автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Разработка тканого каркаса поливных трубопроводов и оптимизация его формирования на ткацком стане

ВВБЩЕНИЕ.

Глава I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Существующие отечественные конструкции трубопроводов

1.2. Трубопроводы, выпускаемые за рубежом.

1.3. Обзор литературы, посвященной исследованию технических тканей

1.4. Цель работы.

Глава 2. ТРЕБОВАНИЯ К ПОЛЫМ ТКАНЯМ ДЛЯ КАРКАСА И ВЫБОР

ОПТИМАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ.

2.1. Требования к полым тканям.

2.2. Исследование зависимости свойств тканого каркаса от параметров строения.

Выводы.

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛОЙ ТКАНИ

ДЛЯ ТКАНОГО КАРКАСА.

3.1. Некоторые особенности формирования полой ткани на ткацком станке . 6t

3.2. Исследование работы планетарного основного регулятора . 6i

3.3. Исследование основного тормоза

3.4. Исследование условий отвода полой ткани из зоны формирования

3.5. Исследование причин неравномерности структуры ткани в "кромках"

3.6. Техническое задание на ткацкий станок для выработки каркаса

Глава 4. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ЗАПРАВКИ ТКАЦКОГО СТАНКА

ПРИ ВЫРАБОТКЕ ТКАНОГО КАРКАСА.ИВ

4.1. Анализ структуры тканого каркаса, выработанного при оптимальных параметрах заправки

Глава 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫХ ПОЛИВНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ.

ВЫВОДЫ И РЕКСМЕНДАЦЙИ.М

Текущее десятилетие - новый важный этап в создании материально-технической базы коммунизма, развитии общественных отношений, формировании нового человека.

Главная задача одиннадцатой пятилетки состоит в обеспечении дальнейшего роста благосостояния советских людей на основе устойчивого поступательного развития народного хозяйства, ускорения научно-технического прогресса, перевода экономики на интенсивный путь развития, более рационального использования производственного потенциала страны, всемерной экономии всех видов ресурсов и улучшения качества работы.

Принципиальной особенностью одиннадцатой пятилетки является более высокие темпы развития продукции отраслей группы "Б" промышленности, В легкой промышленности предусмотрено увеличить объем производства продукции на 18-20$, продолжить техническое перевооружение предприятий на базе более широкого внедрения высокопроизводительных пневмомеханических, роторных машин, бесчелночных ткацких станков, многозевных ткацких машин с непрерывным тканеобразованием, комплексно-механизированных и автоматизированных линий.

Для удовлетворения возрастающих потребностей легкой промышленности предусмотрено довести среднегодовое производство хлопка-сырца до 9,2-9,8 щш.тонн и улучшить качество волокна. С этой целью предусмотрено за пятилетку ввести в эксплуатацию 3,4-3,6 млн.га орошаемых и 3,7-3,9 млн.га осушенных земель, добиться всестороннего повышения эффективности использования орошаемых и осушенных земель и сокращения сроков достижения на этих землях проектной урожайности / I.I /.

Большие задачи поставлены и перед мелиораторами Узбекистана по освоению целинных земель Голодной, Джизакской и Каршинской степей. За пятилетие по республике будет освоено 460 тыс.га орошаемых земель, среднегодовое производство хлопка-сырца составит 5,9 млн.тонн / 1.2 /.

Решение этих задач невозможно без повышения технического уровня водохозяйственного строительства, обеспечения комплексного проведения мелиоративных работ, осуществления мер по рациональному расходованию воды для нужд сельского хозяйства.

Одним из способов механизации полива хлопчатника и уменьшения потерь вода является применение плоскосворачиваемых поливных трубопроводов из синтетических материалов с герметизирующим покрытием. При замене открытой сети оросительных каналов плоскосво-рачиваемыми трубопроводами увеличивается посевная площадь на орошаемых землях на 3-4$, уменьшается потеря воды на 7-8$, в 2-2,5 раза повышается производительность труда на поливе, улучшается маневренность при разделении вода между поливными участками /5.1/.

Плоскосворачиваемые трубопроводы по сравнению с другими видами трубопроводов имеют то преимущество, что они легки по весу, удобны в транспортировке и требуют мало места при хранении благодаря сворачиваемости. Наиболее трудоемкий процесс раскладки, сборки и перемещения поддается механизации с помощью передвижных агрегатов различных конструкций. Поэтому совершенствование технологии бороздкового полива в Узбекистане идет в основном за счет применения пдоскосворачиваемых трубопроводов. Такие трубопроводы, работающие от закрытой оросительной сети или лотков, а также в комплекте с поливными машинами, нашли широкое применение при поливе хлопчатника, особенно в совхозах Голодной, Джизакской и Каршинской степей.

Но выпускаемые в настоящее время серийные трубопроводы с продольной склейкой могут работать при рабочем давлении не более 0,02

0,025 Мпа. Прочность трубопроводов зависит от многих факторов, действующих на материал и клеевой шов во время работы: солнечной радиации, истирания трубопровода при раскладке и сборке, высокой влажности и др. Под действием этих факторов в наибольшей степени падает прочность клеевого шва, поэтому основные отказы трубопроводов происходят из-за разрыва шва - 44$ / 4.1 /.

С целью устранения этого недостатка серийных трубопроводов, на кафедре ткачества ТИТЛП совместно с ГСКБ по ирригации Глав-средазирсовхозстроя был создан бесшовный тканый каркас для поливных трубопроводов. Испытания бесшовного трубопровода показали его значительные преимущества по сравнению с серийными. Прочность его в 2-2,5 раза выше, при большей растяжимости.

Разработка технологических требований к каркасным тканям и выбор оптимальной структуры тканого каркаса явилось новым элементом, внесенным в исследование. Впервые исследованы условия работы механизма отпуска и натяжения нитей основы при формировании двухслойной полой ткани и подобран механизм, создающий оптимальные условия отпуска и натяжения для обоих полотен ткани.

Теоретически и экспериментально исследованы силы сцепления обоих полотен ткани о направляющие органы товарного регулятора. На основе этих исследований предложена дцухваляльная заправка товарного регулятора. Исследованы натяжение и деформация басовых шнуров, определяющих ширину ткани. Исследования показали, что наличие басовых шнуров является главной причиной неравномерности структуры ткани по длине полотна. Разработано приспособление для расправления трубчатой ткани на ткацком станке, устраняющее недостатки басовых шнуров.

В результате исследований разработано техническое задание на ткацкий станок для выработки полых технических тканей, предназначенных для каркаса трубопроводов.

При помощи многофакторного планирования определены зависимости натяжения полотен от параметров заправки и предложены оптимальные параметры заправки.

Определены зависимости физико-механических свойств ткани от параметров ее строения.

Эти основные положения выносятся на защиту.

Внедрение результатов работы позволит улучшить качество трубопроводов и увеличить производительность поливальщиков на 30-35$.

Диссертация содержит 155 страниц текста, в том числе 20 таблиц, 44 рисунка, 5 приложений.

Выводы

1. Разработаны требования к материалу трубопроводов исходя из условий эксплуатации.

2. Для обеспечения работоспособности трубопровода при допускаемом гидростатическом давлении jjPj =0,1 Мпа материал тканого каркаса должен обладать разрывной нагрузкой до обрезинивания не менее 150 дан/полоску по основе и 200 дан/полоску по утку.

3. Для обеспечения нормального проникновения герметизирующего покрытия вглубь ткани коэффициент наполнения ткани волокнистым материалом должен быть равным 0,32-0,45.

4. Получены зависимости: а) разрывной нагрузки ткани от линейной плотности нитей, б) разрывной нагрузки ткани от плотности нитей по основе и утку; в) коэффициентов использования разрывной нагрузки нитей основы и утка в ткани от К^.

5. Разработана методика проектирования тканого каркаса.

Глава 3.

ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛОЙ ТКАНИ ДЛЯ

ТКАНОГО КАРКАСА

3.1. Некоторые особенности формирования полой ткани на ткацком станке

Полые ткани для каркаса трубопроводов имеют специфические особенности, которые существенно влияют на выбор ткацкого станка и условия ее формирования.

1. Условия работы трубопровод требуют непрерывности уточной нити, что исключает возможность выработки тканого каркаса на современных бесчелночных ткацких станках. Как известно, непрерывность уточной нити обеспечивается при выработке ткани на челночных станках.

2. Стандартный диаметр трубопровода колеблется в пределах 30-35 см. Периметр каркаса будет равен 94-110 см. Ширина заправки в два слоя составит 48-58 см. Для возможно полного использования рабочей ширины ткацкого станка целесообразно применять станок марки АТ-60.

3. В отличии от обычных, полые ткани имеют два слоя, условия формирования которых на ткацком станке могут быть различными. Поэтому целью нашей работы, в частности, является исследование условий формирования полой ткани на ткацком станке и выбор, на основе этих исследований, тканеформирущих механизмов станка, обеспечивающих одинаковые условия работы для обеих полотен.

3.2. Исследование работы планетарного основного регулятора

На челночных станках типа AT, на которых вырабатывался тканый каркас, установлен планетарный основной регулятор. Нами были проведены теоретические и экспериментальные исслдрвания условий его работы, с целью определения пригодности регулятора для выработки тканого каркаса.

S.2.I. Теоретическое исследование работы регулятора

При формировании полых тканей большое значение имеет равномерность отпуска для обоих полотен, так как нарушение равномерности приводит к образованию полотен различных структур, что недопустимо для тканого каркаса. Выше указывалось, что условия работы трубопровода требуют равномерности структуры каркаса по всей окружности.

Регуляторы относятся к активным устройствам литания станков основой, на которых движение навою передается с помощью специального привода. Длина основы, отпускаемая регулятором за каждый оборот главного вала, определяется величиной холостого хода собачек, кинематически связанных с подвижной системой скала. Следовательно, для оценки величины отпуска основы можно воспользоваться величиной перемещения скала. Перемещение скала <у зависит от изменяющегося натяжения основных нитей, т.е.

3.1)

Для определения этой зависимости допустим, что величина натяжения изменяется по гармоническому закону: г + Йгъа.* ■ Sin р t (3.2) где - натяжение основы в момент времени ;

Р - число полных циклов зевообразования за <2 W секунд; - заправочное натяжение основы; /\max~ максимальное динамическое натяжение основы.

В этом случае подвижную систему скала можно рассматривать как механическую колебательную систему, совершающую вынужденные колебания под действием сил натяжения основы, и пользуясь элементами теории колебаний /2.5/ написать дифференциальное уравнение перемещения скала: с^ + fs}cm + fcfmax SLnp t (3.3)

Величина натяжения прямо пропорциональна деформации:

С учетом этого уравнение 3.3 примет вид: ^ )\ст С +Атах- с sinp t (3.5) где - приведенная жесткость пружины подвижной системы скала, - жесткость нитей основы на растяжение. Общее решение этого уравнения при р Ф к получится как сумма общего решения однородного уравнения + = о и частного решения неоднородного уравнения /3.5/. t, С. coski * сг Шк + .surb8.6, где Ст и С9 - произвольные постоянные. z7 Я

Пусть приО fzfcm—^г27 и f-° ■ Тогда п - а - Лат С .

Полученное выражение есть окончательное решение дифференциального уравнения 3.5. Подставляя в уравнение (3.7) значение Q , получим, что - ^сгг,

Из формулы видно, что величина перемещения скала определяется величиной деформации основы. Деформация основы в статических условиях от заправочного натяжения значительно меньше максимальной, поэтому основное влияние на перемещение скала оказывает максимальная деформация нитей основы. При выработке тканей с малым коэффициентом наполнения волокнистым материалом деформация основы в момент прибоя будет значительно меньше деформации при зевообра-зовании.

Так как коэффициент наполнения волокнистым материалом для тканого каркаса не превышает 50% и, кроме того, кацроновые нити имеют очень маленький коэффициент трения, то в нашем случае деформация от прибоя будет незначительной. Наибольшая ее величина наблюдается в момент максимально раскрытого зева.

Положительное значение gzZ'p* ' Sin pi: соответствует фазе раскрытия зева, а отрицательное - фазе закрытия.

Величина деформации за цикл зевообразования может изменяться, следовательно, изменится величина отпуска, что приведет к получению ткани неоднородной структуры.

На неравномерность величины деформации, а следовательно, и отпуска, оказывает влияние ряд факторов:

1) При выработке полых тканей, имеющих два слоя, деформация от зевообразования верхнего и нижнего слоя резко различается. Кроме того, деформация основы за цикл зевообразования изменяется в зависимости от положения ремизок, участвующих в переплетении.

2) На величину деформации может оказать влияние неравномерность линейной плотности уточной нити.

Для цроверки влияния формирования полотен на деформацию определены ее значения за цикл зевообразования. С этой целью произведены замеры размеров зева и рассчитаны деформации для каждой ремизки по известной формуле: x^d + i) где Л - величина отклонения ремизки от среднего уровня;

- соответственно глубина и вынос зева. Полученные данные приведены в таблице 3.1.

1. Постановление ХХУ1 съезда КПСС по проекту ЦК КПСС "Основные направления экономического и социального развития народного хозяйства СССР на 1981-85 годы и до 1990 года". М.: Политиздат, 1981, с.96.

2. XX съезд Коммунистической партии Узбекистана. Отчет. Ташкент, 3-5 марта 1981 г.2. Книги

3. Корицкий К.И. Использование химических волокон в технических тканях. М.: Легкая индустрия, 1965, с.54-67.

4. Козырева З.М. и др. Технические ткани и их применение. М.: Легкая индустрия, 1965, с.145-183.

5. Лепетов В.А. Резиновые технические изделия. М.-Л.: Химия. Ленинградское отделение, 1978, с.342-345.

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

7. Бабаков И.М. Теория колебаний. М.: Наука, 1968, с.69-70.

8. Урмаев А.С. Основы моделирования на аналоговых вычислительных машинах. М.: Наука, 1978, - 271 с.

9. Урмаев А.С. Практикум по моделированию на ABM". М.: Наука, 1976. - 192 с.

10. Щедров B.C. Основы механики гибкой нити. М.: Машгиз, 1961, - 172 с.

11. Розанов Ф.М. и др. Строение и проектирование тканей. М.: Легкая индустрия, 1953, с.186-187.

12. Иванюшин С.Ф. Применение математических методов и ЭВМ в текстильной промышленности". М.: Легкая индустрия, 1979. -150 с.

13. Адлер Ю.П. и др. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. - 279 с.

14. Власов П.В. Нормализация процесса ткачества. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 295 с.

15. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента. М.: Легкая индустрия, 1974. - 263 с.3. Статьи

16. Величко И.И. Высокопроизводительный полив хлопчатника с помощью гибких трубопроводов. Хлопководство, 1969, № 7,с.33-38.

17. Ц.Матев. Гибкие трубопроводы на поливе в Болгарии. Хлопководство, 1962, № 7, с.56-58.

18. Коваленко И.И., Свиклис П.Б. Синтетические материалы в мелиорации и водном хозяйстве. Гидротехника и мелиорация, 1973, № 3, с.112-116.

19. Хасанов Б.К. Исследование условий работы товарного регулятора при выработке полых тканей для поливных шлангов.

20. В сб. научных трудов ТИТЛП. Ташкент, 1982, с.106-112.

21. Махкамов Х.И. Пршенение трубочек-сифонов и гибких переносных трубопроводов на поливе хлопчатника. Ташкент, 1969,- 18 с.

22. Слостина Г.Л. Разработка оптимальных параметров строения полых тканей для бесконечных приводных ремней. М., 1968.- 27 с.

23. Патрикеев Ф.И. Исследование параметров строения и технологического процесса выработки фильтровальной ткани из стеклянных нитей. М., 1972. - 22 с.

24. Прокопова Р.Г. Строение и технология изготовления двухполо-тенной буферной ткани". Ленинград, 1972. - 22 с.

25. Капланас В.И, Разработка технологии изготовления и исследования основных,механических свойств тканых протезов кровеносных сосудов. Каунас, 1967. - 34 с.

26. Орлик И.Б. Некоторые вопросы расчета технологии изготовления капрона пожарных рукавов высокого давления. М., 1968.- 23 с.

27. Ятченко О.Ф. Исследование и проектирование многослойных тканей специального назначения. М., 1975. - 23 с.

28. Бабкина И.Н. Исследование ассортимента и некоторых свойств рельефных 2-х слойных тканей из::химических нитей. М., 1969. - 29 с.

29. Романов А.В. Проектирование технических тканей из химических нитей различных структур по заданным разрывным характеристикам. Иваново, 1973. - 32 с.

30. Мартынова А.А. К вопросу проектирования технических тканей из химических волокон по прочности на раздирание. М.,1964. - 15 с.

31. П.Барчукова А.Я. Создание ассортимента технических тканей для укрытий повышенного срока службы на основе использования синтетических материалов. М., 1978. - 23 с.

32. Гук М.И. Исследование возможности применения синтетического поливинилспиртового волокна "винол" в каркасе велосипедных покрышек. Ленинград, 1968. - 23 с,

33. Иванченко А.И. Исследование процесса и создание нового оборудования для изготовления тонкостенных армированных шлангов. Киев, 1971. - 20 с.

34. Гендельман М.А. Исследование влияния упругого звена на динамику и переходные процессы в ленточных тормозах навоя. М., 1972. - 19 с.6. Патентные документы

35. А.с. 68II28. Тормоз навоя ткацкого станка. Хусанбаев A.M., Алимбаев Э.Ш., Ерохин Ю.Ф. Опубл. в Б.и., 1979, № 31.

36. А.с. I0I7747. Приспособление для расправления трубчатой ткани на ткацком станке. Хасанов Б.К., Алимбаев Э.Ш., Рахимход-жаев С.С. Опубл. в Б.и., 1983, й 18.7. Отчеты

37. Гецонок Б.И., Лукманов Х.Н. Выбор рациональной структуры тканого каркаса поливных шлангов. Отчет по х/д работе 23/75. Ташкент, 1975. 15 с.

38. Планетарный регулятор. Результаты обработки осциллограмм вращения навоя

39. S 300 5,91 4,97 0,31 0,11 5,23 2,17 1,49 0,624 400 5,47 3,61 0,27 0,08 5,01 2,07 1,43 0,59

40. Основный тормоз . Результаты обработки осциллограммвращения навоя 1100 10,21 10,84 0,86 0,95 8,41 8,79 2,40 2,512 200 6,00 6,53 0,40 0,46 6,70 7,02 1,91 1,963 300 3,26 3,90 0,17 0,22 5,11 5,63 1,46 1,614 400 2,42 2,74 0,10 0,11 3,95 4,11 1,13 1,17

41. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ21.3244016/28-1222.05.02.81 (46)15.05.83. Бюл. » 18

42. Б. К. Хасанов, Э. Ш. Алимбаев и С. С; Рахимходжаев (71)Ташкентский институт текстильной и легкой промьшшенности (53) 677.054,7(088.8) (56)1. Розанов Ф. М. и др. Строение и проектирование тканей. М., 1953, с. 186, 187.

43. Составитель Т. Гаврилова Редактор Л. Веселовская Техред м.Тепер Корректоре. Шекмар

44. Заказ 3488/29 Тираж 432 Подписное

45. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и' открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

46. Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

47. Изменение натяжения ткани по ширине заправки при использовании басовых шнуров1. Jfc№ Ширина1. Среднее натяжениеш п0ш7на' ткфш,мм —^сН/нить,1. СреднееквадратическоеотклонениесН/нить

48. Ш^ШШшОЪЖЛ.^Ш ,ХАСАНОВ Б.К.МсО'."у™-.—* ■' v ' " ш . у1 | . / ХУ7' ' ГЕЦОНОК Б.И.дчА^ '