Совершенствование технологии производства самокруточной пряжи путем оптимизации управления процессами формирования и кручения на машинах типа ПСК тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.02, кандидат технических наук Филипьев, Александр Федорович

• Филипьев, Александр Федорович
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Филипьев, Александр Федорович

Введение.

Глава 1. Современное состояние проблемы обеспечения оборудования для получения само1футочного продукта устройствами управления и основные требования к этим устройствам.

1.1. Современное состояние проблемы обеспечения самокруточного оборудования устройствами управления.

1.2. Технологические требования к комплексу средств управления оборудованием для получения самокруточного продукта.

1.2.1. Контроль обрыва ровницы.

1.2.2. Контроль обрыва пряжи.

1.2.3. Измерение натяжения пряжи на выходе её из тянульной пары прядильной самокруточной машины.

1.1.4. Контроль технического состояния оборудования для получения самокруточного продукта (диагностика состояния оборудования).

1.2.5. Определенно технико-экономических показателей.

1.2.6. Управление приводом машины.

1.2.7. Полуавтоматическая заправка.

1.2.8. Получение самокруточной пряжи с фасонными эффектами. Ликвидация муарового эффекта на ткани из традиционной самокруточной пряжи.

1.2.9. Технические средства для реализации функций контроля и управления.

1.3. Постановка задачи.

Глава 2. Влияние элементов пневматической цепи на характеристики пряжи.

2.1. Исследование технологического зазора в пневматическом переключателе

2.2. Влияние длины шлангов на динамику переключения воздуха в вихревой камере в машине ПСК-225-ШГ.

2.3. Модель АКУ с периодическим размыканием вьюрка. Возможность коррекции кривой изменения крутки.

2.4. Управление круткой в зоне II (МКУ).

2.5. АКУ с электромагнитным приводом.

2.6. Выводы.

Глава 3. Автоматический контроль целостности продукта На прядильной самокруточной машине.

3.1. Постановка задачи.

3.2. Структурная и принципиальная схемы устройства контроля целостности самокруточного продукта обрыва.

3.3. Определение рациональных параметров устройства контроля целостности пряжи.

3.4. Выводы.

Глава 4. Экспериментальные исследования.

4.1. Методика испытаний.

4.2. Результаты второго этапа предварительных испытаний.

4.2.1. Результаты испытаний пряжи.

4.2.2. Результаты испытаний комплекса марки РТКС-1.

4.2.3. Результаты испытаний датчика обрыва пряжи.

4.3. Результаты приемочных испытаний.

4.4. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии производства самокруточной пряжи путем оптимизации управления процессами формирования и кручения на машинах типа ПСК»

Для решения проблемы обеспечения населения товарами народного потребления необходимо значительно увеличить масштабы создания, освоения и внедрения в производство новой высокоэффективной техники, обеспечивающей рост производительности труда, снижение материалоемкости и энергоемкости, улучшение качества выпускаемой продукции, повышение её конкурентоспособности на внешнем рынке. В полной мере это относится к оборудованию текстильной промышленности, в которой одним из перспективных направлений технического прогресса является широкое внедрение оборудования для самокруточного прядения.

Самокруточный способ прядения, основанный на принципе ложного кручения, позволяет резко увеличить скорость выпуска пряжи (в 10-15 раз) за счет разделения процессов кручения и наматывания, а также существенно увеличить производительность труда, улучшить использование сырья,.уменьшить потребность в электроэнергии и в производственных площадях, получить продукты с новыми характеристиками.

В настоящее время существуют два направления технической реализации способа самокруточного формирования продуктов прядения. Первое направление использует механические крутильные устройства [1-10]; это направление реализовано в прядильных самокруточных машинах Repco.

Второе направление основано на использовании аэродинамических крутильных устройств [15-17] . Это направление реализовано в первых отечественных прядильных самокруточных машинах ПСК-225-ШГ, разработанных ВНИИЛТекмашем и Костромским СКВ ТМ. Эти машины серийно выпуска-? лись Душанбинским заводом "Таджиктекстильмаш".

Благодаря разделению операций, формирования стренг, их кручения и намотки процесс получения продуктов прядения на самокруточном оборудовании является объектом для применения различных средств управления и средств автоматического управления. Сюда следует отнести возможность гибкого управления технологическим процессом ( варьирование фазы,, частоты и амплитуды изменения крутки по заданной программе), введение систем оптимизации технологического процесса (в частности, в функции обрывности и успеваемости работницы), автоматизацию процесса заправки, применение различных средств контроля качества продуктов прядения, систем управления разного уровня, автосъемников, обеспечение фасонных эффектов за счет программного изменения длины периода кручения и угла сдвига фаз.

Хотя достигнутый уровень развития самокруточного прядения в нашей стране, позволяющий с уверенностью говорить о его перспективности, достаточно высок, возможности самокруточного способа формирования продуктов прядения не реализованы полностью, т.к. полная реализация потенциальной эффективности этого способа прядения возможна только на базе комплексного исследования процессов и устройств для получения самокруточного продукта.

Основными факторами, определяющими необходимость применения устройств управления самокруточным оборудованием, является то, что: при высоких скоростях, реализуемых при формировании самокруточного продукта (200-280 м/мин), обслуживание вручную становится неэффективно без обеспечения хотя бы некоторого минимального объема автоматизации оборудования;

- органолептическое обнаружение нарушений технологического процесса (недостаточная степень кручения; обрыв одной стренги в готовой пряже и т.п.) связано с большими трудностями, а в ряде случаев неосуществимо;

- невозможность гибкого управления технологическим процессом получения самокруточного продукта прядения без обеспечения его средствами автоматического управления;

- своевременная диагностика СК оборудования приобретает особое значение в связи* с тем, что простои такого высокопроизводительного оборудования весьма сильно влияют на эффективность его использования.

В данной работе была поставлена задача создания и исследования технологических требований к устройствам управления прядильной самокруточной машиной. Создание такого комплекса средств управления, сдерживалось из-за сложности и громоздкости систем управления. С появлением микропроцессорной техники реализация технологических требований, предъявляемых к устройствам управления самокруточным оборудованием, стала возможной. В работе сформулированы основные требования к микропроцессорной системе управления, необходимой для управления прядильной самокруточной машиной. Разработанная микропроцессорная система управления в составе комплекса средств управления прядильной самокруточной машиной прошла производственные испытания на ОАО "Московская шерстопрядильная фабрика".

По результатам производственных испытаний комплекс средств управления прядильной самокруточной машиной (роботизированный технологический комплекс РТКС-1) принят междуведомственной комиссией к серийному производству с решением о присвоении высшей категории качества (см. Приложение 1).

Заключение диссертации по теме «Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья», Филипьев, Александр Федорович

Общие выводы и рекомендации по работе

1. Комплекс средств управления самокруточным прядильным оборудованием является необходимым условием полной реализации потенциальной эффективности такого типа оборудования. Такая необходимость определяется высокими скоростями, реализуемыми при самокруточном формировании пряжи, высокой напряженностью технологического процесса и его критичностью к величинам параметров, связанных с качеством изготовления, наладки и интенсивностью производственного процесса.

В работе исследованы и сформулированы технологические требования к системам контроля и управления самокруточным прядильным оборудованием.

2. Разработан алгоритм автоматического контроля и управления технологическим процессом формирования самокруточной пряжи на базе микропроцессорной системы управления. Разработана и реализована на практике система, реализующая этот алгоритм, и включающая в свой состав необходимые структурные и принципиальные схемы, реализующие на практике современные системы контроля процесса изготовления самокруточной пряжи.

3. Разработана и внедрена система диагностики состояния отдельных прядильных мест и прядильного самокруточного оборудования в целом.

4. Разработана и внедрена система сбора технико-экономических показателей самокруточного оборудования и контроль за ними.

5. Сформулированы и реализованы на практике оптимальные, с точки зрения технологического процесса, принципы управления приводом самокруточной прядильной машины.

6. Разработана и внедрена система полуавтоматической заправки самокруточной прядильной машины.

7. Предложен метод и на практике разработана система, позволяющая получить самокруточную пряжу с фасонными эффектами.

Предложены меры и разработана система, позволяющая ликвидировать муаровый эффект на ткани и в трикотаже, вырабатываемых из традиционной самокруточной пряжи.

8. Проведены исследования, разработаны и внедрены рекомендации по оптимальным параметрам технологического зазора в пневматическом переключателе машины ПСК.

9. Проведены исследования, разработаны и внедрены рекомендации по оптимальным параметрам длины шлангов с точки зрения динамики переключения воздуха в вихревой камере в машине ПСК-225-ШГ.

10. Проведены исследования и разработаны рекомендации по коррекции изменения крутки в аэродинамических крутильных устройствах. Исследована математическая модель с периодическим размыканием вьюрка.

11. Определены требования, предъявляемые к устройству определения целостности самокруточной пряжи, разработана математическая модель такого устройства, структурная и принципиальная электрическая схема опто-электронного устройства определения целостности самокруточной пряжи. Устройство осуществляет автоматический контроль обрыва одной из стренг самокруточной пряжи.

12. Предложена конструкция аэродинамического крутильного устройства с электромагнитным приводом коммутатора. В этой конструкции пнев-мопереключатель непосредственно совмещен с крутильной камерой. При этом жесткая кинематическая связь между периодом крутки пряжи и скоростью выпуска машины заменена гибкой информационной связью, управляемой микропроцессорной системой управления.

169

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Филипьев, Александр Федорович, 2009 год

1. Мовшович П.М. Устройство для получения самокрученой пряжи / Авторское свидетельство № 562594 - 1977г.

2. Мовшович П.М. Способ получения самокруточной пряжи / Мовшович П.М., Максимов Г.К., Шкрабов Б.С., Кокиш М.И. //Авторское свидетельство № 587755 1977г.

3. Forming twisting yarns and other twisting assemblies. // Патент Англии № 1015291 1965 г.

4. The Repco-Spinner // Piatt Bull, 11, №7, 1970, pp 248-257.

5. Walls G.W. Oscillation Rollers for Self-twist Spinning // Journal of the Textile institute, V61, № 6. 1970, pp 245-259.

6. Henshow D. E. Twist Distribution in Self-twist yarn // Journal of the Textile institute, V61, № 6. 1970, pp 269-278.

7. Ellis В. C., Walls G. W. Technological aspect of twisted self-twist yarn // Journal of the Textile institute, V61, № 6. 1970.

8. Henshow D. E. Self-twist Yarn // Journal of the Textile institute, V60, № 11. 1969, pp 443-451.

9. Henshow D. E. Model for Self-twist Yarn // Journal of the Textile institute, V61, № 3. 1970, pp 97-107.

10. Вихревая камера устройства для получения самокрученой нити / Максимов Т.К., Мовшович П.М., Шкрабов Б.С., Кокиш М.И. // Авторское свидетельство № 833014 -1981 г.

11. Мовшович П. М., Хавкин В.П., Ильин А.И. "Устройство дляформирования самокруточной пряжи"// ЦНИИТЭИлегпищемаш, М.,1971., с.38

12. Yarn structure // Патент Англии № 1047503 -1966 г

13. Хавкин В. П., Мовшович П. М. О формировании пряжи самокруточным способом // Текстильная промышленность, № 9, 1972, с.22-25

14. Рубцова А.Б., Мовшович П.М. и др. Вихревая камера устройства для получения самокруточной пряжи // Авторское свидетельство № 1089184 1977 г.

15. Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по изысканию конструкции для самокруточного формирования пряжи и ровницы // Отчет по теме 94-71 1333. М., ВНИИЛТекмаш, 1971г.

16. Мовшович П.М. др. "Прядильная самокруточная машина ПСК-225-ШГ для выработки пряжи для трикотажного производства"// Текстильная промышленность, № 7, 1978г., с.34-36

17. Мовшович П. М. Самокруточное прядение // М., Легпромбытиздат, 1985г., 248 с.

18. Мовшович П. М. Разработка теоретических основ технологического процесса самокручения и промышленного оборудования для его реализации, // Докторская диссертация, Кострома- 1987г.

19. Process for forming twisted fiber assemblies,//.Патент Англии № 1084371- 1966г.

20. Twisted thread assemblies. // Патент Англии № 1144614 1967 г.

21. Twisting apparatus //Патент Англии № 1121942- 1964 г.

22. Formation of twisted thread assemblies// Патент Англии № 1336932. -1975 г.

23. Strand twisting apparatus //Патент Англии № 1341293 1973 г.

24. Strand twisting apparatus // Патент Австралии № 432698 1968 г.

25. Свечников С. В. Элементы оптоэлектроники // М., Советское радио, 1971.

26. Мухитдинов М.А. и др. Фотоэлектрический способ определения толщины нитей // Авторское свидетельство №" 619790 1983г.

27. Гинзбург Л.Н., Хавкин В.П., Молчанов А.С., Винтер Ю.М.,

28. Мовшович П.М. Динамика основных процессов прядения // ч. Ill, М.,

29. Легкая индустрия, 1976, с. 124-125.

30. Терюшков А.В. Борьба с обрывностью в хлопкопрядении // Ростехиздат, М., 1962, с. 117

31. Горн И.В., Хавкин В.П., Молчанов А.С. Матиматическая модель обрывности // Труды ЦННИЛВ, т.29,М., 1974, с. 116-123.

32. Будников В.И. О вероятности обрывов пряжи // Труды МТИ, М., 1969г., с. 106-110.

33. Правила определения оценок и доверительных границ для параметров Экспоненциального распределения Пуассона. ГОСТ 11.005-74.

34. Мовшович П.М. Способ получения самокруточной пряжи/ Мовшович П.М., Шкрабов Б.С., Максимов Г.К., Хавкин В.П. // Авторское свидетельство № 400635 1973 г.

35. Мовшович П.М. Устройство для сообщения нити перемежающейся крутки / Мовшович П.М., Иванов Л.Н., Шкрабов Б.С., Максимов Г.К., Хавкин В.П. // Авторское свидетельство № 436106 - 1974г.

36. Дюканова Т.И. Разработка технологии получения самокрученой пряжи способом совмещенного формирования и кручения // Кандидатская диссертация, Кострома — 1989г.

37. Авербух Д.И., Молчанов А.С., Хавкин В.П. Формирование пряжи с фасонными эффектами // М., ЦРШИТЭИлегпищемаш, 1974г., с 41.

38. Мовшович П.М. и др. Пневматический переключатель устройства для получения самокрученой пряжи // Авторское свидетельство № 5673431977г.

39. Мовшович П.М. Переключатель устройства для получения самокрученой пряжи /П.М. Мовшович, Г.К. Максимов, Б.С. Шкрабов, В.П. Хавкин, Н.Б.Бабушкина// Авторское свидетельство № 567343 1977 г.

40. Богачева А.В. Пневматические элементы систем автоматического управления//М., Машиностроение, 1966г.

41. Максимов Г.К. Экспериментальное и теоретическое исследование основных узлов устройства для формирования самокруточной пряжи аэродинамическим способом // Кандидатская диссертация, М.,1974г,с.113-136

42. Хавкин В.П. и др. Автоматический контроль и регулирование текстильных материалов // М., Легкая индустрия, 1975г.

43. Корн Г. и Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров// М., Наука, 1974г.

44. Филипьев А.Ф. и др. Устройство для контроля обрыва одного из компонентов многокомпонентной пряжи // Авторское свидетельство»1468035- 1987г.

45. Хавкин В.П., Молчанов А.С. Формирование пряжи с фасонными эффектами на кольцепрядильной машине для льна ЭИ серия А // Текстильная промышленность, 1974, с.40.

46. Электрические измерения неэлектрических величин / Под редакцией П.В. Новицкого // Л., Энергия, 1975.

47. Новицкий П.В. и др. Цифровые приборы с частотными датчиками // Л., Энергия, 1975.

48. Филипьев А.Ф., Пищиков А.Д., Кокиш М.И. О некоторых задачах автоматизации самокруточного оборудования // Сборник научныхтрудов, ВНИИЛтекмаш, М.,1987. с. 126-135.

49. Филипьев А.Ф., Пищиков А.Д., Ульянова Н.Д. Роботизированный технологический комплекс на базе прядильной самокруточной машины

50. ПСК-225-ШГ // Сборник научных трудов, ВНИИЛтекмаш, М., 1988. с. 18-24.

51. Ю.Н. Бондаренко, Мовшович П.М. и др. Методика расчета оптимального зазора в пневматическом переключателе // М., ЦНИИТЭИЛегпищемаш, 1986г, 7 стр. (депонированная рукопись).

52. Филипьев А.Ф. Разработка и исследование датчика обрыва самокруточной пряжи // Сборник научных трудов.- М., ВНИИЛтекмаш, 1988г., с. 59-66.

53. Филипьев А.Ф. Комплекс средств автоматизации для прядильной самокруточной машины // Тезисы к докладу на VII научно-технической конференции молодых специалистов. М., ВНИИЛтекмаш, 1988г., с. 4-5

54. Филипьев А.Ф. Динамика кручения одиночной нити в двухзонном аэродинамическом крутильном устройстве / Мовшович П.М., Разумеев К.Э., Филипьев А.Ф., Разумеев В.К. // Сборник научных трудов,-М., ОАО НПК «ЦННИШерсть», 2008г., с. 71-77

55. Мовшович П.М., Филипьев А.Ф., Разумеев В.К. Исследование технологического зазора в пневматическом переключателе // Сборник научных трудов.- М., ОАО НПК «ЦННИШерсть», 2008г., с.78-82

56. Гурьев А.Н. Опыт эксплуатации прядильных самокруточных машин в производственных условиях /К.Э. Разумеев, А.Н. Гурьев// Сборник научных трудов ОАО НПК «ЦНИИШерсть», М., «0ргсервис-2000» 2006, с. 129-133.