Разработка метода проектирования параметров строения и технологии изготовления тканей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.02, кандидат технических наук Кулабушева, Ирина Викторовна

• Кулабушева, Ирина Викторовна
• кандидат технических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат технических наук Кулабушева, Ирина Викторовна

-г Ведение.

Глава 1. Литературный обзор.

1 Обзор работ, посвященных вопросам проектирования параметров строения тканей.

2. Обзор работ, посвященных анализу условий изготовления тканей на ткацком станке.

Выводы по главе.

Глава 2. Теоретическая часть.

2.1. Установление функциональной зависимости между параметрами строения ткани и параметрами заправки её на ткацком станке на основе использования теории подобия.

2.2. Методика определения функциональных v зависимостей между параметрами строения ткани и её физико-механическими свойствами.

Выводы по главе.

1 лава 3. Математические методы и средства исследований.

3.1. Методы математического планирования эксперимента, применяемые при оптимизации технологического процесса ткачества.

3.2. Методы и средства исследования.

Глава 4. Экспериментальная часть.

4.1. Исследование параметров строения тканей.

4.2. Анализ условий изготовления ткани на ткацком станке.

4.3. Исследование свойств ткани при изменении технологических параметров заправки ткацкого станка.

4.4. Исследование влияния плотности ткани по основе на физико-механические свойства ткани.

4.5 Исследование влияния количества пробранных нитей в зуб берда и вида переплетения на строение и свойства вырабатываемой ткани.

4.6. Разработка оптимальных параметров изготовления тканей.

Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка метода проектирования параметров строения и технологии изготовления тканей»

В условиях рыночных отношений возникает жесткая конкуренция среди текстильных предприятий по ценам, качеству и ассортименту выпускаемых тканей.

Процесс разработки, освоения новых тканей идет по пути проб и ошибок, а это приводит к потере драгоценного времени.

Решению задачи сокращения времени от момента разработки ткани до момента ее внедрения и посвящена данная работа.

Актуальность работы заключается в решении задач, стоящих перед текстильными предприятиями, по созданию конкурентоспособных тканей на отечественном технологическом оборудовании. От того насколько быстро предприятия смогут перестраивать технологию в соответствии с изменением спроса на ткани зависит их реальное существование. Поэтому очевидна необходимость в разработке математической модели, устанавливающей функциональную зависимость между параметрами строения ткани и параметрами заправки её на ткацком станке. Также существует необходимость в прогнозировании условий технологического процесса выработки ткани, её физико-механических свойств при изменении параметров заправки ткацкого станка.

В связи с этим целью данного исследования является разработка и экспериментальная апробация метода расчета, позволяющего предсказывать возможность выработки ткани заданного строения на существующем технологическом оборудовании отечественного производства и прогнозировать технологический процесс ткачества.

Научная новизна заключается в создании научно-обоснованного подхода к вопросам прогнозирования технологического процесса выработки ткани.

В диссертационной работе рассмотрены следующие вопросы:

• установлены аналитические зависимости между параметрами строения ткани и условиями её формирования на ткацком станке;

• определены функциональные зависимости между параметрами строения ткани и её физико-механическими свойствами;

• проведены исследования по определению степени влияния параметров заправки ткацкого станка на строение и свойства вырабатываемой ткани;

• проведен анализ условий формирования элемента ткани на ткацком станке при выработке тканей различных переплетений.

Практическая значимость работы заключается в том, что предложенные решения позволят ещё на стадии проектирования решать задачи прогнозирования технологического процесса ткачества с целью получения ткани рационального строения, требуемых свойств.

Заключение диссертации по теме «Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья», Кулабушева, Ирина Викторовна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Выполненный анализ литературных исследований показал, что накоплен большой опыт прогнозирования параметров строения тканей, условий их изготовления на ткацких станках. Однако, несмотря на большое разнообразие работ, многие вопросы остаются малоизученными, существующие формулы требуют уточнения. Очевидна необходимость в разработке математической модели, устанавливающей функциональную зависимость между параметрами строения ткани и параметрами заправки её на ткацком станке. Также существует необходимость в прогнозировании условий технологического процесса выработки ткани, её физико-механических свойств при изменении параметров заправки ее на ткацком станке.

2. В теоретической части установлены функциональные зависимости между параметрами строения ткани и параметрами заправки её на ткацком станке на основе теории подобия и анализа размерностей. Получены следующие комплексные коэффициенты:

Т Р cv

Я, = ; Я, = —.

TP - с

У У О

На основании полученных зависимостей с помощью теории подобия, уработка нитей в ткани представляется как функция, состоящая из комплексных переменных Tlj, Tlf.

TP

У У

TP о J

Т Р

Комплексная переменная Я/=—характеризует структуру ткани, так как в него входят линейная плотность нитей основы и утка, плотность ткани по основе и по утку.

Комплексная переменная Г7?=—- характеризует сырьевой состав нитей основы и утка.

3. Предложена методика по определению функциональных зависимостей между параметрами строения ткани и её физико-механическими свойствами с использованием теории подобия и анализа размерностей. В результате проведенных разработок получены формулы по определению уработки нитей

Т Р основы при изменении в комплексной переменной Пзначения 7\, - лиТа Р0 нейной плотности нитей утка: 4

Ту) 1

17,45 tjy

ЯЛ.

15,99-^ + 1,4495

Т Р

УУ

ТР.

TP ( Т Р

0,0024 + 0,0602 - 0,03 59

Т Р

О О

ТР.

J J а также при изменении в TIi значения Ру - плотности ткани по утку:

7Х тр (т р V

0,0271 - 0,1342-^- + 0,2712

ТА {ТА) J

Полученные зависимости учитывают вид переплетения, характеризующегося комплексной переменной 77j. Полученные формулы позволяют рассчитывать уработку нитей для тканей, в которых возможны изменения либо линейной плотности, либо плотности ткани по утку. Также появляется

С Ру ) Л

R.R,

14,917 U о у ад 0,9942 возможность проследить тенденцию изменения параметров строения ткани при изменении параметров заправки ткани на ткацком станке.

4. В ходе экспериментальных исследований проведен анализ влияния заправочных параметров ткацкого станка АТПР на строения и свойства вырабатываемой ткани, условия её изготовления. В результате работы установлено, что при использовании на станке берда №80 приводит к более плавному изменению физико-механических свойств ткани.

Проведен анализ влияния плотности ткани по основе на физико-механические свойства ткани, на основе которого сделан вывод о том, что увеличение плотности ткани по основе приводит к значительному изменению основных физико-механических свойств ткани и параметров ее строения.

Проведено исследование влияния количества пробранных нитей и вида переплетения на строение и свойства вырабатываемой ткани. В результате проведенных исследований сделан вывод о том, что с изменением вида переплетения происходит изменение расположения нити основы в ткани. Она принимает дугообразную траекторию. Это подтвердили и проведенные расчеты прогибов нитей основы в ткани под действием нитей утка дли различных видов переплетений. Расчеты показали, что с увеличением длины перекрытия, увеличивается прогиб нити основы.

Изучено также влияние силы прибоя берда на первую уточную нить в ткани при изменении числа пробранных нитей основы в зуб берда. Анализ полученных данных показал, что с увеличением количества нитей, пробранных в зуб берда увеличивается прогиб нити от воздействия на нее силы прибоя.

5. Установлены оптимальные параметры строения и изготовления ткани на ткацком станке АТПР-100-4:

• - линейная плотность нитей утка - Ту= 68 текс;

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Кулабушева, Ирина Викторовна, 2003 год

1. Власов А.А. Статический функции распределения, М.:Физматгиз, 1966.-296с.

2. Гордеев В.А. Динамика механизмов отпуска и натяжения основы. М: Легкая индустрия, 1964. 220 с.

3. Дамянов Г.Б., Бачев Ц.З., Сурнина Н.Ф. Строение ткани и современные методы ее проектирования. М: Легкая и пищевая промышленность, 1984. 240 с.

4. Кукин Г.Н., Соловьев А.Н. Текстильное материаловедение. Часть 2. М: легкая индустрия, 1967. 299 с.

5. Кукин Г.Н., Соловьев А.Н., Кобляков А.И. Текстильное материаловедение. М.:Легпромбытиздат,1992. 271с.

6. Кинасошвили Р.С. Сопротивление материалов. М.Наука, 1968.384с.

7. Мартынова А.А., Слостина Г.Л., Власова Н.А. Строение и проектирование тканей. МГТУ им.А.Н.Косыгина, Москва 1999 г. 434 с.

8. Мартынова А. А., Черникина Л. А. Лабораторный практикум по строению и проектированию тканей. М: Легкая индустрия, 1976 296 с.

9. Мартынова А.А. Факторы, влияющие на строение ткани. М: МТИ, 1985 -29 с.

10. Николаев С.Д., Власов П.В., Сумарукова Р.И., Юхин С.С. Теория процессов, технология и оборудование ткацкого производства. М.Легпромбытиздат, 1995. -256с.

11. Оников Э.А. и др. Справочник по хлопкоткачеству. М: Легкая индустрия, 1979. 487 с.

12. Попов Е.П. Теория и расчет упругих стержней. М.:Наука, 1986.—

13. Севостьянов А.Г. Методы и средства исследований механико-технологических процессов текстильной промышленности. М: Легкая индустрия, 1980. 392 с.

14. Соловьев А.Н., КирюхинС.М. Оценка качества и стандартизация текстильных материалов. М: Легкая индустрия, 1974. 248 с.

15. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. М.:Наука,1965. -386с.

16. Смирнов В.И. Теоретические исследования строения ткани полотняного переплетения. М.:Ростехиздат, 1960. 100с.

17. Тодес О.М., Розенбаум Р.Б. Записки ЛПИ им.Плеханова, Л.:1970.-Т2, вып.3-87с.

18. Таганов И.Н. Моделирование процесса макро- и микропереноса, Л.Химия, 1979.-234с.

19. Хантли В. Анализ размерностей, «Мир», М., 1970г. 175 с.

20. Gregor A. Der practische elsenhochbau, Пер.с нем., Том 1, Стропила, прогоны, балки., Государственное техническое издательство, М., 1930, 520 с.2. Диссертации

21. Бурнашев Р.З. Исследование процесса прибоя на ткацком станке. Дисс. .к.т.н., М.:1969.-196с.

22. Баталко Т.П. Разработка оптимальных технологических параметров выработки хлопчатобумажных тканей из пряжи малой линейной плотности на станке АТПР. Дис. к.т.н. М.:МТИ, 1987. 182с.

23. Васильев А.В. Создание оптимального строения ткани для рабочей одежды и технология её изготовления. Дис. к.т.н. М.:МТИ, 1985. 192с.

24. Григорьев В.С Некоторые вопросы механики нити в процессе ткачества, Дисс.д.т.н., Тбилиси.: 1964.-296с.

25. Евсюкова Е.В. Разработка технологических параметров изготовления технической ткани из углеродных нитей. Дисс.к.т.н., М.:1990.-152с.

26. Заятдинова В.В. Разработка оптимальных параметров строения и условий изготовления высокоплотных тканей на бесчелночном ткацком станке СТБ. Дис. к.т.н. М.:МТИ, 1995. 195с.

27. Иванов В.А. Разработка оптимальных технологических параметров изготовления тканей комбинированных переплетений на ткацком станке АТГТР Дис. к.т.н. М.:МТИ, 1986. 181с.

28. Карева Т.Ю. Оптимизация параметров заправки и выработки тканей с поперечными и продольными полосами на бесчелночных ткацких станках. Дис.к.т.н. М.МТИ, 1992. 152с.

29. Качеишвили Е.А. Исследование процесса натяжения нитей основы при работе станка СТБ со скоростной ремизоподъемной кареткой. Дис. к.т.н. М.:МТИ, 1979. 164с.

30. Кенуни Мохаммад. Разработка оптимальных параметров изготовления хлопчатобумажных тканей на рапирном ткацком станке

31. MAV-1. Дис. к.т.н. М.:МТИ, 1990. 175с.

32. Комаров П.М. Использование мотальных паковок на основе использования методов подобия и анализа размерностей. Дисс.к.т.н., М.:2001.-193стр.

33. Левакова Н.М. Определение оптимальных параметров строения и изготовления ситовых тканей. Дисс. . .к.т.н., М.: 1989.-194с.

34. Литовченко А.Г. Разработка метода проектирования и оптимальных параметров изготовления ткани из комбинированных нитей. Дис.к.т.н. М.: МГТА, 1995. 168с.

35. Мамцев Е.А. Исследование механизма натяжения и подачи основы ткацкого станка ОТД. Автореферат Дис. к.т.н. М.:МТИ, 1966. -23 с.

36. Меркулов А.В. Разработка метода проектирования и оптимальных параметров изготовления ворсовой ткани. Дисс.к.т.н., М.: 1997.-256с.

37. Милаппос В.М. Исследование релаксационных свойств тканей. Дис.д.т.н. Каунас, 1974. 327с.

38. Николаев С. Д. Научные основы прогнозирования условий технологического процесса ткачества для получения тканей заданного строения. Дис.д.т.н. М.: МТИ, 1987. 469с.

39. Новикова О.А. Разработка метода проектирования и определения оптимальных параметров изготовления тканей комбинированного переплетения. Дисс. к.т.н., М.:1996.-180 с.

40. Оников Э.А. Непрерывный процесс тканеобразования, условия эффективности, параметры и опытная реализация. Дис.д.т.н. М.: 1981.-462с.

41. Раченкова О.М. Разработка метода расчета рациональных параметров строения тканей различного переплетения с учетом технологии их изготовления. Дисс.к.т.н., М.:2000.-239 с.

42. Рашиди Шаестах. Определение оптимальных технологических параметров выработки тканей сатинового переплетения на бесчелночных ткацких станках. Дис. к.т.н. М.:МГТУ, 2001. 149с.

43. Сидорова Э.Е. Разработка метода проектирования и определения оптимальных параметров изготовления неразрезной двухполотной основоворсовой ткани. Дисс.к.т.н., М.: 1999.-220с.

44. Скорикова А.И. Проектирование полушерстяных тканей оптимального строения. Дисс.к.т.н., М.:1981.-207с.

45. Слостина Г.Л. Разработка оптимальных параметров строения полых тканей для бесконечных приводных ремней. Дис. к.т.н. М.:МТИ, 1967. 146с.

46. Смирнов В.М. Разработка оптимальных технологических параметров непрерывного процесса тканеобразования. Дис. к.т.н. М.:МТИ, 1986. 172с.

47. Сумарукова Р.И. Определение рациональных параметров строения и технологических параметров выработки многослойнойкремнеземной ткани для теплозащитных теплопластиков. Дис. к.т.н. М.:МТИ, 1976. 164с.

48. Францева М.Н. Разработка новой технологии эмульсирования основной камвольной пряжи. Дисс.к.т.н. М.МТИ, 1983,- 168с.

49. Хамиз Мухеддин Самман. Разработка оптимальных параметров изготовления хлопчатобумажных тканей для станка СТБ. Дис. к.т.н. М.:МТИ, 1991. -189с.

50. Черникина А.А. «Проектирование шерстяных костюмных тканей по основным параметрам их строения». Дисс.к.т.н., М.:1971. 227с.

51. Чеканова И. А. Разработка оптимальных технологических параметров изготовления тканей на основе регенерированных отходов. Дис. к.т.н. М.:МТИ, 1991. 189с.

52. Шеверинова J1.H. Определение оптимальных параметров строения и условий изготовления тканей из нитей новых структур. Дисс.к.т.н., М.:1984-171с.

53. Шеина P.M. Разработка оптимальных параметров изготовления полушерстяной ткани, содержащей модифицированные радиационным методом полиамидные волокна. Дис. к.т.н. М.:МТИ, 1981. 178с.

54. Юхина Е.А. Определение оптимальных параметров строения и условий изготовления хлопколавсановых тканей. Дисс.к.т.н., М.: 1984-171с.

55. Якубовский Ю.В. Некоторые вопросы устойчивости контурных движений идеальных нитей. Дисс.д.т.н., М.:1969.-343с.

56. Ямщиков С.В. Исследование вибрационного прибоя утка и методы проектирования тканеформирующих механизмов вибрационного типа. Автореферат Дис. к.т.н. Кострома, 1973 21 с.3. Авторефераты.

57. Юхин С.С. Разработка оптимальных технологических параметров выработки полуторослойной х/б ткани на бесчелночных ткацких станках. Автореферат дис.к.т.н. М.МТИ, 1986. -23с.4. Статьи

58. Ильин И.В. О геометрической структуре однослойной ткани. Технология текстильной промышленности.-1960г, №5.

59. Zhu Sukang "Relationship between beating and setting-on place'". Zhang Znifen. College of Textiles; China, 2000r, №3.

60. Углов А.В., Оников Э. А. Исследование натяжения утка на станке АТПР. Известия вузов. Технология текстильной промышленности.-2000г, №1.

61. Кузнецов A.M. Усадка уточной нити в опушке ткани. Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1961г, №4.

62. Shang Xinping; Xu Shinii; ChenYixing. (College of Textiles; China Textile University; Shanghai 200051). Zhongguo fangzhi daxue xuebao=J. China Text. Univ. 2000r, №5.

63. Токарева А.И. Ткани будущего века плюс экологический контроль. Тезисы докладов на научно-практической конференции «Актуальные проблемы создания и использования новых материалов и оценки их качества», п.Черкизово, М.О., МГУ сервиса, 1999г.

64. Борин A.M. Анализ научно-технической базы обеспечения точности технологического процесса ткачества. Курский гос.техн.ун-т, Курск 2001.

65. Новиков Н.Г. О строении и проектировании ткани с помощью геометрического метода. Текстильная промышленность, 1988, №1.-стр.57-58.

66. Sircova Brigita "Study of approximations of individual models by apartial sum of fouries series", Vla'kna a text. Departament of Mechanic Textile

67. Technologies, Technical University in Liberec, Liberec, Scech Repablic., 2000r, 7, №4.Ф

68. Rupp Jtirg, Bohringer Andrea. "Denim: jack in a box of the fashion industry", Int.Text., Bull. 2000, №3.

69. Ерохин Ю.Ф., Мигунов И.И. Определение характеристик жесткости нитей в ткани с помощью маятникового прибора. Технология текстильной промышленности. Изв. ВУЗов, 1973, N5, с.64-68.

70. Ефремов Е.Д. Изменение деформации основных нитей на скале. Технология текстильной промышленности. Изв. ВУЗов, N 1, с. 46-49.т

71. Ефремов Е.В, Ефремов Д.Е., Шутова, С.Ф, Ахунбабаева С.А. 1 Определение коэффициента жесткости основной нити в заправке ткацкогостанка. Технология текстильной промышленности. Изв. ВУЗов, 1987, N 1, с. 48-51.

72. Вайндорф X. Нагрузка на нити в процессе ткачества. Пер. ст. из журн: Textil Praxis International, 1988, August, p. 817-821.p 4.17. F.T.Peirce, J.Text.Inst., 1937, 28, T.45

73. G.Abbott, P.Grosberg and G.A.V.Leaf. The elastic resistans bending of woven fabric//Journal Textile Inst., 1973, 64, p.346-362.

74. A.Kemp, Journal Textile Inst., 1958, 49, T 44.

75. G.B.Hamilton, Journal Textile Inst., 1964, 55, T 83.

76. B.Olofsson, Journal Textile Inst., 1964, 55, T 541.

77. M.Konopasek //University of Manchester Institute of science and * Technology.-1970, N.l. p.26.

78. S.Kawabata, The finite deformation theory of plan-weave fabrics. Part.l// Journal Textile Inst., 1973, 64, p.21-46.

79. De Jong, Energy analysis of woven-fabric mechanics by means of optimal-control theory. //Journal Textile Inst., 1977, V.68, N11. -p.350-369

80. J.Skelton, M.M.Schoppee, Geometric freedom in bent yarns and fabrics.//Text.Research Journ.-1976, N.l, p.44-51

81. G.A.V.Leaf, K.H.Kandil.// Journal Textile Inst., 1980, V.59, p.313363

82. R.G.Livesey, J.D.Owen, Cloth stiffness and hysteresis in bending.// Journal Textile Inst., 1964, V.55, p.T516-T530

83. J.D.Owen The bending behavior of plain-weaving fabrics woven from spun yarn.// Journal Textile Inst., 1968, V.59, p.313-3635. Стандарты и методики.

84. Нити текстильные. Методика определения линейной плотности, ГОСТ 66611.1 -73 СТ СЭВ 2488-80.

85. Нити текстильные. Методика определения разрывной нагрузки и разрывного удлинения при разрыве, ГОСТ 6611.2-73.

86. Плотность ткани по утку и основе, ИСО 7211/2.

87. Определение уработки нитей, ИСО 7211/3.

88. Ткани и штучные изделия текстильные. Метод определения раздирающей нагрузки, ГОСТ 17922-72.

89. Ткани и штучные изделия текстильные. Методы определения линейных размеров линейной и поверхностной плотности, ГОСТ 3811-72.

90. Ткани и штучные изделия текстильные. Методы определения разрывных характеристик при растяжении, ГОСТ 3811-72.

91. Материалы и текстильные изделия. Метод определения воздухопроницаемости, ГОСТ 12088-77.

92. Материалы текстильные. Метод определения толщины, ГОСТ 120233-66 СТ СЭВ 997-78.

93. Методическая разработка кафедры ткачества МТИ по курсу «Строение тканей», раздел «Выбор ассортимента тканей, техническийрасчет». М.: 1974.

94. Николаев С.Д. Причинно-следственные связи в ткачестве. Учебное пособие. М.:1991-16с.

95. Николаев С.Д., Юхин С.С. Методы и средства оптимизации технологического процесса ткачества. Учебное пособие. М.:1999-64с.

96. Николаев С.Д. Прогнозирование изготовления тканей заданного строения. Учебное пособие. М.:1989-62с.

97. Власов П.В., Шосланд Я., Николаев С.Д. Прогнозирование технологического процесса ткачества. Учебное пособие. М.:1989-39с.

98. Мартынова А.А. Конспект лекций по курсу «Факторы, влияющие на строение и свойства ткани» М.:1976-40с.т

99. Методические указания при проведении лабораторных работ по1 курсу «Технология ткачества». Тема «Использование метода графическогодифференцирования для исследования технологического процесса ткачества», М.: 1991-12с.

100. Методические указания к проведению лабораторных работ исследовательского характера «Исследование натяжения основы и утка на0 ткацком станке», М.:1988-15с.г6. Научные труды.

101. Разработка метода установления взаимосвязи между технологическими параметрами и параметрами строения ткани на основе нелинейной теории изгиба., М.:1998-54 с:

102. Создание рациональных структур тканей и оптимальных режимов их изготовления на основе бинарной теории информации., М.:1993-57 с.

103. Разработка теоретических основ установления причинно-следственных связей в ткачестве на основе бинарной теории информации и графических методов., М.:1996г-79с.

104. Прогнозирование технологии изготовления тканей заданного строения., М.:1991г-116с.7.Патенты

105. Шляхтенко П.П. «Способ анализа геометрических структурных параметров ткани». С-Пб.гос ун-т технологии и дизайна; Пат.№216486, Россия.8.Сайты в сети Интернет.81 www.legprominfo.ru82 www.textilclub.ru