автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.02, диссертация на тему:Разработка метода автоматизированного проектирования технологического режима приготовления гребенной ленты

* Л ЮСОВА НАТАЛЬЯ ЕВГЕНЬЕВНА

РАЗРАБОТКА МЕТОДА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГРЕБЕННОЙ ЛЕНТЫ

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

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой стедени кандидата технических наук

Москва-2003 г.

Работа выполнена на кафедре технологии шерсти Московского государственного текстильного университета им. А.Н. Косыгина.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Капитанов Анатолий Федорович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Плеханов Алексей Федорович

кандидат технических наук, доцент Литовченко Светлана Федоровна

Ведущая организация: ОАО НПК «ЦНИИШерсть»

Защита диссертации состоится «_» _ 2003 года

в «_» часов на заседании диссертационного совета К 212.139.01 в Московском

государственном текстильном университете им. А.Н. Косыгина по адресу: 119991, Москва, улвда Малая Калужская, дом 1.

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

Автореферат разослан «_»_2003г.

Ученый секретарь диссертационного совета - ."/.. д.т.н., доц. Ю.С. Шустов

Чооъ-к

АННОТАЦИЯ

Настоящая диссертационная работа проведена в соответствии с тематическим планом НИР Московского государственного текстильного университета имени А.Н.Косыгина. В ней изложены результаты теоретических и экспериментальных исследований, направленных на разработку метода автоматизированного проектирования технологического режима приготовления гребенной ленты на основе силового анализа процессов вытягивания и гребнечесания. Разработаны программы для ЭВМ, получена теоретическим и экспериментальным путем база исходных данных, проведен расчет действующих на волокна сил в зонах обработки и оценена эффективность процессов при заданных параметрах технологии. На основе термографии разработан метод оценки распределения тепловой энергии, выделяемой в поле вытягивания. Предложено устройство для обработки лент водяным паром как средства целенаправленного изменения свойств волокон продукта. Полученные при апробации метода результагы подтверждают возможность его использования для проектирования технологии приготовления гребенной ленты.

" АВТОР ЗАЩИЩАЕТ:

- Метод определения сил, действующих на волокна в процессе вытягивания на ленточной двухпольной машине.

- Метод определения сил, действующих на волокна в процессе гребнечесания на гребнечесальной машине периодического действия.

- Комплекс методов и полученную с их помощью базу исходных данных, предназначенную для расчета сил, указанных выше.

- Математические модели для обоснования распределения напряжений сжатия продукта, числа контактов между волокнами в зонах его обработки на ленточных и гребнечесальных машинах.

- Метод оценки распределения тепловой энергии в поле вытягивания с помощью тепловизионной техники. ,

- Устройство для обработки лент водяным паром на выпуске ленточной машины, предшествующей гребнечесанию.

- Метод оценки эффективности процессов вытягивания и гребнечесания как результатов воздействия сил на волокна продуктов, подвергаемых обработке.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Необходимость повышения качества пряжи и изделий при минимизации затрат на их производство требует максимального использования возможностей технологии. Этап приготовления гребенной ленты характеризуется наибольшим (до 20%) количеством отходов, в том числе из-за разрыва волокон и повышением неровноты лент - факторах, в наибольшей мере влияющих на эффективность технологии прядения в целом.

До настоящего времени параметры технологического режима на этом этапе производства нормированы в качестве обобщенного опыта предприятий или результатов оптимизации отдельных машин. Эти методы ограничивают возможности максимального использования потенциала технологии и их применение малоэффективно в условиях многообразия конструкций машин, которыми оснащены предприятия. В связи с этими недостатками в данной работе метод обоснования технологических параметров приготовления д*»6рннпй прнт*л алнпнпн На силовом

РОС. национальная БИБЛИОТЕКА

анализе процессов вытягивания и гребнечесания, что потребовало разработки новых методов обоснования базы исходных данных для расчета действующих на волокна сил и соответствующего программного обеспечения для оперативного определения эффективности процессов.

Актуальность данной работы обусловлена важностью процессов приготовления гребенной ленты и необходимостью научного обоснования их параметров.

Целью данной диссертационной работы является разработка экспериментально-расчетных методов проектирования технологических параметров процессов приготовления гребенной ленты.

Задачи исследования:

- разработка и совершенствование методов обоснования исходных данных для расчета сил, действующих на волокна в зонах обработки продукта на ленточной и гребнечесальной машинах;

- разработка программ для ЭВМ и расчет сил, действующих на волокна в указанных зонах;

- расчет критериев эффективности процессов вытягивания и гребнечесания в зависимости'от сил, величины которых обусловлены регулируемыми технологическими параметрами.

Методика данной работы основана на теоретических и экспериментальных исследованиях. Теоретические исследования основаны на использовании аналитической геометрии, интегрального и дифференциального исчислений, теории вероятностей, научной теории фрикционного взаимодействия твердых тел, метода имитационного моделирования.

Экспериментальные исследования основаны на использовании разработанных, усовершенствованных и известных методах определения параметров фрикционного взаимодействия волокон продукта и рабочих органов (гравиметрического, расчетного и контактного методов определения напряжения поперечного сжатия в зонах обработки продукта, метода определения числа контактов на единицу длины волокна, воссоздания конфигурации волокна и определения ее характеристик, расположения волокна со случайной конфигурацией на системах игл зон обработки, определения углов охвата и углов геодезического отклонения скругленной части плоских игл, распределения тепловой энергии в поле вытягивания с помощью термографии). Экспериментальные работы проводились на ЗАО «Фрянов-ская фабрика», в Научно- исследовательском комплексе «Фрикционные процессы в прядении» кафедры технологии шерсти, УТЛ МГТУ им. А.Н. Косыгина. При проведении исследований использованы разработанные и известные программные продукты.

Научная новизна работы заключается в разработке следующих вопросов:

- разработан метод определения отклонений фактических сдвигов, обусловленных функцией движения волокон в процессе вытягивания, от идеальных;

- предложен критерий эффективности процесса вытягивания и метод его расчета;

- разработан метод определения величины углов геодезического отклонения для скругленных участков игл плоского сечения;

ж

- разработан метод определения доли разрывающихся волокон в зависимости от распределений натяжения волокон при гребнечесании и абсолютной разрывной нагрузки волокон шерсти;

- получены математические модели для расчета исходных данных, зависимых от заправочных параметров машин и влияющих на силы, определяющие поведение волокон в зонах обработки продуктов, в том числе важнейших из них -напряжения поперечного сжатия волокнистого продукта от объемной плотности шерстяной ленты, числа контактов волокон на единицу площади сжимающей поверхности;

- получены модели распределения тепловой энергии, выделяемой в поле вытягивания.

Практическая значимость работы заключается в разработке следующих вопросов:

- получена возможность прогнозирования результатов процессов вытягивания и гребнечесания от заправочных параметров ленточных и гребнечесальных машин;

- разработаны методы обоснования исходных данных и сил, действующих на волокна в зонах обработки продукта, а так же критериев эффективности соответствующих процессов;

- разработано программное обеспечение для автоматизации расчетов с целью оперативного определения величин исходных данных и сил, действующих на волокна;

- обоснована база исходных данных, часть из которых зависима от заправочных параметров машины, которая использована для расчета указанных выше сил;

- апробированы возможности метода при обосновании параметров технологического режима при конкретных заправочных параметрах ленточной и гребнечесальной машин; методом имитационного моделирования установлено влияние скорости машины и загрузки питания на силы натяжения волокон при гребнечесании;

- разработана методика использования термографии для оценки распределения тепловой энергии в поле вытягивания, применимая и к рабочим зонам других машин;

- разработано устройство для обработки лент водяным паром перед гребне-чесанием и оценен эффект этой обработки.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались на заседаниях кафедры технологии шерсти МГТУ им. А.Н.Косыгина (2002, 2003гг.). Результаты ее доложены на Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (2001, 2002 гг.). на научном семинаре кафедры технологии шерсти (2001, 2002, 2003 гг.).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы и шести приложений. Работа изложена на 231 странице, включает 84 иллюстрации и 77 таблиц. Список литературы содержит 127 наименований. Приложения представлены на 22 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, отражена научная новизна и практическая значимость их результатов.

Первая глава содержит анализ результатов исследований по технологии приготовления гребенной ленты, основой которой являются повторяющиеся до и после гребнечесания процессы вытягивания на ленточных машинах и собственно процесс гребнечесания. Проверен анализ работ по следующим направлениям:

- существующие в настоящее время методы обоснования (проектирования) режимов технологии приготовления гребенной ленты;

,- влияние технологических параметров процесса вытягивания на неровноту утоненного продукта по толщине;

- влияние технологических параметров процесса гребнечесания на разрыв волокон, результаты рассортировки и очистки лент от растительных примесей и мушек, неровноту ленты после ее формирования.

Различные аспекты процесса вытягивания (неровноту от вытягивания по толщине и структуре, движение волокон в вытяжном приборе, кривую утонения, силу вытягивания, роль уплотнителей, свойств эластичных покрытий рабочих органов и др.) исследовали: проф. Васильев H.A., проф. Зотиков В.Е., проф. Севость-янов А.Г., проф. Протасова В.А., проф. Гинзбург Л.Н., Taylor D.S., Фудзно И., Итани В., De Barr А.Е., Мс Vitte, Sharp J.B. и др.

Различные стороны процесса гребнечесания (результаты рассортировки волокон, их разрыв, очистительные возможности машин, неровноту лент после гребнечесания и др.) исследовали: проф. Севостьянов А.Г., проф. Дудник А.И.', проф. Музылев Л.Т., д.т.н. Лысенко Л.Я., к.т.н. Бшус Е.И., Gore С.Е., Ingham P., Wegener W. и др.

Анализ литературных источников позволил установить:

- Используемые в практике параметры технологических режимов представлены:

а) типовыми нормативами технологических режимов, основанными на , обобщении опыта работы предприятий; они содержат наиболее полный перечень

регламентируемых параметров, часто в форме допустимых диапазонов их величин;

б) результатами оптимизации режимов методами планирования эксперимента, при этом учтена часть влияющих'на соответствующие критерии факторов из-за сложности учета всего их комплекса.

- Методы прогнозирования критериев процесса, основанные на силовом анализе последних, развиты и применяются недостаточно, хотя действующие на волокна силы предопределяют результаты соответствующих процессов и зависимы от технологических параметров работы машин, обоснование которых и пред-сщвляет предмет данного исследования.

- Для использования метода силового анализа процессов вытягивания и гребнечесания необходимо обоснование исходных параметров фрикционных процессов: напряжения сжатия продукта в зонах обработки, формы, размеров и частоты игл рабочих органов, конфигурации волокон полуфабриката, чисел контактов

между волокнами на единицу длины, углов охвата и углов геодезического отклонения для поверхностей игл, а так же некоторых характеристик свойств волокон, полуфабрикатов и конструктивных параметров соответствующих машин.

- Практически отсутствуют средства автоматизации расчетов сил, действующих на волокна, за исключением оценки результатов рассортировки волокон по длине в зависимости от величины зоны сортировки и длины линейного питания.

Из проведенного анализа литературных источников следует, что для определения сил, действующих на волокна в зонах обработки машин и ее результатов, необходимо решить следующие задачи:

- усовершенствовать методы для определения напряжения поперечного сжатия полуфабрикатов в зонах их обработки на ленточной и гребнечесальной машинах;

- обосновать исходные данные для расчета сил, действующих на волокна в этих зонах (перечень этих данных приведен выше);

- разработать программное обеспечение для автоматизированного расчета компонентов базы данных и для расчета сил, провести расчеты по определению их величин;

- оценить эффективность процессов вытягивания и гребнечесания на основе результатов определения действующих на волокна сил в зависимости от параметров технологического режима.

Вторая глава содержит результаты исследований напряжения сжатия волокнистого продукта в зависимости от его объемной плотности, числа контактов волокон на единицу сжимающей продукт поверхности и его массы. Эти зависимости. обоснованные в режиме модельного эксперимента, открывают возможность определения напряжения сжатия в зонах обработки машин через величины указанных аргументов, так как непосредственное измерение напряжения сжатия продукта в этих зонах затруднено.

Объектом исследования на данном и последующих этапах была лента с IV перехода ленточных машин, Т=24 ктекс (шерсть мериносовая 64-70" I - II длины, сорно-пожелтевшая - 100%), выработанная по технологии ЗАО «Фряновская фабрика».

Использованные методы: физического моделирования процесса сжатая волокнистого продукта; определения числа контактов на единицу площади сжимающий продукт плоской поверхности; статической обработки экспериментальных данных; регрессионного анализа.

В результате исследования:

- усовершенствованы методы определения напряжения сжатия продукта:

а) гравиметрический метод — в известной экспериментальной установке с целью расширения ее возможностей и достижения большей точности результатов две стенки полости, в которую помещали сжимаемый образец, выполнены подвижными;

б) расчетный - предложена уточненная аналитическая зависимость для определения объемной плотности продукта в эластичном зажиме «валик-цилиндр»:

у-7ийг -К

>-Я-Г,(у) I ' '

г.(у)=ь

(1)

где к - число лент на питании; Я - расстояние между ограничителями в вытяжном приборе (вновь введенные параметры) а,Ь - эмпирические коэффициенты; г,(у) - толщина ленты в зажиме выпускной пары; е - вытяжка;^ - объемная плотность ленты на питании; с! - диаметр ленты на питании; у - текущая координата поля вытягивания.

' в) контактный - предложено использование дактилоскопической пленки в качестве средства фиксации отпечаткоЕ контактов со сжимающей продукт поверхностью;

- предложена формула определения сопротивления деформации единицы длины волокна в продукте в зависимости от напряжения сжатия последнего

(2)

где Р - сила, сжимающая образец; п, - число волокон в поперечном сечении образца; I - длина образца; т) - коэффициент распрямленности волокон в продукте.

- обоснованы экспериментально следующие зависимости:

а) напряжения сжатия продукта от объемной плотности и массы образца:

<т = Ьг', (3)

1 \" Ы&у ^' объемная плогность; а,Ь - эмпирические коэффициенты, при а«3

аГ'-'Уг ,6 = 195235 • - 917702 • т„ +1519085; (4)

.. б) числа-контактов волокон п на единицу площади сжимающий продукт по, верхности от его, напряжения сжатия и массы образца: - ■ - ' и = а,сть' <(5)

, я, =0,123шо + 0,945; ' (6)

й1=-0,007т0+0,239. (7)

Полученные результаты позволяют по определяемым в зонах обработки продукта величинам: объемной плотности (гравиметрический и расчетный методы) и числу контактов волокон на единицу площади поверхности, сжимающей продукт (контактный метод) оценивать переменное вдоль поля зоны обработки напряжение сжатия продукта и, следовательно, силу сопротивления деформации единицы длины одного волокна.

Третья глава содержит результаты оценки критерия эффективности процесса вытягивания от вытяжки, разводки, загрузки питания, нагрузки на выпускную пару и расстояния между ограничителями в поле вытягивания.

В качестве критерия эффективности принят показатель

(8)

'их

где

^^(/у/, =]8ф(/)Л, (9)

при этом 80(/), 8ф(/) - функция движения волокон соответственно оптимальная и фактическая.

Использованные методы:

а) разработанные: для обоснования функции движения волокон, минимизирующей неровноту от вытягивания; оценки количества тепловой энергии, выделяемой в поле вытягивания в результате фрикционного процесса; для расчета углов геодезического отклонения, основанной на аналитической зависимости

где а, Ъ - параметры уравнения, описывающего образующую скругленной поверхности игл; ут - абсцисса точки пересечения образующей и плоскости типичного расположения волокон мычки;

б) усовершенствованные: для определения напряжения сжатия продукта гравиметрическим методом; для расчета сил, действующих на волокна в поле вытягивания.

в) известные: аналитической геометрии, интегрального исчисления, численного анализа, математической статистики, регрессионный анализ, а так же оптический для исследования формы и размеров игл, воссоздания конфигурации волокна и определения ее статистических характеристик, углов охвата игл гребенного поля волокнами со случайной конфигурацией.

В результате исследования:

- обоснована функции движения волокон, минимизирующая отклонения соответствующих ей сдвигов волокон от идеальных

' - (п)

2

где £(/,), 5(/2) - расстояния передних ьЙ«чиков волокон от диаметральной плоскости выпускных валика и цилиндра длиной соответственно /, и 1г в момент смены скоростей, причем /,</2;

- экспериментально описаны форма и размеры игл гребенного поля, зависимости между шириной Ьгаах, толщиной Ьтга сечения плоской иглы от расстояния Ъ сечения до вершины:

Ьшах = -0,ю-10"3г3-0,7910"2-г2 + 0,16-2+0,49, (12)

11т,п = 0,01 -г+0,58; (13)

- определено напряжение сжатия продукта в различных зонах вытяжного прибора; эти и последующие результаты получены при следующих величинах технологических параметров: вытяжке - 6,7, разводке - 30,5 мм, загрузке питания 144 ктекс, нагрузке на выпускную пару - 3000 Н, расстоянием между ограничителями лент - 110 мм:

а) в эластичном зажиме выпускной пары в зависимости от расстояния у (на интервале -6 + 6 мм) от диаметральной плоскости валика и цилиндра (рис.1);

б) в неконтролируемом пространстве ст(у) = (2,77 + 3,13) -10"" Н/мм2 (на интервале 6 + 42,5 мм);

в) в межрядных и межигольных пространствах гребенного поля (таблица 1).

О 2200

* 2006'

"з Лт

¡1 /1600

о /

1400

1200

1000

800

600

400

200

-в

-3,0

-4,0 -2,0

0,0

2,0

4,0 6,0

Рис.1.

Таблица 1

Ряд игл гребенного поля Напряжение сжатия-10 9, Н/мм2

В межигольпых пространствах В межрядных пространствах

°"2 о-4

1 0,192 0,186 0,171 0,148 0,116 0,062

3 0,866 0,843 0,775 0,668 0,525 0,282

5 1,227 1,194 1,098 0,946 0,744 0.400

7 1,249 1,216 1,117 0,963 0,758 0,407

9 0,915 0,891 0,819 0,705 0,555 0,298

11 1,04 1,012 0,93 0,802 0,631 0,339

13 1,035 1,007 0,926 0,798 0,628 0,337

15 1,215 1,182 1,087 0,937 0,737 0,396

1) <т, -сг5 - напряжение сжатия по мере углубления продукта в межигольное пространство (<т, — соответствует линейной части сечения плоской иглы); 2) перед поступлением мычки в межигольное пространство первый ряда игл;

- воссоздана случайная конфигурация волокна в продукте, как совокупность случайно сочлененных элементарных отрезков, длины и углы наклона которых определены ранее упомянутым методом; оценены ее статистические характеристики, необходимые для расчета числа контактов;

- определены числа контактов на 1 мм длины волокна тк:

а) в эластичном зажиме выпускной пары этот параметр описывается зависимостью

шк = 1,8-10-'У - 0,29 у2 + 3,7-10'13у + 54,34; (14)

б) в неконтролируемом пространстве тк« 7,5 контактов на 1 мм;

в) в гребенном поле

- для межрядного пространства

тк=0,2 • 10"4у3-0,006у2+0,81 Зу-10,401; (15)

и

- для межигольного пространства (линейных участков плоских сечений игл)

тк=0,3-10-8у5-0,3-10-5у4+°.7-10-у-0,091у^+5,753у-112,666; (16)

- определены углы охвата игл волокном со случайной конфигурацией, величины углов которых варьируют в зависимости от расположения волокон на иглах в пределах 2,8° -4,8°;

- определен угол геодезического отклонения для волокон, взаимодействующих с иглой в типичном (среднем по высоте игл) сечении «=0,4°;

- разработаны программы для ЭВМ с целью воссоздания случайной конфигурации волокна и расчета ее характеристик; расчета углов охвата игл;

- с помощью разработанной программы для ЭВМ рассчитаны по известным аналитическим зависимостям напряжения ускоряющих и сдерживающих сил, действующих на волокна в поле вытягивания (рис.2);

Рис. 2.

- рассчитана функция движения волокон из условия равенства ускоряющих и сдерживающих сил для волокон всех длин, составляющих продукт, и осуществлено сравнение ее с функцией, минимизирующей отклонение сдвигов волокон от идеальных.

Полученные результаты пЬзволяют:

- оценить (по формуле 8) критерий эффективности процесса вытягивания в зависимости от параметров технологии (Кэ=0,273);

- обосновать дальнейшие действия при необходимости снижения неровноты лент от вытягивания: принятие нового сочетания параметров технологического режима и повторения цикла для повышения величины критерия эффективности и снижения неровноты от вытягивания.

Четвертая глава содержит результаты определения критериев эффективности процессов гребнечесания: доли обрывающихся волокон при отделении в зависимости от скорости, загрузки питания и неровноты по толщине формируемой ленты от величины спайки.

Использованные методы:

а) разработанные: для определения доли разрывающихся волокон при отделении; для обоснования метода расчета оптимальной величины спайки при отделении; для определения углов геодезического отклонения для игл рабочих органов; 1

б) усовершенствованные: для определения напряжения сжатия продукта гравиметрическим методом: для расчета сил. действующих на волокна в зонах обработки круглым гребнем, гребнем питания и вертикальным гребнем;

в) известные: аналитической геометрии, дифференциального исчисления, имитационного моделирования, математической статистики, регрессионного анализа, а так же оптический для исследования формы и размеров игл, воссоздания конфигурации волокон и определения ее статистических характеристик, углов охвата игл рабочих органов с волокнами, имеющими случайную конфигурацию.

В результате исследования:

- экспериментально описана форма и размеры игл круглого гребня, гребня питания и вертикального гребня, зависимости между шириной и толщиной плоских игл от расстояния Z сечения иглы от вершины записываются

а) для круглого гребня

- для первого и второго ряда игл

hraax =-0,41 -10-2-Z2 + 0,21 Z + 0,45, (17)

hmin = -0,02-Z2 + 0,24-Z + 0,48, (18)

- для третьего ряда игл

hmax =0,19-Z + 0,49, (19)

hrain =-0,87-10"2-Z2 + 0,1 6Z + 0,55; (J20)

б) для гребня питания

Ншах = -0,3-10-3-Z3 - 0,01-Z2 + 0,19-Z + 0,22, (21)

hmin =-0,01-Z +0,51; (22)

в) для вертикального гребня

hmax = -0,01-Z2 + 0,27-Z- 0,32, (23)

hm.n = -0,3-10"3-Z4 + 0,94-10"2-Z3 - 0,10-Z2 + 0,51-Z - 0,53; (24)

-установлена степень сжатия продута между иглами в типичном по высоте игл сечении расположения волокна;

- определено напряжение сжатия продукта в зонах обработки круглого гребня, гребня питания и вертикального гребня при следующих величинах параметров заправки: зона сортировки - 26 мм, длина линейного питания - 6,8 мм, загрузка питания -192 ктекс, частота циклов - 150 мин'1:

а) в зоне обработки волокон круглым гребнем в межрядных и межигольных пространствах (таблица 2): ___Таблица 2

Область пространства межрядное межигольное межрядное

У, мм 0 0,35 0,7 1,05 1,4 1,75

а(у)-1(Г, Н/мм2

1 планка 1,368 3,604 5,418 6,207 3,920 1,368

2 планка 1,009 1,169 1,631 1,751 1,521 1,009

- в зоне обработки волокон гребнем питания и вертикальным гребнем в межрядных и межигольных пространствах (таблица 3):

Таблица 3

Область пространства Ряд игл гребня питания Вертикальный гребень

1 | 2 | 3 4 5 6 | 7 8

аб*10"10, Н/мм2

межигольное 22 59 80 70 91 78,27 58 49 206366

22 57 76 67 85 73,89 54 46 145935

20 50 67 58 72 62,1 46 39 57928

16 40 53 46 53 46,21 34 29 17803

12 28 37 32 34 29,52 22 18 4706

межрядное 6 12 16 14 12 10 8 6 527

- определены числа контактов между волокнами в межрядных и межигольных пространствах: в зоне обработки круглого гребня этот параметр изменяется от 51 до 62, в зоне обработки гребнем питания - от 21 до 37 и в зоне обработки вертикальным гребнем - от 64^ до 77 контактов на 1 мм длины волокна;

- определены углы геодезического отклонения для игл гребней: круглого (2,5° - 2,8°), питания - 0,4°, вертикального - 1,5°;

- определены углы охвата волокном со случайной конфигурацией игл гребней: круглого (2° - 30°), питания (2° - 12°) и вертикального (8° - 12°);

- с помощью разработанной программы„для ЭВМ получены распределения натяжения волокон при обработке круглым гребнем, гребнем питания и вертикальным гребнем; эти силы меняются в пределах от 0,278' 10'3сН до 1,527 сН;.

- определена доля разрывающихся волокон при указанных выше параметрах технологии; эта доля составила 2,25%.

- установлены зависимости натяжения вщокна Р от скорости машины (числа циклов машины в минуту п) и величины загрузки питания Т:

Р = 4,9-1 О^п2 - 7,0-10"4п + 1,2, (25)

Р = 2,2-10'5Т2 - 5,8-10'3Т + 2,4. - (26)

- оценено, изменение натяжения волокна при отделении в зависимости от влагосодержания (при = 13% Р = (0,172 + 1,325) сН, при = 20% Р = (0,161 -1,217) сН;

- разработана экспериментальная установка для обработки шерстяной ленты перед гребнечесанием;

- при заданном распределении массы волокна вдоль порции определена зависимость величины спайки, которая минимизирует неровноту по толщине формируемой ленты.

Полученные результаты позволяют:

- определить долю обрывающихся волокон и неровноту ленты по толщине в зависимости от следующих параметров работы машины: скорости, загрузки питания и величины спайки;

- снизить натяжение волокон путем обработки перед гребнечесанием лент водяным паром, вводимого в ленту с помощью разработанного устройства;

- обосновать дальнейшие действйя при необходимости снижения доли обрывающихся волокон.

Статистические ошибки результатов испытаний в данной работе не превышали 4,6 % при доверительной вероятности 0,95.

ОБЩИЕ ВЬЮОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Разработанный метод автоматизированного проектирования технологического режима приготовления гребенной ленты, позволяет обосновать параметры работы ленточных машин (вытяжку, загрузку питания, разводку, нагрузку на выпускную пару, расстояние между ограничителями) и гребнечесальных машин периодического действия (число циклов в минуту, загрузку питания, величину спайки).

2. Существующие методы обоснования технологических режимов Приготовления гребенной ленты базируются на результатах обобщения опыта работы предприятий или оптимизации отдельных параметров работы ленточных и гребнечесальных машин, в недостаточной мере учитывают физическую сущность процессов, что при разнообразии используемых смесей и конструкций оборудования ограничивает эффективность технологии.

3. Для обоснования технологического режима приготовления гребенной ленты целесообразно использование методов силового анализа процессов вытягивания и гребнечесания, основанных на взаимосвязи технологических параметров работы машин и сил, действующих на волокна в зонах обработки продукта, и соответствующих перемещений волокон и изменений их свойств.

' ' 4. Комплекс разработанных, усовершенствованных и известных методов позволяет обосновать базу исходных данных, предназначенных для расчета на ЭВМ действующих на волокна сил, в том числе: напряжения сжатия волокнистого продукта, чисел контактов на единицу длины волокна, характеристик формы и'размеров игл, статистических характеристик конфигураций волокон, углов охвата волокнами игл, углов геодезического отклонения, изменяющихся в пространствах зон обработки продукта на ленточных и гребнечесальных машинах периодического действия и зависимых от технологических параметров работы этих машин.

5. В качестве критерия для оценки эффективности процесса вытягивания целесообразно использовать степень отличия фактической функции движения волокон, как результата действующих на волокна рассчитываемых сил, от оптимальной функции, минимизирующей отклонения фактических сдвигов волокон от идеальных.

6. Применение тепловизионной техники является перспективным методом исследования технологических процессов прядильного производства, позволяющим оценить распределение тепловой энергии, выделяемой в активных рабочих зонах машины в результате фрикционного взаимодействия волокон и рабочих органов машины, что открывает возможность проектирования полей сил трения рабочих зон машин.

7. Разработанное устройство для обработки лент водяным паром, обеспечивает снижение изгибной жесткости шерстяных волокон и снижение сил, действующих при прочесывании задних кончиков волокон.

В. Распределение масс участков порций волокнистого продукта в зоне спайки позволяет определить ее величину, при которой неровнота по толщине формируемой ленты минимальна.

9. Метод, основанный на сопоставлении распределений волокон по абсолютной разрывной нагрузке и по силам, действующим на волокна в процессе отделения, позволяет рассчитать долю обрывающихся волокон.

10. Разработанные программы для автоматизированного обоснования параметров технологического режима обеспечивают:

- оперативный расчет напряжения сжатия волокнистого продукта в эластично зажиме ленточной машины,

- воссоздание конфигурации волокна и расчет статистических характеристик (средних квадратических отклонений ординат конфигурации волокна и дифференцированной функции конфигурации волокна), а также наложение случайной конфигурации волокна на заданную систему игл различных зон обработки;

- оперативный расчет сил, действующих в силовых полях ленточных и гребнечесальных машин.

11. Разработанные инструкции по обоснованию технологических режимов методами силового анализа процессов вытягивания и гребнечесания систематизируют последовательность действий для определения критериев эффективности этих процессов.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Капитанов А.Ф., Матвеева И.В., Зубарева Н.И., Люсова Н.Е., Фокина И.С. Исследование влияния эмульсирования и парообработки на фрикционные характеристики волокон ленты и ровницы. Сборник научных трудов, выполненных по итогам конкурса грантов молодых ученых М., 2000, с.6-12.

2. Капитанов А.Ф., Голайдо С.А., Люсова Н.Е., Нифтулина Н.В., Фокина И.С. Исследование структуры фрикционных свойств полуфабрикатов и средств их изменения в процессах прядения. Сборник научных трудов, выполненных по итогам конкурса грантов молодых ученых. М., 2001, с.6-13.

3. КапитановА.Ф., Зубарева Н.И., Люсова Н.Е. Исследование удельных сил трения и поперечного сжатия волокон в ленте.// Известие вузов. Технология текстильной промышленности №1(259) 2001, с. 18-21.

4. Люсова Н.Е. Исследование влияния различных параметров на напряжения сжатия ленты в эластичном зажиме. Сборник тезисов докладов Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль - 2001) (27-28 ноября 2001г), М.: МГТУ 2002, с.44.

5. КапитановА.Ф., Павлюченко Е.В., Люсова Н.Е. Технология модификации свойств волокон полуфабрикатов в прядении. Сборник тезисов докладов Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль - 2002) (26-27 ноября 2002г), М.: МГТУ 2003, с. 16-17.

6. Капитанов А.Ф., Люсова Н.Е., Лайков А. П. Способ определения напряжения сжатия в эластичном зажиме вытяжного прибора. Патент на изобретение №2176691, приоритет от 05.04.2001.

7. Капитанов А.Ф., Люсова Н.Е., Бударин A.A. Устройство для обработки ленты паром на текстильной машине. Свидетельство на йолезную модель № 25193, приоритет от 31.01.2002.

8. Люсова Н.Е., Капитанов А.Ф., Мельнейчук О.А. Ра<Ягт ЬайряЖЫЙ! ика-тия в эластичном зажиме вытяжного прибора. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки №2352, номер государственной регистрации 50200300124 от 26.02.03.

9. Люсова Н.Е., Медведев Ё.О., Капитанов А.Ф. Определение расположения волокна со случайной конфигурацией в заданной системе игл. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки №2734, номер государственной регистрации

ИД №01809 от 17.05.2000

Подписано в печать 12.11.03 Сдано в производство 12.11.03 Формат бумаги 60x84/16 Бумага множ. Усл.печ.л. 1,0 Уч.-изд.л. 0,75 Закаэ-478 Тираж 80

50200300604 от 15.07.03.

Э; стройный набор МГТУ, 119991, ул. Малая Калужская, 1

Введение.

1. Анализ исследований по обоснованию параметров технологии приготовления гребенной ленты.

1.1. Методы обоснования технологических параметров.

1.2. Анализ исследований о влиянии технологических параметров на результаты процесса вытягивания.

1.2.1. Неровнота по толщине, движение волокон и кривая утонения.

1.2.2. Силы, действующие на волокна в вытяжном приборе.

1.3. Анализ исследований о влиянии технологических параметров на результаты процесса гребнечесания.

1.3.1. Простейший анализ сил чесания.

1.3.2. Силы, действующие на волокна при обработке круглым, вертикальным гребнями и гребнем питания.

Выводы по главе.

2. Совершенствование методов определения напряжения сжатия продукта в активных рабочих зонах машин (АРЗМ).

2.1. Метод исследования.

2.2. Результаты определения напряжения сжатия продукта, объемной плотности и массы образца в зависимости от чисел контактов.

2.3. Определение напряжения сжатия на 1 мм одного волокна.

2.4. Определение эмпирических коэффициентов с учетом массы.

Выводы по главе.

3. Разработка метода обоснования технологического режима работы ленточных машин.

3.1. Обоснование оптимальной функции движения волокон, минимизирующей неровноту от вытягивания.

3.1.1. Постановка задачи.

3.1.2. Аналитические зависимости для определения отклонений фактических сдвигов волокон от идеальных.

3.1.3. Метод анализа оптимальных вытяжек и функций движения волокон.

3.1.4. Выбор функции движения волокон, минимизирующей отклонения фактических сдвигов от идеальных.

3.2. Определение напряжения сжатия продукта в зонах действия ленточной машины.

3.2.1. Определение напряжения сжатия в эластичном зажиме выпускной пары.

3.2.2. Определение напряжения сжатия в зоне действия гребней (между рядами игл).

3.2.2.1. Определение толщины и объема мычки в поле вытягивания между гребнями.

3.2.2.2. Распределение массы в поле вытягивания (кривая утонения).

3.2.2.3. Расчет объемной плотности и напряжения сжатия мычки в гребенном поле.

3.2.3. Напряжение сжатия волокнистого продукта между иглами в гребенном поле.

3.2.3.1. Исследование размеров плоских игл и частоты их расположения в гребенном поле.

3.2.3.2. Определение степени сжатия, коэффициента заполнения и напряжения сжатия волокнистого продукта в межигольном пространстве.

3.2.4. Определение напряжения сжатия в неконтролируемом пространстве поля вытягивания.

3.3. Определение чисел контактов между волокнами продукта на ленточной машине.

3.3.1. Воссоздание конфигурации волокон и расчет ее статистических характеристик.

3.3.2. Результаты расчета чисел контактов, приходящихся на единицу длины одного волокна мычки в эластичном зажиме.

3.3.3. Результаты расчета чисел контактов в поле вытягивания.

3.3.4. Результаты расчета чисел контактов в неконтролируемом пространстве.

3.4. Определение углов охвата в системе игл.

3.4.1. Метод определения углов охвата в системе игл.

3.4.2. Результаты расчета углов охвата в системе игл поля вытягивания.

3.5. Определение углов геодезического отклонения игл гарнитуры.

3.5.1. Метод расчета углов геодезического отклонения.

3.5.2. Результаты расчета углов геодезического отклонения.

3.6. Определение напряжения ускоряющих и сдерживающих сил, действующих на волокна в поле вытягивания.

3.7. Результаты расчета фактической функции движения и оценка эффективности процесса.

3.8. Исследование процесса вытягивания с помощью тепловизионной техники.

Выводы по главе.

4. Разработка метода обоснования технологического режима работы гребнечесальной машины периодического действия.

4.1. Определение доли волокон разных длин, обрывающихся при отделении.

4.2. Определение напряжения сжатия продукта в зонах действия гребнечесальной машины периодического действия.

4.2.1. Напряжение сжатия в межрядных пространствах гребня питания и вертикального гребня.

4.2.2. Напряжение сжатие волокнистого продукта между иглами гребня питания и вертикального гребня.

4.2.2.1. Исследование размеров плоских игл и частоты их расположения на гребне питания и вертикальном гребне.

4.2.2.2. Определение степени сжатия, коэффициента заполнения и напряжения сжатия волокнистого продукта в межигольном пространстве.

4.2.3. Напряжение сжатия в межрядном пространстве круглого гребня.

4.2.4. Напряжение сжатия между иглами круглого гребня.

4.2.4.1. Исследование размеров плоских игл и частоты их расположения на круглом гребне.

4.2.4.2. Определение степени сжатия, коэффициента заполнения и напряжения сжатия волокнистого продукта в межигольном пространстве круглого гребня.

4.3. Исследование чисел контактов между волокнами продукта на гребнечесальной машине периодического действия.

4.3.1. Результаты расчета чисел контактов между волокнами в зонах обработки гребнем питания и вертикальным гребнем.

4.3.2. Результаты расчета чисел контактов круглого гребня.

4.4. Определение углов охвата в системе игл ГМПД.

4.4.1. Результаты расчета углов охвата в системах игл гребня питания и вертикального гребня.

4.4.2. Результаты расчета углов охвата в системе игл круглого гребня

4.5. Определение углов геодезического отклонения игл гарнитуры.

4.6. Результаты расчета сил, действующих на волокна при отделении и определение доли обрывающихся волокон.

4.7. Применение разработанного метода для оценки влияния скорости круглого гребня и загрузки питания на силы натяжения волокна при отделении.

4.8. Влияние обработки водяным паром на натяжение волокон.

4.8.1. Устройство для обработки волокнистого продукта паром на текстильной машине.

4.8.2. Определение натяжения волокна после обработки водяным паром

4.9. Обоснование метода расчета оптимальной величины спайки при отделении.

4.9.1. Метод расчета оптимальной величины спайки при формировании ленты.

4.9.2. Результаты расчета оптимальной величины спайки.

Выводы по главе.

Эффективность технологии прядения определяется эффективностью составляющих ее процессов. Одним из направлений ее совершенствования является научное обоснование технологических режимов производства пряжи.

По своим последствиям особое место в технологии занимают процессы вытягивания и гребнечесания. Этот этап технологии важен, так как от подготовки лент к гребнечесанию зависят результаты последнего - качество рассортировки волокон, их разрыв, качество получаемой гребенной ленты и пряжи. В процессе гребнечесания удаляются короткие волокна, мушки и сорные примеси, при этом неровнота гребенной ленты, ровницы и пряжи существенно зависит от условий ее формирования на гребнечесальной машине и условий процессов на последующих ленточных переходах. На этом этапе технологии выделяется наибольшее (до 20%) количество отходов (главным образом гребенного очеса). Сказанное выше предопределяет объект исследования - технологические режимы гребенной ленты.

Классическая технология приготовления гребенной ленты включает: рыхление и трепание, эмульсирование, чесание, I гребнечесание, крашение и глажение, II гребнечесание. Оба гребнечесания по целям и сущности составляющих их процессов являются близкими, поэтому в данной работе рассматривается I гребнечесание, предусматривающее обработку на ленточных и гребнечесальных машинах в их комплексе. Рыхление, трепание, эмульсирование, чесание, крашение и глажение в данной работе не рассматриваются.

В настоящее время наиболее распространенным методом обоснования технологического режима является эмпирический, основанный на обобщении опыта работы предприятий. Этот способ универсален, но его использование в условиях специфики технологий различных предприятий затруднено и требует уточнения параметров, часто рекомендуемых в виде диапазона величин.

Проведены многочисленные эксперименты по оптимизации работы отдельных машин, однако работа машин в комплексе не рассматривалась, результаты исследования основаны на локальных экспериментах при недостаточном использовании теории процессов.

В связи с этим целью настоящего исследования явилось научное обоснование параметров технологического режима приготовления гребенной ленты (I гребнечесание).

Для решения этой задачи в первой главе проведено изучение литературных источников по изучаемой проблеме. Целью этого этапа работы был анализ методов и результатов обоснования технологических режимов производства гребенной ленты.

Установлено:

- в настоящее время методы научного обоснования технологических режимов разработаны недостаточно;

- технологические параметры ленточных и гребнечесальных машин, приведенные в справочной и технической литературе, основаны на обобщении опыта работы предприятий, что исключает возможность достижения наивысшего эффекта в условиях большого многообразия конструкции машин и фирм-изготовителей этих машин;

- результаты исследований процесса вытягивания на ленточной машине содержат влияние параметров оптимизации (вытяжек, разводок, нагрузок, скоростей) на исследуемый критерий - неровноту по толщине - часто в скрытой форме;

- отсутствуют комплексные исследования, которые связывали бы неровноту лент по толщине, сдвиги волокон в процессе вытягивания, закономерности движения волокон, распределение массы мычки и действующие на волокна силы в вытяжном приборе ленточной машины;

- работа гребнечесальной машины должна быть оптимизирована по различным критериям: по степени сохранения длины волокон, по количеству гребенного очеса, очищающей способности и по неровноте ленты по толщине;

- вопросы очищающей способности и рассортировки волокон детально разработаны в исследованиях, выполненных проф. Музылевым JI.T., влияние зоны сортировки и длины линейного питания на количество гребенного очеса и качественные показатели ленты изучено достаточно подробно в исследованиях проф. Дудника А.И., проф. Музылева JI.T., к.т.н. Битуса Е.И.;

- недостаточно изучено влияние загрузки рабочих зон волокнистым материалом, скорости машины, действующих сил на обрывность волокон при использовании плоских игл и условий формирования прочеса на неровноту ленты.

Из результата анализа литературных данных следует необходимость обоснования технологических параметров ленточных и гребнечесальных машин на основе силового анализа процессов. Этот подход был использован в исследованиях кафедры технологии шерсти МГТУ им. А.Н. Косыгина при разработке методов модификации свойств составляющих ленту волокон, однако, в этих работах не использовались возможности улучшения процесса через параметры технологических режимов работы машин.

Для решения поставленной задачи необходимо:

- по процессу вытягивания на ленточной машине: а) обосновать аналитически оптимальную функцию движения волокон при утонении продукта; б) обосновать метод расчета фактической закономерности движения волокон на основе сил, действующих на волокна в процессе вытягивания в зависимости от параметров процесса вытягивания: вытяжки, разводки, загрузки гребенного поля, нагрузки на выпускную пару; в) оценить степень близости фактической закономерности к оптимальной;

- по процессу гребнечесания: а) обосновать зависимости обрывности волокон от загрузки питания и скорости машины, которые влияют на силы, действующие на волокно в процессе их обработки на гребнечесальной машине; б) обосновать изменение неровноты продукта на выпуске гребнечесальной машины в зависимости от величины спайки и распределения массы порций вдоль продукта.

Общим методическим приемом при обосновании параметров технологического режима принят перебор на совокупности циклов различных сочетаний технологических параметров^ с выбором такого сочетания, который приемлем с позиции допустимых критериев технологического процесса (неровноты продукта по толщине, обрывности волокон).

Вторая глава содержит результаты исследования важнейшего параметра фрикционных процессов на ленточных и гребнечесальных машинах - напряжения поперечного сжатия волокнистого продукта. Исследования проводились методами физического моделирования.

В результате исследования: усовершенствован стенд для изучения напряжения сжатия волокнистых продуктов разных стадий обработки в зависимости от сжимающей нагрузки, массы образца и чисел контактов со сжимающей плоскостью; усовершенствованы методы определения напряжения сжатия продукта: а) расчетный метод, основанный на физических представлениях о процессе сжатия волокнистого продукта в эластичном зажиме; б) гравиметрический метод, основанный на взаимосвязи напряжения сжатия с объемной плотностью продукта в рабочей зоне машины; в) контактный метод, основанный на зависимости напряжения сжатия и определяемого в зоне обработки числа контактов волокна со сжимающей поверхностью; установлены экспериментальные зависимости напряжения сжатия ленты от массы единицы длины, объемной плотности продукта при различных нагрузках и числах контактов со сжимающей поверхностью; уточнена аналитическая зависимость для определения напряжения сжатия продукта в эластичном зажиме выпускной пары ленточной машины; разработана программа для определения напряжения сжатия в зажиме выпускной пары при различных комбинациях входных параметров (линейной плотности ленты, диаметра ленты, вытяжки, расстояния между ограничителями, количества лент).

Полученные результаты использованы для определения напряжения сжатия продукта в поле вытягивания ленточной машины и зонах обработки гребнечесальной машины периодического действия.

В третьей главе разработан метод обоснования параметров технологического режима ленточных машин.

Для решения этой задачи использованы:

- аппарат аналитической геометрии, интегрального исчисления, теории вероятности;

- метод обоснования оптимальной функции движения волокон;

- методы определения напряжения сжатия продукта: расчетный (зажим выпускной пары); гравиметрический (неконтролируемое пространство, зона гребенного поля);

- разработанный стенд для определения толщины волокнистой мычки в гребенном поле ленточной машины;

- оптический метод определения формы и размеров игл гребенного поля и расчета коэффициентов заполнения межигольного пространства;

- метод воссоздания проекций конфигурации волокна при различной степени сжатия продукта;

- программа для определения расположения волокна со случайной конфигурацией в системе игл;

- программа для расчета ускоряющих и сдерживающих сил, действующих на волокна в поле вытягивания;

- метод расчета угла геодезического отклонения для плоских игл;

- метод анализа процесса вытягивания на базе тепловизионной техники.

В результате исследования:

- получены аналитические выражения для расчета отклонений фактических сдвигов от идеальных (по серединам волокон), которые учитывают величины вытяжек на трех переходах ленточных машин, закономерности движения волокон, штапельный состав продукта;

- определены параметры, необходимые для расчета ускоряющих и сдерживающих волокно сил в поле вытягивания (напряжение сжатия в различных зонах вытяжного прибора, числа контактов, углы охвата игл волокном, углы геодезического отклонения, коэффициенты заполнения и др.);

- получены зависимости напряжения сил трения вдоль поля вытягивания для ускоряющих и сдерживающих сил в зависимости от параметров процесса вытягивания: вытяжки, разводки, загрузки гребенного поля, нагрузки на выпускную пару, позволяющие обосновать фактическую закономерность движения волокон продукта при конкретном режиме его настройки;

- рассчитана закономерность движения волокон как результат действия соответствующих сил;

- оценена степень близости фактической закономерности к оптимальной с помощью критерия эффективности работы вытяжного прибора;

- оценено изменение количества тепла, выделяемого в поле вытягивания в результате трения волокон и рабочих органов, установлено качественное соответствие распределения количества тепла, выделяемого в вытяжном приборе и распределения сил трения на единицу длины поля вытягивания.

В четвертой главе разработан метод обоснования параметров технологического режима гребнечесальной машины периодического действия.

Для решения этой задачи использованы:

- аппарат аналитической геометрии, интегрального исчисления, теории вероятности;

- метод расчета обрывающихся волокон разной длины в зависимости от распределения их по разрывной нагрузке;

- гравиметрический метод определения напряжения сжатия в системах игл круглого гребня, гребня питания и вертикального гребня;

- метод определения характеристик конфигурации волокна при различной степени сжатия продукта;

- экспериментально-расчетный метод определения форм и размеров сечений игл в зонах обработки продукта круглым гребнем, гребнем питания и вертикальным гребнем;

- программа для расчета сил, действующих на волокна в зонах обработки рабочих органов;

- метод обоснования величины спайки при формировании ленты на машине.

Использованные методы идентичны методам, использованным для определения сил, действующих на волокна в вытяжном приборе ленточной машины, но модифицированы применительно к условиям обработки продукта на гребнечесальной машине периодического действия.

В результате исследования:

- определены силы, действующие на волокна при обработке плоскими иглами круглого гребня, вертикального гребня и гребня питания;

- рассчитана доля обрывающихся волокон в зависимости от загрузки питания и скорости машины;

- предложено устройство для обработки лент водяным паром на выпуске ленточной машины, предшествующей гребнечесанию, позволяющее управлять свойствами волокон в процессе обработки продукта на гребнечесальной машине периодического действия;

- экспериментально-расчетным методом обоснована зависимость неровноты продукта в зоне спайки порций от величины последней и обоснована величина спайки, минимизирующая неровноту ленты по толщине.

В результате исследования разработан и применен метод автоматизированного расчета параметров технологических режимов ленточных и гребнечесальных машин периодического действия.

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Разработанный метод автоматизированного проектирования технологического режима приготовления гребенной ленты, позволяет обосновать параметры работы ленточных машин (вытяжку, загрузку питания, разводку, нагрузку на выпускную пару, расстояние между ограничителями) и гребнечесальных машин периодического действия (число циклов в минуту, загрузку питания, величину спайки).

2. Существующие методы обоснования технологических режимов приготовления гребенной ленты базируются на результатах обобщения опыта работы предприятий или оптимизации отдельных параметров работы ленточных и гребнечесальных машин, в недостаточной мере учитывают физическую сущность процессов, что при разнообразии используемых смесей и конструкций оборудования ограничивает эффективность технологии.

3. Для обоснования технологического режима приготовления гребенной ленты целесообразно использование методов силового анализа процессов вытягивания и гребнечесания, основанных на взаимосвязи технологических параметров работы машин и сил, действующих на волокна в зонах обработки продукта и соответствующих перемещений волокон.

4. Усовершенствованные и вновь разработанные методы (гравиметрический, контактный, расчетный, оценки расположения волокна на системах игл) позволяют создать базу исходных данных для расчета на ЭВМ действующих на волокна сил, в том числе: напряжения сжатия волокнистого продукта, чисел контактов на единицу длины волокна, формы и размеров игл, конфигураций волокон и их статистических характеристик, углов охвата волокнами игл, углов геодезического отклонения, изменяющихся в пространствах зон обработки продукта на ленточных и гребнечесальных машинах периодического действия и зависимых от технологических параметров работы этих машин.

5. В качестве критерия для оценки эффективности процесса вытягивания целесообразно использовать степень отличия фактической функции движения волокон, как результата действующих на волокна рассчитываемых сил, от предложенной функции, минимизирующей отклонения фактических сдвигов волокон от идеальных и неровноту от вытягивания по толщине лент.

6. Применение тепловизионной техники является перспективным методом исследования технологических процессов прядильного производства, позволяющим оценить распределение тепловой энергии, выделяемой в активных рабочих зонах машины в результате фрикционного взаимодействия волокон и рабочих органов машины, что открывает возможность расчета и проектирования полей сил трения рабочих зон машин.

7. Разработанное устройство для обработки лент водяным паром, обеспечивает снижение изгибной жесткости шерстяных волокон и снижение сил, действующих при прочесывании задних кончиков волокон на 9,0 %.

8. Гравиметрический метод оценки распределения волокнистой массы вдоль порции продукта позволяет минимизировать неровноту по толщине формируемой на гребнечесальной машине периодического действия

9. Разработанный метод, основанный на сопоставлении распределений волокон по прочности и по силам, действующим на волокна в процессе отделения, позволяет рассчитать долю обрывающихся волокон.

10. Разработанные программы для автоматизированного обоснования параметров технологического режима обеспечивают:

- оперативный расчет толщины и напряжения сжатия волокнистого продукта в эластично зажиме ленточной машины,

- воссоздание конфигурации волокна и расчет статистических характеристик (средних квадратических отклонений ординат конфигурации волокна и дифференцированной функции конфигурации волокна), наложение полученной конфигурации волокна на заданную систему игл;

- оперативный расчет сил, действующих в силовых полях ленточных и гребнечесальных машин: а) для статистики на большом количестве разных вариантов конфигурации волокна; б) на конкретных, интересующих пользователя, конфигурациях волокна.

11. Для оперативного использования результатов работы необходимо: создание следующих приборов для оценки характеристик волокон и полуфабрикатов: для оценки параметров конфигурации волокон; для оценки взаимосвязи напряжения сжатия образцов продукта от объемной плотности и числа контактов со сжимающей поверхностью; для определения объема продукта в зонах обработки; в качестве прототипов приборов и для обоснования технических требований к ним целесообразно использование разработанных стендов и установок.

1. Справочник по шерстопрядению / Под ред. В.К. Афанасьева, И.Г. Рошко-вана, Г.О. Лежбруха. М.: Легпищпром, 1983 - 487 с.

2. Нормы технологического режима производства шерстяной пряжи. Тонкогребенное прядение. ЦНИИТЭИЛегпром. - М. - 1982. - 215с.

3. Севостьянов А.Г. Методы исследования неровноты продуктов прядения. М.: Ростехиздат, 1962. -с.386.

4. Капитанов А.Ф. Теоретическое обоснование и разработка способа модификации фрикционных свойств волокон в процессах прядения. Дисс. д.т.н. М.: МГТА,т: 1,2,1996.-с. 666.

5. Протасова В.А. О кривой утонения // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, №6.-1971, с.35-39.

6. Севостьянов А.Г. Исследования неровноты, возникающей при смешивании текстильных волокон и при вытягивании продуктов прядения. Дисс.д.т.н. М.: МТИ, 1960. 544 с.

7. Ковнер С.С. К теории автоматического регулирования процесса вытягивания. М.: Гизлегпром, 1962. 124 с.

8. Ковнер С.С. К математической теории процесса вытягивания в механическом прядении //НИТ МТИ.-1954. Том XIV,- с. 171-204.

9. Протасова В.А., Белышев Б.Е., Капитанов А.Ф. Прядение шерсти и химических волокон. М. Легпромбытиздат, 1988,332с.

10. Иванюшин С.Ф. Применение математических методов и ЭВМ в текстильной промышленности. -М. Легкая индустрия. 1979.-152с.

11. Шевелева И.С. Исследование процесса приготовления чистошерстяной ленты на высокоскоростных ленточных машинах сокращенного ровничного ассортимента фирмы «Шлюмберже». Дисс.к.т.н., М., МГТУ. 1970, 267с.

12. Зубарева Н.И Разработка эффективного метода эмульсирования полушерстяной ленты. Дисс. .к.т.н. М.: МГТА, 2000. 368 с.

13. Духовная Г.В. Оптимизация регулируемого процесса вытягивания на ленточных машинах для шерсти. Автореферат дисс.к.т.н. JL: ЛИТЛП , 1991-с.17.

14. Слотинцев M.H. Экспериментальное изучение поведения волокон в вытяжном поле. Дисс.к.т.н. М.: МТИ, 1948. с.298.

15. Спесивцева О.М. Движение хлопковых волокон в поле вытягивания.: Дисс. . к.т.н.-М., 1953,- 191 с.

16. Резвяков А.В. Исследование процесса вытягивания шерстяной крученой ровницы и разработка прибора высокой вытяжки для прядильных машин.: Дисс. . К.Т.Н.-М., 1954.-216 с.

17. Севостьянов А.Г., Степанова А.С. Исследование движения хлопковых волокон в вытяжных приборах с уплотнителями. // Текстильная промышленность. 1951. -№3. - с.33-35.

18. Taylor D.S. Some observation on the movement of fibres during drafting. // Jornal of the Textile Institute. 1954. - Vol.45, №4. - T.310.

19. Taylor D.S. Some observation on the movement of fibres during drafting. // Jornal of the Textile Institute. 1955. - Vol.45, №4. - Т.284-294.

20. Распределение точек изменения скорости при роликовой вытяжке. / ВЦП. №51623. - М. — 12 с. - Пер. ст.: Тэцуо Итино, Синъя Курасаки и Фудзио Тикада из журн.: Сэнъи гаккайси. - 1959. - Т. 15. - №1 - с. 30 - 34.

21. Фудзно И., Итани В. Влияние ориентации на движение волокон в поле вытягивания. // Journal of the Textile Machinery Socetej of Japan. 1960. - V. 6, №2.

22. V с Vitte Judy, De Barr A.E. Fibre motion in roller and apron drafting. // Journal of the Textile Institute. 1960. - №4. - T. 147 - 156.

23. Sharp J.B. Fibre speeds and fibre end desities in the drafting of constant sta-plelength fibre. // Journal of the Textile Institute. - 1962. -№4. - T. 53.

24. Кулигин JI.A. Использование радиоактивных излучений при исследовании закономерностей движения волокон в вытяжном приборе. // Текстильная промышленность. — 1965. — №4. — с. 31—35.

25. Протасова В.А., Капитанов А.Ф. Эксперимент по выбору параметров исследования движения волокон в вытяжном поле с помощью радиоактивных изотопов. // Известия вузов. Технологии текстильной промышленности. 1967. - №1. -с. 40-44.

26. Капитанов А.Ф. Методика исследования движения волокон в вытяжном приборе с помощью радиоактивных изотопов. // Известия вузов. Технологии текстильной промышленности. 1969. - №1. - с. 45 - 48.

27. Hessberg S. Lage des Hauptverzugspunktes im Streck work. // Textiltech-nick. - 1990. - №7. - p. 348 -351.

28. Зотиков B.E., Будников И.В., Трыков П.П. Основы прядения волокнистых материалов, М, Гизлегпром, 1959. 507с.

29. Ворошилов В.А. Исследование градиента числа волокон между вытяжными парами, труды ИвНИТИ, 1940, t.XV выпуск 7-8.

30. Васильев Н.А. Вопросы теории прядения. М.: Гизлегпром, 1932. с. 368.

31. Васильев Н.А. Вопросы теории прядения (опыт применения методов математического анализа к технологическим процессам прядения). //Сб. ст. /под ред. Н.В. Власова, В. Казутина, А. Брюхина. М.: - JL: Гос. изд. легкой промышленности. -1932. -275с

32. Васильев Н.А. Процесс вытягивания в механическом прядении. М.: 1915. -с.54.

33. Зотиков В.Е Теория процесса вытягивания в хлопкопрядении. Научно-редакционная секция НИТИ, М, 1933 г.

34. Гинзбург JI.H. Определение штапеля волокон, участвующих в процессе вытягивания на льно-прядильных машинах для мокрого прядения. // Льно-джутовая промышленность, №4, 1948г.

35. Гинзбург Л.Н. Некоторые вопросы динамики процесса вытягивания. //Научно исследовательский сб. "Прядение". -№6- 1962. - с. 12-21.

36. Севостьянов А.Г. Уравнение кривой утонения при стационарных условиях процесса вытягивания // Известия вузов. Технология текстильной промышленности №1 1959. с.80-89. - с. 64-70, - с. 54-52.

37. Севостьянов А.Г. Уравнение кривой утонения, получающейся при вытягивании продукта неравномерного по толщине // Известия вузов. Технология текстильной промышленности № 4, 6, 1959.

38. Протасова В.А.Исследование неровноты продуктов прядения из смеси шерсти и химических волокон. Отчет по НИР МТИ, 1965.

39. Будников В.И. К вопросу о движении волокон в вытяжном приборе // Хлопчатобумажная промышленность. №9. - 1940. - с.10.

40. Зотиков В.Е Определение коэффициента трения хлопкового волокна и сил трения в вытяжном механизме. Бюллетень НИТИ, №3, 1934. с.42.

41. Протасова В.А. Вопросы теории и практики процесса вытягивания. Автореферат дисс. д.т.н. М.:МТИ, 1973.-с. 50.

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

43. Отыншиев М.Б. Оптимизация процесса замасливания смесей и полупродуктов в гребенном прядении шерсти. Автореферат дисс.к.т.н.,М.: МТИ, 1985. -24с.

44. Роньжин В.И. и др. Натяжение волокон в процессе вытягивания. //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности, №1. 2003, с.35-38.

45. Роньжин В.И. и др. Расчет натяжения волокон в процессе вытягивания. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, №2. 2003, с. 34—38.

46. Васильев Н.А. Процесс вытягивания в механическом прядении, вопросы теории прядения, Гостехиздат, 1932.

47. Будников В.И Изучение зажимных пар вытяжных приборов, НИР, МТИ,1947.

48. Адыров П.В. О полях сил трения // Текстильная промышленность №4,

49. Белов М.Ф. Трение хлопковых волокон в зажиме вытяжной пары и исследование задней зоны с изогнутым полем вытяжного прибора прядильной машины. Дисс. к.т.н. М.: МТИ, 1964. с. 279.

50. Капитанов А.Ф. Теоретический анализ сжатия волокнистого продукта в зажиме эластичных валиков. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, №3.-1991, с.23-27.

51. Капитанов А.Ф., Крутовский В.В., Мошечков В.Б. Сжатие волокнистой ленты в зажиме эластичных валиков. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, №5. 1991, с.21-24.

52. Капитанов А.Ф. Математическая база метода расчета формы и размеров сечений продукта в эластичном зажиме. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, №3. 1996, с. 24-28.

53. Данилова С.А. Разработка технологии эмульсирования химического жгута на штапелирующих машинах. Дисс.к.т.н. М.: МГТА, 1998. 368 с.

54. Шукуров М.М. Исследование работы вытяжных пар скоростных ленточных машин для переработки хлопка. Автореферат дисс.к.т.н. Ташкент, 1969.-с. 16.

55. Капитанов А.Ф., Морович В.В., Мошечков В.Б. Напряжение поперечного сжатия полуфабрикатов прядения. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, №6. 1993, с.28-31.

56. Зубарева Н.И., Люсова Н.Е., Капитанов А.Ф. Исследование удельных сил трения и поперечного сжатия волокон в ленте. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, №4. 2000, с. 18-21.

57. Капитанов А.Ф., Морович В.В., Коровина О.Н., Конкина С.Г. Влияние сжимающей нагрузки на характеристики контактов волокон полуфабрикатов прядения с плоской поверхностью. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, №1. 1994, с. 17-21.

58. Капитанов А.Ф. Контактирование волокон при поперечном сжатии полупродукта параллельными поверхностями. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, №3. 1995, с. 20-24.

59. Капитанов А.Ф. Классификация фрикционных контактов и сил, действующих на волокна в вытяжном приборе. // Межвузовский сб. научных трудов. М.:МГТА.- 1997.- 156 с.

60. Панин П.М., Падегимас В-С.Б. Замасливание и увлажнение волокон в шерстопрядении. М., Легпромбытиздат, 1986.

61. Панин П.М. Натяжение шерстяного волокна при его скольжении по иглам гарнитуры в процессе кардочесания // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1979, № 6, с. 37—41.

62. Музылев Л.Т. Режим гребнечесания тонкой шерсти. М.: Гизлегпром,1950.

63. Матвеева И. В. Разработка метода снижения обрывности волокон в процессе гребнечесания полушерстяной ленты. Дисс. .к.т.н., М., МГТУ, 2000.

64. Дудник А.И. Очистка волокон шерсти в гребнечесании на машинах Гей-льмана и Нобль. (В кн. МТИ. Сб. науч.-иссл. трудов). Гизлегпром, 1938, т.7

65. Ванчиков А.И. Роль верхнего гребня в процессе гребнечесания. Сб. науч.-иссл. трудов. ЦНИИХБИ, 1960.

66. Дудник А.И. Гребенное прядение шерсти. М., 1965

67. Севостьянов А.Г. Определение сопротивления движению гребней при гребнечесании //МТИ. Научно-исследовательские труды, т. 10, 1948. с.67-98.

68. Музылев JI.T., Яковлев И.К. Усовершенствование процесса гребнечесания шерсти. М., Легкая индустрия, 1970.

69. Музылев Л.Т., Родионов А.Н. Определение усилий чесания волокон круглым гребнем на гребнечесальной машине периодического действия. Научно-исследовательские труды. - Том XXII. М., Легкая индустрия, 1969. - с. 70-77.

70. Лысенко Л.Я. Некоторые пути повышения производительности гребнечесальной машины для тонкой шерсти. Автореф. дисс. к.т.н., Ленинград. 1962.

71. Капитанов А.Ф. Метод расчета координат вершин игл, огибаемых волокном со случайной конфигурацией геометрической оси. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1994, №6, с. 28-31.

72. Капитанов А.Ф. Фрикционные процессы в прядении. Лабораторный практикум. М.; РИО МГТУ, 2000.

73. Капитанов А.Ф. Метод расчета и анализ напряжения поперечного сжатия волокнистого продукта в системе игл. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1996, №2. с. 42-46.

74. Капитанов А.Ф. Натяжение волокон в системе игл круглого гребня гребнечесальной машины периодического действия. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1997, №1. с. 32-36.

75. Севостьянов А.Г. К сравнению современных гребнечесальных машин в хлопкопрядении. Научно-исследовательские труды МТИ, Гизлегпром, 1948.

76. Музылев Л.Т. Исследование процесса гребнечесания шерсти и его усовершенствование. Дисс.д.т.н., М. - 1973.

77. Перельройзен Г.З. О повышении производительности плоских гребнечесальных машин шерстопрядильного производства. М., 1969

78. Битус Е.И. Разработка методов снижения обрывности волокон в процессе гребнечесания шерсти. Дисс. к. т. н., МТИ, М., 1982.

79. Gore С.Е., Ingham P., Lee C.S.P. and Waston B.D. // Proceedings of the 7"л International wool textile research conference. -Tokio. — 1985. Vol. 11. -p. 329.

80. Дудник А.И. Камвольное прядение. M. - Л.: Гизлегпром, 1940. - 452с.

81. Васильев Н.А. Механическая технология волокнистых веществ. Харьков. - 1902. - 688 с.

82. Битус Е.И. Разработка методов прогнозирования рассортировки волокон и оптимальных условий работы гребнечесальных машин в шерстопрядении. -Дисс. на соиск. уч. степ, д.т.н., М., МГТУ. 2003, 330 с.

83. Wegener W. Einfluss der Benadelung des Vorsteekkammes einer flachkam-maschine auf Kammzug ynd Kammling bei Langfaserin Durchgefuhrt ander Seite // Mellianch Textilberichte. 1951. -№32. -p. 421-424.

84. Томилина Н.Ф., Поляков A.B., Нужнова В.Г. Влияние параметров процессов прядения на изменение длины волокон в полуфабрикатах и пряже // Текстильная промышленность. 1990. - № 10. - с. 58-59.

85. Капитанов А. Ф., Матвеева И. В. Силы, действующие на волокно в системах игл гребня питания и прямого гребня на гребнечесальной машине.// Известия вузов. Технология текстильной промышленности №4 2000.

86. Капитанов А.Ф. Модель контактирования ориентированных волокон // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. №3. - 1992. - с. 2328.

87. Капитанов А.Ф., Брагина В.Н. Исследование поперечного сжатия и контактирования с плоской поверхностью полупродуктов аппаратной системы прядения // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1994. -№4. с. 21-24.

88. Люсова Н.Е., Капитанов А.Ф., Мельнейчук О.А. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки №2352 «Расчет напряжения сжатия в эластичном зажиме вытяжного прибора», номер государственной регистрации: 50200300124 от 26.02.03.

89. Хальворстон М. Microsoft Visual Basic 6.0 для профессионалов. Шаг за шагом: практическое пособие. М., Эком. 2001. с. 720.

90. Ананьев А.И., Федоров А.Ф. Самоучитель Visual Basic 6.О., СПб., БХВ-Петербург. 2001. с. 624.

91. Глушаков С.В., Сурядный А.С. Программирование Visual Basic 6.0. М., ACT. 2003. с. 497.

92. Серова Г.А. Компьютер помощник в оформлении диссертации. М., Финансы и статистика. 2002., с. 352.

93. Капитанов А.Ф., Люсова Н.Е., Лайков А. П. Патент на изобретение №2176691, приоритетом от 05.04.2001 «Способ определения напряжения сжатия в эластичном зажиме вытяжного прибора».

94. Люсова Н.Е., Капитанов А.Ф. Метод определения напряжения сжатия продукта в активных рабочих зонах машин. // Известие вузов. Технология текстильной промышленности. №4,2003.

95. Соловьёв А.Н. Измерения и оценка свойств текстильных материалов. М., Легкая индустрия, 1966. с. 210.

96. Виноградов Ю.С. математическая статистика и ее применение в текстильной и швейной промышленности. М., Легкая индустрия, 1970. с. 312.

97. Хелворсон М, Янг М. Эффективная работа с Microsoft Office 2000 -СПб: Питер, 2001. с. 1232.

98. Глушаков С.В., Сурядный А.С. Microsoft Office 2000: Учебный курс. М., Фолио. 2001. с. 500.

99. Лежебрух Г.О. Шерстопрядильное производство: формулы, критерии, оценки. М., Легпромбытиздат. 1989.

100. Фильчаков П.Ф. Численные и графические методы прикладной математики. Наукова Думка, Киев, 1970. с. 767.

101. Люсова Н.Е., Медведев Е.О., Капитанов А.Ф. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки №2734 «Определение расположения волокна со случайной конфигурацией в заданной системе игл», номер государственной регистрации: 50200300604 от 15.07.03.

102. Сафронов И.К. Бейсик в задачах и примерах. СПб., БХВ-Петербург. 2001. с. 224.

103. Шипачев B.C. Аналитическая геометрия. Метод координат. Решение геометрических задач с помощью алгебры. М., Аквариум. 1997. с. 256.

104. Кузютин В.Ф., Зенкевич Н.А., Еремеев В.В. Геометрия. СПб., Лань. 2003. с. 416.

105. Щедров B.C. Основы механики гибкой нити. М., Машгиз, 1961. с. 171.

106. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М., Гос. изд. физ.-мат. литературы. 1961.

107. Veitenhansl R., Thiel М., Froschke W. Neue Aspekte des Avivierens in der Streichgarnspinnerei // Textil Praxis International. -1984. №8. - p. 748-758.

108. Физические величины: Справочник / А.П. Бабичев, Н.А.Бабушкина, А.М.Братковский и др.; Под ред. И.С.Григорьева, Е.З.Мейлихова. М., Энерго-атомиздат, 1991.-е. 1232.

109. Хвальковский Н.В. Трение текстильных нитей. М. ЦИНТИ. 1966. 73с.

110. Мортон В.Е., Херл Д.В.С. Механические свойства текстильных волокон: Пер. с анг. -М. Легкая индустрия. 1971. 182 с.

111. Капитанов А.Ф., Люсова Н.Е., Бударин А.А. Свидетельство на полезную модель № 25193, приоритет от 31.01.2002 «Устройство для обработки ленты паром на текстильной машине».

112. Матвеева И.В., Капитанов А.Ф., Седнев В.И. Устройство для обработки ленты паром на текстильной машине. Свидетельство РФ на полезную модель №12136, приоритет от 01.07.99.

113. Павлюченко Е.В. Разработка метода снижения обрывности волокон и повышения качества прочеса на чесальном аппарате. Дисс. .к.т.н., М., 2002.

114. Перепелкин К.Е. Структура и свойства волокон. М., "Химия", 1985.

115. Кукин Г.Н., Соловьев А.Н. Текстильное материаловедение II часть, Легкая индустрия, М., 1964, с. 378.

116. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ленточной машины ЛМШ-220-1Т; ЛМШ-220-2Т; ЛМШ-220-4Т. Клинцовский завод текстильного машиностроения им. М.И.Калинина: Министерство для легкой промышленности, 1976.

117. Физическая энциклопедия / Гл. ред. А.М.Прохоров. Ред. кол.: Д.М.Алексеев, А.М.Балдин, A.M. Бонч-Бруевич и др. / М.: Большая российская энциклопедия, Т.З, 1992. - 672 с.

118. Прядение шерсти и химических волокон / Под ред. В.Е. Гусева. М., Легкая индустрия. 1974. с. 551.

119. ГОСТ 17514-93. Шерсть натуральная. Методы определения тонины.

120. Протасова В.А., Панин П.М., Хутарев Д.Д. Шерстопрядильное оборудование. М., Легкая индустрия. 1980. с. 576.210