автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.02, диссертация на тему:Разработка оптимальных технологических параметров изготовления тканей на основе использования котонированного льна

На правах рукописи

НИКОЛАЕВА НАТАЛЬЯ АЛЕКСЕЕВНА

РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕНТРОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТКАНЕЙ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОТОНИРОВАННОГО ЛЬНА

Специальность 05.19.02 Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва

2004 г.

Работа выполнена в Московском государственном текстильном университете имени А.Н.Косыгина

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор

ЮХИН СЕРГЕЙ СЕМЕНОВИЧ

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор ЩЕРБАКОВ ВИКТОР ПЕТРОВИЧ

кандидат технических наук, доцент НАЗАРОВА МАРГАРИТА ВЛАДИМИРОВНА

Ведущая организация -ООО "ТОРГОВЫЙ ДОМ

«ИСТОМКИНСКАЯ ТЕКСТИЛЬНАЯ КОМПАНИЯ»

Защита состоится " и_2004 года в_часов на

заседании диссертационного совета К 212.139.01 в Московском государственном текстильном университете имени А.Н.Косыгина по адресу: 119991 Москва, Малая Калужская, 1

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

Автореферат разослан "

2004 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, доцент ^^. .

Ю.С.ШУСТОВ

АННОТАЦИЯ

Диссертационная работа посвящена разработке оптимальных технологических параметров изготовления тканей с использованием котонированного льна современном отечественном оборудовании.

Автором:

- теоретически доказана возможность изготовления данной группы тканей на современном технологическом оборудовании на основании использования критерия длительной прочности Бейли и анализа свойств используемых нитей;

- разработаны методы расчета повреждаемости основных нитей, обрывности основных и уточных нитей, параметры строения тканей;

- исследовано натяжение основных и уточных нитей при изготовлении тканей;

- разработаны математические модели влияния'' технологических параметров на натяжение нитей основы и утка в основные периоды тканеформирования, основные параметры строения и свойства тканей;

- на основе бинарной причинно-следственной теории информации определены свойства нитей основы, по которым можно прогнозировать условия формирования тканей, и технологические параметры, определяющие условия тканеформирования;

- определены оптимальные технологические параметры изготовления тканей на станках СТБ.

Автор защищает:

1. Расчеты напряженности заправок ткацких станков на основе критерия длительной прочности Бейли;

2. Расчеты обрывности нитей основы и утка по заданным физико-механическим свойствам;

3. Метод расчета рациональных параметров строения тканей с учетом технологии их изготовления;

4. Оптимальные технологические параметры изготовления тканей с использованием пряжи из котонированного льна на бесчелночных ткацких станках СТБ;

5. Экспериментальные математические модели влияния технологических параметров изготовления тканей на натяжение нитей основы и утка в основные периоды тканеформирования, физико-механические свойства и строение тканей;

6. Графы причинно-следственных связей, определяющие основные свойства используемых нитей и технологические параметры, которые влияют на условия формирования хлопчатобумажных тканей из пряжи малой линейной плотности.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность данной работы обусловлена высококачественным

ассортиментом тканей, выбранных для

БИБЛИОТЕКА } СПстсрвпг ~ )

тканей с хорошими гигиеническими свойствами сегодня стоит довольно остро, особенно для России, которая практически не имеет своей сырьевой базы. Данная работа проведена в соответствии с тематическим планом НИР Московского государственного текстильного университета имени А.Н.Косыгина в рамках межвузовской научной программы "Новые материалы", гранта Минобразования Российской Федерации в области текстильной и легкой промышленности 1999-2000 годов, хоздоговорной НИР с ОАО "Куровской текстиль". В качестве производственной базы был выбран один из крупнейших текстильных комбинатов России - АО "Куровской текстиль".

Целью работы является разработка расчетных методов для прогнозирования возможности изготовления тканей из котонированного льна, оценки напряженно-деформированного состояния нитей основы и утка на ткацком станке и строения тканей, экспериментальное подтверждение расчетных моделей и получение оптимальной технологии изготовления тканей из котонированного льна на современном технологическом оборудовании.

Задачами исследования являются:

- выбор критериев для прогнозирования возможности изготовления тканей из котонированного льна;

- сравнительный анализ параметров вязкоупругости хлопчатобумажной, льняной пряжи и пряжи из котонированного льна;

- теоретический расчет напряженности заправки ткацкого станка СТБ и обрывности нитей основы и утка при изготовлении хлопчатобумажных, полульняных и льняных тканей;

- расчет рациональных параметров строения хлопчатобумажных, льняных и полульняных тканей;

- установление зависимостей между технологическими параметрами, параметрами строения тканей и свойствами нитей и тканей исследуемого ассортимента;

- выявление факторов, определяющих условия изготовления, свойства и строение вырабатываемых тканей на основе бинарной причинно-следственной теории информации;

- оптимизация технологического процесса изготовления тканей из котонированного льна.

Методика данного научного исследования включает проведение теоретических и экспериментальных исследований. Теоретические исследования основаны на использовании современных научных теорий: строения и проектирования тканей, механики деформируемого твердого тела, накопления повреждений, кинетической теории прочности твердых тел, графов. Экспериментальные исследования проводились в производственных условиях АО "Куровской текстиль". Определение свойств и строения тканей проводилось в лабораториях этого предприятия и кафедры ткачества МГТУ имени А.Н.Косыгина. При обработке экспериментальных данных использованы современные методы статистики, анализа и планирования

эксперимента. При проведении работы широко использована современная вычислительная техника.

Научная новизна работы заключается в разработке следующих вопросов:

- теоретически доказана возможность переработки пряжи из котонированного льна на бесчелночных ткацких станках СТБ на основе анализа релаксационных свойств нитей, расчета повреждаемости нитей основы по критерию длительной прочности Бейли и обрывности нитей основы и утка по теории надежности;

- теоретически установлено, что наиболее эффективно пряжу из котонированного льна использовать в качестве утка;

- на основе обработки экспериментальных данных современными методами теории анализа и планирования эксперимента, бинарной причинно-следственной теории информации определены факторы, в наибольшей степени оказывающие влияние на условия изготовления исследуемых тканей, их строение и качество (технологические параметры - заправочное натяжение основы, величина заступа, положение скала относительно грудницы ткацкого станка; свойства используемых нитей основы - стойкость нитей к истиранию, выносливость нитей к многократному нагружению);

- получены математические модели для расчета основных параметров строения и свойств исследуемых тканей в зависимости от технологических параметров их изготовления на ткацком станке.

Практическая значимость работы заключается в разработке следующих вопросов:

- определены оптимальные технологические параметры изготовления полульняных тканей с использованием в утке пряжи из котонированного льна на бесчелночных ткацких станках СТБ, обеспечивающие минимально-возможную обрывность нитей, высокое качество тканей, их рациональное строение;

- получена возможность прогнозирования условий изготовления, свойств и строения исследуемых тканей на основе полученных математических моделей;

- рекомендованы пути стабилизации технологического процесса ткачества.

Апробация работы. Основное содержание работы докладывалось и получило одобрение на:

- всероссийских научно-технических конференциях "ТЕКСТИЛЬ", МГТУ, Москва (1998,1999,2001 г.г.);

международной научно-технической конференции "Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (Прогресс-98), Иваново, 1998 г.;

- международных научно-технических конференциях "Лен", КГТУ, Кострома (1996,1998,2000);

- межвузовской научно-технической конференции "Новое в текстильной промышленности (Наука-99)", Димитровград, 1999 г.;

б

- научной конференции МГТУ имени А.Н.Косыгина (2001 г.);

- заседаниях кафедры ткачества Московского государственного текстильного университета имени А.Н.Косыгина (2000,2001,2002 г.г.).

Основные результаты работы опубликованы в 5 статьях и 9 тезисах научных конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав с выводами, общих выводов и рекомендаций по работе, списка использованной литературы. Работа изложена на 192 страницах машинописного текста, содержит 35 рисунков и 30 таблиц. Список литературы включает 124 наименований. Приложения представлены на 30 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, ее научная новизна и практическая ценность. Сформулированы цели и задачи исследования.

Первая глава посвящена состоянию вопроса.

Наибольший интерес представляют собой работы ведущих ученых Московского государственного текстильного университета имени А.Н.Косыгина (проф. Николаев С.Д., проф. Мартынова А.А., проф. Юхин С.С.), Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна (проф. Гордеев В.А.), Ивановской государственной текстильной академии (проф. Ерохин Ю.Ф., проф. Степанов Г.В., проф. Ефремов Е.Д.), Костромского государственного технологического университета (проф. Лустгартен Н.В.), зарубежных ученых ближнего (проф. Велиев Ф.В., проф. Васильченко В.Г., проф. Милашюс В.М., проф. Башметов B.C.), дальнего зарубежья (проф. Шосланд Я., проф. Масайтис Й., проф. Люненшлосс Й.) и их учеников.

Все работы, тесно связанные с темой настоящего исследования рассматривались по следующим основным направлениям:

- анализ ассортимента льняных тканей, выпускаемых в России и за рубежом;

- анализ технологических процессов и оборудования при изготовлении льняных тканей;

- исследования по анализу натяжения нитей основы и утка на ткацких станках;

- исследования по оценке напряженности заправок ткацких станков;

- исследования по взаимосвязи технологических параметров, параметров строения и свойств вырабатываемых тканей и используемых нитей;

- исследования по оптимизации технологического процесса ткачества.

Для исследования выбраны две ткани: хлопчатобумажная и полульняная

(основа - хлопчатобумажная пряжа, уток - пряжа из котонированного льна). Ткани характеризуются следующими показателями: линейная плотность основы - 50 текс; линейная плотность утка - 50 текс (хлопчатобумажная пряжа) и 42 текс (льняная пряжа); плотность ткани по основе - 220 нит/дм, плотность ткани по утку - 170 нит/дм; ширина суровой ткани - 100 см.

Вторая глава посвящена теоретическим исследованиям.

Она посвящена вопросам прогнозирования напряженности заправки ткацкого станка и выбору рациональных параметров строения и оптимальных технологических параметров изготовления ткани.

Текстильные нити в работе взяты как вязкоупругие тела. Поэтому в основу определения вязкоупругих параметров взяты уравнения наследственной теории вязкоупругости.

Функции влияния подбираются таким образом, чтобы учесть наличие бесконечно большой скорости деформирования или релаксации в начальный момент нагружения, когда t -> 0, и конечную функцию процесса: е ™ const, ds/dt •* 0 или da/dt и 0, (fconst. Это позволяет с помощью одних и тех же функций решать задачи и статического, и динамического типа с нагрузками, быстро меняющимися во времени, для любого времени наблюдения.

В расчетной практике наибольшее применение нашли функции, предложенные А.Р. Ржаницыным, М.А. Колтуновым.

Определение вязкоупругах параметров проведено по методу, разработанному на кафедре ткачества МГТУ имени АЛКосыгина. Сущность его заключается в измерении нагрузки при заданной деформации во времени. Нить основы или утка на универсальной разрывной машине ФП-10 доводится до деформации е, машина останавливается и далее через определенные промежутки времени фиксируется нагрузка. Время определяется при

помощи секундомера. Кроме того, на машине можно записать экспериментальную кривую релаксации на диаграммную бумагу. Расчет проводился по следующим формулам:

" (a4~cr!)(a +lfa + ЕsA(tf- ti")(a+l)

Решение уравнений проводили при использовании стандартной информационной программы "Эврика11. Установлено, что релаксационные процессы в пряже из котонированного льна протекают интенсивнее, чем в льняной пряже, и медленнее, чем в хлопчатобумажной.

Нити основы па ткацком станке испытывают большие динамические нагрузки, чем уточные. Поэтому вызывает интерес оценка их работоспособности.

Для определения повреждаемости нити вводится функция повреждаемости, равная 0 до начала нагружения и 1 при разрушении. В работе

использован критерий Бейли. Для реальных расчетов принимается взаимосвязь между временем разрушения и напряжением в виде степенной функции. Критерий Бейли принимает следующий вид:

где В и Ь - параметры нити; г - время нагруження.

Анализ полученных данных свидетельствует о том, что наилучшие условия достигаются при использовании в основе хлопчатобумажной пряжи. С позиций механики разрушения повреждаемость основы из котоиированного льна довольно высокая, поэтому эту пряжу проблематично использовать в качестве основы.

Важным является установление функциональной зависимости между параметрами строения ткани и технологическими параметрами ее выработки на ткацком станке. В работе для этой цели использована нелинейная теория изгиба стержней.

Большинство задач изгиба можно решить, если знать решение задачи поперечного и продольно-поперечного изгиба консоли, которое известно и описано в специальной литературе. В процессе формирования ткани нити основы и утка перемещаются друг относительно друга, уменьшается заправочная ширина ткани и ее геометрическая плотность по основе и по утку. Рассмотрим схемы изгиба, представленные на рис. 1 и 2. В данном случае каждая четвертинка нити находится в условиях задачи, связанной с изгибом консоли. Полная длина стержня равна Ь-41.

Известно решение данных задач как методом аналитических параметров, так и методом упругих параметров. Метод упругих параметров нам представляется более приемлемым и наиболее простым. Он также известен и описан в литературе.

Алгоритм расчета в нашем случае должен быть следующим:

1. Задаемся значениями натяжения основы и утка

2. Задаемся значением силы нормального давления нитей - N.

3. Определяем результирующие силы: для продольно-поперечного изгиба Л = (Ро'+Ю °1И 3 и для поперечного изгиба Р,=Р3 = Н

4. Выбираем модули упругости нитей - £0 и Еу.

5. Определяем момент инерции сечения нитей: если сечение нити принято круглым: 1о=0.05 </„; 1У=0.05<^; если сечение нити принято эллипсообразным: 1У=0.05^^3, где <10,с1у- диаметры круглого сечения нитей основы и утка соответственно; 4- диаметры основы по горизонтали и вертикали в эллипсообразном сечении эллипса; " диаметры утка по горизонтали и вертикали в эллипсообразном сечении эллипса; ¿0 =0.125(0.1Т,)05 и ¿^0.125(0.17/', Т0 и Ту - линейные плотности нитей.

6. Находим параметр В по формуле: В = (РЬ3/Е1)°*.

7. Определяем геометрические плотности ткалей: Ьа-100/Ру и 1^=100/?^

где РоПРу- плотности ткани по основе и по утку.

8. Определяем угол 180 - агс^[Ы/(2Г<)] и£= 180 - аг^[Н/(2Р)]

9. Далее по построенным нами графикам по известным В~Л0" и находим значения параметров г]0" и

10. Проводим расчет высот волн изгиба основы и утка по формулам:

К Г)о"сО*]1 - ^"ХЩ, Ьу Т}О2"С05])-&2"ЗЩ2 .

и в, ь2 в2 -

где И0 и Иу - половина высот волны изгиба нитей основы и утка; т)0"н упругие параметры.

Если сумма высот воли изгиба нитей основы и утка не равна сумме диаметров нитей основы и утка, то выбирается новое значение силы N и расчет повторяется с пункта 2.

11. Находим значение силы N, при которой сумма высот волн изгиба основы и утка равна сумме диаметров нитей основы и утка.

12. Находим отношение высот волн изгиба А0/йу — ф.

14. Находим порядок фазы строения ткани ПФС=(9<рЫ)/(<р+1).

15. Из геометрии моделей строения тканей определяем уработки нитей.

Расчет параметров строения тканей по данной методике дает хорошее

совпадение с результатами экспериментальных исследований.

В работе изучены основные физико-механические и гигиенические свойства используемых нитей. Анализ результатов исследования позволяет сделать следующие выводы:

- относительная разрывная нагрузка котонированного льна меньше чем обычной льняной пряжи, но больше чем хлопчатобумажной;

- разрывное удлинение котонированного льна больше чем обычной льняной пряжи, но, естественно, меньше чем хлопчатобумажной; оно достаточно большое и приемлемое для технологического процесса ткачества;

- выносливость котонированного льна к многократным растягивающим усилиям и стойкость к истиранию меньше для обычной льняной и хлопчатобумажной пряжи;

вязкоупругие параметры для котонированного льна лучше, чем для льняной пряжи обычной системы прядения, но уступают хлопчатобумажной пряже.

Это позволяет сделать вывод о том, что пряжа из котонированного льна способна к переработке на ткацком станке в качестве утка.

Обрывность в ткачестве может служить одним из важных показателей уровня технологии и организации производства. При разработке метода расчета обрывности необходимо знать закон распределения вероятностей обрывов.

Установлено, что обрывность основы и утка подчиняется нормальному закону распределения, а расчет обрывности основы можно проводить по данным стойкости нитей к истиранию и их выносливости к многократным нагрузкам, а расчет обрывности утка - по полуцикловым характеристикам, определенным на разрывной машине с высокой скоростью деформирования нити, соизмеримой со скоростью прокладывания утка на станке СТБ. Установлено, что стойкость нитей к истиранию и выносливость к многократному растяжению подчиняется логарифмически - нормальному закону распределения, а разрывные нагрузки и удлинения, определенные при высоких скоростных режимах - нормальному.

При обработке результатов эксперимента учитывают соотношение между интегральной функцией нормального распределения и функцией нормированного центрального нормального распределения.

Результаты расчетов показали, что обрывность основных нитей составляет: для хлопчатобумажной пряжи - 0,111 обр/м, пряжи из котонированного льна - 0,972 обр/м, обычной льняной пряжи - 0,415 обр/м; а обрывность уточных нитей составляет: для хлопчатобумажной пряжи - 0,082 обр/м, пряжи из котонированного льна - 0,077 обр/м, обычной льняной пряжи -0,443 обр/м.

Анализ полученных данных свидетельствует о том, что:

- при использовании в основе котонированного льна получается довольно большая обрывность, наилучшие условия достигаются при выработке полульняных тканей с использованием в основе хлопчатобумажной пряжи;

- при использовании в утке пряжи из котонированного льна обрывность уточных нитей меньше, чем при использовании обычной льняной пряжи.

Полученные данные свидетельствуют о том, что для изготовления бельевых тканей на станке наряду с хлопчатобумажными тканями можно вырабатывать и полульняные с использованием в утке котонированного льна.

Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям натяжения нитей основы и утка, строения и свойств полульняных тканей.

Для измерения натяжения основы использован датчик для записи натяжения групповых нитей, при записи натяжения утка - одиночных нитей.

Запись натяжения проводили в доступных для экспериментирования зонах. При исследовании натяжения основы - в зоне "скало - ламели", при исследовании натяжения утка - перед компенсатором.

Выявлена степень влияния основных технологических параметров на изменение натяжения основы в основные моменты тканеформирования при выработке ткани полотняного переплетения (заправочное натяжение основы Хь величина заступа Хг, положения скала по вертикали относительно грудницы Хз)..

Эксперимент проводился по матрице ВЗ (планы Бокса). В результате расчетов на ПЭВМ получены следующие регрессионные уравнения влияния рассматриваемых технологических параметров: на натяжение при прибое У,=81,8+11,9Х,+4,4Х3+3,ЗХ3-0.1Х,Хг0,бХМ-О,¡ХзХз+0,2Х12+0,7Х23 -0,8X37

на натяжение при зевообразовании ¥2=79,9+11,7Х1+4,8Х2+3,0Хз-0.4Х1Хг0,4Х1Хг0,4Х2Хз-0,9Х12+0,бХ22+0,6Хз2 Выявлена степень влияния скорости прокладывания утка, характеризуемая углом закручивания торсионного валика (X/), величины прогиба пластины тормоза утка (Х2), диаметра бобины (Л^) на натяжение нитей утка: заправочное Г/, при разгоне прокладчика при прокладывании и сматывании нити с бобины Гз, при прокладывании и действии уточного тормоза Р4. В результате расчета получены следующие уравнения регрессии: заправочное натяжение утка -Уз=39,б+б,2Х,+6,4Хг2,2Хз-0.3Х,Х2+0,ЗХРСз+0,3X^0,4X^-0,6Х22+0,4 Хз2

натяжение утка при разгоне -У4=79,4+11,4Х,+12,0ХГ3,4ХГ0. ЗХ,Х2+0, ЗХ,Хг0. ЗХ2Х3+0,4Х,2+0, б Х22 -0,4 Х32

натяжение утка при прокладывании и сматывании нити с паковки -У}=45,6+7,ОХ1+6,бХ2-2,4Хз+0.3Х,Х2+0,ЗХ1Х3'0,ЗХ2Х3+0,4Х,2+0,4Х22+1,4Хз2 натяжение утка при прокладывании утка и действии уточного тормоза: У6-60,8+9, ОХ,+9,0Хг2,2Хз -0.5Х,Х3+0,25Х2+0,25 Х22+0,25 X2

Получены следующие регрессионные уравнения влияния основных' технологических параметров (заправочное натяжение основы Хь величина заступа Хг, положения скала по вертикали относительно грудницы Х3) на свойства и строение тканей:

разрывная нагрузка полоски ткани в направлении основы, (Н): У?=794,3+19,4Х,+14,7Х2+12Хз+2,4Х,Хг1,9Х,Хг1,4Х2Хг21,8Х,+21,7Х22+23,2Х32

разрывное удлинение полоски ткани в направлении основы (%): Уа=9,05+0,28Х,+0,19X2+0,¡вХз-ОШХг+О.ОЗХ^гО,01X^3-0,31Х2+0,44Х2+0,19Х32 ■

разрывная нагрузка полоски ткани в направлении утка (Н): * У9=506,7+17,4Х,+14,5Х2+9,0Х3+1,4Х,ХГ0.9Х^ХГ1,1Х2Хг1.2Х/+18, ЗХ22+20,8Х32 '

разрывное удлинение полоски ткани в направлении утка (%): У,0=8,1+0,37Х,+0,28Х2+0,ЗХг0.13Х,ХГ0,03Х,ХГ0, ЮХ2Хг0,35Х>2+0,4Х22-0,1X2 стойкость ткани к истиранию:

Уи=1478+48Х,+32Х2+17ХгЗХ,Хз -8X2X3- 77Х,2-107Х22-82Х32 воздухопроницаемость ткани: ■• ""

У,2=586,3+25X1+18 Х2+19Х3+7,5Х,Х2+7,5Х,Хз+715Х2Хг51,ЗХ12'6б,ЗХ22-6}12Хз:> ^,3=6,98-0,40Хг0,16Х2+0,06ХЗ-0,05Х2ХЗ+0,03 Х13+0,03 Х22+0,53 Х32 У,4=6,85+0,40Х,+0,14Хз-0, ЮХ2Х3+0,15Х,2-0,05Х22-0,35Хз2

поверхностная плотности тканей:

У,{=194,98-0,48Х,-0,20X2+0,12ХГ0,05Х2Х3+0,03Х,2+0,03Х22+0,62Х32

Для всех уравнений построения двухмерные сечения поверхностей отклика при третьем фиксированном значении.

В работе проведено исследование гигиенических свойств различных тканей. Установлено, что по гигиеническим свойствам льняная ткань из котонированного льна имеет промежуточные показатели между хлопчатобумажной и обычной льняной тканями.

Полученные математические модели позволяют прогнозировать условия формирования ткани, ее основные свойства и параметры строения.

. Наибольшее влияние на натяжение основы, параметры строения и свойства тканей оказывает заправочное натяжение основных нитей

В работе приведены результаты экспериментальных исследований по установлению причинно-следственных связей в ткачестве. В ряде работ в области технологии для этих целей используется бинарная причинно-следственная теория информации. Задачи исследования обусловлены использованием метода, который бы позволял: идентифицировать исследуемые факторы; устранять эффекты сопутствия; автоматизировать трудоемкий метод расчета.

Величины энтропии распределения вероятностей для одномерной случайной величины и информации между 1-ым и ¡-ым факторами можно определить по стандартным формулам.

Для функционалов энтропии и информации справедливо следующее равенство: Гц = Ц .' Щ где П] .- коэффициент причинного влияния ¡-ого фактора на /-ЫЙ,7^- величина информации между 1-ым и¡-ым факторами, Н( - величина энтропии.

Однако парные коэффициенты Гц не могут служить мерой истинной тесноты связи между факторами. Такой мерой могут служить частные коэффициенты причинного влияния . причем 1Гц > Разность Гу-89

может служить оценкой косвенного причинного влияния Л} на Х\.

В работе при помощи этой теории решены четыре задачи по установлению причинно-следственных связей между:

- параметрами строения паковок и технологическими параметрами при сновании;

- параметрами строения паковок и технологическими параметрами при шлихтовании;

- свойствами и обрывностью основных нитей в ткачестве;

- технологическими параметрами и обрывностью основных нитей в ткачестве.

При исследовании технологического процесса снования взяты следующие факторы: X - скорость снования, м/мин; Х2 - высота баллона, мм; Хз - натяжение нити, сНХ4 - удельная плотность, г/см3.

При исследовании технологического процесса шлихтования использованы следующие факторы: Х\ - скорость шлихтования, м/мин; XI -степень отжима нитей, %; Хз - натяжение нитей, сН; Х4 - температура сушильных барабанов, град.; Хз - величина истинного приклея, %; Хб -удельная плотность наматывания на ткацкий навой, г/см3.

При исследовании свойств нитей основы и обрывности в ткачестве выбраны следующие факторы: X/ .разрывная нагрузка основы; X?. разрывное удлинение основы; Хз - выносливость нитей основы к многократному растяжению; Х4. стойкость нитей основы к истиранию; Хз- обрывность нитей основы. При исследовании технологических параметров и обрывности нитей основы выбраны следующие факторы: заправочное натяжение основы, сН, X]; величина заступа, мм, АГ; положение скала по вертикали, мм, Хз', положение основонаблюдателя по горизонтали, мм, Х4 угол раскрытия зева, град., X', момент подачи основы, град., Х& обрывность нитей основы, обр/м, Х

Анализ полученных данных позволяет сделать следующие выводы:

построены графы причинно-следственных связей между технологическими параметрами и структурой выходных паковок при шлихтовании и сновании. Установлено, что наибольшее влияние на плотность намотки при сновании оказывает натяжение основы, а при шлихтовании -величина истинного приклея и скорость шлихтования.

- установлено, что в наибольшей степени на обрывность основы на ткацком станке оказывают влияние выносливость к многократным нагрузкам и стойкость нитей к истиранию.

- наибольшее влияние на обрывность основы оказывает заправочное натяжение основы, угол раскрытия зева, величина заступа и положение скала по вертикали.

Четвертая глава посвящена оптимизации изготовления исследуемых тканей на бесчелночных ткацких станках СТБ.

В качестве критериев оптимизации выбраны: воздухопроницаемость ткани У] и стойкость ткани к истиранию У?.

Для оптимизации технологического процесса ткачества использованы планы Бокса. В качестве варьируемых параметров приняты: заправочное натяжение основы Х{, величина заступа Х2> положение скала по вертикали Л|.

В результате расчетов на ПЭВМ по стандартной программе "Эврика" получены следующие регрессионные уравнения (в кодированных величинах):

для полульняной ткани -

влияния технологических параметров изготовления ткани на воздухопроницаемость тканей:

У,~586,3+25Х,+18Х3+19Х}+7,5X1X1+7,5Х,Х3+7,5Х2Хз-51,ЗХ,2-66,ЗХ22-61,2X/;

- влияния технологических параметров изготовления ткани на стойкость ткани к истиранию (количество циклов):

У2=1477,5+48Х1+32ХЗ+17ХГ2,5Х,ХГ7,5Х2ХГ77,5Х,2-107,5Х22-82,5Хз2; для хлопчатобумажной ткани -

влияния технологических параметров изготовления ткани на воздухопроницаемость тканей:

У,=560, б+]5Х1+9Х2+14Х3+1,ЗХ,Х2+1, ЗХ,Х}-1. ЗХ2Х3-40,бХ2-60,6Х/-55,6Х32

- влияния технологических параметров изготовления ткани на стойкость ткани к истиранию (количество циклов):

У2=1556,8+44Х1+9Х2+45Хз+3,8Х,ХгЗ,8Х,Хз+18,8Х2Хг91,9Х,2-106,9Х22-76,9Хз2

В работе решалась компромиссная задача (три параметра варьирования и два критерия оптимизации) на ЭВМ при использовании стандартной программы "Эврика".

В результате расчетов оптимальные параметры имеют следующие значения: для полульняной ткани - заправочное натяжение основы 55,7 сН; величина заступа 46,7 мм; положение скала относительно грудницы +18,4 мм; для хлопчатобумажной ткани - заправочное натяжение основы 60,9 сН; величина заступа 43,3 мм; положение скала относительно грудницы +17,4 мм.

Установка оптимальных технологических параметров изготовления тканей на ткацком станке обеспечивает их выработку ткани с высокими физико-механическими показателями. При этом обрывность нитей основы и утка при изготовлении полульняной ткани составляет 0,13 и 0,11 обр/м, а при изготовлении хлопчатобумажной ткани - 0,12 и 0,08 обр/м соответственно.

В приложении представлены: акты о внедрении результатов исследования на АО "Куровской текстиль" и в учебном процессе кафедры ткачества МГТУ имени А.Н.Косыгина, программы расчета на ПЭВМ, результаты расчета на ПЭВМ

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. По данным испытаний на релаксацию напряжений на разрывной машине с постоянной скоростью движения нижнего зажима определены вязкоупругие параметры хлопчатобумажной и льняной пряжи и пряжи из котонированного льна; установлено, что релаксационные процессы в пряже из котонированного льна протекают интенсивнее, чем в льняной пряже, и медленнее, чем в хлопчатобумажной.

2. На основе критерия длительной прочности Бейли проведена оценка напряженности заправок хлопчатобумажных и льняных тканей (обычная льняная пряжа и пряжа из котонированного льна). Установлено, что повреждаемость хлопчатобумажной основной пряжи значительно ниже, чем обычной льняной пряжи и пряжи из котонированного льна.

3. На основе нелинейной механики упругих стержней определены рациональные параметры строения суровых хлопчатобумажной и полульняной тканей, нахолдщихся на станке и в суровом виде. Определено, что порядок фазы строения хлопчатобумажной ткани несколько выше полульняной. А

порядки фаз строения тканей, находящейся на станке, и суровой несколько отличаются друг от друга.

4. На основе теории надежности проведен расчет обрывности основных и уточных нитей. Установлено, что расчет обрывности основных нитей необходимо проводить по двум показателя нитей - выносливости нитей к многократному нагружению и стойкости нитей к истиранию, а расчет, обрывности по утку - по разрывной нагрузке и разрывному удлинению нитей определенным при высокой скорости их деформирования.

5. Установлено, что по механическим свойствам нитей наблюдается различие между свойствами хлопчатобумажной, обычной.льняной пряжи и пряжи из котонированного льна; по полуцикловым-характеристика пряжа, из. котонированного льна имеет промежуточные значения между значениями хлопчатобумажной и обычной льняной пряжи; выносливость нитей, к многократному нагружению и стойкость нитей к истиранию - наихудшие у пряжи из котонированного льна. Установлено, что пряжу из котонированного льна целесообразней использовать в качестве утка.

6. Получены математические модели натяжения основы, и утка, в различные периоды тканеформирования, основных параметров строениями свойств тканей в зависимости от основных технологических параметров; что позволяет прогнозировать напряженность заправок и качество тканей. Установлено, что наибольшее влияние на условия формирования и качество полульняных тканей оказывает заправочное натяжение основы.

7. На основе бинарной причинно-следственной теории информации построены графы причинно-следственных связей между технологическими; параметрами и структурой выходных паковок при шлихтовании и сновании, между технологическими параметрами, свойствами используемых нитей' и обрывностью основных нитей на ткацком станке.

8. Установлено, что в наибольшей степени на обрывность основы на ткацком станке оказывают влияние выносливость к многократным нагрузкам и стойкость нитей к истиранию.

9 Установлено, что наибольшее влияние на обрывность основы оказывает заправочное натяжение основы, угол раскрытия зева, величина заступа и-положение скала по вертикали.

10. На основе решения компромиссной задачи численными методами на ЭВМ определены оптимальные технологические параметры изготовления. бельевых тканей на бесчелночных ткацких станках СТБ.

П. Установка оптимальных технологических параметров обеспечивает изготовление тканей с приемлемой обрывностью, рационального строения и высокими показателями физико-механических свойств.

Основные результаты работы опубликованы в печати:

1. Николаев С.Д., Авилочкина Н.А. Прогнозирование напряженности заправок современных ткацких станков. Тезисы международной научно-технической конференции "ЛЕН-96", Кострома, 1996.

¿313132

•2. Раченкова О.М., Сидоренко Н.К., Авилочкина Н.А. Разработка метода установления функциональной зависимости между параметрами строения тканей и их технологическими параметрами. Сборник научных трудов, выполненных по итогам конкурса грантов, МГТА, Москва, 1997.

3. Раченкова О.М., Авилочкина НА., Никишин В.Б., Николаев С.Д. Разработка геометрических моделей строения тканей различного переплетения. Тезисы докладов международной научной конференции "Прогресс-98", Иваново, 1998.

4. Авилочкина Н.А. Влияние переплетения хлопчатобумажной ткани на ее свойства и строение. Тезисы докладов всероссийской научно-технической конференции Текстиль-98", Москва, 1998.

5. Николаев СД., Юхин С.С. Авилочкина Н.А. Расчет рациональных пара-метров строения • тканей * различного, переплетения. Тезисы докладов международной научно-технической конференциивЛен-98", Кострома, 1998.

6. Авилочкина Н.А., Никишин В.Б., Острикова А.А., Рыжкова О.В. Разработка методов расчета обрывности нитей основы и утка на ткацком станке. Сборник научных трудов, выполненных по итогам конкурса грантов молодых ученых, МГТА, Москва, 1999г

7. Авилочкина Н.А. Оптимизация изготовления тканей из'Котонированного льна. Сборник международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях", КГТУ, Кострома, 2000.

8. Юхин С.С, Авилочкина Н.А. Прогнозирование условий изготовления тканей из котонированного льна. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции "Текстиль-99\ Москва, 1999.

9. Николаев С.Д., Юхин С.С, Авилочкина Н.А. Анализ причинно-следственных связей между технологическими параметрами, структурой паковки и свойствами нитей при шлихтовании. Ж. "Известия вузов. Технология текстильной промышленности", №3,2000.

10. Николаев С.Д., Юхин С.С, Авилочкина Н.А. Установление причинно-следственных связей между свойствами нитей и их обрывностью на ткацком станке на основе бинарной причинно-следственной теории информации. Ж. "Известия вузов. Технология текстильной промышленности", №4,2000.

11. Николаев С.Д., Юхин С.С, Авилочкина Н.А. Анализ причинно-следственных связей между технологическими параметрами ткачества на основе бинарной причинно-следственной теории информации. Ж. "Известия вузов. Технология текстильной промышленности", №6,2000.

12. Авилочкина Н.А., Юхин С.С Исследование натяжения - нитей основы при изготовлении хлопчатобумажных тканей с котонированным льном. Тезисы докладов межвузовской научно-технической конференции "Наука-99", Димитровград, 1999.

13. Авилочкина Н.А. Исследование натяжения нитей основы и утка при изготовлении тканей из котонированного льна. Тезисы докладов научной конференции МГТУ, 2001.

14. Николаева Н.А., Острикова А.А., Ковалева О.В. Расчет обрывности основы и утка на ткацком станке по заданным свойствам. Тезисы докладов всероссийской научно-технической конференции "Текстиль-200Г, Москва, 2 001.

_ИД №01809 от 17.05.2000_

Подписано в печать 08.07.04 Сдано в производство 12.07.04 Формат бумаги 60x84/16 Бумага множ. Уел печ л. 1,0 Уч.-изд л. 0,75

_Заказ 328 Тираж 80_

Электронный набор МГТУ, 119991, ул. Малая Калужская, I

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Анализ литературных источников

1.1.1. Анализ ассортимента льняных тканей, выпускаемых в России и за рубежом

1.1.2. Анализ технологических процессов и оборудования для изготовления льняных тканей

1.1.3. Исследования по анализу натяжения нитей основы и утка на ткацких станках

1.1.4. Исследования по оценке напряженности заправок ткацких станков

1.1.5. Исследования по взаимосвязи технологических параметров, параметров строения и свойств вырабатываемых тканей и используемых нитей

1.1.6. Исследования по оптимизации технологического процесса ткачества

1.2. Теоретическая и экспериментальная база исследования

1.3. Цель и задачи исследования

Выводы по главе

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Расчет вязкоупругих параметров используемых нитей

2.2. Оценка напряженности заправки ткацкого станка

2.3. Взаимосвязь между технологическими параметрами изготовления ткани и параметрами ее строения

2.4. Исследования свойств нитей

2.5. Расчет обрывности основных и уточных нитей на ткацком станке

Выводы по главе

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ

3.1. Исследование натяжения нитей основы и утка

3.1.1. Выбор датчиков для исследования

3.1.2. Исследование натяжения основы

3.1.3. Влияние технологических параметров на натяжение основных нитей в основные периоды тканеформирования ^

3.1.4. Исследование натяжения уточных нитей

3.2. Исследование свойств тканей

3.2.1. Исследование полуцикловых характеристик тканей

3.2.2. Исследование полуцикловых характеристик нитей, вынутых из ткани

3.2.3. Исследование стойкости ткани к истиранию

3.2.4. Исследование воздухопроницаемости ткани

3.2.5. Сравнительный анализ гигиенических свойств хлопчатобумажных и полульняных тканей

3.3. Исследование геометрических свойств, параметров строения и материалоемкости тканей

3.3.1. Исследование уработок нитей основы и утка 112,

3.3.2. Исследование фазы строения тканей

3.3.3. Исследование толщины тканей

3.3.4. Исследование поверхностной плотности тканей

3.4. Установление причинно-следственных связей на основе бинарной причинно-следственной теории информации ^

3.4.1. Методика исследования

3.4.2. Анализ причинно-следственных связей в сновании

3.4.3. Установление взаимосвязи между технологическими параметрами, структурой паковки и свойствами нитей в шлихтовании

3.4.4. Влияние свойств нитей на обрывность нитей в ткачестве

3.4.5. Влияние технологических параметров на обрывность нитей основы

Выводы по главе

Глава 4. Оптимизация технологического процесса ткачества

4.1. Выбор критериев оптимизации

4.2. Выбор параметров оптимизации

4.3. Влияние технологических параметров на критерии оптимизации 142 Выводы по главе 144 Общие выводы по работе 146 Рекомендации по работе 149 Список использованных источников 150 Приложения

В современных условиях научно-технический прогресс в текстильной промышленности направлен, прежде всего, на внедрение и эффективное использование современного технологического оборудования, повышением скоростного режима работы оборудования, расширением его ассортиментных возможностей, выпуском высококачественных изделий, пользующихся повышенным спросом у населения.

Кризис в экономике больно ударил по науке в России. Особенно это сказалось на текстильной науке в связи с ошибочным мнением многих о том, что легкая и текстильная промышленность не так важна для страны. В начале девяностых годов эта отрасль промышленности практически перестала контролироваться государством. Объем выработки текстильных изделий снизился в десять раз.

Учитывая, что текстильная, легкая и пищевая отрасли промышленности дают так называемые "живые" деньги, это невнимание обернулось резким ухудшением благосостояния большинства населения России. К этому добавились и объективные трудности, связанные с размещением сырьевой базы для текстильной и легкой промышленности в бывшем Советском Союзе. Россия осталась практически без своего отечественного хлопка, многие заводы химических волокон остались вне территории России.

Однако сегодня все понимают, что без" развитой текстильной промышленности не может быть современного цивилизованного государства. В последние годы все более отчетливо стали слышны голоса и видны уже первые шаги по возрождению текстильной отрасли. Путь для решения многих вопросов, накопившихся за последнее десятилетие в отрасли один - путь научно-технического прогресса.

Несмотря на то, что в дальнейшем все большее распространение получат нетканые материалы и изделия из трикотажа, ткань по-прежнему будет занимать доминирующее положение, так как она по своей структуре и свойствам наиболее пригодна для изготовления одежды. Кроме того, значительное количество ткани используется для технических целей.

Следует отметить, что в последнее время появилось значительное количество различных видов дефицитных тканей, которые еще недавно "отсутствовали в торговле. Отчасти это связано с большим количеством импортируемых товаров. В связи с этим резко ухудшилось положение в текстильной промышленности, ухудшились показатели работы отечественных предприятий, обострилась ситуация с использованием квалифицированной рабочей силы. Российским текстильным предприятиям, оснащенным в техническом плане значительно хуже зарубежных, становится все труднее выпускать конкурентоспособную продукцию. Однако чтобы выжить есть один путь - выпускать текстильные изделия, отвечающие мировому уровню и высокого качества. Требования в отношении качества и новизны предъявляет не какой-то ограниченный круг людей, а практически все население . страны. Поэтому задача выпуска таких текстильных изделий общегосударственная.

Большой объем выпуска бельевых тканей, отсутствие своей сырьевой хлопчатобумажной базы заставляют искать пути использования других текстильных волокон. Последнее время большое внимание уделяется развитию льняного комплекса. В то же время в России - огромное количество хлопчатобумажных предприятий. Полезные гигиенические свойства льна могут эффективно использоваться при выпуске бельевых тканей. В последние годы предпринимаются попытки получения льняной пряжи по технологии хлопкопрядения. Эту пряжу стали называть пряжей из котонированного льна.

Выпускать эти ткани необходимо на современном отечественном технологическом оборудовании. Сегодня самым универсальным ткацким станком с точки зрения пригодности волокон различного волокнистого состава является СТБ. Однако для того, чтобы выпускать на них высококачественные ткани необходимо проводить дополнительные научные исследования. Необходимо научиться прогнозировать и управлять строением и качеством тканей, технологическими процессами.

Об актуальности выпуска тканей с использованием котонированного льна говорилось и записывалось в решениях различных международных и всероссийских научных и научно-технических конференций [1.1-1.18].

При выпуске таких тканей необходимо вести разработку методов прогнозирования технологического процесса ткачества, строения и качества вырабатываемых тканей, а также нахождение путей активного влияния на технологический процесс ткачества. Решение данных задач должно быть осуществлено комплексно путем рассмотрения вопросов, связанных с работой нитей основы и утка в реальных условиях эксплуатации станка, оценкой напряженности заправки, установлением взаимосвязи между технологическими параметрами, параметрами строения и свойствами тканей, оптимизации технологического процесса ткачества.

Актуальность данной работы обусловлена высококачественным ассортиментом тканей, выбранных для исследования. Проблема получения тканей с хорошими гигиеническими свойствами сегодня стоит довольно остро, особенно для России, которая практически не имеет своей сырьевой базы. Данная работа проведена в соответствии с тематическим планом НИР Московского государственного текстильного университета имени А.Н.Косыгина в рамках межвузовской научной программы "Новые материалы", гранта Минобразования Российской Федерации в области текстильной и легкой промышленности 1999-2000 годов, хоздоговорной НИР с ОАО "Куровской текстиль". В качестве производственной базы был выбран один из крупнейших текстильных комбинатов России - АО "Куровской текстиль".

Методика данного научного исследования включает проведение теоретических и экспериментальных исследований. Теоретические исследования основаны на использовании современных научных теорий: строения и проектирования тканей, механики деформируемого твердого тела, накопления повреждений, кинетической теории прочности твердых тел, графов. Экспериментальные исследования проводились в производственных условиях АО "Куровской текстиль". Определение свойств и строения тканей проводилось в лабораториях этого предприятия и кафедры ткачества МГТУ имени А.Н.Косыгина. При обработке экспериментальных данных использованы современные методы статистики, анализа и планирования эксперимента. При проведении работы широко использована современная вычислительная техника.

Научная новизна работы заключается в разработке следующих вопросов: теоретически доказана возможность переработки пряжи из котонированного льна на бесчелночных ткацких станках СТБ на основе анализа релаксационных свойств нитей, расчета повреждаемости нитей основы по критерию длительной прочности Москвитина и обрывности нитей основы и утка по теории надежности;

- теоретически установлено, что наиболее эффективно пряжу из котонированного льна использовать в качестве утка;

- на основе обработки экспериментальных данных современными методами теории анализа и планирования эксперимента, бинарной причинно-следственной теории информации определены факторы, в наибольшей степени оказывающие влияние на условия изготовления исследуемых тканей, их строение и качество (технологические параметры - заправочное натяжение основы, величина заступа, положение скала относительно грудницы ткацкого станка; свойства используемых нитей основы - стойкость нитей к истиранию, выносливость нитей к многократному нагружению);

- получены математические модели для расчета основных параметров строения и свойств исследуемых тканей в зависимости от технологических параметров их изготовления на ткацком станке.

Практическая значимость работы заключается в разработке следующих вопросов:

- определены оптимальные технологические параметры изготовления полульняных тканей с использованием в утке пряжи из котонированного льна на бесчелночных ткацких станках СТБ, обеспечивающие минимально-возможную обрывность нитей, высокое качество тканей, их рациональное строение;

- получена возможность прогнозирования условий изготовления, свойств и строения исследуемых тканей на основе полученных математических моделей;

- рекомендованы пути стабилизации технологического процесса ткачества.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. По данным испытаний на релаксацию напряжений на разрывной машине с постоянной скоростью движения нижнего зажима определены вязкоупругие параметры хлопчатобумажной и льняной пряжи и пряжи из котонированного льна; установлено, что релаксационные процессы в пряже из котонированного льна протекают интенсивнее, чем в льняной пряже, и медленнее, чем в хлопчатобумажной.

2. На основе критерия длительной прочности Бейли проведена оценка напряженности заправок хлопчатобумажных и льняных тканей (обычная льняная пряжа и пряжа из котонированного льна). Установлено, что повреждаемость хлопчатобумажной основной пряжи значительно ниже, чем обычной льняной пряжи и пряжи из котонированного льна.

3. На основе нелинейной механики упругих стержней определены рациональные параметры строения суровых хлопчатобумажной и полульняной тканей, находящихся на станке и в суровом виде. Определено, что порядок фазы строения хлопчатобумажной ткани несколько выше полульняной. А порядки фаз строения тканей, находящейся на станке, и суровой несколько I отличаются друг от друга.

4. На основе теории надежности проведен расчет обрывности основных и уточных нитей. Установлено, что расчет обрывности основных нитей необходимо проводить по двум показателя нитей - выносливости нитей к многократному нагружению и стойкости нитей к истиранию, а расчет обрывности по утку - по разрывной нагрузке и разрывному удлинению нитей, определенным при высокой скорости их деформирования.

5. Установлено, что по механическим свойствам нитей наблюдается различие между свойствами хлопчатобумажной, обычной льняной пряжи и пряжи из котонированного льна; по полуцикловым характеристика пряжа из котонированного льна имеет промежуточные значения между значениями хлопчатобумажной и обычной льняной пряжи; выносливость нитей к многократному нагружению и стойкость нитей к истиранию - наихудшие у пряжи из котонированного льна. Установлено, что пряжу из котонированного льна целесообразней использовать в качестве утка.

6. Получены математические модели натяжения основы и утка . в различные периоды тканеформирования, основных параметров строения и свойств тканей в зависимости от основных технологических параметров, что позволяет прогнозировать напряженность заправок и качество тканей. Установлено, что наибольшее влияние на условия формирования и качество полульняных тканей оказывает заправочное натяжение основы.

7. На основе бинарной причинно-следственной теории информации построены графы причинно-следственных связей между технологическими параметрами и структурой выходных паковок при шлихтовании и сновании, между технологическими параметрами, свойствами используемых нитей и обрывностью основных нитей на ткацком станке.

8. Установлено, что наибольшее влияние на плотность намотки при сновании оказывает натяжение основы, а при шлихтовании - величина истинного приклея и скорость шлихтования.

9. Установлено, что в наибольшей степени на обрывность основы на ткацком станке оказывают влияние выносливость к многократным нагрузкам и стойкость нитей к истиранию.

10 Установлено, что наибольшее влияние" на обрывность основы оказывает заправочное натяжение основы, угол раскрытия зева, величина заступа и положение скала по вертикали.

11. На основе решения компромиссной задачи численными методами на ЭВМ определены оптимальные технологические параметры изготовления бельевых тканей на бесчелночных ткацких станках СТБ: для полульняной ткани заправочное натяжение основы - 55,7 сН; величина заступа - 46,7 мм; положение скала относительно грудницы - +18,4 мм. для хлопчатобумажной ткани заправочное натяжение основы - 60,9 сН; величина заступа - 43,3 мм; положение скала относительно грудницы - +17,4 мм. 12. Установка оптимальных технологических параметров обеспечивает изготовление тканей с приемлемой обрывностью, рационального строения и высокими показателями физико-механических свойств и обеспечивает изготовление полульняных (хлопчатобумажных) тканей со следующими показателями: разрывная нагрузка полоски ткани в направлении основы

840 сН (850 сН) разрывное удлинение полоски ткани в направлении основы

9,85% (9,90%) разрывная нагрузка полоски ткани в направлении утка

560 сН (580 сН) разрывное удлинение полоски ткани в направлении утка -стойкость ткани на истирание

8,47% (9,10%) 1520 циклов (1580 циклов) 550 дм3/м2с воздухопроницаемость ткани уработка основных нитей в ткани -уработка уточных нитей в ткани -порядок фазы строения ткани суровой ткани -толщина ткани

0,424 мм (0,445 мм) 194,8 г/м2 (209 г/м2) 84 сН (90 сН)

6,80% (8,22%) 7,10% (6,54%) 5,40 (5,65) поверхностная плотность.ткани натяжение основы при прибое натяжение основы при полном открытии зева обрывность нитей основы -обрывность уточных нитей

82 сН (87 сН) 0,13 обр/м (0,12 обр/м) 0,10 обр/м (0,08 обр/м)

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАБОТЕ

1. Для оценки напряженности заправок ткацких станков целесообразно использовать метод расчета повреждаемости основных нитей с использованием критерия длительной прочности Москвитина

2. Для расчета обрывности основных и уточных нитей целесообразно использовать предложенный метод по заданным механическим свойствам используемых нитей.

3. Для расчета рационального строения тканей целесообразно использовать предложенную методику на основе нелинейной теории изгиба упругих стрежней.

4. Для прогнозирования условий изготовления хлопчатобумажных тканей, их строения и свойств необходимо использовать полученные математические модели.

5. С целью получения тканей с наилучшими физико-механическими показателями и наименьшей обрывностью на ткацком станке необходимо установить следующие оптимальные технологические параметры: для полульняной ткани заправочное натяжение основы - 55,7 сН; величина заступа - 46,7 мм; положение скала относительно грудницы - +18,4 мм. для хлопчатобумажной ткани заправочное натяжение основы - 60,9 сН; величина заступа - 43,3 мм; положение скала относительно грудницы - +17,4 мм.

1. Материалы съездов, конференций, симпозиумов

2. Всесоюзная научно-техническая конференция "Теория и практика бесчелночного ткачества". 21-23 декабря 1977 года. Краткие тезисы докладов. -М.:МТИ, 1977.

3. X Всесоюзная научная конференция по текстильному материаловедению "Исследование износостойкости и оценка качества текстильных материалов и готовых изделий", Тезисы докладов, Львов, 1980.

4. Всесоюзная научно-техническая конференция "Теория и практика бесчелночного ткачества". 26-28 ноября 1985 года. Тезисы докладов. М.: МТИ, 1985.

5. Всероссийская научно-техническая конференция "Теория и практика бесчелночного ткачества". 25-27 ноября 1992 года. Тезисы докладов. М.: МГТА, 1992.

6. Всероссийская научно-техническая конференция "Современные технологии текстильной промышленности" (ТЕКСТИЛЬ-95). 28-29 ноября 1995 года. Тезисы докладов. М.: МГТА, 1995.

7. Всероссийская научно-техническая конференция "Современные технологии текстильной промышленности" (ТЕКСТИЛЬ-96). 26-27 ноября 1996 года. Тезисы докладов. М.: МГТА, 1996.

8. Конгресс химиков-текстильщиков и колористов "За возрождение российского текстиля", Иваново, 17-19 сентября 1996 года. Тезисы докладов, 1996.

9. Всероссийская научно-техническая конференция "Современные технологии текстильной промышленности" (ТЕКСТИЛЬ-97). 25-26 ноября 1997 года. Тезисы докладов. М.: МГТА, 1997.

10. Всероссийская научно-техническая конференция "Современные технологии и оборудование текстильной промышленности" (ТЕКСТИЛЬ-98). 24-25 ноября 1998 года. Тезисы докладов. М.: МГТА, 1998.

11. Международная научно-техническая конференция "Новые ресурсосберегающие. технологии и улучшение экологической обстановки в легкой промышленности и машиностроении", Витебск, 1998. Тезисы докладов.

12. Всероссийская научно-техническая конференция "Современные технологии и оборудование текстильной промышленности" (ТЕКСТИЛЬ-99). 23-24 ноября 1999 года. Тезисы докладов. М.: МГТА, 1999.

13. Межвузовска научно-техническая конференция "Современные проблемы текстильной и легкой промышленности". 1999 г., Тезисы докладов. Часть 1. М.: РЗИТЛП, Тезисы докладов.

14. Международная научно-техническая конференция "Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности" (ПРОГРЕСС-98). 2-5 июня 1998 года. Тезисы докладов. -Иваново: ИГТА.

15. Научно-практическая конференция "Наука льняному комплексу", Вологда, 2-4 марта, 1999 года. Тезисы докладов.

16. Научно-практическая конференция "Лен на пороге XXI века", Вологда, 1-3 марта, 1999 года, Тезисы докладов.

17. Международная научная конференция "Новое в технике и технологии текстильной и легкой промышленности", Витебск," 22-23 ноября 2000 года, Тезисы докладов.

18. Международная научно-техническая конференция "Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях. Кострома, 18-20 октября 2000 года, Тезисы докладов.

19. Международная научно-техническая конференция "Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности, 21-24 мая 2001 года, Тезисы докладов.2. Книги

20. Бесчелночное ткачество. Строение и проектирование тканей. Межвузовский сборник научных трудов. М.: МГТА, 1993.

21. Брондштейн И.М., Семендяев К.А. Справочник по математике. М. Наука, 1986.

22. Власов П.В. Нормализация процесса ткачества. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982.

23. Николаев С.Д., Власов П.В., Сумарукова Р.И., Юхин С.С. Теория процессов, технология и оборудование ткацкого производства. Легпромбыт-издат, 1985.

24. Власов П.В., Николаев С.Д., Васильев A.B. Анализ обрывности основных нитей в ткачестве. М.: МТИ, 1985.

25. Власов П.В., Шосланд Я., Николаев С.Д., Масайтис Й. Нормализация процесса ткачества. М.: МТИ, 1983.

26. Власов П.В., Шосланд Я., Николаев С.Д. Прогнозирование технологического процесса ткачества. -М.: МТИ, 1989.

27. Виноградов Ю.С. Математическая статистика и ее применение в текстильной и швейной промышленности. М.: Легкая индустрия, 1970.

28. Дамянов Г.Б., Бачев Ц.З., Сурнина Н.Ф. Строение ткани и современные методы ее проектирования. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.

29. Кобляков А.И. и др. Текстильное материаловедение, ч.Ш. М.: Легпромбытиздат, 1993.

30. Кобляков А.И., Кукин Г.Н., Соловьев А.Н. Текстильное материаловедение, ч.П. М.: Легпромбытиздат, 1992.

31. Корн Г.К., Корн Т.К. Справочник по математике. М.: Наука, 1984.

32. Мартынова A.A. и др. Строение и проектирование тканей. Учебник. МГТА, Международная программа образования, М.- 1999.

33. Мартынова A.A., Черникина JI.А. Лабораторный практикум по строению и проектированию тканей. М.: Легкая индустрия, 1976.

34. Николаев С.Д. Причинно-следственные связи. -М.: МТИ, 1991.

35. Николаев С.Д. Прогнозирование изготовления тканей заданного строения. М.: МТИ, 1989.

36. Оников Э.А. Справочник по хлопкоткачеству. М.: Легкая индустрия, 1979.

37. Регель В.Р., Слуцкер А.И., Томашевский Э.Е. Кинетическая природа прочности твердых тел. -М.: Наука, 1977.

38. Севостьянов А.Г. Методы и средства исследования механико-технологических процессов текстильной промышленности. Легкая индустрия, 1980.

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

40. Севостьянов А.Г. Теория графов в планировании эксперимента в текстильной промышленности. М.: МТИ, 1990.

41. Склянников В.П. Строение и качество тканей. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.s

42. Соловьев А.Н., Кирюхин С.М. Оценка качества и стандартизация текстильных материалов. -М.: Легкая индустрия, 1974.

43. Справочник по льноткачеству. Легкая индустрия, 1987.3.Статьи

44. Авилочкина H.A., Никишин В.Б., Острикова A.A. Рыжкова О.В. Разработка методов расчета обрывности нитей основы и утка на ткацком станке. Сборник научн. трудов, выполненных по итогам конкурса грантов молодых ученых, 1999 г, МГТА, Москва

45. Авилочкина H.A., Николаев С.Д., Юхин С.С. Анализ причинно-следственных связей между технологическими параметрами, структурой паковки и свойствами нитей при шлихтовании. Ж. Известия вузов. Технология текстильной промышленности, №3, 2000

46. Авилочкина H.A., Николаев С.Д., Юхин С.С .Анализ причинно-следственных связей между технологическими параметрами ткачества на основе бинарной причинно-следственной теории информации. Ж. Известия вузов. Технология текстильной промышленности, №6, 2000

47. Быкадоров Р.В., Семикин А.П., Коллербв Ю.К. Об обрывности основных нитей на ткацком станке. Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1993, N5.

48. Васильева Е.Г., Ерохин Ю.Ф., Сокерин Н.М., Синицын В.А. Влияние натяжения нитей на параметры строения тканей. Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1998, N3.

49. Власов П.В., Николаев С.Д., Баталко Т.П., Устименко Н.В. Анализ обрывности основных нитей при выработке тканей из пряжи малой линейной плотности. Текстильная промышленность, 1985, N5.

50. Власова H.A., Мартынова A.A., Новиков А.Н., Соболев C.B. Статистический контроль вариаций амплитуды пиков натяжения нитей основы на ткацком станке. Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1991, N2.

51. World weawing market the Sulzer - Ruti, view. Textile Month. March, 1996. - p. 8-10 (англ,)- .

52. Грищенкова В. А., Дуковская И.И. Изучение возможности использования пряжи пневмомеханического способа прядения в ассортименте декоративных и бельевых тканей. Сборник научных трудов ЦНИИЛВ, М. ЦНИИТЭИЛегпром, 1981.

53. Грищенкова В.А. Сравнительные исследования строения и свойств тканей из льняной пряжи различных способов прядения в процессе опытной носки. Межвузовский научный сборник научных трудов молодых преподавателей. МТИ, М., 1984.

54. Грищенкова В.А., Дуковская И.И. БелЬевые ткани из пряжипневмомеханического способа прядения. Ж.Текстильная промышленность, 1985, №8.

55. Guntner К. Möglichkeiten Greiferwebtechnik. Melliandtextilberichte (BRD), 1995, N7. (нем.).

56. Живетин В.В., Ольшанская О.М. Тенденции развития техники и технологии ткачества. Ж. Текстильная промышленность, 1987, №7.

57. Иванова В.Н., Ковальчук Е.П., Почернина С.Б. Пути повышения эффективности производства и качества продукции льняной промышленности. Ж. Льняная промышленность, ЦНИИТЭИЛегпром, 1988.

58. Ерохин Ю.Ф., Николаев С.Д., Власов П.В., Синицын В.А., Карева Т.Ю. О взаимосвязи технологических параметров заправки ткацкогостанка с параметрами строения ткани. Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1993, N1.

59. Кукин Г.Н., Соловьев А.Н. Исследование релаксации деформации растяжения в текстильных материалах. В кн.: Труды МТИ, 1956, т. 17.

60. Liping Т. Определение оптимальных параметров ткачества. Text.Res& Фанчжи Сюэбао, 1996, N9. (кит.).

61. Лустгартен Н.В. Выбор и обоснование показателя напряженности процесса ткачества. Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1995, N3.

62. Лустгартен Н.В., Пыханова Т.В., Садовская О.Б. Изменение натяжения основы по глубине заправки ткацкого станка. Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1993, N3.

63. Лустгартен Н.В., Лаучинскас М.Н., Глотова Т.М., Садовская О.Б., Пыханова Т.В. Влияние факторов процесса натяжения и прочности нитей на обрывность основы в ткачестве. Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1998, N1.

64. Лустгартен Л.Ю. Метод прогнозирования обрывности нитей основы.

65. Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1997, N4.

66. Lunenschloss J. Eine Messmetode zur Ermittlung der Kettfadenkrafte in Vorderfach. Textil Praxis International, 1982, N2,s.7.(HeM.).

67. Lunenschloss J., Schlichter S. Die Fadenbelastung in Kette und Schus in Abhängigkeit von der Schuseintragsfregüenz und anderen Webmaschinenparametern. Mtllliand Textilber., 1987, N2. (нем.).

68. Лучинскас M.H. К вопросу изменения прочностных характеристик нити в процессе тканеобразования. Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1996, N1.

69. Малафеев P.M., Гальперин A.A. и др. Перспективы развития российского машиностроения для текстильной и легкой промышленности. Ж. Текстильная промышленность, 1999, №№9,10

70. Мельяченко Ж.В., Николаев С.Д. Взаимосвязь технологических параметров ткачества и параметров строения вырабатываемых тканей. Известия вузов. Технология текстильной промышленности, Известия вузов, 1991,N1.

71. Nikolaew S.D. Modelowanie wpluwu napiecia na zrywnosc nitek osnowy w wykorzystaniem teorii informacji. Przeglad wlokienniczy, 1995, N7.

72. Николаев С.Д., Юхин C.C. Оценка напряженно-деформированного состояния нитей при выработке тканей различных переплетений. Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1998, N6.

73. Николаев С.Д. Определение вязкоупругих параметров нитей при растяжении. Вестник ИГТА, 2001, № 1

74. Новиков Н.Г. О строении и проектировании ткани с помощью геометрического метода. Текстильная промышленность, 1988, N1.

75. Ольшанская О.М. Лен стал модным, но дорогим. Легпромбизнес. Директор, Санкт-Петербург, 2000, №4.

76. Ольшанская О.М. Лен взгляд в XXI век". Ж. Текстиль, 2000, №№5-6.

77. Проталинский С.Е. Структура подсистем прибоя уточной нити САПР ТП ткачества. Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1996, N4.

78. Синицын В.А. Методика оценки напряженности выработки ткани на ткацких станках. Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1995, N1.

79. Синицын В.А. Исследование натяжения нитей основы при выработке тканей с переменной плотностью по утку. Известия вузов. Технология текстильной промышленности , 1996, N5.

80. Suszek Н. Analiza pracu napiezacza i kompensatora watku na krosnie chwytakowyn STB. Technik Wlokienniczy, 1996, N5. (пол).

81. Тиранов В.Г. Качественное и колличественное описание релаксационных процессов комплексных текстильных нитей на основемеханической модели. Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1983, N5.

82. Тиранов В.Г. Описание нелинейной зависимости между напряжением и деформацией комплексных нитей. Известия вузов. Технология текстильной промышленности , 1984, N6.

83. Щербаков В.П. Прогнозирование переработки нитей на основовязальных машинах. В кн.: Ш Sbornik vedeckovyzkumnuch praci, Liberec: VSST, 1985. •

84. Юхин C.C. Расчет и деформации натяжения нитей основы при формировании -раппорта ткани по утку. В кн.: Теория и практика бесчелночного ткачества. Межвузовский сборник научных трудов. М.: МТИ, 1996.

85. Юхин С.С., Цыцилина С.А. Расчет оптимальных параметров изготовления высокоплотных тканей. Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1997, N2.

86. Ямщиков С.В., Плаксин Е.Б. Анализ релаксационных процессов упругой системы заправки ткацкого станка. Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1992, N2.

87. Nosek S. Pretrhovosti jsnowy z hlediska matematicke Statistiky. Textil, 1971, N10, N11, S. 329-333 (чеш.).

88. Nosek S. Vliv statistikuch Charakteristik mechanickuch vlastnosti prizi na kolltktivni vlastnosti osnowy a tkaniny. Textil, 1971, N4,'s. (чеш.).4. Диссертации

89. Баталко Т.П. Разработка оптимальных технологических параметров выработки хлопчатобумажных тканей из пряжи малой линейной плотности на станке АТПР. Дисс. канд.техн.наук. М.: МТИ, 1987.

90. Батурурими Леонард. Разработка метода проектирования тканей по заданным гигиеническим свойствам. Дисс. канд.техн.наук. М.: МГТА, 1999.

91. Гордеев В.А. Исследование работы механизмов отпуска и натяжения основы на ткацких станках. Дисс. . докт.техн.наук. М.: МТИ, 1951.

92. Денисенко Т.Н. Разработка методов оценки напряженности заправок ткацких станков. Дисс. . канд.техн.наук. М.: МГТА, 1993.

93. Евсюкова Е.В. Разработка технологических параметров изготовления технической ткани из углеродных нитей. Дисс. канд.техн.наук. М.: МТИ, 1990.

94. Ерохин Ю.Ф. Исследование и совершенствование процесса ткачества в хлопчатобумажном производстве. Дисс. . докт.техн.наук. М.: МТИ, 1975.

95. Иванов В.А. Разработка оптимальных технологических параметров изготовления тканей комбинированных переплетений на ткацком станке АТПР. Дисс. канд.техн.наук. М.: МТИ, 1986.

96. Кенуни М. Разработка оптимальных технологических параметров изготовления хлопчатобумажных тканей на рапирном ткацком станке "МАУ-Б". Дисс. канд.техн.наук. М.: МТИ, 1989.

97. Козлова Т.В. Разработка технологических параметров подготовки основных нитей для изготовления высокоплотных тканей на станке СТБ. Дисс. . канд.техн.наук. М.: МГТА, 1998.

98. Мельяченко Ж.В. Разработка метода проектирования технологических параметров изготовления мебельно-декоративных тканей. Дисс. . канд. техн. наук. М.: МГТА, 1992.

99. Милашюс В.М. Исследование релаксационных свойств тканей. Дисс. . докт.техн.наук. Каунас: КПИ, 1974.

100. Николаев С.Д. Прогнозирование технологических параметров изготовления тканей заданного строения и разработка методов их расчета. Дисс. докт.техн.наук. М.: МТИ, 1988.

101. Оников Э.А. Непрерывный процесс тканеобразования: условия эффективности, параметры и опытная реализация. Дисс. . канд.техн.наук. М.:МТИ, 1981.

102. Юхин С.С. Разработка метода прогнозирования технологии изготовления тканей нетрадиционных структур. Дисс. . докт.техн.наук, 1996.5. Авторефераты диссертаций

103. Букаев П.Т. Разработка параметров оптимального процесса бесчелночного ткачества и .критериев его оценки. Автореферат дисс. . докт.техн.наук. М.: ЛИТЛП, 1985.

104. Митрофанов О.Н. Разработка и исследование параметров наладки основного регулятора станка АТПР для стабилизации натяжения нитей. Автореферат дисс. канд.техн.наук. Иваново: ИвТИ, 1985.

105. Степанов Г.В. Создание и технология получения технических тканей для производства композиционных материалов. Автореферат дисс. . докт. техн. наук. Иваново: ИвТИ, 1985.

106. Юхин С.С. Разработка оптимальных технологических параметров выработки полутораслойной хлопчатобумажной ткани на бесчелночных ткацких станках. Автореферат дисс. . канд.техн.наук. Иваново: ИвТИ, 1985. -22 с.6. Охранные документы

107. Грищенкова В.А., Шаповалова Е.И. Свидетельство об официальной регистрации базы данных "Проектирование однослойных тканей по заданной поверхностной плотности", №980015 от 06.03.98.

108. Грищенкова В.А., Шаповалова Е.И. Свидетельство об официальной регистрации базы данных "Расчет технических заправочных данных для производства однослойных тканей", №980016 от 06.03.98.

109. Козлов С.Н. и др. Декоративный слоистый сатериал и способы его получения. Патенты РФ №2151063, приоритет от 07.09.99 и №2151054, приоритет от 07.09.99

110. Морозов Г.К., Островская М.Е., Андреев А.Ф., Каган В.М. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ "Система подбора переплетений для однослойных тканей "Палитра ткача", №960138 от 28.03.94

111. Морозов Г.К., Московский В.А., Свидетельство об официальной регистрации программы. "Система подбора переплетений для однослойных тканей "Палитра ткача", версия 2, №940555 от 17.12.96.

112. Ольшанская О.М., Грищенкова В.А., Пахнова Т.А., Андреева A.B. Обувная ткань. Патент РФ, № 2153542, приоритет 11.08.99

113. Островская A.B., Осипова H.H., Башилова Т.Г., Кивман Г.Я., Грищенкова В.А. Патент РФ "2106440 "Текстильный материал, приоритет от 29.04.96.

114. Живетин В.В., Ольшанская О.М., Грищенкова В.А., Шаповалова Е.И. Патент РФ №2151223 "Экоткань", приоритет от 30.06.99i7. Отчеты по НИР

115. Разработка метода расчета обрывности нитей основы и утка на ткацком станке. Отчет по НИР ,N98-655-15, МГТА, Москва. Авторы: Николаев С.Д., Авилочкина H.A. Никишин В.Б., Рыжкова О.В., Острикова A.A. Конкурс грантов молодых ученых, 1998.

116. Исследование релаксационных процессов в ткачестве на основе теории вязкоупругости отчет по НИР, №99-682-15, МГТУ, Москва, Конкурс грантов Минобразования РФ Авторы: Николаев С.Д., Юхин С.С., Васильев A.B., Авилочкина H.A., 1999