автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Развитие теоретических основ технологии формирования паковок текстильных нитей и их практическая реализация в текстильной промышленности

з у аё ~

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДШ ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛьПШ ПГОМШШЕННОСГИ И,ЖНИ С.М.КИРОВА

На правах рукописи

ВАЙНЕР ИГОРЬ ИОСИФОВИЧ

РАЗВИТИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ТЕХНОЛОГИИ <ЮРД1РОВАКИЯ ПАНОБОК ТЕКСТИЛЬНЫХ НИТЕЙ И ИХ ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ В ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОШШШШЯИ

Специальность 05.19.03 - Технология текстильных материалов

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Ленинград - 1990

у: 'х.) з'

Работа выполнена в Херсонском индустриальном институте

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Степанов В.А. доктор технических наук,

старший научный сотрудник Оников Э.А.

доктор технических наук, профессор Михайлов Б.С.

Ведущая организация - Ивановский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт хлопчатобумажной промышленности (ИвШГГИ)

Защита состоится п 2 7" И О с? ОгР Л 199 г. в " /О "часов на заседании специализированного совета Д 063.67.01 при Ленинградской ордена Трудового Красного Знамени институте текстильной и лёгкой промышленности им. С.М.Кирова.

г. Ленинград, 191065, ул. Герцена, 18, ауд. 241 .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ленинградского ордена Трудового Красного Знамени института текстильной и лёгкой промышленности им. С.М.Кирова.

Автореферат разослан У? " С 9 1990 г.

Учёный секретарь специализированного

совета доктор технических наук, О

профессор ЮМ^ Л.В.Емец

.., ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ ........... |

1 )Т Т, 5Л 1

Дктуалъность работы. Основной задачей экономического развития СССРнаТЗ'лижайше годы является стабилизация экономики, создание сбалансированного рынка и дальнейшее наращивание товарной массы, всемерное экономное расходование энергетических и сырьевых ресурсов. При этом важная роль отводится развитии текстильной отрасли.

Значительный рост скорости перематывания пряжи на всех этапах подготовки её к ткачеству, необходимость улучшения качества готовых изделий требуют новых подходов и критериальных оценок при формировании паковок как одного из важнейших этапов общего процесса ткачества.

Дальнейшее совершенствование приготовительного производства ткацких фаСрик возможно только на основе широкого внедрения автоматизация, управляющей технологическими режимами. Эффективность внедрения АСУТП прежде всего зависит от уровня разработки моделей оптимизации технологических процессов.

Значительный вклад в развитие теории наматывания паковок текстильных материалов и создание современного технологического оборудования внесли советские учёные А. П...{иноков, А.П.Малышев, В.А.Гордеев, В.Н.Аносов, А.Г.Севостьянов, Е.Д.Ефремов, А.Ф.Проиков, В.Б.Клёнов, Л.И.Гинзбург, Ю.В.Якубовский, В.А.Степанов, Е.З.Регель-ман, И.И.|/5игушов, В.А.Сухарев, их ученики и последователи.

Однако практический опыт показывает, что многие проблемы в этой области решены не полностью и нуждаются в дальнейших исследованиях. Недостаточно разработан комплексный подход по созданию научных основ управления технологическими режимами процесса формирования паковок пряли из натуральных волокон с учётом требований их переработки на последующих стадиях. Практически отсутствует научно обоснованные методы управления укатывающим воздействием с целью получения паковок с заданными свойствами. Отсутствие бесконтактных методов контроля структуры паковок сдерживает дальнейшее развитие теоретических исследований и практическую реализацию их результатов в промышленности.

' Многообразие требований, предъявляемых к свойствам намоточных язделий, качеству нитей и пряли, поставили на повестку задачу тщательного исследования комплекса научных и технических проблем,

связанных с процессом наматывания.

Исследования в этом направлении актуальны с точки зрения раци нального проектирования высокоскоростных намоточных механизмов с программным управлением, а также выявления оптимальных режимов н матывания, обеспечивающих высокое качество готовых изделий и мал отходную технологию.

Цель и задачи работы состоят в создании научных основ управле ния процессами наматывания паковок нитей с заданными структурны!.' параметрами, комплексной разработке мероприятий по улучшению качества готовых изделий и создании малоотходных технологий.

Ддя достижения поставленной цели в работе решаются следующие основные задачи:

- разработка аналитического метода анализа процесса наматшзан и разматывания паковок с учётом уплотняющего воздействия укатыва щего органа машины, реологических особенностей наматываемого мат риала, неоднородности свойств тел намотки и на его основе создан модели программированного наматывания в соответствии с требовали ш юс дальнейшей переработки}

- исследование и углубление представлений о природе эффекта укатки и изучение возможности регулирования процесса наматывания укатывающим механизмом;

- аналитическое исследование напряжённого состояния паковок в результате терможидкостных обработок и на его основе разработка технологических и к'онструктивных мероприятий по улучшению качест ва отделки текстильных материалов;

- разработка эффективных контактных и бесконтактных методов и приборов структурного анализа тел намотки;

- разработка методов и устройств контроля параметров паковок перематываемой пряли, обеспечиншацих малоотходную технология при подготовке пряжи к ткачеству, в ткачестве и красильно-отделочном производстве.

Работа выполнена в соответствии с региональной программой У:?и Украинского научного центра АН УССР, отраслевыми планами научно-исследовательских работ Мтшегпрома УССР и ССР Молдова.

Обцие методы исследования. Работа содержит теоретические и эк периментаиные исследования.

В теоретических исследованиях использованы метод: нелинейно!;

теории упругости анизотропного тела. Проблема сведена к поело!-, • юму решению краевых задач с подвижными граничными условиями.

Анализ процесса укатки тзл намотки выполнен на основе теории эболочки, лежащей на упругом основании, Для определения характера распределения напряженно в зоне поворота сечений половин от контактного взаимодействия с уплотняющим элементом применён метод распределения переменных /метод Фурье/, в основу которого по-пожен принцип перемещений.

Экспериментальные исследования проводились с применение» методов физического моделирования, а также на действующей оборудовании с применением электротензометрии. Разработан способ рент-пеиоструктурного анализа паковок. Для определения упругих характеристик тел намотки и нитей наряду со стандартными использовались вновь разработанные приборы. Применены новые устройства, приборные средства, способы формирования паковок и контроля их параметров, защюцёшшэ авторскими свидетельствами. Использовались методы планирования и статистической обработки результатов эксперимента.

Новизна научных положений и результатов. Предложен аналитический метод исследования напряяашю-деформировапного состояния паковок, реализующий комплексный подход, позволяющий при решении уравнений теории упругости неоднородного анизотропного тела наблюдать за его отдельными слоями и учитывать нелинейность шюго-цикловых физико-механических свойств намотки и реологических особенностей наматываемого и сматываемого материала, а также рассчитывать паковки, содержащие слои с нулевым натяжением. Предложено новое аналитическое решение задачи контактного взаимодействия тела намотки с яеетким валом. Разработана методика расчёта напряжений и деформаций гола намотки с учётом контакта с валом и сдвига сечений в контактной зоне.

Разработан метод определения законов управления намоточными параметрами, позволяющий формировать паковки с заданным распределением плотности намотки или остаточными нагяяениями в витках наматываемого материала.

Теоретически обоснован и практически реализован новый способ бесконтактного оперативного слределвнил послойной 1 -ютности намотки, основанный на методах рент зноструктурного аколиза.

Предложен аналитический метод исследования напряжённого состояния паковок в результате терможидкостных обработок с учётом наб^ ханш пряки и релаксации напряжений. Основываясь на установлению в работе закономерностях формирования тел намотки, их поведения в процессе терможццкостных обработок и хранения, разработали способы и устройства, позволяющие повышать качественные показатели готовых изделий, экономить энергосырьевые ресурсы и снизить трудозатраты в производстве тканей. Теоретически обоснована и практически реализована технологи! формирования паковок' чистошерстянс пряхи под крашение и беление.

Установлена взаимосвязь чсвду структурными параметрами тела намотки и качественными показателями крашения и беления пряжи в бобинах.

Разработаны технологические и конструктивные мероприятия по повышению качества подготовки пряжи к ткачеству и крашению, сокращению угаров и трудозатрат.

На разработанные способы и устройства формирование паковок с целью улучшения качественных показателей изделий и создания малоотходных технологий получено 13 авторских свидетельств и решений о выдаче авторских свидетельств.

Защищаются:

- аналитический метод расчёта тел намотки с учётом многоцикловых характеристик наматываемого материала и тел намотки при наличии слоев с нулевым натяжением, неоднородности свойств гела намотки и укатывающего воздействия на тело намотки фрикционного органа машины;

- аналитический метод анализа уплотняющего воздействия на тело намотки укатывающего органа машины;

- аналитический метод расчёта напряжённого состояния паковок в результате термояидкостных обработок;

- иетоды управления заправочными параметрами ыатан, позволяющие наматывать паковки с наперёд заданным структурными пар метрами;

- методы и технические средства эксперимент едьных исследований структуры и напряжённо-деформированного состояния тгт намотки;

- ю аз работ аннуто на основе аналитического анализа технологию формирования и подготовки чистошерстяной пряж! к крашению и беле-

нию;

- способы и устройства, обеспечивающие малоотходные технологии при подготовке пряли к ткачеству, в ткачестве и красильно-отделоч-ном производстве.

Практическая значимость работы и реализация результатов.

Результаты исследований позволили в соответствии с отраслевой программой .'йшлегпрома УССР провести производственные испытания крашения и беления чистошерстяной пряжи в бобинах. При выборе режимов наматывания паковок на мотальных автоматах "Аутосук" были использованы разработанные методы расчёта паковок и экспериментального анализа их структуры. Получены положительные результаты. Только по одной камвольнопрядильной фабрике ожидаемый экономический эффект составляет 311196 руб. в год.

Внедрение мотальных автоматов "Аутосук" и технологических параметров наматывания бобин хлопчатобумажной пряки под крашение позволило получить на Херсонской ордена Ленина ГОБО экономический эфрект свыше 50 тыс .рублей.

В соответствии с отраслевой программой концерна Моадлегпром в научно-производственном объединении "Текстиль" в результате внедрения ресурсосберегающих технологий получен годовой эффект свыше 70 тыс. рублей. В настоящее время апробируется технология, основанная на наматывании паковок заданной структуры и длины нити (а.с. 1516442 и 1516443). Установлена новая конструкция уплотняющего устройства на сновальной машине типа СГ 210 (положительное решение о выдаче а.с.4649380) на Унгенско« ковровом комбинате, которое позволило повысить плотность намотки навоя на 10 процентов и предотвратить провороти слоев тела намотки в процессе ткачества.

Разработанный метод контроля плотности намотки паковок на основе рентгеноструктурного анализа содействовал более интенсивному развитию данного направления в наука.

Разработаны конкретные рекомендации по совершенствовании намоточных механизмов, прияимных укатывающих устройств мотальных, сновальных и шлихтовальных машин и технологических процессов осуществляемых на них (а.с. 430024, 1283220, 1323507, положительные решения о ввдаче а.с. 4443346, 4711832, 4479754, 4675642, 442Э080, 4649680).

Разработанные методы могут быть использованы при создании АСУТП,

более совершенных намоточных механизмов и подборе оптимальных р< вимов наматывания паковок. Разработки характеризуются значительным потенциалом социальной и экономической эффективности, широк! ми перспективами их дальнейшего внедрения. Результаты работы используются в учебной процессе в Херсонском индустриальном институте ,

Апробация работы. Оскоанио результаты работы долокены и полу< чили положительную оценку:

- на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ХИН, 1974 - 1990 гг.;

- на расширенных заседаниях научно-технических советов Херсо! ского ордена Ленина ПХБО, 1977-1990 гг.; Донецкой камвольнопря-дильной фабрики, 1984 г.; НПО "Текстиль" ССР Молдова; 1935, 199 1990 гг.; Укрпромшерсть, 1982 г.;

- на П Всесоюзной научно-технической конференции "Теория и практика бесчелночного ткачества", ЖН, .VI., 1985 г.;

- на научно-техническом семинаре "Опыт исследования быстро;тр текаядих процессов в механике и технологии текстильных машин", Пенза, 1981 г.;

- на Всесоюзной научно-технической конференции "Технология и практика отделки текстильных материалов", ;,!., Ж!, 19Э6 г.;

- на Всесоюзной научно-технической конференции "Новое в техн ке и технологии текстильного производства", Иваново, ИвТИ, 1990

- на заседании кафедры ткачество I.ГА, 1990 г.;

- на расширенном заседании кафедры ткачество ЛИТЛП им. С, X К и ва, 1990 г.;

- на расширенном заседании кафедры машины и аппараты текстил ной промышленности ХЙИ, 1990 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 31 работа, в то числе 6 авторских свидетельств и одна брошюра.Получено 7 положи тельных репений о ввдаче а.с.

Структура и объём работы. Дисоертация состоит из введения, 7 глав и выводов. Работа изложена на 446 страницах, в том числе 284 страницы машинописного текста с 20 таблицами, 43 с-грани-щ рисунков, 151 наименование литературы на 17 страницах и 102 стр ницу приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и дана общая характеристика работы.

В первой глазе рассматривается состояние вопроса, обосновывается цель и задачи исследования.

Во второй главе рассмотрены основные закономерности механики тела намотки, и наматываемых материалов. Характерным свойством наматывав!«^ паковок текстильных нитей является пористость и податливость з направлении приложения силы. Уплотнение тел намотки лрн-водит к изменению' их физико-механических свойств. При уплотнении текстильных материалов рассматривается дза диапазона деформаций: интенсивное уплотнение и уменьшение пористости тела намотки; уплотнение тела намотки, сопряжённое с необходимостью создания значительно больших нагрузок.

Вязкоупруше свойства тел намотки в значительной степени определяются свойствами наматываемого материала. Определяющими параметра;™ здесь являются его упруго-релаксационные характеристики, йактор времени оказывает существенное влияние на напряжённое состояние тел намотки кахс в процессе наматывания паковки, так и в процессе её вылёживания.

Если рассматривать радиальные деформации тел намотки при давлениях больших структурной прочности сжатия материала, то закономерность сжатия может быть представлена в виде функций

(I)

где Лс~ коэффициент податливости слоя в направлении сна-ггл; т - параметр упругости, определяемый экспериментально.

В условиях физического моделирования исходные физико-механические параметры паковок можно достичь предварительны!.! нагруженном образца определённым давлением. Как показывает опыт, нагруекив тела намотки с предварительно заданными исходными параметрами в пределах небольших изменений давления позволяет повысить точность моделирования, приблизив свойства модели к свойствам реального объекта и рассматривать '¡гдачу линейно-дспормируемых гел. Е этом случае уравнение ( I) примет вид

л £ = ЯсАС} (2

Методом локального моделирования получена функциональная зависимость ыенду коэффициентом податливости тела намотки в радиальном направлении и давлением на его поверхности

л.. Л. <»)

где Д 0 - коэффициент податливости при ^ = I;

Де - коэффициент податливости при давлении равном основанию натурального логарифма (ц = е).

На основании полученных соотношений закон уплотнения тела намотки формулируется следующим образом: при небольших изменениях уплотняющих нагрузок изменение деформации прямо пропорционально изменению давления.

При формировании большинства текстильных паковок иагружение гатей носит циклический характер, Непосредственно в паковке нити также подвергаются физическому воздействий вследствие перемещения внутренних слоев и релаксации. Однако эти процессы имеют статический харахтер.

Исследования релаксационных характеристик пряжи и нитей осуществлялось на тензоралаксоыетре с подвижным нижним заяимом. Скорость нагрукения соответствовала скорости погружения в реальных условиях. Восстановление протекало медленно со скоростью близкой восстановлении деформации пряжи пряэш по мере формирования паковка. Модифицированная релаксационная модель различных видов пряжи из натуральных волокон получена на основе трёхэлементной модели Эйринга, результатов экспериментальных исследований и имеет вид

где Е0 - длительный модуль кёсткости пряжи;

с •» постоянные коэффициенты, определяеше экспериментально; ен - нормальные напряжения в материале при растяжении от

намоточного натяления; <, соответственно текущее вре-'п и врмя релаксации.

Закономерность восстановления: нити описывается уравнением б^Л** (5)

где £ =<ГП -¿0 -£ъ;

£ - полная деформация при нагруженип нити;

£ в " деформация восстановления;

£ 0 - остаточная деформация при восстановлении;

А, а- - коэффициенты, характеризующие упругие свойства пряяи.

Напряяёшо-дефоршрованное состояние паковки и пряжи оказывают существенное влияние не только на показатели тела намотки, но и на последующие технологические процессы ткачества и отделки. Здесь имеет место "эффект памяти", который присущ большинству материалов. Технологические процессы перематывания как правило сопровождаются многоцикловыми воздействиям! на нить. Выявление закономерности накопления остаточных деформаций в процессе многоцгасловых воздействий на нить является важнейшей проблемой комплексного ре-зения задачи в целом. В постановке и решении этой задачи важная роль принадлежит русским и советским учёным А.Г.Разуваеву, §.<5.Ео-5рову, А.Г.Архангельскому, А.П.Феонтистову, Г.Н.Кушшу, А.Н.Соло-зьёву, В.Л/ордееву, К.Е.Перепёлкину, И.И.Мигуиову и др.

Учитывая неоднородность механических свойств хлопчатобумажной 1ряни, полученной в различных условиях из различного исходного зырья, в работе приведены результаты испытаний её шогоцикловых сарактеристик на пульсаторе, при котором в кахдом цикле сохраняюсь действие заданного закона нагруяения и постоянство его- амп-хитуди. -В результате определены вязкоупругие характеристики пря-ш при многократном нагрунеиии с закономерностью близкой к реальнее процессам.

'.'ногокраишо циклически повторяющиеся воздействия на текстиль-ню материалы возникают и в процессе фрикционного контакта тела шмотки с укатывающим элементом. Возникающая при этом величина »статочной радиальной деформации имеет характер степенной функции : показателем степени меньше единицы. Наблюдается явно выраженная ■енденция к затуханию роста остаточных деформаций с ростом усилия тежду паковкой и валом. Следовательно, уплотнение паковки за счёт 'величения контактного усил!ш целесообразно до определённой стегни. Для дальнейшего уплотнения необходимо включить в работу щг/~

гие факторы воздействия на тело намотки. Важнейшим из них является смещение сечений в тангенциальном направлении.

В результате экспериментальных исследований тел намотки и составляющих -их материалов получены необходимые для дальнейших теоретических исследований соотношения ыаяду их основными физико-механическими параметрами.

В третьей глава рассмотрена задача напряжённо-дефор^фованного состояния тел намотки. Б основу теоретических исследований положен метод наблюдения за отдельны;,« слоями тела намотки в сочетании с методом рассмотрения сплошного поля распределённых по всецу объёму слоя намотки сил, обусловленных намоточным натяжением.

Основы катдого из указанных методов, применительно к паковкам текстильных материалов, заложены профессорами В.А.Гордеевым, В.В.Кленовым, В.А.Степановы:.!.

Учитывая структурную неоднородность паковки в радиальном направлении, применены подвижные границы и скользящие постоянные интегрирования соответствующих дифференциальных уравнений.

При отсутствии укатывающего воздействия вала определяющими факторами состояния тел намотки являются намоточные натяжения и физико-механические показатели материала и тела намотки. В результате рассмотрения напряжённо-деформированного состояния элементарного слоя намотки как квазиупругого и квазисплотного тела получено уравнение равновесия этого слоя. Для снятия внутренней статической неопределённости задачи применены дополнительные условия в виде геометрических соотношений Коам. Предпосылкой дальнейших расчётов явилось представление тела намотки предварительно нагруженного давлением с последующим изменением этого давления в узком диапазоне по мере формирования вышележащих слоёв. При этом все факторы и выходные параметры паковки представляются в виде непрерывных реализаций. В результате получено выражение, для определения давления в слое

(б)

где

г,,* а ж"1 лс со^-,

(V)

С, ¡,; С, х - скользящие постоянные интегрирования;

6"н, 'р - напряжения от намоточного натяжения с учётом релаксации} 2 - текущий радиус паковки;

- модуль жёсткости материала; эе - коэффициент заполнения слоя; $ - уго^ подъёма витка;

¡р - коэффициент сопротивления сдвигу слоя в тангенциальном направлении.

При

г - г^ у (8)

где ЛТлС- модуль податливости нижележащего слоя, включая податливость намоточной тары. Так как натяжение материала в наковке изменяется по мере её формирования, то для удобства анслиза введены понятия активных и пассивных зон. При этом слои накотки с натянутыш витками отнесены к активным зонам; слои без натяжения - к пассивным зонам.

Под воздействием вновь формируемых слоёв и радиального емещетш витки приобретают окружную деформацию восстановления

£Р - ¿н " » (9>

где £ остаточная деформация витка после снятия нагрузки;

£ н- деформация витка в момент укладки на паковку. Поскольку при ¿"р О виток растянут ( активная зона ) , а при £р 3 0 натяжение отсутствует ( пасривная зона ), критические перемещения, обеспечивающие переход слоя из одной зоны в другую:

При и) >£4,Кр% теряется устойчивость формы витка. Выражение определяющее натяжение витка в J- ом слое

=■ А2 [£„-£.- (-II)

В отличие от паковок крестовой намотки формирование паковок рулонного типа сопровождается не только деформационными процесса-

ни, но и перекомпоновкой штей. Возникающие при этом возмущения трудно поддаются прогнозированию и контролю. Наличие информации с длине наматываемого материала и изменении радиуса в процессе наматывания паковки, например на сновальных и шлихтовальных машинах в значительной степени упрощает решение 'задачи. Анализ паковок рулонного типа на основе кинематических параметров наматывания с учётом аффекта укатки выполнен на основе приведенной еышэ методики с использованием получешшх уравнений для определения межслой-ных давлений и натяжения материала в паковке. Плотность намотки в рассматриваемом внутреннем ^-ом слое изменяется под воздействием формируемого 1-го наружного слоя и вышележащих слоёв и определяется из условия сохранения массы материала в слое:

Т--Г' 4 п»_, /12)

где 1„( - наружный радиус ^ -го слоя до формирования ¿-го ело ¿иI - перемещение наружных витков ^ -го слоя под воздействием ¿-го слоя;

^¿-1:1-1 " внутренний радиус ^ -го слоя до формирования ¿-го слоя;

I - перемещение слоёв на внутреннем радиусе \ -го слоя под воздействием I -го слоя; Н - длина паковки; ¿^ - длина материала в слое; Пн - число нитей в заправке.

Анализ результатов расчёта сновальных паковок и навоев показывает, что давление в слоях распределяется неравномерно. Максимальное давление имеет место у основания паковки, затем уменьшается, приобретая более равномерный характер распределения по радиусу паковки. При наматывании с постоянным натяжением возможно образование пассивных зон внутри тела намотки.

Распределение плотности намотки носит волновой характер с тенденцией уменьшения от внутренних слоёв к наружным. По мере роста диаметра намотки во внутренних слоях стабилизируется, что ранее было теоретически обосновано и экспериментально доказано проф. В.А.Степановым при анализе паковок бобинной структур^.

Наиболее напряжённое состояние испытывают те слои пряжи, которые находятся непосредственно на пс^ерхнос га намоточной тары. Это

прлм.тэт к мжничоаг.т говрвздешян пражи, ухудшению еа физико-параметров, неудовлетворительной сматываемости с па-кошоя, а лрагсн:::г - к точечному непронрасу.

Кс»!ат(за!Ш0 пса-:свок с более равномерной структурой возмогло путём пх .^ормироггашя на основе оптимизации параметров нсматнвошш по опрзде.чеш®« программе, а также применения намоточной тара с по-дг.гл1'.г,12! основанием, Оба решения могут бить применена в комплексе. Ир-д»знс:глэ податливого основания способствует болзо равномерному }.т.спт.\-;дсле!Ь'л-э давления, плотности намотки и натязеегаш э паковках.

Получений паковок с заданными свойствами на основе оптимизации параметров нпохиааиаа позволяет не только улучеить качественные показатели паковок, ко, что очень зетю, самой пряяи.

Задача получения паковок с заданным распределением натятэнля в слоях реализуется изменением намоточного натяжения:

- для паковок рулонной структура

4/?)-- £^[/¡,+¡6(2)48 * Ъс{а!Ъ+[г$(г)с1г] (13)

- для паковок бебшшой структур!

[<\ * £;,с[•>/гщ<1г] (и)

Постоянная интегрирования А^ определяется в зависимости от податливости основания паковки из условия совместности перемещения основания и слоя намотки, лежащем на основании.

Получение паковок с заданным распределением давления между слоями представляется в ввде Функции намоточного натяткепия

(к)

Не менее важной проблемой является разматывание паковок иа по-зледупщих операциях. Кинематика и динамика процесса схода нити с ^подвижных и вращающихся пачопок достаточно глубоко изучены \.П.№шяховыч, Я.З.Я'уооеским, Н.1!.Исаковым, А.Н.Бородтпч,

Е.Д,Ефремовым, И.И.Мигушовш, Р.Д.Ефремовым и другими. Однако исследования напряженно-деформированного состояния паковок при их разматывании практически отсутствуют.

Важный фактором нормального протекания процесса, особенно при осевом сматывании, является натялсение материала на поверхности паковки. Отсюда определённый практический интерес представляет рассмотрение теоретических аспектов состояния паковки при разматывании.

Используя ранее принятые понятия, определения и методу-' анализа, получаем уравнение, определяющее межслойныз давления в паковке в процессе её разматывания

в

нии}

•м с

К - коэффициент восстановления слоя в радиальном направле-

=

У

- 1 ± эгК,1-Со*р (18)

Постоянные интегрирования В, и б£ определяем из граничных условий на поверхности разматываемой паковки и поверхности намоточной та-рч.

Из анализа напрязконно-деформированного состояния материала паковки в окружном напраэлении получено уравнение

^т*/(<?„-Я)& (19)

Так как процесс разматывания паковок сопровождается восстановлением тела намотки в радиальном направлении, то следует ожидать, что витки, расположенные на периферии разматываемой паковки, из пассивной зоны перейдут в активную и будут'натянутыми. Это состояние твм перное, чем вше плотность намотки и упругие харпктеги-

стик1- тела намотки в радиальном направлении, 1,1ягкие паковки со значительными пассивными зонами зачастрт не обладают достаточной величиной восстанавливающих сил и не претерпевают значительных изменений своих свойств, что создаёт определённые трудности при их разматывании и приводит к необходимости применения специальных, например, пружинных патроног.

В четвёртой главе изложены теоретические осноец работы контактной пары паковка - жёсткий вал. Рассмотрено влияние эффекта укатки на процесс формирования текстильных паковок. Напряяёшю-цефор-мированное состояние паковок в зоне контакта рассматривается при статическом и динамическом воздействии укатывающего вала.

На основе представления модели паковки в виде внешней оболочки, лежащей-на упругом основании, и рассмотрения плоской картины распределения контактных сил при статическом взаимодействии паковки с катком получены уравнения, определяющие основные силовые и деформационные параметры в зоне контакта и сменных с ней областях тела намотки. Окружные перемещения в прилегащих к зоне контакта областях и непосредственно в зоне контакта

(20)

ин = йч51п (§**)* е3 Со* (21)

где /?}(? - соответственно радиусы паковки и вала;

О» V - соответственно текущие углы контакта по паковке и валу;

00 - максимальный, угол контакта паковки с валом (угол контакта);

С-к - постоянные интегрирования, определяемое из граничных условий; £ = /2 +

9;ч>

а

и — иоо^аогларгшо ["о ) &

Д/0 - интенсивность натяжения материала в слое;

К, - модуль сжатия тела намотки в радиальном направлении; Кй - модуль тангенциального смещения тела намотки.

Радиальные перемещения в зоне,прилегающей к контакту, и в зоне контакта

г

ш = " * & е (Ж)

СО« » I (?А)

Приращение растягивающего усилия в наружной оболочке пакоьки

, 4 г -¿ае-б.) л = л/* ¡Е Сф н-аг)е (гь)

Давление в зоне контакта

При расчёте на ЪШ контактной пары паковка рулонного типа -каток получены результаты, имзащиэ практическое значение для проектирования укатывающих устройств и выбора технологических параметров наыатызаник.

Уменьшение диаметра укатывакщего вала приводит к росту прогиба тела намотки в центре контакта и увеличению растягивающего усилия в зоне контакта. Существенное влияние на структурные показатели паковки и состояние т остального материала, особенно при больших контактных усилиях, оказывают деформации относительного сдвига слоёв.

На основе анализа контакта паковки с катком ь статических условиях рассмотрена имитационная динамическая модель процесса укатки. В реальных условиях работы контактирующих пар имеет место различие упругих характеристик тела намотки при нагружении и восстановлении. Набегающий участок контакта пр;' перекатывании относительно фрикционного вала испытывает сжатие, сбогалций участок -

s

осстаковлеш'.е, циклически повторяющийся под воздействием внзгзии ■ил Ii сил упругости.

При равномерном вращении'паковки нч холостом ходу суи.;а момен-оо сил сопротивления сяатио набегающей э зоне контакта зотзл и ¡осетаиавлив&чщих ein упругости сбег&кщей взтви уравьовоггиваются ¡омектон сил сопротивлств пврокпгывгнко. Пренебрзггя трепке« в юдшпииках и сопротивлением ср-зды, с учётом сооотгошииЯ, получениях при решении статической задачи, получаем уравнение для определения плеча трения:

,< = Сц Ч I * /)tf, (28!

'де - динамическая составляющая перемещения оболочки паковки з зоне'контакта;

Q - интенсивность прижима укатывающего вала я паковке;

Со'в - угловая скорость зала;

CüQ - прогиб тела намотки в зоне контакта;

Чт - модуль вязкости тела намотки.

В случае принудительной подачи материала непосредствешо в зо-:iy контакта его продольная деформация может быть определена из уравнения проф. В.Н.Аносова

е = * (29)

где - скорость подачи материала;

V - скорость приёма материала контактной парой.

При фрикционном не-матыванин возможно положительное и отрицательное скольжение паковки относительно приводного вала. В результате аналитического и експеримэнтачьного исследования установлено, что при одинаковом намоточном натяжении можно регулировать величину проскальзования давлением в контактной паре п при необходимости предотвращать отрицательное скольяенис. Увеличение намоточного натяжениг за счёт прогиба тела намотки в зоне кона акта является одним из косвенных проявлени-Л эффекта укатки, Важным аспектом является поведеиио наматываемого материала и тела намотки после прохождения контактной зоны.

Циклически повторяющиеся аЩо ртл шл, и и нвру?к11шс слоев приводя*!1 ц

определённым структурным изменениям тела намотки. В результате гиотерезисного характера шогоцгашовых характеристик нагружения за зоной контакта появляются остаточные, главн-м образом, эласт ческие деформации в тангенциальном и радиальном направлениях. Э приводит с одной стороны к уплотнению паковки, с другой - к осл бленпэ натяжения материала в наружных слоях паковки. Проф.Б.Д.3; лясов показал, что существенной особенностью деформации сжатия хлопкового волокна во времени является быстрый переход их к состоянию технического равновесия. Экспериментальные исследования многоцикловых характеристик сжатия пряжи и ткани указывают на справедливость этого вывода применительно к указанным катериалш Вязкоупруг..з свойства при сжатии приводят к неполному восстановлению деформации наружного слоя после каздои цикла нагружен! Возникающие при этом остаточные деформации с учётов скорости на! ружения находим из уравнения

к^пЦА^' (зо)

где §0.0 - составляющая статической радиальной деформации, соответствующая угловой координате ^; Кц - коэффициент цикличности, учитывающий циклический хараи тер натяжения.

Уменьшение окрукной деформации наружного слоя вследствие радиальной деформации будет

А (31)

и соответственно величина погонной растягивающей нагрузки этого слоя

/✓„ = /✓-¿■„^33 5'С/(ЯИ), (32)

где Е-е - модуль жёсткости слоя;

/"с - площадь сечения рассматриваемого слоя. Давление на поверхности тела намотки на основе уравнения А. П. Ушакова

% =г(/У~ ЯН <33)

Подстановкой полученных значений давления в наружном слое в граничит условия { 8 ), а уточнённые значения натяяения в качест-зе намоточных, получаем расчётные пара!,гетры формирования паковок з учётом этих элементов укатывающего воздействия катка на тело намотки.

При формировании паковок за счёт их контакта с жёстким валом и от усилия намоточного натяжения возникают сдвигающие сши, действующие в локальной области на поверхности паковки. В етом случае решение задачи определения напряжений и деформаций в сечениях точными аналитически® методами связано с большими трудностями получения и решения уравнений. Поэтому решение осуществлено приближённым методом, в основу которого полезен принцип начала возможных перемещений и метод разделения переменных ( метод Фурье),

Представляя форму граничного поперечного сечения в результате тангенциального сдвига близкой к параболе, а радиальные деформации при воздействии внешней нагрузки затухающими по направлению к центру паковки, получаем уравнения, определяющие эти сдвиги. В тангенциальном направлении

±

сп

и = и р-П* (34)

аякН /? ~ г „.к! ' '

где й0 сдвиг в центре контакта; /77,/2 - постоянные коэффициенты;

гн - радиус, на котором полностью затухает поперечные и продольные деформации. В радиальном направлении

~ т

где

шо + -^г[аР0-п и^*. (К- г»«) ]*

*{е + лх - <), (35) п - гр( ' - -Л_1 • к - £р- •

1—ГП I

Р0 - сдвигающая сша в центре контакта. Величина сдвигающей силы затухает по тону же закону, что и прод шэ деформации

1

/ а _ £\т 'Г!К ' Р ~ ^.так { /? - С н.ц ] : ^ ^^

Тсгая* образом, в результате анализ р;.б5гн контактной па-,:» :> лучены соотношении, опредгляащцг с::лс!л.;,з, деформационные я к;::с; ыатичеекие параметры взаимодействш паковки с укаткзалцим ьо;/..".

В пятой главе разработаны теоретические и экспериментальное основы метода анализа структуры паковок текстильных материалов рентгеновыми излучениями.

Определены массозыо и линейные коэффициенты поглощения для п ковок прляи с учётом её химического состава, плотности намотки влазности. Экспериментальная проверка и уточнение результатов а литичееккх исследований выполени кь промышленной рентгеновской ; тановке с применением специальных приспособлений.

В результате теоретических и экспериментальных исследований : лучены расчётные значения плотности намотки для паковок хлопчат бумажной пряжи толщиной слоя 0,04 и.

тр = ^Р(^) ] Ш)

н толщиной 0,15 м.

Тр = [(Сг + , (за)

где ^ I ' ^я, ; ; <2-, ; а^ , С - коэффициенты, определяемые экспериментально; - линейный коэффициент ослабления для пряжи; ^и в - линейный коэффициент ослабления для воздуха;

УИ - влажность пряжи.

Полученные уравнения позволяют определять плотность намотки исследуемых участков паковки по изменению интенсивности иэлучеш после прохозденич слоя. Для облегчения применения метода раэрабс таны пемогрш.г.и. В качестве примера реализации метода приведены

результаты структурного анализа бобин на рентгеновской установка. Получены распределения плотности намотки по радиусу и высоте цилиндрических бобин с машин типа ММ-2 и мотальных автоматов "Ауто-сук". Исследования показали хорошее совпадение с результатами, полученными другими экспериментальными методами и расчётным путём. Из анализа результатов исследований следует, что мотальные автоматы "Аутосук" формируют паковки с более равномерной структурой по сравнению с машинами типа и М-2. Разработанный экспериментальный метод структурного анализа тел намотки позволил оценить достоверность результатов теоретических исследований. Получено достаточно хорошее совпадение расчётных и экспериментальных значений плотности намотки бобин.

В шестой главе на основе теоретических исследований формирования паковок и их .разматывания рашотрены вопросы сбережения сырьевых и энергетических ресурсов за счёт оптимизации технологических процессов подготовки пряжи к тгачеству и кр'асильно-отделочным операциям.

Одним из ответственных этапов подготовки прязи является её терможидкостная обработка. Влияние структуры намотки на качество крашения и беление пряии общеизвестно. Анализ параметров бобин, предназначенных для крашения, показат, что структурная неоднородность бобин по плотности намотки в среднем составляет 20 процентов, а по диаметру порядка 9 процентов. Для определения допустимой неоднородности бобин одной партии по плотности намотки и геометрическим размерам исследовано влияние этих факторов на равномерность циркуляции рабочего агента через- тело намотки. Для ранее приведенной неравномерности плотности намотки одной пар-тин бобин неравномерность циркуляции красиньного раствора через них в прякекраеильном аппарате типа АКД составляет 96 процентов.

Таким образом, уже на стадии подготовки пряжи к крашению возникают предпосылки разнооттеночности краизнной пряжи и увеличение длительности её крашения.

Установлена существенная корреляционно связь между параметрами боб1,я, гидравлическими условиям! крашения и качеством краиения, выраженном через ровноту крашения. Значительная неоднородность плотности намс гки бобин по высоте носителя красильного аппарата приводит к увеличению как ыежбобин"ой, тел и внугрибо^инной не-ровноты.

Анализ результатов исследований указывает на необходимость подбора одной партии бобин перед крашением по массе и диаметру Установлено, что допустимое отклонение массы бобин от среднего значения в одной партии не должно превышать 2-х процентов, а д метр 1-го процента от среднего значения этого размера.

На качество термокидкостных обработок и физико-механические параметры пряжи в результате этих обработок существенное влиян оказывает напряжённо-деформированное состояние тела намотки в зультато набухания волокон и релаксационных процессов. Происхо щие процессы во время терможидкостных обработок сами по себе о сложные и трудно поддаются математическому описанию. Поэтому т рия напряжённого состояния паковки в результате набухания и ре лаксации волокон и пряки построена на основе упрощающих гипоте в основу которых положены линейные модели и принципы перехода дискретных растягивающий! усилий в намотке к сплошноцу полю нат кений с определённой интенсивностью.

Давление в слое с учётом релаксации напряжений с? терможидк стных обработок, набухания волокон и перемещения, вызванного э фактом Пуассона

я, = с,У'* сл1г*л+ *,(зэ]

где Ы - коэффициент релаксации напряжений при терможидкостно обработке пряхи;

с/г - 'модуль поперечного сжатия волокна при набухании;

£3 с - исходное напряжение в слое от растягивающей нагрузки терможидкостной обработки; е - коэффициент Пуассона; С(1)С£ скользящие постоянные интегрирования, определяемые ь. ' ' подвижных границах;

тг* но)

Изменение ме:хслойных давлений в результате терможидкостных работок приводит к перераспредьленюо плотности наметки в отдел ных слоях паковки. На перераспределение плотности намотки тага

азывает существенное влияние податливость основания. Нспользуе-а в промышленности жёсткие металлические перфорированные патро-

способствуэт повышенному уплотнению внутренних слоев паковки к в процессе наматывания, так и при тердакидкостных обработках яжи. В этом случае целесообразно применение пружинных патронов сочетании с эластичной гофрированной оболочкой на торцах или в ороченном варианте исполнения (а.с. 132350?, решение о выдаче С. 4479754 ).

В процесса подготовки пряли к тэрможвдкостнш операциям бобины дэергадт механическим воздействиям, которые оказывают определён-е влияние на их структуру. Рентгеноструктурный анализ позеолил явить эти изменения и оценить эффективность подготовительных ерацлй. К механическим воздействиям относятся обжим торцов и езая деформация паковки в результате напреесовки на перфориро-.нный сгеркень носителя пряяекрасильного аппарата. При определение деформациях происходит выравнивание плотности по высоте паков-I. При осевом сжатии бобин хлопчатобумажной и шерстяной пряжи на-гучшие результаты выравнивания плотности намотки получены при дотациях 0,015 - 0,018 м. Дальнейшее возрастание деформации не 4ективно. В результате остаточных деформаций выравнивание плот->сти достигает 5-10 процентов.

Особое внимание при намотке бобин мягкой намотки следует уде-¡ть натяжению пряжи в паковке, так как оно оказывает существен->е влияние на сорбцию красителя волокном. Исследования, проведен-ie на хлопчатобумажной и шерстяной пряже, показали, что небольшие стяжения обуславливают низкую величину сорбции красителя волокном.' )и натяжении порядка 15 сН хлопчатобумажной пряжи и 21 сН шерстя->й пряжи сорбция красителя волокном в нашем случае достигала мануального значения. Это хоропо подтверждается практикой крашения: пассивных зонах бобин наблюдается снижение интенсивности окраски мии, но имеет место более ровное крашение.

Таким образом, задача оптимизации параметров наматывания пако->к для крашения сводится главным образом к взаимосвязи плотности 1мотки и натяжения пряжи в бобине.

Существенным недостатком паковок является переуплотнение слоя, гжащего на основании намоточной тары и трудности получения мягких íkobok на повышенных скоростях наматывания. Снижение намоточного мяжения затрудняет процесс наматывания и ограничено возможным

нарушением технологического режима. Эффективным способом наматывания бобин под крашение на повышенных скоростях является подтор-маживание бобины в процессе её наматывания, что, кроме того, способствует ликвидации жгутов [решение о выдаче а.с. 47II832).

Не менее ватснш вопросом создания малоотходной технологии является сбалансированность длины нити между отдельными технологическими операциями. Неудоплетворительная сопряжённость приводит к образованию до 15 процентов недомотов в сновании, и среднем до 3-х тонн угаров в год на одной шихтовальной машина из-за неодновременного схода нитей со сновальных паковок и до 1-го процента в ткачестве из-за неодновременного схода нитей основы с навоев на двухнавойных станках типа СГБ.

Эффективным решением проблемы по созданию малоотходной технологии является формирование паковок однородных по структуре и одинаковой длины пряжи в них. Широкое внедрение в прядении машин типа ПГШ создаёт хорошие предпосылки решения этой задачи за счёт наматывания равнодлинннх паковок.

Наматывая контрольную паковку на пневмомеханической прядильной машине с заданными отрезками длины нити, равными длине пряжи в сновании, можно сформировать равнодлинные сновальные паковки без применения каких-либо контрольных технических средств на самой сновальной машине. Формирование на прядильной машине остальных паковок по таймеру с отметкой отстающих бобин позволяет формировать равнодлинные паковки для одной ставки в сновании. Способ получения равнодлинннх паковок и устройство для его осуществления защищены а.с. I5I6449 и I5I6443. Равнодлинные паковки с машин типа ГШ позволяют получать равнодлинные бобины под крашение, что обеспечивает более равномерную проницащую для красильного раствора способность и снимает проблему контроля и разбраковки бобин пород крашением. Производственные испытания автоматической системы контроля дгины нити на пневмомеханических прядильных машинах показали возможность ликвидации нэдомотов в сновании и получения равно-длинных сновальных паковок. Однако равнодлинные сновальные паковки сами по себе ещё на решают проолемы ликвидации угаров в шлихтовании из-за неравномерности схода основ со сновальных валиков. Релейном этой проблемы i,so~,eT служить сновальная стойка с раскаты-вамиими валами (решение о видаче а.с. 4443346], конструкция кото-1'ОР. но требует тормозных систем. Датчики контроля натяжения нитей р mo¡v сто. ко об"спечира«г заданную в'.тяяку.

На основе теории контактного взаимодействия паковки с укатита-ющим валом разработано уплотняющее устройство с подтормаживаемым уплотняющим роликом» которое может быть эффективно использовано в сновальных и илихтовальных машинах (решение о выдаче а.с.4649690 Скольжение ролика относительно тела намотки позволяет получать паковки с достаточной плотностью намотки при относительно небольших усилиях прижима.

В седьмой главе рассматривается проблема формирования паковок чистошерстяной пряжи для крашения и беления. Современная технология производства шерстяной пряжи предусматривает крашение и беление волокна на начальной стадии производства в массе или ленте, что приводит к ухудшении его физико-механических свойств и создаёт технические и организационные трудности в чесании и прядении. Изменение свойств .волокна в результате крашения и беления, как показывает практика, приводит к повышению на 1,5 - 3 процента-потерь сырья, на 10 - 15 процентов повышает трудозатраты и на 8 - 10 процентов увеличивает потребность в технологическом оборудовании.

Полученная крашенная пряха снова подвергается тепловой и жидкостной обработке - запариванию и эмульсированию. Экономические и технологические преимущества процесса- крашения и беления шерстяной пряжи в паковках заключаются в следующем;

- возможность автоматизации и сокращения доли ручного труда;

- исключение образования отходов окрашенной пряжи;

- сокращение цикла обработки и исключение отдельных процессов предварительной обработки, используя существующие операции по формированию паковок;

- улучшение физико-механических параметров перерабатываемого волокна, что снижает затраты сырьевых и трудовых ресурсов, а также расход пара, электроэнергии и воды;

- возможность совмещения процессов крашения, запаривания и эмульсирования пряжи.

С целью формирования исходных требований к параметрам накатываема паковок шерстяной пряжи для крашения и беления проведеш. исследования её упруго-релаксационных свойств и качества крашения в зависимости от намоточного нг,тяжения и плотности намотки бобин. Разработаны основные технические требования и заправочные параметры при формировании боо'ин чистошерстяной пряжи для крашения и

беления на мотальных автоматах "Аутосук".

Исследования влияния натяжения пряжи на сорбцию красителя волокном к ровноту крашения осуществлялось на специальных тензомет-рических рамках. Установлено, что натяжение пряжи оказывает существенное влияние на её диффузиошше, сорбционные и физико-механические свойства.

Исследование влияния плотности намотки на ровноту краоюния производилось в лабораторных и производственных условиях в аппаратах типа АКД и ПК-1. Результаты исследований показали, что наиболее ровное крашение достигается при плотности намотки бобин чистошерстяной пряжи 360 - 370 к г/¡.г. При этом наиболее высокую сорбцию красителя волокном имели паковки плотностью намотки 400 кг/м3. Определённое влияние на равномерность крашения пряжи в паковках оказывает размеры внутреннего и внешнего диаметров. Внутренний диаметр регламентирован диаметром стандартного патрона Наилучшие результаты ровкоты крашения получены для паковок с нарушим диаметром в пределах 0,18 - 0,182 м. При отклонении размера диаметра от указанных коэффициент неравноты крашения увеличива ся и достигал 4-4,5 процентов.

Результаты крашения и беления чистошерстяной пряжи 31 текс е производственных условиях Донецкой К1К и переработки окрашенной пряхи в трикотажное полотно показали целесообразность внедрения этой технологии в производство.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения крашения л беления чистошерстяной пряки в паковках составляет в среднем 250 руб.на одну тонну пряхи.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБЩИЕ ВЫЬОДЫ

Г, Разработана математическая модель формирования паковок. Практическая реализация решения проблемы заключается в установлении оптимальных режимов наматывания нити в процессе • подготовки к ткачеству и краоильно-отделочным операциям.

2. Решена научная проблема создания теоретических основ контш; тного взаимодействия паковки с укатывающим валом. Углублено представление об эффекте укатки и его влиянии на процесс 'юрмированил паковок. Установлено, что при прочих равных условиях лнгепсшшост уплотнения зависит от диаметра укатывающего вш.и. Наибольшее дав-

ленке в зоне контакта.имеет место при применении вата диаметром в пределах 100 - 120 мм. Более эффективным способом уплотнения по сравнения с традиционным - свободно вращающимся укатывающим валом, является вал с подтормаливанпеп или кёстко закреплённая скалка.

3. Впервые сформулирована и реиена задача напряжённого состояния текстильных паковок при их разматывании.

4. Для определения физико-механических параметров тел намотки предложен метод физического моделирования на образцах паковки с наперёд заданными начальны.!!! параметрам! упругости при относительно небольших изменениях давления на их поверхности, позволяющий приблизить свойства модели к свойствам реального объекта ирассматривать задачу линейно деформированных тел.

5. В результате теоретических и экспериментальных исследований получены соотношения между важнейшими параметрами тела намотки и наматываемых материалов. Определены многоцикловкэ характеристики сжатия тел намотки хлопчатобумажной и шерстяной прялси. Получено модифицированное уравнение релаксации напряжений для нитей и пря-ют из хлопкового и шерстяного волокна.

6. Предложен эффективный метод структурного анализа тел намотки с помощью рентгеновых излучений. Разработаны теоретические основы метода применительно к паковкам текстильных материалов. Рентгено-структурннп анализ позволил выявить качество намотки бобин на различном мотальном оборудовании и изменение их структуры в результате механических воздействий в процессе подготовки к терможидкостным обработкам. Установлено, что опрессование бобин но только разуплотняет торцы, но и приводит к более равномерной структуре

по высоте паковки и в радиальном направлении. Получены оптимальные значения режима опрессования бобин перед крашением.

7. В результате- анализа влияния параметров бобин на равномерность циркуляции рабочего агента через тело намотки выработаны критерии подбора партии паковок для крашения. При контролируемом диаметре бобин в процессе их наматывания подбор партии можно производить только по их массе. Показано, что при отклонении массы паковок не более чем на 2 процента от средней величины неравномерность циркуляции красильного раствора составляет не более 20-ти процентов.

8. При выявлении влияния параметров бобин на качество крашения пряжи установлено, что их структура существенно влияет, нл равно-

мерности окраски. Неоднородность средней плотности намотки бобин одной партии усиливает как межбобкнную, так и внутрибобинную не-ровноту крашения. Установлено, что равномерное крашение достигается при отклонении в одной партии массы бобин от среднего значения не более чем на 2 процента, а диаметра не более чем на I процент от ногг.пшльного значения этого размера. При этом наружный диаметр цилиндрических бобин рекомендуется в пределах 130-183 ш.

9. Сформулирована и решена задача напрякённо-деформированного состояния паковок текстильных нитей при терможидкостных обработках, Установлено существенное перераспределение силовых факторов в паковке в результате набухания волокна и температурного воздействия.

10. На основе теоретических и экспериментальных исследований доказана экономическая целесообразность крашения и беления чистошерстяной пряжи в бобинах. При этом снижаются потери сырья на 1,5-3 процента, трудозатраты на 10-15 процентов и повышается производительность оборудования в среднем на 8-10 процентов. Физико-механические свойства окрашенной в паковках пряжи соответствует требованиям ГОСТ.

Наиболее ровное крашение получено при средней плотности намоч ки бобин в пределах 350-370 кг/м3. Наиболее высокая сорбция красителя волокном наблкщалась при плотности намотки бобин 400 кг/м5

Разработаны технологические параметры наматывания "мягких" паковок иерстяной пряжи на мотальных автоматах "Аутосук".

11. Результаты экспериментальных исследований влияния плотност» намотки и натяжения нити в паковке на ее крашение положены в осн< ву решения практических задач по оптимизации параметров наматывания бобин хлопчатобумажной пряжи на мотальных машинах типа 'ЛА-2

и автоматах "Аутосук" и шерстяной пряжи на автоматах "Аутосук" и "Савио".

12. В целях улучшения структуры паковок на основе общей теории их формирования рассмотрена и решена задача применения податливо' го основания. Результаты исследований указывают на улучшение структурных показателей бобинных и рулонных паковок с податливым основанием: снижается давление на основание паковки, выравнивают' ея мекслоЛные давления, плотность и натяжение нити й паковке. В качестве практической реализации исследований предложены техноло гнческие и конструктивные реиенля по улучшению структуры паковок

Защищены авторскими свидетельствам!: перфорированные патроны,

позволяющие получать менее плотные начальные слои и торцевые участки бобин; катушки с податливым основанием, сохраняющие физико-механические показатели пряжи и способствующие её хорошей сматывае-мости с паковок; механизмы предотвращения жгутовой намотки и способ наматывания мягких бобин на повышенных скоростях (11-12 м/с ) на мотальных машинах типа i,W-2.

13. В целях сокращения угаров и недомотов при подготовке основной пряжи к ткачеству и в ткачества предложены новые методы и устройства контроля длины нити в прядении, сновании и шлихтовании,

14. Разработаны новые эффективные методы экспериментальной оценки плотности намотки паковок, исследования их напряжёшо-де-формированного состояния л физико-механических свойств наматываемых материалов.

15. Внедрение .результатов работы позволило внести существенный вклад в экономию сырьевых; и энергетических ресурсов. Фактический экономический эффект от внедрения составил свыше 200 тыс.рублей. Ожидаемый экономический эффект составляет около 300 рублей на одну тонну перерабатываемой прями.

16. Предложенные в работе аналитические и экспериментальные методы анализа напряжённо-деформированного состояния паковок текстильных нитей и их свойств могут быть рекомендованы для использования в учебном процессе при изучении технологии прядения, ткачества и текстильного материаловедения.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Курилко В.Н., Вайнер И.И. Процесс баллонирования на кольце-прядильной машине // Лёгкая промышленность.- Киев.- 1969,- № 4,-с. 13-21.

2. Клёнов В.В., Вайнер H.H. Фильтрация красильного раствора через пряжу на перфорированных патронах П Изв.ВУЗов / Технология текстильной промышленности.- 1971,- К? 5.- с. III-II4.

3. ¡topira Ю.Ф., Клёнов В.В., Вайнер И.И. О применении метода ЭГМ при изучении процессов крашения и сушки пряхи на бобинах // Изв.ВУЗов / Технология текстильной промышленности.- 1971,- № 6.-с. 106-109.

4. Баканов К.А., Вайнер И.И., Пёнов В.Б. Сбяим б^бин, подго-тавлива_мых к крашению в аппаратах КВЧ-6 и GEH-6 U Лёгкая про-

шшленность,- Киев.- 1972.- II? 2.- с.48.

5. Вайнер Н.И. Определение методом ЭГДА скорости фильтрации и гидравлического сопротивления бобин красильному раствору // Лёгкая промышленность.- Киев.- 1972.- Р 4.- с.59

6. Вайнер H.H., Гордеев В.А. О подготовке пряжи на бобинах к крашению // Изв.ВУЗов / Технология текстильной промышленности.-1973.- W 2,- с.93-95.

7. Гордеев В.А., Вайнер К.И. .Моделирование фильтрации красильного раствора через пряжу на бобинах с переменной плотностью намотки методом ЭГДА // Изв.ВУЗов / Технология текстильной промышленности,- 1974.- ¡5 I,- C.I09-II2.

8. A.c. 430024 СССР. Устройство для намотки нити / П.В.Чичев, И.И.Вайнер, В.С.Гордиеико,- Опубл.в БИ.- 1974.- »3 20.

9. Вайнэр И.И., Годлевская A.S., Серебро В.З. О формировании цилиндрических бобин под крашение на мотальных автоматах "Аутосук"/ Текстильная промышленность,- 1981,- № 7.- с.44.

10. Вайнер И.Й., Плотникова Я.А., Французов В.П. К вопросу формирования бобин заданной плотности // Изв.ВУЗов / Технология текстильной промышленности,- 1931,- Р 6.- c.I0S-I09.

11. Вайнер И.И., Французов В.II. Экспериментальное исследование давления в слоях паковок пряжи // Опыт исследования быстропротекающих процессов в механике и технологии текстильных машин: Тез. доклада семинара 24-27 ноября 1931 г.- Пенза, 1931,- с,17.

12. Вайнер И.И, Исследование структуры текстильных паковок гамма-квантами И йзв.ЮЗов / Технология текстильной промышленности.-1981,- Р 2.- с.21-24.

13. Вайнер И.И., Стоянов С.£. Экспериментальное исследование плотности намотки хлопчатобумажной пряки в паковках // Изв.ВУЗов/ Технология текстильной прошиленности,- 1982.- Р 3.- с.54-58.

14. Бушш В.А., Вайнер И.И., Гаврилов К.А. Выбор усилий прессования при упаковке ткани // Текстильная промышленность,- 1983,-

№ I,- с.69-70.

15. Вайнер И.И. Расчёт цилиндрических паковок текстильных материалов с учётом пассивных и активных зон // Изв.ВУЗов / Технология текстильной промышленности.- 1984.- $ 5,- с,28-31.

16. Вайнер И.И. К анализу релаксационных явлений р текстильных паковках // Теория и практика'бесчелночного ткачества: Тез.докл. П Всесоюзной научно-технической конф. 26-28 не :бря 1985 г.- ,VL, .'ЛИ,- 1985.- с.7-8.

17. Вайнер И.И., Кабанов Г.Н., Диринько Г.И. Влияние натяжения гребенной чистошерстяной пряжи в процессе крашения на её физико-механические свойства // Текстильная промышленность.- 1986.- Р О. с. 64-65.

18. ВаРнер K.M., Дирзшько Г.И. Влияние гидродинамического режима крашения на накрашнваемость пряжи в паковках // Текстильная промышленность.— 1286.- Ii? 12.- с.48-49.

19. Зайнер И.И. Анализ напря-тённо-деформированного состояния текстильных паковок в зоне фрикционного контакта // Изв.ВУЗов / Технология текстильно:'; промышленности,- 1936.- Р 4.- с.29гЗЗ.

20. Андросов В.£., Чурсина Л.Л., Богданова 0/5., Петрова И.Н., Вайнер И.И. Влияние плотности намотки бобин и условий подготовки на качество окраски хлопчатобумажной пряжи кубовыми красителями// Теория и практика отделки текстильных материалов: Тез.докл.Всесоюзной научно-технической конференции 1-3 октября 1986 г.- М.,1986. с. 97.

21. Шелест А.Г., Вайнер И.И., Кабанов Г.Н., Кузьмина Т.О. Влияние натяжения пряжи в паковке на её накрашиваемость // Текстильная промышленность.- 1987.- № 3.- с.53-54.

22. Козловская Е.И., Вайнер Й.И., Чурсина Л.А., Кузьмина Т.О. Влияние параметров структуры бобин на гидравлические условия и качество крашения пряжи // Текстильная промышленность.- 1987.- й? 12. с.19-21.

23. A.c. 1238220 СССР. Ткацкий навой 1 И.И.Вайнер, Т.О.Кузьмина, В. ..I. Го лоб ородь ко, Т.А.Ильина.- Опубл.в Ш.- 1987.- № 5.

24. А.о. 13223507 СССР. Текстильная паковка, подготовленная для крашения, и держатель текстильной паковки, подготовлешгай для крашения / И.И.Вайнер, К.А.Гаврилов, Т.О.Кузьмина.- Опубл. в Б1,-1937.- К? 26.

25. Гордеев В,А., Ва(:нер И.И., Ерошкин Ю.В. Расчёт паковок рулонного типа на основе кинематических параметров наматывания // Изв.ВУЗов / Технология текстильной промышленности,- 1988,- Р I.-с.29-32.

26. A.c. 1468988 СССР. Устройство для контроля производительности многоместной текстильной машины с общим выпускным валом / И.И.Вайнер, М.В.Клёнов.- Опубл. в Ш.- 1989,- f 12.

27. Гордеев В,А., Вайнер И.И. Пути оптимизации параметров формирования паковок в процесса перематывания пряжи.- 1М.:Ц)1ЖТГЭИЛег-

пром, 1989,- 39 с.

28. A.c. I5I6443 СССР. Способ фиксации заданной длины нити на паковке / И.И.Вайнер,- Опубл.в БИ.- 1989,- Р 39.

29. A.c. I5I6442 СССР. Устройство для наматывания нити на паковку / И.И.Вайнер, К.А.Гаврилов, М.В.Клёнов,- Опубл.в БИ.- 1989,-

Ш 39.

30. A.c. I548I46 СССР. Устройство для наматывания нити на паковку / И.И.Вайнер, К.А.Гаврилов,- Опубл. в БИ.- 1990.- Ь-' 9.

31. Вайнер ИЛ!.» Клёнов М.В. Разработка малоотходной технологии переработки пряхи в паковки // Новое в технике и технологии текстильного производства! Тез.докл. Всесоюзной научно-технической конференции 15-17 мая 1990 г.- Иваново., 1990.- с.152-153.

Подписано в печать 24.07.1990 г. Формат 60.«;4/16. Тира?. ICO экз. Заказ № £ Множительный участок библиотеки им.A.'LГорького, г. Херсон.