автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.01, диссертация на тему:Разработка метода и изучение локальной неравномерности толщины хлопчатобумажной и смешанной пряжи

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИИ к ДИЗАЙНА

РГ5 ОД

/ 3 Д¿* '¡1'$-. ,,

На правах рукописи

ЖАРОВА ЮТШ СТАНИСЛАВОВНА

РАЗРАБОТКА МЕТОДА И ИЗУЧЕНИЕ ЛОШЬКОЙ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ТОШШ ХЛОПЧАТОБУМАЖНОЙ И СМЕШАННОЙ ГРШ

Специальность 05.19.01 - Материаловедение

С текстильное, коиевенно-меиовсе, обувное, шейное)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург' 1694

Работу выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна и Ивановском текстильном институте им. М.В.Фрунзе на гафэдрах материаловедения.

Научныэ руководители: кандидат технических наук, доцент А. С. Осипов

Академик Международной инженерной академии, инженерной академии Российской Федерации, Засл-женныя деятель науки и техники РФ , доктор технических наук, профессор К. Е. Перепели»)

Официальные оппоненты: Член-корреспондент технологической академии Российской Федерации, доктор технических наук, профессор Н. Н. Труевцев

кандидат технических наук, старший научный сотрудник А. С.Андреев

Ведущее предприятие: АО "Меланж" г.Иваново

Защита диссертации состоится 1994г.

в_гй час на заседании Специализированного Совета К. 063.67.03 при Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизаина: ауд.241

Адрес: 191065, г. Санкт-Петербург, Б. Морская, 18

С диссертацией можно ознакомиться в библкс .аке унивй!. ^тета Автореферат разослан "22*." апреля 1994 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета к. т.н., доцент

I. ОКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми. Важнейшм условие« достижения требуемого уровня качества текстильных изделие является осуществление регулярного контроле качества прями и своевременное проведение организационно-технических мероприятия по его нормализации. В число основных показателей качества пряии входит локальная неравномерность ее толщины С ЛНТ ). Необходимость контроля и оценки неравномерности пря-ки по толкикз- обусловлена искл»чителы:оя важностью этого свойства. Оно во многом определяет уровень обрывности з прядении, ткачестве и вязании трикотаяа, т.е. стабильность протекания технологических процессов. а таюсэ качество готомя продукции С внешний вид ткани и трикотажа). Сукестеупние стандартные методы оцзнки неравномерности пря-гал по то лайка не даот возмогюста объективно оценивать качество пряхи, прогнозировать еа работоспособность в процессам переработки и с высокоя степень» адекватности прэдсказкаать внешни виз глаш и трикотажа. Актуальной задачей» поэтов', является разработка с-Зл^ектггано— го приборного метода оценки ЛИТ пряжи, поззоляиаего достоверно характеризовать ее дефектность, а такзз получение и систематизация сведения об ЛНТ пряям в эстетическом и технологическом аспектах.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с координационным планом №1? университета по госбюджетной теме Ленте г. N 34.2.1 "Оптимизация комплексной оценки работоспособности нитей д-ч использования з системе сертификации текстильных материалов".

■ Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка метода и изучение локальной неравномерности тояцины хяопчатобумгм-. ной и смешанной прята».

В соответствии с основной целью в работе поставлены слвдуккиз задачи:

- разработать классификацию методов оценки локальной неравномерности толщины пряш по критериям обнаружения и подсчета пороков, положенным в их основу:

- осуществить аналитический анализ индекса подобия толддаы прям* как критерия обнаружения и подо-: .та пороков:

- разработать метод оценки ЛНТ пряки по индексу подобия, учитывающий нестационарность толщины реальная пряжи и адекватнш органо-

лептической оценке пороков;

- выявить основные особенности визуальной оценки неравномерности толщины пряжи с целью их реализации в разрабатываемом устройства;

- разработать устройство для измерения ДОГ пряжи, реализуицее способ обнаружения и подсчета пороков по индексу подобия; определить его основные метрологические характеристики;

- осуществить аналитические и экспериментальные исследования зависимости количества пороков от толщины пряхи с цель» разработки концепции нормирования характеристик ЛНТ пряжи;

- исследовать различные критерии обнаружения и подсчета пороков по степени взаимосвязи между предоставляемой ими информацией и внешним видом пряжи. Осуществить нормирование характеристик ЛНТ пряжи на базе качественных градаций внеш эго вида пряжи, предоставляешь Со-тозталонами. Разработать методику оценки класса пряп по внешнему виду с помощью анализатора;

- провести экспериментальные исследования локальной неравномерности толщины пряжи разных видов;

- осуществить экспериментальные исследования влияния ЛНТ пряжи на механические показатели пряжи и стабильность процесса ткачества. Разработать методику определения базовых показателей ЛНТ пряжи, превышение которых приводит к увеличению уровня обрывности в ткачестве.

Методика исследования. Аналитические исследования проведены с использованием основных положений теории вероятностей, теории случайных процессов, математической статистики. При проведении экспериментальных исследований использованы как стандартные методы испытаний, так и разработанные в диссертационной работе. Локальная неравномерность толщины нитей оценивалась с применением разработанного устройства по оригинальным методикам, предложенным в работе. Внешний вид пряжи оценивался методом сравнения с Фотозталонами и методом непосредственного подсчета пороков через тр?"*аретные пластины. Структурная дефектность нитей определялась по масштабной зависимости разрывных характеристик.

Обработка экспериментальных данных осуществлялась с применением методов математической статистики, корреляционного и регрессионного анализа на ЭВМ "Электроника- СМ 0585 " по стандартным и оригинальным программам.

Научная новизна работы. В диссертационой работе:

- аналитически показана возможность использования индекса подобия толщины пряжи как критерия обнаружения пороков:

- разработаны метод и Фотоэлектрическое устройство С A.C. N 1796701) для оценки ЛНТ пряхи, реализующие способ обнаружения и подсчета пороков по индексу подобия;

- исследованы различные критерии обнаружения и подсчета пороков по степени взаимосвязи между предоставляемой ими информацией и внешим видом пряки. Выявлено, что разработанный анализатор пряжи АП-1 (ГМЗ) при реализации критерия обнаружения и подсчета пороков по индексу подобия позволяет получить количественную оценку ЛНТ пряжи, адекватную визуальной оиэмке внешнего вида;

- аналитически и экспериментально установлена зааисимостъ количества пороков от толхииы пряжи. Зависимость косит экспоненциальная характер: с увеличением линейной плотности пряжи количоство пооаков уменьшается;

- осуществлено нормирование характеристик ЛНТ пряхи в соответствии с градациями внеичэго вида пряж, прйдостешяожш фотоэталон&ми: разработана методика оценки класса пряки по внедаему виду с помощью анализатора;

- с применением разработанного устройства и методик проведана систематические исследования особенностей ЛНТ пряжи разных видов:

- установлено влияние локальной неравномерности тежалны пря;хи на механические свойства пряжи и ее обрывность в процессе ткачества. Разработана методика определения базовых показателей ЛНТ пряжи, превышение которьсч приводит к увеличению уровня обрывности в тка^ес:

Практическая значимость и реачизация результатов.исслеясаания:

- Разработаны Фотоэлектрические анализаторы АП-1 С П—135 для оценки локальной неравномерности толщины пряжи, реализушиэ способ обнаружения пороков по индексу подобия. Разработана техническая документация на анализатор АП-1 С исходные требования, техническое задание, рабочий проект, технический проект, паспорт, рабочие чертежи, программа и методика наладки). Изготовлены макет (П-13) и малая партия анализаторов АП-1 на заводе "Измоитгоибор".

- Разработаны методики:

- оценки локальной неравномерности то/дана пряжи с помщьп анализа-

тора АП-1 СП-13);

- оценки класса пряжи по внешнему виду с помощью анализатора АП-1:

- нормирогании характеристик ЛНТ пряхи на базе показателей обрывности в ткачестве.

Устройство и методики внедрены на Сосинской прядильно-ткацкой Фабрике " Комавангард ", прядильно-ткацкой Фабрике им. Я. М. Свердлова г. Камешково Владимирской обл., а также используются при проведении научно-исследовательских и учебных работ в Ивановском текстильном институте, Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна и ряде других организаций.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Межреспубликанской научной студенческой конференции "Разработка высокоэффективных технологических процессов и оборудования, систем управления и автоматизированного проектирования в текстильной промышленности" С Москва, 1986). на Областной конференции молодых ученых С Иваново, 1986). на Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых "Технический прогресс в развитии ассортимента и качества изделий легкой промышленности" (Иваново, 1987), на конференции молодых ученых Московского технологического института легкой промышлености СМосква, 1991), на Международной научно-технической конференции "Проблемы развития текстильной и легкой промышленности" (Иваново, 1991), на Международном конгрессе химических волокон "FIBR1CHIM-92" СБратислава, 1992), на Международной научно-технической конференции "Проблемы развития текстильной и легкой промышленности в современных условиях (Прогресс-92)" (Иваново, 1992), на научно-технической конференции "Совершенствование оборудование для производства химических нитей и волокон" (Чернигов, 1992), на Международной научно-технической конференции "Современные тенденции развития технологии и техники текстильного производства (Лрогресс-93)" (Иве эво, 1993), на заседаниях и семинарах кафедры материаловедения СПбГУТиД.

Публикации. Результаты работы отражены в 10 публикациях.

Структура и обгем диссертационной работы. Диссерташоная работа состоит из введения, шести глав, заключения, выводов, списка литературы и приложений. Основной текст диссертации содержит 180 страниц, 50 рисунков, 45 таблиц.

2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, поставлена цель и задачи исследования.

В первой главе выполнен обзор литературы, который освещает проблемы оценки локальной неравномерности толщины пряжи.

Анализ литературы позволил выделить и систематизировать критерии обнаружения и подсчета пороков, которые реализуют известные измерительные системы для оценки ЛНТ пряхи. В качестве наиболее точного и объективного выделен критерия обнаружения пороков по индексу подобия, который достоверно характеризует ЛИТ пряжи с нестационарным средним значением млщины и адекватен визуальной оценке пороков.

Установлены особенности строения и свойств хлопчатобумажной и смешанной пряжи разных систем и способов прядения, влияшие на стабильность процессов переработки и внешняя вид текстильных изделий. Отмечено, что приводимые в литературе сведения о характере проявления и числовых значениях ЛНТ пряки отрывочны, разрозненны, а иногда и противоречивы, величины, карактеризу киие ЛНТ пряжи, имеют существенный разброс.

Вторая глава посвяиена методическим вопросам и включает сведения об объектах и методах исследования. В работе в качестве основных объектов исследования была выбрана однониточная суровая пряжа, предназначенная для ткацкого и трикотажного производства, вырабатываемая по гребенной и кардной системам прядения на кольцевых и пневмомеханических прядильных машинах из хлопкового волокна и в смеси его с другими волокнами С полиэфирным, вискозным, полиамидным ).

Пряжа выбиралась наиболее распространенных в эксплуатации номинальных линейных плотностей <5.9, 10, 11.8, 13, 14, 15.4, 16.5, 18.5 20, 21. 25. 29, 36, 50 теке ). Объекты исследования подобраны с учетом внешнего вида образцов пряжи: различного уровня засоренности и неровноты в пределах каждой линейной плотности.

В качестве дополнительных объектов исследования была выбрана пряжа из химических волокон С. полиэфирного и вискозного ) линейной плотности 25 текс, выработанная по кардной системе прядения на кольцевых и пневмомеханических г удильных машинах, и обладающая наилучшим внешним видом и минимальной дефектностью.

В работе использовали как новые методики, предложенные в процес-

се исследования, так и стандартные методы испытаний.

Третья глава диссертации посвящена аналитическому исследованию индекса по-обия толыинм пряжи как критерия обнаружения и подсчета пороков, анализу особенностей органолептической оценки локальной неравномерности толщины пряжи, аналитическому исследованию зависимости количества пороков от толщины пряжи.

Сущность критерия обнаружения и подсчета пороков по индексу подобия состоит в следующем. Для регистрации пороков осуществляют непрерывное сравнение двух текущих значений видимого диаметра пряжи, измеренного одновременно в двух точках, смещенных вдоль нити на расстояние д]. Отношение диаметров С индекс подобия К ) непрерывно сравнивают с допустимым постоянным значением Кд, и в случае, если К}Кд, Фиксируют прохождение порока

К - ЙС1) /&( >, Ид ( 1 )

Таким образом, за порок принимают значительный перепад толщины нити, т.е. место на нити, отличающееся от соседнего участка в Кд раз по толщине. Из определения порока исключено понятие среднего значения, которое для нестационарной толщины нити не может быть строго установлено.

Доказано, что для логарифмически нормального закона распределения диаметра пряжи, распределение индекса подобия также подчиняется логарифмически нормальному закону. Показаны условия, при выполнении которых можно добиться сопоставимости показаний прибора, реализующего критерии " индекс подобия " С"с(С1)/с1(1+л1)'0,и показаний прибора, в котором обнаружение" пороков основано на сравнении текущего значения диаметра со средним значением С"с!С1)/й")

Анализ показал адекватность принципа обнаружения пороков по индексу подобия органолептической оценке пог :<ов, и по: золил выделить особенности визуальной оценки неравномерности толщины пряжи с ц=;лью их реализации в разрабатываемом устройстве. При рассмотрении пряжи наблюдатель воспринимает порок путем сравнения его поперечника с Фоном. В качестве Фона здесь выступают соседние участки нити определенной длины которая зависит от расстояния между глазом и нитью Ь. Угол зрения глаза 6 составляет 20°. Расстояние наилучше-

го зрения Ь принимают равным 250 мм. предельный угол разрешения 4 0 при оценке совмещения штрихов составляет 10"... 20". Исходя из этих данных выведена формула ( 2 ) и рассчитана длина участка пряжи 4 1.

4l= 2 tg в / 2 * b С 2 )

на котором глаз может одновременно наблюдать и сравнивать толщину, а такхе определены минимальные абсолютные изменения толвдны пряжил!, замечаемые глазом (математическое выражение аналогично С2)).

Полученные результаты показывают условия, при выполнении которых можно получить объективные аппаратурные оценки, адекватные зрительному восприятию:

- текущие значения толшикк. участвуйте в сравнении, доля-лы отстоять друг от друга на расстояние<а!»( 0...100 ) ш.

- абсолютные изменения диаметра пряжи следует учитывать, начиная с д d» ( 0,01...0,02 ) мм.

С цель» разработки концепции нормирования, рассмотрены физические и математические закономерности, свойственные пряже. При моделировании процесса проявления пороков пряжи учитывали два противоположных явления:

- при уменьшении толщины пряжи количество пороков увеличивается за счет проявления мелких потенциальных пороков,

- одновременно число пороков на единице длины уменьшается за счет перераспределения проявившихся пороков на большую длину при эолыием зытягивании.

На основе проведенного исследования получена математическая ;ю-дель. отражающая зависимость количества пороков от толщины пряжи. Анализ полученной модели показал нелинейную (экспоненциальную) зависимость количества пороков от толщины пряжи, причем характер зависимости определяется, в основном, средним значением размеров потенциальных пороков, присутствующих в исходном волокне.

n (Т)= et Т ехр ( -ß /Г) ( 3 )

Конкретная норма кривой, указывающая на тенденции изменения количества пороков пряжи разной толщины, мохет быть установлена после

-Ю-

тщательного изучения закона распределения потенциальных пороков и его параметров для данного вида сырья. На рис.1 приведена зависимость количества проявившихся пороков от линейной плотности пряки при средней величине потенциального порока 0,1 ми.

Рис.1, Аналитическая зависимость числа проявившихся пороков от -голодны пояжи

Четвертая глава посвящена разработке прибора для оценки локальной неравномерности толщины пряжи.

Способ обнаружения пороков по индексу подобия положен в основу разработанного устройства для контроля ЛИГ пряжи / A.C. N 1796701 /. При технической реализации в структурную схему прибора внесены изменения, позволяюдие упростить конструкцию прибора, повысить достоверность и точность контроля Ж пряжи. При этом, усовершенствованный прибор реализует условие обнаружения порока С 1 ), преобразованное к виду ( 4 )

i/Kn*d(i) = d(l+/il) Структурная схема прибора представлена на рис. 2.

Рис.2. Структурная схема анализатора.

Прибор, работает следушим образом. Контролируемая нить движется в поле зрения фотоэлектрических датчиков 1, 1', частично перекрывая поток ПК излучения. На выноде датчиков возникают сигналы, пропорциональные текущим значениям диаметра пряк! йС 15 и й(1+л1). Сигнал с датчика 1 ослаб "яетея аттенюатором 2. в Кя раз и поступает на первый вход компаратора 3, на второй вход которого подается сигнал с датчика 1'. В случае, если ослабленный сигнал первого датчика 111 превысит сигнал второго датчика 111', компаратор вырабатывает импульс 113, переключающий счетчик пороков нити 4.

Расстояние между датчиками а 1 выбрано из условия корреляционной независимости значений а( 1 5 и<1С1+д1}. Для реальной пряжи независимость значений попе .оечника набладается при расстояниях мекду сачешя^и, лревьакаошх среднкя длину пел окон.

На базе структурно« сиекы анализатора разработан и изготовлен макет одноканального анализатора пряжи П-13. На основании исследований макета разработана техническая документация и изготовлены опыт-аде образцы промыалениоя серии анализатора пряжи АП-1.

Анализатор реализует два реиша работы "с!( 1)/сК1+ а 1)" 1"сК1)/с1".и позволяет контролировать пороки .разных размеров С Кд мо-кет принимать значения от 0.1 до 10 с вагам 0,1).

Определены метрологические характеристики анализатора. Поглэ-статическая характеристика датчиков анализатора, имеккая вид лилейной ©ункиии в диапазоне изменения измеряемой величины (диачетра !ряжи) от 0 до 1 мм. Определена предельная погрешность анализатора -га более 5 X.

Исследования анализатора в динамическом режиме показали ;ую стабильность работы и хорошую воспроизводимость процесса кентро-1я локальной неравномерности толщины пряжи. При этом, стабильность >абота анализатора оценивали по " дрейфу " нуля во времени, вое-1Роизьодимость показаний исследовали при повторном измерении ЛНТ од~ ¡их и тех кз образцов пряжи через длительный промежуток времени, а тже при подсчэте пороков пряжи одновременно на двук анализаторам Л-1.

Пятая глава, диссертации пос ящена разработке методик и изуче-;ии локальной неравномерности толщины пряжи разных видов.

Исследованы различные критерии обнаружения и подсчета пороков

по степени взаимосвязи между предоставлявши ими информацией и внешним видом пряжи. Экспериментально доказано, что разработанный анализатор пряжи при реализации критерия обнаружения и подсчета пороков по индексу подобия, позволяет получить количественную оценку локальной неравномерности толщины пряжи, адекватную органолептической оценке внешнего вида. Определены размеры контролируемая пороков СКдС <1.5,1.8.2.0,2.2> ), которые оказывают наибольшие влияние на зрительную оценку пряжи. Значзния коэффициентов ранговой корреляции Г1з между внешним видом пряжи и числовыми характеристикам ШГ пряж, полученными на П-13 при указанных значениях Кд, составляют 0.95... 0.97.

Показания анализатора П-13 при реализации критерия " с1( 1) /5 " в меньшей степени согласуются с внешним видом пряжи. Коэффициенты ранговой корреляции йз находятся в пределах 0.75...0.80.

На основе исследования точности и чувствительности, а также взаимосвязи с внешним видом пряхи, определены оптимальные параметры работы анализатора: режим работы "йС 1)/с1(1+д1)" при реализации критерия " индекс подобия", размеры контролируемых пороков Кд £ {1.0,2.0>. Числовые характеристики ЛНТ пряжи, получаамко в этих режимах, предоставляют разносторонюю взаимодополняющую информацию, позволяющую характеризовать кбк общий уровень неравномерности толщины пряжи С при Кд=>1.0 так и количество локальных дефектов С при Кд=2.0 ).

Разработана метоЛика оценки локальной неравномерности толщины пряжи, ре.-ламентарущая порядок подготовки и проведения испытаний на анализаторе АП-1 ( ГИЗ ). Сфог 'удированы рекомендации по отбору проб, для чего проанализированы особенности организации одно- и многоступенчатых случайных выборок, определена область их применения для оценки ЛИТ пряжи, проанализована точность, определено рациональное сочетание числа отбираемых в выборку паковок и числа испытаний с каждой паковки для обеспечения то1'мости оценки среднего количества пороков 5%.

Установлена тесная корреляционная связь между показаниями анализатора П-13 и СБТЕК-ТЕЗПК ИСК» 0.95...О,в?). Сравнение относительных ошбок среднего, полученных при работе на приборах, свидетельствует о том, что анализатор П-13 позволяет получить числовые характеристики ЛНТ пряжи, с показателями точности, не ниже, чем

«

USTER-TESTER II, что является косвенным подтверждением работоспособности анализатора П-13.

Проведены систематические экспериментальные исследования особенностей ЛИГ прям« разных видов. Установлено, что пряжа из химических волокон обладает минимальной дефектностью. Бнеиний вид пгя:;'л из химических волокон, выработанный, на кольцевых и пневномэх&чических прядильных мзиинам, практически одинаков и херахтеризуется отсутствием заметной на глаз неровиоты и видюмх локальных f.efcxros. Это объясняется тем, что абсолютные значения суммарного количества пороков в пряже невелики, причем в величине сухарной дефектности превалируют незаметные глазу перепады в тотаине прям« (табл. 1

Таблица 1

Характеристики JiHT пряжи, получаемые с понсаъп анализаторе П-13

Вия пря»( I Суммарной 1 Доля

-i-1 количество I виш.гя

Волок- I Система и I пороков I пороков, нистый (способ |.ча 100 u I % . состав I прядения I I

Доли перэпадоз различный

разьйров Кя. % —.—,-г—

1.01.4

1.51.9

-1-,-,-

Из хим. I Кард. ПМСП I 870-1170 I 1 волокон I Кард. КСП I 930-1170 I 11

-1-

2,0- I более 2.5 I 2,5

Н— I -

Х/б I Кард. ПМСП 11415-2830 I 7 I Кард. КСП 12000-2330 118

I Гребенная 11500-2080 18,7- 21.21 78.1

88,7 I

I I

14 I 87,8 I 32.51 68,9 1

11,3 - -

9,6 2 0,6

22.4 7,5 3,2

14.7 4.9 2,3

Суммарное количество перепадов в толщине хдопчатооуматаой пряжи значительно превосходит аналогичный показатель для пряжи из химических волокон: в среднем в 2,65 раза - для кардной пряжи пневмомеханического способа прядения, в 2,5 раза- для кардной кольцевого, способа прядения, и в 2 раза - для гребенной хлопчатобумажной пряжи. Полученные экспериментальные результаты соответствуют внешнему восприятию пряжи. В табл.1 представлены значения суммарного количества

пороков, доли видимых пороков, и процентное содержание пороков различных размеров в пряже. Чем болыае доля видиках пороков в пряже, тем хуже ее анеыний еид.

Установлено, что смешанная пряха по внегчеыу виду и числовым характеристикам ЛЧТ,зафиксированным на П-13. но значительно отличается от хлопчатобумажной пряжи соответствукыей системы и способа прядения. Обоснована возможность оценки ШГ смешнноя пряхи с вложением не более СОХ химических волокон по нормативам для хлопчатобумажной пряу.и.

Для розных видав пряжи экспериментально установлены зависимости количества пороков от толщины пряжи. Зависимости косят экспоненциальный характер: с увеличе.чием линейной плотности пряш количество пороков, зафиксированных на анализаторе, уменьшается С рис.3 ).

Л/

но 1й0м

гоо

№

0 /а го за 4а

Рис.3 Экспериментальные зависимости количества пороков, зафиксированных на П-13, от толеины пр.ч'аи С внешний вид лрлжи соответствует классу А )

1 - гребенная:

2 - кардная ПМСГО

3 - кардная КСП.

Анализ зависимостей позволил сделать вывод о необходимости объединения пряж в группы по линейкой плотности и нормирования характеристик ЛЬТ пряхи отдельно для кгащой группы.

\

\ ч \ \

А г 4 ч

«

Определена высокая степень корреляции между показаниями анализатора П-13 и стандартным методом оценки внешнего вида пряжи с помощью Фотоэталонов (К = 0,77... 0,97). Предложена новая косвенная количественная характеристика внешнего вида партии пряжи. Проведено нормирование показании анализатора П-13 на базе градаций внешнего вида пряжи, предоставляемый Фотоэталонами (табл.2 ). Разработана методика оценки класса пряжи по внешнему виду с помощью анализатора'.

Таблица 2

Нормативы по содержанию пороков для гребенная и кардной хлопчатобумажной и и смешанная пряжи (анализатор АП-1 (ГМЗ). ре.тем "й(П/й(1+л 1)". Кя«2,0)

Характеристика прям!, группы по линейной плотности

Гребенная 5.0 - 10 170 330

. 10,3 - 14 150 300

15 - 19 130 270

20 ■ 28 50 170

29 - 34 30 100

•36 - 50 16 «0

Кардная КСГ1 15 - 19 225 670

20 - 28 200 500

29 - 34 180 430

36 - 50 80 170

Кардная ШСП 15 - 50 100 -

*

В тестой главе приводятся результата экспериментальных исследований влияния локальной неравномерности тол'дам пря«и на ее иехани-

I Количество порокоа на 10Ом,

1 по более }-

I класс А I класс Б

ческие свойства и обрывность в ткачестве.

Для оценки влияния ЛНТ пряжи на механические показатели, выполнены исследования, заключающееся в экспериментальном определении и выборе критериев качества, характеризуюцих механические свойства пряжи. Проведены обобщение и анализ 20 критериев качества и работоспособности нитей, основанных на разрывных характеристиках; проанализирована ьозможность их использования для сравнительной оценки механических свойств пряжи. На основе исследования области применения,

<

осооенностей предоставляемой информации, точности и чувствительности критериев, выделен ряд показателей, совместное применение которых позволяет получить разностороннюю взаимодополняющую информацию для сравнительной оценки механических свойств пряжи: относительная разрывная нагрузка Ро, сН/ текс: относительное разрывное удлинение ЕГ X коэффициенты вариации по разрывной нагрузке СУр, % и удлинению СУе. X: удельная работа разрыва Ауд, Дж/мм : статистические показатели дефектности Лр. Де, %'. параметра масштабной зависимости ' разрывных характеристикА>,^е,^ре. Выбранные критерии универсальны, пригодны для сравнительной оценки механических свойств пряжи разных видов и одного вида, несут информацию о конкретных Физических свойствах пряжи и нитей, имеют четкий Физический смысл и размерность, невысокую относительную ошибку и приемлемые для реализации объемы ' испытаний при условии обеспечения требуемой точности оценки качества пряжи.

Установлено значительное влияние локальной неравномерности толщины пря>ки на ее механические свойства. Для исследованного ассортимента пряжи (уточная, кардная ПМСП. 18,5 текс) получены адекватные математические модели, отражашие зависимость механических показателей пряжи от уровня локальной неравномерности ее толаины. Установлено, что с увеличением общего уровня локальной неравномерности толщины пряжи на 37% ухудшаются механические свойства пряжи: на 11...22% уменьшается разрывное удлинение, ча 30.5% снижается удельная работа разрыва, ка 422 увеличивается неровнота по разргж-нои нагрузке. Существенного изменения относительной разривнои нагрузки и неровнота по удлинению в исследуемом диапазона изменения характеристик ЛНТ пряы не отмечено.

Определена взаимосвязь между внешней дефектность» пряжи, прояв-

ч

лякщепся как локальная неравномерность толщины, и внутренней (структурной) дефектностью, оцениваемой параметрами масштабной зависимости разрывных характеристик X р, J?e,<£pe. Установлено, что структурная дефектность коррелирует с перепадами в толщине пряжи в 0.7...0,8 раз и менее С R = 0,78...0,80 ).

Оценена возможность диагностики стабильности протекания процесса переработки основы в ткачестве по показателям ЛОТ пряжи и по критериям качества, основанным на разрывных характеристиках. В рассмотренном диапазоне объектов исследования установлена слабая взаимосвязь между рассматриваемыми показателями и стабильностью процесса переработки основы в ткачестве / коэффициенты корреляции R =• = + 0.01...0,45 /. Анализ причин обрывности основы свидетельствует о многообразии фзкторое, оказывахщ« влияние на исследуемый показатель, при этом более 62% обрывов обусловлено спешил и внутренними /структурными/ дефектами основной пряли.

Установлена тесная корреляционная связь между локальной неравномерностью толкины пряжи и показателями обрывности утка в ткачестве /R = 0.93... О, S5/. Выявлено, что оптимальным критерием для установления базовых показателей ЛНТ пряжи является величина обрывности уточных нитей в процессе ткачества. Для исследованного ассортимента ткани "миткаль" арт. 46 установлено', что критической величине образности утка соответствуют следующие экспериментальные показатели ЛНТ уточкой пряжи: размер перепада в толщине пряжи в 2,0...2,2 раза, количество перепадов на 100 м пряжи Х=110. На основании проведенных исследования разработана методика определения базовых показателей локальной неравномерности толщины пряжи, превышение которых приводит к увеличению уровня обрывности в ткачестае. Методика может быть использована также для прогнозирования стабильности переработки утка в ткачестве на основе характеристик ЛНТ пряжи.

Выводы:

1. Предложена классификация методов оценки ЛНТ пряжи по критериям обнаружения и подсчета пороков, положенным в их основу. Уста- • новлено, что для объективной оценки ЛНТ пряжи в эстетическом и технологическом аспектах необходимо использовать критерий обнаружения и подсчета пороков по индексу подобия.

2. Аналитически показана возможность использования индекса подобия толщины пряжи как критерия обнаружения пороков.

3. Разработаны метод и устройство для оценки локальной неравномерности толщины пряжи, реализукше способ обнаружения и подсчета пороков по индексу подобия.

4. Определены метрологические характеристики разработанного анализатора АП-1: исследована предельная погрешность Сне более 5 %), доказана высокая стабильность работы и хорошая воспроизводимость

' процесса контроля ЛИТ пряжи.

5. Исследованы различные критерии обнаружения и подсчета пороков по степени взаимосвязи между предоставляемой ими информацией и внешним видом пряжи. Установлено, что разработанный анализатор пряжи при реализации критерия обнаружения и подсчета пороков по индексу подобия , позволяет получить количественную оценку локальной неравномерности толщины пряжи, адекватную органолептической оценке внешнего вида.

6. Теоретически и экспериментально установлена зависимость ко-

■ личества пороков от толщины пряжи. Зависимость носит экспоненциальный характер: с увеличением линейной плотности пряжи количество пороков уменьшается.

7. Определена высокая степень корреляции между показаниями анализатора П-13 и стандартным методом оценки внешнего вида пряжи с

• помощью фотоэталонов. Предложена новая косвенная характеристика внешнего вида партии пряжи. Проведено нормирование показаний анализатора П-13 на базе градаций внешнего вида пряжи, предоставляемых Фотоэталонами. Разработана методика оценки класса пряжи по внешнему виду с помощью анализатора.

'8. Выявлена тесная корреляционная связь между показаниями П-13 и ЦЗТЕК-ТЕЗТЕЯ ¡1 С Й» 0.30. ..0.98 ). Установлено, что анализатор П-13 позволяет получить характеристики ЛНТ пряжи с показателями точности не ниже, чем ШТШ-ТЕБТЕЙ II.

9. Проведены систематические исследования особенностей ЛНТ пряжи разных видов.

10.. Доказано, что показания анализатора АП-1 (П-13) с высокой степенью адекватности позволяют прогнозировать стабильность процессов переработки пряжи. Установлена тесная корреляционная связь меж-

ду значениями локальной неравномерности толщины пряжи и показателями обрывности утка в ткачестве ( R = 0.93...0.95 ). Определено, что оптимальным критерием для установления базовых показателей J1HT пряжи является величина обрывности уточных нитей в процессе ткачества. Разработана методика определения базовых показателей ЖГ пряжи, превышение которых приводит к увеличению уровня обрывности в ткачестве.

По материалам диссертации, опубликованы следующие работа:

1. A.c. N 1796701 СССР, МЧИ D 01 Н 13/26, G 01 N 33/36.Устройство для обнаружения пороков нити. /Осипов A.C., Аникин B.C.. Жарова Ю.С.

2. Осипов A.C., )Карова Ю.С. Автоматизированные системы непрерывного контроля неравномерности свойств и дефектности нитей. //М.: ЦНИИТЭИлегпром, "Хлопчатобумажная промышленность",, обзорн. ин£>., 1992, N 2, 33 с.

3. Perepyolkln К. I., Oslpov A.S., Ivanov M.N., Zharova J.S. Methods of Continuous Control of Irregularities and Surface Defects in Chemical Threads and Yarns. //FIBRES & TEXTILES In Eastern Europe, May/June 1993, p. 31-33.

4. Колотилова О.С., Осипов A.C. Оценка технического состояния прядильных машин по уровню чистота пряжи. //Кежв.сб.научн. трудов "Разработка высокоэффективных технологических процессов и оборудования, систем управления и автоматизированного проектирования в текстильной промышленности".- М.: 1987,- с.31-34.

5. Oslpov A.S., Perepelkln К.Е., Zharova J.S., Ivanov M.N. Methods of Continuous Control of Nonunlformlty and Surface Defects of Chemical Threads and Yarns. //Zbornlk prednasok so VIII Medzlnarodneho kongresu "FIERIOEM'92".- CSSR, Bratislava, 1992.-p. 90-93.

6. Осипов A.C., Перепелкин К.E., Иванов M.H., Жарова Ю.С. Совершенствование оборудования для контроля дефектности химических нитей. //Науч.-техн.конф. "Совершенствование оборудования для производства химических нитей и волокон". Тез.докл.- Чернигов: НПО "Химтекстиль- , маш", 1992.- с. 190-200.

7. Жарова 0. С., Осипов А. С. Разработка алгоритмов контроля пороков пряжи. //Всесоюзн. науч.-техн. кон®. "Технический прогресс в раз-

витии ассортимента и качества изделий легкой промышености". Тез.докл.- Иваново: 193?.- с. 146.

8. Колотилова Ю. С.. Жаров А.И. Влияние качественный показателей сырья на текнико-зкономичаские показатели текстильного производства и стабильность технологического процесса. // Обл.канФ.молодых ученых. Тез.докл.- Иваново: 1988.- с.224.

9. Осипов А. С., Жарова Ю. С. Зависимость чистоты пряжи от ее толщины//Мещунар. науч.-техн. конФ. "Проблемы развития текстильной и

1 легкой промышленности в современных условиях СПрогресс-92)". Тез. докл.- Иваново: 1992.- с. 48-49.

10. Осипов А. С.. Жарова й. С. Прогнозирование стабильности процесса ткачества на основе информации о качественных параметрах пряж. // Межд. науч.-техн. кон®. "Современные тенденции развития технологии и техники текстильного производства СПрогресс-93)". Тез.докл.- Иваново: 1993.- с.8в-89.

Лицензия S» 020712 от 02.02.93 г. Оригинал подготовпен автором

Подписано к печати 19,04.94 г. Формат 60x6^/16. Печать офсетная Уч.-изд.п.1.3. Усп.печ.п.1,2. Заказ 06 h Тиратк 100 экз. Бесплатно Отпечатано на ротапринте СПГ/ТД 191028, С.-Петербург, ул.Моховая ,26