, а также на различные конструкции соответствующих устройств.

Первые образцы CK машин, получившие название Repco Spinner, были выпущены австралийской фирмой Repco в 1971 г. В дальнейшем промышленный выпуск этих машин производился по лицензии английской фирмой Platt Saco-Lowell. Всего было выпущено около 2000 машин. Наряду с первой моделью были созданы еще две модели, отличающиеся от первой более высоким техническим уровнем и разнообразием ассортимента.

Работы по созданию CK оборудования были начаты также в СССР и Франции.

В нашей стране технической основой CK оборудования стали оригинальные аэродинамические крутильные устройств (АКУ), предложенные ВНИИЛТекмашем. Применение этих устройств обеспечило большую гибкость управления и создало предпосылки для существенного расширения ассортимента вырабатываемой пряжи. Кроме того, конструктивная простота АКУ дало возможность промышленного освоения CK оборудования.

Применение самокруточного способа в нашей стране позволило добиться большого экономического и технического прогресса Совместная работа ряда организаций, включая ВНИИЛТекмаш, ЦНИИШерсти, Костромское СКВ ТМ, завод «Таджиктекстильмаш», Курский трикотажный комбинат, Суворовская фабрика объемной пряжи, позволила реализовать самокруточный способ в промышленных условиях.

Промышленные участки были организованы на Курском трикотажном комбинате, Суворовской фабрике объемной пряжи (в настоящее время ЗАО «Суворовская нить»), Астраханском трикотажном комбинате, на фабриках в Сумгаите и Капсукасе.

Большой вклад в развитие СК прядения внесло ПТО «Сейм» (Курск). Но особую роль в промышленном освоении СК способа сыграла Суворовская фабрика (в настоящее время ЗАО «Суворовская нить»), которая уже в течение 20 лет занимает первое место в мире по количеству установленных машин ПСК. В настоящее время на Суворовской фабрике работает около 400 машин ПСК-225-ШГ2.

Эксплуатация машин ПСК выявила большие резервы СК способа по совершенствованию технологии процесса, улучшению структурных характеристик пряжи, расширению ее ассортиментных возможностей.

К сожалению, распад страны и кризис в обрабатывающих отраслях, включая текстильное производство и текстильное машиностроение, прервал развитие этого прогрессивного направления. Завод «Таджиктекстильмаш» прекратил производство машин и техническое обслуживание уже выпущенного оборудования. Нарушились связи с отраслевой наукой.

В этих условиях Суворовская фабрика вынуждена была взять на себя большинство функций, касающихся технического обслуживания самокруточных машин. Возникла необходимость в проведении научных исследований по совершенствованию технологического процесса, а также по уточнению технологических и технических характеристик ключевых рабочих органов машин.

Кроме того, фабрика постоянно работает над совершенствованием технологического процесса в целом, включая подготовку питающего продукта. Систематически совершенствуется организация производства.

Проводимые научные исследования и реализация полученных результатов позволили серьезно улучшить технологические и финансовые показатели предприятия.

В данной работе представлены некоторые результаты проведенной нами научной и практической работы по освоению СК технологии и дальнейшему совершенствованию текстильного производства на Суворовской фабрике.

На первых этапах эта работа проводилась в содружестве с отраслевыми научными и машиностроительными организациями.

Работа включала в себя:

- участие в создании усовершенствованного самокруточного способа - способа совмещенного формирования и кручения (СФК);

- развитие теоретической модели способа СФК;

- экспериментальные исследования по отработке технологических и конструктивных параметров нового технологического способа в производственных условиях;

- корректировка технологических параметров в соответствии с требованиями трикотажного производства; текущие работы по непрерывному совершенствованию технологического цикла на фабрике в соответствиями с требованиями рынка.

Выполненные и постоянно проводимые работы по повышению технического уровня прядильного СК производства обеспечивают эффективную работу Суворовской фабрики в условиях развивающегося рынка, как в нашей стране, так и за рубежом. Полученные результаты и анализ зарубежных источников показывает, что СК способ прядения не перестал быть актуальным, и в настоящее время имеются возможности для продолжения работы в этом интересном и перспективном направлении.

Общая характеристика работы

Актуальность работы

В связи с отмеченной выше высокой эффективностью СК способа формирования текстильного продукта, который позволяет добиться высоких экономических и социальных преимуществ, было принято решение положить его в основу технического перевооружения Суворовской фабрики объемной пряжи (в настоящее время — ЗАО «Суворовская нить»). За истекший период на фабрике был накоплен значительный опыт использования самокруточной технологии. Было выявлено, что СК способ представляет собой важный рычаг, на основе которого можно осуществить технологический прорыв в отечественной текстильной промышленности. В то же время была выявлена необходимость дальнейшего совершенствования самокруточного оборудования и технологии производства в целом. Поэтому тема данной диссертационной работы является актуальной.

Цель и задачи исследования

В процессе эксплуатации СК машин на фабрике «Суворовская нить» была поставлена цель: существенно улучшить технико-экономические показатели производства в развивающихся рыночных условиях. Эта цель была достигнута благодаря эффективному применению усовершенствованного самокруточного способа - способа СФК и совершенствованию технологического процесса.

Основная цель представленной диссертационной работы -повышение эффективности СК прядения и качества вырабатываемой СК пряжи.

Поставленная цель реализуется за счет решения следующих задач:

- систематизация известных СК структур, способов и устройств для их получения; участие в разработке и внедрении способа СФК в производственных условиях;

- разработка обобщенной математической модели процесса СФК;

- проведение лабораторных и производственных испытаний с целью оптимизации основных конструктивных и технологических параметров процесса;

- усовершенствование технологического процесса на фабрике.

Общая методика исследования

Работа включает в себя теоретические и экспериментальные исследования.

В основу теоретических исследований положена разработка обобщенной математической модели для способа СФК. Модель использует известные методы исследования баланса числа кручений по зонам кручения и принцип суперпозиции при анализе действия АКУ.

Экспериментальные исследования включают в себя отработку параметров процесса СФК в лабораторных и производственных условиях с применением стандартного лабораторного оборудования. .

Научная новизна работы

В работе впервые:

- разработан и внедрен для широкого промышленного применения способ СФК;

- разработана обобщенная математическая модель способа СФК, приближенная к реальному физическому процессу; получены оптимальные параметры процесса СФК в производственных условиях, позволившие существенно повысить эффективность прядильного производства.

Практическая значимость работы

1. Разработан и внедрен в широкое промышленное производство способ СФК.

2. На основе способа СФК организовано крупнейшее в мире СК производство трикотажной пряжи. Проведены технические и организационные работы, позволившие обеспечить эффективную многолетнюю эксплуатацию этого производства в условиях развивающегося рынка.

3. Разработаны технологические режимы, обеспечивающие стабильное получение конкурентоспособной продукции.

Реализация результатов работы

Результаты теоретических и экспериментальных исследований автора внедрены на ЗАО «Суворовская нить».

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Проблема совершенствования и внедрения самокруточного способа для перевооружения прядильных фабрик актуальна.

2. Промышленная апробация самокруточной технологии прядения подтвердила эффективность аэродинамических крутильных устройств.

3. Анализ свойств трикотажной полиакрилонитрильной СК пряжи позволил систематизировать и уточнить технические требования к такой пряже.

4. Проведенные на фабрике исследования позволили внедрить в широких производственных масштабах способ СФК. Реализация этого способа в условиях Суворовской фабрики позволило существенно улучшить качество пряжи, снизить материалоемкость трикотажных изделий, улучшить эффективность производства в целом.

5. Обобщенная математическая модель способа СФК описывает взаимодействие рабочих и соединительной камер и уточняет режим управления камерами пневматическим переключателем. Угол сдвига между сигналами соединительной и рабочих камер зависит от технологической линии в блоке камер и приблизительно равен

А(р = 1,8 рад

6. Амплитуда воздействия рабочих камер в условиях способа СФК может быть уменьшена, по сравнению с обычным СК способом на 15%, что способствует улучшению структуры получаемой пряжи.

7. Применение способа СФК на предприятии ЗАО «Суворовская нить» позволило получить годовую экономию 42 544 тыс. рублей в ценах 2002 г.

8. В современных условиях, благодаря применению современных методов организации технологического процесса и значительного улучшения качества питающего продукта (ровницы), фактический фронт обслуживания составляет 18-20 машин. За последние 10 лет обрывность снизилась в 3-3,5 раза, а фактическая производительность труда прядильщиц возросла в 2,5 раза.

1. Мовшович П.М., Самокруточное прядение. // М., Легпромбытиздат,1985 г., 248 с.

2. Гинзбург JI.H. Динамика основных процессов прядения, ч. III/ Гинзбург JI.H., Хавкин В.П., Молчанов А.С., Винтер Ю.М., Мовшович П.М., //Легкая индустрия-1976 г.

3. Forming twisting yarns and other twisting assemblies. //Патент Англии № 1015291- 1965 г.

4. Process for forming twisted fibre assemblies,//.Патент Англии № 1084371- 1966 г

5. Twisted thread assemblies. // Патент Англии № 1144614 1967 г.

6. Twisting apparatus //Патент Англии № 1121942- 1964 г.

7. Formation of twisted thread assemblies// Патент Англии № 1336932. -1975 г.

8. Strand twisting apparatus //Патент Англии № 1341293 1973 г.

9. Strand twisting apparatus // Патент Австралии № 432698 1968 г.

10. Yarn structure // Патент Англии № 1047503 -1966 г.

11. Process for producing alternating twist // Патент США № 3415048 -1968 г.

12. Method of imparting dual twist to yarn //Патент США № 2986867 -1961 г.

13. Method of and apparatus for forming a multy-ply yarn //Патент США №3999361 -1976 г.

14. Apparatus for twisting a strand //Патент Англии № 2004570 1979г.

15. Method of forming a self-twisted fibrous structure //Патент Англии № 2007729 1979 г.

16. Self-twist yarn strand system // Патент США № 4074511 1978 г.

17. Fluid self-twist spinning apparatus // Патент США № 4120143 -1978 г.

18. Self-twist yarn, strand and method //Патент США № 4123893 1978г.

19. Self-twist yarn node fixation apparatus and method //Патент США № 4142365 1979 г.

20. Node fixation in self-twist yarn //Патент США № 4170103 1979 г.

21. Self-twist yarn and method and apparatus for producing it //Патент США №4276740- 1981 г.

22. Self-twist yarn and method of making same //Патент США № 4246750 1981 г.

23. Self-twist yarn and method and apparatus for making such yarns // Патент США № 4279120 1981 г.

24. Мовшович П.М. Способ получения самокруточной пряжи/ П.М. Мовшович, Б.С. Шкрабов, Г.К. Максимов, В.П. Хавкин// Авторское свидетельство № 400635 1973 г.

25. Мовшович П.М. Устройство для сообщения нити перемежающейся крутки /П.М. Мовшович, J1.H. Иванов, Б.С. Шкрабов, Г.К. Максимов, В.П. Хавкин// Авторское свидетельство № 436106 1974 г.

26. Мовшович П.М. Устройство для получения самокрученой пряжи/ Авторское свидетельство № 562594 «».и др., 1977 г.

27. Мовшович П.М. Переключатель устройства для получения самокрученой пряжи /П.М. Мовшович, Г.К. Максимов, Б.С. Шкрабов, В.П. Хавкин, Н.Б.Бабушкина// Авторское свидетельство № 567343 1977 г.

28. Мовшович П.М. Способ получения самокруточной пряжи / Мовшович П.М., Г.К. Максимов, Б.С. Шкрабов, М.И. Кокиш //Авторское свидетельство № 587755 1977 г.

29. Вихревая камера устройства для получения самокрученой нити / Г.К. Максимов, П.М. Мовшович, Б.С. Шкрабов, М.И. Кокиш // Авторское свидетельство №833014-1981 г.

30. Поисковые научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по расширению области применения самокруточного способа прядения. // Отчет ВНИИЛТекмаша по теме № 25-77, М., 1977 г. (№ Госрегистрации 770/9219)

31. Провести поисковые научно-исследовательские работы по изысканию новой модели прядильной самокруточной машины. //Отчет ВНИИЛТекмаша по теме № 70-82. М. 1982 г.

32. Мовшович П.М., Исследование свойств высокообъемной пряжи, полученной способом совмещенного формирования и кручения,/ Мовшович П.М., Цветкова В.А., Кокиш М.И., Дюканова Т.И //Текстильная промышленность, № 6, 1987 г., с. 33-34

33. Мовшович П.М, Разработка теоретических основ технологического процесса самокручения и промышленного оборудования для его реализации, //докторская диссертация, Кострома, 1987 г.

34. М.И. Кокиш, Способ получения самокрученого волокнистого продукта / М.И. Кокиш, П.М. Мовшович, В.А. Цветкова // Авторское свидетельство № 1351194- 1987 г.

35. Мовшович П.М. Развитие самокруточного способа прядения / Мовшович П.М., В.А. Цветкова, М.И. Кокиш, Т.И. Дюканова, A.A. Телицын //Текстильная промышленность, № 7, 1987 г., с. 34-35

36. Кокиш М.И. Разработка и внедрение устройств для получения самокрученой пряжи способом совмещенного формирования и кручения // Кандидатская диссертация, Кострома- 1989 г.

37. Дюканова Т.И. Разработка технологии получения самокрученой пряжи способом совмещенного формирования и кручения // Кандидатская диссертация, Кострома 1989 г.

38. Мовшович П.М. Уточненная модель процесса совмещенного формирования и кручения / П.М. Мовшович A.A. Телицын, Н.И. //Известия вузов Технология текстильной промышленности, № 1, 1999 г. С. 23-25.

39. A.A. Телицын. Развитие технологий процесса самокручения текстильных материалов и создание оборудования для их реализации. Докторская диссертация, Кострома, 2000 г.

40. Гурьев А.Н. Уточнение модели процесса самокручения // А.Н. Гурьев, К.Э. Разумеев, П.М. Мовшович. // Известия вузов, Технология текстильной промышленности, № 5, 2005 г., с.27-29.

41. Гурьев А.Н. Особенности измерения крутки в продукте с переменной круткой / А.Н. Гурьев, П.М. Мовшович // Известия вузов. Технология текстильной промышленности № 4 (292), 2006.

42. Гурьев А.Н. Уточненная математическая модель процесса совмещенного формирования и кручения / А.Н. Гурьев, К.Э. Разумеев, П.М. Мовшович // Сборник научных трудов ОАО НПК «ЦНИИШерсть», М., «0ргсервис-2000»- 2006, с. 125-128.

43. Гурьев А.Н. Опыт эксплуатации прядильных самокруточных машин в производственных условиях /К.Э. Разумеев, А.Н. Гурьев// Сборник научных трудов ОАО НПК «ЦНИИШерсть», М., «Оргсервис-2000»-2006, с. 129-133.

44. Гурьев А.Н. Обоснование технологических параметров при производстве самокрученой пряжи с увеличенной длиной периода крутки /А.Н. Гурьев, A.A. Телицын, К.Э. Разумеев // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, № 4С, 2006 г., С. 59-62.

45. Гурьев А.Н. Обобщенная модель СФК / А.Н. Гурьев, К.Э. Разумеев, П.М. Мовшович, А.Д. Петровский // Известия вузов. Технология текстильной промышленности № 1 (296), 2007. - с. 34-36.