автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Разработка методов и средств формирования мотальных паковок, повышающих эффективность ткачества

РГ6 од

\ 5 ¡1 ХЕРСОНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ЗУБКОВ МИХАИЛ ПЕТРОВИЧ

13РАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ФОРМИРОВАНИЯ МОТЛЛЫШХ ПАКОВОК,ПОВЫШАЮЩИХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТКАЧЕСТВА

Специальность 05.19.03 - Технология текстильных материалов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Херсон -1993

Диссертация является рукописью

Работа выполнена в-Херсонском индустриальном институте

Научный руководитель: доктор технических наук Чугин В.В.' Научный консультант: кандидат технических наук,

доцент Аксюков В,Л.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Васильченко В.Н. кандидат технических наук, доцент Копытин В.В.

Бедущгя организация ~ Херсонское производственное

хлопчатобумажное, объединение

Защита состоится '" 25" «у/оо^я-я 199а г. в часов

На заседании специализированного совета Л 19.01.01 при

Херсонском индустриальном институте Адрес: 325008, г .Херсон, _Бариславское шоссе, 24

С диссертацией можно познакомиться в библиотеке Херсонского Индустриального института

Автореферат разослан " 22* оусге&Ера 199 г.

Ученый секретарь специализированного

ссззта доктор технических наук.

профессор И.И.ВаЯнер

-'3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работа.Одним из решающих факторов ускорения развития научно-технического прогресса в легкой промышленности является разработка и внедрение в производство новых технологий и високопро- • изводателыюго оборудования. Оснащение ткацких производств высоко -скоростными ткацкими станками ставит новые задачи по совершенство -вшшю процессов подготовки основных и уточных нитей к ткачеству. В настоящее время отечественное оборудование приготовительных пе -роходов в тггачвствь не в полной мере соответствует современном требования?^ В болшинствз случаев оно не включает в себя новые направления и разработки, применяемые на оборудовании зарубекных фирм.

Текстильные предприятия, в основном, оснащепн мотальными наши -нами типа М-2. Однако, мотальные паковки, получаемые па машинах' М-2, обладают рядом характеристик, не удовлетворяющих современ-шм требованиям (нерациональная форма торцов, кгутовая намотка, малая длина нити и др).

Для бесчелночного ткачества важным фактором является длина уточной нити на питающей паковке, ..егкость схода нити, с бобина, стабильность физико-механических свойств пряжи.

Вопросами исследования структуры, формы и поиску путей совершенствования процесса перематывания посвятили свои работы кратчайшие ученые ГордоевВ.А., Ефремов Е.Д., Прошков А.Ф.,' Бородин А.И., Оников Э.А., Минзков А.П., Блюер В.А., Ефремов Р.Д., Кленов В.В., Вайнер VI.И., их ученики и последователи.

Цель и задачи работы. Енедрение в производство современного мотального оборудования требует переосмысления установившихся понятий и нових 'порэти'к'ских разработок. В соответствии с этим основным направлением данной работы является изыскание методов я

средств получения мотальных паковок, о<*эспочиващих высокоэффективную работу ткацкого оборудования.

Для выполнения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

- исследование Форш и структуры мотальных паковок, получаемых на современных машинах М-2;

- изыскание путей увеличения массы мотальных паковок;

- исследование механизмов предотвращения агутовой намотки на мотальных машинах М-2; •

- оптимизация ' процесса перематывания с использованием нового способа предотвращения кгутовой намотки.

Методы исследования. Решение поставленных задач осуществлялось с пр.мэнением экспериментальных методов исследования с использованием методов математической статистики. При проведении экспериментальных исследований были разработаны специальные стенды, установки к различные механизмы, применительно к которым были разработаны ноше методики исследования. В работе применялись и известные метода исследований объемной плотеости намотки пряжи, определения величины скольжения бобины.

Производственные испытания проведены в 'условиях Херсонского ПХБО на мотальных машинах Ы-2, оборудованных разработзтшмн меха -Еизмами предотвращения «тутовой намотки, могильными головками для получения бофшы увеличенной массы с рациональной формой торцов.

Подученные бобины увеличенной массы испольёовались для выработки ткани на сушках СТБ-4-330 в качестве уточннх.пэковок.

&а:чная новизна. В результате проведенных исследований формы и структуры коталыпи паковок, получаемых на машинах М-*,.

- онредолонг закономерность положения кинематического радиуса конических бобин, установлено, что его иг-менекке- по мере 4орг.*ир:>-

вания бобины происходит в пределах от (1)ср+7 мм) до (Вср+14,6 мм);

- разработаны теоретические положения диагностики и прогаозиро-вания явления нарушения структуры тела намотки пряки;

- о'прэделош путл. стабилизации структуры и фзрмы намотки паковок увеличенной массы;

- разработаны механизмы предотвращения гагутовой намотки;

- определены математические модели основных параметров процесса формирования бобин при различных рекимах работы мотальных машш с применением разработанного механизма предотвращения жгутовой намотки;

- применение механизма качания веретена дает дополнительный положительный эффект периодического продольного смещения бобины, позволяющий сущэствешго разуплотнять намотку пряяи в торцах бобины.

Праатичеекая значимость и реализация результатов работы.Исполь-зованио результатов проведенных исследований позволяет стабилизиро * вать работу мотальных машин за счет отключения механизма электро -прерывателя, дает возможность получать мотальные паковки с более равномерным распределением объемной плотности намотки пряки, созда-эг более благоприятные условия сматывашя нити с говэрхнос,ти боби -аы, что повышает эффективность процесса ткачества. Применение цилин-црических бобин увеличенной массы в качестве уточных паковок улучша• эт процесс сматывания нити, предупреждает слеты витков с поверхности паковки при высоких скоростях питания утком высокоскоростных ткацких станков. в

Экономический эффект от внедрения новых механизмов продотвра-цения жгутовой намотки на 12 мотальных машинах и применение бобин увеличенной массы в качестве уточных паковок составил 65,21 гне.руб то ценам на 1990 г.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной рабе кзлоаены и получили полокитэльнуи оценку на научно - техничесг конференциях Московской текстильной академии, Херсонского индусу альюго института в 1992 г., на расширенном заседании кафе; ткачества ХИИ, опубликованы в сборниках научных трудов ЗСерсонскс индустриального института 1930-1992 г.г.

' Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, ш глав, выводов; излокена на {5? с., содержит с. основного тексте. таблиц, 38 рис-, списка использовванной литература, включая 90 наименований па 1 о. и с. приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В введении обоснована актуальность и дана общая характврисг работа.

В первой главе проведен анализ результатов известных исследо иий по проблема совершенствования процесса перематывания пряв целы) выявления положений по теории и практике перематывания пр на мотальные паковки, требупцих новых исследований.

Установле-шо, что при традиционных способах формирования мотальных пзковок имеется ряд вопросов, требуадих неотлок решения, например, вопросы рациональной формы бобин, опташки структуры бобин крестовой намотки, применяемых в качестве уто* на современных ткацких станках, проблема надежного предотврати жгутовой намотки бобин при сохранении высокой проип .юлительш процесса перематывания. проблема увеличения емкости моташ паковок.

Исходя из этого сформулирована цель работы и определены за, решения поставленной цели.

Во второй главе изложены принятые в диссертационной работе зтодики исследования структуры мотальных паковок и кинематических зрагстеристик процесса перематывания. Исследованы основные техноло-ические' параметры процесса перематывання пряжи пневмомеханического пссоОа прядения на конические бобины на мотальных машшах М-2 в словиях Херсонского ПХБО. Установлены математические модели рас -рвдедания объемной плотности прязгд по слоям намотки бобины и изме-еяся плотности намотка в процессе формирования dобин:

л1 -O.oti-i /т.

AI -o,6tzo

Уа = 1,7129'П (2)

■де - объемная плотность намотки без учета радиального давления пряжи вышележащих слоев,' г/см3; ^ - объемная плотность намотки с учетом радиального давления

пряди вышележащих слоев, г/см3. Установлена величина кинематического диаметра конических бобин идя данного £нда оборудования (Dk ~ Dcp+12,4 мм). Рвстте-т величи-аы скольжения бобин относительно мотального барабанчика в процесе их формирования, в среднем проскальаывашм составляет 8,23 %. Разработана методика и определены границы рассеийания точек выхода витков пряхк на торцы бобины.

В третьей главе исследовались возможности увеличения массы пряжи кз паковках л оптимизация процессов формлрования паковок увели -чениой массы,имеющих рациональкуи форму намотки.С этой целью разработана экспериментальная установка на базе машины М-2, на которой нзраЗатына.'Уипь бобины массой до Ü0Q0 г. Исследования проводились с использованием крашеной пряш шшвмомвхакнчзсяого способа прядения линейной плотности 25 текс, при скорости перематывания - 15 м/с.

- в -

В качестве критериев, характеризующих рациональность паковок приняты параметры формы паковки и отсутствие участков с нарушением формируемых слоэв в виде выдавленных на торцы витков ("гофр"). В качестве выходного параметра, характеризующего структуру намотки, пр5шяго распределение объемной плотности пряхи по телу наюгки бобины. Предварительный эксперимент показал, что при формировании бобин массой 3070 г, на цилиндрический патрон диаметром 40 мм, имеют место выдавливания прягш шириной до 30 мм на уровне диаметра намотки в 120 мм. Величина выдавливания вдоль оси паковки состав -ляет 12...15 мм.

Исследование структурных показателей цилиндрической бобины позволило выявить, что закон изменения объемной плотности з зависимости от диаметра по мера ей формирования, рис. I, так же аярокси-«

мирулся степенной функцией ввда:

. _ л -о,ого7 О)

5"0,4О92 • D

л)

I=0,76¿i9-D (4)

Объемная плотность нижнего сдоя под воздействием радиального давления измэняэтся в 1,4 раза. Исследование графиков изменения объемной плотности по слоям пряжи, рис. 2, раскрывает картину образования "гофр". Низший слой к-леет тенденцию постоянного возра -стания объемной плотности, что соответствует теоретическим представлениям изменения ее под воздействием радиального давленая. Анализ изменения объемной плотности в слоях в зоне "гофр" показывает, что вначале фор дровашш этих слоэв происходит возрастание плотности до максимального значения, а затем се. снижение, что противоречит представлению об увеличении плотности под воздействием раздольного дав-лог я вш9Л"же:щ; ■ слозв. Снякение плотности намоют объясняется

Изменение объемной плотности по мере формирования бобины

'у кг

¿'см*

47 О

3 50 290

4 ! 2 Г \Г . "

—^ 7 ' 1 •"

в 9 лг <5 на ы 4 - без учета радиального давления; ,.г - с учетом радиального давления. Рио. I.

г^ -2.1

О, М1Р"'

Изменение объемной плотности по слоям пряжи

V кт Гм>

54(9

460

310

—— —— —,— -¿¡р.

-¿И сл 9Й ои

■ 5 & 1

• " • -V':' С/109

Гис. 2.

ления вышележащих слоев. Снижение плотности намотки объясняет увеличением объема слоя пряжи за счет шдаплинашя 'Эь за тор бобины и, с эдовательно, является причиной образования " х,оф^ Отсюда мошо сделать полезный для практики вага/А вывод:

- вид графика может служить критерием оценки технолог»

ности процесс« формирования бобины;

с целью уменьшения величины "гофр" необходимо стремитьсг ликвидации сникения объемной плотности по мерэ формирования бобю При планировании основного эксперимента в качестве входа параметров приняты: величина натяхения нити при перематываню величина давления и зоне "бобина - мотальный барабанчик".

Результаты эксперимента показали, что натяжение нити оквзывг Существенное влияние на структуру бобины, т.к. воллчина пада! объемной плотности 1гряжи в нижних слоях, уменьшается с увеличеш натяхения пряжи при их формировании. Однако, для достижения по; ного эффекта выравнивания линий графика, величина натяхения ни: Может превысить предельно допустимую.

Влияние величины прижима бобины к мотальному барабанчику структурные показатели имеет несколько другой характер. На графи (рис 3 и 4) изменения объемной плотности намотки бобш , с приме! нием механизмов компенсации массы прязи. наглядно видно существен! уменьшение влияягля сил радиального давления по мере их формировш Однако, влияние сил радиального давления в нижних слоях остаб' довольно собственным, в то время как в верхних слоях оно нг.знач! тельно. Отсюда можно сделать вывод, что для повышения тохколопг ности, целесообразно создание таких условий формирования бобт при готорых будет иметь место равенство степени , влияния < радкачьного давления во всех слоях паковки. Таким образом, по в] графика изменения обьемной плотности, кожяо прогнозировать и ре;

Измвне-ше обмкрой плотности по мерз фэршропания соОШ" о компенсацией массы пряжи

1 - Яоз учетп радиального давления; ;!• ■■ с учетом радиального дагления. Гис. 3.

Изменение объемной плотности по слоям пряжи

е 7

л/?СЛОЯ

Гии. 4.

мевдовать оптимальные вспраючные параметры технологического щ цвсса обоспе'швашке параллальность линий на графтеах 3 и 4.

В результата изыскания необходимого режима формирования ОоОш заданной формы удалось решить доставленную задачу путем уменьшен давления бобины на барабанчик с предварительным нагрукениэм вор тана, усилием, соогв^тотвуюдим массе полной бобины. Предстзвленя графики нэ рис. 5 и 6 свидетельствуют о реализации поставленк цели. Линии на рис.5 параллэльвы, а на рис. 6 - приобрели еще бол упорядочений характер. Текли образом, мотаэ рекомендовать зак изменения ■плотности намотки пряжи по мере нарабатывакия боби описываемый математикесками моделями, при котором получаются боби увеличенной массы и опглиальзгай формы:

£ 1,ое?з- о'АО"

1 , 1,0602 • '

В результате исследова-пй, описанных в гл. 3, на мотальных М1 нах типа М-2, получеш со<Шы оптимальной формы с ровными торца! массой до 3000 г и диамег;.юм намотки до 250 мм.

В четвертой главе изшзгезв характеристика эксцентриковых мэ: низдав предотвращения ягутозой намотки, используемых на мэтрль: машинах М-2, и сделано обоснование целесообразности праменэ механизмов с другими способами рассеивания . жгутовой налэтка частности, способом нарушенгя контакта во фрикционной паре: "мот ный барабанчик - бобина", с целью уменьшения потерь производите,!! нсстн процесса перематывания. За базовый вариант принят махав предотвращения «тутовой наметки периодического действия, работг щего только в период ожидаемого кгутообразо'вания.

Исследование бобин, получзнкнх на мотальных машинах с испол! вавием этого механизма, показало, что форма бобин не вполнз отв£

- 13 -

Изменение объемной плотности ' по мере формирования бобины с компенсацией м^ссн предварительно нагруженного веретена

то

Г4^ 1

^ 1

• ! . .

б 9 лг 18

•1 - без учета радиального давления; 2-е учетом радиального давления. Рис. 5.

гн 27

Изменение объемной плотности по слоям пряш

6 7

Л/? СЛОЯ

рнп. е.

с/с современным требованиям: то-¿гг бобин обрезу юг ступенчатую поверхность, что визваио изманвклам условий формирования бооины в момен -ты вклшения мв>;ншммч r рабс-.у. О целью решения поставленных задач разрчботанц дна чокипшма ¡тредотвращения жгутовой нимотки нового способа действия: механизм цши. веского частичного подъема ьеретена и механизм углового качания оси верэтена в плоскости парялпрльной оси мотального барабанчика.

При исследовании зф&зктивности работы разработанных механизмов выходным критерием принята величина проскальзывания бобины по мо -твльчсму Знпабппчику. Отмечено, что оОа предлагаемых механизма шполшют свою основную {ункцкю по предупреждению жгутообразования.

Исследование величины проскальзывания, при применении первого мехашпма» указывает на незначительную ев гёличину в начале форми -рованм и значительный рост по мере увеличения массы бобини, что свидетельствует о нестабильности работы данного механизма. При использовании механизма углового качания оси вер>тенэ, величина проскальзывания стабилизируется по мере формирования бобины, причем она ниже чом при работе мотальной машины с традиционным способом предобра® няя жгутовой намотки. Производственные испытания этих механизмов на Херсонском IDÍEO покяза.га значительную стабилизацию работы мотальных таган, за счет отключения работы эксцентриковых механизмов предотвращения образования жгутов. Производительность веретена увеличилась на 5Ж за счет повшения скорости перематывания

В пятой главе проведено исследование структурных характеристик бобин, получаемых на машинах М-2, с использованием разработанного механизма углового качания оси веретена. Установлены три наиболее вероятных варианта установки механизмов. Нолученш математические модели процессов перематывания 'конических бобин в рассматриваемых ус-^виях, которые под.верздают целссообпозность использования

предлагаемых механизмов при условна ¡давильной их наладки. Средняя величина проскальз^.жшя ¿обща относамльно поильного барабан-

члсй составляет 3 %, что ти:^ на

% проехал! з,)Ц:анш! при трад-

иционном способе предогвргщенля м-уговой намотки.Характер проокаль-зыьашя бобины, по мотальном!1 барабанчику с изпольгогащнм ьиг.аниз-исб углового качания и при традиционном способа измитсшэеия приЕУ-це1ш на рис 7. Кроме того, иолучоп дополнительный кэлсмитэльннй 8ф-¿екг циклического продольного смииения Собшш относительно мотального барабанчика, вследетвиь чего отклонении граничных линий выхода-дух- витков на торцы бобины увеличилось до 10...10,6 мм, по сравнению с 4...4,Б мм при традиционной намотке. Это позвалзет снизить плотность намотки в торцах с 1.25 раза. Неравномерность распрэдйле-¡ия объемной плотности по сСрсзущзй бобмш, ншк в ¡¿.б.рпвй. В результате внедрении разработок, нредставлеиянх в дасдэртоцхоняоЙ работе, на 12 мотальных машинах Херсонского ШБО,. получен пкоипмй-теский эффчьт С&.2Г тыс. рублей в ценах 1290. Р. . ,,... , ...

Характер проскальзывания Здбишмю мотальному оараЗбЧ'грку .

КАЧАИИО вСй йР.рнтМ'„

»50

гоо ^ мм

П:с. 7.

- 16 -ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

В развитие теории и практики процесса получения паковок пряки разработаны метода и средства формирования мотальных паковок, повышающие эффективность процесса ткачества.

1. С цель» установления зависимости формы и структуры мотальнь паковок и параметров процесса перематывания в условиях Херсонског производственного хлопчатобумажного объединения:

исследована форма, получаемых паковок и установлены основные недостатки процесса перематывания ;

исследован характер изменения объемной плотности пряхи в бобш в процессе еб формирования; . "

исследован характер распределения объемной плотности пряхи сформированной бобине;

определена математическая модель проскальзывания бобины по мо тальному барабанчику;

определен кинематический диаметр - основной параметр процес перематывания, на машинах и-2 пределы его изменения- *зт (Сср+7,0 м да (Юср+14,6 ш);

разработана методика определения степени рассеивания вершин I витков, шкодящих на торцы бобины.

2. С целью увеличения массы мотальных паковок на разработаю вкспершенталыюй установке:

получены цилиндрические бобины с массой пряжи до ЗС УЗ г обье! ной плотностью до 0,4 г/см' и максимальным диаметром намотки 250 I определены математические модем процессе формирования бобш рзэличных условиях;

определены пути стабилизации структуры и формы накатки в пак квх увеличенной массы;

продлозен и исследовал способ стабилизации структуры бобины с шэнешюм устройства компенсации возрастающей массы паковки;

показана практическая ценность результатов исследования для »нки технологичности процесса перематывания;

установлено наиболее существенное влияние на структуру намотка м давления в зоне контакта "бобина - мотальный барабанчик".

3. С цольи повышения эффективности работы мотальных машин: разработаны механизмы предотвращения жгутовой намотки для роа-

шции двух способов периодического изменения контакта бобшш с ?алышм барабанчиком;

установлено, что наиболее эффективным является способ углового [алия веретена относительно оси мотального барабанчика.

4. С целью оптимизации процесса перематывания с использованием ¡работанного механизма по предлагаемому способу углового качания ютена относительно оси мотального барабанчика:

установлены величины проскальзывания бобины щ поверхности ба -(анчика;

разработаны математические модели этого процесса; • установлена зависимость эффективности процесса перематывания от »актера работа механизмов предотвращения кгутовой немотки;

определены параметры наладки предлагаемого механизма продотвра-ия кгутовой намотки;

рекомендуется величина продольного смещения бобшш при углевом 'вгши оси веретена 2...4 км, что" позволяет существрино снизить непомерность распределения обьемной плотности намотки пряжи;

неравномерность распределения объетой плотности намотки в учаекчх бобинах в 2...3 раза нике, чем в бобинах, получаемых тра-ионным способом намотки; рассеивание вершин дуг выхода витков в торцевых участках бобиц

позволяет снизить обьемную плотность намотки на малом торце на 17% на 30% на большом и увеличить е8 в средних участках, на 11,2%.

5, Разработанные механизмы установлены на 12 мотальных машин Херсонского ПХБО.

6. Предложенные разработки показали эффективность их применен Экономический оффект г 19Э0 г. составил 65.21 тыс.руб.

ОСНОВНОЕ СОДВРИЮЮ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДШЦИХ РАБОТАХ

1. Якубицкая И.А., Иедошзкй М.Н., Зубков Ы.П., Бондарь Л. Оптимизация формы бобин, предназначенных- для бесчелночного ткс чества // Совершенствование щюцессов и технологического оборудова

. ния ткацкого производства.-М..:ЦШОГГЭИлегпрс)М.-Сб.научн.'грудов ХКИ. 1989.- С.43,..44.

2. Зубков М.П., Якубицкая И.А. Совершенствование процес подготовки уточной пряжи к Зесчелночному ткачеству//Новое в тегах и технология текстильного производства.гМ. гЦЕШТЭИлегпром.-Сб.науч трудовов ХИИ.-1990.-С.4...3.

3. Зубков М.П., Яку&щкая И. А. Анализ путей совершенствова! механизмов мотальных машин// Нормализация технологических процесс ткацкого производства и параметров тканых структур.-М.:ШШТЭШш1 пром.- Сб.научн.трудов ХИИ.--1991.-0.4...6.

4. Зубков М.П., Якубицкая И.А. Способ предотвращения кгуто! намотки при наматывании х/б пряжи на конические бэбины//Разработк1 использование ресурсосберегающих технологий в текстильном произвд стве.Научно-практическая конференция,14-16 октября 1992 г Лез. док. Херсон. -К. Общество "Знание" Украиш. 1992. ~С „ S7... 63.

5. Зубков М.П., Якубнцкая И.А. Способ предотвращения жгутовой амотки при наматывании х/б пряки на конические бобины//Теория и рактика бесчелночного ткачества. Российская республиканская научная онференция, 24-26 ноября Г992г.Таз.докл.~М. :МГТА,1992.-С.П.

6. Зубков М.П. Изыскание путей увеличения массы мотальной па-овки//Теория и практика бесчелночного ткачества. Российская респуб-иканская научная конференция, 24-26 ноября 1992г.Тез.докл.-М.:МГГА, 992.-0.21...22.

7. Аксюков В.Л., Зубков М.П.« Якубицкея И.А. Совершенствование ехнологических процессов подготовки уточной пряхи для бесчелночного качества:-«.,1990.-Деп.ЩШТЭИлегйром, К 01690053750.

8. Якубицкая И. А., Зубков М.П. Иймёненив вазико-мэханических войств х/б пряжи пневмомеханического способа ярядавНя 8 процессе ев годготовй! к бесчелночному ткачестэу:-М. ,1991.-Дйп.ЩШИТЭЯп9гпрои, Г 01860126686.