автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Разработка оборудования для повышения эффективности процесса локальной герметизации ниточных строчек

003475308

На правах рукописи

Новоселов Артем Юрьевич 2 О А В Г 2009

РАЗРАБОТКА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ЛОКАЛЬНОЙ ГЕРМЕТИЗАЦИИ НИТОЧНЫХ СТРОЧЕК

Специальность 05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (легкая промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иваново-2009

003475308

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ивановская государственная текстильная академия» на кафедре технологии швейных изделий.

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор Веселов Валерий Викторович Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Проталинский Сергей Евгеньевич кандидат технических наук,

доцент Тувин Александр Алексеевич

Ведущая организация -

государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования «Российский заочный институт текстильной и легкой промышленности».

Защита состоится «10» сентября 2009 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 212.061.01 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ивановская государственная текстильная академия» по адресу: 153000, г. Иваново, проспект Ф. Энгельса, 21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановской государственной текстильной академии.

Текст автореферата размещен на сайте ИГТА: http://www.igta.ru/html/raznoe/avtoref/kandidatsk.html.

Автореферат разослан «_» августа 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Кулида Н.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. В настоящее время прослеживается тенденция к расширению технологических возможностей швейного оборудования за счет агрегирования основной технологической операции с другими операциями, не ухудшающими результаты основного процесса. Использование такого подхода позволяет перейти на параллельные технологии обработки и в достаточной степени увеличить производительность труда, сократить материальные и трудовые затраты и повысить качество выпускаемой продукции, что обеспечивает ее высокую конкурентоспособность на мировом рынке. Кроме того, швейное производство нередко вступает в противоречие со сферой текстильного отделочного производства, выпускающей материалы со специальной отделкой для водозащитных изделий, поскольку способность готовой продукции защищать от проникновения атмосферной влаги оказывается значительно меньшей по сравнению с самим материалом, из которого она изготовлена. Это, безусловно, оказывает негативное влияние на эксплуатационные и функциональные свойства водозащитных швейных изделий и связано с недостаточной способностью мест ниточных соединений не пропускать влагу внутрь в местах прокола ткани иглой. В частности, одним из условий получения качественного водонепроницаемого шва является точное нанесение герметизирующего вещества в отверстие от прокола иглой и максимально равномерное распределение его по высоте канала от прокола иглой. Достигнуть этого можно только путем разработки и применения специального автоматизированного технологического оборудования, позволяющего точно управлять процессом нанесения герметика. Актуальность темы данной работы подтверждена результатами анкетирования людей, непосредственно участвовавших в контртеррористических операциях в Чеченской республике. Так, 70 из 120 респондентов отметили неспособность одежды защищать от осадков. В ходе общения с сотрудниками спецподразделений, кроме всего прочего, ими были высказаны претензии к защитным свойствам костюма в части намокания его через швы во время дождя или снега, а также во время выполнения мероприятий при длительном нахождении в снегу. Проведенные исследования показали, что нарушение структуры тканей в области шва в результате механических повреждений иглой приводит к снижению исходного уровня водоупорности готового швейного изделия на 30...40% в статических условиях. В динамических условиях опорная поверхность шва промокает за 2-3 минуты. Все эти факты еще раз доказывают необходимость осуществления герметизации ниточных соединений при изготовлении изделий специального назначения. Помимо всего прочего, на рынке наблюдается дефицит удовлетворяющего промышленных потребителей технологического оборудования для получения герметизированных ниточных

соединений: существующие разработки либо крайне дорогостоящи, либо обладают не вполне удовлетворительными технологическими результатами герметизации, в числе которых повышенная жесткость ниточного шва и увеличенный расход герметизирующих материалов.

Цель работы заключается в снижении материалоемкости процесса герметизации (уменьшении расхода герметизирующих материалов) и повышении качества герметизируемых ниточных соединений, которое выражается в отсутствии увеличения их жесткости. Цель достигается посредством разработки автоматизированного технологического комплекса (АТК), реализующего технологию локальной гидрофобизации и установления наиболее рациональных параметров его функционирования.

Для реализации поставленной цели в диссертационной работе решены следующие научные и технические задачи:

- изучены существующие на рынке технико-технологические решения для повышения водоупорности ниточных швов;

- проведено технико-технологическое исследование прототипа комплекса для герметизации ниточных строчек с целью выявления его недостатков;

- разработаны схема импульсной системы дозирования гидрофобизирующего состава и принципиальная схема комплекса;

- определен способ синхронизации процессов стачивания и гидрофобизации;

- подобраны элементы информационной системы, позволяющей управлять процессом нанесения жидкофазной полимерной композиции в проколы ткани иглой, а также остальные элементы АТК;

- получены математические зависимости для определения рациональных параметров нанесения герметика в места отверстий от перфорации пакета тканевых материалов иглой;

- проанализированы технологические результаты герметизации ниточных строчек, выполненной на спроектированном оборудовании, а также его экономическая эффективность.

Общая характеристика объектов и методов исследования. За основной объект исследования в диссертационной работе выбран спроектированный автоматизированный машинный агрегат для герметизации ниточных соединений, а за предмет исследования - процесс нанесения герметизирующего состава в места перфорации тканевых материалов иглой при стачивании на вновь разработанном машинном агрегате.

В качестве теоретической основы диссертационной работы использованы системный анализ, гидродинамика вязких жидкостей, теория дозирования жидких сред. В работе применены методы математической статистики, физико-технические методы экспериментальных исследований, в т.ч. промышленные

методы и средства исследования свойств материалов и пакетов швейных изделий.

Обработка результатов экспериментальных исследований, построение математических моделей и графических изображений отдельных узлов, деталей и схем установки осуществлены с использованием стандартных программ, входящих в пакет Microsoft Office, а также MS Visio 2003, программных CAD-систем MathCAD, AutoCAD, КОМПАС-ЗО, LabWiev 8.0 и FluidDraw.

Достоверность научных положений и выводов базируется на методах математического анализа, результатах натурного эксперимента, а также подтверждается полученным актом производственной апробации результатов работы.

Научная новизна работы:

• разработан и обоснован новый принцип построения структуры автоматизированного машинного агрегата для реализации запатентованной технологии локальной герметизации мест ниточных соединений на базе универсальной швейной машины челночного стежка;

• методами математического и компьютерного моделирования решена задача определения рациональных параметров процесса подачи герметизирующего состава в места перфорации тканевых материалов иглой при стачивании;

• в среде графического программирования LabView разработана программа расчета полного спектра значений времени дозирования в зависимости от толщины пакета стачиваемых материалов, вязкости герметика, перепада давления, диаметров иглы и швейных нитей.

Новизна разработанного оборудования подтверждена положительным решением о выдаче патента РФ на изобретение №2008105682/12(006157).

Практическая значимость

Разработанный промышленный образец автоматизированного технологического комплекса, реализующий параллельный процесс соединения и герметизации мест ниточных соединений на основе объемного заполнения каналов отверстий, образованных иглой в процессе стачивания деталей водозащитной одежды, может использоваться в качестве альтернативного решения для получения швов с водозащитными свойствами при изготовлении изделий специального назначения, таких, как туристические палатки, костюмы бойцов спецподразделений, пожарных, спальные мешки, чехлы для боевой техники и т.д.

Доказана экономическая и технологическая эффективность разработанного оборудования при получении водонепроницаемых швов.

Разработанный машинный агрегат способствует снижению материалоемкости процесса герметизации вследствие высокой степени

локализации нанесения жидкофазного полимера в проколы ткани иглой и соответствующему снижению себестоимости готовой продукции.

Автор защищает:

- технико-технологическую концепцию автоматизированного технологического комплекса (АТК) для получения герметизированных ниточных строчек швейных изделий специального назначения;

- математическое описание определения рациональных технологических параметров работы спроектированного оборудования, полученное при помощи математического анализа и компьютерных средств обработки данных;

- технологическую эффективность разработанного машинного агрегата.

Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены и получили положительную оценку:

- на международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (ПРОГРЕСС - 2006, ПРОГРЕСС - 2008);

- межвузовской научно-практической конференции «Теоретические знания

- в практические дела», проходившей на базе филиала ГОУ ВПО «Российский заочный институт текстильной и легкой промышленности» (г. Москва) в г. Омске в 2008 году;

- межвузовской научно-практической конференции «Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности» (Лен — 2008), проходившей на базе ГОУ ВПО «Костромской государственный технологический университет» в 2008 году;

- заседаниях кафедры технологии швейных изделий Ивановской государственной текстильной академии в 2006-2008 годах.

Получен акт апробации экспериментальной установки на базе машины «JUKI» модели 8700 DDL в условиях производственных мощностей Управления Федеральной службы исполнения наказаний России (УФСИН) по Ивановской области.

Промышленный образец автоматизированного комплекса удостоен золотой медали выставки научных достижений Ивановской области «ИННОВАЦИИ - 2007» в номинации «За высокий инновационный потенциал разработки».

За разработку «Автоматизированный комплекс для герметизации мест ниточных соединений деталей швейных изделий» получен диплом VIII Московского международного салона инноваций и инвестиций.

Работа, материалы которой входят в диссертацию, удостоена золотой медали открытого конкурса на лучшую научную работу студентов по естественным, техническим и гуманитарным наукам 2006 года, проходившего на базе МГТУ им. А.Н. Косыгина, в разделе «Технология материалов текстильной и легкой промышленности», а также признана лучшей на конкурсе

выпускных квалификационных работ в рамках 3-го тура всероссийской студенческой олимпиады 2006 года (г. Владивосток) по направлению 260900 «Технология и конструирование изделий легкой промышленности» в номинации «Проектные исследования для повышения эффективности производства».

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 2 статьи, 6 тезисов докладов, 1 свидетельство на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит введение, литературно-аналитический обзор (1 глава), описание методики проектирования (2 глава), разработку математической модели (3 глава), программу и методики проведения экспериментальных исследований, а также оценку экономической эффективности (4 глава), список использованной литературы (95 наименований), 8 приложений. Работа содержит 153 страницы, 49 рисунков и 14 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследования, показана научная новизна и практическая значимость работы.

Первая глава содержит классификационные и общие сведения о существующих технико-технологических решениях, направленных на получение водоупорных ниточных соединений швейных изделий. Установлено, что наибольшее применение для получения герметизированных швов в условиях современного производства получила технология нанесения специальной клеевой или термопластичной ленты на поверхность шва.

Показано, что как в отечественной, так и в зарубежной швейной промышленности отсутствуют технология и оборудование по выполнению процесса операции стачивания с одновременной локальной гидрофобизацией мест ниточных соединений деталей водозащитной одежды. Рассмотрены недостатки традиционных методов и реализующих их технических средств для получения герметизированных швов, основными среди которых являются увеличение жесткости швов, значительный расход герметизирующих материалов, высокая стоимость оборудования для гидрофобизации, большое количество вспомогательных приемов. Показана сущность новационной технологии локальной гидрофобизации мест перфорации тканевых материалов иглой, при которой в процессе выполнения стачивающей строчки на швейной машине в зоне перемещения зубчатой рейки сразу за игольным отверстием подается через сопло под давлением жидкофазный герметик, который

впрыскивается со стороны нижней (рис. 1,а) или верхней (рис. 1,6) поверхности строчки в процессе холостого хода зубчатой рейки, что в итоге обеспечивает требуемый технологический эффект герметизации ниточного шва.

всасывающее сопло игла подающее сопло игла

а б

Рис. 1. Схематическое изображение подачи герметика в проколы ткани иглой

Выявлены технические недостатки существующего прототипа установки для реализации вышеозначенной технологии, среди которых можно выделить следующие:

- невозможность реализации в полной мере дискретного нанесения герметика в проколы ткани иглой вследствие ориентации исполнительных органов и систем на пневмомеханическое управление;

- наличие в конструкции устройства неунифицированных и устаревших технических компонентов, что сказывается на качестве выполнения технологического процесса гидрофобизации швов и делает невозможным запуск установки в промышленное производство;

- отсутствие в структуре установки современных электронных компонентов автоматики, позволяющих осуществлять полноценный контроль над функционированием АТК и управлять нанесением полимерной композиции в рабочую зону обработки.

Намечены принципы создания автоматизированного технологического комплекса (АТК) для получения водонепроницаемых ниточных соединений, отвечающего необходимым требованиям к созданию сложных технических систем.

Во второй главе описана методика создания автоматизированного технологического комплекса (АТК) для гидрофобизации швов с учетом рассмотренных недостатков прототипа и необходимости кардинального пересмотра структур его подсистем. При этом подразумевается сохранение

технологических возможностей швейной машины и их расширения за счет герметизирующей обработки, не ухудшающей условия стачивания. Подход должен обеспечивать высокую точность нанесения герметика в отверстия прокола ткани иглой, модульный принцип построения технических средств реализации технологии гидрофобизации для обеспечения удобства обслуживания и быстрого монтажа на другое швейное оборудование, а также наличие возможностей по дальнейшей автоматизации и модернизации.

Для разработки рациональной схемы построения подсистемы дискретной подачи жидкофазного полимера в места перфорации тканевых материалов иглой на основе литературных источников сформирована теоретическая база по системам дозирования различного назначения. Рассмотрены сведения, классифицирующие методы и технологические системы регламентации расходов жидких сред по ряду фундаментальных признаков. Установлено, что требованиям, предъявляемым со стороны технологического процесса к оборудованию, соответствует импульсная система дозирования напорного действия с объемным методом выдачи дозы, исполнительным устройством которой является электромагнитный пневмогидравлический клапан. Управление расходом построено на совместном изменении технологических параметров работы пневмогидравлической системы, а также широтно-импульсном модулировании управляющего электромагнитным клапаном сигнала.

Вторая часть главы посвящена созданию и изучению структуры подсистемы синхронизации двух процессов: стачивания и герметизации, базирующейся на использовании высокотехнологичных компонентов автоматики, таких, как программируемый логический контроллер (ПЛК), являющийся основным техническим элементом управления процессами, и датчик угла поворота (инкрементный энкодер), выполняющий в системе роль корректирующего устройства. Особое внимание при создании АТК уделено выбору ПЛК, который является наиболее дорогой и ответственной частью автоматизированной системы. Оптимальный вариант ПЖ определялся методом экспертных оценок, в результате которого для каждой рассматриваемой позиции вычислялась интегральная оценка, позволяющая сравнить ПЛК по совокупности характеристик и потребительских свойств.

С учетом имеющегося на рынке пневмогидравлического оборудования и компонентов автоматизации подобрана элементная база будущего комплекса, основой которого послужила универсальная швейная машина «JUKI» DDL-8700.

Разработана общая принципиальная схема АТК (рис. 2).

РД1 - регулятор грубой настройки давления; РД2 - регулятор точной настройки давления; ВР - регулятор давления вакуума; М - манометр; В -вакуумметр; ВУ - фильтр-влагоуловитель; ПЛК - программируемый логический контроллер; ЭК - электромагнитный клапан.

Рис. 2. Принципиальная схема комплекса для герметизации мест ниточных соединений специальной одежды

Комплекс функционирует следующим образом. В начале каждого цикла стежкообразования игла швейной машины из крайнего верхнего положения начинает движение вниз за счет изменения величины углового перемещения главного вала машины, на котором закреплен инкрементальный энкодер 2, осуществляя таким образом прокол материала. Энкодер 2 фиксирует приращение угла поворота главного вала с точностью до долей градуса и передает информацию через проводное соединение в программируемый контроллер 5. Контроллер по заранее написанной на языке релейной логики программе в момент, когда начинается холостой ход зубчатой рейки, перемещающей материалы, подает команду на дискретный выход, соединенный с катушкой нормально закрытого электромагнитного клапана 14, к которому присоединена нагнетающая гидравлическая линия, соединенная с

напорной емкостью 20, в которой создается изменяемое регуляторами грубой и точной настройки 9 и 11 соответственно постоянное избыточное давление. Нагнетающая пневматическая линия питается от компрессора 13. Клапан 14 при подаче на него импульса постоянного тока открывается на определенное время, рассчитанное теоретико-экспериментальными методами, осуществляя дискретную подачу микродозы жидкофазного герметика при соответствующем давлении по направлению к подающему соплу 21, закрепленному на лапке швейной машины. После чего микрообъем гидрофобизатора впрыскивается через сопло точно в отверстие от прокола ткани иглой, которое в этот момент уже переместилось на требуемую длину стежка.

Наряду с подающим герметик соплом 21 соосно ему с нижней стороны игольной пластины закреплено всасывающее сопло 22, соединенное с вакуумной пневматической линией. Данное сопло обеспечивает давление вакуума определенной величины, что увеличивает градиент заполнения отверстия от прокола с образованным в нем переплетением ниток жидкофазным гидрофобизирующим составом.

Третья глава посвящена теоретическому исследованию функционирования созданного машинного агрегата, которое заключается в получении математических зависимостей для расчета параметров процесса подачи герметика в рабочую зону обработки.

Методика расчета на основе уравнения Бернулли с учетом инерционного напора времени дозирования импульсной системой подачи герметика комплекса учитывает перепад давления, показатель кинематической вязкости рабочей среды и толщину стачиваемого пакета материалов, важные параметры пневмогидравлической системы (длины и диаметры подводящих трубопроводов, вид и расположение местных сопротивлений). Конечная совокупность математических зависимостей учитывает ограничения, накладываемые скоростью стачивания и техническими параметрами исполнительного устройства (ИУ) системы дозирования:

где tд - время дозирования, с; - время, за которое доза жидкости проходит при единичном цикле дозирования по основному (подающему) трубопроводу, с; 1п - время перекрытия ИУ системы импульсного дозирования, с; КРХР -коэффициент рабочего хода зубчатой рейки; п - частота вращения главного

<< <-'1-КРХР);

вала швейной машины, об/мин; 1:Ср- предельное время срабатывания исполнительного устройства системы дозирования (электромагнитного клапана), с;

где у - приближенное значение скорости в рассматриваемом сечении, м/с; 50 -площадь поперечного сечения подающего трубопровода, м2; У0 - объем единичной дозы, м3;

у = арЛ/2Ар с/р,

где ар - коэффициент расхода; р - плотность жидкости (в данном случае гидрофобизатора) кг/м3; с! - диаметр основного трубопровода, м; с! - диаметры остальных трубопроводов системы, м; / - длина 1-го участка трубопровода, м;

г

Лрс =Ро -Ра

где р0 - давление в напорной емкости, Па; ра - давление на выходе подающего сопла, Па; г0 - га = Ь - перепад высот между уровнями напора и слива, м;

где - приведенный коэффициент сопротивления системы.

Для вычисления полного спектра значений времени дозирования в среде LAB View создана программа, позволяющая в интерактивном режиме получить числовые значения режимов работы АТК и представить их в удобной для последующего анализа графической форме. В программном алгоритме помимо вышеуказанных параметров учитываются диаметр иглы и используемых швейных нитей. Под термином «режим работы» подразумевается то, что каждому значению перепада давления подачи и давления в вакуумной линии, взятому при конкретной вязкости герметика и толщине стачиваемого пакета материалов, соответствует единственно возможное значение времени дозирования. Рациональным режимом работы комплекса можно назвать комбинацию «перепад давления и соответствующее ему время дозирования»,

ил

2Др

с

1

а

выбранную из полученного в результате выполнения программы массива числовых данных.

В четвертой главе представлены экспериментальные результаты исследования процесса гидрофобной обработки ниточных швов на спроектированном машинном агрегате, а также оценка его экономической эффективности.

Целью практических опытов ставилось доказательство возможности получения на созданном АТК герметизированных ниточных строчек с высокими показателями водоупорности при установленных теоретическим путем параметрах времени дозирования и давления подачи герметика. В качестве химического гидрофобного реагента при осуществлении герметизации строчек использовался водный раствор АЯКОРНОВ КРК фирмы «С1апапЬ>, применяемый в промышленном производстве для водоотталкивающей отделки тканевых материалов и обладающий высокими показателями устойчивости к стиркам и химическим чисткам.

На первичном этапе проводилась оценка возможности осуществления герметизирующей обработки по эстетическим показателям:

• наличие качественной ниточной строчки;

• отсутствие загрязнений швейной машины и полуфабриката;

• равномерность герметизирующей обработки.

На втором этапе способность ниточного соединения сопротивляться проникновению атмосферной влаги оценивалась на соответствующем лабораторном оборудовании по таким параметрам, как статическая Вс и динамическая Вд водоупорность. Под термином «водоупорность» понимается способность ниточного соединения или тканевого материала сопротивляться проникновению влаги под воздействием статической либо динамической нагрузки.

В ходе практических исследований, полученных на АТК герметизированных строчек, установлено, что в пределах рациональных режимов обработки достигается уровень водоупорности, превышающий аналогичный параметр необработанных швов и ткани. Так, водоупорность в статических условиях обработанного шва по отношению к необработанному увеличивается в зависимости от сочетания параметров обработки в среднем на 390%. Наибольший интерес же представляют результаты изменения водоупорности стачного шва в динамике (рис. 3 и рис. 4).

Подверженные действию воды участки опорной поверхности одежды испытывают циклические динамические нагрузки растяжения, изгиба и трения. Практика показывает, что герметизированные при стачивании ниточные швы в условиях циклического растяжения и изгиба имеют водоупорность, в среднем в 5раз большую, чем негерметизированные.

Давление подачи, кПа

А Обработанный шов

(вязкость герметика 5 сСт)

—- ~ Обработанный шэв

(вязкость герметика 10 сСт)

—&— Обработанный шов

(вязкость герметика 15 сСт)

—*—Ткань (1 слой)

—Необработанный шов (4 слоя)

Рис. 3. Зависимость динамической водоупорности герметизированной строчки от давления подачи и кинематической вязкости герметика

« —

-

2 3 4 5 6

Давление подачи, кПа

♦ " Пакет тканей (2 слоя)

—Пакет тканей (3 слоя)

—я— Пакет тканей (4 слоя)

-Ж— Ткань (1 слой)

Необработанный шоа (4 слоя)

Рис. 4. Зависимость динамической водоупорности герметизированной строчки от давления подачи и толщины обрабатываемого пакета ткани (при кинематической вязкости герметика 5сСт)

Определено, что расход гидрофобизатора составил 4,71-10~5дм3/м, что в 10 раз меньше в сравнении с прототипом.

Исходя из анализа полученных графоаналитических зависимостей изменения расхода от толщины стачиваемого пакета тканей и величины кинематической вязкости герметика, сделан вывод, что при кинематической вязкости гидрофобизатора в 5сСт, при которой достигаются наилучшие показатели по водоупорности ниточных строчек, его расход на один метр ниточной строчки прямо пропорционален толщине стачиваемого пакета материалов.

При помощи методов математической статистики рассчитана относительная погрешность системы дозирования комплекса, составляющая 1%, что является допустимым показателем для систем дозирования объемного принципа действия.

Физико-механические показатели оценки включали устойчивость обработанных ниточных строчек к однократной химчистке, к стиркам, а также показатель жесткости обработанного ниточного шва, определяемый на приборе ПЖУ-12М «Ивмашприбор» (Россия) методом кольца. Метод предусматривал определение жесткости в зависимости от массы металлических шариков, необходимой для прогиба согнутой в кольцо полоски на 1/3 диаметра. За показатель жесткости принималось среднее арифметическое результатов испытания трех проб.

Однократная химчистка проводилась в условиях предприятия службы быта с использованием в качестве химического реагента препарата «Эсканол-С» на пятновыводном оборудовании ВМ Бйго с последующей обработкой в машине химчистки.

Стирку образцов проводили в соответствии с требованиями ГОСТ 12.4.049-78 «Ткани хлопчатобумажные и смешанные для спецодежды. Метод определения устойчивости к стирке».

Исследование показателей водоупорности подвергнутых химической чистке и стирке 2-, 3- и 4-слойных тканевых образцов, обработанных при вязкости полимера в 5сСт, показывает, что водоупорность герметизированных на АТК швов снижается после 5 стирок на 35, 33 и 20% для 2-, 3- и 4-слойного пакета материалов соответственно. После однократной химической чистки параметр водоупорности шва снижается на 27, 24 и 19% для 2-, 3- и 4-слойного пакета материалов соответственно. Исследование жесткости герметизированных ниточных швов показало, что изменение данного параметра незначительно и находится в пределах интервала погрешности измерительного прибора (рис. 5).

ш Негерметшированньм шов

Обработанный шов (при вязкое™ герметика 5 с Су)

ва Обработанный шов (при вязкости герметика 10сСт)

□ Обработанный шов (при вязкости герметика 15сСт)

2 слоя

4 слоя

Рис. 5. Зависимость показателя жесткости герметизированных ниточных швов от толщины пакета стачиваемых материалов и кинематической вязкости герметика

Сравнение отдельных экономических показателей проводилось на базе рассмотрения двух технико-технологических решений, одно из которых подразумевает локальный способ гидрофобизации, а другой - получение водоупорных ниточных швов путем нанесения термопластичной ленты с использованием оборудования фирмы «КоиссЬ>. Теоретический расчет показал, что экономический эффект от применения спроектированного автоматизированного комплекса с соответствующей адаптацией структур его подсистем под условия производственных предприятий составляет 185,4 тыс. рублей (при проведении анализа в качестве базового варианта было взято аналогичное в плане целей технологическое оборудование фирмы «КоиссЬ>). Увеличение экономического эффекта произошло за счет снижения себестоимости обработанного изделия вследствие сокращения расхода герметизирующих вспомогательных материалов и увеличения нормы закладываемой прибыли, ставшего возможным в условиях снижения стоимости гидрофобной обработки.

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Теоретически и экспериментально доказана возможность агрегирования процесса стачивания и герметизации мест ниточных соединений на тканях с водоотталкивающей отделкой. Спроектирован автоматизированный машинный агрегат для герметизации ниточных строчек с учетом специфических требований к выполнению концентрированной операции стачивания и герметизации.

2. Представлены математические зависимости для определения рациональных параметров процесса гидрофобизации на созданном оборудовании, позволяющая определить наиболее рациональные параметры обработки ниточной строчки и обеспечивающая достижение требуемого герметизирующего эффекта при минимальных экономических затратах.

3. Показано, что изменение кинематической вязкости герметизирующего раствора наряду с изменением давления подачи герметика и толщины пакета стачиваемых материалов оказывает существенное влияние на величину времени дозирования. С увеличением давления подачи, изменением объема единичной дозы (что неизбежно происходит при увеличении толщины пакета), а также уменьшением кинематической вязкости жидкофазного герметика, время дозирования также увеличивается.

4. Экспериментально установлено, что в пределах рациональных режимом обработки достигается уровень водоупорности ниточных строчек, превышающий водоупорность необработанных строчек и ткани.

5. В результате проведенного технико-экономического анализа доказано, что по совокупности важных экономических показателей, в частности таких, как экономический эффект и условно-годовая экономия, технология герметизации, реализуемая на спроектированном опытном образце АТК, превосходит существующую технологию гидрофобной обработки швов водозащитной одежды, заключающуюся в проклеивании уже сформированных ниточных соединений специальной лентой с использованием машины фирмы «КоиссЬ>.

6. Полученные результаты исследования способа локальной герметизации швов и реализующего его оборудования позволяют рекомендовать данную технологию, а также сконструированный АТК в качестве альтернативы уже существующим на рынке методам и техническим средствам для получения защищенных от воздействия атмосферной влаги ниточных соединений деталей швейных изделий специального назначения.

ПУБЛИКАЦИИ, ОТРАЖАЮЩИЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи

1. Новоселов, А.Ю. Автоматизированный комплекс для герметизации мест ниточных соединений швейных изделий [Текст] / А.Ю. Новоселов, В.В. Веселов // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2008. - № 6. - С.73 - 76.

2. Новоселов, А.Ю. Технологический комплекс для локальной герметизации ниточных строчек [Текст] / А.Ю. Новоселов, В.В. Веселов // Изв. вузов. Технология легкой промышленности. - 2009. - № 2. - С.7 - 10.

Материалы научных конференций, выставок и тезисы докладов

1. Новоселов, А.Ю. Математическая модель герметизации мест ниточных соединений [Текст] / А.Ю. Новоселов, В.В. Веселов, Метелева О.В. // Современные наукоемкие и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности. Прогресс-2006: тез. докл. международ, научн.-техн. конф./ Иваново: ИГТА, 2006. - С. 87.

2. Новоселов, А.Ю. Автоматизированный комплекс для герметизации мест ниточных соединений швейных изделий [Текст] / А.Ю. Новоселов, В.В. Веселов // Современные наукоемкие и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности. Прогресс-2008: тез. докл. международ, научн.-техн. конф./ Иваново: ИГТА, 2008. - С. 134.

3. Новоселов, А.Ю. Автоматизированный комплекс для герметизации мест ниточных соединений швейных изделий [Текст] / А.Ю. Новоселов, В.В. Веселов, Сурикова М.В.// Ивановский инновационный салон «Инновации -2007»: каталог экспонатов выставки научных достижений Ивановской области. -Иваново: ОАО «Издательство «Иваново», 2007. - С. 72.

4. Новоселов, А.Ю. Разработка совмещенного процесса клеевой герметизации ниточных соединений [Текст] / А.Ю. Новоселов, В.В.Веселов // Теоретические знания - в практические дела: тез. докл. межвузов, науч.-техн. конф. 4.1. - М.: РосЗИТЛП, 2008. - С. 260.

5. Новоселов, А.Ю. Автоматизированный комплекс для герметизации мест ниточных соединений швейных изделий [Текст] / А.Ю. Новоселов, В.В. Веселов // Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности (Лен - 2008): тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. -Кострома: КГТУ, 2008. - С. 87-88.

6. Новоселов, А.Ю. Автоматизированный комплекс для герметизации мест ниточных соединений швейных изделий [Текст] / А.Ю. Новоселов, В.В.Веселов //III Международная научно-техническая конференция «Достижения

текстильной химии - в производство» («Текстильная химия - 2008»): тез. докл. науч.-техн. конф. - Иваново: Институт химии и растворов, 2008. - С. 161-162. 7. Свидетельство на полезную модель № 53291 Российская федерация, МКИ D 05 В 29/06. Прижимная лапка швейной машины [Текст]/Новоселов А.Ю., Веселов В.В.; заявитель и патентообладатель Ивановская государственная текстильная академия. - №2005116873/22; заявл. 06.01.2005; опубл. 05.10.2005, Бюл. №13. - Зс.

Выражаю особую благодарность проректору по информатизации и международным связям ГОУ ВПО «ИГТА», канд. техн. наук, профессору Смирнову А.Н. за оказанную помощь в подготовке диссертационной работы.

Подписано в печать 17.06.2009. Формат 1/16 60x84. Бумага писчая. Плоская печать. Усл. печ. л. 0,95. Уч.-изд. л. 0,9. Тираж 80 экз. Заказ № 779 Редакционно-издательский отдел ИГТА

Копировально-множительное бюро 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 21

Типография ГОУСПО Ивановского энергоколледжа, 153025, г. Иваново, ул. Ермака, 41. Тел.: 37-52-44, 32-50-89 E-mail: tip-l@mail.ru, www.tipl.ru

ВВЕДЕНИЕ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Глава 1. ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫХ ШВОВ

ВОДОЗАЩИТНОЙ ОДЕЖДЫ.

ВЫВОДЫ, ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ РАБОТЫ.

Глава 2. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА (АТК) ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ МЕСТ НИТОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ДЕТАЛЕЙ СПЕЦИАЛЬНОЙ ОДЕЖДЫ.

2.1 Общие подходы к проектированию. Анализ прототипа.

2.2 Выбор структуры и компонентов системы автоматического дозирования (САД) герметика.

2.2.1 Классификация способов дозирования жидкости.

2.2.2 Классификация систем дозирования жидкостей.

2.3 Структура импульсной системы дозирования комплекса для герметизации швов.

2.4 Структура комплекса.

2.5 Выбор технических компонентов устройства.

2.5.1 Насос-компрессор.

2.5.2 Электромагнитный клапан (ЭК).

2.5.3 Клапаны-регуляторы давления.

2.5.4 Контрольно-измерительные приборы.

2.5.5 Датчик угла поворота (роторный инкрементный энкодер).

2.5.6 Программируемый логический контроллер (ПЛК).

2.5.7 Панель оператора.

2.5.8 Соединительные элементы пневмогидравлической системы комплекса.

ВЫВОДЫ.

Глава 3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ ПОДАЧИ ГЕРМЕТИКА.

ВЫВОДЫ.

Глава 4. ТЕХНОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АТК ДЛЯ ЛОКАЛЬНОЙ ГЕРМЕТИЗАЦИИ НИТОЧНЫХ СТРОЧЕК.

4.1 Характеристика объектов и методов исследования.

4.2 Результаты натурных испытаний режимов работы АТК и водоупорности полученных ниточных соединений.

4.3 Расчет экономических показателей эффективности новой техники (АТК для герметизации ниточных строчек).

ВЫВОДЫ.

В практике изготовления водозащитных швейных изделий известно, что использование ниточного способа соединения деталей и узлов приводит к существенному снижению исходного уровня водозащитных свойств материала, которое можно преодолеть путем гидрофобизации мест проколов ткани иглой.

В рамках решения данной проблемы на кафедре технологии швейных изделий ГОУ ВПО Ивановская государственная текстильная академия ранее было создано устройство, предполагающее реализацию локальной технологии герметизации мест ниточных соединений деталей швейных изделий, обладающих водозащитными свойствами. Оно дает возможность наносить жидкофазную полимерную композицию в виде сплошной линии по направлению ниточной строчки. Подобное техническое решение позволяло получить герметизированную ниточную строчку с достаточными водозащитными технологическими и эстетическими показателями. Однако, при этом оно обладало рядом недостатков, которые не позволяли в широкой мере использовать его при производстве бытовой и специальной одежды из текстильных материалов различного волокнистого состава, тканей с заключительными отделками, материалов с пленочными покрытиями и т.д. при гидрофобизации мест ниточных соединений.

В представляемой работе спроектирован промышленный образец автоматизированного комплекса для герметизации мест ниточных соединений деталей одежды /1/, а также проведен ряд теоретических и экспериментальных исследований, дающих четкое обоснование выбранным методам устранения вышеуказанных недостатков и позволяющих оценить эффективность созданного устройства.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. В настоящее время прослеживается тенденция к расширению технологических возможностей швейной машины за счет агрегирования и совмещения с другими операциями, не ухудшающими процесс стачивания. Использование такого подхода позволяет перейти на параллельные технологии обработки и в достаточной степени увеличить производительность труда, сократить материальные и трудовые затраты и, самое главное, повысить качество выпускаемой продукции, что является наиважнейшим требованием в настоящее время со стороны мирового рынка. Кроме того, по сей день, швейное производство вступает в противоречие со сферой текстильного отделочного производства, поскольку выбор материалов с определенным качеством водоотталкивающей отделки для изготовления одежды не гарантирует такое же качество ее производства без использования специальных технологий герметизации ниточных швов. Это приводит к тому, что из тканей, обладающих высокими водоотталкивающими свойствами, выпускают швейные изделия, эксплуатационные показатели которых оказываются на порядок ниже аналогичных показателей текстильных материалов. Это обусловлено тем, что места ниточных соединений деталей швейных изделий не обладают достаточной устойчивостью к воздействию атмосферной влаги. Такого рода противоречие оказывает негативное влияние на эксплуатационные и функциональные свойства одежды из-за недостаточной способности мест ниточных соединений отталкивать влагу в местах прокола иглой и не пропускать ее внутрь. Для получения качественного водонепроницаемого шва необходимо, чтобы герметизирующее вещество впрыскивалось точно в отверстие прокола иглы на всю глубину шва соединяемого пакета. Достигнуть этого можно только путем разработки и применения специального автоматизированного технологического оборудования, позволяющего точно управлять процессом распределения герметика. Актуальность темы данной работы подтверждена результатами анкетирования лиц, непосредственно участвовавших в контртеррористических операциях в Чеченской республике /2/. Так, 70 из 120 респондентов отметили неспособность одежды защищать от осадков. Были высказаны претензии к защитным свойствам костюма в части намокания его через швы во время дождя или снега, а также во время выполнения мероприятий при длительном нахождении в снегу. Проведенные исследования /2/ показали, что нарушение структуры тканей в области шва в результате механических повреждений иглой приводит к снижению исходного уровня водоупорности готового швейного изделия на 30.40% в статических условиях, в динамических же условиях опорная поверхность промокает за 2-3 минуты. Все эти факты еще раз доказывают актуальность герметизации мест ниточных соединений при изготовлении изделий как специального назначения, так и бытовой одежды. Кроме того, на рынке наблюдается дефицит технологического оборудования для получения герметизированных ниточных соединений: существующие разработки либо крайне дорогостоящие, либо обладают не вполне удовлетворительными технологическими результатами герметизации, в числе которых повышенная жесткость ниточного шва и увеличенный расход герметизирующих материалов.

Цель диссертационной работы заключается в снижении материалоемкости процесса герметизации и повышении качества герметизируемых ниточных соединений, выражающемся в отсутствии увеличения их жесткости. Цель достигается посредством разработки автоматизированного технологического комплекса (АТК), реализующего технологию локальной гидрофобизации и установления наиболее рациональных параметров его функционирования.

Для реализации поставленной цели в диссертационной работе были решены следующие научные и технические задачи:

- изучение существующих на рынке технико-технологических решений для повышения водоупорности ниточных швов;

- технико-технологическое исследование прототипа комплекса для герметизации ниточных строчек с целью выявления его недостатков;

- разработка схемы импульсной системы дозирования гидрофобизирующего состава и принципиальной схемы комплекса;

- определение способа синхронизации процессов стачивания и гидрофобизации;

- подбор элементов информационной системы, позволяющей управлять процессом нанесения жидкофазной полимерной композиции в проколы ткани иглой, а также остальных элементов АТК;

- получение математической модели управления параметрами нанесения герметика в места отверстий от перфорации пакета тканевых материалов иглой;

- анализ технологических результатов герметизации ниточных строчек, выполненной на спроектированном оборудовании, а также его экономической эффективности.

Общая характеристика объектов и методов исследования. В качестве объекта исследования в диссертационной работе выбран спроектированный автоматизированный технологический комплекс для герметизации ниточных соединений в процессе стачивания деталей швейных изделий, а за предмет исследования — процесс управления распределением герметизирующего состава в места перфорации тканевых материалов иглой при стачивании.

В качестве теоретической основы диссертационной работы использованы общие положения теории автоматического управления, теория системного анализа, гидродинамика вязких жидкостей. В работе применены методы математической статистики, физико-технические методы экспериментальных исследований, в т. ч., промышленные методы и средства исследования свойств пакетов стачиваемых материалов.

Обработка результатов экспериментальных исследований, построение математических моделей и чертежей схем установки осуществлены с использованием современного программного обеспечения Microsoft Office, а также MS Visio 2003, CAD-систем MathCAD, AutoCAD, KOMTLAC-3D, Lab View 8.0 и FluidDraw.

Достоверность научных положений и выводов базируется на методах математического анализа, результатах натурного эксперимента, а также подтверждена актом производственной апробации спроектированного АТК (приложение 7) .

Научно-техническая новизна.

• разработана и научно обоснована новая структура автоматизированного машинного агрегата для реализации запатентованной технологии локальной герметизации мест ниточных соединений на базе универсальной швейной машины челночного стежка;

• методами математического моделирования решена задача управления параметрами процесса подачи герметизирующего состава в места перфорации тканевых материалов иглой при стачивании;

• в среде графического программирования LabView разработана программа расчета полного спектра значений времени дозирования в зависимости от толщины пакета стачиваемых материалов, вязкости герметика, перепада давления, диаметров иглы и швейных нитей;

Новизна разработанного оборудования подтверждена положительным решением о выдаче патента РФ на изобретение №2008105682/12(006157).

Практическая значимость и реализация результатов работы.

Разработанный автоматизированный технологический комплекс, реализующий параллельный процесс соединения и герметизации мест ниточных соединений на основе объемного заполнения каналов отверстий, образованных иглой, может использоваться в качестве альтернативы существующим на рынке предложениям, имеющим ряд недостатков.

Определены значения рациональных технологических параметров и режимов обработки, и оценена эффективность разработанного устройства при получении водонепроницаемых швов: расхрд герметизирующего состава по сравнению с прототипом сократился в 10 раз, в то время как водоупорность обработанной ниточной строчки увеличилась в среднем в 3,54,5 раза.

Разработанный комплекс способствует снижению расхода герметика вследствие высокой степени локализации нанесения жидкофазного полимера в проколы ткани иглой и уменьшения массовой доли герметика, наносимого на ниточную строчку. В результате снижается себестоимость готовой продукции, а также трудоемкость изготовления водозащитных изделий за счет совмещения процессов стачивания и гидрофобизации.

Созданное оборудование может применяться при изготовлении швейных изделий как специального, так и бытового назначения, таких как костюмы пожарных, геологов, бойцов спецподразделений, армейские палатки, чехлы для боевой техники и т.д.

Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены и получили положительную оценку на:

- международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (ПРОГРЕСС - 2006, ПРОГРЕСС - 2008)»,

- международной научно-практической конференции «Достижения текстильной химии - в производство» («ТЕКСТИЛЬНАЯ ХИМИЯ — 2008»), проходившей на базе Института химии растворов Российской академии наук (РАН) (г. Иваново) в декабре 2008 года,

- межвузовской научно-практической конференции «Теоретические знания — в практические дела», проходившей на базе филиала ГОУ ВПО «Российский заочный институт текстильной и легкой промышленности» (г. Москва) в г. Омске в 2008 году,

- заседаниях кафедры технологии швейных изделий ГОУ ВПО «Ивановская государственная текстильная академия» в 2006-2008 годах,

- заседании кафедры проектирования текстильных машин ГОУ ВПО «ИГТА» в 2009 году.

Получен акт апробации экспериментальной установки на базе машины «JUKI» DDL-8700 в условиях производственных мощностей УФСИН РФ (приложение 7).

За разработку «Автоматизированный комплекс для герметизации мест ниточных соединений деталей швейных изделий» получен диплом VIII Московского международного салона инноваций и инвестиций (2008 год).

Работа, материалы которой входят в диссертацию, была удостоена золотой медали открытого конкурса на лучшую научную работу студентов, молодых ученых и аспирантов по естественным, техническим и гуманитарным наукам 2006 года, проходившего на базе Московского государственного текстильного университета им. А.Н. Косыгина, в разделе «Технология материалов текстильной и легкой промышленности», а также была признана лучшей на конкурсе выпускных квалификационных работ в рамках 3-го тура всероссийской студенческой олимпиады 2006 года (г. Владивосток) по направлению 260900 «Технология и конструирование изделий легкой промышленности» в номинации: Проектные исследования для повышения эффективности производства.

Кроме того, промышленный образец автоматизированного комплекса был удостоен золотой медали на выставке научных достижений Ивановской области «ИННОВАЦИИ - 2007» в номинации «За высокий инновационный потенциал разработки».

Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит введение, литературный обзор (1 глава), описание методики и программы проектирования опытного образца промышленного комплекса (2 глава), вывод математических зависимостей для определения рациональных параметров работы АТК (3 глава), программу, методики и результаты проведения экспериментальных исследований в совокупности с экономическим обоснованием проекта (4 глава), список использованной литературы из 95 наименований, 8 приложений. Работа содержит 153 страницы, 49 рисунков и 14 таблиц.

ВЫВОДЫ

1. Исследование полного диапазона возможных сочетаний параметров обработки показало, что в пределах рациональных рабочих режимов обработки на спроектированном АТК достигается уровень водоупорности ниточных строчек значительно превышающий уровень водоупорности необработанных строчек и ткани;

2. Доказано, что изменение показателя жесткости обработанных строчек, являющегося одной их характеристик качества, незначительно и находится в пределах интервала погрешности измерительного прибора;

3. Показано, что расход гидрофобизирующего вещества и как следствие материалоемкость процесса герметизации, снизились в 10 раз в сравнении с прототипом за счет увеличения точности локализации жидкофазного полимера в каналах от перфорации тканей иглой;

2. Исходя из анализа полученных числовых и графо-аналитических зависимостей изменения расхода от толщины стачиваемого пакета тканей и величины кинематической вязкости герметика, сделан вывод, что при оптимальной кинематической вязкости гидрофобизатора, его средний расход прямо пропорционален толщине стачиваемого пакета материалов и обратно пропорционален кинематической вязкости раствора.

4. Доказано, что желаемого технологический эффект герметизации, заключающийся в полном блокировании проколов строчки, может достигаться исключительно за счет объемной обработки шва. Наличие верхней подачи и системы отсоса обеспечивает проникновение герметика в отверстие прокола на величину, обеспечивающую конечный технологический эффект герметизации.

5. В результате проведенного технико-экономического анализа доказано, что по большинству экономических показателей, приведенных в таблице 4.1, технология герметизации мест ниточных соединений, совмещенная с процессом стачивания, реализуемая на спроектированном опытном образце АТК, превосходит существующую технологию гидрофобной обработки швов водозащитной одежды, заключающейся в проклеивании уже сформированных ниточных соединений специальной лентой с использованием машины фирмы Коиссь

6. По итогам расчета величины годового экономического эффекта от использования созданного АТК доказано преимущество разработанного оборудования и реализуемой на нем технологии над наиболее распространенным решением в этой области, подразумевающим технологию нанесения клеевой ленты на оборудовании фирмы Коиссь При этом экономический эффект, являющийся комплексным показателем оценки эффективности инноваций от использования АТК и комбинированной технологии герметизации в условиях производства составляет 185,4 тыс. рублей. Увеличение экономической эффективности, а также столь важного показателя как годовая прибыль произошло за счет снижения себестоимости обработанного изделия вследствие сокращения расхода герметизирующих вспомогательных материалов и увеличения нормы закладываемой прибыли, ставшего возможным в условиях снижения стоимости гидрофобной обработки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам теоретических и экспериментальных исследований, представленных в диссертации, можно сделать ряд обобщающих выводов, подводящих комплексный итог проделанной научно-практической работе по изучению технико-технологических аспектов получения герметизированных ниточных строчек на разработанном автоматизированном технологическом комплексе (АТК).

Важнейшим итогом проделанной работы можно считать доказанную с позиций научных знаний возможность технической реализации на практике перспективной в условиях существующих реалий технологии локальной гидрофобной обработки мест ниточных соединений изделий специального назначения.

Созданный АТК для герметизации и различного рода изыскания теоретического и практического характера в будущем могут послужить отправной точкой в продвижении вышеуказанной технологии на рынки различного уровня. Доказательствами, подтверждающими данный тезис, служат результаты опытов, показывающие очевидное преимущество локальной гидрофобизации швов и реализующего ее автоматизированного комплекса в плане значительного увеличения водоупорности ниточных соединений обработанного изделия. При этом с наличием очевидных плюсов рассматриваемого симбиоза технологии и спроектированного оборудования отсутствуют недостатки, присущие традиционным технико-технологическим решениям, среди которых доминирует направление, подразумевающее прокладку специальной ленты, блокирующей проникновение атмосферной влаги.

Помимо экспериментально доказанной эффективности водоупорной обработки ниточных соединений на созданном комплексе, было показано, что экономическая эффективность описанного в диссертационном исследовании новационного метода гидрофобной обработки вкупе с использованием АТК по большинству параметров также превосходит аналогичных показатель технологического способа нанесения клеевой или термопластичной ленты.

С учетом всего вышеизложенного можно с большой долей уверенности рекомендовать технологию локальной герметизации, а также сконструированный АТК в качестве альтернативы уже существующим на рынке методам и техническим средствам для получения защищенных от воздействия атмосферной влаги ниточных соединений деталей швейных изделий специального назначения.

Прои з еодител ьн ость ППК| Таблица 1

ЩМЕЖ ЗМАТ1С 57-200 (СРи 224) OMF.CN С51Н-СРЦ65Н [>еНа |пс. ОУР-125С11Т М^иЬнЬг ГХ2М-1б МТ-055 5<Ьпе)с(ег Е1е«пс ТиЮ1СА-40011Я Ц

Время выполнения операции, Ыкс 0,18 0,18 « 0.22

Фунхцньшльмостъ. баплы 9 8 9 & в » -Л}

ГШЙШГШИ ^ [таблица 4

ЯЕМЕ«5 ЫМАТК 5^-200 (СРи 224} емком С51Н-СРЦ65Н СЖта Тле, ОУР-125ШТ М^иЬиЫ ЕХ2М-1в МТ-С>55 *

Наработка и а отказ,ч 85000 90000 85000 90000 95000

Среднее время восстановления, сут. 3 В 3 4 4 Т| ■ >

ЗириымПЛЙ [Таблица 7|

ЯШЕ№ аМАЛС 57-200 (СРи 224) ОМР.ОМ С51Н-СРУ65Н ОеПа 1пс. 0УР-125С11Т РХ2М-16 МТ-055 5сЬпе«1« £1ес(п; ТЛС 1СА-40РКР д.

Стоимости оборудование {руб) 27700 23830 8700 12300 18450

Потребляемая мощность б 8 б 7 7

Гарантийный срок 2 1 1 2 1

Габариты (мм) 100*35*110 НО'30'70 100*42*82 105*35-80 108*58'85

Мае га (кг) 0.3 0.2 0,15 0.18 0.23

-4 -Л .

Производительность! ¡ЩщцвЗ

Эксперт, 1 Эксперт, 2 Эксперт, 3 '1

Время выполнения операции, ме 10 10 10

-функциональность баллы 9 8 9 [ 11 1

Надежность! Таблица 5

Эксперт. 1 Эксперт, 2 Эксперт, 3 £

Наработка на отказ (МТВР) 10 10 10 ш

Среднее аремя восстановления Г 9 9 Г1 1

15.) . Г.1

1. Новоселов, А.Ю. Автоматизированный комплекс для герметизации мест ниточных соединений швейных изделий Текст. / А.Ю. Новоселов, В.В. Веселов // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2008. - № 6. - С.73 - 76.

2. Энциклопедия полимеров Текст. / под общ. ред. В. А. Каргина. Т. 1. -М.: Советская энциклопедия, 1972. 1224 с.

3. Сухарев, М. И. Совершенствование способа соединения тканей с резиновым покрытием (Производство спецодежды) Текст. / М. И. Сухарев, В. П. Крысько // Известия вузов. Технология легкой промышленности. 1978. - №4. С. 76-79.

4. Новый метод пошива водонепроницаемых изделий / Text. Manufacturir: Knitting World. 1976. - № 6. - P. 36.

5. Аширбаева, А. К. К совершенствованию методов изготовления специальной одежды из тканей с резиновым покрытием Текст. / А. К. Аширбаева Е.П. Турчинская // Известия вузов. Технология легкой промышленности. -1978.-№2.-С. 109.

6. Крысько, В. П. Влияние толщины адгезива и длины нахлеста на прочность клеесварных соединений тканей с резиновым покрытием Текст. / В. П. Крысько, М. И. Сухарев // Известия вузов. Технология легкой промышленности. -1979.-№1. С. 15-16.

7. Решетнева, Т. Т. Классификация и анализ способов образования герметичных швов при соединении полимерных материалов Текст. / Т. Т. Решет

8. Сахарова, В.И. Снижение водопроницаемости ниточных швов водозащитной одежды Текст. / В.И. Сахарова, Ю.А. Мазов // Швейная Промышленность: реферативный сборник. М.: ЦНИИТЭИлегпром. - 1974. -№ 1.

9. Пат. 47-16272 Япония, МКИ D 06 М 15/00. Способ сшивания водонепроницаемой ткани Текст. / Тайва босэки К. К. № 44-12742; заявл. 19.02.69; опубл. 13.03.72, Бюл. №8

10. Пат. 47-6073 Япония, МКИ D 06 М 15/16. Способ гидроизоляции швов на водоупорных тканях Текст. / Кансай Хампу Кагаку босуй К. К. № 44-2153; заявл. 20.03.69; опубл. 21.02.72. Р, Бюл. № 8.

11. Пат. 47-6074 Япония, МКИ D 06 М 15/26. Способ гидроизоляции швов на водоупорных Текст. / Кансай Кампу Кагаку босуй К. К. № 44-22216; заявл. 24.03.69; опубл. 21.02.72, Бюл. № 8.

12. Пат. 23417/68 Япония, МКИ D 05 В 35/00. Устройство для пропитки и склеивания ткани Текст. / Сибамура Масаси. № 12594/65; заявл. 04.03.65; опубл. 08.10.68; пер. № 54717. - М.: ЦНИИПИ, 1973. -18 с.

13. A.c. 717185 СССР. МКИ D 05 В 35/00. Устройство для получения герметичных швов на швейной машине Текст. / В. И. Сахарова, Б. И. Хохлов, А. Д. Кашкин, А. С. Кузнецов (СССР). 2601469/28; заявл. 05.04.78; опубл. Р.И.ОИПОиТЗ, 1980, №7.

14. A.c. 531902 СССР, МКИ D 05 В 35/00. Устройство швейной машины для изготовления герметичных швов на изделии Текст. / В. И. Сахарова, Б. И. Хохлов, Ю. А. Мазов, А. Д. Кашкин (СССР). 2028641/28; заявл. 31.05.74; опубл. Р. И. ОИПОиТЗ, 1976, № 38.

15. Пат. 2372268 Франция, МКИ Д 06 М 15/00. Способ обработки швейной нитки путем пропитки водоотталкивающим раствором, содержащим органические соединения Текст. / Додавал Жан-Кланд, Стагетто Жозеф. № 7742326; заявл. 30.11.76; опубл. 23.06.78, Бюл. № 3.

16. А. с. 956657 СССР, МКИ В 05 В 71/04. Устройство для обработки иглы швейной машины Текст. / А. И. Егоренков, В. П. Руссов, Н. И. Егоренков, В. Л- Кононов. -№ 2731439/29-12; заявл. 03.06.81; опубл. 07.09.82, Бюл. № 3.

17. А. с. 1760666 СССР, МКИ В 05 К 13/04. Дозирующая игла Текст. / Ю.А Емелин, Ю.В. Кириллов, В. А. Краснобородько. № 4868818/10; заявл. 25.10.90; опубл. 03.08.92, Бюл. № 3.

18. Пат. 0327291 ЕПВ (ЕР), МКИ4 А 41 V 27/24, В 29 С 65/50. Водонепроницаемый шов Текст. / № 0327291; заявл. 03.06.88; опубл. 09.08.89, Бюл. №32, ИСМ, 1990, №2.

19. Акц. заявка 47-36831 Япония, МКИ Б 06 М 15/16. Шитье водонепроницаемой одежды Текст. / Курарэ К. К. № 43-71698; заявл. 02.10.68; Опубл. 16.10.72, Бюл. № 6.

20. Акц. заявка 48-2713 Япония, МКИ Б 06 Н 5/00. Водоотталкивающая отделка ткани, поверхность которой пригодна для прострачивания Текст. / Курарэ К.К., Хираока Секусэн К.К. -№ 44-31850, 43-71698; заявл. 02 10 68-опубл. 26.01.73, Бюл.№3-68.

21. Фундатор, Р. Ш., Гидрофобизирующие препараты на основе парафина для отделки хлопчатобумажных тканей Текст. / Р. Ш. Фундатор, Л. И. Киркина, З.Н. Сильвестрова, Е. А. Сафонова // Текстильная промышленность. -1981.-№9.-С.57.

22. Пат. 2458238 Франция, МКИ А 41 Б 27/24. Способ изготовления герметичных швов Текст. / № 791462; заявл. 12.06.79; опубл. 21.01.81.

23. Пат. 47-6072 Япония, МКИ Б 06 М 15/16. Способ гидроизоляции швов на водоупорных тканях Текст. / Кансэй Кампу Хагаку босуй К. К. № 4420184; заявл. 17.03.69; опубл. 21.02.72, Р. И., 1972, № 8.

24. Пат. 4474 Великобритания, МКИ Б 06 М 5/00. Плащевые изделия и способы их получения Текст. / № 1379633; опубл. Р. И., 1975, № 9.

25. Пат. 4475 Великобритания, МКИ D 06 Н 5/00, И 29 С 27/04. Одежда и способ ее изготовления Текст. / № 1379634; опубл. Р. И., 1975, № 2.

26. Метелева, О.В., Новое в технологии изготовления водозащитной одежды Текст. / О. В. Метелева, В.В. Веселов, Е.И. Бобылев // Совершенствование технологии швейного и кожевенно-обувного производства: межвуз. сборник научн. трудов. М., 1986. - С. 134-136.

27. Заявка 61-53470 Япония, МКИ D 06 Н 5/00. Способ изготовления водостойкой водонепроницаемой ткани со швами Текст. / Хираока Секусэн К.К. №61 - 53470; заявл. 18.11.86; опубл. 05.09.89, Бюл. № 7.

28. Пат. 47-16071 Япония, МКИ D 06 М 15/16. Способ гидроизоляции на водоупорных тканях Текст. / Юнитика К.К.-№ 44-16333- заявл. 03.03.69; опубл. 21.02.72, Р. И., 1972, № 8.

29. Современная технология изготовления водозащитной одежды в Польше Текст. / Швейная промышленность: экспресс-информация. М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1973. -№10. - С. 26-34.

30. Дебушевский, В. Е. Производство спецодежды в СССР за рубежом: обзоры по важнейшим научным и научно-техническим проблемам, предусмотренным пятилетним планом развития народного хозяйства Текст. / В. Е. Дебушевский. М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1978. - Вып. 5

31. Новый способ герметизации швов Текст. / Швейная пром-сть за рубежом: экспресс-информация. -М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1978.-№3.-С. 33.

32. Аширбаева, А. К. К совершенствованию методов изготовления специальной одежды из тканей с резиновым покрытием Текст. / А. К. Аширбаева Е.П. Турчинская // Известия вузов. Технология легкой промышленности. -1978. №2.- С. 109.

33. Пат. 47-16874 Япония, МКИ D 06 M 5/00. Способ предотвращения, просачиваемости воды по шву водонепроницаемой ткани Текст. / Юнитика К.К.-№44-64920; заявл. 15.08.69; опубл. 18.05.72, Р. И., 1972, № 10

34. Пат. 3123436 ФРГ, МКИ D 05 В 95/00, D 05 В 97/12. Способ получения защищенного шва Текст. / № 83123436.4; заявл. 12.06.81; опубл. 30.12.82. -7 с.

35. Машина для нанесения пленки на водозащитную одежду Текст. / Швейная промышленность: экспресс-информация. М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1981.-№10.-С. 18.

36. Пат. 053209054 ФРГ, МКИ D 05 В 1/26, 17/00. Способ и устройство для выполнения водонепроницаемого шва на тканях с синтетическим покрытием Текст. / № 209054.4; опубл. 29.09.83 № 39 в Р. И., 1984, № 4.

37. Пат. 47-6070 Япония, МКИ D 06 M 15/00. Способ заделки дырочек при соединении водонепроницаемых изделий Текст. / Сёва дэнко К.К. №443834; заявл. 21.01.69; опубл. 21.02.72, Р. И., 1972, № 8

38. Заявка 4025291 ФРГ, МКИ5 А 41 D 27/24. Способ получения водонепроницаемых швов Текст. / More Anton, Wacker-Chemie GmbH. №4025291; заявл. 09.08.90; опубл. 13.02.92, Бюл. № 8.

39. Русинова, А. М. Производственная одежда Текст. / А. М. Русинова, Г. Г. Доценко, К. А. Гурович. М: Легкая индустрия, 1974. - 160 с.

40. Шаньгина, В. Ф. Соединение деталей одежды Текст. / Шаньгина В. Ф. -М.: Легкая индустрия, 1976. 208 с.

41. Заявка OS 3621743 ФРГ, МКИ5 D 05 В 1/26, 35/06. Способ и устройство для стачивания двух полотен и нанесения ленты, закрывающей шов Текст. / опубл. 07.01.88.

42. Демидов Сергей. PFAFF Industrie Maschinen AG. Сварка как шаг в будущее Текст. / Сергей Демидов // Швейная промышленность. 2006. - № 1, январь-февраль. - С. 11.

43. Акц. заявка 48-4232 Япония, МКИ D 06 H 5/00. Способ изготовления водонепроницаемой ткани Текст. / Хираока Секусэн К. К. № 44-42896; заявл. 26.05.69; опубл. 06.02.73, № 3-106 в Р. И., 1973, № 4.

44. Пат. 053209054 ФРГ, МКИ D 05 В 1/26, 17/00. Способ и устройство для выполнения водонепроницаемого шва на тканях с синтетическим покрытием Текст. / № 209054.4; опубл. 29.09.83 № 39 в Р. И., 1984, № 4.

45. Заявка 2134036 Великобритания, МКИ В 29 С 27/04. Шов. = Garment Seam Текст. / Clark Robert, Hovard Clark Ltd. - № 8331335; заявл. 24.11.83; опубл. 08.08.84. - 6 с.

46. Видинеев, Ю.Д. Дозаторы непрерывного действия Текст. /Ю.Д.Видинеев. -М.: Энергия, 1978. 184с.

47. Гинзбург, Р.Ф. Организация производства специальной и рабочей одежды из синтетических полимерных материалов Текст. / Р. Ф. Гинзбург, П.С. Пушкин. М.: Легкая индустрия, 1975. - 144 с

48. Козловская, Н. «Джуки» это Juki. Экспозиции в Москве и Кельне Текст. / Н. Козловская // Рынок легкой промышленности, 2003. - №5. - С.23-25

49. Веселов, B.B. Химизация технологических процессов швейного производства: учебник Текст. / В.В. Веселов, Г.В. Колотилова; под. ред. В. В. Веселова. Иваново: ИГТА, 1999. - 424 с: ил. - 1000 экз. - ISBN 5-88954-0289.

50. Гуревич, A.JI. Импульсные системы автоматического дозирования агрессивных жидкостей Текст. / A.JI. Гуревич, М.В.Соколов. М.: Энергия, 1973.- 110с.

51. Абилов, А.Г. Автоматические микродозаторы для жидкостей Текст. / А.Г. Абилов, К.А. Люфталиев. -М.: Энергия, 1975.- 62с.

52. Плоцкий, JI.M. Автоматизация химических производств Текст. / JI.M. Плоцкий, Г.И. Лапшенков. М.: Химия, 1982.- 250 с.

53. Балакирев, B.C. Технические средства автоматизации химических производств: справ, изд. Текст. / В.С.Балакирев, Л.А.Барский, А.В.Бутров и др. М.: Химия, 1991. - 272 е.: ил. ISBN 5- 7245- 0668- 8

54. Филькенштейн, С.М. Автоматические дозаторы для жидкостей Текст. // Автоматизация производственных процессов. Вып.4. — М.: Наука, 1974. — С.68-107

55. Фирма «P.V.R.» Текст. / Каталог изделий. 2003. - 12 с.

56. Гуревич, Д.Ф. Трубопроводная арматура с автоматическим управлением: Т77 Справочник Текст. / Д. Ф. Гуревич, О. Н. Заринский, С. И. Косых и др.; Под общ. ред. С. И. Косых. — Л.^Машиностроение, Ленингр. отделение, 1982. — 320 е., ил.

57. Фирма «Алдис» Текст. / Каталог «Burkert». — 2002. — 21 с.

58. Чащин, В.А. Регуляторы давления пневмосистем: учебное пособие Текст. / В.А. Чащин. М.: МАИ, 1988. - 28 с.

59. Фирма «Кипсервис» Текст. / Каталог комплектующих блоков подготовки воздуха. 2004. - 25 с.

60. Фирма «SMC» Текст. / Каталог комплектующих для пневмосетей. 2005. - 14 с.

61. Фирма «Taco» Текст. / Каталог продукции «Taco». — 2006. — 5 с

62. ООО «Промситех» Текст. / Каталог оборудования «Autonics». 2002. -38 с.

63. Ремизевич, Т.В. Современные программируемые логические контроллеры Текст. / Т.В. Ремизевич // Приводная техника. — 1999.- №2. С. 8-20.

64. Парр, Э. Программируемые контроллеры. Руководство для инженера Текст. / Э. Парр. Бином. Лаборатория знаний, 2007. - 520 е.: ил. 978-594774-340-1

65. ГОСТ Р 51840-2001. Программируемые контроллеры. Общие положения и функциональные характеристики Текст. / Введ. 01.01.2003. М.: Госстандарт России: Издательство стандартов, - 2003. — 12с.

66. Митин, Г.П. Как выбрать программируемый логический контроллер Текст. / Г.П. Митин// Мир компьютерной автоматизации. — 2000.- №1.

67. Фирма «Delta Inc.» Текст. / Технический каталог «Программируемые логические контроллеры серии DVP. — 2007. — 15 с.

68. Фирма «Камоцци» Текст. / Каталог «Пневматика и фиттинги». — 2006. -23 с.

69. ГОСТ 2.784-96. ЕСКД. Обозначения условные графические. Элементы трубопроводов Текст. — Введ. 01.01.1998. М.: Госстандарт России: Издательство стандартов, 1991. - 9с.

70. ГОСТ 2.780-96 (2000) ЕСКД. Обозначения условные графические. Емкости гидравлические и пневматические Текст. — Переизд. Октябрь. 2000 с изм. 1; Введ. 01.01.1998. М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2002. — 6 с.

71. ГОСТ 2.704-76 (2000) ЕСКД. Правила выполнения гидравлических и пневматических схем Текст. —Переизд. Октябрь. 2000 с изм. 1 утв. в марте 1981г.; Введ. 01.01.1978. М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2000.12 с.

72. ГОСТ 2.704-76 (2000) ЕСКД. Правила выполнения гидравлических и пневматических схем Текст. —Переизд. Октябрь. 2000 с изм. 1 утв. в марте 1981г.; Введ. 01.01.1978. М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2000.12 с.

73. ГОСТ 2.796-95 (1998) ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Элементы вакуумных систем. Текст. — Переизд. Январь. 1998г.; Введ. 01.01.1997. М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2000. — 10 с.

74. Савостицкий, A.B. Технология швейных изделий Текст. / A.B. Савостицкий, Е.Х. Мелихов, И.А. Куликова. М.: Легкая индустрия, 1971. -600с., ил.

75. Инструкция. Технические требования к соединению деталей швейных изделий. Текст.: утв. 19.12.90. М.: ЦНИИТЭлегпром, 1991. - 101с. -(ЦНИИШП). - Взамен ОСТ 17-835-80

76. Башта, Т.М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы Текст. / Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. 2-е изд., перераб.- М.: Машиностроение, 1982. -423с., ил.

77. Калекин, A.A. Гидравлика и гидравлические машины Текст. / A.A. Калекин. М.:Мир, 2005.- 512 с., ил.

78. ГОСТ 6056-88. Ткани синтетические из синтетических нитей. Общие технические условия Текст. Введ. 01.07.1989. - Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1996. — 9с.

79. ГОСТ Р 12.4.202-99 (ИСО 1420-87). ССБТ. Материалы для средств индивидуальной защиты с резиновым и пластмассовым покрытием. Метод определения водонепроницаемости Текст. Введ. 01.01.1979. - М.: Госстандарт России: Издательство стандартов, 1991. - 7с.

80. ГОСТ 29104.16-91. Ткани технические. Метод определения водонепроницаемости Текст. — Введ. 01.01.1993. М.: Госстандарт России: Издательство стандартов, 1992. — Зс.

81. ГОСТ 3816-81. Ткани текстильные. Методы определения гигроскопических и водоотталкивающих свойств Текст. Введ. 01.07.1994. — М.: Госстандарт России: Издательство стандартов, 1981. - 13с., изм. 1,2,3,4.

82. Виноградов, Ю.С. Математическая статистика и ее применение в текстильной и швейной промышленности Текст.: учебное пособие для специальностей текстильной и легкой промышленности Ю.С. Виноградов. — 3-е изд. М.: Легкая индустрия, 1970. — 312с.

83. Основные сведения о частотно-регулируемом электроприводе (n.d./2007) WWW document. URL http://www.technowell.ru/main-about-invertor