автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Разработка оптимальных технологических параметров изготовления высокоплотных тканей на бесчелночных ткацких станках СТБ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ.

1.1. Анализ работ, посвященных влиянию способов подготовки основных нитей к ткачеству иа их физико- 9 механические свойства и обрывность.

1.2. Анализ работ, посвященных напряженно-деформи- 21 рованному состоянию нитей на ткацком станке.

1.3. Анализ работ по оптимизации технологического 27 процесса ткачества.

Выводы по главе.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

2.1. Анализ геометрической модели разделения нитей в ценовом поле при использовании различных схем 31 заправки шлихтовальной машины.

2.2. Исследования по оценке напряженности процесса 39 разделения нитей в ценовом поле шлихтовальной машины.

Выводы по главе.

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Математические методы, применяемые при исследо- 45 вании.

3.£. Средства и методы исследования.

ГЛАВА 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ машины ШБ-11/180-Л-ЗМ.

Выводы по главе.

В экономической ситуации, сложившейся в России всвязи с переходом на рыночные отношения и распадом СССР, для отечественных текстильных предприятий характерно резкое изменение финансовой политики, в том числе сокращение закупок импортного оборудования; структуры производства; снабжения и сбыта.

В условиях экономического кризиса возникает необходимость в совершенствовании технологического процесса ткачества с целью получения коккурентноспособных тканей на отечественном технологическом оборудовании.

В технологии подготовки нитей основы к ткачеству известен ряд зарубежных патентов и авторских свидетельств, которые нашги свое применение в технологическом оборудовании^

В области ткачества известен целый ряд зарубежных фирм Швейцарии, Японии, США, Италии, выпускающих оборудование для выработки широкого ассортимента конкурентоспособных тканей. Однако стоимость такого оборудования в 2-3 раза выше отечественного. Это требует огромных капиталовложений, которыми предприятия не располагают.

Поэтому, целью диссертационной работы является создание коккурентноспособных высокоплоткых тканей на отечественном техноло гическом оборудовании на основе разработки путей совершенствования технологических процессов шлихтования и ткачества для расширения ассортиментных возможностей бесчелночных ткацких станков и получения высокоплотных тканей с заданными показателями свойств.

Актуальность диссертационной работы заключается в разработке технологии получения конкурентоспособных высокоплотных тканей, пользующихся повышенным спросом населения как на внутреннем, так и на внешнем рынке, которая позволит увеличить производительность отечественного технологического оборудования и уменьшить обрывность нитей.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- теоретически обоснована необходимость применения усовершенствованной технологической схемы заправки шлихтовальной машины ШБ~ 11/180-Л-ЗМ-2;

- предложена методика расчета натяжения и повреждаемости нитей е процессе их прохождения через ценовое поле шлихтовальной машины;

- получена математическая модель технологического процесса подготовки высокоплотных основ к ткачеству, устанавливающая основные закономерности влияния технологических параметров шлихтования на свойства нитей;

- определены оптимальные технологические параметры шлихтования нитей, используемых для выработки высокоплотных тканей;

- получена математическая модель технологического процесса ткачества высокоплотных тканей, исследовано влияние заправочных параметров ткацкого станка СТБ-220 на параметры строения высокоплотных тканей; выявлены факторы, в наибольшей степени влияющие на условия изготовления и свойства данных тканей;

- определены оптимальные технологические параметры изготовления высокоплотных тканей на ткащсом станке СТБ-220;

- в результате теоретических исследований доказана целесообразность использования новой технологической оснастки при выработке высокоплотных тканей на станках СТБ.

Практической ценность работы:

- проведены исследования по оценке напряженности процесса разделения нитей в ценовом поле, позволяющие прогнозировать технологическую способность нитей к последующей переработке в процессе ткачества;

- полученные математические модели технологических процессов подготовки высокоплотных основ к ткачеству и ткачества позеоляют прогнозировать влияние параметров шлихтования на свойства нитей; заправочных параметров ткацкого станка СТБ-220 на условия изготовления, параметры строения и свойства высокоплотных тканей;

- проведены исследования по оценке повреждаемости нитей в процессе ткачества высокоплотных тканей, позволяющие прогнозировать выработку высокоплотных тканей с минимальной обрывностью;

- разработана технология получения высокоплотных тканей на отечественном технологическом оборудовании, результаты работы внедрены в производственные условия АО "Куровской текстиль" с экономическим эффектом 72 316 ООО рублей на объем выпуска 2 млн.метров ткани.

Автор защищает;

- усовершенствованную технологическую схему заправки шлихтовальной машины ШБ-11/180-Л-ЗМ;

- методику оценки напряженности процесса шлихтования нитей;

- рекомендации по процессу подготовки высокоплотных основ к ткачеству;

- экспериментальные данные исследования условий изготовления, параметров строения, свойств высокоплотных тканей и математические зависимости их взаимосвязи с параметрами заправки ткацкого станка СТЕ-220;

- оптимальные технологические параметры изготовления высокоплотных тканей на станке СТЕ;

- результаты экспериментальных исследований использования различной технологической оснастки на станках СТЕ.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

1. Анализ литературных источников по теме диссертационной работы показал, что необходимо разработать технологию подготовки основных нитей к выработке высокоплотных тканей; исследовать условия изготовления, параметры строения и свойства даннных тканей ка ткацких станках СТБ; провести оптимизацию технологического процесса шлихтования и ткачества высокоплотных тканей и дать рекомендации по их выработке на ткацких станках СТБ.

2. В результате экспериментальных исследований процесса подготовки высокоплотных основ к ткачеству предложена усовершенствованная схема заправки шлихтовальной машины ШБ-11/180-Л-ЗМ, позволяющая увеличить:

- разрывную нагрузку на 29.8 % ( при обычной заправке рост разрывной нагрузки составляет 14.7 %);

- количество циклое на многократное растяжение в 6.9 раза ( при обычной заправке - в 4.6 раза );

- приклей на 1.7 X.

3. В результате исследования технологического процесса прохождения нитей через ценовое поле шлихтовальной машины получено теоретическое обоснование необходимости изменения схемы заправки шлихтовальной машины ШБ-11/180-Л-ЭЛ.

4. С целью описания изменения натяжения нитей при их разделении в ценовом поле и сравнительного анализа условий прохождения нитей через ценовое поле проведен анализ геометрической модели разделения нитей в ценовом поле при использовании различных схем заправки шлихтовальной машины.

- 152

5. Для оценки напряженно-деформированного состояния нитей на шлихтовальной машине рассчитана повреждаемость нитей при их разделении в ценовом поле. Установлено, что применение усовершенствованной схемы заправки шлихтовальной машины позволяет в 3.3 раза уменьшить повреждаемость нитей, а следовательно, улучшить физико-механические свойства нитей и повысить их технологическую способность к переработке в ткачестве.

6. Получена математическая модель технологического процесса шлихтования, анализ которой позволил выявить следующие закономерности:

- при увеличении давления во второй отжимной паре увеличивается приклей, а следовательно, разрывная нагрузка нитей;

- увеличение давления во второй отжимной паре способствует увеличению разрывной нагрузки и разрывного удлинения нитей, а также количества циклов на многократное растяжение нитей;

- с увеличением температуры в первой сушильной секции происходит увеличение приклея и количества циклов на многократное растяжение.

7. Разработаны оптимальные технологические параметры шлихтования нитей для выработки высокоплотных тканей:

- давление в первой отжимной паре 0.20 атм;

- давление во второй отжимкой паре 0.75 атм;

- температура в первой сушильной секции 118 С°.

Внедрение оптимальных технологических параметров позволило улучшить качество подготовки нитей основы к ткачеству: разрывная нагрузка нитей Еозрасла с 372.7 сН до 415.2 сН; многоцикловые характеристики возрасли с 4328 до 8370 циклов нагружения до разрушения.

8. В результате экспериментального исследования свойств, строения и условий изготовления высокоплотных тканей на станке 0ТБ-220 установлены:

- математические вависимости условий изготовления и свойств высокоплотных тканей от параметров заправки ткацкого станка;

- закономерности изменения строения и свойств высокоплотных тканей от заправочных параметров ткацкого станка; выявлены факторы, в наибольшей степени влияющие на условия изготовления данных тканей,

9. Разработаны оптимальные технологические параметры изготовления высокоплотных тканей на ткацком станке СТЕ-220, позволившие снизить обрывность по основе с 0.48 до 0Л6 обр./метр, увеличить производительность ткацкого станка с 5.53 до 6.14 м/час, снизить расход сырья на 2 увеличить производительность труда по ткацкому производству на 24 %:

- заправочное натяжение 20 сН/нить;

- угол заступа 5 град;

- величина выкоса зева 315 мм.

10. Доказана целесообразность применения новой технологической оснастки при выработке высокоплотных тканей, использование которой позволяет в 3.1 раза снизить повреждаемость нитей на ткацком станке СТБ-220 и уменьшить натяжение нитей в процессе тканеформи-ровакия:

- в момент заступа от 33 до 30 сН/нить ( на 10 % );

- при зевообразовании от 45 до 40 сН/нить ( на 21.5 % );

- при прибое от 65.5 до 57 сН/нить ( на 14.9 % ).

11. В результате внедрения оптимальных технологических параметров заправки ткацкого станка СТБ-220 при выработке высокоплотной ткани арт. 38МХ на АО "Куровской текстиль" получен экономический эффект 76 млн. 916 тыс. рублей на объем выпуска 2 млн. метров ткани,

Рекомендации по работе.

1. Для описания изменения натяжения нитей основы при их разделении и анализа условий прохождения нитей основы черев ценовое поле целесообразно использовать анализ геометрической модели разделения нитей в ценовом поле шлихтовальной машины, приведенный в главе 2.

2. Для прогнозирования процесса подготовки высокоплотных основ к ткачеству рекомендуется использовать исследования по оценке напряженности процесса разделения нитей в ценовом поле шлихтовальной машины.

3. Для улучшения технологической способности основных нитей к переработке в ткачестве целесообразно использовать усовершенствованную схему заправки шлихтовальной машины 1Ш~ 11/130-JK3M.

4. При изготовлении высокоплотных тканей рекомендуется устанавливать следующие параметры шлихтования основных нитей:

- давление в первой отжимной паре 0.20 атм;

- давление во второй отжимной паре 0.75 атм;

- температура в первой сушильной секции 118 0°.

5. Для изготовления высокоплотных тканей о оптимальными показателями физико-механических свойств рекомендуется устанавливать на станке СТБ-220 следующие заправочные параметры:

- заправочное натяжение 20 оН/нитъ;

- угол заступа 5 град;

- величина выноса зева 315 мм.

1. Власов П.В. Нормализация процесса ткачества. М: Легкая и пищевая промышленность, 1982. 296 с.

2. Гордеев В.А. Динамика механизмов отпуска и натяжения оснивы. М: Легкая индустрия, 1964. 220 с.

3. Оников Э.А. и др. Справочник по хлопкоткачеству. М: Легкая ин дустрия, 1979. 487 с.

4. Мартынова A.A. Факторы, влияющие на стросоие ткани. М: МТИ, 1985( 29 с.

5. Мартынова A.A., Чериикипа Л.А. Лабораторный практикум по строению и проектированию тканей. М: Лепная индустрия, 1976 296 с.

6. Дамянов Г.В., Бачев Ц.З., Сурнипа Н.Ф. Строение ткани и современные методы ее проектирования. М: Легкая и пищевая промышленность, 1984. 240 с.

7. Севостьянов А.Г. Методы и средства исследований механико-технологических процессов текстильной промышленности. М: Легкая индустрия, 1980. 392 с.

8. Кукин Г.Н., Соловьев А.Н. Текстильное материаловедение. Часть 2. М: легкая индустрия, 1967. 299 с.

9. Соловьев А.Н., Кирюхин С.М. Оценка качества и стандартизация текстильиых материалов. М: Легкая индустрия, 1974. 248 с.

10. Золотаревский Л.Т. Обрывность осноеы на ткацких станках. М: Легкая и пищевая промышленность, 1982. 88 с.

11. Рыбакова В.М. Технология шлихтования к/б пряжи. Ивановское книжное издательство, 1957. 164 с.

12. Антонов С.П. Шлихтование в ткацком производстве. М; Гизлегп-ром, 1947. 117 с.2. Статьи.

13. Бутович В.M. Исследование причин обрывности нитей основы на ткацком станке. ЦНИИТЭИлегпром, экспресс информация. Текстильная промышленность, 1974, N 18, с. 9-14.

14. Золотаревсюш Л. Т. Зависимость обрывности основы в т1сачествс от ее прочности на истирание. Текстильная промышленность, 1967, N 5, с. 45-47.

15. Букаев Л.Г. Вопросы шлихтования. ЦНИИТЭИлегпром, экспресс-информация. Текстильная промышленность, 1974, N 7, с. 3-8.

16. Битва И.В., Курилова В.А. Улучшение режима шлихтования х/б основ. Текстильная промышленность, 1976, N 10, с. 47-49.

17. Быкова И.В., Волкова Н.В. Оптимизация процессов приготовления шлихты. Текстильная промышленность, 1980, N 2, с. 42-44.

18. Белов В.П. Натяжение основы на современных шлихтовальных машинах. Текстильная промышленность, 1980, N 11, с. 29-30.

19. Золотаревский Л. Т. Анализ процесса ослабления основной пряжи па ткацком станкс. Тскстильиая промышленность, 1972, N 5, с. 39-42.

20. Кукии Г.И., Литовченко С.Ф. Выносливость при многократном растяжении пряжи как характеристик для прогнозирования се обрывности в ткачестве. МТИ, сборник научных статей, 1972, выпуск 1, с. 1-63.

21. Trauter J. Die wichtigsten physikalischtn Einflüsse beim Shlicht-prozes in ihren Auswirkungen auf das Wcbcrhalten der Faden. Textil Praxis International, 1974, N 1, s. 60-62.

22. Exbaut P. Ze 22 Congres die elnternational Canncil for Textil Hashing Technology. Z. Industrie textile, 1977, N 1065, p. 152-156.

23. Вроцлавсютй С., Игиасек Б. Исследование нетрадиционных мето- ±ВУ дов уплотнения утка при ткачестве. Пер. ст. из журн: Mclliand Textilberichte, 1981, N 7, p. 533-536.

24. Шосланд И. Исследование нетрадиционных способов прибоя уTita в процессе формирования ткани. Пор. ст. из жури: Przeglang wijkicn-niczy, 1980, N 12, p. 665-668.

25. Азаршаб M. Исследование поведения нитей основы па ткащсом станке. Пер. ст. ив журн: Mclliand Tcxtilberichtc, 1985, vol 66, N11, p. 786-790.

26. Азаршаб M. Напряжение основных иитей в процессе ткачества. Пер. ст. из жури: MelliandTcxtilberichtc, 1981, vol 62, N 8, p. 627-631.

27. Фропчак И. Кипстичсс1?ис явления в процессе ткачества па участке опушка ткани ремизка. Пор. ст. из жури: Przcglad wioki-enniezy, 1969, vol 23, N 12, p. 598-599.

28. Вайидорф X. Нагрузка на нити в процессе ткачества. Пер. ст. из журп: Textil Praxis International, 1988, August, p. 817-821.

29. Гордеев В.А., Страдз Г.З. О компенсации основы на ткацких станках с отклонением скала. Технология текстильной промышленности. Изв. ВУЗов, 1977, N 2, с. 47-51.

30. Гордеев В.А., Примачсико Б.М. Влияние длины уточной нити, зарабатываемой в ткапь, на процесс прибоя, технология текстилыюй промышленности. Изв. ВУЗов, 1987, N 1, с. 51~54.

31. Ерохип Ю.Ф., Мигушов И.И. Определение характеристик жссткос-тинитей в TisaiiH с помощью маятиикюго прибора. Технология тскс-тилыгой промышленности. Изв. ВУЗов, 1973, N 5, с. 64-68.

32. Ефремов Е.Д. Изменение деформации основной нити на скале. Технология текстильной промышленности. Изв. ВУЗов, N 1, с. 46-49.

33. Ефремов Е.В., Ефремов Д.Е., Шутова С.Ф., Ахунбабаев O.A. Определеиие гсэзффициснта жесткости основной нити в запраЕкс ткацкого сташса. Технология тскстилыюй промышленности. Иов. ВУЗов, 1987, N 1, с. 48-51.

34. Бутусова Л.М., Кукии Т.Н. Связь прочностных характеристик пряжи с ее поперечником в зоне разрушения. Текстильная промышленность , 1975, N 1, с. 70-72.

35. Миловидов H.H. Исследование обрывности пряжи при переработке на ткацком станке от ос технологических свойств. Технология тскс-тилыюй промышленности. Известия ВУЗов, 1964, N 2, с. 77-82.

36. Сычевская Ю.Д. Оптимизация процесса шлихтования основ. ЦНИИ--ТЭИлегпром, экспресс-информация. Текстильная промышленность, 1972, с. 32.

37. Сычевская Ю.Д., Мильмал Я.В. Использование методов математической статистики для выявления зависимости обрывности основы от процента приклея. Технология текстильной промышленности. Известия ВУЗов, 1968, N 1, с. 69-70.

38. Trauter J. Kennwerte zur CharaRtcricsicrung von Fasen/Schi ichtckombinat lo n. Textilbetrieb, 1978, vjk 96, N 3, s. 46-54, 57-80.

39. Shuls R., Exbaut P. La rzcsclcction collage des produits dencjliage par encollage de meches. Lindustric textil, 1977.3. Диссертационные работы.

40. Николаев С.Д. Научные основы прогнозирования условий технологического процесса ткачества для получения тканей заданного строения. Дис. . докт. техн. наук. М: МТИ, 1987. 469 с.

41. ByicacB П. Т. Разработка технологически основ бесчелночного ткачества. Автореферат дис. . докт. техн. наук. М: ЦНИЙХБЙ,1985. 45 с.

42. Щербаков В. П. Научные основы переработки нитей в трикотажном производстве. Дис. . докт. техн. наук. М: МТИ, 1984. 324 с.

43. Ерохин Ю.Ф. Исследование и совершенствование процесса ткачества в х/б производстве. Дис. . докт. техн. наук. Иваново: ИвТИ, 1973. 310 с.

44. Юхии С.С. Разработка оптимальных техпологичссютс параметров выработки полутарослойиой х/б ткапи на бесчелночных ткацких станках. Автореферат дис. . канд. техн. наук. М: МТИ, 1986. 23 с.

45. Литовчеико С.Ф. Совершенствование метода испытаний иитей на многократное растяжение. Дис. . канд. техн. наук. М: МТИ, 1976.- 158 с.

46. Францсва М.Н. разработка. новой технологии эмульсирования основной комволыюй пряжи. Дис. . канд. техн. наук. М: МТИ, 1983.- 168 с.

47. Карева Т.Ю. Оптимизация параметров заправки и выработки т1*ансй споперечными и продольными полосами на бесчелночных ткацких станках, Дис. . канд. техн. наук. М: МТИ, 1992. 152 с.

48. Ямщиков C.B. Исследование вибрационного прибоя утка и методы проектирования тканеформирующих механизмов вибрационного типа. Автореферат дис. . канд. техн. наук. Кострома, 1973 21 с.

49. Мамцев Е.А. Исследование механизма натяжения и подачи основы ткацкого станка СТД. Автореферат дис. . канд. техн. наук. М: МТИ, 1966. 23 с.

50. Золотаревский JI.Т. Исследование причин разрушения основной пряжи в процессе ткачества и повышение ее технологических свойств. Дис. . канд. техн. наук. Ленинград, 1965. -293с.

51. Кулейкина Т.В. Исследование процесса разрушения пряжи примногократном растяжении и износе от истирания. Дис. . канд. техн. наук. М: МТИ, 1973. 191 с.

52. Ступнишв А.Н. Исследование влияния качественных показателей основной пряжи па обрывность основы в процессе ткачества. Дис. . панд> техн. наук. Кострома, 197?. 156 с.

53. Давыдов А.Ф. Изменение структуры и механичес!сих свойств х/б пряжи после однократного и многократного растяжения. Дис. . канд. техн. наук. М: МТИ, 1975. 172 с.

54. Уткин Ю.М. Исследование процесса шлихтования с целью получения наилучших качественных показателей основной пряжи. Дис. . канд. техн. наук. Кострома, 1977. 176 с.

55. Литовченко А.Г. Разработка метода проектирования и оптимальных параметров изготовления ткани из комбинированных нитей. Дис. . канд. техн. наук, М: МГТА, 1995. 168 с.

56. Мельячеико Ж.В. Разработка метода проектирования технологических параметров изготовления мебель но- дегаративных тканей. Дис. . канд. техн. наук. М: МТИ, 1992. 172 с.

57. Быкова И.В, Исследование некоторых основных параметров процесса шлихтования основ. Дис. . канд. техн. наук. Ленинград, 1969. 191 с.

58. Бутусова Л.М. Исследование особенностей разрушения пряжи при многократном растяжении. Дис. . канд. техн. наук. М: МТИ, 1974,

59. Копытин В.В. Разработка, исследование и внедрение в производство термомсхапического способа диспергирования крахмалопро-дуктов в процессе приготовления шлихты. Дис. . канд. техн. наук. М: МТИ, 1973. 191 с.

60. Мавляиов В.А. Исследование возможности применения карбоксиме-тилцеллюлозы, полученной из хлопкового делита, для шлихтования х/б основы. Дис. .,. канд. техн. паук. Ташкент, 1972. 195 с.

61. Дадашев Р.Г. Исследование параметрической чувствительности процесса шлихтования основ. Дис. . канд. техи. наук. М: МТИ, 1972. 195 с.4. Сборншад научных трудов.

62. П/р. Аксюкова B.JI. Нормализация технологических процессов Т1сацкого производства и параметров тканых структур. Сб. науч. трудов. 1991. 61 с.

63. Кукии Г.Н., Соловьев А.Н. Исследование релаксации деформации растяжения в текстильных нитях. Сб. науч. трудов. М: МТИ, 1956, том 17, с. 142-165.

64. Отчеты о научно-исследовательской работе.

65. Кугаш Г.Н. Изучение изменений структуры и механических свойств нитей после многократных нагрузок. Отчет по НИР. М: МТИ, 1951. -36 с.

66. Кукии Г.Н., Литовчсико С.Ф. Выявление связей между усталостиы-ми и другими характеристиками текстильных нитей. Отчет по НИР. М: МТИ, 1969. 26 с.