автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Совершенствование процесса формирования основ на ленточных сновальных машинах

п и ии

'ИВАНОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕКСТИЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ имени М. В. ФРУНЗЕ

На правах рукописи САЙМА НОВ Равиль Гакнфович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ОСНОВ НА ЛЕНТОЧНЫХ СНОВАЛЬНЫХ МАШИНАХ

Специальность 05.19.03 — Технология текстильных материалов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иваново 1993

Работа выполнгна в Ивановском ордена Трудового Красного Знамени текстильном институте им. М, В. Фрунзэ.

Научный руководитель —

доктор технических наук, профессор В. Л. Маховер.

Официальные оппоненты:

заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации, доктор технических наук, профессор А. Г. Севостьянов,

кандидат технических наук, генеральный директор Ивановского акционерного общества «Зиновьевская мануфактура» Е. П. Корягин.

Ведущее предприятие—

Димитровградское акционерное общество «Козротекс».

Защита состоится » . ¿¿/^УА^. . . 1993 г.

в часов на заседании диссертационного совета К 063.33.01 в Ивановском ордена Трудового Красного Знамени текстильном институте им. М. В. Фрунзе по адресу: 153475, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке инсти-

тута.

/У» .

Автореферат разослан « <4 » 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук,

доцент Н. А. КУЛ ИДА

ОБДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работу. В ткацком производств, где занято около половины всех работающих в текстильной промышленности,' производительность труда и качество вырабатываем:« тканей п значительной мере зависят от обрывности нитой основы на ткацких станках. Последняя, в свою очередь, во многом определяется качеством подготовки осноо и эффективностью отдельных подготовительных операций, . в том числе процессом ленточного снования. Практика показывает, что технологические требования к этому процессу выполняются не в полной мере.

Из-за неравномерности натяжения нитей при ленточной сновании," неточного соответствия угла конуса барабана скорости перемещения суппорта и влияния других факторов поверхность намотки пряжи на барабане не является строго цилиндрической. Бугристость намотки, возникающая и пределах отдельных лент и на их стыках, приводит к разно длинности нитей в намотке, что вынуждает прибегать к чрезмерному затормаживании барабана при перегонке для предотвращения провисания нитей, сматывающихся с намотки бо'лыгих радиусов. При этом б о- ■ лее короткие нити, скатывающиеся с меньших радиусов намотки ленточного барабана, оказывается перенапряженными (особенно в пусков!« режимах), испытывают повъгаеннуп вытяжку и теряют свои упругие свойства. Вследствие того, что вытяжка нитей при перегонке основы с барабана на ткацкий навой не учитывается расчетом сопряженной длины снования, а также из-за несовершенства существующих методов измерения длины намотанных на барабан нитей, в процессе ткачества образуются отходы пряки при выработке штучных камвольных и суконных изделий (одеял, пледов, технических сукон и т.п.). Неравномерность натяжения нитей при перегонке передается на ткацкий навой, вызывая разнодлинность нитей и нецилиндричность намотки основы на навое, что отрицательно сказывается в последующих технологических процессах шлихтования и ткачества.

Несмотря на неоднократные попытки исследователей нормализовать процессы на ленточных сновальных машинах, указанные проблемы вследствие недостаточной изученности их, остаются до сих пор до конца не решенными. '.

Цель и задачи исследования. Цельп настоящего исследования является повышение эффективности работы ткацкого производства путем

совершенствования процесса л~нточного снования в стационарных и динамических условиях.

В соответстзии с общей целью в работе поставлены следующие задачи :

- исследовать характер изменения параметров структуры намотки' лент и длины намотанных нитей на барабане ленточкой сновальной машины в зависимости от угла поворота барабана и текущего радиуса наматывания;

- на основе анализа существующих методов измерения длины снования нитей на ленточных сновальных машинах и проведенных исследований предложить электронный счетчик числа оборотов барабана, обеспечивающий наматывание заданной длины снования и удобство обслуживания;

- изучить влияние угла конуса барабана, скорости перемещения суппорта и других параметров на форму поперечного сечения лент, бугристость иамогки и разнодлшшость нитей на барабане ленточной сновальной машины. Определить пути нормализации процесса наматывания лент;

- исследовать стационарный процесс перегонки основы с барабана ленточной сновальной машины на ткацкий навой. Определить режим торможения барабана, необходимый для стабилизации натяжения нитей при перегонке, и минимальный тормозной момент, обеспечивающий сматывание нитей без провисания",

- экспериментально исследовать вытяжку"нитей при перогонке и с учетом ее предложить методику расчета сопряженной длины ленточного снования с целью снижения отходов пряжи при выработке штучных тканых изделий;

- лровести экспериментальную оценку степени снижения бугрис- " тости намотки навоя и обрывности основы а ткачестве за счет выравнивания натяжения нитей при ленточном сновании;

- на основе математического описания и анализа механизма наматывания получить математическую модель процесса перегонки основы с барабана ленточной сновальной машины на ткацкий навой в переходных и стационарных режимах;

- предложить новую конструкцию ленточной сновальной машины с улучиеннами динамическими характеристиками изменения натяжения нитей при перегонке",

- с помощью моделирования на ЭВМ процесса перегонки основы в периоды пуска маиина обосновать технологические преимущества ее

новой конструкций.

Решение указанных задач соответствует направлению научных исследований Ивановского текстильного института им. И.В. Фрунле и Государственной научно-технической программе "Текстиль России".-Методы исследования. Решение поставленных задач осуществлялось с применением теоретических и экспериментальных методов.При теоретических исследованиях использовались методы дифференциального и интегрального исчисления, аналитической геометрик,основные положения теоретической механики и моделировании на ЭВМ. При лабораторных испытаниях образцов пряжи и наблюдениях за обрывностью основных нитей в ткачестзе применялись методы исследования по стандартным и широко известным методикам. В процессе эксперимента ис-. пользовались разработанные нами: электронный счетчик числа оборотов ленточного сновального барабана, приборы дли определения формы образующей намотки лент, установка для измерения коэффициента жесткости нитей и другие. Обработка экспериментальных данннх осуществлялась с помощью методов теории вероятностей и математической статистики. Все основные исследования проведены в производственных условиях на конусных (СЛ-2Ь0-Ш2) и гатифтных ( фирма » Сг& Ы П.", Франция) ленточных сновальных машинах с применением методов тензометрии и современной регистрирующей аппаратуры.

Научная новизна работы. Предложена методика экспериментально-аналитического определения параметров структуры намотки лен? и длины намотанных нитей на барабане ленточной сновальной машины в за -висимости от угла поворота барабана и текущего радиуса наматывания с учетом реального изменения плотности намотки.

Теоретически обоснована р проверена на. практике возможность измерения длим снования нитей по показаниям счетчика числа оборотов ленточного сновального барабана. _

Изучено влияние различных факторов на форму поперечного сечения лент на барабане конусной ленточной сновальной машины. Вскрыто явление самовыравкивания конической образующей намотки лент по мере их наматывания. Уточнена известная зависимость между углом конуса барабана и скоростью перемещения суппорта.

По специально разработанной методике проведена экспериментальная оценка параметров стационарного процесса перегонки основы- с. ленточного барабана на ткацкий навой. Определен режим торможения барабана при перегонке, обеспечивающий.стабилизации суммарного ■■ натяжения нитей.

С учетом зависимости коэффициента жесткости нитей от приложен-' ного натяжения предложена методика расчета минимального тормозного момента сновального барабана, при котором обеспечивается сматывание нитей без провисания.

Разработана методика расчета вытяжки нитей при перегонке осно-' ни с барабана на ткацкий навой,.учитывающая распределение натяжения нитей по зонам их заправки, переменный коэффициент жесткости нитей и геометрические параметра конструктивно-заправочной линии.

Предложена методика расчета сопряженной длины ленточного снования с учетом, вытяжки нитей при перегонке.

На примере применения регулятора ЩШИЛВ показана целесообразность выравнивания суммарного натяжения нитей при сновании лент для снижения бугристости намотки навоя и обрывности основных нитей в ткачестве.

На основе математического описания и анализа работы -механизма наматывания навоя получена математическая модель процесса перегонки основы при ленточном сновании в переходных и стационарных режи-. мах, представляющая собой замкнутую систему дифференциальных урав- . нений. С использованием этой системы на ЗЗМ проведено математическое моделирование процесса перегонки в периоды пуска машины, в результате которого выявлены периоды резкого возрастания натяжения нитей,' а также установлена взаимосвязь между технологическими, механическими и электротехническими параметрами.

. Предложена новая конструкция ленточной сновальной машины, защищенная авторским свидетельством, позволяющая снизить нагрузки на нити основы при перегонке (а.с. СССР № I467102).

. Практическая ценность и реализация результатов работы. Проведенными исследованиями научно обоснованы практические рекомендации ' по нормализации процесса ленточного снования. Выравнивание суммарного натяжения нитей в процессе снования лент вместе с необходимым режимом торможения сновального барабана при перегонке существенно снижают бугристость намотки на барабане и навое, стабилизирут натяжение нитей. Уменьшение.тормозного момента ленточного барабана до уровня минимального, обеспечивающего сматывание нитей без провисания, устраняет перенапряжение нитей, излишнюю вытяжку и сохраняет их.упругие свойства. Все это приводит к снижению обрывности нитей основы в ткачестве. Применение предложенной новой конструкции ленточной сновальной машины с улучшенными динамическими характеристиками так&е способствует повышению качества подготовки основ, сни-

¡гению обрывности нитей в последующих технологически* переходах и . увеличению производительности труда и оборудования.

Методика расчета вытяжки шией при перегонке основы с барабана на нап~й и сопряженной длины ленточного снования с учетом этой вытяжки, даёг возможность уменьшить отходи пряжи в ткачестве при выработке штучных изделий. Разработанный элсктроиный счетчик числа оборотов барабана улучшает удобство обслуживания машины вследствие большого размера цифр и возможности считывания показаний на значительном удалении от снопалыципы.

Предложенная методика математического моделирования на ЭВМ процесса перегонки основы на ленточных сновальных машинах позволяет достаточно быстро воспроизводить ход процесса при различных режимах и определять оптимальные условия ого проведения с учетом взаимосвязи механических, электротехнических и технологических параметров.

Основные научные результаты и технические решения, полученные в диссертации, могут быть использованы для совершенствования существующих и создание новнх ленточных сновальных машин.

Внедрение экспериментального образца регулятора ЩШИЛВ применительно К ленточным сновальным машинам на текстильном комбинате им. М.И. Калинина (Ульяновская обл.) позволило, за счет выравнивания суммарного натяжения нитей наматываемых лент, достигнуть снижения на 20% обрывности основы в ткачестве при выработке одеяльной ткани "Лабиринт" и получить годовой экономический эффект в размера 11,32 тыс. рублей.

Применение на Димитровградском коврово-суконном комбинате методики расчета сопряженной длины ленточного снования, учитнващеЯ вытяжку нитей в процессе перегонки основы с барабана на навой, дало возможность снизить отходы пряжи при выработке ткани "Сукно сушильное" арт. 83 и получить годовой экономический эффект в размере 12,4 тыс. рублей. Цифры эффекта указаны по состоянию на 1990 год.

Апробация и публикация результатов исследования. Основные положения и выводы по работе были доложены и получили положительную оценку

- на итоговых научно-технических конференциях Димитровградского филиала Ульяновского политехнического института. Димитров-Град, февраль Шб.г. и январь 1987,1993 г.г.

- на Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых

"Технологический прогресс в рпзвитии ассортимента и качества изде--лий легкой промышленности". Иваново, май 1937 г.

- на областной научногтехнической конференции "Научным разра- . боткам - широкое внедрение в практику". Иваново, май 1988 г.'

- на областной научно-технической конференции "Новые технические и технологические разработки и их внедрение в текстильной и легкой промышленности". Иваново, май 1989 г.

- на Всесоюзной ниучко-технической конференции "Новое в технике и технологии текстильного производства". Иваново, май 1990 г.

- на Международной научно-технической конференции "Проблемы развития текстильной и легкой промышленности в современных условиях". - Иваново, апрель 1992 г.

- на расширенном заседании кафедры ткачества Ивановского текстильного института им. М.В. Фрунзе, март 1993 г.

Основное содержание диссертационной работы изложено .в десяти публикациях, в числе которых авторское свидетельство наизобретение "Ленточная сновальная машина".

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пя-. ти глав (разделов), общих выводов по работе, списка литературы, содержащего 163 наименования, и 10 приложений. Основная часть работы включает 259 страниц машинописного текста, 73 рисунка и 34 таблицы. Общий объём диссертации составляет 31о страниц . Приложе- ■ ния занимают 57 страниц и содержат программу и результаты моделирования процесса на 8ВМ, копию авторского свидетельства, расчеты экономического эффекта, акты производственной проверки и внедрения результатов работы. В приложения вынесены также методика и промежуточные расчеты по определений момента инерции и тормозного момента ленточного сновального барабана.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ '

Во введении обоснована актуальность тсь-ы диссертации, определены цель, задачи исследования и .методы их осуществления. Отражены научная новизна, практическая ценность и реализация результатов • работы. . ■

В первом разделе приведен аналитический, обзор литературных источников, относящихся к проблемам совершенствования процесса ленточного снования. Показано, что, несмотря на большое число исследований, задача снижения погрешности измерения текущей длины нитей на

ленточных сновальных машинах до сих пор остается до конца не решенной. Несоответствие между углом конуса барабана и скоростью перемещения суппорта, возникающее из-за переменной плотности намотки и других факторов, приводит к нарушению правильной формы поперечного сечения лент, образованию на их стнках и на конусе барабана завалов и наплывов нитей. Для нормализации процесса формирования лент необходимо выявить механизм возникновения указанных, ненормальных явлений, исследование которых ранее не проводилось. В этой связи нужны более детальные изучения структуры намотки лент.

Бугристость намотки и длина лент на сновальном барабане существенно зависят от натяжения нитей при сновании. Однако такие экспериментальные зависимости в литературе отсутствуют. Регуляторы типа _ ЦНШ1В к другие, применяемые для стабилизации суммарного натяжения нитей на партионных сновальных машинах, при ленточном сновании пря-кти"сски не используются. Известные экспериментальные исследования стационарного процесса перегонки основы с барабана на навой не охватывают всего комплекса технологических параметров. Не выявлены условия торможения сновального барабана, необходимые для стабилизации натяжения нитей при перегонке. С учетом переменного коэффициента жёсткости нитей не определен минимальный тормозной момент, обеспечивающий сматывание нитей без провисания. При расчете сопряженной длины ленточного снования не учитывается вытяжка основы при перегонке, что приводит к увеличению отходов пряжи в ткачестве при выработке штучных изделий.

До настоящего времени не в полной мере решена задача математической идентификации процесса перегонки при ленточном сновании, что сдерживает изучение и оптимизацию динамики процесса методами математического моделирования. Вопросы,'касающиеся влияния механизма наматывания ткацкого навоя на натяжение и обрывность нитей изучены недостаточно. В большей мере это относится к переходным режимам работы ленточных сновальных машин. Для исключения резких скачков натяжения, обрывов нитей и их чрезмерной вытяжки в периоды пуска навоя при перегонке необходимо дальнейшее совершенствование 'конструкции ленточной сновальной машины. . .

На основании анализа работ Ё.Д. Ефремова, A.M. Кисляковой, В.П. Зайцева, B.JI. Маховера, Р.Д. Дружининой, П.Л. Гефтера, Е.П. Корягина,_Н.К. Белкина и других ученых сделан выбор направления исследования и определены задачи, реиаемые в диссертации.

Второй раздел посвящен определению параметров структуры на-

мотки лент, длины и радиуса намотанных нитей' на барабане ленточной сновальной машины.

Разработана методика экспериментально- аналитического исследовании параметров намотки ленты : средней У и послойной ^ плотности намотки, коэффициента К?с обт/Змного заполнения слоя и толщины. 6с слоя нитей, намотанных за одет оборот барабана. По известной функции У - У(р) , найденной экспериментально путем измерения делая* Ь ткотанинх нитей и текущего радиуса $ намотки, другие из указанных параметров определяются с использованием приведениях в работе расчетных формул. При г^том учитывается взаимосвязь модду послойной л сродней плотностью намотки:

= , г/см3, (I)

где - радиус обсчаГши ленточного сновального барабана Сом).

Игл основан.« разработанной методики показано, что наблюдаемое «а практике уменьшение в процессе наматывания сродной плотности намотки у связано с уменьшением послойной плотности намотки Ус ленты, коэффициента объёмного заполнения К ¡с наружных слоев и с увеличением тодцины (Те наматываемого слоя нитей.

Полученная нами формула для определения перемещения суппорта за один оборот барабана имеет вид:

= , .см, (2)

где ¡/к - угол конуса барабана;

.- ■ Вс = рЪ/0СГ%) , си, (3)

р , Тр - плотность нитей в ленте ) и линейная плотность пряжи (текс). .

Из (2) и (3) следует, что для обеспечения правильной формы полереч-' но го ссчания ленты (и виде параллелограмма) в условиях переменной плотности намотки и постоянного угла конуса барабана величина А-должна изменяться по определенному закону, повторяющему ь определенном масштабе'функцию <Й = . Перемещение суппорта должно бить постоянным линь прь условии выравнивания послойной плотности намотки Ус •

¡Экспериментальные исследования, проведенные на ряде текстильных предприятий, показали, что в процессе наматывания лент при к - eon.it.

У-а»+6о/£ , г/см3, (4)

:\г.о а. , - постоянные экспериментальные коэффициенты (г/см3,

: 1С

р

г/см ).D работе приведены значения этих коэффициентов при псдгс- • товке основ для исследуемых артикулов тканей.

С учетом зависимое™ (4) получены формулы для определения текущей длины L намотанных нитей (как функции рпдиуса у. намотки и числа оборотов ленточного сновального барабана. При угла конуса барабана, соответствующем некоторой усредненной постоянной плотности намотки У , эти формулы принимают вид:

Сравнение экспериментальных значений длины намотанных нитей с рассчитанными по уточненным формулам (при У = У (у )) и по формулам (5) показызает, что в первом случае относительная погрешность не превышала 2,8&, в то время, как во втором она изменялась от в начале процесса наматывания до 2___4% в конце формирования лент.

Для исключения разной длины намотанных лент при одинаковом текущем числе оборотов барабана получено условие:

PJvJГа-const , (б),

где I - порядковый номер ленты. Приближенно можно положить Yci =* «= Yi . Выполнение условия (G) обеспечивает отсутствие бугристости намотки и разнодлинности между отдельными лентами. Оно может быть достигнуто путем соответствующего воздействия на условия наматывай ния, например, путем выравнивания плотности намотки, поддержания постоянным среднего натяжения наматываемых лент и других параметров.

С использованием полученных зависимостей проведен анализ способов измерения длины снования пряжи на ленточных сновальных машинах. Определены погрешности измерений, вносимые нестабильностью линейной плотности пряжи, удельной плотности намотки и других- факторов. Впервые дан теоретический анализ параметров настройки.счетчика длины снования на конусной ленточной сновальной машине фирмы "Текстима" мод. 4126/2. Определена возможность совмещения в одном устройстве процесса измерения длины нитей и числа оборотов барабана при ленточном сновании. Предложен электронный счетчик числа оборотов барабана, установленный непосредственно на суппорте машины. Применение его на сновальных машинах "Cretin " (Франция) в условиях Димитровградского коврово-суконного комбината позволило исключить неодновременный сход лент со сновального барабана при перегонке и улучшить удобство обслуживания.

В третьем разделе теоретически и экспериментально исследованы

формы поперечного сечения лент, бугристость намотки и разнодлин-ность нитей в процессе наматывания их на барабан конусной и штифт-ной ленточных сновальных машин.

В общем случае для образую-Ц, щей ^ (¿С) открытой поверхнос-• ти торца ленты (рис.1) на барабане конусной ленточной сновальной машины получено уравнение

¿у/Л , (7)

где £ = / -Пг, Ц(О) = 0,0С- .

угол наклона касательной к наклонной образующей в точке с абсциссой Х- • Величина 8с определяется формулой (3). .'

На современных ленточных сно-РИС.1 вальных машинах скорость А. переме-

щения суппорта неизменна в процессе наматывания, в то время, как толщина 8с наматываемого слоя нитей является величиной переменной вследствие изменения послойной плотности намотки. Параметры р У1:1ф , входящие в (3), также могут изменяться при формировании ленгы.-Согласно (7) все это приводит (при к откло-

нению образующей торца ленты от прямой линир. 'В работе показано, что ддо минимального её отклонения требуемую величину Ьт перемещения' суппорта при данных условиях целесообразно определять по формуле

где • ' ■ - _ ^ е- <

_ -• -$с=рТ<р/(М%) .СИ. (9) •

§с, Хс,р и Т<р - параметры, усредненные по радиусу ленты.

Заметим, что, в отличие от известньпс аналогичных зависимостей,, формулы (8) и (9) являются более точными, так как содержат не интегральную, а послойную плотность намотки.

На практике установленная величина не всегда соответствует требуемому значению (ът . Теоретически рассмотрены воз. ыожные частные случаи формирования лент, когда (5с практически неизменна (С$с*ССП&),

или же изменяется по линейному закону; 6с =6со± где ^ - постоянный экспериментальный козйфини-' ент, имеющий размерность длины. В первом случае при $1 < пг бу-

12

дет , вследствие чего на границе ленты с конусом барабана

или другой ленты обраоуется завал нитей, а при имеем ¿'¿к,

что приводит в этих местах к образованию наплывов нитей. Во втором случае, если даже А « , также наблюдаются завалы и наплывы нитей, но при возрастании ¿с получается вогнутая, а при уменьшении

<ГС - выпуклая форма образующей открытого торца ленты. Согласно (7) уравнением этих кривых является парабола:

у = (£со/А)х * (pzfi)x2 . (Ю)

Во всех рассмотренных вариантах вскрыт механизм образования завалов и наплывов нитей. Установлено, что по мере наматывания последующих лент указанные негативные явления существенно уменьшаются. То есть, имеет место свойство самовыравнивания цилиндрической образующей на стыках лент вследствие того, что открытый торец ленты стремится К постоянному выпуклому или вогнутому состоянию (при Sa ф const ), или же к прямолинейной образующей (при $с = const ) с постоянным угловым коэффициентом. Реэуль-аты теоретических исследований подтверждены зкеперименталышми профилями намотки, снятыми с помощью специально изготовленного прибора, и фотографиями. В работе приведены также расчетные и экспериментальные формы поперечного сечения лент.

С использованием специального механического прибора сделана экспериментальная оценка бугшстости намотки в целом на барабане и в пределах каждой ленты. Установлено, что в том и другом случае величина её возрастает с увеличением текущего радиуса намотки. В конце процесса наматывания общая бугристость намотки на конусной •ленточной сновальной машине достигала 1,7%, а на штифтной - 3,1%. Внутри отдельных лент она соответственно изменялась в пределах 0,17...0,77 и 1,1...2,1?.. Следствием бугристости намотки является разнодлинноеть намотанных на барабан нитей, максимальная величина которой в условиях эксперимента составляла 3,1%,

С цель» повышения качества намотки пряжи на барабане ленточной сновальной машины сконструирован и изготовлен регулятор для выравнивания среднего натяжения снующихся нитей, аналогичный регулятору 1ЩШЛВ; используемому на партионных сновальных машинах. Его • применение на машине СЛ-250-И2 в условиях текстильного комбината им. М.И. Калинина (Ульяновская область) позволило снизить бугристость намотки на сновальном, барабане в 1,2...1,6 раза.

В четвёртом разделе рассматривается стационарный процесс пс—

регонки основы с барабана ленточной сновальной машины на ткацкий навой.

С применением ваттметра, токовая обмотка которого включалась ы одну игз фаз электродвигателя, приводящего в движениё навой, разработана методика экспериментально-аналитического определения технологических параметров процесса перегонки основы. По разработанной методике получена зависимость плотности намотки пряжи на ткацком нлвсе от натяжения наматываемых нитей. Исследован характер изменения тормозного момента сновального барабана, натяжения и геометрии заправки нитей при перегонке. В результате подготовки основ для пяти видов тканей ("Сукно сушильное", арт. 80; "Сукно прессовое", арт. 49; "Сукно сушильное", арт. 165; "Москвичка", арт. 49Î30I и "Россыпь", арт. 45841) впервые установлено, что:

- с увеличением натяжения нитей при перегонке плотность намотки ткацкого навоя сначала быстро возрастает, а затем рост её замедляется. В этой связи рекомендуемый уровень натяжения перематываемых нитей не должен превышать 15..,IQ% их разрывной нагрузки;

- фактическое натяжение нитей основы при перегонке более, чем . в 2 раза превышает необходимое для создания требуемой плотности намотки, что отрицательно сказывается на технологических свойствах пряжи;

- вследствие интуитивного регулирования тормозного момента, приложенного к сновальноиу барабану, натяжение нитей, наматываемых на ткацкий навой, не является величиной постоянной. Характер его изменения неодинаков даже при перегонке одного и того же вида основы; 1

- неравномерность натяжения нитей по мере наматывания навоя £Кн=(КНтах- Kimia )ml0Q/ Кср составляла от.7,1 до 32,4%.

Предложена методика определения тормозного момента сновального барабана, необходимого для стабилизации натяжения нитей при перегонке. Показано, что режим торможения барабана в этом случае должен обеспечить линейное возрастание активной мощности электродвигателя в зависимости от текущего диаметра намотки навоя. Однако указанная стабилизация не всегда устраняет чрезмерное натяжение нитей при перегонке, что объясняется значительным торможением сновального барабана , обусловленным бугристостью намотки лент, и стремлением устранить провисание и перепутывание нитей полотна основы.

С использованием экспериментальных профилей намотки лент и разбивки их на классовые интервалы бугристости впервые определён мини-

ыальный тормозной момент сновального барабана, обеспечивающий сматывание нитей без провисания:

где _***

% = .С 12)

- среднее натяжение нитей данного класса в зоне сматывания нитей с ленточного сновального барабана при тормозном моеенте М{= Мпип ; 171- число нитей данного класса бугристости намотки, имеющие средний радиус скатывания ^ ; У7/ =( Что* - )/£; ; Р^ах = С£ - коэффициент жёсткости нитей, численно равный величине силы, сообщающей отрезку образца условное относительное удлиннение 100/,. В расчетах учитывается экспериментально полученная паки зависимое!ь коэффициента жесткости нитей от приложенного натяжения:

С/ = е(Щ . (13)

При этом коэффициенты С^ жесткости питой л их натяжения для каждого класса бугристости намотки определились совместным решением уравнений (12) и (13).

Анализ покалывает, что фактический тормозной момент сновального барабана в 2,3...4,5 раза больше минимального, »следствие чего более, чем в 2 раза возрастает и вытяжка основы при перегонке.

Разработана методика расчета вытяжки имей при перегонке основы с барабана на ткацкий навой, учитывающая распределение натяжения нитей по зонам их заправки, переменный коэффициент жёсткости нитей и геометрические параметры конструктивно-заправочной линии. Проведена экспериментальная оценка суммарной вытяжки нитей при перегонке. Показано, что для снижения отходов пряжи в ткачество ее; необходимо учитывать при расчете сопряженной длины ленточного снования. Предложена уточненная методика расчета сопряженной длины, применение которой в условиях Димитровградского коарово-сунонногз комбината позволило снизить отходи пряжи при выработке ткани "Сукно сумлыгое", арт. 88 и получить определенный экономический эффект.

Исследованиями установлено, что, вследствие выравнивания о помощью изготовленного нами регулятора ЦНШЛБ суммарного натяжения нитей при сновании различных лент, бугристость намотки пряжи на навое-снизилась в 1,7 раза, та обрывность основы в ткачества при выработке тканей "Москричка", "Лабиринт",' "Россыпь" и "Анюта"

.■и'снъг.'илась на 20"', в том числе по причине "слабая нить" в 1,3... ...1,6 раза.

В пятом разделе изложена методика и результаты моделирования на ЗЗМ динамики процесса перегонки нитей основы с барабана ленточной сновальной машины на ткацкий навой.

С использованием кинематической схемы и схемы управления электродвигателем нами впервые получена замкнутая система дифференциальных уравнений, описывающих процосс перегонки основы на машине СЛ-2оО-Ш2: .

и ия /сС-I =г411}\1С¿шИ-иЙ)/тп,

. сИя/(И = -Смшн/Н -¿л)/ТЙ , <1ш„/(ИЧсмС2 ся -ш & ) / (14)

где и о , - напряжение уставки и задающее напряжение соответственно на шеоде и выходе интенсификатора, В; Иц^л - напряжение на якоре электродвигателя (В) и ток якорной цели (А); С , Тп ,

Т? - постоянные времени интенсификатора, тиристорного преобразователя и цепи якоря электродвигателя, с; , кс , I , ^ - коэффициент усиления тиристорного преобразователя по напряжению, коэффициент обратной связи по скорости вращения электродвигателя, передаточное отношение от электродвигателя к ткацкому навою и КПД механической передачи; Сн , Я - конструктивная постоянная электродвигателя и активное сопротивление цепи якоря, Ом; , $ ,

, Рн - угловые скорости вращения к радиусы намотки сновального барабана и навоя (с , м); , - среднее натяжение нитей в зоне сматывания со сновального барабана (Н/нить) и приложенный к барабану тормозной момент (И-м); ш , / , оС - число нитей в основе, коэффициент трения нитей о неподвижное скало и угол его охвата нитями основы (рад); У( , - момент инерции сновального барабана и приведенный момент инерции ткацкого навоя (кг-м2); 3(= = ](о+тЬе % ($г+Гг')/2. ; 07 = + Зно т Ьн Т^/О * X (? ; Ли , $но < - моменты инерции

пустого сновального барабана, навоя с пинолями и якоря электродвигателя; Гч , Ь ц - радиус ствола ткацкого навоя и длина нитей

на барабане и навое, м; Á - коэ^фшиент, учитывающий деформации нитей и изменение их геометрии оапраэки при перегонке, м/Н.

Моделирование процесса проводилось применительно к пряже линейной плотности 150 текс, содержащей 32о шерсти и С>7% медно-амми-ачных и капроновых волокон, используемой для выработки ткани "Москвичка", арт. 49501 с числом нитей в основе tri. =2720. В качестве исходных данных для моделирования использовали реальную информации полученную в производственных условиях. В работе приведены расчеты и методики определения моментов инерции, постоянных и переменных параметров, входящих в систему уравнений (14). Коэффициент А рассчитывался по формулам с использованием экспериментальной зависимости коэффициента жесткости нитей о г приложенного натяжения.

При моделировании изучался период пуска ткацкого напоя на двух его радиусах намотки, соответствующих началу (j>H =",03, j> -=0,535'м) и концу ( ?н =0,29, j> =0,40 м) процесса перегонки. Для исследования приняты условия, наиболее полно удовлетворяющие технологическим требованиям, когда среднее натяжение К и нитей основы в зоне наматывания на ткацкий навой скорость V(o°) движения нитей в установившемся режиме поддерживаются постоянными. Показано, что этого можно достичь путем соответствующего изменения тормозного момента Mg сновального барабана и напряжения уставки интенсифккатора. Получены закономерности необходимых изменений, согласно которым при A^ío»; =1,35 Ц/нить (20% от разрывной нагрузки) и VТ«®)=60 м/мин в начале процесса перегонки принято Mr =1310 Н-м, Uo =10 В, а в конце этого процесса Ms =930 Н-м и lio =3,6 В.

Особенностью математической модели (14) является то, что решение- её осуществляется в три этапа. На первом этапе происходит возрастание тока якоря электродвигателя при неподвижном барабане и навое. Второй этап характеризуется началом вращения ткацкого навоя при ещё неподвижном сновальном барабане, так как Ms/(ffif)?Ks (о) . На третьем этапе начинает вращаться ленточный сновальный барабан.

В результате модолировагчя на ЗВМ ДВК-2 периода пуска ткацкого навоя при перегонке основы установлено следующее.

I. Выявлены периодические затухающие колебания натяжения нитей, угловей скорости вращения сновального барабана и тока якоря электродвигателя, хорошо согласующиеся с экспериментальными осциллограммами. Интенсивность затухания этих колебаний определяется п основном параметрами ткацкого навоя.

2. Получена формула для определения частоты собственных колебаний аьтоном-юй системы "сновальный барабан-ткапьий навой":

= )[(гпр3)/(& ) , с-1, (15)

где коэффициент берётся при натяжении нитей, соответствующем установившемуся р^м.иму процесса перегонки.

3. Из-за инерционности сновального барабана на машине СЛ-2Ь0-Ш2 натяжение нитей и ток якоря электродвигателя в.период пуска напол экстремально возрастают по отношению к своим установившимся значениям в начале процесса перегонки соответственно в 2,06

и 2,47 раза, а в конце этого процесса - р 1,68 и 1,76 раза.

4. При неизменном установившемся значении натяжения нитей снижение ш";овых нагрузок на нити основы при пуске навоя п конце процесса перегонки является следствием уменьшения инерции сновального барабана.

5. В конце- процесса перегонки электродвигатель работает е более тяжёлых условиях, так как, несмотря на снижение отношения пускового тока к его установившемуся значению, само установившееся значение в 3,6 раза возрастает по сравнению с началом процесса'перегонки. Э.'о объясняется возрастанием во столько же раз момента со-'

.противления вращению наЕОя от натяжения нитей. Определена возможность снижения тока якоря в установившемся рекиме перегонки основы за счет увеличения вдвое передаточного отношения от электродвигателя к ткацкому навою.

6. Постоянная времени Т интенсификатора должна обеспечить достаточно плавный пуск навоя без резких динамических нагрузок на нити основы\ которые могли бы вызвать последующее провисание и пе-репутывание их вследствие выбега сновального барабана. По результатам проведенных исследований *С Ъ- 0,5 с.

С целью улучшения динамических характеристик процесса перегонки предложена новая конструкция ленточной сновальной машины, защищенная авторским свидетельством. Главное отличие её работы от существующих .заключается в том, что вместо вращения всего массивного сновального барабана при перегонке во вращательное движение под действием натяжения нитей приходит лишь ого обечайка, выполненная из легкого материала. В итоге при тех же габаритных размерах барабана, что и на машине СЛ-250-Ш2, момент инерции его в начале и в конце процесса перегонки снижается соответственно в.1,84 и 2,16 раза. Как показывают результаты моделирования, это позволяет в 1,2 \

раза снизить скачки натяжения б период пуска наьоя при перегонке и в 1,2...1,5 раза уменьшить амплитуду eco колебаний, что способствует снижению обрывности дат ей, попьгаению качества намотки ч П!>от« «водитель иостя процесса снования и ткачества.

ОБ.';!К ВЫВОДЫ

J. Разработана методика экспериментально-аналитического определения параметров структуры намотки лрнт на барабане ленточной сновальной машины с учетом реального изменения плотност., намотки о процессе наматывания. Лолученн зависимости токуцего радиуса намотки и длины намотанных на барабан нитей от «пела оборотов барабанз.

?. Изменение толщины наматываемого слоя нитей» вызванное изменением послойной плотности наметки или несоответствием установленной скорости перемещения суппорта треСуемому значению, обуславливает отклонение образующей торца ленты от прямой линии и образованно завалов или наплывов нитей на границе ленты с конусом барабана. Вскрыт механизм возникновения указанных отклонений, оказывающих влияние на. форму поперечного сечения последующих лент.

2. Для уменьшения завалов и наплывов нитей в условиях изменяю щейся по радиусу сновального барабана плотности намотки требуемую скорость перемещения суппорта машины целесообразно определять по известной формуле пси средней толщине наматываемого слоя нитей и соответственно при средней послойной плотности намотки.

4. Установлено свойство самовыравнийанчя торцов лент на сновальном барабане, криволинейные образующее которых от ленты к лент г стремятся к прямой линии, или же к неизменному выпуклому или вогнутому состоянию. \

5. Получены формулы, позволяющие по экспериментальному уравнению образующей горца ленты определить закономерности изменения послойной плотности намотки и толщины слоя нитей, наматываемых за. один оборот барабана.

6. НвЦцеио условие, выполнение которого обэспсдавает отсутствие' бугристости намотки на барабане ленточной сновальной малгл;л! и разнодлинностя намотанных на барабан нитей.

7. ГЬчмекительно к ленто"нь'м сновальным машинам сконструирован и илготонлен регулятор на базе регулятора lEi-HB для выравнивания среднего н^тя-кения оцующихся нитей. iiro использование в производственных условиях позволило в I,?...I,G раза снизить бугристость

нл wit юг го снсза.чьнэм баетбане, вследствие чего бугристость намотки пзт<" на навое уменьшились в 1,7 раза, а. обрывность в ткачестве при выработке одеяльной ткани "Лабиринт" снизилась на ЕОЙ.

8. Впервые дан теоретический анализ параметров настройки счет-.одна длины снования на ленточной сновальной машине фирмы "Тексгима" мод. 41?С>/?. Предложен электронный счётчик числа оборотов барабана, применение котооого на. сновальных машинах фирмы "Cretin" (Франция) в условиях Димитров градского ко в ров о-c.y ко иного комбината позволило обеспечить одновременной сход всех лент при пере гонке основы на навой г. улучшить удобство обслуживания малин.

?. С использованием экспериментальных профилей намотки лент разработана методика, определения ычнимальього тормозного момента сновального барабана, обеспечивающего сматывание нитей без провиса-тя. При этом учитывается полученная наш ¡зависимость коэффициента жесткости нитей от приложенного натяжения.

10. Для стабилизации нетя^ения нитей, наматываемых на ткацкий' навой, тормозной момент сновального барабана в процессе перегонки должен уменьшаться по закону, обеспечивающему линейное возрастание мощности двигателя ткацкого навоя в зависимости от текущего диаметра намотки. Полученные формулы могут быть использованы при разработке специальных автоматических устройстз.

11. С учетом натячеешя, переменного коэффициента, жёсткости нитей и их геометрии ¡заправки на ленточных сновальных машинах разработана методика расчета, вытяжки нитей при перегонке основы. Предложена методика расчета сопряженной длины ленточного снования, учитывающая вытяжку нитей при перегонке.

1?. Предложена, методика математического моделирования на ЭВМ динамики процесса перегонки нитей основы на машинах СЛ-250-Ш2, базирующаяся на численных методах интегрирования дифференциальных уравнений, которая позволяет быстро и точно определять и учитывать взаимосвязанный характер влияния электротехнических, технологических и механических факторов на натяжение нитей и скоростные режимы рвботй ленточных сновальных машин.

12. Ка. ЭВМ ДВК-? впервые смоделирован период пуска ткацкого нчроч'при перегонке основы на ленточной сновальной машине СЛ-250-И?.

В результате изучены динамические характеристики и основные закономерности процесса, хороню согласующиеся с экспериментальными осциллограммами.

14. С целью улучыения динамических характеристик процесса перегонки предложена новая конструкция ленточной сновальной машины , защищенная авторским свидетельством. Методом математического моде -лирования установлено, что, вследствие снижения в 1,8...2,2 раза момента инерции сновального барабана по сравнению с машиной СЛ-250-Ш2, применение ее позволяет уменьшить пусковые пиковые нагрузки на нити основы при перегонке.

15. За счет снижения обрывности нитей основы на ткацких станках и отходов пряжи в результате внедрения регулятора ЩИИЛВ на ленточных сновальных машинах текстильного комбината им. М.И. Калинина (Ульяновская обл.) и уточненной методики расчета сопряженной длины ленточного снования на Димитровграде ком коврово-суконном ком бинате суммарный годовой экономический эффект в пенах 1990 года составил 23,72 тыс. рублей.

ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОМ РАБОТЫ

1. Зайцев В.П., Сайманов Р.Г. 0 торможении барабана ленточной сновальной машины при перегонке основы на навой // Изв. вузов.Технология текстильной промышленности. - 1986.- № 6. - С. 48...51.

2. Зайцев В.П., Сайманов Р.Г. 0 влиянии различного натяжения основных нитей на их уработку в процессе ткачества // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1987. - № 5, - С.58...61.

3. Зайцев В.П., Сайманов Р.Г. 0 разнодлинности нитей в намотке лент на ленточной сновальной магаинз // Изв.вузов. Технология текстильной промышленности. - I9Ü8. - Р 2. - С, Iii... 112.

4. Зайцев В.П.,'Малецкая C.B., Сайманов Р.Г. Зависимость длина нитей, наматываемых на барабан ленточной сновальной машины, от угла поворота барабана. - Деп. в ЦНИИТЭИлегпром, 1988. № 230'' лп.-- 88.

5. Сайманов Р.Г. Параметры структуры намотки основы на барабане ленточной сновальной машины // Областная науч.-техн.конф." Научным разработкам - широкое внедрение в практику" : Тез. докл. -Иваново: ИвТИ, 1988. - С.60._

6; Сайманов Р.Т.; Зайцев В.П. Анализ способов измэрения длины 21 .

снования, разработка и внедрение электронного счетчика числа оборо- " тов барабана на ленточных сновальных машинах // Областная науч. -техн. конф. " Новые технические и технологические разработки и их внедрение в текстильной и легкой промышленности " :'Тез. докл. -Иваново: ИвТИ, 1939. - С. 79.. .80.

7. Маховер В.Л., Сайманов Р.Г. Определение параметров структуры намотки лент на барабане ленточной сновальной машины // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1990. -■№ 2. -

С. 48...51.

8. Маховер В.Л., Сайманов Р.Г. Математическое моделирование процесса перегонки основы на ленточной сновальной машине СЛ-250-Ш2 // Междунар. науч.-техн. конф. " Проблемы развития текстильной и легкой промышленности в современных условиях" : Тез. докл.- Иваново: ИвТИ, 1992. - С. 96...99.

9. Маховер В. Л., Зайцев В.П., Сайманов Р.Г. Определение минимального тормозного момента ленточной сновальной машины в процессе перегонки основы на ткацкий навой // Изв.вузов. Технология текстильной промышленности. - 1993. - № I. - С. 20...23.

10. A.c. I467102 СССР, МКЙ Д02Н 3/00, 7/00 Ленточная сновальная машина. / В.Л. Маховер, В.П. Зайцев, Р.Г. Сайманов. - J? 4204469 / 31 - 12; Заявл. 02.03.89; Бм. К» II. - 1989.

Подписано к печати'14.05,93г.Формат издания 60x841/16. Й9ч.л.l,2ö.Усл.п.л. 1,16.Заказ 1466/р. Тираж бОэкз.

Типография ГУК III С ,г, Иваново ,ул. Ермака, 41.