автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Разработка технологических параметров формирования бобин сомкнутой намотки

нШйВСШ ГОСЗДПРСТСЕИНЙЯ ТЕКСТИЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

ИМЕНИ п.н.'косагш!»

арсва Маргарита Влздишроека

РЙЗРЙБОТКЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ '

формирования Боенн сонтт нтткн.

Специальность Сэ.19.03 -Технология текстильных матеркалоз

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На прэззх рукспиьи

ЗДК ,677.023.23.031.18 (0-13.3)

Москва - 1934

Рабэга выполнена с йосколсчой государственной текстильной академии имени й.К.Косыгина.

Научный руководитель - доктор технических каук, профессор НИШШКВ СЕРГЕЙ ДМИТРИЕВИЧ

Офкцйвльяне оппонента - доктор технических наук,профессор

КРОХИН ЮРИЙ ФИЛИППОВИЧ

кандидат технических наук,'доцент Зайцев Вячеслав Петрович

Ведьцая организация .- (¡ПТФ "Славия", г.Щелково Московской области

соз на заседании специализированного совета KQ53.25.Q2 в Московской государственной текстильной академия имени А.Н.Косыгина по адресу: 11/Э1И, йосква, И.Налуясная, д.1

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться ь библиотеке Иосковснбй государственной текстильной академии ийени.й.И.Косыгина

Защита состоится

1994 гсда в

ча-

йвтореферат разослан "

11994 года

Ученый секретарь специализированного совета К.053.25.02, кандидат технических

- о -Йнчотаикя.

В диссертационной работе решается гктуалыгая для ткацкого прои?-ьодова' -задача эффективного исгшь'о&анич бобин сиккнуто;* ночптии, прзволявщ!х снизить нерасноцсрность уделькоа плотности кеготки. '

. Проведен анализ технологических зоэнояностр.Р. моталиш.-; чеданкзноь, показано влияние контактного радиуса намотчи бобин из угол сивига вит-ж® и на иктенсийностъ истирания бооини мотелькнн барабанчике)! ъ прп-цзссе перекатывания.

Проанализировал! пробеге скольжения бобин:? по поверхности мпталм'о-гп барабанчика различной -консгррцян. /¡аня рекздондецпк по достикзниэ минимального зи-тщша козэдпчиенгоп скользения бобина по коьерхчостс мотального барабан-шка.

С целью прогнозирования процесса паре!«ш>г<ат:я нитоГ. на плковку били установлены причинна-слздетеки:»? сччзк -иегду ф&кто^анн, ' оаред«-ляв|ийи процесс перекатывания нитей на .тлшвка, ииечцур мметпгув и соикодту» намотку. Определена до; тори, о^-.змватенг езцзстчекнр* в лизинг из качество £орн;«г.уз1Ш и:.¡гоос;:.

В результате экспериментальных исследавзпий натямении шг«г-) в ;'рз~ чессе перематывания и б аоследчпцих технологических процесса;; дрьаззиг эффективность использований бобик сомкнутой накотки с сно?г;»ш и ткачества при сматывании нитей с бобины,

Проведена /шкьшззшм технологического процесса яерзу&ткзбика ии-тгй различного волокнистого состава при формировании Зобии сонш^тоА капотки.

Результаты работа внедрена на /¡икитров) рздекем льнокомбинате.

Овтор зацииает:

- оп''(;мзльнуи технологи«! получения нэкоьок соккнутоЛ намотки для .тексгпльн?« мтей различного' волокнистого состава;

- метод установления причинно-следственных связей ае*дц технологическими параметрами формирования паиозин, параметрами строения ч сизи-ко-чехакическими свойствами испо.^ьзуемих при перекатывания нитей, позволявший прогнозировать получение паковок с равномерной структурой а наилучйиии свойствами: '

- экспериментальные данные исследования условий ейатылания нитей в последивших технологических переходах, свидетельствующие об эффективности использования ггзковск сомкнутой намотки;

- метод« расчета параметров структуры паковок сомкнутой намотки; -

графы причиимо-следствеиних связей ппи формировании паковок на потальных ыавинах,-

ОБШ ХЙРЙКТЕРИШКЙ.РПБОТВ.

Актуальность теки. Сучвствуэдш тенденции развития технологии я оборудования для производства и переработки нитей, зашь чавциеся в повышении скоростных характеристик иаЁин, приводят к яовы-иании обрывности нитей при перематывании и в последивших-технологических процессах. Поэтому получение паковок более-высокого качестве и с более вксокой удельной плотность® накатки является на сегодкавнкй день одной'из основных задач, стоячей перед текстилъциками. Получение паковок с улцчвенной структурой и с болае Бисоно?! сдельной плотность® намотки позволит увеличить производительность оборудования и уыеньвить отходы нитей при перенатызании и в последующих технологических пь-реходах.

Целью диссертационной работы является обоснование,, теоретическая разработка и экспериментальная апробация методов расчета, позволяющих прогнозировать процосс перематывания,нитей и находить пути активного влияния на технологический процосс перематывания с целые получения бобин более- высокого качества и имевших нёбйльвуз неравномерность удельной ПЛОТНОСТИ НоМОТКИ;

Общая методика исследований/ Для решения, поставленннх б работе задач проведана теоретические и эксворииен-. тальные исследования формирования бобнн. Экспериментальные исследования проводились на сугюствугщеа тексшльнси оборудовании и йа специально разработанной стенде, на катером формируется бобики сомкнутой намотки, с.примененном стандартных измерительных'Приборов и аппаратура.

К а у ч н а я » о в и з н а. При проведении теоретических и зкс-перименталышх исследований автором впервые:

- проанализированы технологические воздовностн мотальных неханиз-мов и исследован процесс скольшшя бобин по поверхности мотального барабанчика применительно к формированию паковок сомкнутой намотки;

- исследован процесс перешагивания нитей при формировании бобин соккнутой к крестовой лапотки с-целыз выявления причинно-следственных связзй мекду факторами, определящиьш структуру паковки и качество пе-

рематызаеиой пр-яги, для получения обьзктивной информации, леоб>.од1*ой для прогнозирования промесса перематывания;

- установлено оптшшьнсге изменение шгяявния нитей с процессе перекатывания и в последивших.технологических процессах при сцатыгании с бобин сомкнутой намотки;

■ - опреде/ено влияние технологических параметров перематывании нитей на величину удельной плотности намотки и ваиосливсстн нитей к многократный нагрркзц и дани рекомендации по получению паковок с равномерной удельной плотностью наматшзания.

Практическая ценность, ребо-.ы заключается з том, что;

- разработан метод расчета коэффициентов сколькзния бобин в зази- ' симости от технологических параметров намотки, познолявцих определить-условия, при которих достигается минимальное истирани бобянй мотальный барабанчиком;

- разработан метод расчета угла сдвига витков н контактного радиуса намотки длл коталыт машин с цилиндрически« и коническим мотальными барабанчиками, знание которнх необходим при проектировании новых аотальнах механизмов;

- разработан метод прогнозирования технологических параметров перематывания путей установления причинно-елвдетвенинх связей между факторами, опрог^лявчики процесс перекатывания, способствующий установлении оптимальных технологических параметров формирования паковок сомкнутой намотки;

- определены оптимальные условия перематывания нитей на мотальном автомате, форкирдюним бобины сомкнутой намотки, для получения бобин с необходимой удельной плотностью намотки и выносливостью нитей к многократным нагрузкам.

Апробация работы. Основные результата работы докладывались на Российской республиканской научной конференции " Теория и практика бесчелночного ткачества." С Москва, ноябрь 1332 г.), научных конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и сотрудников ЬСГТЯ < 1992, 1993 г.г. ).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ. .

- б -

С т р si '( у р а и с 6 ъ е н ра£оти.Д>кссртаяшл:нзя-работа состоит из ввекегшя, пяти глаз, общих выеодоз» списка литературы, еклшишечего 101 наименование, приложений, представленных на 30 страницах. Работа изяовзна на 1Ь4 страницах, вклпчая таблицы, и содержит 44 рисунка. ОЗций объем диссертации 22В. страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во зведении доказана актуальность текк диссертационной работы, сформулирована цель и задачи исследований, приведены ос-нознко сведения о результатах работьч

В п ер вой главе диссертационной работы приводится краткий обзор современного состояния технологического процесса перематывания, -дается анализ практических проблем в исследуемой области.

Обзор литературу показал, что современное состояние текстйльного производства, характеризующееся высокими скоростными ревимзыи сновального и ткацкого оборудования, предъявляет к качества паковок поЕвиеи-иые требования.

Исследования ученых последних лет показали, что.улучшение качества паковок следует вести по следующим направлениям:

снинение неравномерности плотности намотки в осевом и радиальном направлениях;

- формированио равновесных намоток, m которых витки не могут сползать с поверхности паковки и образовывать слеты;

- обеспечение наибольшей удельной плотности наяотки.

Естественно, что получение качественных паковок возможий лишь на

оинсве решений комплексной задачи, учитывающей влияние вышеперечисленных факторов.

Для решения задачи улучшения качества мотальных паковок и сиатыза-ния с них npsau ньоб.чодико установить причинно-следственные связи между факторами, определяющими процесс перематывания.

В последнее время качали проводится работы по получению бобин сомкнутой наяотки. которые характеризуются более равномерным распреде-лекиек удильной плотности намотки в осевом и радиальной направлениях, более высокой удельной плотностью наи тки, улучшенными свойствами.

Поэтому,.основная задача, поставленная е диссертационной работе, заключается в разработке технологических параметров формирования бобин сомкнутой наьотки.

В о -второй г л a [.i е проведем исследования víxv-jmck-чгских возможностей иотпльг.их миханкзйй» и процесса с^дькс!'.'",! ¿ой-.-.ч:, по поверхности мотального барабанчика.

При лрименения на основокотзльнцх автокгтах фрикциоыш поталь:!;.!?, механизмов болызое значение имеет контактный радиус чаиотки бобин, историй влияет на величину угла сдвига _виj¡íclj, а следовательно, на вероятность образования на бобине згдтових намоток, и нг интенсивность истирания канотки иотальнык барабанчиком.

В результате расчетов получены форкули зависимости угла сдвига витков ог контактного радиуса н&иотки при использовании цилин«рижского (Формула I) и конического (формула 2> когальках барабанчиков.

где: 1'<>Р'! - угол сдвига виг кои, град;

- радиус барабанчика, им;

? • - степень зааккания намотки: п( - текущий радиус накатил бобины, ни; Л - число оборотов йараб.чнчкйй за один глазной ход нити, мин"'; , у 7 ■ /% - целая часть числа ппех/Пн ; О - угол конусности барабанчика, град; е>£ ' - угол конусности бобина, град;

- контактный Падиус бобинн, мм.

Эти формулы позволяаг установить, что коктактиай ¿чдиус С&ргб&кчк-ка за весь период наматывания бобинн не изменяет своей ьеличи:ы. хотя контактный радиус бобины поменяется в диоолы-ш ыирских пределах. Лиа-нетр барабанчика и его конусность не оказывают влияния на величину контактного радиуса бобина.

Анализ зависимостей контактного радиуса намотки от средних радиусов нзкотки, произведенные по формулам проф. Я.П.Малняава, Алоиза и

- а - .

В.й.Гордеева,! позволил-установить, чтп на рабочем участке бобины зависимость контактного радиуса бобины от среднего радиуса бобины мало отличается от линейной и поэтому при практических расчетах • ыохно считать,что Кк = а х Яср, где а - некоторый постоянный коэффициент.

При исследовании процесса скольаеяия ЬоОини по поверхности мотального барабанчика в результате теоретических расчетов получены формулы, устанавливающие зависимость коэффициента скольжения бобины от технологических параметров перематывания при'использование на мотальных машинах цилиндрических и конических мотальных барабанчиков (формула 3 -для малого торча бобина, формула 4 для большого торца бобины).

где: - контактный радиус бобины, им;

п( - радиус малого торцз бобины, мм; ш. - радиус большого торца бобины, мы;

Ш/ г радиусы мотальных барабанчиков, мы; ^ - угол конусности барабанчика, град;

^ ■ ¿6 - угол конусности бобины, град.;

Проанализировав зависимости коэффициентов скольжения бобин (у малого и больного торца бобик ) от среднего радиуса бобины, установили, что по кере увеличение среднего радиуса намотки бобин коэффициенты скольтшй уменьиаются 1 более чем ь 4 раза), что ведет к уменьшению истирания наиотки мотальный барабанчиком и улучшению качества намотки бобин. Поэтому имеет смысл увеличить средний радиус патрона бобины в 1,6 - 1,7 раза, что значительно улучвит условия сматывания с нее пря-ви.

Коэффициент скольжения больше у ма..ого торца бобины, поэтому условия сматывания с нее пряхи хуве.

Установлено, что с увеличением угла конусности бобины коэффициенты скольжения зозрасташ, что, приводит к более интенсивному истиранию на-

(3)

(4)

» Ш?б>' +202.2', -/Щ - - (?)

для нитей из лавсана -

- ¿¡02/0,03/4$;

для комплексных литой -

+ ЦЮМхЯЪ -¿¡0/$/- 0,026^- $023 % =399?/Мл}/ .(3)

В результате исследований получены оптимальные значения технологических параметров перзмативания нитей па стенде, формирующем бобины сомкнутой намотки, для хлопчатобумаяной, лавсановой икомплзнсной нитей. Установка оптимально тгхнс логических параметров перематывания позволяет получить пакован васокого качества;

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1 .На мотальных каишш, с^абпеиных иилипдричесиики и коническими мотальными барабанчика!;:!, контакт»!1.;!! радиус котельного барабанчика оказывает болыгое влияние на структуру каиотки. Контактный радиус барабанчика не зависит от диаметра барабанчика и его конусности и практически не изменяет своей величины за весь период наьат«запил бобины, хотя контактный радиус бобина изненяется в широких пределах. Установлена зависимость угла сдвига витков от контактного радиуса намотки.

2.Полученные зависимости коэффициентов скольаени& бобин от параметров намотки позволяют выбрать такие технологичзшш параметры перематывания, при которых достигается минимальное скольвзние барабанчика по бобине.

. 3.Процесс перематывания зависит от многих факторов, Причинно-следственные связи мевд факторами, установявшшэ'с иомоцыа метода бинарной причинно-следственной информации, позволяют прогнозировать процесс перематывания и выявить факторы, в наибольшей степзни-опроде-лавдие структуру паковок и качества переыатывагкой пркки.

4.Установлено, что технологические параметраформируемой структуры влияют на свойства перематываемых питай. В случае бобины с сомкнутой накоткой определяющим является угол сдвига витков, в случае бобины с обычной намоткой - угол скрещивания витков.

5.Существует различие в причинно-следственных связях меяду параметрами структуры и свойствами нитей в бобинах обычной и сомкнутой намотки. В бобинзх обычной накотки угол скрецпванкя виткоз является более стабильным и от этого фактора ааписят в дальнейшем остальные параметры структура, . при этой нить формируется в более слокнах условиях, ненели при образовании сомкнутой- намотки, когда первичным является угол сдвига витков.

6.На основе бинарной причинно-следстзенной информации получены графы причинно-слэдственнцх связей мекду факторами, определявциии процесс перечитывания.

7.Па получении» данным вязкоупругих параметров нитей проведен расчет натяжения нитей по упругой и вязкоупругой модели.. Расчеты показали, что целесообразнее использовать формулу натяшшя нитей, которая учитывает Функции.влияния.

8.На основе экспериментальных данных натяяения нитей при перематывании с помощью ыатода ваблонов получены регрессионные уравнения натя-

9.Используя уравнение натяяения нити, с помощьа формулы Бейли произведен расчет коэффициента повреадаемостм нити в процессе перематывания. Ун составил =0,136, что свидетельствует о нормальных условиях переработки пряаи на мотальном автомате,

.10,Исследования по определению натяяения сматывания с бобин сомкнутой и обычной намотки в процессе снования показали,, что использование бобин сомкнутой намотки позволяет снизить обрызность для х/б нити с 13,59 обрыва на 10 м нити до 7,46; для лавсана с 25,42 до 10,42; для ■комплексной нити-с 18,47 до 4,81,

И.Экспериментальные данные натяяения уточной нити на ткацких станках СТН - 2 - '¿20 и ЙТПР - 100, показали, что использование в "качестве утка бобин сомкнутой намотки позволяет снизить обрывность утка на станке СТБ - 2 - 220 для хлопчатобумажной нити с 0,172 до 0,124 обрыва на 1 м ткани, для лавсана с 0,103 до 0,-078, дла комплексной нити с 0,123 до 0,104; на ткацком станке АТПР - 100 для х/б нити с 0,124 до 0,072, для лавсана с 0,033 до 0,03, дла комплексной'нити с 0,08 до 0,04В.

12.При определения оптимального реаика перекатывания хлопчатобу-маяной, лавсановой и комплексной нитей, установлено, что для получения оптимальных значений удельной плотности намотки бобин и выносливости нитей к многократным нагрузкам необходимо установить слэддвчие параметры;

для хлопчатобумажной пряаи:

- высота-нити в баллон® - 53 о«,

- счорость ..перематывания нити - 300 п/шш, -- натяяеиие нитей при пзрематавании - 8 г: для лавсановой нити :

- высота бал иона - 50 са,

- скорость перемативаямя - 8?7 и/ник ,

- натяязиме нитей при перематывании - 4 г; для комплексной ячти:

- вйсота баллона - 54 см,

- скорость перечативения - 800 и/мин,

- натякение нитей п^и перематывании - 3 г.

13.Результаты работы внедрен: на Димитровградском льнокомбинате. Ояидаемый экономический эффект от предложенных мероприятий составил 1991814 рублей на 20 ткацких станков СТБ - 2 - 220 в год в ценах 1992 года. •

- 16 -

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАБОТЕ

1. Для улучшения условий смативания нитей в процессам снования и ткачества при прокладывании утка целесообразно использовать бабины сомкнутой намотки, обладающие более равномерной плотностью намотки и увеличенным объеаоы.

2. При формировании паковок сомкнутой намотки предлагается устанавливать разработанные в главе 5 оптимальные технологические параметры.

3. При исследовании технологического процесса перематывания и установления причинно-следственных связей целесообразно строить графу причинно-следственных связей и устанавливать степень влияния факторов друг на друга.

4. Для уменьшения сколькениа шти относительна метального барабанчика целесообразно' определять коэффициент скольжения по методике, из-лоаенной в главе 2,

По материалам диссертации опубликована следующие работы:

1.Панин И.Н., Назарова И.Б. Об определении длины нити, накатываемой на'коническую бобику,- Н.КГТП.- Деп. в ЦНИИТЗИЛегпром.- 30.04.1393 H 3437- ЯП.

2.Панин H.H...Назарова M,Б. Зависимость объемной плотности намотки от угла скрещивания витков.- М.МГТЙ.- Деп. в ЦНШЗИЯегпрои.-30.04.1933 H 3495 -ЯП.

3.Панин К,П.. Назарова Н.В. Об образовании замкнутых намоток па бобинах, формируемых на мотальных каиинах фрикционного типа.- М.МГТЙ.-Деп. в ЩШШШегпрок.- A0.04.iaai H МУЬ - ЛИ.

4.Николаев С.Д., Назарова Н.В. Использование теории причинно-следственной информации при изучении технологического прлччега перематывания. - Рос. респ. науч. кокф., ¡4.: Ш 1й, ¿4 - '¿ь нояоря îasd г. / тезисы доклада /с - 10.

З.Панин И.Н., Воропаева Л.В., Назарова М.В. 0 качении конической бобины по поверхности конического мотального барабанчика. Иеввузовский сборник научных трудов. МГТЙ, М.: 1393, с.18-20. _ЛР № 020753 от 04.03.93_■

Подписано в печать 04.04.94 -

Сдано в производство 04.04.94 Формат бумаги 60 х 84/16 Бумага мяо®.

7сл.печ.л. 1,0 ' Уч.-изд.л. 1,0

__Заказ 201 _Тиран 85_

Ротапринт МГТА, II74I9, Москва, ул. Донская, 26