автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.04, диссертация на тему:Теоретические основы комплексной технологии окончательной влажно-тепловой обработки верхней мужской одежды

ЧЕРЕПЕНЬКО АРКАДИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОМПЛЕКСНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОКОНЧАТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНО-ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ВЕРХНЕЙ МУЖСКОЙ ОДЕЖДЫ

Специальность: 05.19.04 Технология швейных изделий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 4 АПР Ш\

ШАХТЫ-2011

4844005

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального

образования «Орловском государственном техническом университете» (ОрелГТУ) и Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российском государственном университете экономики и сервиса» (ЮРГУЭС)

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Жаворонков А. И.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Бекмурзаев Лема Абдулхаджиевич

доктор технических наук, профессор Сурженко Евгений Яковлевич

доктор технических наук, профессор Железняков Александр Семенович

Ведущая организация ГОУ ВПО «Орловский государственный университет», г. Орел

Защита состоится 29 апреля 2011г. в 10 часов

На заседании диссертационного совета Д 212.313.01 при ЮжноРоссийском государственном университете экономики и сервиса по адресу: 346500, г. Шахты, Ростовской обл., ул. Шевченко, д. 147, ауд. 2247.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Российского государственного университета экономики и сервиса.

Текст автореферата размещен на сайте ЮРГУЭС: http://www.sssu.ru

Автореферат разослан / 9 , л/1 ¿^/7^-2011 года.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, профессор ( ф / Куренова C.B.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы:

Существенное значение на современном этапе развития швейной промышленности приобретает увеличение темпов и эффективности производства. Совершенство технологии влажно-тепловой обработки (ВТО) й технический уровень оборудования обуславливают рост производительности и улучшение качества швейных изделий.

При этом стадии разработки технологических процессов окончательной ВТО являются определяющим фактором формирования качества готовой продукции, увеличения спроса населения и эффективности производства.

Исследования ученых, а также специалистов в области ВТО позволили решить ряд задач по вопросам совершенствования технологии и соответствующего оборудования. Ими разработаны общие теоретические основы и требования к операциям ВТО, рабочим органам и оборудованию в целом.

Однако, недостаточная изученность теплофизических и физико-механических процессов, а также разновидность способов, технологий и их не-адаптированность к конкретным условиям управления являются сдерживающими факторами развития швейного производства.

В ранее опубликованных работах представлены вопросы, обобщающие производственный опыт и возможное направление ВТО без системной увязки. Вместе с этим локальный подход к функционированию оборудования и технологии, а также отсутствие научной базы по данной проблеме не позволяют разработать новые способы и эффективные технологические процессы окончательной ВТО.

Анализ основных положений окончательной ВТО показал, что до настоящего времени отсутствуют современные теоретические основы теплофизическо-го воздействия на обрабатываемый полуфабрикат, в том числе не разработаны математические модели и алгоритмы расчета технологических режимов тепловых параметров перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние, при механическом воздействии на изделие, а также при его сушке и переводе волокон тканей в застеклованное состояние.

Отсюда видно, что исследования теоретических и технологических основ-теплофизических процессов, а также создание эффективных технологических процессов окончательной ВТО швейных изделий являются актуальной проблемой.

Решению этой проблемы посвящена представленная к защите диссертационная работа. Цель работы:

Цель работы заключается в повышении производительности изготовления и улучшении качества швейных изделий на основе развития теории проектирования высокоэффективных технологий окончательной ВТО.

Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие основные задачи:

1. Систематизация методов проектирования технологических процессов и практических методов ВТО.

2. Определение направлений исследований и путей их реализации.

3. Теоретические и экспериментальные исследования теплофизических процессов ВТО.

4. Разработка математических моделей и алгоритмов расчета параметров и показателей окончательной ВТО, необходимых для создания эффективного технологического процесса, а также для управления теплофизиче-скими процессами.

5. Разработка нового способа и эффективного технологического процесса окончательной ВТО мужского пиджака.

6. Разработка исходных требований для создания центра обрабатывающего для окончательной ВТО мужского пиджака.

Объект исследований:

Методы проектирования технологии ВТО, в том числе теплофизических процессов воздействия на полуфабрикат. Общая характеристика методов исследований:

При проведении теоретических исследований использованы методы системного анализа, макромолекулярной теории полимеров, термодинамики, в том числе тепломассопереноса в капиллярно-пористых телах, тепловой кинетики, аэродинамики, теории исследования операций, теории случайных чисел, методов оптимизации параметров объектов и процессов, математического моделирования и программирования.

При выполнении экспериментальных исследований использовались термодинамические методы исследований материалов, методы математического планирования и анализа экспериментов необходимая вычислительная техника.

В работе применялись следующие программные продукты: MathCad, Maple, STATISTICA Industrial System, Stratum-2000, Компас, Corel Draw, T-Flex, Word, Excell.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций основывается на лабораторных натурных экспериментах и подтверждена математическими методами, а также производственной апробацией результатов работы. Научая новизна работы:

Разработаны теоретические и технологические основы теплофизических процессов окончательной влажно-тепловой обработки швейных изделий и оценки их эффективности в том числе:

1. Разработаны математические модели теплофизических процессов ВТО, позволяющие оптимизировать параметры теплового воздействия на полуфабрикат;

2. Получены системы дифференциальных уравнений, позволяющие определять необходимое количество тепла, температуру слоев конструктивных элементов полуфабриката и длительность процессов перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние, теплового воздействия на полуфабрикат при прессовании и виброформовании, сушке и переводе волокон тканей в застеклованное состояние;

3. Получены аналитические зависимости, позволяющие оптимизировать качество и длительность процессов влажно-тепловой обработки и рассчитывать их эффективность;

4. Разработаны способы, защищенные 5 патентами РФ и алгоритмы расчета теплофизических параметров влажно-тепловой обработки швейных изделий;

5. Разработаны способы, защищенные 7 патентами РФ и алгоритмы управления теплофизическими процессами влажно-тепловой обработки.

Значимость для теории:

1. Разработанные автором аналитические схемы зависимостей теплофизиче-ского воздействия на полуфабрикат являются вкладом в общую теорию влажно-тепловой обработки швейных изделий.

2. Обоснована концепция проектирования технологических процессов окончательной влажно-тепловой обработки с учетом использования математических моделей теплофизических процессов и математических моделей управления данными процессами.

3. Система алгоритмов определения режимов и управления влажно-тепловой обработкой позволила реализовать концепцию единого комплексного методологического подхода к проектированию технологии влажно-тепловой обработки швейных изделий в зависимости от теплофизических и других сопутствующих воздействий на полуфабрикат.

4. Новая база знаний в области проектирования технологии и управления влажно-тепловой обработкой.

Практическая значимость работы:

1. Разработаны методы решения задач проектирования высокоэффективных способов и технологических процессов окончательной ВТО швейных изделий (на примере мужского пиджака), позволяющие прогнозировать и оптимизировать их параметры и эффективность, в том числе алгоритмы для расчета на ЭВМ теплофизических процессов и управления данными процессами.

2. Разработаны новые эффективные технологические процессы и экспериментальная установка для окончательной ВТО мужского пиджака.

3. Разработано и защищено свидетельством о государственной регистрации программы для ЭВМ «Программное обеспечение для системы автоматизированной оценки эффективности этапа прессования в процессе окончательной влажно-тепловой обработки полуфабриката».

4. Улучшено качество швейных изделий путем выполнения операций отделки с одного навешивания, а также исключения растяжения волокон обрабатываемых тканей на объемных участках полуфабриката и применения научно-обоснованных режимов и параметров ВТО.

5. Улучшены санитарно-гигиенические условия труда за счет введения в технологический процесс ВТО операции удаления отработанного технологического пара и тепла (аспирация) и отделения зоны загрузки от зоны обработки прозрачным теплозащитным экраном.

6. Разработанные исходные требования позволяют создать обрабатывающий центр для окончательной ВТО всего размерно-ростового ряда мужского пиджака. Автор защищает:

Научно-обоснованные технические и технологические решения по повышению производительности изготовления и улучшения качества швейных изделий за счет новых технологий влажно-тепловой обработки, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики страны, связанные с конкурентоспособностью отечественной швейной промышленности в том числе:

1. Концепцию проектирования технологических процессов окончательной ВТО, интегрированную в САПР;

2. Математические модели и алгоритмы для определения и оптимизации параметров теплофизических процессов окончательной ВТО;

3. Математические модели и алгоритмы для управления теплофизическими процессами окончательной ВТО;

4. Результаты исследований на математических моделях и последующих натурных экспериментах, положены в основу разработанного нового способа и создания технологического процесса окончательной ВТО;

5. Аналитические методы оценки эффективности технологических процессов окончательной ВТО;

6. Исходные инженерные требования по созданию обрабатывающего центра для внедрения в швейное производство полученных результатов диссертационной работы;

Апробация результатов работы:

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на 20 конференциях различного уровня, в том числе: международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности - Прогресс», ИГТА, г. Иваново, 2001; международной научно-технической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения - Технология», ОрелГТУ, г. Орел, 2001, 2002, 2003; межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые развитию текстильной и легкой промышленности - Поиск», ИГТА. Иваново, 2003; международной научно-технической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения - Технология», ОрелГТУ, г. Орел (Россия) Сиде (Турция), 2006; международной научно-практической конференции «Метрологическое обеспечение, стандартизация и сертификация в сфере услуг». Шахты, ЮРГУЭС, 2006;

Работа выполнена по гранту федеральной целевой программы НТП ТОО -10.4-2477 «Разработка теоретических и технологических основ окончательной влажно-тепловой обработки (ВТО) мужского пиджака» (номер гос. регистрации 01.2.00.101809).

Автор монографии изданной по результатам диссертационной работы является Лауреатом конкурса Минобразования РФ на лучшую научную книгу 2008 года.

Внедрение результатов исследований:

1. Способ и технологический процесс окончательной ВТО мужского пиджака внедрен Орловским ООО «Радуга» при изготовлении кителя для военнослужащих (100 штук).

2. Полученные результаты внедрены в учебный процесс теоретических и практических курсов по дисциплинам «Оборудование для ВТО», «Технология швейных изделий».

3. Результаты исследований вошли в монографию «Теоретические и технологические основы теплофизических процессов окончательной ВТО швейных изделий» авторы Черепенько А. А., Черепенько А. П. (г. Москва, издательство «Прогресс», 2008, - 173 е.).

Публикации:

Всего по материалам диссертации опубликовано 65 печатных работ, среди которых статьи в материалах и сборниках научных трудов и конференций различного уровня, в том числе 17 в реферируемых журналах центральной печати, рекомендованных ВАК, 14 патентов и 1 свидетельство на программу ЭВМ, 2 монографии. Работа выполнялась по гранту федеральной целевой программы Hl Ii ТОО - 10.4-2477 а результат изложен в отчете «Разработка теоретических и технологических основ окончательной влажно-тепловой обработки (ВТО) мужского пиджака» (номер гос. регистрации 01.2.00.101809). Личное участие в получении изложенных в диссертации результатов:

Обоснование и постановка цели исследований, формулировка задач, научной концепции, определение методов и направлений исследований, системный анализ проблемы, анализ и систематизация полученных результатов, теоретические исследования и заключения, положения и выводы по работе, организация и непосредственное участие в широком комплексе экспериментальных исследований принадлежат лично автору.

Ряд положений методологического, теоретического и экспериментального характера в разработке методов проектирования эффективных технологических процессов ВТО использованы при выполнении и защите диссертационных работ на соискание ученой степени кандидата технических наук Зубовой Н. П. Стеба-ковой Т. Г. Манжулой Е. В. под руководством автора.

Автору принадлежат основные идеи подавляющего большинства изобретений, опубликованных и использованных в диссертационной работе. Структура и объем:

Диссертационная работа изложена на 306 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, 2 таблиц, 112 рисунков, заключения и библиографического списка насчитывающего 257 наименований, а также приложений, изложенных на 15 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулирована цель, определены задачи исследований и основные пути их решения, выявлен объект исследований, отмечена научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, представлены сведения об апробации работы и внедрении результатов исследований

В первой главе проведен анализ физико-механических и теплофизических процессов ВТО швейных изделий. Уточнены оптимальные температурные параметры влажно тепловой обработки с учетом свойств различных текстильных материалов.

Классифицированы способы силового воздействия на полуфабрикат, как для статического, так и для динамического видов механической обработки с учетом направленности силового воздействия.

Однако рассмотренные работы в основном касались изучения физико-механических и теплофизических процессов внутрипроцессной ВТО. При этом задачи внутрипроцессной и окончательной ВТО отличаются друг от друга. При внутрипроцессной ВТО в общем случае осуществляется придание плоской ткани в детали объемной формы. При окончательной ВТО осуществляется восстановление полученной ранее формы без заметных изменений составных частей, а также придание поверхности изделия гладкости (устранение различного рода помятостей).

Кроме того, установлено, что окончательная ВТО производится путем переукладки и перенавешивания полуфабриката с использованием различного количества гладильных прессов и установок, что существенно снижает производительность и качество обработки, ухудшая товарный вид изделия.

Подтверждена необходимость и своевременность развития научных исследований перспективного направления в технологии швейного производства по совершенствованию методов расчета и управления теплофизиче-скими процессами окончательной ВТО во времени и обработки изделия с одного навешивания. Для чего необходимо создание научных основ теплофизических процессов окончательной ВТО, разработка методов проектирования процессов окончательной ВТО, изучение механизма теплового воздействия на полуфабрикат при переводе волокон тканей в высокоэластическое состояние, прессовании и виброформовании, а также при сушке и переводе волокон тканей в застеклованное состояние и разработка метода управления теплофи-зическими процессами окончательной ВТО.

Это определяет необходимость разработки новых способов и создание новой технологии окончательной ВТО мужского пиджака, формализованного метода определения эффективности технологических процессов на стадии их проектирования и подготовки исходных технологических требований для современного оборудования окончательной ВТО мужского пиджака с одного навешивания.

Во второй главе представлены теоретические основы проектирования процессов окончательной ВТО швейных изделий. Разработка методов проектирования процессов ВТО является проблемой, вызванной трудностями аналитических исследований текстильных материалов, представляющих собой сложную систему. Кроме того, решение этих вопросов связано с учетом положений физико-механических свойств и макромолекулярной теории полимеров, термодинамики, в том числе теории тепломассопереноса в капиллярно-пористых телах, тепловой кинетики и аэродинамики.

Решить эту проблему можно только путем применения формализованного метода анализа, основным методологическим приемом которого является системный подход. Согласно системному подходу разработку необходимо рассматривать как целостную упорядоченную систему, состоящую из ряда подсистем. На первом этапе системного подхода проведен качественный анализ объекта разработки, позволивший установить подсистемы и их целевые функции: при переводе волокон тканей в высокоэластическое и за-стеклованное состояния, прессования, виброформования и сушки швейных изделий. При этом реализация проблемы разработки методов проектирования процессов ВТО непосредственно связана с решением задачи прогнозирования и определения их эффективности. Взаимосвязь целевых функций подсистем, их параметры и требования обуславливают необходимость соответствующих исследований, направленных на решение задач разработки процессов ВТО и их реализации в промышленности.

Выполненный качественный анализ позволил выявить структурную схему количественного этапа работы (рисунок 1).

Рисунок 1 - Структурная схема количественного этапа разработки технологического процесса окончательной ВТО швейного изделия

Окончательная влажно-тепловая обработка (ВТО) характеризуется циклическими теплофизическими нагрузками, обусловливающими знание соответствующих параметров следующих этапов:

- перевод волокон тканей изделия в высокоэластическое состояние;

- статическое механическое воздействие на отдельные участки изделия;

- динамическое механическое воздействие на изделие;

- сушка изделия;

- перевод волокон тканей изделия в застекленное состояние.

При этом:

- перевод волокон тканей в высокоэластическое состояние осуществляется технологическим паром, подаваемым как с лицевой, так и с изнаночной сторон швейного изделия;

- сушка производится нагретым воздухом с изнаночной стороны изделия;

- перевод волокон тканей в застеклованное состояние производится воздухом из окружающей среды просасыванием через изделие.

Для эффективного проведения вышеупомянутых этапов окончательной ВТО швейных изделий разработаны математические модели, описывающие теплофизические процессы во времени.

В качестве основного объекта математического моделирования в диссертации принят мужской пиджак как наиболее сложное швейное изделие.

Моделирование процесса перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние производится с учетом распределения тепла по элементам изделия. При этом в качестве основного теплоносителя и пластификатора используется технологический пар.

В начальный момент пропаривания температура ткани Т и воды принята меньше 100 °С и происходит передача тепла паром нитям тканей и его конденсация.

Пар характеризуется: плотностью скоростью распространения 9' давлением . Состояние воды и ткани характеризуются: плот-

ностью ткани - Рт; плотностью воды - Рв; температурой ткани Т; температурой воды - .

Обозначим ^ некоторую трехмерную область ткани, через которую происходит передача тепловой энергии от пара к ткани. Пусть ст(*), - теплоемкость и плотность ткани, Рв(х^) - плотность воды в ткани, св(х) - теплоемкость воды, тогда уравнение теплового баланса будет иметь вид:

= |[Ст(х)рт(х) + С„(х)рв(хД)].[Т(х,12)-Т(х,1,)]-ах .

С?

В силу произвольности области б и непрерывности подынтегральной функции приходим к уравнению:

[С,(х)рт(х) + С,(х)Л(х, 0141 = а;\'(к(х)Егас1Т)+

<7 1

+ аах)[Тп(1,х)-Тах)] (1)

Будем характеризовать процесс образования воды из проходящего пара коэффициентом конденсации /?(г,х), считая, что:

I) = Ахд)(Т„ (х,1) - Т(1, х)).р„ (х,0 (2)

О I

где: /?„(*,/) - плотность пара;

рв{х,/) - плотность воды. С учетом неразрывности потока пара получим.

% + •£„) +Дх,1)(тп(1,х)-т(и))-рл =0 (3)

О I

где: - с1Црп.9Я) = ■ з,)+.52) + -/-(р„ ■ .

(7Х, дхг <?х3

Уравнение (3) определяет изменение плотности пара во времени и пространстве и является искомым уравнением неразрывности потока пара и определяет изменение скорости пара во времени и пространстве:

^ + (4)

Для вывода уравнений, характеризующих температуру т«(1>х) проходящего пара, проанализируем изменение полной энергии единицы объема пара Е:

Е = +

2 " "

где: е" - внутренняя энергия единицы объема пара; р -Зг

Гп гт

2 - кинетическая энергия единицы объема пара. В результате ряда преобразований получим:

Р„Сл^ = ^р„8гас1Т„(и) +

+ С„ • сйу(р„ • |9Л)

I

.Т1(и) + (Тп(1,х)-Т(1,х)).А./гах)

|-+С,.Т(1,х)-

- (С, - С „) • 100- - К, - а) +<11у(р„ • 5П)+\ р„ • &„ )

2 ^ (5)

Таким образом, для данного процесса ВТО при т < 100° С имеем уравнения (15), (уравнение (4) - векторное, для трех компонент скорости) для нахождения

неизвестных: т<т«'Рв>Р„> и .

Пусть теперь температура волокон > 100°С. При этом происходит нагревание

волокон и испарение воды. В этих условиях температуры воды и ткани будут

т =юо°г различными, 1» и ^.

Уравнение (1) примет вид с учетом нагревания ткани:

Ст (х)рт (*>£! = сНу[к(х)8гас1Т(х, I)]+«(I, х)[Т„ (I, х) - Т(1, х)]-а3 (I, х)(т -100° с)

дх (6)

Уравнение (2) также изменится:

«2(тп-юо)+«3(т-юо°с) дх~~ к, (7)

где: аА1>х) - коэффициент теплопередачи от пара к воде;

аз((>х). коэффициент теплопередачи от ткани к воде. В уравнении (2.3) следует положить, Р{1>х)=® и тогда получим обычное уравнение непрерывности:

дх (8)

В уравнении (5) следует положить и убрать члены, описывающие

конденсацию пара. Тогда получим:

ДТ 15 Т>

р„С„ —= 9,■ЕгаёТ„(1,х) + 9п -Т.Лх).^, + дх ц ц

+ С„ • Т„ (X, х) • <Иу(д, ■ ^) - а • [Т. О, х) - Т(1, х)]-

1 (,у; Уравнение Эйлера (4) не изменится. Запишем его с учетом Р^А*'1), Тогда имеем:

д\ )1

ТпЛх) . , , . Рп

—егас!Тп (г, х) " (10)

Таким образом, для данного процесса ВТО при Г ^100° С имеем уравнения (6)

- (10), для нахождения 7 неизвестных: т>т«>Рв'Р*> где: ^ . Для

уравнений (1) и (6) граничные условия выглядят так:

- д <3, = а, ■ (Т„ - Т)+/?(1,х) • А (1, х) • (Т„ - Т.) • К,,,,,

к(х) — дъ

дп

^„„•(Т.-Т).

'¿о.

(П)

Т

где: с - температура внешней среды; т

0 - температура нижней подушки;

ат - коэффициент теплоотдачи с поверхности ткани, не прилегающей к нижней подушке;

ано-т . коэффициент теплоотдачи с поверхности нижней подушки в ткань;

д - поверхность ткани, прилегающей к нижней подушке;

^ ^ - поверхность ткани, не прилегающая к нижней подушке. Начальные условия для уравнения (1):

Т(0,х)=Тто^ (12)

т

где: 10 - первоначальная температура ткани.

Пусть - момент времени, при котором ,,х) = 7'(/,,х) = 100 С^ начиная с мо.

мента, Г| происходит переход от системы уравнений (1 - 5), к системе уравнений (6 -10).

Уравнения (б - 10) решаются до момента г2 (г2 - момент перехода волокон в высокоэластичное состояние): Т(12,х) = Тэ, где Тэ - температура перехода волокон в высокоэластическое состояние.

Системы квазилинейных дифференциальных уравнений в частных производных (1 - 5), и (6 -10) могут быть решены численным методом по неявной схеме (для обеспечения устойчивости) с применением метода факторизации, или же прогонки.

Уравнения (1 - 5) в цилиндрической системе координат приобретают следующий вид:

[Ст(г)-Л(г) + С,(г)-А(г,1)].^ =

(13)

(г> 0=Жг. 0(т„ (г, о - Т(г, о)- р„ (г, г) дх ; (14)

-/?(г,1)(Т„(г,1)-Т(г,1))-р,(г.1) = 0 . (15)

(16)

п(ы) Я[Т„(и) фЛ к'гт.

дх. " дх м[р,М Я*} И

г (91 Рп-РЬ Г) '

(С.-Сп)-100'С-К1)-а(и)) (17)

Граничные условия для уравнений (13-17) такие же, как и для уравнений (1

- 5), только при х е ^ ^о следует положить г = 0, а при х 6 ^ следует положить г = Н, где Н - толщина ткани. В начальных условиях следует положить х = ггоь + г. Уравнения (6-10) выглядят следующим образом:

Ст(г)-рт(г)—- = к —г +-— — | +

+ а(Х, г)[Тл (I, г) - Т(1, г)]- а3 (1, г) • (т -100"). ,)- ^0,г)(Тп-100)+ОГз(Т-100) дХК'' К,

дх " дх дх •

с ляЛ

П П п

И I 2

д г

а\

дх

_дТ . Я дТя 0 /л дх

(19)

(20)

; (21) • (22)

Граничные и начальные условия для уравнений (18-22) преобразуются так же, как и для уравнений (13-17). (Уравнение (16) остается без изменений). В кратком виде для облегчения написания разностных схем, реализующих численный алгоритм расчета уравнения (13-17) приобретут вид:

дх

дх д х дх

Фп_г 5р <Я9П

дх дх ' дх дх 2;дх 3 дх 4 дх дх 2дх 3 дх 4 дх 5 " 5

(23)

Коэффициенты Ао, Во, С, Б, Е0 зависят от состояния процессов ВТО. Введем обозначения:

где гк, ^ - узлы вычислительной сетки для переменных (г, 1:). Запишем систему разностных уравнений для системы (23):

Т.*1-и

= А'

тй-гт^'+т?;1

г

I + 1 А «г-1

п>+] - п* - п*+1 а*4 _ а

т 2х 2Ь 3" 2Ь

-31

+ Г> .Т->+1_Г' .т^41

'п* ^ЙГ ПК

п>+| _ л'*1 _ Ч^1

г пк-1 ^^ ^лк-Ч ^пк-!

2к 2Ъ 3" 2Ъ

—

^ пк+1 пк-1

4- IV _ ПЦ-Н Т 4к

2Ь

* пк Апк _ -С} гг\к+\ А^пк-1 ^гч пк+1 пк-1

ь,. - + Ь,

2Ь

(24)

, то уравнения системы

где: Ь - шаг по переменной г; х - шаг по переменной I

Если ввести многомерный вектор ?

(24) могут быть записаны в виде:

-А'.-УЙ + ^УГ' (25)

где матрицы А«' р«' с> получаются из коэффициентов системы (24) при приведении ее к виду (25). Система (25) эффективно решается при помощи метода факторизации, или метода прогонки, согласно формулам:

У к = Р1+1' +

(26)

при условии А, = Ч=0, к = 1,2,..., п.

Окончательно получим разностное уравнение вида (25), которое решается методом факторизации (26).

Рассматриваемые разностные аппроксимации имеют первый порядок точности по временной переменной и второй порядок точности по пространственной переменной.

Таким образом, получена математическая модель перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние в процессе пропаривания при окончательной ВТО, позволяющая оптимизировать соответствующие параметры. Расчет параметров осуществляется на ПК, согласно разработанному алгоритму (рисунок 2).

с

I)

Г.(°);Т¥0);сч;К(х);Ст;рт; .Гваоя исходных

От; Св; рв; Тв(0); рв(0); Сп,

К=1

□Г

Тк Т„; Тй; рв; рп; С?,;

Тт<Тэ

ДА

Т = Т+ЛТ

Расчет параметров перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние данных

Т, ■т

СГ

г—3:

С КОНЕЦ

3

3

Рисунок 2 - Алгоритм расчета параметров перевода волокон тканей в высоко-эластичечкое состояние при окончательной ВТО К - № процесса ВТО.

В результате расчета получены значения функции температуры Т(1К, х^ в моменты времени ^ = к-0,1 на множестве точек X; = ^-0,1 (х - толщина ткани). Аналогичные расчеты были проведены для всех этапов ВТО. Результаты теоретических исследований, позволяют получить математические модели регулировки и управления теплофизическими процессами ВТО, включающими:

- перевод волокон тканей в высокоэластическое состояние;

- состояние тепловых параметров полуфабриката при виброформовании;

- состояние тепловых параметров полуфабриката при прессовании;

- сушка полуфабриката нагретым воздухом;

- перевод волокон тканей в за-стеклованное состояние.

Для примера ниже приведена математическая модель управления процессом перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние

Процесс перевода волокон тканей

в высокоэластическое состояние характеризуется следующими параметрами: температурой ткани , температурой пара ^плотностью пара Р», скоростью пара х'п, температурой воды , плотностью воды Ре. Эти параметры представляются функциями тпк({)> РпЛ0) *пк(0} РеЛ0) где г _ те_

кущее время, и рассчитываются системой управления согласно уравнениям, полученным представленным выше.

[Ст(х)рт(х) + С/х)р/х, = с1ы(к(х)8гас1Т )+ а(и х)[Т.(1. х) - Щ х)}

дt

(х, 0 = Р(х,Г){Т„(х,1) - Т(1, х))р,( х,1)

+ сЬ(Р„9,) + Р(хЖТл0,х)-Т«,х))рщ = 0

о1

РМ

(27)

(28)

(29)

(30)

/9 Т 9 д1 ¡1

(9 У? М

х Т„ а х) + (:Гп а X) - Т(1, х))р„Р( Г, + СД1, х) -- (С. -С„)/0(ГС - -а)+ ^(д, • $,)+1А'

СГС*;рт(х)~" <И\[к(х)&(иП'(х,I)]+а(1,х)[Т„(с,х)-Щ х)]-а3(1,х)(т -100°С )

др. _ а2(г„ - ш°с)+ а/г-;00"С ) К,

дх х "

Р.с. = -р^гайтп(их) + &„-Т„0, х)&а*р. + <?/ ц ¡л

/4 Рп

--ВГаОГ,(1,х)

М

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

В процессе перевода волокон в высокоэластичное состояние в каждый мо-

мент времени / измеряются реализуемые значения

Тт(0 Т,(1) Рп(1) ч,(0

Р.(0

, которые сравниваются со значениями 1 п

тп(0 тп.О) р„(0 у„(0 рК(0

вычисленными системой управления. При расхождении величин реального процесса и величин, вычисленных системой управления до 10%, подается команда о неудовлетворительном качестве данного процесса ВТО, и процесс останавливается с целью анализа причин плохого качества процесса. Функции Т»к(0^ р,У(0 позволяют определять момент окончания процесса перевода волокон в высокоэластичное состояние и подавать на регулятор предварительную команду о моменте переходе на другой режим. Следует также учесть, что функции Ттк(')< Т*«(0 ^ Р1*(0> х'к(0^ Р,*(0 будут зависеть от характеристик ткани: плотности ткани Рт, коэффициента теплопроводности что позволяет рассчитать функции ут(0^ Р,«(0 для различного вида тканей и учесть характеристики тканей для рассматриваемого процесса ВТО.

Управление процессом перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние осуществляется системой управления согласно разработанной блок - схеме (рисунок 3).

Проведенный системный анализ проблемы разработки методов проектирования процессов окончательной ВТО позволил выявить подсистемы и их элементы, установить целевые функции и определить структуру технологического процесса окончательной ВТО- метод, последовательность и условия

м

ДА

[Г„-ТЖ|«Е„

ДА

|р„-р.,И„

ДА

IV.-V.ISE.

ДА

Ip.-p.Ise.

НЕТ

НЕТ

НЕТ

НЕТ

НЕТ

Переход к следующем) процессу ВТО

Выход из процесса ВТО

обработки, а также способ обработки.

При этом установлено, что параметры теплового воздействия на полуфабрикат во времени изучены не в полной мере.

В результате данного анализа разработана структурная схема проектирования и разработки нового способа и эффективного технологического процесса окончательной ВТО на примере мужского пиджака.

Установлено, что предпочтительной в технологическом плане является окончательная ВТО мужского пиджака с одного навешивания.

Получены теоретические математические модели, в том числе алгоритмы для расчета параметров теплофизических процессов и блок-схемы управления теп-лофизическими процессами при окончательной ВТО.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований теплофизических процессов окончательной влажно-тепловой обработки швейных изделий для проверки сходимости результатов, с теорией, представленной в предыдущей главе, а также оптимизация температурных и временных параметров окончательной ВТО.

Объектом исследований был выбран мужской пиджак, как наиболее сложное изделие. В процессе исследований испытывались пакеты 38 видов тканей с различным содержанием искусственных и синтетических волокон.

Ниже приведены экспериментальные данные для пакета тканей исследуемого мужского пиджака состоящего из ткани камвольной, арт. 218 (шерсть 55%, полиэстер 45%), подкладки из ткани подкладочной арт. 2С2КВ, ГОСТ 20272-83 (вискоза 100%) и ткани прокладочной с регулярным клеевым точечным покрытием, арт. 86040 (лавсан 67%, вискоза 33%, клеевой порошок П548).

Экспериментальные исследования осуществлялись на специально разработанном и изготовленном стенде (рисунок 4). При этом регистрация и запись температурных показателей ВТО производились одновременно в 18 точках посредством малоинерционных термопар ХК 00,2. Для каждого конструктивного элемента мужского пиджака были разработаны индивидуальные схемы размещения термопар, как для измерения температурного градиента, так и для измерения температурного поля. Предложенный стенд позволяет моделировать с достаточной точностью процесс окончательной ВТО

Рисунок 3 - Блок - схема управления процессом перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние

мужского пиджака и проводить экспериментальные исследования процессов теплового воздействия на его основные конструктивные элементы.

Рисунок 4 - Стенд для исследований температурных параметров влажно-тепловой обработки при прессовании конструктивных элементов мужского пиджака где: 1 - установка для ВТО мужского пиджака; 2 - парогенератор; 3 - компрессор; 4 - осциллограф с блоком питания

Полученные в результате экспериментальных исследований данные позволили разработать математические модели перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние, а также модели тепловых процессов при прессовании, виброформовании и переводе в застеклованное состояние, для определения значений температуры во времени в различных точках по толщине пакетов тканей конструктивных элементов мужского пиджака, а построенные графики устанавливать характер распределения температуры в процессе ВТО.

При этом аппроксимация и ее оценка проводились в процессе обработки полученных данных с использованием математического аппарата программ «MathCad и Maple».

Для всех конструктивных элементов пиджака разработаны математические модели процесса перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние, а также модели тепловых процессов при прессовании, виброформовании и переводе волокон ткани в застеклованное состояние. Ниже для примера приведены некоторые из них. При переводе волокон тканей в высокоэластическое состояние технологическим паром с температурой Тпара > 135°С:

Зависимость температуры от толщины пакета тканей во времени при пропаривании спинки (рисунок 5):

1 - при t = 0; Т = 20,00 - 0,0ЬЬ + 0,07-b2 - 0,13-Ь3 + 0,07-Ь4; (37)

2 - при 1 = 2; Т = 102,16 - 68,91-Ь + 96,59-Ь2 - 99,05-Ь3 + 46,92-Ь4; (38)

3 - при 1 = 4; Т = 132,38 - 94,25-Ь + 132,09-Ь2 - 135,43-Ь3 + 64,16-Ь4; (39)

4 - при 1 = 6; Т = 143,50 - 103,58-Ь + 145,16-Ь2 - 148,82-Ь3 + 70,50-Ь4. (40) где: Ь - толщина пакета тканей в мм;

1 - длительность обработки в секундах.

паривании спинки. 1-до пропаривания, 2-4 через 2,4,6, с пропаривания. Зависимость температуры от времени по толщинам пакетов тканей при пропаривании спинки (рисунок 6):

1- при Ь = 0; Т = 19,33 + 72,75-1 - 24,41 -г2 + 4,55-13 - 0,32-14; (41) 2 - при Ь = 0,6; Т= 19,51 +53,16-1- 17,83-12 + 3,33-13 - 0,24^4. (42)

ней при пропаривании спинки 1-на лицевой поверхности, 2-на толщине 0,6 мм После перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние стойка воротника, верх каждого рукава, верх рукавов ниже подокатников и клапаны

карманов одновременно прессуются, пропариваются с двух сторон с последующим прессованием без пропаривания, а плечевые окаты и лацканы одновременно прессуются и пропариваются со стороны лицевой части изделия с последующим прессованием без пропаривания.

При этом: температура пара Тпара > 135°С, температура рабочих поверхностей гладильных подушек Тпод > 150°С, температура рабочей части манекена Тман > 110°С.

Зависимость температуры от толщины пакета тканей во времени при прессовании (рисунок 7):

1-при I = 1 с; Т=121,69-18,979'Ы-5,382'Ь2-0,654'Ь3+0,028ФЬ4; (43)

2-при I = 2 с; Т=129,04-16,83 8-Ь+3,965 ■Ь2-0,424-Ь3+0,0166-Ь4; (44)

3-при I = 3 с; Т=140,68-20,117-Ь+4,471'Ь2-0,458-Ь3+0,0175-Ь4; (45)

4-при 1 = 4 с; Т=144,58-6,047-Ь-0,176-Ь2+0,091 -Ь3-0,0049-Ь4; (46)

5-при I = 5 с; Т=147,79-7,471'Ь+0,525,Ь2-0,029'Ь3+0,0018-Ь4; (47)

6-при I = 6 с; Т=149,75-7,418'Ь+0,606-Ь2-0,051'Ь3+0,0031-Ь4; (48) где: Ь - толщина пакета тканей в мм;

1 - длительность обработки в секундах.

Рисунок 7 - Распределение температуры по толщине пакета тканей при прессовании плечевых окатов. 1...3- через 1,2, 3 с пропаривания и прессования; 4...6 - через 4, 5, 6 с прессования.

Зависимость температуры от времени по толщинам пакетов тканей (рисунок 8):

1-при Ь=0мм; Т=130,50-22,85ч+17,850а2-3,8739ч3+0,27074'14; (49)

2-при Ь=0,9мм; Т= 108,51 -6,68ч+7,576-Г2-1,2945 ■г'+0,06271 (50)

3-при Ь=1,8мм; Т=111,03-21,85-1+14,404-12-2,4228Ч3+0 Д 2543 (51)

4-при Ь=2,7мм; Т==111,87-24,554+14,108-г2-2,196543+0,1046444; (52)

5-при Ь=3,6мм; Т= 106,20-15,42-1+8,495-г2-1,0110Ч3+0,02129-14; (53)

6-при Ь=4,5мм; Т=100,52-7,37Ч+4,418-г2-0,2964Ч3-0,02049-14; (54)

7-при Ь=5,4мм; Т=104,02-14,11 -1+8,323-12-1,2643Ч3+0,05856-г4; (55)

8-при Ь=6,3мм; Т=99,09-5,894+3,94342-0,4158-13+0,00226-14; (56)

9-при Ь=7,2мм; Т=101,68-10,89-1+6,754-12-1,054043+0,05015-14; (57)

10-при Ь=8,1мм; Т=101,93-11,584+7,05Н2-1,1274-13+0,0563944; (58)

11-при Ь=9,0мм; 1=98,84-6,454+4,249'12-0,579943+0,0209344; (59)

Рисунок 8 - Распределение температуры во времени по толщине пакета тканей при прессовании плечевых окатов. 1 - на лицевой поверхности;

2... 10- на толщинах (0,9; 1,8; 2,7; 3,6; 4,5; 5,4; 6,3; 7,2; 8,1; 9 мм) Виброформование спинки и полочек швейного изделия проводилось одновременно с пропариванием изделия, со стороны манекена в течение 6 сек и последующим действием, нагретым воздухом при непрерывном воздействии вибрацией в течение 8 сек. Заключительным этапом обработки является предварительная сушка (удаление конденсата) в процессе вибровор-мования в течение 4 сек. При этом температура пара Тгара>1350С, температура манекена Тпара>110°С.

Зависимость температуры от толщины пакетов тканей во времени: В процессе пропариванш полочек (рисунок 9):

1-при I — 1 с; Т=95,18 - 22,569-Ь - 9,100-Ь2 + 28,763-Ь3 - 12,9564018-Ь4; (60)

2-при 1 = 2 с; Т=108,02 - 30,099-Ь + 14,647-Ь2 - 5,274-Ь3 + 1,9544-Ь4; (61)

3-при г = 3 с; Т=118,84 - 38,047-Ь + 22,653-Ь2 - 14,378-Ь3 + 6,8405-Ь4; (62)

4-при I = 4 с; Т= 126,84 - 35,339-Ь - 2,058-Ь2 + 20,213-Ь3 - 7,8158-Ь4; (63)

5-при 1 = 5 с; Т=133,77 - 42,456-Ь + 13,478-Ь2 - 0,955-Ь3 + 1,6114-Ь4; (64)

6-при I = 6 с; Т=139,85 -43,854-Ь + 6,220-Ь2 + 5,261-Ь3 - 0,8428-Ь4; (65) где: Ь - толщина пакета тканей в мм;

I - длительность обработки в секундах.

т,°с

140135'

125'

115

105'

95

85

75 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 Ь,мм

Рисунок 9 - Распределение температуры по толщине пакета тканей в процессе пропаривания при виброобработке полочек 1...6 - через 1,2,3,4, 5,6 с пропаривания и виброформования

В процессе обработки нагретым воздухом полочек (рисунок 10):

1-при 1 = 2 с\ Т=142,05 - 45,061-Ь + 32,026-Ь2 - 22,611-Ь3 + 9,6639-Ь4; (66)

2-при I = 4 с; Т=144,94 - 26,887-Ь + 20,751-Ь2 + 41,021-Ь3 - 15,27191-Ь4; (67)

3-при 1 = 6 с; Т=147,17 - 26,787-Ь + 10,352-Ь2 - З,186-Ь3 + 1,6914-Ь4; (68)

Рисунок 10 - Распределение температуры по толщине пакета тканей в процессе обработки нагретым воздухом при виброформовании полочек 1.. .4- через 2, 4, 6, 8 с обработки нагретым воздухом и виброформования

В процессе охлаждения полочек (рисунок 11):

1 -приI= 1 с; Т=147,26-26,687-Ь + 11,541 -Ь2 + 4,074-Ь3-3,8836-Ь4; (70)

2-при I = 2 с; Т=143,81 - 36,904-Ь + 40,663-Ь2 - 29,842-Ь3 + 9,3989-Ь4; (71)

3-при 1 = 3 с; Т=138,06 - 34,108-Ь + 25,384-Ь2 - 14,752-Ь3 + 4,6895-Ь4; (72)

4-при г = 4 с; Т=131,84 - 35,833-Ь + 11,479-Ь2 + 8,108-Ь3 - 5,0788-Ь4; (73)

Рисунок 11 - Распределение температуры по толщине пакета тканей в процессе охлаждения при виброформовании полочек 1.. .4- через 1,2,3,4 сек охлаждения и виброформования

Зависимость температуры от времени по толщинам пакетов тканей:

В процессе пропариванш полочек (рисунок 12):

1-при Ь=0мм; Т=1,04 + 143,20-1 - 65,60б42 + 12,914243 - 0.8863744; (74)

2-при Ь=0,1мм; Т=1,05 + 140,434-64,70942+ 12,750143-0,8750144; (75)

3-при Ь=0,2мм; Т=0,99 + 139,014- 63,81 И2 + 12,585943 - 0,8636444; (76)

4-при Ь=0,3мм; Т=0,88 + 134,264 - 62,37942 + 12,383943 - 0,856044; (77)

5-при Ь=0,4мм; Т=0,93 + 129,634 - 59,20942+ 11,583443-0,7916744; (78)

6-при Ь=0,5мм; Т=0,90+ 126,634-57,69742 + 11,237443-0,7651644; (79)

7-при Ь=0,6мм; Т=0,87+ 126,034-58,19342 + 11,436943-0,7841044; (80)

8-при Ь=0,7мм; Т=0,81 + 125,484-58,42442 + 11,545543-0,7954б44; (81)

9-при Ь=0,8мм; Т=0,77+ 124,664-58,34142 + 11,545543-0,7954б44; (82)

10-при Ь=0,9мм; Т=0,86 + 121,934 - 56,79б42 + 11,217243 - 0.7727344; (83)

11-при Ь=1мм; Т=0,88 + 119,754-55,36842+ 10,871343-0,7462244; (84)

12-при Ь=1,1мм; Т=0,85 + 119,054- 55,33642 + 10,580443 -0,7386444; (85)

13-при Ь=1,2мм; Т=0,82 + 118,654- 54,93642 + 10,780443 -0,7386444; (86)

Рисунок 12 - Распределение температуры во времени по толщине пакета тканей в процессе пропаривания при виброобработке полочек. 1 - на изнаночной поверхности; 2...13 - на соответствующих толщинах (0,1 -1,3 мм)

В процессе обработки нагретым воздухом полочек (рисунок 13):

1-при Ь=0мм;

2-при Ь=0,1мм

3-при Ь=0,2мм

4-при Ь=0,3мм

5-при Ь=0,4мм

6-при Ь=0,5мм

7-при Ь=0,6мм

8-при Ь=0,7мм

9-при Ь=0,8мм

10-при Ь=0,9мм;

11-при Ь=1мм;

12-при Ь=1,1мм;

13-при Ь=1,2мм;

Т=0 + 145,75 Т=0+ 141,17 Т=0 + 135,92 Т=0 + 133,34 Т=0 + 130,75 Т=0 + 126,67 Т=0 + 126,09 Т=0 + 124,54 Т=0+ 121,50 Т=0 + 117,79-1 Т=0+ 116,754 Т=0 + 116,234 Т=0+ 115,714

IX-

х

х-I

х-

х

X-

50,210 48,501 46,210 45,585 44,960 43,147 43,605 43,345

? + 7,125343 -X2 + 6,896143-

0,354 1 844; 0.3437744; X2 + 6,521143 - 0,32293 44;

0,3229344; 0,3229344; 0,3 073 1 44;

I:2 + 6,4794ч3 ■ X1 + 6,437743 ■ X2 + 6,146 1 43-!

X2 + 6,291943 -0,317724''; 42 + 6,30234341,89742 + 6,062743-39,86642 + 5,6773 43 - 39,50142+5,625243

-39,3194 + 5,59924" -39,13742 + 5,57314:

0,32033-1; 0,3073144;

- 0,2838744; -0.2812644;

- 0,2799б44; -0,2786б44;

(87)

(88)

(89)

(90)

(91)

(92)

(93)

(94)

(95)

(96)

(97)

(98)

(99)

Рисунок 13 - Распределение температуры во времени по толщине пакета тканей в процессе обработки нагретым воздухом при виброформовании полочек 1 - на изнаночной поверхности; 2,. .13 - на соответствующих толщинах

(0,1 -1,3 мм)

В процессе охлаждения полочек (рисунок 14):

1-при Ь=0мм; Т=0 + 307,00-t-214,50447-t2 + 60,5019-t3 -6,00023-t4; (100)

2-при Ь=0,1мм; Т=0 + 308,00-t- 219,67105-t2 + 63,0018-t3 - 6,33356-t4; (101)

3-при Ь=0,2мм; T=0 + 302,75-t- 214,87927-t2 + 61,2518-t3 - 6,12522-t4; (102)

4-при Ь=0,3мм; T=0 + 294,59-t - 207,62919-t2 + 58,9184-t3 - 5,87522-t4; (103)

5-при Ь=0,4мм; T=0 + 290,67-t - 205,17074-t2 + 58,3350-t3 - 5,83355-t4; (104)

6-при Ь=0,5мм; T=0 + 289,42-t - 204,71232-t2 + 58,0850 t3 - 5,79187-t4; (105)

7-при Ь=0,6мм; T=0 + 287,59 t - 203,71224-t2 + 57,9183-t3- 5,79187-t4; (106)

8-при Ь=0,7мм; T=0 + 285,50-t - 202,25389-t2 + 57,5016-t3 - 5,75020-t4; (107)

9-при Ь=0,8мм; T=0 + 283,42-t - 200,79553-t2 + 57,0849-t3 - 5,70853-t4; (108)

10-при Ь=0,9мм; T=0 + 280,00-t- 197,00384-t2 + 55,5016-t3 - 5,50020-t4; (109)

11-при Ь=1мм; T=0 + 278,17-t - 196,00373-t2 + 55,3349-t3 - 5,50019-t4; (110)

12-приЬ=1,1мм; T=0 + 277,13-t- 195,27456-t2 + 55,1265-t3-5,47936-t4; (111)

13-при Ь=1,2мм; T=0 + 276,09-t- 194,5453-t2 + 54,9182-t3 - 5,45853-t4; (112)

Т,'С 150

Рисунок 14 - Распределение температуры во времени по толщине пакета тканей в процессе охлаждения при виброформовании полочек 1 - на изнаночной

поверхности; 2... 13 - на соответствующих толщинах (0,1 -1,3 мм)

Результаты экспериментальных исследований теплофизических процессов окончательной ВТО подтвердили адекватность результатам теоретических исследований. При этом критерий Фишера составил не менее 0,95.

Полученные математические модели позволили разработать эффективный метод определения и оптимизации режимов теплового воздействия на полуфабрикат при окончательной ВТО конструктивных элементов мужского пиджака.

В четвертой главе представлены результаты проектирования технологии окончательной ВТО швейных изделий.

Существенным фактором, определяющим внешний вид и качество швейных изделий, является разработка и совершенствование методов оценки эффективности окончательной влажно-тепловой обработки на стадии проектирования технологического процесса. В настоящее время задача определения качества ВТО решается двумя методами: качественным и количественным. Качественный учитывает только эффект обработки. При этом данный метод не учитывает частные показатели качества технологического процесса. Более перспективный - количественный метод, оценивающий качество ВТО по обобщенному показателю, однако известные количественные методы направлены на определение комплексного показателя эффективности окончательной ВТО и не учитывают эффективность тепловых процессов в отдельности.

В данной работе рассмотрены новые методы определения эффективности тепловых процессов при: переводе волокон тканей в высокоэластическое состояние; прессовании и виброформовании.

Для оценки предложены соответствующие аналитические зависимости в виде критериев оценки эффективности, полученные на базе научного метода выработки количественно обоснованных рекомендаций по принятию ре-

шений - "исследование операций". При этом важность количественного фактора и целенаправленность вырабатываемых рекомендаций является теория принятия оптимальных решений описываемых системой чисел в виде критерия оптимальности. Так, при переводе волокон тканей в высокоэластическое состояние учитываются механическая износостойкость ткани швейного изделия до и после обработки, неровности поверхности (помятость), искажение геометрической формы до и после ВТО. Кроме того, критерий оценки эффективности учитывает расчетное время и время выполнения операции.

В данном случае численные значения критерия определяются полученным уравнением:

N

2Х т

К = а,—-—--+ а,

„ +® +«=> и

Н о

+ а,-

i г

£ Jvfj(r0j)-dr0j JVfrrj-dT0>

о

К s

о 0 (113)

где т Ti - расчетное время выполнения технологической операции (перехода) с номером i, ч; t

°> - время выполнения технологической операции (перехода) с номером j, ч;

N - расчетное число технологических операций (переходов);

^ - плотность распределения величины °j; Ти - механическая износостойкость ткани швейного изделия до ВТО, ч; Т

°и - механическая износостойкость ткани швейного изделия после ВТО, ч;

f(T ) Т

- плотность распределения величины ;

К - коэффициент неровностей после ВТО; fK(K) - плотность распределения величины К; К - коэффициент неровностей до ВТО; £ - коэффициент искажения формы после ВТО; fE(e) - плотность распределения величины е; s - коэффициент искажения формы до ВТО; <х|, а2, аз, - коэффициенты взвешенности критериев. Выбор этих коэффициентов определяется их важностью: ai + а2 +аз +си = 1 • Для оценки эффективности тепловых процессов при прессовании учитываются длительность теплового воздействия на полуфабрикат, влажность и температура пакета тканей в процессе статического и механического воздействия. Численные значения критерия определяются уравнением:

К = а,

|/(г0)т0-Л0 }/(Г0)-Г0^Г0 о +о + и ; > (Ц4)

где: т - расчетная длительность теплового воздействия на полуфабрикат в процессе прессования, ч;

т° - длительность теплового воздействия на полуфабрикат в процессе прессования, ч;

Т - температура пакета тканей швейного изделия до процесса прессования, °С;

т -

0 - температура пакета тканей швейного изделия после процесса прессования, °С;

^ - влажность пакета тканей швейного изделия до процесса прессования, %;

№ ~ 0 - влажность пакета тканей швейного изделия после процесса прессования,

%;

ах + а2 + аг = 1.

>

а<>0, где ' = 1...3;

а"а2'а1- коэффициенты важности критериев.

Для определения эффективности тепловых процессов при виброформовании предложен критерий, характеризующийся длительностью теплового воздействия на полуфабрикат влажностью и температурой пакета тканей. Численные значения критерия определяются уравнением:

К = а,

\->

IV

, (115)

- Ц,- ■ -'■■ ' ■ Но

+ 00 2 + «

[Лгв)-т,-а Г0 1/(гс)-г0'От0 о +0 +

где: т - расчетная длительность теплового воздействия на полуфабрикат в процессе виброформования, ч;

г° - длительность теплового воздействия на полуфабрикат в процессе виброформования, ч;

Т - температура пакета тканей швейного изделия до процесса виброформования, °С; т*

0 - температура пакета тканей швейного изделия после процесса виброформования, °С;

^ - влажность пакета тканей швейного изделия до процесса виброформования, %;

^0 - влажность пакета тканей швейного изделия после процесса виброформования, %; а, + а2 + а3 = 1.

а<>0, где ' = 1...3;

а1>а2'аз. коэффициенты важности критериев.

Критерии оценки эффективности позволяют оптимизировать параметры тепловых процессов, а приведенные уравнения определять аналитическим путем соответствующие числовые значения на стадии разработки технологии окончательной ВТО. Предложенный подход позволяет улучшить качество и товарный вид, повысить износостойкость изделия и экономические показатели процесса.

Анализ известных способов и технологий окончательной ВТО, и результаты проведенных исследований позволили разработать новый способ окончательной ВТО швейных изделий с приоритетным учетом тепловых процессов при: переводе волокон тканей в высокоэластическое состояние, прессовании и виброформовании.

Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что обработка стойки воротника, верха рукавов, боковых карманов, плечевых окатов, лацканов осуществляется с двухсторонним их пропариванием и последующим пропариванием только со стороны подкладки. При этом область боковых карманов пропаривается только со стороны лицевой части.

Кроме того, участки полуфабриката пропаривают с нагреванием его лицевой части до температуры не более 160 °С. Через 3А длительности пропа-ривания осуществляют прессование в течение 'А длительности пропаривания. Одновременно с прекращением пропаривания, полуфабрикат выдерживают под нагрузкой, воздействуя на него рабочей поверхностью верхней подушки, нагретой до 200°С, для предварительной сушки с ее окончанием вначале раз-гружения. Второе пропаривание полуфабриката начинают одновременно с виброформованием. После пропаривания полуфабрикат подвергают тепловому воздействию нагретым до 200°С воздухом. Через Уг длительности теплового воздействия продолжают обрабатывать вибрацией, а тепловое воздействие продолжают до ХА длительности процесса виброобработки.

При этом введена операция аспирации, которую начинают одновременно с операцией первого пропаривания и заканчивают одновременно с началом стабилизации вакуумным отсосом.

На базе нового способа разработаны основные приемы окончательной ВТО мужского пиджака, представленные на рисунке 15.

Существующие технологии проведения влажно-тепловой обработки обуславливают проведение дополнительных операций по утюжке и снятию лас, что не обеспечивает заданных требований к качеству изготовленных изделий и снижает производительность технологических процессов.

Предложенный способ влажно-тепловой обработки позволил разработать перспективный технологический процесс окончательной влажно-тепловой обработки мужского пиджака исключающий проведение дополнительных операций. При этом после навешивания пиджака на манекен и подвода шаблонов под лацканы, клапаны боковых карманов и воротник, обработка осуществляется в автоматическом режиме.

■и

И

1. Расположение пиджака послэ навешивания на манекен.

2.Подвод шаблонов под лацканы, клапаны карманов, воротник.

3,Подвод с зазором подушек стойки воротника, верха рукэаов, клапанов карманов.

4,Пропаривание со стороны аерха изделия в области стойки воротника, верха рукавов, клапанов карманов и со стороны подкладки через

б.Пропаривание через торс и бюст манекена и со стороны верха изделия в области стойки воротника, верха рукавов, клапанов карманов

б.Прессование в области 7.Подвод с зазором подушек

стойки воротника, верха плечевых окатов, рукавов, клапанов карманов.

8 Пропаривание со стороны верха изделия в области плечевых окатов.

9. Пропаривание со стороны верка изделия совместно с прессованием в

10. Прессование в области плечевыхокатоэ.

11.Подвод с зазором подушки лацканов,

и

12.Пропаривание со стороны верха изделия в области лацканов.

13, Пропариеание со стороны верха изделия совместно с прессованием в области лацканов.

14. Прессование в области лацканов

15. Пропаривание через торс и бюст манекена.

16, Виброформование и 17. Виброформование, обработка негретым воздухом через торс и бюст

8. Аспирация.

19. Стабилизация вакуумным отсосом через торс и бюст манекена.

20. Поддув пиджака холодным воздухом.

Рисунок 15 - основные приемы окончательной ВТО мужского пиджака

Затем верхние подушки стойки воротника, верха рукавов, клапанов боковых карманов подводят к изделию с зазором 5...10 мм и через них, а также через бюст манекена производят пропаривание технологическим паром. При этом Тпарг 135°С, Твп> 150°С, Тман> 110°С.

Через % длительности пропаривания осуществляют одновременное прессование стойки воротника, верха рукавов и клапанов боковых карманов с последующим прессованием без пропаривания. При этом Ршах = 0,04 МПа, ТВП<200°С.

По окончании процесса прессования и отвода подушек вышеупомянутых участков мужского пиджака в исходное положение для обработки плечевых окатов подводят подушки с зазором 5... 10 мм с помощью которых осуществляют пропаривание при температуре пара >135°С, а затем прессование при давлении 0,04 МПа, после чего подушки отводят в исходное положение. Затем подводят с зазором 5... 10 мм подушки для обработки лацканов, пропаривают их при температуре пара > 135°С, а затем прессуют давлением 0,04 МПа.

После отвода соответствующих подушек в исходное положение изделие пропаривают через бюст и торс манекена со стороны подкладки паром (ТПара> 135°С) с одновременным виброформованием.

После пропаривания изделие подвергают продуванию нагретым до 200°С воздухом, а через '/г длительности продувания его продолжают обрабатывать вибрацией. При этом длительность продувания равна Уг длительности виброобработки. Частота вибрации равна 3-20 Гц, а амплитуда - 0,5 мм. Операцию вибрационного воздействия проводят до придания изделию заданной геометрической формы с амплитудой, значения которой изменяются по гармоническому закону.

Стабилизация производится вакуумным отсосом через изделие в области бюста и торса манекена. Производительность отсасываемого воздуха составляет 0,11 м3/(с-м2) при разрежении 49 Па.

Кроме того, дополнительно введена операция аспирации (удаления) отработанного технологического пара, воздуха и тепла, которую начинают одновременно с операцией пропаривания изделия со стороны лицевой части и заканчивают с началом стабилизации изделия вакуумным отсосом.

Съем обработанного полуфабриката производят вручную.

На рисунке 16 в табличной форме представлен эффективный технологический процесс окончательной ВТО мужского пиджака (где: Ь3 - величина зазора между верхней подушкой и манекеном; Тман - температура рабочей поверхности манекена; Тпара - температура технологического пара; Твп - температура рабочей поверхности верхней подушки; Ртах - удельное механическое давление на полуфабрикат; f - частота вибраций; А - амплитуда вибраций; Твозд - температура нагретого воздуха ; АР - перепад статического давления (разрежение); Ра -давление сжатого воздуха).

При этом разработанная технология позволяет осуществлять окончательную ВТО комбинированным воздействием прессования и вибрации без перенавешивания и переукладки пиджака, что обеспечивает требуемое качество изделия и оптимальную производительность.

Эффективность разработанного технологического процесса окончательной ВТО мужского пиджака представлена на рисунке 17.

Время в секундах

№ п/ п Наименование операций Последовательность операций

Время в секундах

- - - - 1 = = -- = = * * 4 < -ч- г- ЧС Г- ОС сч о с* г? г 5 гг гс ОС с а с: -3 3 ■ч 5 ОС о- V} = - [к У: 1 "* |_ Г-

1 Навешивание пиджака на манекен

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 м ■ ■ ■ ■ ■

2 Подвод шаблонов под лацканы, клапаны карманов, воротник 1 ■

3 1еремещение манекена в рабочую зону N ■ 1

4 Закрытие дверок ограждения ■ ■ ■ 1 1 и

5 Опускание верхней опоры манекена 1 1 П 1 __

6 Подвод с зазором подушки стойки воротника 1 11з=5...10мм

7 Подвод с зазором подушек верха рукава - 1 11з=5...10мм

8 Подвод с зазором подушек клапанов карманов - - 1 1, Г" 3=5... 10мм

9 Пропариеание через подушку стойки ворот ника т >пЛч т >1<;п°г

10 Пропаривание через подушки верха рукавов - Тпара- г135°С,Твп>150°С

11 Пропаривание через подушки клапанов карманов Тпара: ;135°С,Т»о>150°С

12 Пропаривание через бюст манекена Т 5 1 пара- ;135°с, тма1гпо°с

13 Прессование стойки воротника Т,„<200°С, Ртах= 0,04 МПа — 1

14 Прессование верха рукавов Т„„<200°С, Рта = 0,04 МПа 1

15 Прессование клапанов карманов Т„„<200°С, Рпш= 0,04 МПа

16 Отвод подушки стойки воротника в исходное положение 1 "I

17 Отвод подушек верха рукавов в исходное положение и

18" Отвод подушек клапанов карманов в исходное положение а

Подвод с зазором подушек плечевых окатов 5..Л0мм Ь

ад- Пропаривание через подушки плечевых окатов т„аргг1350с, твп>15о0с ЯШШВШ

Рисунок 16 - Технологический процесс окончательной ВТО мужского пиджака

я й г о| — о £ •ч- чо ••О г- 4} 3 <7\ О - Р к ■о £ оо о\ с г £ а оо а оо ос § о о ОЧ Г4 о\ сп о тг О \о Оч Г-Оч Оч О о с О 3 о о N0 о ■ч- с О § о г 2 •о

20 Пропаривание через подушки плечевых ока-гов ИМ Т„,р1г1350С, ТВП>150°С

21 Прессование плечевых окатов Т„П<200°С, Р„ж= 0,04 МПа

22 Отвод подушек плечевых окатов в исходное положение

23 'Подвод с зазором подушки лацканов ■ 1*3=5...10мм

24 Пропаривание через подушку лацканов

25 Прессование лацканов Т»„5а00оС, Ртах= 0,04 МПа

26 Отвод подушки лацканов в исходное положение ■

27 Подъем верхней опоры манекена ■

28 Вывод шаблонов из-под лацканов, клапанов карманов и воротника 1

29 Расфиксация ианекена и подъем с опоры 1

30 Пропаривание через бюст и торс манекена тпарг135°с

41 Зиброформование е=3...20 Гц, А=0,5 мм.

32 Обработка нагретым воздухом через торс и бюст манекена Тгад<2000С

33 Аспирация

I

34 Стабилизация вакуумным отсосом через бюст и торс манекена ЛР-49 Па 0=0,11м3/(с-м2)

35 Фиксация манекена и опускание его на опору ■

36 Открытие дверок ограждения тг

37 Перемещение манекена в зону съема > =0 ,5 0 6 V :п а

38 Поддув пиджака воздухом С

39 Съем пиджака с манекена III

Продолжение рисунка 16

-СЕ

1= е

о

м

а

е

ш

о; <

х _а с; ш

т

X

О О

-Г~ш

Разработанный техпроцесс

1.1 и 1.3 1.4

Обработка воротника. , Обработка плече- , Обработка лацканов > Виброформовоние

верха рукабоб и карманов ' 8вх окатов | и наклавньл карманов | корпуса

Техпроцесс фирмы "МАСРГ - Италия

1 2 3

Обработка корпу- Обработка пройм. Обработка боротни- Обработка лац-

са пиджака плеч и румбой ка и верха лаиканоб канов

Техпроцесс фирмы "^РЦРКЕББ" - Германия

1 2 3 и 5 6

Обработка рука-боб — Обработка лачка ноб —| Обработка спинки — Обработка бортов — Обработка плеч, берха рукавов и пройм — Обрабока борот-ника

-[

££

Техпроцесс фирмы "ООРРМАЫ' - Германия

1 2 3 г, 5 6 7 8 9

Обработка полочек — Обработка загиба воротнихо и берха лацканов — Обработка баковых частей Обработка клапанов карманов — Обработка плечевых ркатоб — Обработка оройм и берха рукавов — Обработка лацканоб — Обработка спинки — Обработка /шцкаков воротника, плечей. верха. спинки и рукабов

Н 2 Техпроцесс фирмы -.шкг - Япония !

1 2 3 и 5 6 7 8 9 10 11 12

Обработке наружной части ру-каВоЭ

Обработка внутренней части ру-кобоб

Обработка плеч

Обработка правой полочки

Обработка левой полочки

Обработка бокобых частей

Обработка спинки

Обработка лацканов

Обработка воротника

Обработка пройм ру-кабаб

Обработка Серю рукавов

Устранение помятостей

Рисунок 17 — Эффективность разработанного технологического процесса окончательной ВТО мужского пиджака

Разработанный аналитический метод оценки эффективности позволяет оптимизировать длительность и качество ВТО на стадии проектирования технологического процесса.

Полученный новый способ окончательной ВТО обусловил разработку перспективного технологического процесса на одном манекене без перенавешиваний, позволивший улучшить качество окончательной ВТО и почти в 3 раза повысить производительность труда.

При этом улучшены санитарно-гигиенические условия труда за счет удаления из зоны обработки отработанного технологического пара, нагретого воздуха и тепла.

В пятой главе разработаны технологические и технические требования по созданию обрабатывающего центра окончательной ВТО мужского пиджака для швейных предприятий по серийному и массовому производству (пошиву) пиджаков мужских костюмов и пиджаков ведомственных форм (военной, железнодорожной, налоговой, милицейской и т.п.).

Центр обрабатывающий призван заменить используемые на швейных предприятиях страны длительное время малоэффективные линии окончательной ВТО, состоящие из изношенного и морально-устаревшего оборудования.

При этом трудоемкость окончательной ВТО мужского пиджака на оборудовании фирмы "Оо;Г1тап"(Германия) составляет 403 секунды, а на предлагаемом -100 сек. Таким образом, рост производительности труда (РПТ):

РПТ = 403-117 100% = 286% 100

Высокая эффективность разработки обеспечивается посредством концентрации операций окончательной ВТО на одной единице оборудования, использования манекенных рабочих органов внутренней формы одежды и применения комбинированных методов силового воздействия на материал пиджака - прессования в сочетании с вибрацией.

Аналоги предлагаемому к разработке оборудованию отсутствуют.

Центр обрабатывающий должен изготавливаться в 2-х исполнениях:

Оба исполнения составляют комплекс оборудования для окончательной ВТО пиджаков 44- 58 размеров, который обслуживается одним оператором. При этом в комплект входят оба исполнения.

Таблица 1 - Конструктивные и технологические параметры

Наименование показателей Норма

Исполнение 1 Исполнение 2

1 2 3

Обрабатываемое изделие Мужской пиджак (костюмный, ведомственной формы)

Размеры обрабатываемого изделия 48 - 50; 52-54 44 - 46; 56-58

Количество позиций 4 (2 загрузки и 2 обработки) 4 (2 загрузки ■ и 2 обработки

Количество типоразмеров 2 2

манекенных рабочих органов (48 - 50 и 52 - 54) | (44 - 46 и 56 - 58)

Расположение манекенных рабочих органов Вертикальное

Температура технологического пара, °С >135

Температура нагрева воздуха, иС <200

Параметры вакуумного отсоса: разрежение, Па производительность, м3/см2 >49 >0,11

Давление воздуха, МПа 0,5...0,6

Температура воздуха окружающей среды, °С =20

Температура рабочей поверхности манекена, °С >110

Температура рабочих поверхностей верхних гладильных подушек, С 150...200

Максимальное удельное давление прессования, МПа 0,04

Вибровоздействие на обрабатываемый пиджак Через манекенный рабочий орган

Параметры вибрации: частота, Гц амплитуда, мм 3-20 0-5

Основные рабочие среды Водяной пар, воздух окружающей среды

Система управления Микропроцессорная

Количество операторов Один (на комплекс)

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Научно обоснованы технические и технологические решения по повышению производительности изготовления и улучшения качества швейных изделий.

2. Установлено, что процессы теплового воздействия на полуфабрикат изучены не в полной мере, а окончательная ВТО плечевых изделий проводится на ряде единиц оборудования с переукладкой и перенавешиванием полуфабриката.

3. Уточнено целевое назначение и основные функции окончательной ВТО, выявить подсистемы и их элементы, определить структуру технологического процесса, условия и способ обработки, а также метод проектирования. При этом определена система параметров и их числовые значения.

4. Проведено теоретическое обоснование и выполнены исследования по разработке методов проектирования технологических процессов окончательной ВТО с учетом теплового воздействия на полуфабрикат, а также управления теплофизическими процессами.

Разработанные математические модели перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние, теплового воздействия на изделие при прессовании, виброформовании, сушке нагретым воздухом и переводе волокон тка-

ней в застеклованное состояние, а также управление данными процессами позволяют производить расчеты по оптимизации тепловых параметров ВТО и управления процессом теплового воздействия на полуфабрикат.

5. Проведенные экспериментальные исследования по совершенствованию методов проектирования технологических процессов окончательной ВТО показали адекватность теоретических и экспериментальных работ (критерий Фишера 0,95).

При этом разработан метод проектирования и расчета теплофизических параметров во времени с учетом толщины конструктивных элементов полуфабриката.

6. На основе результатов теоретических и экспериментальных исследований разработан новый способ окончательной ВТО плечевой одежды с одного навешивания и с учетом оптимального воздействия тепла на изделие во времени.

7. Разработана новая технология окончательной ВТО мужского пиджака, обеспечивающая существенное улучшение качества и повышение производительности за счет исключения многократных переукладок и перенавешиваний изделия в процессе обработки и оптимизации тепловых процессов.

8. Результаты, полученные при выпуске партии плечевых швейных изделий в условиях ООО «Радуга» г. Орел показали эффективность разработанной технологии. При этом повышена производительность на 286% и существенно улучшено качество продукции.

9. Внедрение новых технологий окончательной ВТО вносит значительный вклад в развитие экономики страны, связанные с конкурентоспособностью отечественной швейной промышленности.

10. Результаты научно исследовательских работ и промышленная апробация технологического процесса позволили разработать исходные технологические и технические требования на создание обрабатывающего центра для окончательной ВТО мужского пиджака.

11. Инновационность научно исследовательских и опытно конструкторских разработок подтверждена патентами РФ.

12. Всего по материалам диссертации опубликовано 65 печатных работ, среди которых статьи в материалах и сборниках научных трудов и конференций различного уровня, в том числе 17 в реферируемых журналах центральной печати, рекомендованных ВАК, 14 патентов и 1 свидетельство на программу ЭВМ, 2 монографии.

Работа выполнена по гранту федеральной целевой программы НТП ТОО - 10.4-2477 «Разработка теоретических и технологических основ окончательной влажно-тепловой обработки (ВТО) мужского пиджака» (номер гос. регистрации 01.2.00.101809).

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

Публикации в рецензируемых журналах из списка ВАК:

1. Черепенько A.A. Установка для влажно-тепловой обработки полочек с отрезными подбортами и спинок [Текст] / A.A. Черепенько, А.П. Черепенько, Г.В. Калмыков, Д.И. Болотских // Швейная промышленность. - 2003. -№3.-с, 42-43.

2. Черепенько A.A. Разработка эффективного способа окончательной ВТО мужского пиджака [Текст] / A.A. Черепенько, Т.Г.Стебакова, А.П. Черепенько // Швейная промышленность. - М., 2005. - № 3. - с. 42 - 43.

3. Черепенько A.A. Теоретические исследования процесса динамического воздействия на полуфабрикат при влажно-тепловой обработке [Текст] / A.A. Черепенько, Т.Г.Стебакова, А.П. Черепенько, В.И. Малько // Теоретические и прикладные проблемы сервиса. - М., 2005. - № 4. - с. 16-19.

4. Черепенько A.A. Теоретические основы автоматизации влажно-тепловой обработки швейных изделий [Текст] / A.A. Черепенько, А.П. Черепенько // Швейная промышленность. - 2008. - № 3. - с. 25 - 27.

5. Черепенько A.A. Перспективный технологический процесс окончательной влажно-тепловой обработки [Текст] / A.A. Черепенько, А.П. Черепенько // Швейная промышленность. - 2008. - № 4. - с. 42 - 43.

6. Черепенько A.A. Комплексная математическая модель теплофизиче-ских процессов влажно-тепловой обработки деталей швейных изделий [Текст] / A.A. Черепенько, Д.И. Болотских, А.П. Черепенько // Швейная промышленность. - 2008. - № 5. - с. 47 - 48.

7. Черепенько A.A. Аналитический метод постадийного вычисления тепловых параметров влажно-тепловой обработки деталей швейных изделий [Текст] / A.A. Черепенько, Д.И. Болотских, А.П. Черепенько // Швейная промышленность. - 2008. - № 6. - с. 30 - 32.

8. Черепенько A.A. Теоретические основы теплофизических процессов влажно-тепловой обработки при динамическом воздействии на полуфабрикат [Текст] / A.A. Черепенько, А.П. Черепенько // Известия ВУЗов - Иваново: ИГТА - 2008. - № 6. - с. 76 - 79.

9. Черепенько A.A. Определение параметров процесса пропаривания при внутрипроцессной ВТО деталей швейных изделий [Текст] / Д.И. Болотских, A.A. Черепенько, А.П. Черепенько // Швейная промышленность. - М., 2009. -№2.- с. 34-36.

10. Черепенько A.A. Эффективные способы и технологические процессы внутрипроцессной ВТО деталей швейных изделий [Текст] / Д.И. Болотских, A.A. Черепенько, А.П. Черепенько // Швейная промышленность. - М., 2009. -№ 3. - с. 45-46.

11. Черепенько A.A. Системный анализ тепловых процессов ВТО деталей швейных изделий [Текст] / Д.И. Болотских, A.A. Черепенько, А.П. Черепенько // Швейная промышленность. - 2009. - № 5. - с. 24 - 26.

12. Черепенько A.A. Метод определения эффективности тепловых процессов ВТО швейных изделий [Текст] / Д.И. Болотских, A.A. Черепенько, А.П. Черепенько // Швейная промышленность. - М., 2009. - № 6. - с. 22.

13. Черепенько A.A. Определение параметров процесса перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние при внутрипроцессной ВТО деталей швейных изделий [Текст] / Д.И. Болотских, A.A. Черепенько, А.П. Черепенько // Швейная промышленность. - М., 2010. - № 1 . - с 36 - 37.

14. Черепенько A.A. Метод определения параметров процессов сушки и стабилизации при внутрипроцессной ВТО деталей швейных изделий [Текст] / Д.И. Болотских, A.A. Черепенько, А.П. Черепенько // Швейная промышленность. - М., 2010. - № 1 . - с 50- 52.

15. Черепенько A.A. Математическая модель деформации нитей стежков в процессе прессования полуфабриката при влажно-тепловой обработке [Текст] / Е.Г. Данилова, А.А: Черепенько, А.П. Черепенько // Швейная промышленность. - М., 2010. - № 4 . - с 44- 45.

16. Черепенько A.A. Анализ процесса прессования при окончательной влажно-тепловой обработке мужского пиджака [Текст] / Е.Г. Данилова, A.A. Черепенько, А.П. Черепенько // Швейная промышленность. - М., 2010. - № 5 . - с 40- 42.

17. Черепенько A.A. Экспериментальные исследования процесса прессования при окончательной влажно-тепловой обработке основных участков мужского пиджака [Текст] / Е.Г. Данилова, A.A. Черепенько, А.П. Черепенько // Швейная промышленность. -М.,2010.-№6.-с41-43.

Монографии:

18. Черепенько А. А., Внутрипроцессная малооперационная влажно-тепловая обработка швейных изделий: Монография / А.А.Черепенько, Е. X Меликов, С. С. Иванов АЛ.Черепенько - М., Машиностроение, 2000. - 172с.

19. Черепенько A.A. Теоретические и технологические основы теплофизи-ческих процессов окончательной влажно-тепловой обработки швейных изделий [Текст]: Монография / А.П. Черепенько, A.A. Черепенько. - М.: ООО «Прогресс ИД», 2008. - 176с.

Патенты, авторские свидетельства, свидетельства о государственной

регистрации программ:

20. A.c. № 1680840 МКИ D06F 71/00 Пресс для влажно-тепловой обработки швейных изделий / А.П. Черепенько, A.A. Черепенько, Г.В.Калмыков -заяв. 22.08.88; опубл. 01.06.91, бюл. № 36.

21. Патент РФ № 2193083, МКИ D06F 71/00 // А41Н43/00 Способ перевода волокон тканей полуфабриката в застеклованное состояние при влажно-тепловой обработке / А.П. Черепенько, A.A. Черепенько, С.А. Лукьянчико-ва, В.И. Малько - заяв. 06.12.01; опубл. 20.11.02, бюл. № 32.

22. Патент РФ № 2191857, МКИ D06F 71/04 Способ перевода волокон тканей полуфабриката в высокоэластическое состояние при влажно-тепловой

обработке / А.П. Черепенько, A.A. Черепенько, В.И. Малько - заяв. 06.12.01; опубл. 27.10.02, бюл. № 30.

23. Патент РФ № 2194105, МКИ D06F 71/00 // А41Н43/00 Способ тепловой обработки полуфабриката в процессе виброформования / А.П. Черепенько, A.A. Черепенько, Н.П. Зубова, В.И. Малько - заяв. 06,12.01; опубл. 10.12.02, бюл. №34.

24. Патент РФ № 2193082, МКИ D06F 71/00 // А41Н43/00 Способ теплового воздействия на полуфабрикат в процессе прессования / А.П. Черепенько, A.A. Черепенько, Н.П. Зубова, В.И, Малько - заяв. 06.12.01; опубл. 20.11.02, бюл. №32.

25. Патент РФ № 2239682, МКИ D06F 73/00 // Установка для окончательной влажно-тепловой обработки мужского пиджака / А.П. Черепенько, A.A. Черепенько, Т.Г. Стебакова - заяв. 03.04.03; опубл. 10.11.04, бюл. № 31.

26. Патент РФ № 2239681, МКИ D06F 71/18 // Способ динамического механического воздействия на полуфабрикат в процессе влажно-тепловой обработки / А.П. Черепенько, A.A. Черепенько, Т.Г. Стебакова - заяв. 03.04.03; опубл. 10.11.04, бюл. № 31.

27. Патент РФ № 2275448, МКИ D06F 71/18// Способ механического воздействия на полуфабрикат из пористой ткани в процессе влажно-тепловой обработки / А.П. Черепенько, A.A. Черепенько, Т.Г. Стебакова - заяв. 10.11.04; опубл. 27.04.06, бюл. № 12.

28. Патент РФ № 2250277, МКИ D06F 71/18 // Способ механического воздействия на полуфабрикат из низкопористой ткани в процессе влажно-тепловой обработки / А.П. Черепенько, A.A. Черепенько, Т.Г. Стебакова -заяв. 03,04.03; опубл. 10.01.05, бюл. № 11.

29. Патент РФ № 2290467, МКИ D06F 71/18. Способ автоматического контроля и управления влажно-тепловой обработкой швейных изделий [Текст] / А.П. Черепенько, A.A. Черепенько - заяв. 07.02.05; опубл. 27.12.06, бюл. №36.

30. Патент РФ № 2290466, МКИ D06F 71/08. Способ автоматического управления процессом влажно-тепловой обработки швейных изделий [Текст] / А.П. Черепенько, A.A. Черепенько - заяв. 07.02.05; опубл. 27.12.06, Бюл. №36.

31. Патент РФ № 2290465, МКИ D06F 71/00. Способ автоматического управления процессом влажно-тепловой обработки швейных изделий [Текст] / А.П. Черепенько, A.A. Черепенько - заяв. 09.03.05; опубл. 27.12.06, бюл. №36.

32. Патент РФ № 2284385, МКИ D06F 71/18 Способ автоматического управления процессом влажно-тепловой обработки швейных изделий [Текст] / А.П. Черепенько, A.A. Черепенько - заяв. 07.02.05; опубл. 27.09.06, бюл. № 27.

33. Патент РФ № 2291239, МКИ D06F 71/00. Способ автоматического контроля и управления влажно-тепловой обработкой швейных изделий [Текст] / А.П. Черепенько, A.A. Черепенько - заяв. 07.02.05; опубл. 10.01.07, бюл. № 1.

34. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2008610859 [Текст] / С.В Куренова, A.A. Черепенько, Е.В. Манжула, Д.С.Федяшов - заяв. 28.12.07; опубл. 20.02.08.

Публикации в изданиях по материалам конференций, круглых столов и

сборниках научных трудов:

35. Черепенько А.А Оборудование и малооперационная ВТО полочек и спинок [Текст] / Г.В. Калмыков, А.П.Черепенько - М., 1999. - 40 с .Деп. в ВИНИТИ № 809 В99. \

36. Черепенько A.A. Оборудование и малооперационная ВТО цельновык-роенных деталей брюк [Текст] / Г.В. Калмыков, А.ПЧерепенько - М., 1999.

- 41 с .Деп. в ВИНИТИ № 810 В99.

37. Черепенько A.A. Оборудование и малооперационная ВТО цельновык-роенного рукава [Текст] / Г.В. Калмыков, А.П.Черепенько - М., 1999. - 39 с .Деп. в ВИНИТИ № 811 В99.

38. Черепенько A.A. Оборудование и малооперационная ВТО цельновык-роенного воротника [Текст] / Г.В. Калмыков, А.П.Черепенько - М., 1999. -40 с .Деп. в ВИНИТИ № 812 В99.

39. Черепенько A.A. Оборудование и малооперационная ВТО низа рукава [Текст] / Г.В. Калмыков, А.ПЛерепенько - М., 1999. - 38 с .Деп. в ВИНИТИ № 813 В99.

40. Черепенько A.A. Оборудование и малооперационная ВТО цельновык-роенных полочек [Текст] / Г.В. Калмыков, А.П.Черепенько - М., 1999. - 43 с .Деп. в ВИНИТИ № 809 В99.

41. Черепенько A.A. Теоретические методы определения тепловых параметров влажно-тепловой обработки швейных изделий [Текст] / В.И. Маль-ко, А.П.Черепенько - М., 2001. - 62 с .Деп. в ВИНИТИ № 582 В01.

42. Черепенько A.A. Исследование процесса прессования полуфабриката при влажно-тепловой обработке [Текст] / A.A. Черепенько, Н.П. Зубова, В.И. Малько А.П. Черепенько // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности. «Прогресс - 2001»: Тезисы докл. межд. науч.-техн. конф. - Иваново: ИГТА, 2001.-с. 233-234.

43. Черепенько A.A. Экспериментальные исследования тепловых процессов окончательной ВТО мужского пиджака [Текст] /, A.A. Черепенько, Зубова Н.П., А.П. Черепенько, В.И, Малько // Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения «Технология 2001»: Сб. научн. тр. межд. научн.-техн. конф. - Орел: ОрелГТУ, 2001. - с. 201 -209.

44. Черепенько A.A. Экспериментальные исследования тепловых процессов ВТО швейных изделий [Текст] / A.A. Черепенько, А.П. Черепенько, Н.П. Зубова // Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения «Технология 2001»: Сб. научн. тр. межд. научн.-техн. конф.

- Орел: ОрелГТУ, 2001. - с. 285 - 287.

45. Черепенько A.A. Системный анализ для исследований теплофизиче-ских процессов окончательной ВТО швейных изделий [Текст] / A.A. Чере-

пенько, А.П. Черепенько, В.И. Малько // Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения: Сб. научн. тр. межд. научн.-техн. конф. - Орел: Орел ГТУ. - с. 288. - 294.

46. Черепенько A.A. Параметрический анализ теплофизических процессов при статическом и динамическом силовых воздействиях на полуфабрикат [Текст] / Н.П. Зубова, A.A. Черепенько., А.П. Черепенько // «Наука и образование, новые технологии»: Межвузовский сб. науч. труд. / М.: МГУДТ, 2002.-с. 59.-67.

47. Черепенько A.A. Математическая модель теплофизических процессов при виброформовании полочек и спинки мужского пиджака [Текст] / A.A. Черепенько, А.П. Черепенько, Н.П. Зубова, В.И. Малько // «Наука и образование, новые технологии»: Межвузовский сб. науч. труд. / М.: МГУДТ, 2002.-с. 153- 157.

48. Черепенько A.A. Параметрический анализ при разработке эффективной технологии окончательной ВТО кителя для военнослужащих [Текст] / Д.И. Бологских, A.A. Черепенько,, А.П. Черепенько, A.M. Гаврилин // «Технология - 2002»: Материалы международной научно-технической конференции. - Орел: ОрелГТУ. - с. 289 - 292.

49. Черепенько A.A. Экспериментальные исследования процесса перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние при влажно-тепловой обработке кителя для военнослужащих [Текст] / А.П. Черепенько, A.A. Черепенько, Д.И. Болотских // Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения «Технология 2002»: Сб. научн. тр. межд. научн.-техн. конф. - Орел: ОрелГТУ, 2002. - с. 268 - 270.

50. Черепенько A.A. Математическая модель теплофизических процессов при прессовании конструктивных элементов мужского пиджака [Текст] / Н.П. Зубова, A.A. Черепенько, А.П. Черепенько, В.И. Малько // Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения «Технология 2002»: Сб. научн. тр. межд. научн.-техн. конф, - Орел: ОрелГТУ, 2002. - с. 213-218.

51. Черепенько A.A. Экспериментальные исследования статических механических процессов [Текст] / Т.Г.Стебакова, A.A. Черепенько, А.П. Черепенько, В.И. Малько И Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения «Технология 2002»: Сб. научн. тр. межд. научн.-техн. конф. - Орел: ОрелГТУ, 2002. - с. 221 - 228.

52. Черепенько A.A. Экспериментальные исследования физико-механических процессов окончательной ВТО при статическом воздействии на полуфабрикат [Текст] / A.A. Черепенько, Т.Г.Стебакова, А.П. Черепенько // Молодые ученые развитию текстильной и легкой промышленности. «Поиск - 2003»: Материалы докл. межд. науч.-техн. конф. - Иваново: ИГ-ТА, 2003. -с. 113-114.

53. Черепенько A.A. Экспериментальные исследования теплофизических процессов при виброобработке спинки и полочек мужского пиджака [Текст] / Н.П. Зубова, A.A. Черепенько // Известия ВУЗов ОрелГТУ. - 2004. - № 2. -с. 56-58.

54. Черепенько A.A. Новый технологический процесс окончательной влажно-тепловой обработки мужского пиджака [Текст] / А.П. Черепенько, A.A. Черепенько, Н.П. Зубова // Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения «Технология - 2003»: Сб. научн. тр. межд. на-учн.-техн. конф. - Орел: ОрелГТУ, 2003. - с. 316 - 324.

55. Черепенько A.A. Параметрический анализ физико-механических процессов при статическом и динамическом воздействиях на полуфабрикат [Текст] / А.П. Черепенько, A.A. Черепенько, Т.Г.Стебакова // Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения «Технология - 2003»: Сб. научн. тр. межд. научн.-техн. конф. - Орел: ОрелГТУ, 2003. -с. 303-309.

56. Черепенько A.A. Математическая модель деформации нитей при механическом воздействии на ткани в процессе влажно-тепловой обработки [Текст] / А.П. Черепенько, A.A. Черепенько, Т.Г.Стебакова, Малько В.И // Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения «Технология - 2003»: Сб. научн. тр. межд. научн.-техн. конф. - Орел: ОрелГТУ, 2003. - с. 297 - 302.

57. Черепенько A.A. Системный подход к проектированию технологических процессов окончательной ВТО обмундирования для сотрудников спецподразделений [Текст] / А.П. Черепенько, A.A. Черепенько, A.B. Го-рышин // Научные исследования в области техники и технологии: Межвузовский сборник научных трудов. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2004. - с. 120 -124.

58. Черепенько A.A. Оценка эффективности теплофизических процессов при прессовании и виброформовании в процессе окончательной ВТО [Текст] / Н.П. Зубова, A.A. Черепенько, А.ПЛерепенько // Известия ВУЗов ОрелГТУ. - 2004.-№ 1.-с. 43 - 46.

59. Черепенько A.A. Методика определения технологических параметров окончательной влажно-тепловой обработки одежды сотрудников силовых структур [Текст] / А.П. Черепенько, A.A. Черепенько, A.B. Горышин // Межвузовский сборник научных трудов. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2004. -с. 333 -336.

60. Черепенько A.A. Системный подход к проектированию технологических процессов окончательной ВТО форменной одежды сотрудников силовых структур [Текст] / A.A. Черепенько, А.П. Черепенько, A.B. Горышин // Научные исследования в области техники и технологии: Межвузовский сборник научных трудов. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2004. - с. 130-137.

61. Черепенько A.A. Теоретические исследования процесса перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние при окончательной влажно-тепловой обработке кителя военнослужащих / Е.В. Манжула, A.B. Горышин, А.П. Черепенько, A.A. Черепенько,- М., 2005.- 39с.- Деп. в ВИНИТИ, № 1636-В2005.

62. Черепенько A.A. Теплофизические процессы влажно-тепловой обработки швейных изделий / Е.В. Манжула, A.B. Горюшкин, А.П. Черепенько, A.A. Черепенько.- М., 2005,- 37с,- Деп. в ВИНИТИ, № 1637 - В2005.

63. Черепенько A.A. Экспериментальные исследования процесса перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние при окончательной ВТО обмундирования сотрудников спецподразделений [Текст] / А.П. Черепенько, A.A. Черепенько, A.B. Горышин // Сб. научных трудов филиала ГОУВ-ПО Московский государственный университет сервиса. - Сочи: ООО Сочи-Дизайн, МГУС, 2005. - с. 157.

64. Черепенько A.A. Теоретические основы процесса перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние при влажно-тепловой обработке [Текст] / A.A. Черепенько, А.П. Черепенько // Индустрия дизайна и технологии - Республика Казахстан, Академия бизнеса моды «Сымбат»., 2008. -Й4.-С. 11-17.

65. Черепенько A.A. Теоретические основы теплового воздействия на полуфабрикат при статическом механическом нагружении в процессе влажно-тепловой обработки [Текст] / A.A. Черепенько, А.И.Жаворонков // Индустрия дизайна и технологии - Республика Казахстан, Академия бизнеса моды «Сымбат»., 2009.-№ 1.-е. 10-18.

Личный вклад автора в опубликованных работах: [1-6,12,13,21,24,29,30,32,42-45,50,51,]-общая постановка научной задачи, разработка методов решения, [7,8,15,22,23,31,41,52-65]-постановка задачи, разработка алгоритмов решения, выполнение расчетов и обобщение полученных результатов, [9-11,14,16-20,25-28,33-40,46-49,]-разработка математической модели, реализация алгоритмов, экспериментальная и расчетные части.

Подписано в печать Заказ № 51 Усл. печ. л. 2,8 Тираж! 00 экз.

Отпечатано с готового оригинал-макета Полиграфический центр ИП Киселёв 302030, г. Орёл, ул. Московская, 65

Введение. Общая характеристика проблемы.

Глава 1 Общая характеристика работы.

1.1 Теплофизические характеристики процесса влажно-тепловой обработки швейных изделий.

1.2 Физико-механические характеристики процесса влажно-тепловой обработки швейных изделий.

1.3 Малооперационная внутрипроцессная влажно-тепловая обработка деталей швейных изделий.

1.3.1 Способ и технологический процесс формования и дублирования объемных деталей одежды.

1.3.2 Способ и технологический процесс формования и дублирования цельновыкроенного воротника.

1.3.3 Способ и технологический процесс влажно-тепловой обработки цельновыкроенного рукава.

1.3.4 Способ и технологический процесс влажно-тепловой обработки полочки с цельновыкроенным подбортом.

1.3.5 Способ и технологический процесс формования цельно-выкроенных деталей брюк.

1.4 Аналитический метод определения теплофизических и технологических параметров малооперационной влажно-тепловой обработки.

1.5 Анализ оценки эффективности технологических процессов ВТО.

1.6 Способы и технологические процессы окончательной влажно — тепловой обработки.

3.2.2. Зависимость температуры от времени по толщинам пакетов тканей. 208

3.3 Математические модели тепловых процессов при виброформовании, сушке и стабилизации. 220

3.3.1 Зависимость температуры от толщины пакетов тканей во времени. 220

3.3.2 Зависимость температуры от времени по толщииам пакетов тканей. 235

Заключение по третьей главе. 244

Глава 4 Разработка метода проектирования технологии окончательной влажно-тепловой обработки швейных изделий. 245

4.1 Аналитический критерий оценки эффективности технологических процессов ВТО. 245

4.2 Новый способ окончательной влажно-тепловой обработки. 250

4.3 Перспективный технологический процесс окончательной влажно-тепловой обработки мужского пиджака. 256

Заключение по четвертой главе.261

Глава 5 Разработка технологических и технических требований по созданию центра обрабатывающего для окончательной

ВТО мужских пиджаков.262

5.1 Назначение и технические параметры.262

5.2 Устройство и работа центра обрабатывающего.264

Основные выводы и результаты.275

Список литературы.278

Приложение.308

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОБЛЕМЫ

Актуальность темы:

Существенное значение на современном этапе развития швейной промышленности приобретает увеличение темпов и эффективности производства. Совершенство технологии влажно-тепловой обработки (ВТО) и технический уровень оборудования обуславливают рост производительности и улучшение качества швейных изделий.

При этом стадии разработки технологических процессов окончательной ВТО являются определяющим фактором формирования качества готовой продукции, увеличения спроса населения и эффективности производства.

Исследования ученых, а также специалистов в области ВТО позволили решить ряд задач по вопросам совершенствования технологии и соответствующего оборудования. Ими разработаны общие теоретические основы и требования к операциям ВТО, рабочим органам и оборудованию в целом.

Однако, недостаточная изученность теплофизических и физико-механических процессов, а также разновидность способов, технологий и их не-адаптированность к конкретным условиям управления являются сдерживающими факторами развития швейного производства.

В ранее опубликованных работах представлены вопросы, обобщающие производственный опыт и возможное направление ВТО без системной увязки. Вместе с этим локальный подход к функционированию оборудования и технологии, а также отсутствие научной базы по данной проблеме не позволяют разработать новые способы и эффективные технологические процессы окончательной ВТО.

Анализ основных положений окончательной ВТО показал, что до настоящего времени отсутствуют современные теоретические основы теплофизическо-го воздействия на обрабатываемый полуфабрикат, в том числе не разработаны математические модели и алгоритмы расчета технологических режимов тепловых параметров перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние, при механическом воздействии на изделие, а также при его сушке и переводе волокон тканей в застеклованное состояние.

Отсюда видно, что исследования теоретических и технологических основ-теплофизических процессов, а также создание эффективных технологических процессов окончательной ВТО швейных изделий являются актуальной проблемой.

Решению этой проблемы посвящена представленная к защите диссертационная работа. Цель работы:

Цель работы заключается в повышении производительности изготовления и улучшении качества швейных изделий на основе развития теории проектирования высокоэффективных технологий окончательной ВТО.

Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие основные задачи:

1. Систематизация методов проектирования технологических процессов и практических методов ВТО.

2. Определение направлений исследований и путей их реализации.

3. Теоретические и экспериментальные исследования теплофизических процессов ВТО.

4. Разработка математических моделей и алгоритмов расчета параметров и показателей окончательной ВТО, необходимых для создания эффективного технологического процесса, а также для управления теплофизиче-скими процессами.

5. Разработка нового способа и эффективного технологического процесса окончательной ВТО мужского пиджака.

6. Разработка исходных требований для создания центра обрабатывающего для окончательной ВТО мужского пиджака.

Объект исследований:

Методы проектирования технологии ВТО, в том числе теплофизических процессов воздействия на полуфабрикат. Общая характеристика методов исследований:

При проведении теоретических исследований использованы методы сисч темного анализа, макромолекулярной теории полимеров, термодинамики, в том числе тепломассопереноса в капиллярно-пористых телах, тепловой кинетики, аэродинамики, теории исследования операций, теории случайных чисел, методов оптимизации параметров объектов и процессов, математического моделирования и программирования.

При выполнении экспериментальных исследований использовались термодинамические методы исследований материалов, методы математического планирования и анализа экспериментов необходимая вычислительная техника.

В работе применялись следующие программные продукты: MathCad, Maple, STATISTICA Industrial System, Stratum-2000, Компас, Corel Draw, T-Flex, Word, Excell.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций основывается на лабораторных натурных экспериментах и подтверждена математическими методами, а также производственной апробацией результатов работы. Научая новизна работы:

Разработаны теоретические и технологические основы теплофизических процессов окончательной влажно-тепловой обработки швейных изделий и оценки их эффективности в том числе:

1. Разработаны математические модели теплофизических процессов ВТО, позволяющие оптимизировать параметры теплового воздействия на полуфабрикат;

2. Получены системы дифференциальных уравнений, позволяющие определять необходимое количество тепла, температуру слоев конструктивных элементов полуфабриката и длительность процессов перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние, теплового воздействия на полуфабрикат при прессовании и виброформовании, сушке и переводе волокон тканей в застеклованное состояние;

3. Получены аналитические зависимости, позволяющие оптимизировать качество и длительность процессов влажно-тепловой обработки и рассчитывать их эффективность;

4. Разработаны способы, защищенные 5 патентами РФ и алгоритмы расчета теплофизических параметров влажно-тепловой обработки швейных изделий;

5. Разработаны способы, защищенные 7 патентами РФ и алгоритмы управления теплофизическими процессами влажно-тепловой обработки.

Значимость для теории:

1. Разработанные автором аналитические схемы зависимостей теплофизиче-ского воздействия на полуфабрикат являются вкладом в общую теорию влажно-тепловой обработки швейных изделий.

2. Обоснована концепция проектирования технологических процессов окончательной влажно-тепловой обработки с учетом использования математических моделей теплофизических процессов и математических моделей управления данными процессами.

3. Система алгоритмов определения режимов и управления влажно-тепловой обработкой позволила реализовать концепцию единого комплексного методологического подхода к проектированию технологии влажно-тепловой обработки швейных изделий в зависимости от теплофизических и других сопутствующих воздействий на полуфабрикат.

4. Новая база знаний в области проектирования технологии и управления влажно-тепловой обработкой.

Практическая значимость работы:

1. Разработаны методы решения задач проектирования высокоэффективных способов и технологических процессов окончательной ВТО швейных изделий (на примере мужского пиджака), позволяющие прогнозировать и оптимизировать их параметры и эффективность, в том числе алгоритмы для расчета на ЭВМ теплофизических процессов - и управления данными процессами.

2. Разработаны новые эффективные технологические процессы и экспериментальная установка для окончательной ВТО мужского пиджака.

3. Разработано и защищено свидетельством о государственной регистрации программы для ЭВМ «Программное обеспечение для системы автоматизированной оценки эффективности этапа прессования в процессе окончательной влажно-тепловой обработки полуфабриката».

4. Улучшено качество швейных изделий путем выполнения операций отделки с одного навешивания, а также исключения растяжения волокон обрабатываемых тканей на объемных участках полуфабриката и применения научно-обоснованных режимов и параметров ВТО.

5. Улучшены санитарно-гигиенические условия труда за счет введения в технологический процесс ВТО операции удаления отработанного технологического пара и тепла (аспирация) и отделения зоны загрузки от зоны обработки прозрачным теплозащитным экраном.

6. Разработанные исходные требования позволяют создать обрабатывающий центр для окончательной ВТО всего размерно-ростового ряда мужского пиджака.

Автор защищает:

Научно-обоснованные технические и технологические решения по повышению производительности изготовления и улучшения качества швейных изделий за счет новых технологий влажно-тепловой обработки, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики страны, связанные с конкурентоспособностью отечественной швейной промышленности в том числе:

1. Концепцию проектирования технологических процессов окончательной ВТО, интегрированную в САПР;

2. Математические модели и алгоритмы для определения и оптимизации параметров теплофизических процессов окончательной ВТО;

3. Математические модели и алгоритмы для управления теплофизическими процессами окончательной ВТО;

4. Результаты исследований на математических моделях и последующих натурных экспериментах, положены в основу разработанного нового способа и создания технологического процесса окончательной ВТО;

5. Аналитические методы оценки эффективности технологических процессов окончательной ВТО;

6. Исходные инженерные требования по созданию обрабатывающего центра для внедрения в швейное производство полученных результатов диссертационной работы;

Апробация результатов работы:

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на 20 конференциях различного уровня, в том числе: международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности — Прогресс», ИГТА, г. Иваново, 2001; международной научно-технической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения - Технология», ОрелГТУ, г. Орел, 2001, 2002, 2003; межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые развитию текстильной и легкой промышленности - Поиск», ИГТА. Иваново, 2003; международной научно-технической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения - Технология», ОрелГТУ, г. Орел (Россия) Сиде (Турция), 2006; международной научно-практической конференции «Метрологическое обеспечение, стандартизация и сертификация в сфере услуг». Шахты, ЮРГУЭС, 2006;

Работа выполнена по гранту федеральной целевой программы НТП ТОО — 10.4-2477 «Разработка теоретических и технологических основ окончательной влажно-тепловой обработки (ВТО) мужского пиджака» (номер гос. регистрации 01.2.00.101809).

Автор монографии изданной по результатам диссертационной работы является Лауреатом конкурса Минобразования РФ на лучшую научную книгу 2008 года.

Внедрение результатов исследований:

1. Способ и технологический процесс окончательной ВТО мужского пиджака внедрен Орловским ООО «Радуга» при изготовлении кителя для военнослужащих (100 штук).

2. Полученные результаты внедрены в учебный процесс теоретических и практических курсов по дисциплинам «Оборудование для ВТО», «Технология швейных изделий».

3. Результаты исследований вошли в монографию «Теоретические и технологические основы теплофизических процессов окончательной ВТО швейных изделий» авторы Черепенько А. А., Черепенько А. П. (г. Москва, издательство «Прогресс», 2008, - 173 е.).

Публикации:

Всего по материалам диссертации опубликовано 65 печатных работ, среди которых статьи в материалах и сборниках научных трудов и конференций различного уровня, в том числе 17 в реферируемых журналах центральной печати, рекомендованных ВАК, 14 патентов и 1 свидетельство на программу ЭВМ, 2 монографии. Работа выполнялась по гранту федеральной целевой программы НТП ТОО - 10.4-2477 а результат изложен в отчете «Разработка теоретических и технологических основ окончательной влажно-тепловой обработки (ВТО) мужского пиджака» (номер гос. регистрации 01.2.00.101809).

Личное участие в получении изложенных в диссертации результатов:

Обоснование и постановка цели исследований, формулировка задач, научной концепции, определение методов и направлений исследований, системный анализ проблемы, анализ и систематизация полученных результатов, теоретичеп ские исследования и заключения, положения и выводы по работе, организация и непосредственное участие в широком комплексе экспериментальных исследований принадлежат лично автору.

Ряд положений методологического, теоретического и экспериментального характера в разработке методов проектирования эффективных технологических процессов ВТО использованы при выполнении и защите диссертационных работ на соискание ученой степени кандидата технических наук Зубовой Н. П. Стеба-ковой Т. Г. Манжулой Е. В. под руководством автора.

Автору принадлежат основные идеи подавляющего большинства изобретений, опубликованных и использованных в диссертационной работе. Структура и объем:

Диссертационная работа изложена на 306 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, 2 таблиц, 112 рисунков, заключения и библиографического списка насчитывающего 257 наименований, а также приложений, изложенных на 15 страницах.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Научно обоснованы технические и технологические решения по повышению производительности изготовления и улучшения качества швейных изделий.

2. Установлено, что процессы теплового воздействия на полуфабрикат изучены не в полной мере, а окончательная ВТО плечевых изделий проводится на ряде единиц оборудования с переукладкой и перенавешиванием полуфабриката.

3. Уточнено целевое назначение и основные функции окончательной N

ВТО, выявить подсистемы и их элементы, определить структуру технологического процесса, условия и способ обработки, а также метод проектирования. При этом определена система параметров и их числовые значения.

4. Проведено теоретическое обоснование и выполнены исследования по разработке методов проектирования технологических процессов окончательной ВТО с учетом теплового воздействия на полуфабрикат, а также управления теплофизическими процессами.

Разработанные математические модели перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние, теплового воздействия, на изделие при прессовании, виброформовании, сушке нагретым воздухом и переводе волокон тканей в застеклованное состояние, а также управление данными процессами позволяют производить расчеты по оптимизации тепловых параметров ВТО и управления процессом теплового воздействия на полуфабрикат.

5. Проведенные экспериментальные исследования по совершенствованию методов проектирования технологических процессов окончательной ВТО показали адекватность теоретических и экспериментальных работ (критерий Фишера 0,95).

При этом разработан метод проектирования и расчета теплофизических параметров во времени с учетом толщины; конструктивных элементов полуфабриката.

6. На основе: результатов теоретических и экспериментальных исследований разработан новый способ окончательной ВТО плечевой одежды с одного навешивания и с учетом оптимального воздействия тепла на изделие во времени.

7. Разработана новая технология окончательной ВТО мужского пиджака, обеспечивающая существенное улучшение качества и повышение производительности за счет исключения многократных переукладок и перенавешиваний изделия в процессе: обработки и оптимизации тепловых процессов.

8. Результаты, полученные при выпуске партии плечевых швейных изделий в условиях ООО «Радуга» г. Орел показали эффективность разработанной технологии; При этом повышена производительность на 286% и существенно улучшено качество продукции.

9. Внедрение новых технологий окончательной ВТО вносит значительный} вклад; в; развитие экономики страны, связанные с конкурентоспособностью отечественной швейной; промышленности.

10. Результаты научно исследовательских работ и.промышленная апробация технологического процесса позволили разработать исходные техноло

• гические и технические требования на создание обрабатывающего центра для окончательной ВТО мужского пиджака.

1:1. Инновационность научно исследовательских и опытно конструкторских разработок подтверждена патентами РФ.

12. Всего по материалам диссертации опубликовано 65 печатных работ, среди которых статьи в материалах и сборниках научных трудов и конференций различного уровня, в том числе 17 в реферируемых журналах центральной печати, рекомендованных ВАК, 14 патентов и 1 свидетельство на программу ЭВМ, 2 монографии.

Работа выполнена по гранту федеральной целевой программы НТП ТОО - 10.4-2477 «Разработка теоретических и технологических основ окончательной влажно-тепловой обработки (ВТО) мужского пиджака» (номер гос. регистрации 01.2.00.101809).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработанный аналитический метод оценки эффективности позволяет оптимизировать длительность и качество ВТО на стадии проектирования технологического процесса.

Полученный новый способ окончательной ВТО обусловил разработку перспективного технологического процесса на одном манекене без перенавешиваний, позволивший улучшить качество окончательной ВТО и почти в 3 раза повысить производительность труда.

При этом улучшены санитарно-гигиенические условия труда за счет удаления из зоны обработки отработанного технологического пара, нагретого воздуха и тепла.

ГЛАВА 5

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ТЕХНИЧЕКИХ ТРЕБОВАНИЙ ПО СОЗДАНИЮ ЦЕНТРА ОБРАБАТЫВАЮЩЕГО ДЛЯ ОКОНЧАТЕЛЬНОЙ ВТО МУЖСКИХ ПИДЖАКОВ

5.1 Назначение и технические параметры

Обрабатывающий центр предназначен для окончательной ВТО мужских пиджаков и может быть использован на крупных швейных предприятиях в потоках по серийному и массовому производству (пошиву) пиджаков мужских костюмов и пиджаков ведомственных форм (военной, железнодорожной, налоговой, милицейской и т.п.) [164].

Центр обрабатывающий призван заменить используемые на швейных предприятиях страны длительное время малоэффективные линии окончательной ВТО, состоящие из изношенного и морально-устаревшего оборудования таких фирм как "Оо1¥тап"(Германия), "Раппота" (Венгрия) и др.

При этом трудоемкость окончательной ВТО мужского пиджака на оборудовании фирмы "Goffman"(Гepмaния) [154] составляет 403 секунды, а на предлагаемом - 100 сек. Таким образом, рост производительности труда (РПТ):

403-117 РПТ = 100% = 286%

100

Высокая эффективность разработки обеспечивается посредством концентрации операций окончательной ВТО на одной единице оборудования, использования манекенных рабочих органов внутренней формы одежды и применения комбинированных методов силового воздействия на материал пиджака - прессования в сочетании с вибрацией.

Аналоги предлагаемому к разработке оборудованию отсутствуют.

Центр обрабатывающий должен изготавливаться в 2-х исполнениях: Оба исполнения составляют комплекс оборудования для окончательной ВТО пиджаков 44- 58 размеров, который обслуживается одним оператором. При этом в комплект входят оба исполнения.

1. Кокеткин П.П. Теоретические основы технологии соединения деталей одежды Текст. : автореф. дис. . докт. техн. наук / П.П. Кокеткин. - М., 1983.-40 с.

2. Рогова А.П. Изготовление одежды повышенной формоустойчивости Текст. / А.П. Рогова, А.И. Табакова. — М.: Легкая индустрия, 1979. 192 с.

3. Орлов И.В. Влажно-тепловая обработка швейных изделий из нетканых материалов и тканей с лавсаном и нитроном Текст. / И.В. Орлов, Н.П. Березненко. К.: ITI, 1966. - 44 с.

4. Бунин O.A. Процессы тепло- и влагообмена при обработке ткани в готовой одежде Текст. / O.A. Бунин, С.А. Плаксин // Известия ВУЗов. «Технология текстильной промышленности». 1967. - № 5. - с. 76 - 78.

5. Богуславский А.Н. Термомеханические свойства шерсти в интервале температур -100°С +200°С Текст. / А.Н. Богуславский, Л .Я. Лысенко // Известия ВУЗов. «Технология текстильной промышленности». Иваново, 1984. — № 5. — с. 22-24.

6. Лопандин И.В. Исследование систем и средств промышленного производства одежды Текст. : автореф. дис. . докт. техн. наук / И.В. Лопандин. — М., 1984.-40 с.

7. Милаппос В.М. Исследование изменений структуры ткани при постоянной деформации Текст. / В.М. Милашюс // Известия ВУЗов. «Технология текстильной промышленности». 1974. - № 2. - с. 21 - 24.

8. Рзаева P.P. Влияние прессования на устойчивость формы из ткани с лавсаном Текст. : автореф. дис. . канд. техн. наук / P.P. Рзаева. М., 1965.-23 с.

9. Субботин Ю.П. Количественный метод оценки результатов тепломеханического формования ткани по толщине Текст. / Ю.П. Субботин, Н.Б. Хомуцкий // Известия ВУЗов. «Технология текстильной промышленности». -1972. -№2. -с. 26-29.

10. Колотилова Т.В. Исследование зависимости воздухопроницаемости текстильных материалов от влажности Текст. / Т.В. Колотилова, В.В. Весе-лов // Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности. 1983. -№4.-с. 15-17.

11. Пятов Л.И. Термические расчеты и автоматизация тепловых процессов в легкой промышленности Текст. / Л.И. Пятов, В.Н. Наумов. М.: Легкая промышленность, 1972. - 240 с.

12. Дубровный В.А. Исследование процессов влажно-тепловой обработки швейных изделий и разработка замкнутой схемы автоматизации гладильных прессов Текст. : дис. . канд. техн. наук / В.А. Дубровный. — 1964. 166 с.

13. Орлов И.В. Влажно-тепловая обработка швейных изделий, Текст. / И.В. Орлов, Н.П. Березненко, С.Т. Довгошея // ЦБТИ Черноморского CHX. -Киев, 1964. 44 с.

14. Соколов A.B. Влияние кинетики переноса влаги на проведение влажно-тепловой обработки швейных изделий различными рабочими средами Текст. : дис. . канд. техн. наук / A.B. Соколов. К., 1973. - 132 с.

15. Бурмистенков Исследование теплопередач от рабочих органов оборудования с целью совершенствования процесса тепловой обработки швейных изделий Текст. : дис. . канд. техн. наук / Бурмистенков. К., 1972. - 130 с.

16. Совершенствование процессов влажно-тепловой обработки швейных изделий Текст. : обзорная информация. М.: ЦНИИТЭИИЛегпром, 1974. -Вып. 2. - 38 с.

17. Болотских Д.И. Теплофизические и физико-механические характеристики процесса ВТО швейных изделий Текст. / Болотских Д.И., Черепенько

18. A.П., Калмыков Г.В. // Сборник рефератов НИР и ОКР. М.: ВИНИТИ, 1997. -№ 3179-В97. - 33 с.

19. Каргин В.А. Избранные труды: структура и механические свойства полимеров Текст. / В.А. Каргин. М.: Химия, 1979. - 451 с.

20. Каргин В.А. Краткие очерки по физико-химии полимеров Текст. /

21. B.А. Каргин, Г.Л. Слонимский. М.: Химия, 1967. - 231 с.

22. Каргин В.А. Журнал физической химии Текст. / В.А. Каргин, Т.И. Соголова. М., 1949, т. 23. - 538 с.

23. Александров А.П. Журнал технической физики Текст. / А.П. Александров, Ю.С. Лазуркин. М., 1979, т. 9. - с. 1249.

24. Аналитическая химия полимеров Текст. / под ред. К. Клайна; перевод с англ. -М.:Мир, 1965.-е. 136- 151.

25. Калиновски Е. Химические волокна (исследования и свойства) Текст./ Е. Калиновски, Т.В. Урбанчик. М.: Легкая индустрия, 1966. - 319 с.

26. Бартенев Г.М. Физика и механика'полимеров Текст. / Г.М. Бартенев, Ю.В. Зеленев. М.: Высшая школа, 1983. - 391 с. .

27. Пакшвер А.Б. Свойства-и особенности переработки химических волокон Текст.-/ А.Б. Пакшвер. М.: Химия, 1973.

28. Васильков Ю.В. Термообработка текстильных изделий Текст. / Ю.В. Васильков, А.В. Романов. М.: Легпромбытиздат, 1990. - 206 с.

29. Марк Молекулярные силы и механические свойства высокополимеров Текст. / Марк. Высокомолекулярные соединения, 1945. — вып. 3.

30. Александер П. Физика и химия шерсти Текст. / П. Александер, Р. Хадсон. -М.: Гизлегпром, 1958. 390 с.

31. Алфрей Т. Механические свойства высокополимеров Текст. / Т. Ал-фрей. — М.: Иностранная литература, 1952. — 142 с.

32. Ребиндер П.А. Физико-химические основы пищевых производств Текст. / П.А. Ребиндер [и др.]. М.: Гизлегпром, 1952. - 216 с.

33. Беляева С.А. Направления работ по развитию ассортимента материалов для одежды и оценки их качества Текст. / С.А. Беляева, B.C. Федоровская // Сборник трудов ЦНИИШП. М.: Верже-РА, 2000.

34. Беляева С.А. Льносодержащие ткани для создания одежды с улучшенными эксплуатационными свойствами Текст. / С.А. Беляева, A.C. Кондра-шев, JI.A. Эглит // В зеркале текстильной и легкой промышленности. М., 2000.-№ 1.

35. Мартынова Ю.А. Новое в ассортименте текстильных материалов для одежды Текст. / Ю.А. Мартынова // Сборник трудов ЦНИИТТТП. М.: Верже-РА, 2000.

36. Коволь Е.В. О качестве текстильных материалов для одежды Текст. / Е.В. Коволь, Е.С. Пищулина, З.И. Шалыгина // Швейная промышленность. -М., 2000.-№5.

37. Орлов И.В. Основы технологии и автоматизации тепловой обработки швейных изделий Текст. / И.В. Орлов, В.А. Дубровный. М.: Легкая индустрия, 1974.-231 с.

38. Русаков С.И. Технология швейного производства Текст. / С.И. Русаков, С.С. Эппель, Г.Л. Трухан, В.И. Попков. М.: Ростехиздат, 1961. - с. 135 -141.

39. Лыков A.B. Тепло- и массоперенос в процессе сушки Текст. / A.B. Лыков. Л - М.: Госэнергоиздат, 1956. - 288 с.

40. Черепенысо А.П. Влажно-тепловая обработка швейных изделий Текст./ А.П. Черепенысо, В.А. Скалаух, С.С. Иванов, А.Г. Павленко. Орел.: ОрелГТУ, 1995.- 164 с.

41. Довгошея G.T. Исследование влияния влаги на процессы влажнотепловой обработки швейных изделий Текст. : дисканд. техн. наук / С.Т.

42. Довгошея. Киев: КТИЛП, 1966. - 203 с.

43. Архангельский H.A. Изменения в длине и тонине шерстяного волокна, происходящие при действии влаги различных температур Текст. / H.A. Архангельский // Сборник работ сектора шерсти. НИТИ,. 1931. - вып. 4.

44. Архангельский H.A. Влияние обработки водой и паром различной температуры и продолжительности на изменение крепости-и растяжимости шерстяных волокон Текст. / H.A. Архангельский // Сборник работ сектора шерсти.-НИТИ, 1933.-вып. 16. :

45. Бунин О.А; Процессы тепло- и влагообмена при обработке ткани в готовой одежде Текст. / O.A. Бунин, С.А. Плаксин // Известия ВУЗов. «Технология текстильной; промышленности». 1967. -№ 5. -с. 76-78;

46. Орлов И.В. Формы и виды связи; влаги с текстильными волокнами Текст. / ИШ: Орлов, С.Т. Довгошея // Известия ВУЗов: «Технология легкой промышленности».- 1963: - № 4. - с. 145 - 152.

47. Орлов И.В: Влияние на процесс тепло- и массопереноса при, ВТО швейных изделий, наличия сквозных отверстий в нижней подушке пресса Текст. / И.В. Орлов, С.Т. Довгошея//Известия ВУЗов. «Технология легкой промышленности». 1969. - № 3. - с. 96 - 99.

48. Орлов И.В. Перенос влаги и тепла в слоях тканей при ВТО- Текст. /

49. И.В. Орлов, С.Т. Довгошея // Известия ВУЗов. «Технология легкой промышленности». 1971. -№ 5. - с. 92 - 96.