Оптимизация выработки одинарных полотен на кругловязальных многосистемных машинах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.03, кандидат технических наук Рябова, Ирина Ивановна

• Рябова, Ирина Ивановна
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Рябова, Ирина Ивановна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА В ОБЛАСТИ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ТРИКОТАЖНЫХ ПОЛОТЕН, ВЫРАБАТЫВАЕМЫХ НА КРУГЛО-ВЯЗАЛЬНЫХ МНОГОСИСТЕМНЫХ МАШИНАХ.

1.1. Общая методология управления качеством продукции в современных условиях и основные показатели качества кулирных полотен

1.2. Анализ методов проектирования структурных характеристик трикотажа.

1.3. Основные виды дефектов трикотажных полотен

1.4. Обрывность нитей в процессе вязания

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

Глава 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ПАРАМЕТРОВ, РАЗМЕРОВ

И ПОВЕРХНОСТНОЙ ПЛОТНОСТИ ОДИНАРНОГО КУЛИРНОГО ТРИКОТАЖА

2.1. Статистический анализ промышленного производства бельевых кулирных полотен из хлопчатобумажной пряжи

2.2. Разработка метода проектирования кулирного трикотажа с учетом усадки пряжи и полотна

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

Глава 3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЯЗАНИЯ П0ПЕРЕЧН0ВЯЗАН0Г0 ТРИКОТАЖА НА МНОГОСИСТЕМНЫХ КРУГЛОВЯЗАЛЬНЫХ МАШИНАХ

3.1. Уточнение модели процесса вязания как объекта управления

3.2. Экспериментальное определение характеристик жесткости и растяжимости кулирного полотна.

3.3. Зависимость длины отводимого полотна от усилия оттяжки

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.

Глава 4. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ СНИЖЕНИЯ ОБРЫВНОСТИ ПРЯЖИ ПРИ ВЯЗАНИИ ОДИНАРНЫХ ПОЛОТЕН НА КРУГЛОВЯЗАЛЬНЫХ МНОГОСИСТЕМНЫХ МАШИНАХ.

4.1. Основные факторы, влияющие на обрывность одиночной пряжи в процессе вязания

4.2. Уточнение математической модели формирования обрывности нити при вязании на кругловязальных многосистемных машинах

4.3. Оптимизация условий переработки одиночной пряжи при наличии узлов и утолщений

4.3.1. Условия проведения эксперимента

4.3.2. Методика проведения эксперимента. Выбор факторов

4.3.3. Математическое описание объекта исследования. Анализ полученных результатов

4.4. Способ программно-автоматизированного контроля и управления процессом вязания на кругловязальных многосистемных машинах

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

Глава 5. КЛАССИФИКАЦИЯ ОСНОВНЫХ ДЕФЕКТОВ ТРИКОТАЖНЫХ ПОЛОТЕН И ИХ ПРИЧИН. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ СНИЖЕНИЯ ЗАКРУЧИВАЕМОСТИ КРОМОК ОДИНАРНЫХ ПОЛОТЕН.

5.1. Уточненная классификация дефектов трикотажных полотен и их причин.

5.2. Методы снижения закручиваемости кромок трикотажных полотен.

ВЫ1ЮДЫ ПО ГЛАВЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптимизация выработки одинарных полотен на кругловязальных многосистемных машинах»

Важнейшие направления повышения эффективности трикотажного производства предусматриваот повышение качества продукции на основе улучшения эксплуатационных и потребительских свойств изделий и внедрения ресурсосберегающих технологий, имея в виду экономное использование сырьевых ресурсов и повышение производительности труда. Эти направления работ могут быть реализованы на базе существующего в производстве оборудования и на основе внедрения новых их прогрессивных видов. Анализ работы предприятий отрасли показывает, что значительные резервы повышения качества полотен связаны с уменьшением обрывности пряжи и нитей в процессе вязания, особенно пряжи из натуральных волокон и смешанной с синтетическими.

Из-за высокой обрывности пряжи (порядка 0,2-0,5 случ/кг) затрудняется комплектация изделий, раскрой полотна, возникают дополнительные отходы сырья до 3-5 %. Такая ситуация является типичной для всех предприятий, перерабатывающих хлопчатобумажную и шерстяную пряжу. Обрывность и отходы возрастают до 10 при переработке одиночной пряжи как главного источника ресурсосбережения вследствие наличия на нити узлов, утолщений и различных пороков (дефектов).

Ресурсосберегающие технологии в мировой практике реализуются, главным образом, на основе внедрения регулярных способов изготовления изделий, увеличения доли одинарных полотен и применения рациональных структур полотен. В производстве изделий кроеным способом главным направлением является снижение материалоемкости полотен при их выработке на машинах более высоких классов и ис

- б пользование нити (пряжи) более низкой линейной плотности.

Основная доля объемов производства трикотажных полотен для бельевых и верхних трикотажных изделий, изготавливаемых кроеным способом, производится на базе простых переплетений: гладь, ластик, двуластик. Из-за более низкой материалоемкости и высокой производительности оборудования существует устойчивая тенденция увеличения выпуска доли одинарных полотен и однофонтурных кругло-вязальных многосистемных машин. Однако, именно в производстве одинарных полотен, выработанных простейшими переплетениями и особенно из одиночной пряжи, имеет место самый низкий уровень качества этих полотен из-за высокой дефектности. Кроме того, в настоящее время в процессах изготовления основных объемов трикотажных полотен простейших переплетений в промышленных условиях отсутствуют инженерные методы проектирования их параметров и объективные методы контроля воспроизводимости показателей качества.

Определяющим критерием работы трикотажных машин является их технологическая надежность, косвенной оценкой которой может быть обрывность нити при вязании. Изыскание условий снижения обрывности - одна из важнейших предпосылок создания машин-автоматов и обеспечения высокого уровня качества трикотажа.

Изготовление высококачественных трикотажных полотен и изделий неотъемлемо связано с решением трех задач: во-первых, проектирование структурных параметров и размеров изделий при обеспечении допустимых значений технологической усадки; во-вторых, технологическое обеспечение запроектированных показателей в процессе вязания и отделки полотен на основе целенаправленного управления параметрами технологического процесса и, в-третьих, снижение обрывности в процессе вязания и дефектности полотна. Необходимое условие управления любым процессом - его контролеспособность по проектируемым параметрам, в противном случае нельзя оценить соответствие фактических и проектных показателей, оценить технологическую точность и надежность процесса, уровень качества продукции.

Тема диссертационной работы посвящена более глубокому раскрытию закономерностей процесса вязания, как объекта управления, для обеспечения более высокой точности параметров, улучшения свойств, снижения дефектности и повышения качества трикотажных полотен кулирных переплетений, что является актуальной задачей.

Основная цель работы направлена на дальнейшее развитие теории и практики трикотажного производства, а именно, на оптимизацию выработки одинарных полотен, в том числе, из одиночной пряжи на кругловязальных многосистемных машинах, которая позволяет снизить отходы, повысить качество трикотажа и увеличить производительность оборудования.

В соответствии с данной целью были поставлены следующие задачи:

- исследование однородности выработки одинарных полотен для оценки воспроизводимости процесса вязания в различных условиях;

- анализ эффективности существующих методов проектирования структурных параметров кулирного трикотажа;

- разработка методики проектирования структурных параметров одинарных полотен, учитывающей усадки пряжи и трикотажа, и составление алгоритма проектирования параметров кулирного трикотажа;

- уточнение математической модели процесса вязания и управления процессом вязания с учетом параметров полотна, свойств нити и факторов режима переработки нити в процессе вязания:

- на основе вероятностного распределения дефектов по длине нити и технологической надежности трикотажной машины получение количественных оценок обрывности в зависимости от качества сырья (числа дефектов на 100 км), условий переработки и параметров режима вязания;

- оптимизация процесса вязания на основе снижения обрывности при переработке пряжи, имеющей узлы;

- разработка технологической схемы автоматизации процесса вязания на кругловязальных многосистемных машинах;

- классификация основных видов дефектов трикотажных полотен и систематизиция их причин в процессе вязания;

- на основе исследования механизма закручиваемости кромок полотен разработка их структур, позволяющих снизить их закручива-емость.

Методика исследования. Для решения поставленных задач использовались теоретические и экспериментальные методы исследования. Методической и теоретической основой работы явились анализ научных источников, труды отечественных и зарубежных ученых по технике и технологии трикотажного производства, системный подход, теория вероятностей и основные теоретические положения механики нити. При проведении экспериментальных исследований применялись методы математической статистики, методы математического планирования эксперимента, современные измерительные приборы и ЭВМ для обработки экспериментальных данных.

Научная новизна. При проведении теоретических и экспериментальных исследований автором впервые получены следующие результаты:

- разработана методика проектирования технологических параметров трикотажа главных переплетений, учитывающая усадки пряжи и полотна;

- уточнена математическая модель процесса вязания как объекта управления, учитывающая свойства сырья, кинематические и динамические параметры кругловязальных многосистемных машин и факторы режима вязания;

- получены модель формирования обрывности из-за дефектов пряжи и аналитические зависимости для расчета времени безотказной (до первого обрыва) работы кругловязальных многосистемных машин;

- найдены оптимальные решения снижения обрывности пряжи из-за наличия на ней узлов и утолщений;

- разработана технологическая схема автоматизации кругловязальных многосистемных машин на основе программного контроля и дублирования нитей;

- уточнена классификация основных видов дефектов трикотажных полотен и исследованы их причины;

- обоснована зависимость и получены количественные оценки закручиваемости кромок полотен от свойств нити и структуры полотна.

Практическая ценность. Полученные результаты повышают качество трикотажа и эффективность работы трикотажных машин. Для класса простых переплетений при массовом производстве продукции предложен алгоритм проектирования полотен, обеспечивающий воспроизводимость их параметров и свойств (показатели качества) для различных условий заправки машины (линейной плотности, класса и технологической усадки пряжи) и предъявляемых требований к размерам и усадке полотна. Разработан типовой технологический регламент производства одинарных полотен из одиночной хлопчатобумажной пряжи. На основе полученной модели процесса вязания предложена методика наладки и регулировки трикотажных многосистемных машин по основным технологическим параметрам для обеспечения проектируемых показателей полотна. На основе математического планирования эксперимента предложена конструкция механизма петлеобразования, обеспечивающая снижение обрывности пряжи. Предложены структуры кромок полотна, обеспечивающие уменьшение закручиваемости и снижение трудоемкости технологической обработки полотен.

Апробация работы проводились в процессе выполнения экспериментальных работ в УПМ МГТА им.А.Н.Косыгина и на АО "Красная Заря".

Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены:

- на Российской республиканской научной конференции "Теория и практика ресурсосберегающей технологии трикотажного производства и компьютерные методы его технологической подготовки" (ноябрь 1993 г.);

- на Всероссийской научно-технической конференции "Современные технологии текстильной промышленности (Текстиль-95)" (ноябрь 1995 г.);

- на научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов МГТА (февраль 1996 г.);

- на Всероссийской научно-технической конференции "Современные технологии текстильной промышленности (Текстиль-97)" (ноябрь 1997 г.);

- на расширенном заседании кафедры технологии трикотажного производства МГТА им.А.Н.Косыгина (апрель 1999 г.).

По материалам диссертации опубликованы 4 статьи и тезисы докладов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав с выводами, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 171 странице машинописного текста, имеет 38 рисунков, 2 таблицы, список литературы включает 55 наименований. Приложения представлены на 3 страницах и включают результаты расчетов на ЭВМ.

Заключение диссертации по теме «Технология текстильных материалов», Рябова, Ирина Ивановна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. В результате анализа развития технологии трикотажного производства установлено как главное направление - снижение материалоемкости трикотажных полотен при их выработке на кругловя-зальных многосистемных машинах более высоких классов с использованием одиночной пряжи.

Статистическими исследованиями показано, что, именно, в производстве одинарных полотен, выработанных простейшими переплетениями и особенно из одиночной пряжи, самый низкий уровень качества по причинам структурной неоднородности и повышенной дефектности.

2. Для условий промышленного изготовления трикотажных полотен простыми (базовыми) переплетениями предложен алгоритм проектирования кулирных полотен, основываясь на соотношении 1 = к ^/Тк", где 1 - длина нити в петле, к - коэффициент плотности трикотажа и Тк - линейная плотность нити. При вязании переплетения кулирная гладь найдено наиболее вероятное среднее значение коэффициента ¥=0,67 и его среднеквадратичное отклонение 6=0,022, при этом петельный шаг А°=0,2421 и высота петельного ряда В0=0,1811.

3. С учетом технологической усадки пряжи и эксплуатационной усадки полотна разработана методика проектирования трикотажных кулирных полотен, обеспечивающая воспроизводимость их параметров и свойств при выработке полотна на различных типах оборудования.

4. На основании закона сохранения массы (равенство массы нитей, подаваемых в зону вязания, и массы образуемого полотна) разработана математическая модель процесса вязания как объекта управления, учитывающая свойства сырья, кинематические и динамические параметры кругловязальных многосистемных машин и факторы режима вязания.

На основе полученной модели процесса вязания предложена методика наладки и регулирования трикотажных многосистемных машин по основным технологическим параметрам для обеспечения проектируемых показателей полотна.

5. Установлено, что главной проблемой повышения качества полотен и автоматизации трикотажных многосистемных машин является обрывность пряжи из-за ее дефектов (утолщения,узлы и др.).

6. Разработана модель формирования обрывности из-за дефектов пряжи. Для различного уровня дефектности пряжи и технологической надежности процесса вязания определено время безотказной работы кругловязальной многосистемной машины.

7. На основе математического планирования эксперимента предложено конструктивное решение механизма вязания, который обеспечивает повышение технологической надежности кругловязальных многосистемных машин ' и увеличение времени ее безобрывной работы в пять раз.

8. Предложена технологическая схема автоматизации кругловязальных многосистемных машин на основе программного контроля и дублирования нитей.

9. Разработана классификация основных видов дефектов трикотажных полотен и исследованы их причины.

10. На основе предложенной расчетной модели закручиваемости кромки одинарного трикотажного полотна определены основные факторы, влияющие на закручиваемость, и разработаны структуры технологических кромок, обеспечивающих уменьшение закручиваемости и снижение трудоемкости технологической обработки полотна.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Рябова, Ирина Ивановна, 1999 год

1. Проников A.C. Надежность машин. М.: Машиностроение, 1978. - 591 с.

2. Цитович И.Г. Технологическое обеспечение качества и эффективности процессов вязания поперечновязаного трикотажа: Мо-ногр.- М.: Легпромбытиздат, 1992. 240 с.

3. Соловьев А.Н., Кирюхин С.М. Оценка качества и стандартизация текстильных материалов. М.: Легкая индустрия, 1974. -245 с.

4. Шалов И.И. Усадка трикотажа.- М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по легкой промышленности, 1958.- 177 с.

5. Шалов И.И., Далидович A.C., Кудрявин Л.А. Технология трикотажного производства.- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.- 296 с.

6. Кобляков А.И. Структура и механические свойства трикотажа.- М.: Легкая индустрия,'1973. 240 с.

7. Гарбарук В'.Н. Моделирование деформационных свойств трикотажа: Учебное пособие.- Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1977.- С.127.

8. Окрепилов В.В. Управление качеством и конкурентоспособностью: Учебное пособие.- СПб.: йзд-во СПбГУЭФ, 1997.- 260 с.

9. Шалов И.И., Кудрявин Л.А. Основы проектирования трикотажного производства с элементами САПР.- М.: Легпромбытиздат, 1989.- 288 с.

10. Гарбарук В.Н. Проектирование трикотажных машин. Л.:

11. Машиностроение,1980.- 472 с.

12. Цитович И.Г. Теоретические основы стабилизации процесса вязания.- М.: Легкая и пищевая промышленность,1984.- 136 с.

13. Ласавичюс В.А., Жиемялис Р.Ф., Крауледас С.А. Влияние процесса петлеобразования на разрывные характеристики химических нитей.- М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1979.- С.93-94.

14. Виноградов Ю.С. Математическая статистика и ее применение в текстильной и швейной промышленности.- М.: Легкая индустрия, 1970.- 312 с.

15. Далидович A.C. Основы теории вязания.- М. .* Легкая индустрия, 1970.- 432 с.

16. Александров A.B., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов.- М.: Высшая школа, 1995.- 560 с.

17. КукинГ.Н., Соловьев А.Н., Кобляков А.И. Текстильное материаловедение.- М.: Легпромбытиздат, т.2, 1992.- 272 с.

18. Николаев С.Д. и др. Безузловой способ соединения нитей.- М.: МГТАД992.- 53 с.

19. Лазаренко В.М. Процессы петлеобразования: Моногр.- М. : Легпромбытиздат, 1986.- 136 с.

20. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория вероятностей и ее инженерные приложения.- М.: Наука, 1988.- 480 с.

21. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика.- М.: Высшая школа, 1977.- 480 с.

22. Севостьянов А.Г. Методы и средства исследования механико-технологических процессов текстильной промышленности.- М.: Легкая индустрия, 1980.- 392 с.2. Статьи

23. Плеханов В.И. Важнейший фактор, стимулирующий качество // Стандарты и качество.- 1997.- N 10.- С.47-49.

24. Chamberlain J.Hosiery Jarns and Fabrics // Leicester College of Techology and Commerce.Leicester.- 1926.-V.U.- P.107.

25. Peirce F.T. Geometrical principles appicable to the Design of functional fabrics // Text.Res.J.- 1947.- V.17.- P.123.

26. Munden D.L.,Postle. Analysis of the dry-relaxed knitted-loop configuration // Text.Inst.J.- 1967.- V.58.~ N8.- P.329.

27. Doyle P.J. Fundamental aspects of Design of Knitted fabrics // Text.Inst.J.- 1953.- V.44.- N8.~ P.561.

28. Munden D.L. // Text.Inst.J.- 1962.- V.53.- P.628.

29. Baive Kanato. Calculations concerning the single jersey fabrics manufactured on single knitt circular machiens // Maglie-ria.-1988.- N5.-P.70.

30. Knapton J.J.F., Munden D.L. A stady of the mechanism of loop formation on weft knitted machinery // Text.Res.J.- 1966. -part 1.- N12.-P.1072-1081.

31. Machachek F. Entwicklung der Wirk und Strick-technologik aus der Sicht der Strukturanderungen der Rohstoffbasis // Wirkerei-und Strickerei-Technik.- 1974.- N10.- S.572-581.

32. Щербань В.Ю. К вопросу об обрывности нитей при их переработке // Известия ВУЗов. Технология легкой промышленности.-1992.- N5-6.- С.81-84.

33. Oinuma R., Sasaki Е., Suzuki Н. Comparizon of end breakage rate due to splices and knots in plain-weft knitting zone// J. of the Textile Machinery Society of Japan.- 1987.- V.37,- N3.tJ. .' О- I < .

34. Wignal H. Problems in knitting woll on single and double knit machines // Knitting- Times.- 1971.- N42.- P.33-36.

35. Knapton J.J.F. Knitting high-quality double knit-cloth. // Knitting Times.- 1972.- Part 1.- N September 25.- P.87-89.

36. Щербаков В.П. Оценка прочности нити в условиях вязания на круглочулочных автоматах//Известия ВУЗов. Технология легкой промышленности.- 1985.- N3.- С.91-95.

37. Щербаков В.П. Расчет прочности пряжи с применением теории упругости анизотропного тела //Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности.- 1997.- N1.- С.6-10.

38. Колесов Ю.Б., Цитович И.Г. Оценка эффективности новой кругловязалыюй машины с помощью имитационной модели //Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности.- 1995.- N3.-С.120-121.

39. Колесов Ю.Б., Цитович И.Г. Имитационная модель участка трикотажного производства //Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности.- 1993.- N6.- С.3-7.

40. Srinivasan К., Dastoor Р.Н., Radhakrishnaiah P. FDAS: A Knowledge-based Framework for Analysis of Defects in Woven Textile Structures// J. Textile Institute.- 1992.- V.83.- N3.-P.431-448.

41. Цитович И.Г.} Антонов Г.К. Жесткость текстильных нитей при изгибе.// Текстильная промышленность.- 1973.- N 4- С.15-18.3. Авторефераты диссертаций

42. Зиновьева В.А. Разработка основ теории и практики технологии производства технического трикотажа и специзделий из стеклянных нитей:Автореф. дисс. на соиск. уч. степени докт.техн. наук.- М., 1981.

43. Волков В.А. Исследование процесса оттяжки на однофон-турных кругловязальных машинах: Автореф. дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук.- Л., 1976.

44. Шерман П.П. Исследование процесса оттяжки полотна без участия платин и его влияние на равномерность петельной структуры: Автореф. дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук.- Л., 1968.

45. Соболев C.B. Компьютерные методы эффективного статистического контроля прочностных и геометрических характеристик текстильных материалов: Дисс. на соиск. уч. степени докт.техн. наук.-М. , 1991.- 339 с.

46. Ангелова Й.В. Разработка технологии производства кулирного одинарного бельевого трикотажа из одиночной пряжи вместо сдвоенной: Дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук.- м., 1974.- 145 с.5. Патентные документы

47. A.C. N138402 СССР. Прибор для определения жесткости тканей и других гибких материалов/ Фрейдман Н.Е., Лазаренко В.М.-Опубл. в Б.И.- 1961.-N'10.

48. Нормативно-техническая документация

49. ОСТ 17-706-83. Полотно трикотажное с основовязальных и кругловязальных машин. Определение сортности (для трикотажной промышленности).- М.: Минлегпром, 1989.- 14 с.

50. ГОСТ 1230-78. Полотно трикотажное кулирное гладкое.- М.: Изд-во стандартов, 1978.- 5 с.

51. Международный стандарт ИСО 9004-4. Общее руководство качеством и элементы системы качества. М.: Изд-во стандартов, 1993.- 4.4.

52. ГОСТ 13711-82. Полотна трикотажные. Метод определения изменения линейных размеров после мокрых обработок.- М.: Изд-во стандартов,1982.

53. ГОСТ 8847-85. Полотна трикотажные. Методы определения разрывных характеристик и растяжимости при нагрузках, меньше разрывных.- М.: Изд-во стандартов, 1986.- 12 с.

54. ГОСТ 9092-81. Пряжа хлопчатобумажная для трикотажного производства. Технические условия.- М.: Изд-во стандартов, 1986.19 с.

55. ГОСТ 8846-77. Полотна и изделия трикотажные. Методы определения линейных размеров, угла перекоса, прочности и длины нити в петле.-М.: Изд-во стандартов, 1984.- 14 с.7. Материалы семинаров

56. Seminar on Production of Hign Quality Cotton Knitgoods: Report. US/INT 182/234. Manchester, United Kingdom, 2-6, April. 1984.