автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Стабилизация технологического режима жаккардового ткачества при двухнавойной вертикальной заправке

% .

Пестрее*!сЗ оршша Трулссого Красного йпг^гага-

гэпззлзгэтооккй шгстотут

На правах рукописи

КРИШСОМ Взропгаеэ 'Руслагозиа

УДК 677.054.72.001.5

стшшшш тшюлопшашго отт

ЗШССАРдСЕОГО ТКАЧЕСТВА Ш1 ' ДГШГШКШЗЗ ВЕРГШШ1Ы10Й ЗАПРАВКЕ

05.19.03 - технология текстильных изтерлвлоп

Автореферат дпссзрт21ПЛ па сспскшие ученоЯ степеня каздядата тохшгавсквх наук

КОСТРОМА - 1992

Работа выполнена в Костромской ордзна Трудового красное Знамени технолсшчаскоы институте.

Научша руководитель:

Научный консультант:

доктор топшчзскцх наук, профессор Н.Б.Д?сп,йр?еп

кандидат технических наук, доцзнт С.В.Я^ззкоэ

Официальные ОШТОЕвНТН;

доктор техшчзскнх наук профессор

кандидат технических наук, старший научйшй сотрудник С.ГЛСсра^оа

Ведущее предприятие - Костромской Производственное льцяа оъаданешхе.

м .

Защита состоится I июля 1932 г. а 10 часов на заседал: специализированного совета Д.063.89.01 Костромского орда; Трудового Красного знамена техналотчас::ого института (16602 г.Кострома, ул.Дзарпшск^'го, 17).

С диссертацией манко ознакомься в сйз^отека шгститута.

Авторефзрат разослан I ишя 1992 г.

Учений секретарь специализированного д.т.н..профессор

^.^с^сртеи

JMLiMfl

АННОТАЦИЯ

Диссертационная работа посвящена, исследованиям " процесса -Сразования двухслойных тканей с двухнавойной вертикальной ¡вправкой в жаккардовом ткачестве и содержит материалы, включающие ;нализ причин возникновения обрывности.и'различной ураоотки основы | слоях ткани, результаты экспериментального исследования 1заимосвязи натяжения верхней и нижней основа, теоретического ^следования процесса образования заправочного натяжения верхней юновы при пассивном отпуске нитей.

.По результатам исследования.разработана математическая модель -справочного натяжения, выполненная с использованием имитационного, юделирования работа станка в ряде циклов. Теоретически обосновано геобходимоэ соотношение натяжений верхней и нижней основы, исходя t3 особенностей технологического, процесса образования двухслойных •каней. Разработзна патентно чистая конструкция тормоза верхнего ¡авоя и математическая.модель, позволяющая исследовать различные юрианты передаточных элементов к - исполнительному механизму. На ICH0B9 модели образования заправочного натяжения основы на ткацком ¡танке получены оптимальные конструктивные параметры тормоза юрхнего ' навоя, обеспечивающие стабильный режим жаккардового ■качества при двухнавойной вертикальной заправке. Проведено «спериментальное исследование образования заправочного натяжения разработанной конструкцией тормоза. Теоретические вывода иссертационной работы были подтверждены экспериментально.

Автор эащщает: •

-метод определения причин обрывов основных нитей в ткачестве, . (включающийся в сравнении места разрыва пряжи с эталоном структуры »Срыва:,

-результаты исследования взаимозависимости натяжений верхней [ нижней основы при формировании двухслойных тканей, [ерераспределения их несущей способности по мере . срабатывания (эвоев и связанные с этим изменения обрывности нитей и структуры

-математическую модель образования заправочного натяжения )сновных нитей на ткацкбм станке с пассивным отпуском основы;

-конструкцию тормоза верхнего'навоя;

-метод расчета натякения основы в ряде циклов работы. станка jo установившихся значений, включающий статическую '.модель гневного тормоза;

г

-оптимапышие . конструктивные параметры предложенной плюгрукшм тормоза верхнего Навоя для создания • заданного '(•ехнологичоского потения верхней основы.

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ • :

Актуальность гот. В связи с вступлением страны в рыночные отношения одной из важнейших задач текстильной отрасли становятся вопросы» ОИЯЗОШШЭ СО СНИЖёНИвМ себестоимости продукции, улучшением ее качества и расширением ассортимента. В связи с этим, роль жаккардового ткачества по выпуску многослойных тканей будет повышаться. Одяекр современные ткацкие станки с двухнавойной вертикальной зшравкой, используемые в «яккйрдовом ткачестве, не удовлетворяют требован.! ям, предъявляемым к ним технологическим процессом. . Тохнолопнекий процесс Зормщювания ткага: сопровождается значительной обрывность» основа, дако при небольшие скоростях ткацких станков. Как правило, многослойные ткани имеют разцно ураоотки основы в слоях ткани, что сказывается на их потребительских свойствах. При производстве, штучных изделии вследствие различная уработкк не только в слоях, но и по длина куска ткага, длина изделия колеблется до б *> б сторону_уменьшения. Кроме того, различная уработка в слоях приводит к тому, что после стирки изделие утрачивает.товарный вид, не поддается глакелшю и вазиааот.претензии со стороны потребителей. Одной из причш поваженной сбрьшиостй и неравномерности ураоотки в слоях ткани является нестабильное ' натяжение нитей верхней основы, которое создается о "помощь» простейших основных тормозов кустарного Изготовления, припасованных к ткацкому станку типа СТБ. Как показали наши исследования, натяжение верхней осноеы к концу срабатываеняя навоя возрастает более, чем в три раза по сравнению с натяжением нижней основы. В научной литературе отсутствуют удошттворителькы-з имитационные методы расчета заправочного зшйжокйя для решения задачи по его стабилизации. Следовательно, вншшз ирютн кошзешой обрывности основы В ЯВККЗрДОЕС.Ч зкачестса, шбор технологически обоснованного натяжения верхней и ашшгй основа, необходимые в связи с этим разработка методов цяечата заправочного натяжения и конструкции тормоза верхнего шавок, обеспечивающей заданное натяжение, являются в настоящее щройа актуальными. Диссертация выполнена в соответствии с {шдшшшкоишт планом важнейших НЕучЕНО-иссдедовательсюи работ по

комплексной научно-технической программа СИР Минвуза РСФСР (приказ а 31 от 25,02.86), . тема 2,10,10 "САПР ' ткацкого производства".

Цель и задачи исследований. Целью диссершшошюй работы является стабилизация, технологического режима для улучшения качества наккардовых тканой и рассширения их ассортимента при выработке на станках с двухнавойной вертикальной заправкой

Поставленная цель'определила необходимость решения задач? -проанализировать причины возникновения повышенной обрывности нитей и различных уработок верхней и нижней основ в слоях;

-оценить взаимосвязь 'Меаду уровнюш натякенлй верхней и никней основы, между натякеншш и уработкачи, между катякешам и обрывностью; . .

-разработать натематическув модель процесса образования заправочного натякешя основы для пассивной системы ее отпуска»

-разработать конструкцию тормоза верхнего навоя, обеспечивающую заданное стабильное натяхенйе основы;

-разработать математическую модель тормоза верхнего нввоя, не основании которой исследовать его работу и оптимизировать конструктивные параметры. '

Методика исследований. В работе применялись теоретические " и экспериментальные метода исследований. В аналитических методах исследований использовались основные положения теоретической механики, описывающие движение материальных тел под действием заданных сил. Машинные эксперименты с математическими моделями. проводились на ПЭВМ с использоЬаннеы основных полок-лшй те'ории планирования экспериментов и методов математической статистика. Экспериментальные исследования проводились по ротатаоельным и в-оптималыщм планам первого и второго порядка с использованием тензометрической аппаратуры. При исследовании причин обрывности основных нитей применялся метод микроскопии.

Научная, новизна. В соответствии с поставленной цель*) в работе впервые: - .

-ряар?|0от8на математическая модель образования заправочного натяжения гатей основы на ткацком станке с пассивным отпуском основы, пшмащая допущения о стационарности технологического процесса от цикла к циклу образования ткани, что позволяет описать движеша навоя и образование заправочного натяжения в переходных режимах р-лОот станка,-

-разработана конструкция тормоза верхнего навоя, обладаю патентной чистотой и- обеспечивающая постоянное натяжение вера основы с неравномерностью натяшния по мара срабатывания навоя более Б»;

-разработана математическая модель новой конструкции, торю -на оазе математических моделей образования запрввочн натяжения и тормоза верхнего навоя проведена теоргтичзс исследования, подтвержденные экспериментально, которые позвол найти оптимальные параметры элементов конструкции 'и нйстро тормоза для заданных уровня натякения и минимальной неравномерности по мере срабатывания наЕоя;

-установлено, что основной причиной обрывности, нитей оа при выработке каккардовнх тканей1 следует . считать нестабильно натянений основы по мэре срабатывания навоев, а нз подразг ■нитей прокладчикглш, вследствие нечистого зева, как Полагал ранее! .

I -установлено - взаимовлияние, натяжений верхней и яш основы, проявляющееся• в перераспределении несущей способш основ-, и обусловленная этим обривность в- основах;

-теоретически обосновано необходимое соотнесение ятчт верхней и нижней основы, исходя из особенностей техшяогачесг процесса образования двухслойных тканей. 1

Практическая ценность работы заключается в том, что на оа использования разработанных математических моделей предло: оптимальная конструкция тормоза верхнего навоя, обеспечива: стабильность натяжения по мере срабатывания навоя, а т; стабильность структуру ткани и обрывности нитей. К направлв] практического пришнатш относятся:

-оптимизация тезиологаческого процесса выработки любах тк по параметрам натяжзшзя основа;

-поиск оатщгапышх параметров конструкции тормоза заданной нерашошрносш натяшния; |

-сравнительный анализ конструкций тормозов с целью выявл наилучшего варианта, обеспечивающего заданную равномерн натяжения;

-выявление технологических возможностей станков для вараб тканей различного ассортимента при оптимизации по царак1 натяжения основы в цикле работы ткацкого станка.

Результаты работы применимы для' всех отраслей ■текстал

Промышленное"!'!!.

Апробашя и публикации работы. Основные положения и рекомендации работы долоиеш и получила положительную оценку:

-на научных конференциях профессорско-преподавательского коллектива, научных сотрудников и аспирантов Костромского технологического шгетнгута в I98G-1992 годах;'

-по областной научно-технической конфореншш "Участие молодых уч eiiux п специалистов в реализации научно-технических пробл<жмп .(г.Кострома) в 1988 году-,

-на областной научно-технической конференции. ''Новые технические п технологические разработки и их внедрение в текстильной и дэгяей арокшз-данностя" {Прогресс-89, г.Иваново) в 1933 ГОЛУ:

-на расширенном . заседании научно-теулаческого • совета Чэбоксэрского СКЕБТМ В19Э1 году; • -

-но заседании технологической секции. ткачесма и- отделки учэного совета Всесоюзного яаучпо-исследовательского института дьжя-сП тгоошщгенности (г.Кострома) з IS92 году:

-на мезеддародаой ваучно~тз?|2нчзскоЗ конференции "Проблема развития текстильной и легкой протзяэнпосга в соЕрвмгдаш: условиях"_ (Прогресс-Э2, г.Иэйясво) в 1992 году;

-на .заседаниях • зка^эдра ткачества Костромского тйхяоянтзчгсксго института.

По дгссертаздагнвоЯ работа. «публикована 8 научных*статей и одно авгорскоз свидетельство га нзодрэтгнзз.

Объем раОста. 'Диссертация евехшт из шт рзэлгаов, общих выводов» списка ястшйовашсй сгагврапщ® и npnaossmft. 0н?< содерзят езрзшпщ «аголкягаснота текста, в тем числе 4? рисунков» 16 тайява, список лат-ерзтури аз IIS яаиизясваяай.

С0ЛйЕ£Ш!2 TAE&Td

ПетшаЯ раздел яредставяэт сабсЯ аведаше» где обоснована актуальность теш лкхяргашажгВ работа, ее зазчная новизна й ггр'лкхическая ввзчтятяъ. Сфорфивуованн дели я задачи KCCJWSQBSEM.

. Во вторая раадглз предотязгввя результат» анализа прятан

воззэкшвзкяя обрашсстя и тчещдая згрвйсгки оснсззгв сжшх ткани в ээккзрдошм ткачестве, ставшие ебеснаванпйм прсведашя данной работа.

Аиэлнз ®еак>л!1гэтес8ж ржтжв гаравэгаг зкаяя т

J

'костромском производственном льняном объединении' показе нестабильность процесса, сопровождающуюся высокой обрывностью неудовлетворительным товарным видом ткани. Причинами повышение обрывности основных .нитей, • особенно низшей системы, сладу« считать нестабильность ш натяшкия по мере срабатывании , навоеЕ наличие неравного натякояия в разных, системах основ при вырабои ткани с одинаковой структурой в слоях и Лерераспрэделега йвтяадний мевду системами основ. В основу исследования при'« обрыва положен метод сравнения участков разрыва нитей на ткашс стаже с эталонами структуры обрывов, созданными для варианте действия растягивающих нагрусок, комплексного . воздействз истирания и циклического . растяжения, а тоже эталон структу] обрыва прокладчиком утка,-Доказана несостоятельность предположен! некоторых исследователей о той, что основной причиной обрывности жаккардовом ткачестве является подрозшше нитей осно) прокладчиком утко. Структура обрыва«, идентичная эталону подре; пяти зафиксирована только в 4» случаев от'общего числа обрывов.

Анализ изменения уработок основных нитей по мере срабатывай навоев показал, что', в полом, нижняя основа урабатававтея мепь® чем верхняя. Првчшой этого является нестабильное п различи* патяаошю двух ■ .систем нитей и перераспределение васувд способности верхней и ашшй основ. Появляющееся в процесс ткачества различие в абсолютных значениях уработок в," слоях-'тка: увеличивается сразу после снятия со станка' и не уменьшается течением времени', а В некоторых случаях увеличивается и в нроцве отделки. Доказано, что величина уработок двух систем нитей осно: в. слогах ткани взаимозависимы. Коэффициент корреляции меа обрывность» и уработкой по мере срабатывания навоев,' при у слов юс примерно одинакового • схода, составил -0.74. Покевако, ч еншзиие обрывности осяовннх .нитей,' улучшение стуктури ткан ■ проявлявшееся в способности противостоять неравномерной усадке , слоям, невозможно достичь без обеспечения стабильного п равно для данного артикула тканн'аатяканик основ по мэра срабатывая павоев.

Третий раздел люевядон исследованию взаимосвязи' патят: двух систем основных нитей.

Анализ литературных источников показал, что пра значительн объеме работ но изушзю процессе тканефзрмировашш (В.А.Гордее Е.Д.Щреыов, Н.в.луст'гяртбп, В.Н.Еасильчекко й др.) исследован процесса фэрмяровашя ткапой о. иопол-ьао^тзм двухкпяо1*н

вертикальной зсправки уделяется недостаточное внимание. Многослойные ткани рассматриваются, в основном, с точки зрения т проектирования. При оптимизации выработки таких тканей вопрос о взаимовлиянии натяжений совместно работающие систем основных нитей практически оставлен б?з внимания.

Экспериментальные исследования проведены в лабораторных условиях на станке СГБ при выработке двухслойных тканей, с двух навоев. В процесса вксперимента изменялись параметра настройки тормоза верхнего навоя (величина затяжки пружинУ и регулятора натяжения■нижнего навоя (положение прукин на фигурном рычаге). Контролировалось изменение натякешей верхней й шишей основных нитей и их уработка в слоях-ткани. Выбор информации осуществлялся таким образом, что были получены:

-графические зависимости натяаения обеих систем нитей оспощ от параметров настройки для пяти уровней факторов при постоянном радиусе намотки}

-характер изменения натяжения в зависимости от радиуса намотки для отдельных вариантов настройка!

-регрессионные модели, полученные в результате проведения двухфзкториого эксперимента по плану Коно для каждого интервала диаметров намотки обеих систем основных нитей. Результатами исследований явились:

■-по первым двум вариантам информационной выборки доказано наличие взаимовлияния двух систем основных нитей и перераспределения несущей способности мевд ними, наблюдающееся как при неизменных диаметрах намотки, так и по маре срабатывания, основ! анализ изменения урабЪтки основы в слоях ткани ** при изменении радиуса намотки показал, что ее величина зависит от натяжения собственной системы основных нитей и от соотношения натяжений обеих систем основ г

-третий вариант подтвердил выводы о взаимовлиянии двух систем основных нитей и показал хорактер влияния параметров настройки механизма отпуска каждой системы основа па натяжение собственной и натяжение другой системы.

Несмотря на то, что прямой механической связи между механизмами отпуска обеих систем нет (затяжка пружины тормоза не связана со скальной системой нишей основы), такая связь осуществляется опосредовано через нити основы обеих систем и зону формирования ткв1С!. Зависимость изменения натякеняя в функции параметров настройки обоих механизмов отпуска основы по мере

в

сраоатывааяя носит закономерный характер, что подтворждаэ1 структурой уравнений, знаками и величинами 'коэффициентов достаточно сочно описывается уравнениями второго норяд Полученные ■ -регрессионные модели могут наносредстве: использоваться ,для расчета нагяжешя нитей основы обеих систем : конкретных значениях радиусов намотки основы на навоях.

В четвертом разделе представлена • динамическая мод образования заправочного натякения основы на ткацком станке тормозом опорного трения. На основе анализа способов настро механизмов отпуска и натякения отечественных ткацких стан сделан вывод о невозможности точной установки заданного начади натяжения. Подчеркивается актуальность прогнозировг заправочного натяжения и его изменения.в процессе работы стал не „прибегая к экспериментальным' исследованиям. На оа • сравщтельнох'о анализа результатов исследований (Б.А.Орнагс! В.Г.Козлова, Т.-Ф.Богинич и Др.) по характеру колобатеды процесса в системах регулирования натякения пассивными и актив; механизмам отйуска и натяжения основы сделан, вывод преимуществах1 пассивной слотами . перед активной. В це; обосновывается необходимость разработки инструкции мэхаш отпуска верхнего навоя в вида тормоза с р даруемым тормо: моментом по мере срабатывания верхнего навоя и' изменения натязк за ряд циклов.

Дан анализ основных принципов построения матеиатичол моделей, образования натяжения нитей основы на ткацком станке основном использующих аналитические метода. Исключение состав, работа Н.В.Лустгартен, где описание процесса , возникши натякения в цикле проведено с помощью йчитациошю-статистиче методов. Показано, что .-большинство ' исследователей изнача полагают величину заправочного натяжения основы известной ■постоянной от цикла к циклу работы ткацкого , станка. lía ос: значительного эмщрического материала для известии артик ткани также■полагают, что ату величину можно установить с зада степенью точности за счет изменения , параметров кастр механизмов отпуска основы. Для новых артикулов ткана, разработке которых натурные испытания не проводились, за описания натякения основы в цикле становится достаа абстрактной. Единственной математической моделью, описыве возникновение заправочного натякения, является модель 0.А.Саве Это имитационная модель, структура построения которой сводите

вычислению натякения основы к концу цикла вследствие изменения деформации основы в цикле работы станка при пошаговом принципе вычисления этого натяжения. Однако, недостатки, присущие модели в силу грубых приближений (малое изменение натякения от цикла к циклу; не учитывается несогласование подачи основы и отвода ее в ткани и влияние этого явления на изменение' натяжения в цикле работы ткацкого станка) не позволяют использовать ее для описания изменения • натяжения по мере срабатывания . навоя с новыми конструкциями тормозов.

В имитационной модели, представленной .в диссертации, вышеуказанные допущения снимаются. Задача решается в предположении линейной зависимости усилие-деформация для нитей основы. • Однако, она может_быть решена-для любой другой зависимости, включающей описание нелинейных и реологических свойств нитей.

Большая часть главы посвящена обоснованию модели осразонашш заправочного натяжения и ее основным допущениям.- ■ Приведена классификация параметров,'учитывающихся при моделировании процесса образования натяжения на отдельных этапах технологического процесса в цикле ткацкого станка. При разработке математической модели полагали, что начало поворота навоя может произойти в любой момент времени цикла работа ткацкого станка, но не обязательно в каждом его цикле. Подача основы мокет продолжаться и в лериод, когда деформация основных нитей -не - увеличивается вследствие перемещения технологических органов станка. Начальное заправочное' натяжение - величина произвольная. Момент сил трения является переменной величиной, зависящей от натяжения основ;;. Кроме тоге, полагал;?, что сила трения покоя мгновенно уменьшается до. значения • силы трения скольжения сразу после начала движения навоя. В качестве описания изменения деформации основных нитей вледствие перемещения технологических органов ткацкого станка• выбран . гармонический закон, как широко применяемый и достаточно точно описывагаиЯ движение рабочих органов станка и саму деформацию нитеП основы. Величина деформации основных нитей принята заданной^ Она .определяется зевообразовательнш механизмом и является Функцией от высоты . подъема, задается батанным механизмом на величину перемещения опушки ткани в процессе прибоя и товарным регулятором на величину отвода. ткани. Для решения поставленной задачи график заданных приращений деформаций разбили на отдольше У'-.зстки, соответствующие технологическим процессам. • Изменение л?формации основы'под действием каждого технологического органа

описано при условии, что начало координат переносится в начг рассматриваемого участка. Кроме того, предполагали, что начг поворота навоя невозможно при уменьшающемся натяжении оснс (закрытие зева), а деформация от отвода ткани, осуществляемого процессе всего цикла работы ткацкого станка, не вызывает поворс навоя. Рассмотрено' влияние . изменения деформации ткани 1 зевообразовании. Доказано отсутствие обратного поворота,, верх» навоя при существующей заправке основы.

Движущий момент навоя зависит от усилия", приложенного к шт основы, которое, в ' свою очередь, является функцией задан деформаций и некоторого натяжения к началу данного цикла или < участка. -В общем случае, движение навоя опиоано извэст. дифференциальным уравнением второго порядка ' с перемени коэффициентами, учитывающим натяжение основы на соответствую •участке цикла образования ткаки; момент сий трения скольжен момент инерции, приведенный к оси навоя-, углово'е ускореш1е нав зависящее от радиуса намотки основы и приращения усилия на участке цикла, 1\це происходит поворот навоя на некоторый уг - Решив уравнение, нашли угол поворота навоя в ввде

/с' Вз1п(д,г'

,, . . вг' + а) + - + -— , •

в ' в - и£

где в,с'.»-постоянные дифференциального уравнения;

иу-частота соответствующей технологической операции» к-ь'"-текущее время участка цикла, г' = % -г -текущее время от начала цикла; - ^-время начала участка цикла; 1 -номер участка цикла, 1=1,2...;' а, а-постоянные даного решения. Момент времени начала поворота навоя зависит от соотношу движущих сил, определяемых натяжением основы, и сил сопротивле! создаваемых тормозом опорного трения, и задает различные начал! условия для определения а и а, которые найдены:

-в предположении, что на рассматриваемом участке цикла рас станка возможно, начало поворота навоя;

-в случае, когда навой движется (начало его пово; произошло на предыдущем участке);

-в случав, когда к моменту начала выстоя ремиз отпуск ос! с навоя продолжается (выбег навоя)..

1t

Приращение движущей силы на 'каждом, участке цккла работы' ткацкого станка является функцией приращения ' заданных деформаций основы и, при наличии поворота навоя, уменьшается на величину, определяемую отпуском основы. Жесткость на рассматриваемом участке - величина постоянная.,К концу работы цикла-.определяется натяжение

F = F(t) - ilaC f 1тс, (2)

где rit)-натяжение основы к концу цикла;

с -приведенная жесткость УСЗ:

Ai -максимальное приращение д&рормации при зевсобразоваши; i -приращение деформации при отводе .ткани.

Это натяжение принимается за заправочное к началу - следуедего 'цикла работа ткацкого станка.

Есл! в каком-либо цикле величина поданной основы оказывается много больше отведенной основы в ткани, то в следующем цикле натяжение основы.ножет быть недостаточным для оОеспечения поворота навоя. В этом случае оно будет возрастать только на величину, обусловленную отводом ткани. При переходе к очередному циклу работа ткацкого станка генерируется случайное значение величины прибойной полоски в функции ее математического ожидания ' и задаваемой дисперсии. Кроме того, ' предлагаемая медаль . моает предусматривать изменение величины прибойной полоски гю любому закону, близкому к реальному. , Текой принцип моделирования позволяет выявить характер поворота: его стабильность отсутствие отпуска.

Расчет натяжения основы в циклах работы станка на какоьь/йбо радиусе намотки основы продолжается до тех пор,, пока заправочное натяжение к концу n-го цикла'не будет равно заправочному натяжению к началу того же цикла с учетом -величины абсолютной задаваемой погрешности Яр -

< «» ■ " . : , ' <3>

а затем, пока суша длин элементов поданной основы за m циклов с учетом уработки не будет равна сумме длин элементов отведенной ' ткани с учетом задаваемой погрешности ех

m m

* I 2 <PnP - Е iT I < er И).

n=1 " n=1 rn A .

Длительность работы программы по критерию вх много больше,

12 I

чем по критерию е^. Величина же натяжения основы после сходимости отличается несущественно в обоих вариантах, поэтому полагали удовлетворительным окончание работы программы по критерию ер.

Приведенное математическое описание образования заправочного нотяхения полокено в основу разработки алгоритма и программы. Установлено, что для реальных параметров соотношения кэсткостей основы и ткани в заправка станка, а 'также -для деформации ■зевообразовашш и прибоя, заправочное натяжение устанавливается всегда для любого радиуса намотки . не более, ' чем за' 80 циклов • (имитации) работа ткацкого станка. При этом критерий сходимости не преваиал 0,1 сН/нить. Возможны режимы, при которых стабилизации не происходило доже для критерия сходимости 3...5 сН/нить, например, существенное изменение плотности ткани по утку. Поэтому считали, что процесс ткачества при выбранных параметрах заправки осуществить невозможно.' ■ Модель позволила проанализировать изменение натяжения основных нитей в неустановившемся реки.® работы ' ткацкого станка до момента-, его стабилизации и использовалась далее для построения общей модели расчета натяжения верхней .основы.

В пятом разделе изложен метод расчета задаш'юго натяжения 'верхней основы в приложении к новой конструкции тормоза верхнего навоя и результаты машинного оптимизационного эксперимента.

Йоказано, что при выработке двухслойных тканей 'с одинаковой структурой ее в слоях и использованием одного вида пряжи необходимо поддерживать одинаковое натяжение в обеих системах основ. При использовании различных ввдоз пряжи или для' получения разных структур ткани в ' слоях необходимо, чтобы натяжение какой-либо системы основных нитей было задано соотношением, учитывающим разницу урабогок ,в этих слоях. -Поэтому, 'механизмы отпуска и натяжения ' основы долим ориентироваться на условия отпуска, определяемые структурой ткани.

Проведен анализ. известных технических решений механизмов, регулирующих натяжение основных нитей. Обоснован выбор элементов конструкшщ тормоза верхнего навоя, осуществляют?: регулирование тормозного момента по возмущению и отклонению натяжения основы.

Для исследования работы тормоза разработана обшая модель расчета натяжения, верхней основы, включающая статическую и динамическую.модели. Статическая модель принципиальной конструкции тормоза верхнего наша создана для исследования различных вор-дянтов передаточных элементов от скало и щупа основы нп ппеоо к

исполнительному механизму. Выведены математические ааздсякости,

ОПрвДвЛЯВДЯО СВЯЗЬ М9КДУ ВОЗМУВДШЯМИ ЧУВОТВИТОЛЬШД 8Л8М9НТ0В и

деформациями пружин в тормозе верхнего навоя. ' Определена статическая составляющая натяшшя основы в 'аналитическом вида, зависящая от затяжки .тормозной ленты, коэффициентов трения в исполнительном механизме, »accu навоя и геометрических характеристик конструкции тормоза. Усшв в тормозной ленте

' jyi^a^psCjiR}, " (6)

где а. -длины рычагов подеишой система тормоза!

a^-углц, определяющие подошлю рычагов при изменении затяазад

пружии; '

Cj-жасткосга пружин?

3 -порядковый номер однотипного элемента конструкции тормозу р -радиус намотки основи на навоз, определяющий общую замшу

прузига и угли схода основы с навоя ; к -натякеше основы, создаваемое -.тормозом верхнего навоя. Зависимость (5) выведена для двух вариантов конструкций с передаточным отношением от скало к иегкшштелыюму кехешшу u>i и !;< 1. Натяжение основи, создаваемой тормойом при определенном радиуса намотки, действует на скало, ейводя его из ' равновесия. Соответственно изменяется соотношение длин зптпкек прушн и усилие в тормозной ленто, то есть изменяются параметры положения элементов тормоза и натяжение, создаваемое им. Такой колебателышЛ процесс продолжается до тех пор, пока система скало-тормозяая лента- ткацкий навой не окажутся в уравновешенном состойош. Критерием окончания колебаний выбрана некоторая величина е, отвечающая условию

|гс1-к1_11 < е, (6)

где к -натякение основы, можот быть определено в зависимости от первоначальной затяжки тормозной ленты ; Kt' -натяжение основи, определенное с учетам нового

значения рд; i -цикл сте'раций.

Машинный эксперимент проведен для комплексе параметров, определяющих стабильность натяжения; разницы между максимальным и минимальным натяжением по _мере срабатывания навоя,' коэффициента

. 'Л •

иеровнотн и среднего уровеня натяжения. В качестве изменяемы! факторов выбраны: в одном случав, длины рычагов передаточных механизмов, в другом - наладочные параметры, включающие жесткости пружин,- начальную затяжку, коэффициенты трения .шкива о ленту й колодку. Анализ полученных регрессионных моделей показал, что

-для к<1 удовлетворительного варианта сочетания длин рычагов передаточных механизмов найти не удалось;

-при кя выбраны оптимальные размеры рычагов; • -увеличение кесткостей пружин и коэффициента тренкя ленты по шкиву приводит к возрастанию неравномерности натяжения;

-увеличение затяжки определяет снижение неравномерности, однако влечет увеличение среднего уровня натяжения основы;

-коэффициент трения оказывает существенное влияние на неравномерность натяжения.

Сущность общей динамической модели тормоза верхнего навоя заключается в совмещении двух моделей, имитационной модели образования заправочного натяжения основы в ряде циклов работы ткацкого станка« и модели образования статической составляющей натяжения с учетом выбранной конструкции-тормоза верхнего нввоя. Одно из натяжений, статическое или заправочное динамическое, полагали произвольно заданным. Его использовали в качества начального параметра для расчета статической составляющей натяжения по математической модели, включающей описание конструкции тормоза,'и для определения соответствующего тормозного момента. Затем установившийся тормозной момент использовался в качестве исходны? данных для определения динамического запаравочного натякения основы в цикле работы ткацкого станка. Изменение этого натякения приводит к изменению положения скало и выходу подвижной системы тормоза *иЬ равновесия и изменению произвольно принятого начального параметра и так далее. Итерации продолжаются до тех пор, пока разница между заправочными натяжениями и различив между двумя тормозными моментами в двух соседних циклах итераций соответствующего расчета не будет меньше наперед заданных ошибок.

При использовании в качестве исходных данных параметров реализованной конструкции тормоза получена расчетная кривая изменения заправочного натякения основы в функции изменения радиуса намотки. Сравнение аппроксимированных расчетной и экспериментальной кривых, показало, что она отличаются в среднем на 12,3 %. В м«ттаном етссп&ркмеятв по плану Бокса для переменная:' х.

n xg (косткостп прукин) и x3 (начальная длина затякки прузхин) получены регрессионные модели по следущим параметрам оптимизации! сроднее натяжение за время срабатывания основы , разница Ак мэзд максимальным к и кпшпмалышм к . значениями натяжения

. mas пил

основы sa íot же период времени и коэффициент неравномерности • натяжения •

Д

Кпаз:"ТСт1п

(?)

0?

Для коэффициента неревноты А

о,59-0,с?6х1+0.021xg-0,069х3~0.содх^xg--о.02*1^X3+0,оэлхрхд+о^оэдх^хд ,. -

для среднего натяжения .. .

: ' к. =2q,3+?,0.1x.+5,06'xc>+0,31k„ + 2,t2xíx,> +

Ср 1 2,3 7 с:

**

* :+0,1HS1X3+0,35X2S3+0,39S1X2X3 ,

для разности натяаений • '

ак=16,3+ í, 73х., +2,,29х„~0,9вх.,я.,~ 1 2 3 1 с

-о.55^X3+3.агх^хд+г.гзх-^хд .

* * .' . - ' Таблица I

Параметры наладки', тормоза верхнего навоя.

(8)

(9)

(Ю)

Вариант h КСР te С1 сг Al

• сН . сИ Н/м Н/м М

I 0" за* 0* 15262 26670 0,0745

Г* ы 18,45 о* 4895 I28I0 0,0618

3 -0,116 •■'30*' о* 15965 26170 0,0686

* 0,3 вд* 9,88 22617 2I4I0 0,025в

Совместное pctsenns уравнений- (3)-(10) при ограничении области определения зависимых в независимых переменных позволило ептишзпровэть тсояструктпвшгс а' гшладо'пше паргметрн тормоза.

Гйачегаш вых'одшу параметров могут задаваться (отмеченные цбоздочкой в табл.!) или вычисляться. В честности, например для ' ткани арт.012665, задам средний уровень натяжения 30 -сН/пить и минимальная нерамгошрность. Для этих условий оптимальной должна сить принято надойко первого варианта.- ' .

Анализируй результаты значений кесткостей и величины начальной затяяш пружин, мокно выбрать наиболее' удовлетворяющие И«с значения для получения заданных тканей- Подобные задачи оптимизации можно ревать и для другого ассортимента тканей на основе анализа ехшлгичдах таблиц.

Эффективное?!, предложенного метода стабилизации технологического ромша жаккардового ткачества при двухнавойаой вертикальной заправке заклячаэтея а 'том, что практическое использование метода и .пакета программ позволяет выбрать наилучший режим отпуска оснош «а ймпо цраактнроьй<ял тканей или конструкций нстшитедыш махшйз&юй ©«пуска и иат»адаг. Край? того, результаты работе магу? Скть мсасы&ооваш для проактяровакш: новых механизмов пассивного отпуска осй&бн, для анализп влпшпи параметров настройка осаоша кшагшшв ткацкого станка, дл? анализа и оптимизации: зшрашрж параметров.

ОШЕ.ШВСШЫ.

1.Причинами поваиешой ойрывиосш основных гаггей, я особешк шяюй системы, а также рваюшх ура&зток а сяозй згамацидас тканей, при выработке .базового артикула ШЕ6Е5 следуат ' считагз нестабильность их натяшшй та кере сраСатавзгой язвоев, перераспределение ватяквшй юкау основана к нзлтшз неравной нвтякения в разных системах основ.

2.Доказана ' несостоятельность ярэдгк*лажгяйя зетторз.: исследователей о том, что еензшюй причиной огрыгностя з каккардовоы ткачестве является 5куд»»шие шгеЯ «я» прокладчиком утка.

3.Установлено, что появляющееся е процессе ?к«чеетва раз«т в абсолютных значениях уработок в еяавх ткэак увзлзкш&теся сраз: посла снятия ее со станка и усугубляйся в щхзшссй

' 4.Доказано наличие взаимовлияния дада метем ошадшх штей перераспределение несущей способности игзд»" каш. Такз зависимость наблюдается не только при отдельных соотношения диаметров намотки верхней и нижней основы, но и в точение всег

времени их срабатывания. •

Б.Получена регрессионные . модели» отражающие изменений натяжения и ураоогки одной системы основы от изменения параметров настройки механизмов отпуска обеих систем. Для большинства вариантов настройки механизмов отпуска, натякение основы по -мере срабатывания навоев закономерно возрастает.

6-Доказано отсутствие обратного поворота иавоя для тормоза верхнего навоя с существующей зшравкоЗ основы. На основания разработанной математической модели деформации основы и ткани при зевообразовании показана необходимость учета переменной жесткости упругой заправки в цикле ткацкого сташа не только' » период прибоя, но и при зевообразовании.

7.Разработана имитационная модель (и ярогрпмммо обеспеченна для 1вн рз) образования заправочного натяжения в переходном процессе за несколько циклов работы тквцког'о станка а по мер?

" у?,5еньшеш!я диаметра иаштхш основы, опмснвавдзя .отпуск осшьы с навоя, процессы зевообразования, прибоя'и отвода сгкшь Модель учитывает деформируемость нити и позволяет вирззить величину поворота навоя как функцию'натяжешм основы, зависящего, в свою очередь, от величины поданной основы. Модель описмв-гет ироцысс стабилизации (саморегулирования) заправочного натяжения зя несколько циклов от некоторого начального значения. • задавшего

произвольно.

8.В результате исследования работы модели установлено, что, для реальных параметров соотношений кесткостей основы и ткани в запраЕке станка шш деформации зевообразования и ггрибоя, заправочное ватягение устанавливается всегда для любого радиуса намотки не более. чем за зо циклов (имитации), работы ткацкого станка с критерием сходимости (разности натяжения основа двух соседних щясяов) до . о,1 сК/нить. В тех случаях, когда такой стабилизации не происходит для критерия сходимости более 3...5 сН/нлть принято, что процесс ткачества для выбранных параметров заправки осуществить невозможно,- что и отражает реальные- процессы, происходящие на ткацком ставке.

9.При выработке двухслойных тканей с одинаковой' структурой ее в слоях и использованием одного вида пряжи необходимо поддерживать одинаковое натяжение в обеих системах" основных нитей. 5;р использовании различных видев нитей нив. для похучетя разных структур ткани в слоях иеобходкао, чтова натяжзня» итоЯ-мбо систйкн основных ятей бшю задаю соспюяеш»», учятяь&ыш«

разницу уработок в этих, сдоях.

1С.Разработана математическая модель принципиально! конструкции тормоза верхнего навоя, позволяющая исследоват; различные конструкции передаточных элементов от скало к щуп. основы на навое к исполнительному механизму.

11.Разработан метод моделирования взаимосвязи статическо) составляющей нетякения основы и тормозного момента на навое учитывающий Обратную связь мезду статическим натяжением основы создаваемым тормозом, и усилием в ленте, 'который 'совместно моделью образования ' заправочного натяжения основы на ткацко станке позволяет описать динамику процесса, не используя • сложны систем дифференциальных уравнений движения элементов конструкци тормоза как многомассовой системы." Результаты моделирован!: показали хорошее совпадение с экспериментальными данными.

12.Проведен машинный эксперимент на базв совместно работают* имитационной модели образования заправочного натяжения в цию работы ткацкого станка и модели образования тормозного моментг Получена система регрессионных уравнений для, параметра характеризующих стабильность протекания'технологического процесс! в зависимости от параметров настройки тормоза верхнего наво: Совместное решение данной системы позволяет выбрать оптимальи вариант настройки механизма отпуска основы для выработки заданно, ассортимента ткани.

13.Разработанные методы моделирования могут быть йспользова для анализа и , проектирования механизмов, отпуска основ поддающихся математическому описанию (модель взаимосвязи меж натяжением основы и его изменением вследствие отпуска основы), х анализа влияния параметров настройки основных механизмов ткацкс станка, для анализа и оптимизации заправочных параметров.

14.Методы расчетов и программное обеспечение приняты использованию ВНИИЛПом при разработке задания Л 08ТИ "Разработг и освоить ассортимент высококачественных конкурентноспособ* тонких чистольняшх тканей" Российской научно-техничес! программы "Русский лен" на 1991-1995 года, утвержденной минист] промышленности РСФСР В.И'.Кисиным 20.05.91 года.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

I.Крутикова В.Р. Основный тормоз верхнего навоя станка- СТБ Тезисы научно-технической конференции "Участие молодых ученых

специалистов в реализация научно-технических проблемм". Кострома.-1988.-0.26-27

2.Ямщиков C.B., Крутикова В.Р. Математическая модель заправочного натяжения основных нитей на ткацком станка с тормозом опорного трения // Материалы хххи научней конференции КТИ.-Деп. в'ЩШ1ТЭИлегпром.-198Э.

3.Крутикова В.Р. Натяжение основных нитей при двухнэвойной вертикальной. заправке // Тезисы научно-технической конференции "Новые технические и технологические разработки и та внедрение в текстильной и легкой прошшющюстл".-Иваново.-IS89.-C.IG5--I06.

4.Лустгартен Н.В., Крутикова В.Р. Анализ.обрывности основных нитей в жаккардовом ткачество // Изв.вузов. Технология текстильной промышленности.- N 5.-3989.-С.55-57. ' '

5.Ящиков C.B., Крутикова В.Р. К вопросу об обратном движении навоя в ленточных тормозах // Изв.вузов. Технология текстильной промышленности.- и I.-1991.-С.58-65.

6.Ямщиков C.B., Крутикова. В.Р. Имитационная модель изменения натяя:епия основы на ткацком станке ^основным тормозом//Изв.вузов. Технология текстильной промышленности.- и 4.-1991.-С.45-50.

7.Ящиков C.B., Крутикова В.Р. К вопросу о "деформации ткани при зевосбразоватш // ■ Изв.вузов. Технология текстильной промышленности.- н 5.- 1991С.47-50. .

З.Крутикова В.Р., Ямщиков C.B. Математическая модель- тормоза верхнего навоя для вертикальной двухнавойной зкзккардовой заправки // Тезисы мездународной научно-технической конференции "Проблей развития текстильной и легкой промышленности в современных условиях".-Иваново.-I992.-С.II9-130.

; 9.А.с. I7I2487 СССР, d оз d 49/са. Ленточный тормоз навоя ткацкого. станка / В.Р.Крутикова, С.В.Ямзциков, Н.В.Лустгартеп. костромской технологический институт.. Заявлено 6.04.90i Опубл. 1Б'.02.92, Бт.М 6.

' / , КО?'-**"

'•/у ■ '

11 . • 4 Автореферат Крутикова Вероника Руслпновна

Подписано в печать 26.05.92г.3п.^аз №74.ТиражЮО. Костромской орцена Трудового Красного Знамени технологический институт,Дзержинского 17,тел.7-75-50..