автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.02, диссертация на тему:Разработка технологии формирования конических бобин на прядильной самокруточной машине ПСК-225ШГ с применением накопителя НИТИ

Введение

Глава 1. Состояние вопроса

1.1. Выравнивание натяжения с помощью компенсаторов

1.1.1. Компенсаторы кинематические.

1.1.2. Компенсаторы пневматические

1.1.3. Компенсаторы пружинные

1.1.4. Компенсаторы с профильным прутком.

1.2. Выравнивание натяжения с помощью накопителей пряжи.

1.2.1. Накопители, не обеспечивающие переменную скорость 19 сматывания.

1.2.2. Накопители, обеспечивающие переменную скорость 21 сматывания (без автоматического контроля накопления).

1.2.3. Накопители для временного хра^ей^^ря'щ при обрыве.

1.2.4. Накопители, обеспечивающие переменную скорость 24 сматывания (с автоматическим контролем накопления).

1.2.5. Накопители для хранения пряжи в гофрированном состоянии

Глава 2. Анализ работы накопителя нити для намотки конических бобин на машине ПСК-225ШГ.

2.1. Анализ процесса заполняемости бункера накопителя нити

2.2. Анализ процесса заполняемости бункера накопителя нити при различных законах извлечения нити из него.

2.3. Расчет изменения деформации нити на выходе из накопителя

2.4. Определение минимального и максимального объема нити в бункере накопителя.

Глава 3. Экспериментальная проверка процесса выравнивания 42 натяжения нити в веере раскладки.

3.1. Испытание компенсаторов натяжения нити.

3.2. Разработка стенда накопителя нити для машины ПСК-225ШГ.

3.3. Испытание накопителя нити.

Глава 4. Экспериментальная проверка влияния выравнивания натяжения нити на качество пряжи и паковок.

4.1. Влияние неравномерности натяжения на физико-механические характеристики пряжи.

4.2. Разработка устройства для экспериментальной проверки качества паковок.

4.2.1. Регистрирующая часть устройства для комплексной оценки 70 качества паковок.

4.2.2. Программно-аппаратная часть устройства для комплексной 73 оценки качества паковок.

4.3. Результаты экспериментальной проверки качества паковок, формируемых с накопителем нити на машине ПСК-225ШГ. Общие выводы.

Актуальность темы. Целью одного из основных направлений развития текстильной промышленности России в настоящее время является расширение ассортимента трикотажных полотен и улучшение их качества. Широкие возможности в расширении ассортимента представляет использование самокрученой пряжи.

Самокруточный способ прядения позволяет разделить процессы формирования пряжи и ее наматывания и таким образом увеличить скорость выпуска пряжи в 10-15 раз, совместив при этом технологические переходы прядения, трощения, иногда и кручения, на одной машине.

Применение прядильных самокруточных машин позволяет существенно увеличить производительность труда, сократить потребность в производственных площадях, уменьшить потребность в электроэнергии, улучшить использование сырья.

Известно, что наличие крутки одного направления в пряже приводит к перекосу петель и вследствие этого к перекосу полотна, что неизменно сказывается на качестве изделия. Самокрученая пряжа, состоящая из участков с круткой разного направления, разделенных некручеными участками не имеет действительной крутки и поэтому изделия из нее лишены этого недостатка. Она обладает не высокой жесткостью, что положительно сказывается на переработке в трикотажном производстве.

На существующих самокруточных прядильных машинах пряжа выпускается с постоянной скоростью и наматывается в цилиндрические паковки. Однако для дальнейшего использования ее в трикотажной промышленности необходимы паковки конической мотки, которые обеспечивают лучшую равномерность натяжения нити при сматывании. Поэтому работа, направленная на совершенствование технологии наматывания конических бобин является актуальной.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ КГТУ.

Целью настоящей работы является разработка технологии формирования конических паковок на самокруточной прядильной машине, с использованием накопителя нити.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

- проанализированы способы выравнивания натяжения в зоне между выпускной парой и намоткой;

- проведена экспериментальная проверка выравнивающей способности компенсаторов натяжения разных типов;

- выполнен теоретический анализ условий работы накопителя пряжи, объем накопления в котором поддерживается за счет управления деформацией нити на выходе из него;

- определены технологические параметры для проектирования накопителя нити;

- проведены экспериментальная проверка работоспособности накопителя нити и оценка его влияния на качество пряжи и наматываемых паковок.

Методы исследования. Решение поставленных задач осуществлялось с использованием экспериментальных и теоретических методов исследования. Экспериментальные исследования выполнялись на традиционных приборах и разработанных новых автоматизированных установках с использованием тензометрического метода. Показатели выносливости нитей, характеризующиеся ассиметричным законом распределения, рассчитывались методом квантелей с использованием децилей с помощью оригинальных программ, написанных на языке TURBO-PASCAL для ПЭВМ.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые:

- разработана классификация способов выравнивания натяжения нити в веере раскладки;

- разработана математическая модель накопителя нити, принцип работы которого основан на управлении деформации нити на выходе из него;

- экспериментально установлена возможность накопителя стабилизировать деформацию и натяжение нити при выходе из бункера при намотке конических паковок. Практическая значимость. Предложена конструкция накопителя, позволяющая создавать резервный запас пряжи и извлекать ее с переменной скоростью, что позволяет обеспечивать постоянное натяжение на выходе из накопителя и наматывать конические паковки на машинах с постоянной скоростью выпуска продукта.

Применение накопителя позволяет повысить разрывную нагрузку пряжи на 17%, а разрывное удлинение на 13%. При этом выносливость пряжи повышается на 19%, качество конических паковок, оцениваемое по количеству пиковых значений натяжения при их размотке, улучшается на 35%.

Рекомендации по использованию предлагаемого накопителя на прядильных самокруточных машинах ПСК-225ШГ приняты ОАО "Костромское СКБТМ" для внедрения при модернизации названных машин.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены и получили положительную оценку:

- на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы техники и технологии переработки льна и производства льняных изделий («Лен-96»), КГТУ, Кострома, 1996г. на всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии текстильной промышленности» (Текстиль-96), МГТА им. А.Н. Косыгина, Москва, 1996г.

- на международной научно-технической конференции «Великий шелковый путь. Научные основы производства и переработки натурального шелка», Ташкент, 1996г.

- на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях», КГТУ, Кострома, 1998г.

- на международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс-2000), ИГТА, Иваново, 2000г. 7

• на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях», КГТУ, Кострома, 2000г. ■ на международной научно-практической конференции «Льняной комплекс России. Проблемы и перспективы», Центральный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации легкой промышленности, Вологда, 2000г. Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 11 работ.

Объем работы. Диссертационная работа состоит их введения, четырех глав, общих выводов, списка литературных источников, приложений. Диссертационная работа изложена на 123 страницах машинописного текста, содержит 34 рисунка, и 3 таблицы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана классификация способов выравнивания натяжения нити в веере раскладки.

2. В результате анализа механизмов наматывания машин с постоянной скоростью выпуска установлено, что:

- неравномерность натяжения нити в веере раскладки при намотке конических бобин не может быть устранена с помощью компенсаторов натяжения нити, создающих петлю, равную разности длин нити, наматываемой на больший и меньший диаметр бобины за цикл раскладки;

- для обеспечения стабильного натяжения необходимо иметь накопитель нити, имеющий бункер с запасом нити в несколько раз превышающим разность длин нити, наматываемой на больший и меньший диаметр бобины за цикл раскладки.

3. Разработана математическая модель накопителя нити с поддержанием постоянного объема её в бункере накопителя за счет изменения деформации нити на выходе из него.

4. Установлено, что предлагаемый накопитель нити позволяет получить стабильное натяжение нити на входе в намотку при формировании конических бобин.

5. Определены технологические параметры, необходимые для проектирования накопителя нити, управляемого за счет изменения деформации нити на выходе из бункера.

6. Показано, что применение накопителя позволяет улучшить физико-механические параметры самокрученой пряжи: разрывную нагрузку на 17%, разрывное удлинение на 13%, усталостную прочность на 19%.

7. Показано, что в качестве комплексной оценки показателя качества паковок можно использовать количество пиковых значений натяжения нити при сматывании с паковки. Установлено, что качество конических бобин, намотанных на машине ПСК-225ШГ с применением предлагаемого накопителя, оцениваемое по количеству пиковых значений натяжения при их размотке, улучшается на 35%.

1. Мовшович П.М. Самокруточное прядение. М., Легпромбытиздат, 1985г.

2. Knäuelwickeln direkt vom Großstrang. "Textil Praxsis international", 1981, 36, № 8, 908 (нем.)

3. A.c. 237357, ЧССР. Заявл. 24.06.83, № 4701-83. Zarizeni pro odtanovani а navijeni prize. ТёгесЫп Genadij, Burysek Frantisek, Hortlik Frantisek.

4. A.c. 259979 ЧССР. Заявл. 02.03.87. № 1362-87. Zarizeni pro ovladani kompenzätoru rozdilu odtahove a navijeci rychlosti prize. Vajda Andrei, Talach Jaroslav.

5. Заявка 3422637, ФРГ. Заявл. 19.06.84, № 3422637.0 Textilmaschine mit mehreren Spulstellen zum Aufwinden eines mit konstanter Geschwindigkeit zugeführten Fadens auf eine konische Kreuzspule; Schubert & Salzer Maschinenfabrik AG.

6. Заявка 60-155736, Япония. 3аявл.23.01.84, № 59-8527. Уэда Седзо, Асидзаки Тэцуя, Кусуси Макото; К.к. Тоеда дзидо секки сэйсакусе.

7. A.c. 1442492 СССР. Гаврилова А.Н., Ткаченко Е.К., Гаврилов К.А.; Херсонский индустриальный институт. Заявл. 22.04.87.

8. A.c. 1567491 СССР. Аристов В.Н., Чернышев В.А., Кедрова А.П., Ладихин С.А.; Ивановский НИИ хлопчато-бумажной промышленности. Заявл. 15.12.87.

9. A.c. 253782 ЧССР. Заявл. 14.06.85. Zarizeni k napinäni nite zejmena pri navijenrküzelovych civek za stäle podävaci rychlosti nite. Holy Zdenek, Pavek Miroslav, Vitak Josef, Horväth Jiri, Prochäzka Miroslav.

10. Заявка 3810734 ФРГ. Schmid Reinhold; W. Schlafhorst & Co. № 3810734.1; Заявл. 30.03.88.

11. Zarizeni pro kompenzaci rozdilu privädeci a navijeci rychlosti prize Cech Miloslav, Nestrojil Ladislav, Zatloukal Radomir. №807-86. Заявл.05.02.86.

12. Пат. ПНР, кл. D 01 H 1/12, № 93060, заявл. 7.08.74, № 173319. Wroctawski Zbigniew, Kçdzia Stanislaw, Pawfowski Tadeusz. Centralny Osrodek Badawczo-Rozwojowy Maszyn Wïôkienniczych.

13. З.Федоров Ю.Б. О силе тяги петли нити воздушным потоком. Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности.

14. Федоров Ю.Б. О рациональном сечении патрубков пневматического компенсатора. Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности. 1969, № 6, с.43-46

15. Ефремов Е.Д., Плужник Т.С. Деформация нити в зоне наматывания на машине БД-200. Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности. 1984, № 4, с.20-22

16. Балясников Л.А., Регельман Х.З. Определение деформации и усилий в нити, вызываемых движением нитераскладчика. Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности. 1973 № 6, с. 123-127.

17. Беляева А.К., Ефремов Е.Д. Деформация нити в зоне наматывания пневмопрядильной машины БД-200. Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности. 1974г. № 5, с. 107-110.

18. Беляева А.К. Экспериментальное исследование натяжения нити при наматывании на паковку пневмопрядильной машины БД-200 Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности. 1974 № 1, с.52-55.

19. Жарий Ю.И., Мешок H.A., Трощановский A.A., Свирид С. А. Стабилизатор натяжения нити в процессе раскладки. Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности. 1984, №6, с. 107-111.

20. Японская заявка, № 52-99336, заявл.17.02.76.№ 51-16262. Компенсатор натяжения нити. Табути Такэси.

21. A.c. ЧССР Kompenzâtor délkyvlâken, nitl, prizi, podobnych podélnych utvaru. Horâcel Jindrich.

22. A.C. 255131 ЧССР. Заявлено 25.04.86. Zarizeni pro ovlâdâni pohonu navijené civky na textilnich strojich. Horatschke Rudolf.

23. Швейцарский патент № 615647, заявлен 1.03.77, № 2531/77. Fadenspannungskompensator Maschinenfabrik Rieter AG. Angst Kurt.

24. A.C. 1348282, СССР. Заявлено 23.06.86, № 4078742/28-12/ Устройство для намотки нитевидного материала. Косенок В.А., Пирогов В.А., Кезля В.А., Синица А.П.; ВНИИ машин для производства синтетических волокон.

25. A.C. 236227, ЧССР. Заявлено 07.10.83, № 7374-83. Kompenzâtor napëti niti na textilnih strojich. Fröhlich Jan.

26. ЧССР №257423 заявл. 16.12.86. Zarizeni k vijeni prîze na kuzelové civky na textilnich strojich. Sapä? Vaclav, A.c.

27. Мигушов И.И., Зетюков E.H. Расчет компенсатора неравномерности скорости и натяжения нити для мотального механизма пневмомеханической прядильной машины типа БД. Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности. 1986, № 6, с.97-100.

28. Наматывающее устройство. Ямагути Кусуо, Ивама Такэхито. Това босэки к.к.К.к Тоеда дзидо сэкки сейсакусе. Патент Япониии №57-44587, Заявл. 18.04.75.

29. Заявка ФРГ № 2828535, заявлена 28.06.78. Vorrichtung zum fortlaufenden Ablegen eines Carnes о. Dgl. In einer geschlossenen Form Lucke-Apparate-Bau GmbH. Lücke Florian.

30. Заявка ФРГ, №2847291. Vorrichtung zum fortlaufenden Ablegen eines Carnes o. Dgl. In lockerer Form Lucke-Apparate-Bau GmbH. Lücke Florian.

31. Зб.Заявка 59-199806, Япония. Окада Токио, Курихара Кадзухико, Осима Сигэдзо, Танихару Хисаси, Ядзава Хироси; К.к. кобунси како кэнкюсе.

32. A.C. 244364 ЧССР Заявл. 200384. .Zarizeni pro odtahoväni a navijeni prize. Terechin Genadij, Burysek Frantiselc, Hortlik Frantisek.

33. A.c. 2410804 , ЧССР. Заявл. 24.09.83, № 6992-83. Zarizeni k preruseni а doCasnemu prevzetl prize. Kubata Milan, Fikar Jiri, Slezak Ladislav.42.3аявка 3829151 ФРГ. Заявл. 27.08.88. Vorrichtung zum Zwischenspeichern eines Fadens an einer Spinnmaschine.

34. Патент 4749137 США. Заявл. 26.10.87. Strand accumulator with drum and rolls. Seagrave Earl M., Nakai Corp. " '

35. A.C. 1240714, СССР. Заявл. 7.01.85. Устройство для намотки нити на бобину. Щербаков А.П.; Ленинградский институт текстильной и легкой промышленности.

36. A.c. 248321 ЧССР. Zarizeni k automatickemu vyhledäni konce nite. Präsil Ladimir, Vitamväs Zdenek, Janda Jaroslav.

37. А.С. 245642, ЧССР. Zarizeni pro rizeni pracovnibo procesu pri navijeni prize., BurySek Frantisek, Terechin Genadij, Sloupensky Jiri, Silar Zdenek, Kutlvasr Jiri.

38. A.C.251426, ЧССР. Zarizeni pro automaticke pfevijeni nite pri tvorbe nitovych teles. Prasil Vladimir, Vitamvas Zdenek.

39. A.C.242577, ЧССР. Zarizeni pro automaticke soukani krizovych civek. Prasil Vladimir.

40. Патент 4334654, США. Заявл 13.05.80. Apparatus and method for controlling the on a yarn bundle withdrawn from a mass of compacted yarn.; Warren Elbert K., Porter William D.

41. Наматывающее устройство для самокруточной пряжи. Chambey Phillip W., Norris Alan H. Packaging of self-twist yarns WWG Ind.,Ins.. Патент США кл. 57/293, (D 02 g 3/28, D01 H5/28), № 4186549, заяв.30.05.78.

42. Нити текстильные правила приемки и методы испытаний ГОСТ 6611.0-73-ГОСТ6611.4-73.

43. Г.Н. Кукин, А.Н. Соловьев Текстильное материаловедение.М.: Легкая индустрия, 1989г.

44. Даминов В.М. Разработка методики проектирования механизмов рассеивания для машин хлопкопрядильного производства с постоянной скоростью выпуска. Дис. . к.т.н., Ташкент 1994.

45. Проспект фирмы Ritter Scrag. Инлегмаш 86.

46. Проспект фирмы Enka tecnica . Инлегмаш 86.

47. Расторгуев А.И. Актуальные задачи разработки средств автоматизации для текстильной промышленности\\ Изв. Вузов. Технология текстильной промышленности.- 1989, №1

48. Вакс Е.С. Измерение натяжения нитей. М.: Легкая индустрия, 1966. -230 с.

49. Измерения в промышленности. Справ, изд. в 3-х кн. Кн.1. Теоретические основы. Пер. с нем./Под ред. Профоса П. -М.:. 1990

50. Tensometric: portable eiectronic tention meter.// Text. Horiz. 1996, №2

51. Тензопреобразователь C05 А. ПаспотртО8844244 ПС.

52. Проектирование датчиков для измерения механических величин. Под ред. Е.П.Осадчего. -М.: машиностроение, 1979.- 480 с.

53. Техническая диагностика машин текстильной и легкой промышленности/ Климов В.А., Лавров К.А., Мазин Л.С. и др. -М.: Легкая промышленность, 1982.

54. Лавров К.А. Тензометрические измерения в текстильной промышленности,. -М.: Легкая индустрия, 1979. -112с.

55. Куликовский К.Л., Купер В.Я. Методы и средства измерений: -М.: Энергоатомиздат, 1986.

56. Лейтман М.Б. Нормирующие измерительные преобразователи электрических сигналов. -М.: Энергоатомиздат, 1986.

57. Ефремов Е.Д. Нитенатяжитель с пружинным компенсатором. / Известия Вузов. Технология текстильной промышленности.- 1989, №1.

58. Ю. М. Уткин, С. И. Константинов, Е.Д.Ефремов. Теоретическое определение выравнивающей способности пневматического натяжения прибора./ Изв. Вузов. Технология текстильной пром-ти.- 1986, №3.

59. И.И.Мугушов, E.H. Зетюков. Расчет компенсатора неравномерности скорости и натяжения нити для мотального механизма пневмомеханической прядильной машины типа БД./ Изв. Вузов. Технология текстильной пром-ти.- 1986, №6.1. УН

60. Н.Н.Труевцев, М.И.Бахар. О наматывании пряжи на машинах БД-200 и ПК-100./ Изв. Вузов. Технология текстильной пром-ти,- 1982, №4.с.33.