Исследования тепловых процессов при виброформовании полуфабриката и совершенствование технологии окончательной влажно-тепловой обработки мужского пиджака тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.04, кандидат технических наук Манжула, Елена Вячеславовна

• Манжула, Елена Вячеславовна
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Манжула, Елена Вячеславовна

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОБЛЕМЫ

1.1 Теоретические основы процесса влажно-тепловой обработки

1.2 Свойства текстильных материалов используемых в процессе 17 влажно-тепловой обработки

1.3 Системный анализ 38 Выводы

2 СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ 44 ПРОЦЕССЫ ОКОНЧАТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНО-ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ

2.1 Способы влажно-тепловой обработки швейных изделий

2.2 Технологические процессы окончательной влажно-тепловой 49 обработки

2.3 Оценка эффективности технологических процессов влажно-тепловой обработки

Выводы

3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ

ПРОЦЕССОВ ПРИ ВИБРОФОРМОВАНИИ

ПОЛУФАБРИКАТА

Выводы

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ВИБРОФОРМОВАНИИ 98 ПОЛУФАБРИКАТА

4.1 Экспериментальные исследования распределения температуры по толщине пакетов тканей при виброформовании полуфабриката

4.2 Экспериментальные исследования температурных параметров тепловых процессов во времени по толщине пакетов тканей

Выводы

5 РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВЛАЖНО

ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ

5.1 Разработка способа влажно-тепловой обработки

5.2 Разработка технологического процесса влажно-тепловой обработки

5.3 Оценка эффективности теплофизических процессов при влажно-тепловой обработке

Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследования тепловых процессов при виброформовании полуфабриката и совершенствование технологии окончательной влажно-тепловой обработки мужского пиджака»

Современный этап развития швейного производства характеризуется повышением эффективности производства и улучшением качества выпускаемой одежды. Это обуславливает дальнейшее совершенствование технологических процессов изготовления одежды.

При этом повышение эффективности производства и качества швейных изделий в значительной степени зависит от влажно-тепловой обработки (ВТО), существенно влияющей па производительность процесса, товарный вид и износоустойчивость одежды.

По трудоемкости изготовления одежды процессы ВТО занимают более 30 %, что свидетельствует об их весомости в технологическом цикле.

Так при изготовлении одежды посредством внутрипроцессной ВТО осуществляют формование объемных участков, разутюживание и заутюживание швов, загибку и прессование края, склеивание деталей и выдавливание, а посредством окончательной ВТО изделию придают требуемый товарный вид путем выравнивания поверхности, восстановления объемных участков, придания пространственной формы и снятия лас.

Таким образом, диапазон воздействия ВТО на текстильные материалы достаточно широк и включает операции, связанные с локальным воздействием по линии, площади и объему. ВТО осуществляется посредством гладильных прессов, утюжильных столов, установок для склеивания, электрических, паровых и электропаровых утюгов, путем воздействия на ткань влаги, тепла и деформирующих сил.

Важность и значительный удельный вес операций ВТО при изготовлении швейных изделий обусловили большое количество исследований. Работы отечественных и зарубежных ученых И.В. Орлова, С.С. Эппеля, Л.Д.Дябловой, Э.Х. Меликова, Н.П. Березненко, А.П. Черепенько, Г. Горин-га, Э. Нэмета, Б. Эперьеши и др. позволили решить ряд задач по разработке технологии и оборудования для ВТО. Этими учеными разработаны теоретические основы и определены основные требования к операциям ВТО и применяемому оборудованию, созданы способы, технологические процессы и оборудование для их реализации, средства контроля и управления.

Вместе с тем при разработке технологических процессов ВТО существующие аналитические и экспериментальные методы определения показателей и параметров ВТО при виброформовании не позволяют в полной мере установить режимы обработки, так как оптимизация температурных и временных показателей в рабочей зоне не проводилась.

Цель данной работы - разработка эффективной технологии окончательной ВТО мужского пиджака.

В соответствии с целью работы определены основные задачи исследований: на основе системного подхода провести качественный анализ процессов при виброформовании и разработать этапы количественного исследования технологического процесса; провести сравнительный анализ существующих технологий ВТО; разработать математическую модель теплофизических процессов ВТО при виброформовании полуфабриката; провести экспериментальные исследования тепловых процессов при виброформовании; разработать способ теплового воздействия на полуфабрикат в процессе виброформования при ВТО; разработать эффективный технологический процесс окончательной ВТО мужского пиджака; разработать критерий оценки эффективности тепловых процессов при виброформовании полуфабриката.

Объектами исследования являются тепловые процессы при виброформовании полуфабриката и технология окончательной ВТО мужского пиджака.

Методы исследования. Основным методологическим приемом исследования является системный подход, сочетающий теоретические и экспериментальные методы исследования.

Исследование теплофизических процессов при виброформовании полуфабриката осуществлялось на основе математической модели с учетом временных параметров. Использование кубических сплайнов позволило получить гладкие зависимости динамики распределения температуры по толщине пакета тканей. Расчет тепловых параметров осуществлялся на персональном компьютере (ПК), согласно разработанному алгоритму. Теория «исследования операций» использована при разработке критерия оценки эффективности теплофизических процессов при ВТО.

Экспериментальные исследования проводились на стенде, обеспечивающем необходимые условия ВТО. Результаты исследований обработаны методом наименьших квадратов на ПК. Экспериментальные математические модели использованы при построении зависимостей распределения температуры.

Научная новизна, достоверность и практическая ценность работы состоит в том, что осуществлено решение научной проблемы исследования тепловых процессов при виброформовании полуфабриката и совершенствощ вания технологии окончательной ВТО мужского пиджака. При этом получены новые результаты в следующих направлениях: на основе системного подхода разработаны пути и структура процесса совершенствования технологии окончательной ВТО швейных изделий; на основе качественного анализа теплофизических процессов при статическом и динамическом силовом воздействии на полуфабрикат определены метод и последовательность передачи тепла, условия теплопередачи и способ нагрева полуфабриката; разработана математическая модель тепловых процессов ВТО при виброформовании полуфабриката; предложен способ тепловой обработки полуфабриката, основанный конвективном воздействии тепла в сочетании с виброобработкой, позволяющий сократить время обработки; разработан технологический процесс окончательной ВТО мужского пиджака, исключающий перенавешивание (переукладку) в процессе обработки; разработан критерий оценки эффективности ВТО швейных изделий, характеризующий как технологический эффект обработки, так и сам процесс; установлены зависимости, позволяющие установить характер распределения температуры внутри пакета тканей и во времени при виброформовании переда и спинки мужского пиджака.

Достоверность полученных результатов подтверждается данными апробаций и внедрениями.

Практическое применение. Теоретические и практические результаты диссертационной работы использованы в научно-исследовательских работах, выполненных в Южно-Российском государственном университете экономики и сервиса.

Результаты диссертационной работы внедрены и используются на ряде предприятий легкой промышленности:

- ООО «Глория Джине», г.Шахты, Ростовской области, ожидаемый экономический эффект составляет 342 тысячи рублей;

- ООО «Алтан» г. Пятигорск, Ставропольского края;

- ОАО ПТФ «Глория» г. Новошахтинск, Ростовской области;

- ООО «ЛАГОС» г. Ейск, Краснодарского края, годовой экономический эффект от использования разработанного способа в цехе окончательной ВТО составил 283 тысячи рублей. В целом экономический эффект от использования результатов диссертационной работы составляет 625 тысяч рублей.

Результаты исследований использованы в Кавминводском институте сервиса при разработке теоретической и практической части дисциплин специальностей 260901 «Технология швейных изделий», 260902 «Конструирование швейных изделий», 281300 «Художественное проектирование костюма». Акты, подтверждающие внедрение и экономическую эффективность, приведены в диссертации.

Апробация. Основные положения работы были представлены и получили одобрение на следующих конференциях:

- 9-й международной научно-практической конференции «Наука - сервису» (МГУС, 2004);

- Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные процессы в регионах России» (Волгоград, 2005);

- Всероссийской научно-практической конференции «Информационные технологии в образовании и науке» (МФЮА, 2006);

- Международной научно-практической конференции «Метрологическое обеспечение, стандартизация и сертификация в сфере услуг» (ЮРГУЭС, 2006);

- Международная научно-практическая Интернет-конференция «Информационные технологии в науке и образовании» (РГИОО, 2006)

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 11 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав с выводами, заключения, списка литературы, насчитывающего 131 наименование и приложения, содержащего акты о внедрении результатов работы на предприятиях легкой промышленности и в учебном процессе. Общий объем работы составляет 161 страницу, в том числе содержит 70 рисунков, 2 таблицы, 1 приложение.

Заключение диссертации по теме «Технология швейных изделий», Манжула, Елена Вячеславовна

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1) В результате системного анализа теплофизических процессов при виброформовании полуфабриката в процессе ВТО, как функциональной системы, определено целевое назначение теплофизических процессов, выявлены подсистемы и их элементы.

2) На примере ведущих отечественных и зарубежных производителей верхней одежды проведен анализ существующих способов и технологических процессов окончательной ВТО мужского пиджака.

Выявлено, что переукладка (перенавешивание) полуфабриката в процессе обработки вызывает непредвиденные деформации, требующие дополнительных временных затрат на их устранение. Таким образом, необходимо дальнейшее совершенствование технологии окончательной ВТО.

3) Разработана математическая модель тепловых процессов при виброформовании полуфабриката позволяющая определять температурный градиент пакетов тканей мужского пиджака и длительность теплового воздействия, определен характер распределения температуры по толщине пакета тканей переда и спинки мужского пиджака.

4) В результате экспериментальных исследований теплофизических процессов при виброформовании переда и спинки мужского пиджака получены уравнения регрессии в виде полиномов 4-й степени, позволяющие определять температуру в различных точках пакета тканей во времени.

5) Предложен новый способ теплового воздействия на полуфабрикат, в котором за счет совмещения операций пропаривания и виброформования, а также частичного совмещения операции обработки нагретым воздухом и виброформования время обработки сократилось на 16 %.

6) Разработан эффективный технологический процесс окончательной ВТО мужского пиджака, исключающий перенавешивание (переукладку) в процессе обработки, обеспечивающий рост производительности в 2,5 раза, сокращение рабочих мест на 3-5 единиц, экономию производственных площадей на 5-15 % и улучшение качественных показателей изделий.

7) Предложенный критерий оценки эффективности тепловых процессов ВТО при виброформовании учитывает температуру и влажность пакета тканей и длительность воздействия на полуфабрикат.

8) Использование разработанной технологии на предприятиях швейной промышленности позволило произвести модернизацию технологических процессов окончательной ВТО, сократить энергоемкость производства, ликвидировать операции по дополнительной утюжке и снятию лас, снизить количество операций ВТО. Суммарный экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работы составил 625 тыс. рублей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Манжула, Елена Вячеславовна, 2006 год

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

2. Каргин В.А. , Слонимский Г.Л. Краткие очерки по физико химии полимеров. - М.: Химия, 1967.- 231 с.

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

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

5. Аналитическая химия полимеров./Под ред. К.Клайна. Перевод с анг.-М.: Мир, 1965.-С. 136-151.

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

7. Бартенев Г.М., Зеленев Ю.В. Физика и механика полимеров. М.: Высшая школа, 1983.- 391 с.

8. Пакшвер А.Б. Свойства и особенности переработки химических волокон. М.: Химия, 1973.-435 с.

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

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

11. Черепенько А.П., Скалаух В.А., Иванов С.С., Павленко А.Г. Влажно-тепловая обработка швейных изделий. Орел.: ОГТУ, 1995.- 164 с.

12. Мигальцо И.И., Третьякова Л.И., Эндре Нэмет, Богларка Эперьеши. Термические процессы в швейной промышленности.-К.: Техника. Будапешт: Мюсаки, 1987.- 216 с.

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

14. Лыков А.В. Тепло- и массоперенос в процессе сушки. М.: Госэнергоиздат,1956.- 288с.

15. Чонгарская JI.M. Разработка конструкции рабочих органов паропрессов с целью повышения эффективности процесса ВТО. Диссертация на соискание ученой степени кандидата техн. наук.- М.: МГАЛГТ, 1993.-180с.

16. Гинсбург А.С., Савина И.М. Массообменные характеристики пищевых продуктов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982.- 280 с.

17. Красников В.В. Кондуктивная сушка. М.: Энергия, 1973.- 288 с.

18. Лыков А.В. Теория сушки. М.: Энергия, 1968.- 470 с.

19. Бунин О.А., Плаксин С.А. Процессы тепло- и влагообмена при обработке ткани в готовой одежде. Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1967.- №5,- С.76-78.

20. Березненко Н.П. Исследование температурного поля в слоях тканей в процессе ВТО швейных изделий. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата техн. наук. К.: КТИЛП, 1965.- 26 с.

21. Довгошея С.Т. Исследование влияния влаги на процессы ВТО швейных изделий. Диссертация на соискание ученой степени кандидата техн. наук.- К.: КТИЛП, 1966.- 203 с.

22. Павленко А.Г. Анализ процессов ВТО швейных изделий с использованием пара, выработанного в проутюжильнике, и пара, выработанного в парогенераторе. Диссертация на соискание ученой степени кандидата техн. наук,- К.:КТИЛП, 1969.- 152 с.

23. Орлов И.В. Значение рабочей среды в процессе ВТО швейных изделий.//Известия вузов. Технология швейной промышленности .-М.: 1970.-№3.- С. 96-101.

24. Кузьмичев В.Е., Веселов В.В., Меликов Е.Н. Исследование процесса обработки швейных изделий паровыми активными средами.//Известия вузов. Технология легкой промышленности.-К.: 1982.-№1.- С.68-71, №2,- С.64-68.

25. Орлова С.И. Совершенствование процесса влажно-тепловой обработки на базе использования нормированных рабочих сред. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата техн. наук. К.: КТИЛП, 1980.-116 с.

26. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика новая область науки. -М: Знание, 1958.- 64 с.

27. Ребиндер П.А. О формах связи влаги с материалом в процессе сушки. //Труды Всесоюзного научно-технического совещания по сушке. М.: Профиздат, 1958.- С. 14.

28. Орлов И.В., Довгошея С.Т. Определение форм и видов связи влаги с тканями в процессе их влажно-тепловой обработки.// Известия вузов. Технология легкой промышленности.-К.: 1968.- № 4.- с. 107 111.

29. Казанский М.Ф. Тепло и массообмены в капиллярно-пористых телах. -М.: Госэнергоиздат, 1957,- С. 188. 190.

30. Казанский М.Ф. Анализ форм и видов связи и состояния влаги, поглощенной дисперсным телом с помощью кинетических кривых сушки.-ДАН, СССР, I960.- вып. 130.- С. 5.

31. Корнюхин Н.П., Алексеенко С.А. Сорбция и десорбция влаги текстильными материалами при различных температурах.// Известия вузов. Технология текстильной промышленности.-Ив.: 1982.- № 1.- С. 72.

32. Бузов Б.А., Модестова Т.А., Алыменкова Н.Д. Материаловедение швейного производства. М.: Легпромиздат, 1986.- 424 с.

33. Кобляков А.И., Гурылев В.Н., Фертиков В.И., Фазлыев Ф.К. Влияние водной среды на механические свойства шерстяной ткани при растяжении. //Известия вузов. Технология текстильной промышленности,-Ив.:1977.-№6.- С.23- 26.

34. Богуславский А.Н., Лысенко Л.Я. Термомеханические свойства шерсти в интервале температур -100°С +200°С. //Известия вузов. Технология текстильной промышленности.-Ив.: 1984.- № 5,- С. 22 24.

35. Борисова Т.Н., Петропавловский Г.А., Котельникова Н.Е. Исследование температурных переходов в целлюлозах различной надмолекулярной структуры диэлектрическим методом.- ВМС, том (А) XXI.: Наука, 1979.- № 9.- С. 2031 -2036.