автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.02, диссертация на тему:Разработка и внедрение методов составления смесей в прядении на базе современной оценки качества хлопкового волокна

На правах рукописи УДК 677.001.7

МАСЛОВА Надежда Александровна

РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ МЕТОДОВ СОСТАВЛЕНИЯ СМЕСЕЙ В ПРЯДЕНИИ НА БАЗЕ СОВРЕМЕННОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ХЛОПКОВОГО ВОЛОКНА

Специальность 05.19.02 «Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кострома-2005

Работа выполнена в Костромском государственном технологическом университете.

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент

Разумеев

Константин Эдуардович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Иванов

Анатолий Николаевич

кандидат технических наук, доцент

Кашлачев

Александр Маркович

Ведущее предприятие: АО «Костромской научно-исследовательский институт льняной промышленности».

Защита состоится _5__/У_2005 г. в 4 3 часов на заседании диссертационного совета Д 212.093.01 в Костромском государственном технологическом университете по адресу: 156005 г. Кострома, ул. Дзержинского, 17.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Костромского государственного технологического университета.

Автореферат разослан 2.2. сентября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических

профессор

-У

/У У-3 6

НАШЛЬ

АННОТАЦИЯ

Разработаны математические модели процесса прядения и формирования качественных характеристик хлопчатобумажной пряжи с использованием методов теории выбросов случайных функций. На основе пуассоновской модели рассмотрена взаимосвязь основных свойств хлопкового волокна и неровноты производимой из него пряжи, определено минимальное количество волокон в поперечном сечении пряжи, гарантирующее нормальное протекание технологического процесса.

Установлены взаимосвязи:

- показателей качества хлопкового волокна, применяемых в международной практике и определяемых на системе НУ1, с аналогичными показателями, определяемыми методами специального применения;

- показателей качества хлопкового волокна, измеренных системой НУ1, со свойствами производимой из него пряжи.

Разработана математическая модель удельной разрывной нагрузки хлопчатобумажной пряжи кольцевого и пневмомеханического способа прядения различной линейной плотности, учитывающая показатели качества хлопкового волокна, определяемые системой НУ1.

Разработаны методы составления смесок, реализованные в виде:

- программы по переводу характеристик качества хлопкового волокна в «категорию качества»;

- компьютерной программы, использующей предлагаемые математические модели и осуществляющие подбор кип в ставку для производства пряжи с заданными качественными показателями на отечественных хлопкопрядильных фабриках в современных условиях.

Разработаны и внедрены рекомендации по планированию процесса прядения по среднестатистическим характеристикам качества узбекского хлопка и классификации, принятой в стандартах страны - производителя. Разработаны сортировки на пряжу хлопчатобумажную и инструкция по проведению классерской оценки качества хлопкового волокна и отбора проб для испытаний, осуществляемых

«Сырьевой лабораторией».

Работа проводилась по совместной инициативе ФГУП ЦНИХБИ, отделом «Контроля качества и распределения сырья» ОАО «Корпорация «ЧХБК», производственной лаборатории ООО СП «Кохлома».

АВТОР ЗАЩИЩАЕТ:

1. Уточненные математические модели процесса прядения и формирования качественных характеристик хлопчатобумажной пряжи, полученные с использованием методов теории выбросов случайных функций.

2. Эмпирические взаимосвязи показателей качества хлопкового волокна, применяемых в международной практике с аналогичными, определяемыми методами специального применения.

3. Взаимосвязи показателей качества хлопкового волокна, измеренных системой НУ1, со свойствами производимой из него пряжи.

4. Методы составления смесок на отечественных хлопкопрядильных фабриках в современных условиях с использованием результатов инструментальной (система НУ1) н органолептической оценки качества хлопкового волокна.

5. Рекомендации по планированию процесса прядения по среднестатистическим характеристикам качества узбекского хлопка.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы

Основным потребителем хлопкового волокна в Российской Федерации является текстильная отрасль - предприятия-производители хлопчатобумажной пряжи. В настоящее время на каждого человека в России перерабатывается менее 3 кг хлопка, в то время как в США - около 10 кг. По оценке ряда специалистов общая емкость российского рынка хлопчатобумажной продукции составляет до 1,5 млрд. долларов, что в готовой продукции составляет около 6 млрд. долларов.

В настоящее время в текстильной промышленности стран СНГ используется методы оценки качества хлопкового волокна партиями, малыми пробами, по показателям, не применяемым в мировой текстильной промышленности, что не

!

позволяет объективно оценить неоднородность свойства хлопкового волокна в пределах одной партии.

Таким образом, решение проблемы составление смесок из многих компонентов с увеличением достоверности проектируемых качественных характеристик пряжи на основе внедрения покипной оценки качества хлопкового волокна в поступающих партиях является актуальной задачей.

Цель и задачи исследования Целью работы является разработка научной основы для составления смесей в прядении на базе оценки качества хлопкового волокна современными методами. Для достижения цели работы необходимо решить следующие задачи:

- разработать уточненные математические модели процесса прядения и формирования качественных характеристик хлопчатобумажной пряжи (кольцевой и пневмомеханической) с использованием методов теории выбросов случайных функций;

- установить взаимосвязи показателей качества хлопкового волокна, применяемых в международной практике и определяемых на системе НУ1 с аналогичными, определяемыми методами специального применения;

- установить взаимосвязи показателей качества хлопкового волокна, измеренных системой НУ1, со свойствами производимой из него пряжи;

- разработать модели удельной разрывной нагрузки хлопчатобумажной пряжи кольцевого и пневмомеханического способа прядения различной линейной плотности, учитывающие показатели качества хлопкового волокна, определяемые системой НУ1;

- разработать методы составления смесок на отечественных хлопкопрядильных фабриках в современных условиях;

- разработать и внедрить методы планирования процесса прядения по среднестатистическим характеристикам качества узбекского хлопка и классификации, принятой в стандартах страны - производителя.

- разработать типовые сортировки на пряжу хлопчатобумажную (Взамен сортировок сырья, положенных в основу Прейскуранта оптовых цен № 40-04»),

Общая методика исследования

Работа включает в себя теоретические и экспериментальные исследования.

При разработке математических моделей для проектирования качества х/б пряжи использованы методы случайных функций. При развитии теории обрывности в прядении хлопчатобумажной пряжи использована теория выбросов.

В основу экспериментальных исследований положены известные методики определения качественных характеристик хлопкового волокна и хлопчатобумажной пряжи с использованием приборов HVT, Uster Tester, Uster Tensorapid.

Научная новизна работы

В работе впервые:

1. Разработаны математические модели процесса прядения и формирования качественных характеристик хлопчатобумажной пряжи с использованием методов теории выбросов случайных функций.

2. Разработаны методики составления сортировок при использовании, как инструментальной (система HVI), так и классерской (органолептической) оценки качественных характеристик хлопкового волокна.

3. Найдены эмпирические взаимосвязи показателей качества хлопкового волокна узбекского происхождения, оцениваемых методами, применяемыми в международной практике с аналогичными, определяемыми методами специального применения и взаимосвязи показателей качества хлопкового волокна, измеренных системой HVI, со свойствами производимой из него пряжи.

4. На основе полученных зависимостей разработаны методики составления смесей, реализованные в виде программного обеспечения.

5. Предложена новая методика расчета стоимости пряжи, обратов и отходов на основе мировых индексов цен на хлопковое волокно.

Практическая значимость работы

1, Благодаря разработанной методике составления смесей получено существенное улучшение качественных характеристик пряжи без внесения изменений в технологический процесс ее производства.

б

2. Разработаны и внедрены типовые сортировки на пряжу с учетом современной классификации и методов оценки качественных характеристик хлопкового волокна.

3. Разработаны и внедрены нормативы выхода пряжи, обратов и отходов из хлопкового волокна с учетом его современной классификации.

4; Разработаны изменения к нормативной документации на хлопковое волокно и методы испытания его свойств.

5. Разработаны и внедрены типовые сортировки на пряжу хлопчатобумажную различных систем и способов прядения, а также нормативы выхода пряжи, обратов и отходов с учетом современной классификации хлопкового волокна.

Реализация результатов работы

Разработанные методы и эмпирические зависимости были использованы на текстильных предприятиях. Промышленная реализация результатов проведенной научной работы была осуществлена на ООО СП «Кохлома», г.Кострома, ОАО «Корпорация «Чебоксарский хлопчатобумажный комбинат», ряде предприятий Узбекистана и Эстонии.

Апробация работы

Материалы диссертации были доложены и получили положительную оценку на научных конференциях молодых ученых и студентов ТИТЛП, г. Ташкент, 20002002 г.г., на заседаниях кафедр «Технология шерсти» и «Прядение хлопка» МГТУ им. А.Н. Косыгина в 2002-2005 г.г., на заседаниях ученого совета ФГУП ЦНИХБИ, ОАО НПК «ЦНИИШерсть» г. Москва и ГУ ВНИИОБ, г. Астрахань, на курсах повышения квалификации работников текстильной промышленности «Оценка качества хлопкового волокна по международным стандартам», на общероссийском научном семинаре «Технология текстильных материалов АИН РФ им. A.M. Прохорова», КГТУ, Кострома, 2005 г.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 4 основных глав, общих выводов и приложений. Изложена на 128 страницах текста, иллюстрирована рисунками,

содержит таблицы, библиографический список включает 44 наименования литературы.

Публикации

По материалам диссертации автором опубликовано 8 печатных работ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

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

В первой главе проведен анализ работ отечественных и зарубежных ученых, посвященных проблеме взаимосвязи качественных показателей хлопкового волокна со свойствами хлопчатобумажной пряжи, методы проектирования её свойств.

Наибольший интерес представляют работы ведущих ученых: Соловьева А.Н., Севостьянова А.Г., Корицкого К.И., Хавкина В.П., Мовшовича П.М., Разумеева К.Э., Шустова, Ю.С., Гусева Б.Н. и др.

В работе показано, что правильный подбор компонентов и доли их участия в смеске невозможен без изучения закономерностей изменения средневзвешенных качественных характеристик смеси. Практическое применение разработанных ранее инструкций неэффективно в связи с неравномерностью качества волокна внутри партий и небольшим количеством параметров, принятых при проектировании качества пряжи.

На основании проведенного анализа формулируются цель и задачи работы.

Вторая глава посвящена разработке математических моделей процесса прядения и формирования качественных характеристик хлопчатобумажной пряжи.

Известно, что для производства пряжи заданной линейной плотности и назначения необходимо выбирать сырье с такими свойствами волокон, которые при данных условиях обеспечат требуемое качество и её наименьшую себестоимость. При этом выбираются компоненты смеси, обеспечивающие решение перечисленных выше задач производства.

Одним из факторов, влияющих на оценку прядильной способности волокна, является неровнота произведенной из него пряжи, а именно: чем выше неровнота,

тем менее устойчив процесс прядения и более вероятно возникновение обрыва. Из литературы известно, что, что минимальная неровнота, достижимая в пряже, может быть получена при условии, что количество волокон в поперечном сечении пряжи согласуется с распределением Пуассона: Ы"

р{п) =—ехр(-ЛГ), (1)

где

я - текущее число волокон в сечении пряжи;

И- среднее число волокон в сечении пряжи.

Согласно работам К.Э. Разумеева, для этого распределения коэффициент вариации числа волокон в сечении равен:

СК = 100(1+0,0001СГ,2) / л/Д^, (2)

где СУё - коэффициент вариации по диаметру волокон. В случае хлопкового волокна его принимают равным нулю.

Исследовано возможное минимальное количество волокон в сечении пряжи для различного сырья. Показано, что при минимальном коэффициенте вариации по линейной плотности пряжи это количество волокон может быть достаточно мало. Полученные в работе величины дают нижний предел числа волокон в поперечном сечении пряжи, необходимого для ее выработки с хорошими качественными показателями и при достаточном уровне технологичности. Если процесс прядения протекает устойчиво, то, по крайней мере, в отношении неравномерности пряжи применяемая технология отвечает всем требованиям, которые могут быть к ней предъявлены.

Для оценки прядильной способности волокна в работе выбран некоторый перечень его характеристик качества и показано, каким образом эти показатели можно интегрировать (рассматривать в совокупности). Это необходимо для получения одной характеристики (например, категория качества), по которому можно определять прядильную способность волокна.

В этот перечень входит следующий набор показателей качественных характеристик волокна: относительная разрывная нагрузка, удлинение, коэффициент вариации по линейной плотности, засоренность и другие факторы,

определяющие внешний вид пряжи (непсы), факторы, определяющие характеристики самого процесса переработки - обрывность в прядении и кручении.

Нами предложен простой интегрированный показатель качества волокна, имеющий следующий вид:

i-I^I юо, (3)

где:

х, - i-й показатель качества волокна;

xin - номинальное значение ¿-того показателя качества волокна;

dt - i-ая мера неровноты пряжи по выбранному показателю ее качества.

Этот или ему подобный показатель может лечь в основу метода экспериментальной оценки прядильной способности волокна. Таким образом, она может быть определена отдельно для каждого предприятия, имеющего определенный уровень качества потребляемого сырья и технологического процесса.

В работе особо рассмотрено явление обрывности пряжи, которая является важнейшей характеристикой стабильности процесса прядения. Известно, что с достаточной точностью математическое описание обрывности может быть получено при использовании линейной модели явления. В работе для описания процесса обрывности в прядении использованы методы теории выбросов случайных функций. Оценка вероятности наступления обрыва производится для технологического процесса с невысоким уровнем обрывности, характерным для промышленности в развитых странах.

Зависимость количества обрывов

N от характеристик пряжи, имеет, как

известно, вид:

N = — /V(0)exp(-C2/2a5) . (4)

In

Здесь:

/(0)- вторая производная от корреляционной функции в нуле числа волокон в сечении пряжи;

С - уровень, через который проходит разрывная нагрузка (натяжение пряжи) при возникновении обрыва;

а- среднеквадратическое отклонение числа волокон в поперечном сечении пряжи.

Величина корреляционной функции числа волокон в сечении пряжи г(/) (из которой получено значение второй производной в формуле (4)), выражается в единицах разрывной нагрузки.

Для определения натяжения пряжи в баллоне через параметры процесса прядения нами использована известная формула:

Здесь:

т - масса единицы длины пряжи;

со - угловая частота вращения веретена;

к - высота баллона;

а = Утт/Т",

г - радиус кольца;

Л - радиус баллона;

х - расстояние от нитепроводника до бегунка; и - частота вращения веретена.

В нашей работе приведена методика расчета обрывности пряжи на прядильной машине с заданными параметрами технологического процесса.

Существенный интерес представляет выяснение влияния длины волокна на обрывность пряжи. В выражении (4) это влияние осуществляется через изменение величины /-"(0).

Рассмотрены другие факторы, оказывающие влияние на обрывность пряжи. Например, влияние крутки пряжи и аналогичных факторов, воздействующих на её разрывную нагрузку, осуществляется через коэффициент пропорциональности с числом волокном в поперечном сечении пряжи. Эта методика расчета принята в связи с тем, что высокая точность определения небольших изменений обрывности пряжи практически мало достижима. Поскольку дисперсия количества событий для закона Пуассона равна их среднему числу, то среднеквадратическое отклонение

равно:

и

СТ = 4Й, (6)

где N - число волокон в поперечном сечении пряжи.

При большом числе наблюдаемых обрывов П -распределение Пуассона близко к нормальному, для которого с вероятностью 0,954 ошибка в определении обрывности составляет 2а(п). Таким образом, для определения величины обрывности с точностью ± 2%, необходимо возникновение не менее 10000 обрывов.

В третьей главе выполнены:

1) исследования взаимосвязи показателей качества хлопкового волокна, применяемых в международной практике и определяемых на системе НУ1 с аналогичными, определяемыми методами специального применения;

2) исследования взаимосвязи показателей качества хлопкового волокна, определенных на системе НУ1, со свойствами производимой из него пряжи.

В работе проведены исследования показателя микронейр хлопкового волокна различных селекционных сортов и сопоставления его значения с показателем линейной плотности (толщины) волокон, определяемой методами специального применения. Предложены уравнения взаимосвязи показателей длины хлопкового волокна различных типов в системе, принятой в международной практике и определенной методами специального применения.

Было установлено, что наибольшее влияние на формировании удельной разрывной нагрузки пряжи, определенной экспериментально, оказывает:

- длина волокон, определяемая показателем верхней средней длины (коэффициент корреляции^ = 0,869);

- собственная относительная разрывная нагрузка волокон (степень взаимосвязи- к =0,707);

- показатель микронейр (£=0,12).

Такая же закономерность выявляется при определении уровня влияния свойств волокон на величину расчетной относительной прочности пряжи (СБР), определенной системой НУ1. Коэффициент корреляции между С8Р с ниже перечисленными показателями составляет:

- верхняя средняя длина (К = 0,955);

- собственная относительная прочность волокон (степень взаимосвязи К = 0,618);

- показатель микронейр (К- 0,098).

Увеличение коэффициента корреляции между основными показателями свойств волокон и ожидаемой прочностью пряжи можно объяснить тем, что уравнение регрессии СБР включает в себя все определяемые системой НУ1 качественные показатели свойств волокон, включая цвет, засоренность и другие, не учитываемые при расчете в формуле Соловьева.

Для проектирования разрывных характеристик хлопчатобумажной пряжи различных систем прядения, была использована модель удельной разрывной нагрузки хлопчатобумажной пряжи - И, используемая в международной практике: Я = С + К* Ьеп + К2*1Л + Кг* + КА* Мгс + К5* Яй + К3*Ь + Кп*Т

где:

Ш - индекс равномерности по длине, %;

Ьеп - верхняя средняя длина, мм;

- удельная разрывная нагрузка волокон (в градуировке 11У1 калибровочного хлопка), гс/текс;

Мю - показатель микронейр; Яс1 - коэффициент отражения, %;

Ъ - степень желтизны;

Т - треш-код;

С - свободный член;

- коэффициенты уравнения регрессии

Анализ полученных нами коэффициентов уравнения регрессии показывает, что наибольшее влияние на показатель относительной разрывной нагрузки хлопчатобумажной пряжи как пневмомеханического, так и кольцевого способа прядения имеют верхняя средняя длина, относительная разрывная нагрузка волокна. Показатель микронейр влияет на разрывную нагрузку пряжи более заметно при выработке более тонкой пряжи. Степень влияния свойств волокна с понижением линейной плотности увеличивается.

При выработке пряжи кольцевого способа прядения большее влияние на разрывные характеристики пряжи оказывает однородность волокна по длине (индекс равномерности), особенно с понижением линейной плотности пряжи. Заметно повышается влияние верхней средней длины и равномерности по длине, снижается влияние степени засоренности.

Анализ представленных данных показывает, что при использовании принятого выше метода проектирования удельной разрывной нагрузки хлопчатобумажной пряжи степень совпадения прогнозируемых и фактических значений достаточно высока (коэффициент корреляции находится в диапазоне 0,950,98).

В четвертой главе приводятся результаты производственных испытаний на отечественных текстильных предприятиях: ООО СП «Кохлома» и ОАО «Корпорация «Чебоксарский хлопчатобумажный комбинат».

Большое значение в процессе определения рентабельности производства имеет правильный расчет объема и стоимости сырья, а также, определение доли сырьевых затрат в себестоимости пряжи. Очевидно, что производство пряжи и планирование её себестоимости по показателям ГОСТ, приводит к убыточной работе предприятия или, в лучшем случае, не приносит прибыли. Использование расчетных значений выхода пряжи из хлопкового волокна на прядильных фабриках Чебоксарского ХБК позволило:

- выявить причину несоответствия фактического и планового выхода продукции;

- определить износ оборудования и направления технического перевооружения;

- произвести учет фактических расходов предприятия, затрачиваемых на 1 тонну пряжи.

С учетом износа оборудования, произведено перераспределение между прядильными фабриками ЧХБК ассортимента выпускаемой пряжи, что позволило сократить дополнительные расходы на их производство, численность управленческого аппарата и другие накладные расходы.

При использовании разработанных методик составления смесей на хлопкопрядильной фабрике ООО СП «Кохлома» получено существенное улучшение качественных характеристик пряжи без внесения изменений в технологический процесс ее производства. В ходе проведения эксперимента, в зависимости от линейной плотности пряжи, были получены следующие качественные изменения: снижение коэффициента вариации по массе - на 2,5-8,4%, уменьшение числа пороков пряжи на 1 км - на 14-36%, уменьшение ворсистости и неровноты по ворсистости - на 2-4%, увеличение разрывной нагрузки - на 4,8-13,5%. Общий

уровень качества производимой пряжи повысился с 95 до 70% по Uster Statistics 2001.

По результатам комплекса работ годовой экономический эффект составил более 4,5 млн. рублей.

Общие выводы и рекомендации по работе

1. Разработаны и внедрены методы составления смесей по показателям качества хлопкового волокна, принятым в международной практике.

2. На основе пуассоновской модели рассмотрена задача взаимосвязи основных свойств хлопкового волокна и качества (неровноты) пряжи.

3. Сформулирован критерий качества волокна, который включает его основные показатели и характеризует его прядильную способность.

4. На основе методов теории выбросов случайных функций произведено описание процесса обрывности в хлопкопрядении.

5. На основе данных измерений тонины, длины, прочности хлопкового волокна, проведенных современными методами, получены взаимосвязи, которые позволяют сопоставлять данные, получаемые на разных приборах.

6. Получены взаимосвязи показателей качества хлопкового волокна, определенных системой HVI, со свойствами производимой из него пряжи.

7. Сформулирована модель удельной разрывной нагрузки пряжи с учетом качественных характеристик хлопкового волокна различных селекционных сортов, которые имеют наибольший удельный вес в сорторазмещении Республики Узбекистан.

8. За счет применения разработанной методики составления смесей получено существенное улучшение качественных характеристик пряжи (снижение неровноты по разрывной нагрузки, ворсистости, уменьшение числа пороков и периодических дефектов пряжи) без внесения изменений в технологический процесс ее производства.

9. Разработаны и внедрены типовые сортировки для производства пряжи, учитывающие современную классификацию и методы оценки качественных характеристик хлопкового волокна.

10. Разработаны и внедрены нормативы выхода пряжи, обратов и отходов с учетом современной классификации хлопкового волокна.

11. Разработаны изменения к нормативной документации на хлопковое волокно и методы испытания его свойств.

12. Предложена новая методика расчета стоимости пряжи, обратов и отходов на основе мировых индексов цен на хлопковое волокно, позволяющая учесть нормы выхода пряжи и отходов, адаптированные к современной классификации хлопкового волокна, реализованная в программном обеспечении.

Основное содержание диссертации отражено в печатных работах:

1. Маслова H.A. Исследование взаимосвязи показателей, характеризующих линейную плотность волокна, определяемых различными методами.// Проблемы текстиля, №2,2002. - с. 12-15.

2. Маслова H.A. Проектирование свойств пряжи с использованием показателей HVI.// Проблемы текстиля, №2,2002. - с.15-18.

3. Маслова H.A. Исследование взаимосвязи показателей длины хлопкового волокна, определяемых различными методами.// Проблемы текстиля, №3, 2002. -с.36-39.

4. Платонова О.П., Маслова H.A. Оценка свойств хлопкового волокна.// Курьер. Рынок легкой промышленности, №1, 2004. - с.20-22.

5. Платонова О.П., Маслова H.A. Современная организация процесса прядения хлопкового волокна.// Курьер. Рынок легкой промышленности, №2, 2004. -с.21-23.

6. Маслова H.A. Инструментальные методы измерения качества волокнистого сырья.// Сборник научных трудов ОАО НПК «ЦНИИШерсть», 2005 г.- с.244-252.

7. Сергеев К.В., Платонова О.П., Маслова H.A. Анализ российского рынка хлопка// Информационный бюллетень №1 ФГУП ЦНИХБИ

8. Платонова О.П., Маслова Н.А Применение HVI в текстильной промышленности.// ОАО «Корпорация «ЧХБК», Чебоксары, 2004.

Принято к исполнению 21/09/2005 Исполнено 21/09/2005

Заказ № 1059 Тираж: 100 экз.

ООО «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 Москва, Варшавское ш., 36 (095)975-78-56 (095) 747-64-70 www.autoreferat.ru

117309

РНБ Русский фонд

2006-4 14736

Введение.

Глава 1. Обзор литературы и постановка задачи работы.

1.1. Проблемы оценки качественных характеристик хлопкового волокна, поставляемого из различных стран на текстильные предприятия России.

1.2. Показатели, определяющие качество хлопкового волокна в современных условиях.

1.3. Основные принципы проектирование качества пряжи, принятые в ^ 'текстильной промышленности:

1.3.1. Проектирование качества пряжи с помощью формулы А. Н.

4 Соловьева.

1.3.2. Составление смесок хлопкового волокна по А. Г. Севостьянову

1.3.3. Подбор кип в ставки по качественным характеристикам хлопкового волокна и ожидаемой прочности пряжи, рекомендуемые* производителями систем HVI.

1.4. Расчет сырьевых затрат в стоимости пряжи. | 1.5. Постановка задачи исследования.

Глава 2. Разработка математических моделей процесса прядения и качественных характеристик хлопчатобумажной пряжи.

2.1 Разработка математических моделей для проектирования качественных характеристик хлопчатобумажной пряжи.

2.2. Обрывность пряжи.'.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Проектирование качества пряжи с использованием

I показателей HVI.

3.1. Исследование взаимосвязи показателей качества хлопкового 'волокна, применяемых в международной практике и определяемых на системе HVI с аналогичными, определяемыми методами специального применения.

3.1.1. Исследование взаимосвязи показателя микронейр и линейной плотности хлопкового волокна.

ЗЛ.2 Исследование взаимосвязи показателя микронейр с другими качественными характеристиками хлопкового волокна - удельной разрывной нагрузкой и верхней средней длиной.

3.2. Исследование взаимосвязи показателей качества хлопкового волокна, измеренных системой HVI, со свойствами производимой из него пряжи.

3.3. Проектирование разрывных характеристик пряжи.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Разработка методов составления смесок на отечественных хлопкопрядильных фабриках в современных условиях.

4.1. Разработка программы по переводу характеристик качества хлопкового волокна в «категорию качества».

4.2. Планирование процесса прядения по среднестатистическим характеристикам качества узбекского хлопка и классификации, принятой в стандарте страны - производителя.

4.3. Разработка программы по составлению сортировки и подбору кип в ставку по характеристикам качества хлопкового волокна.

4.4. Составление сортировки' и подбор кип в ставку по категории качества хлопкового волокна.

4.5. Составление сортировки и подбор кип в ставку.

4.6. Производственные испытания и результаты внедрения программ на отечественных текстильных предприятиях.

Выводы по главе 4.

Основным потребителем хлопкового волокна в Российской Федерации является текстильная отрасль - предприятия-производители хлопчатобумажной пряжи. Большинство текстильных предприятий, перерабатывающих хлопковое волокно, сосредоточено в областях Центрального административного региона Российской Федерации. В Московской (51), Ивановской (42), Владимирской (18), Ленинградской (11), Тверской (8), Ярославской, Костромской и других областях (22). В производстве участвуют около 160 тысяч человек, 70% рынка готовой продукции составляют товары широкого потребления.

В настоящее время на каждого человека в России перерабатывается менее 3 кг хлопка, в то время как в США - около 10 кг. По оценке ряда специалистов [1] общая емкость российского рынка хлопчатобумажной продукции составляет до 1,5 млрд. долларов, что в готовой продукции составляет около 6 млрд. долларов. Очевидно, что у текстильного рынка России есть возможности для дальнейшего развития. Реализовать этот потенциал можно при условии развития инфраструктуры рынка и обновления действующих нормативных документов, учитывающих требования международного рынка, предъявляемые к качеству сырья и готовой продукции.

В настоящее время объем отечественного производства хлопчатобумажной пряжи, а также производимой из неё продукции (тканей, трикотажа, технических изделий) зависит от объема поставок и стоимости завозимого из различных стран хлопкового волокна.

Основными импортерами хлопкового волокна на Российский рынок являются страны, представленные в Таблице 1.

Перечень основных стран - производителей хлопкового волокна, поставленного в 2004 году, приведен в Таблицей.

Таблица 1

Страна отправления Доля страны (по объему), %

2000 г. 2004 г.

1 Узбекистан 64,0 18,0

2 Киргизия 3,0 7,0

3 Латвия 20,0 49,0

4 Казахстан 2,0 11,0

5 Таджикистан 3,0 5,0

6 Азербайджан 1,0 4,0

7 Туркмения 5,0 1,0

8 Литва 1,0 0,0

9 Мали 0,0 2,0

10 Украина 0,0 1,0

9 Прочие 1,0 2,0

Таблица 2 п/п Страна происхождения Доля в объеме, поставляемого волокна, %

2000 г. 2004 г.

1 Узбекистан 68,0 43,0

2 Казахстан 11,0 21,0

3 Туркмения 5,0 3,0

4 Таджикистан 4,0 10,0

5 Киргизия 3,0 8,0

6 Азербайджан 2,0 8,0

7 США 1,0 0,0

8 Прочие 6,0 7,0

В настоящее время в текстильной промышленности стран СНГ используется методы оценки качества хлопкового волокна партиями, малыми пробами, по показателям, не применяемым в мировой текстильной промышленности, что не позволяет объективно оценить неоднородность •свойства хлопкового волокна в пределах одной партии. Повторные исследования качественных показателей волокна не компенсирует покупателям информацию о результатах их покипных испытаний, произведенных производителем, по которым российские текстильщики не могут организовать технологический процесс.

Таким образом, решение проблемы составление смесок из многих компонентов с увеличением достоверности проектируемых качественных характеристик пряжи на основе внедрения покипной оценки качества хлопкового волокна в поступающих партиях является актуальной задачей.

Целью настоящей работы является:

- установление взаимосвязи между показателями качества хлопкового волокна, определенных методами специального применения и принятыми в текстильной промышленности Республики Узбекистан и в странах СНГ.

- разработка методов составления смесок с использованием подбора кип в ставку по показателям качества хлопкового волокна, принятым на международном рынке. Разработка методов производится на основании анализа основных методов составления смесок, используемых в прядении в течение многих лет.

- проектирование качественных характеристик пряжи по показателям качества хлопкового волокна, принятым на международном рынке;

- разработка методов расчета стоимости сырьевых затрат в производимой пряже, учитывающих состав смесей и показатели качества хлопкового волокна, принятые на международном рынке.

Результаты данной работы позволят:

- установить взаимосвязь между показателями качества, применяемыми в международной практике с аналогичными, применяемыми в странах СНГ, что позволит ускорить внедрение международных стандартов в

• текстильную промышленность;

- сократить время, затрачиваемое на повторную оценку качества сырья, поступающего на прядильные фабрики методами специального применения, результаты которой используются для проектирования качества пряжи и составления смесей;

- производить составление смесок из многих компонентов с увеличением достоверности проектируемых качественных характеристик пряжи на основе внедрения покипной оценки качества хлопкового волокна в поступающих партиях;

- оценить конкурентную способность производимой пряжи по величине сырьевых затрат, производимых предприятием в процессе её производства.

Общие выводы и рекомендации

1. Разработаны и внедрены методы составления смесей по показателям качества хлопкового волокна, принятым в международной практике.

2. На основе пуассоновской модели рассмотрена задача взаимосвязи основных свойств хлопкового волокна и качества (неровноты) пряжи.

3. Сформулирован критерий качества волокна, который включает его основные показатели и характеризует его прядильную способность.

4. На основе методов теории выбросов, случайных функций произведено описание процесса обрывности в хлопкопрядении.

5. На основе данных измерений тонины, длины, прочности хлопкового волокна, проведенных современными методами, получены взаимосвязи, которые позволяют сопоставлять данные, получаемые на разных приборах.

6. Получены взаимосвязи показателей качества хлопкового волокна, определенных системой HVI, со свойствами производимой из него пряжи.

7. Сформулирована модель удельной разрывной нагрузки пряжи с учетом качественных характеристик хлопкового волокна различных селекционных сортов, которые имеют наибольший удельный вес в сорторазмещении Республики Узбекистан.

8. За счет применения разработанной методики составления смесей получено, существенное улучшение качественных характеристик пряжи (снижение неровноты по разрывной нагрузки, ворсистости, уменьшение числа пороков и периодических дефектов пряжи) без внесения изменений в технологический процесс ее производства.

9. Разработаны и внедрены типовые сортировки для производства пряжи, учитывающие современную классификацию и методы оценки качественных характеристик хлопкового волокна.

10. Разработаны и внедрены нормативы выхода пряжи, обратов и отходов с учетом современной классификации хлопкового волокна.

11. Разработаны изменения к нормативной документации на хлопковое волокно и методы испытания его свойств.

12. Предложена новая методика расчета стоимости пряжи, обратов и отходов на основе мировых индексов цен на хлопковое волокно, позволяющая учесть нормы выхода пряжи и отходов, адаптированные к современной классификации хлопкового волокна, реализованная в программном обеспечении.

1. НП «Русское хлопковое сообщество». Маркетинг рынка хлопкового волокна, М., 2004.

2. Синицын А.А. Проектирование пряжи и ткани по крепости на разрыв. М.: Гизлегпром, 1932. -255 с.

3. Соловьев А.Н. Зависимость крепости пряжи от ее номера, неровноты и свойств хлопка. Научно-исследовательские труды ИвНИТИ, 1941, т. XVI, вып. 1.

4. Соловьев А.Н. Проектирование свойств пряжи в хлопчатобумажном производстве. Дисс. докт. техн. наук. М.: МТИ, 1951.

5. Корицкий К.И. Вопросы структуры и проектирования хлопчатобумажной пряжи. М.: Гизлегпром, 1940, 124 с.

6. Корицкий К.И. Основы проектирования свойств пряжи. М.: Гизлегпром, 1963, 246 с.

7. Корицкий К.И. Инженерное проектирование текстильных материалов. М.: Легкая индустрия, 1971, 352 с.

8. Севостьянов А.Г. Составление смесок и смешивание в хлопкопрядильном производстве, М. Гизлегпром, 1954, 25 с.

9. Гинзбург Л.Н. и др. Динамика основных процессов прядения, ч. III, // Легкая индустрия, 1976, стр. 117-144.

10. Ю.Будников В.И. Качество пряжи из смесок. // Текстильная промышленность, 1942, №№7, 8.

11. Шустов Ю.С. Разработка методов прогнозирования строения и свойств текстильных материалов с использованием теории подобия и анализа размерностей. Дисс. . докт. техн. наук. М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2002.

12. Министерство легкой промышленности СССР. Отраслевые нормы выхода пряжи, обратов и отходов из хлопкового волокна и химических волокон для предприятий хлопчатобумажной промышленности, М. ЦНИИТЭИлегпром, 1985

13. Государственный комитет СССР по ценам. Прейскурант №40-08. оптовые цены на отходы хлопчатобумажные. М, Прейскурантиздат, 1980.

14. Министерство легкой промышленности СССР. Приказ Министерства легкой промышленности СССР № ЛП 09/156. О ценах на отходы хлопчатобумажные. М. ЦНИИТЭИЛегпром, 1987

15. Севостьянов А.Г. Методы и средства исследования механико-технологических процессов. М.: Легкая индустрия, 1980.-392 с.

16. Севостьянов А.Г., Севостьянов П.А. Моделирование технологических процессов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. 344 с.

17. Белицин Н.М. Составление смесок в хлопкопрядении. М.: Гизлегпром, 1932.

18. Янке Е. и др. Специальные функции. М.: Наука, 1968.

19. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. М.: Сов. Радио, 1986.

20. Терюшнов А.В. Влияние состояния прядильных машин на обрывность. М.: Гизлегпром, 1955.

21. Zellweger Uster. UsterHVI 900. Application Manual. Zellweger Uster AG, 1999.-стр. 20-25.

22. Хан Г., Шапиро С. Статистические модели в инженерных задачах. -М.: 1969.

23. Разумеев К.Э. Прогнозирование свойств гребенной ленты и шерстяной пряжи. // Текстильная промышленность, № 4,1998. с. 28-30.

24. Разумеев К.Э. Методика прогнозирования тонких мест в шерстяной пряже. // Изв. ВУЗов, Технология текстильной промышленности, №2 (248), 1999.-с. 38-41.

25. Разумеев К.Э. О Прогнозировании обрывности в шерстопрядении. // Изв. ВУЗов, Технология текстильной промышленности,. №2 (248), 1999.-с. 125-128.

26. Разумеев К.Э. Использование теории выбросов случайных функций при оценке обрывности в шерстопрядении. // Изв. ВУЗов, Технология текстильной промышленности, №3 (249), 1999. с. 128-131.

27. Разумеев К.Э. Современные методы определения основных характеристик шерсти. // Овцы, козы, шерстяное дело, №1, 2003. с. 37-48.

28. Маслова Н.А. Исследование взаимосвязи показателей, характеризующих линейную плотность волокна, определяемых различными методами.// Проблемы текстиля, №2, 2002. с. 12-15.

29. Маслова Н.А. Проектирование свойств пряжи с использованием показателей HVI.// Проблемы текстиля, №2, 2002. с. 15-18.

30. Маслова Н.А. Исследование взаимосвязи показателей длины хлопкового волокна, определяемых различными методами.// Проблемы текстиля, №3, 2002. с.36-39.

31. Платонова О.П., Маслова Н.А. Оценка свойств хлопкового волокна.// Курьер. Рынок легкой промышленности, №1, 2004. — с.20-22.

32. Платонова О.П., Маслова Н.А. Современная организация процесса прядения хлопкового волокна.// Курьер. Рынок легкой промышленности, №2, 2004. с.21-23;

33. Маслова Н.А. Инструментальные методы измерения качества волокнистого сырья.// Сборник научных трудов НПТ \ ТЩИИТТ Тереть, 2005 г.-с.244-252.

34. Разумеев К.Э., Маслова Н.А. Математические модели проектирования качества хлопчатобумажной пряжи // Изв. ВУЗов, Технология текстильной промышленности, (в печати)

35. ГОСТ 3279-95 (РСТ Уз 604-1993) Волокно хлопковое. Технические условия, Т. Узгосстандарт, 199536.0'z DSt 604:2001 Волокно хлопковое. Технические условия, Т. Узгосстандарт, 2001

36. АО «Таштукимачи», прядильная фабрика №1. Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка методов составления типовых сортировок и проектирование качества пряжи», Т., 1998

37. Министерство легкой промышленности СССР. Типовые сортировки хлопка для выработки пряжи различного назначения кольцевого и пневмомеханического способов прядения» М., ЦНИИТЭИлегпром, 1977

38. Министерство легкой промышленности СССР. Отраслевые нормы выхода пряжи, обратов и отходов из хлопкового волокна и химических волокон для предприятий хлопчатобумажной промышленности, М., ЦНИИТЭИлегпром, 1983

39. ФГУП ЦНИХБИ. Информационный бюллетень «Анализ российского рынка хлопка» №1, М., 2004

40. Платонова О.П., Маслова Н.А. Применение HVI в текстильной промышленности, Чебоксары, 2004

41. Гусев Б.Н., Матрохин А.Ю., Шаломин О.А. Компьютерные средства проектирования качества и экономичности сортировки хлопковых волокон.// Текстильная промышленность, №9, 2004. с.48-52.

42. Шаломин О.А. Разработка методов компьютерного проектирования и оценивания показателей качества продуктов хлопкопрядильного производства. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Иваново: ИГТА, 2005