Исследование и разработка структур мотальных паковок, обеспечивающих оптимальный процесс сматывания тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.02, кандидат технических наук Панин, Алексей Иванович

• Панин, Алексей Иванович
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Панин, Алексей Иванович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ АНАЛИЗ РАБОТ, ПОСВЯЩЕННЫХ НАМАТЫВАНИЮ И РАЗМАТЫВАНИЮ МОТАЛЬНЫХ ПАКОВОК.

1.1 Общий принцип формирования мотальных паковок

1.2 О качестве намоток мотальных паковок.

1.3 О влиянии натяжения нитей, сматываемых с бобин, на процессы ткачества и вязания.

1.4 Влияние некоторых факторов на процесс сматывания нити с бобины.

Выводы по главе I.

ГЛАВА Л. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУР НАМОТОК, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ОПТИМАЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС ИХ РАЗМАТЫВАНИЯ

О принципе формирования бобин замкнутой и сомкнутой намотки

2.2 Исследование изменения удельной плотности намотки бобин сомкнутой структуры.

2.3 Исследование процесса формирования бобин спиралевидной структуры намотки.

2.4 Исследование процесса формирования бобин ракетной 62 формы с сомкнутой структурой намотки.

Выводы по главе II.

ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СМАТЫВАНИЯ НИТЕЙ С БОБИН РАЗЛИЧНОЙ СТРУКТУРЫ НАМОТКИ.

3.1 О влиянии некоторых факторов на процесс сматывания нити с бобин различной структуры намотки.

3.2 Исследование процесса сматывания нити с бобин различной структуры намотки.

3.3 Исследование процесса сматывания нити с конических бобин сомкнутой намотки, применяемых в качестве 92 уточных паковок на ткацких станках СТБ.

3.4 Исследование процесса сматывания уточной нити с бобины ракетной формы намотки на станке СТБ.

Выводы по главе III.

ГЛАВА IV. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА СМАТЫВАНИЯ НИТИ С БОБИН РАЗЛИЧНОЙ СТРУКТУРЫ

4.1 Технико-экономический анализ укрупнения уточной паковки на бесчелночных ткацких станках.

4.2 Расчет экономического эффекта от внедрения бобин сомкнутой структуры намотки на ткацких станках СТБ ^g в качестве уточных паковок.

Выводы по главе IV.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка структур мотальных паковок, обеспечивающих оптимальный процесс сматывания»

Структура мотальных паковок характеризуется их формой и расположением витков на поверхности мотальной паковки. Она должна обеспечивать требуемую прочность (устойчивость к рассыпанию) при механических воздействиях, необходимую плотность, равновесность, воздухо и гидропроницаемость намотки.

Наиболее прочной является мотальная паковка крестовой намотки, называемая бобиной. Эта паковка в отличие от паковки параллельной намотки может удерживаться на патроне без фланцев и с нее возможно осевое сматывание нити без вращения самой паковки (бобины). Последнее обстоятельство позволяет значительно повысить производительность сновального, вязального и ткацкого оборудования.

Наибольшая плотность наблюдается у бобин сомкнутой структуры намотки, характеризующейся тем, что витки на поверхности паковки лежат вплотную друг к другу. В этом случае на бобине помещается наибольшая длина нити при тех же габаритах бобины. Это обстоятельство позволяет повысить КПВ сновальных, вязальных машин и ткацких станков, увеличить их производительность и снизить отходы (угары) производства.

Равновесность намотки характеризуется ее способностью удерживать на своей поверхности витки от спадания за счет сил трения, возникающих между витками и поверхностью паковки Наиболее устойчиво витки удерживаются на поверхности тогда, когда они располагаются по геодезическим линиям. Эти линии отличаются тем, что они являются кратчайшими линиями между двумя любыми точками поверхности, т.е. это линии угол геодезического отклонения которых равен нулю. На развертке поверхности геодезические линии превращаются в прямые. Однако не все поверхности развертываемы (например, шаровая поверхность нераз-вертываемая). В этом случае геодезическими линиями являются большие окружности шара. Мотальный механизм должен быть спроектирован так, чтобы наматываемые витки располагались по линиям близким к геодезическим или по линиям совпадающими с геодезическими. В этом случае при разматывании мотальной паковки будет наблюдаться наименьшее количество слетов с поверхности паковки, высокая производительность оборудования и незначительные отходы сырья (угары). Если мотальные паковки в последующем подвергаются крашению (отбеливанию) или используются в качестве пористых перегородок трубчатых текстильных фильтров, то они должны обладать соответствующей воздухо и гидропроницаемостью. Наилучшими с этой точки зрения являются паковки - слоисто-каркасной структуры.

В то же время структура намотки паковок должна обеспечивать оптимальный процесс их разматывания.

Под оптимальным понимается такой процесс сматывания нити с мотальной паковки, при котором обеспечивается высокая скорость сматывания, наблюдается наименьшая обрывность сматываемой нити, постоянный режим ее натяжения и получается высококачественный полуфабрикат или изделие (сновальный валик, секционный навой, трикотажное изделие или полотно, ткань).

Процесс сматывания нитей с мотальных паковок на современных машинах (сновальных машинах, уточно-мотальных автоматах, бесчелночных ткацких станках, трикотажных машинах) далек от оптимального.

При высоких скоростях сматывания нитей с бобин на современных сновальных машинах и бесчелночных ткацких станках образуется большое количество слетов витков с поверхности бобин и, вследствие этого, наблюдается большая обрывность сматываемых нитей. Это обстоятельство обусловлено не только формой образующегося баллона, но и структурой намотки бобин.

Повышенная обрывность, сматываемых с мотальных паковок нитей приводит к увеличению отходов (угаров) ценного сырья, снижает производительность оборудования (вследствие снижения КПВ) и ведет к повышению себестоимости вырабатываемых тканей и изделий. Обеспечение постоянного режима натяжения нити при сматывании ее с мотальной паковки имеет актуальное значение. Возрастание натяжения уточной нити по мере уменьшения диаметра намотки бобины приводит к недолетам прокладчиков утка на бесчелночных ткацких станках СТБ, а, следовательно, к образованию недоработанных до конуса патрона бобин (образованию начинков), увеличению отходов пряжи, снижению производительности труда и повышению себестоимости вырабатываемой продукции.

На трикотажных машинах изменение натяжения нити по мере сматывания бобины приводит к изменению длин нити в петлях и, следовательно, к ухудшению качества вырабатываемых изделий.

Неодинаковое натяжение нитей при сновании приводит к образованию бугристой (нецилиндричной) намотки сновального валика или секционного навоя. Последнее обстоятельство вызывает необходимость усиленного торможения валиков на шлихтовальной машине для того, чтобы короткие нити, лежащие во впадинах намотки, вытянулись до длинных нитей, лежащих на вершинах бугров. Натяжение всех сматываемых нитей в этом случае не будет одинаковым и приведет к различной их вытяжке на шлихтовальной машине. Нити, получившие наибольшую вытяжку, потеряют свои упругие свойства и будут обрываться при переработке на ткацком станке.

Немаловажное влияние на процесс сматывания нитей с бобин оказывает плотность их намотки. Сматывание нитей с бобины, обладающих малой удельной плотностью намотки, как правило, сопровождается образованием большого числа слетов и, следовательно, большой обрывностью. Это связано с тем, что в бобинах слишком мягкой намотки витки вышележащих слоев слабо связаны с витками нижележащих слоев (силы трения между ними невелики) и, поэтому верхние витки легко слетают при сматывании. Размотку бобин мягкой структуры можно вести лишь при незначительных скоростях.

Форма намотки бобин также оказывает существенное влияние на процесс сматывания с них нитей. Наилучшие условия для сматывания обеспечиваются тогда, когда бобины имеют коническую форму. В этом случае витки, сматываемые с большого торца бобины, не задевают витки, лежащие у малого торца и не вызывают их слета.

При разматывании бобин сомкнутой структуры наблюдается наименьшее число слетов, так как число витков в объемном слое намотки являются наибольшим и срыв такого слоя затруднителен.

Целью настоящей работы является разработка и исследование структур намотки бобин, обеспечивающих наибольшую эффективность их дальнейшего использования и оптимальный процесс сматывания с них нити.

В связи с этим в работе решаются следующие задачи:

- проводится литературный анализ работ, посвященных формированию и исследованию различных структур намотки пряжи на паковки;

- проводится анализ работ, посвященных исследованию процесса сматывания нити с мотальных паковок различных структур;

- исследуется существующие типы мотального оборудования, обеспечивающие формирование мотальных паковок оптимальной структуры;

- разрабатываются и исследуются новые структуры мотальных паковок, обеспечивающие наибольшую эффективность их дальнейшего использования и оптимальный процесс сматывания с них нити;

- исследуется влияние структуры намотки бобин на процесс сматывания с них нитей;

- определяется оптимальная скорость сматывания нитей с мотальных паковок различных структур;

- исследуется процесс изменения натяжения уточной нити при переработке бобин на бесчелночных станках СТБ;

- производится определение экономической эффективности использования мотальных паковок сомкнутой структуры намотки в ткацком производстве.

Заключение диссертации по теме «Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья», Панин, Алексей Иванович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Главное решающее влияние на структуру намотки мотальных паковок оказывает угол сдвига между витками различных пар слоев намотки, так как в зависимости от величины угла сдвига намотки подразделяются на замкнутые, сомкнутые, застилистые, спиралевидные.

2. На процесс сматывания нити с мотальной паковки оказывают влияние такие факторы, как: структура намотки нитей, величина натяжения, скорость сматывания, угол конусности патрона питающей паковки; форма и габаритные размеры бобин, величина и форма баллона, вязко-упругие свойства нити и вид материала из которого изготовлена нить.

3. Сомкнутая структура намотки мотальных паковок обеспечивает наибольшее число витков в объемном слое, а следовательно, плотность намотки нитей в 1,5 раза превышающую плотность намотки бобин обычной (застилистой) структуры.

4. Для получения мотальных паковок сомкнутой структуры, необходимо обеспечить определенную величину передаточного отношения от веретена к кулачку нитеводителя, которая должна оставаться неизменной за все время их наматывания.

5. Сомкнутые намотки различают в зависимости от того, витки какой пары слоев ложатся рядом с витками первой пары слоев и в зависимости от этого могут быть: односомкнутыми, двухсомкну-тыми и вообще р- смомкнутыми.

6. Бобины сомкнутой структуры намотки могут формироваться лишь на мотальных машинах с раздельным действием механизмов намотки и раскладки нити (прецизионных мотальных механизмах).

7. Замкнутые намотки являются базовыми, так как на их основе строятся сомкнутые, спиралевидные и застилистые намотки.

8. Бобины замкнутых намоток имеют сотовую структуру и могут быть использованы при крашении, отбеливании и запаривании пряжи в бобинах.

9. Нити большой линейной плотности целесообразнее всего перематывать в бобины ракетной формы, масса намотанной нити на которых достигает 5-ь7 кг, не только за счет увеличения габаритов паковки, но и вследствии формирования на бобине сомкнутой структуры намотки.

10. Исследование процесса сматывания нитей с бобин различной структуры намотки показал, что наиболее существенное влияние на натяжение нити в баллоне, образование слетов витков и величину обрывности оказывает структура намотки питающей паковки.

11. Наилучшие условия сматывания (наиболее равномерное натяжение и наименьшее количество слетов витков) наблюдается тогда, когда угол сматывания нити имеет достаточно большую величину, то есть образуется достаточно выпуклый многовол-новый баллон.

12. «Слет витков» с поверхности паковки представляет собой срыв объемного слоя намотки, сформированного за число двойных ходов нитеводителя (нити) соответствующее степени замыкания намотки.

13. Наиболее благоприятные условия создаются при сматывании нитей с бобин сомкнутой структуры намотки, так как в этом случае наблюдается наиболее равномерное натяжение нитей и минимальное количество слетов витков с поверхности паковки, а скорость сматывания нити может достигать 1500 м/мин.

14. Бобины замкнутой (сотовой) структуры намотки, имеющие малое число витков в объемном слое, целесообразно перематывать (после крашения или отбеливания пряжи в бобинах) в паковки сомкнутой структуры при малых скоростях (d<200 м/мин) или перерабатывать на бесчелночных ткацких станках с нитенакопителем в качестве уточных паковок.

15. По мере срабатывания нити с бобин их натяжение возрастает вследствие уменьшения угла сматывания нити с паковки и увеличения трения нити о поверхность намотки, что является одной из главных причин недолета прокладчиков утка на бесчелночных ткацких станках СТБ и образования так называемых «начинков» (остатков) недоработанной уточной нити на патроне.

16. Для каждого вида намотки мотальной паковки оптимальной скоростью сматывания следует считать ту, при которой наблюдается наименьшее число слетов витков и минимальная обрывность нити (определяется экспериментально, с помощью разработанной установки).

17. При высокой скорости сматывания пряжи большой линейной плотности (Т>150 текс) необходимо учитывать реактивную составляющую натяжения, которая пропорциональна квадрату скорости сматывания нити.

18. Дисперсионный анализ экспериментальных данных по исследованию процесса сматывания нитей с бобин различной структуры на станках СТБ показал, что на обрывность утка наибольшее влияние оказывает структура намотки питающей паковки, а на величину начинков размеры бобин, (чем больше габариты питающей паковки, тем меньше отходов дорогостоящего сырья).

19. Суммарный годовой экономический эффект от внедрения в ткацкое производство Димитровградской прядильно-ткацкой мануфактуры бобин сомкнутой структуры при выработке ткани «Паковочная» составил более двухсотсорока тысяч рублей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Панин, Алексей Иванович, 2004 год

1. Гордеев В.А., Волков П.В. Ткачество, М. Легкая индустрия 1984.

2. И.Н. Панин. Разработка и исследование структур текстильных паковок специального назначения. Дис. д.т.н./М., 1998.

3. Минаков А.П. Основы теории наматывания и сматывания нити. Текстильная промышленность № 10-12, 1944 г.

4. Щербаков В.П. Прикладная механика нити. М. МГТУ им. А.Н. Косыгина, М. 2001 г. 300 с.

5. Щербаков В.П. Научные основы переработки нитей в трикотажном производстве. Дис. д.т. н., МТИ, 1984 324 с.

6. Николаев С.Д. Научные основы прогнозирования условий технологического процесса ткачества для получения тканей заданного строения. Диссертация д.т.н. М. МТИМ. 1987.- 453 с.

7. Колтунов М.А., Кравчук А.С., Майборода В.П. Прикладная механика деформированного твердого тела. М. Высшая школа. 1983.352 с.

8. Назарова М.В. Разработка технологических параметров бобин сомкнутой намотки. Диссертация к.т.н., МГТА. 1994.

9. Решетов Д.Н., Иванов А.С., Фадель В.З. Надежность машин. М. Высшая школа. 1988.

10. Цитович И.Г. Технологическое обеспечение качества и эффективности процессов вязания поперечновязального трикотажа. М. Легпромиздат. 1992.

11. Knapton I.I. end Munden D.L. A Study of the Mechanism of Loop Formation on Welt Knitted Machikey II Text. Ees. I. 1966/ Part.I. №12.P. 1072-1081/

12. Сурнина Н.Ф., Новиков A.K. Оборудование и технология льноткацкого производства. Легкая индустрия, М., 1965 431 с.

13. Ефремов Р.Д. Исследование технологии перемотки пряжи при сложном движении нитеводителя. Дис. к.т.н., Ленинград, 1968.

14. Ефремов Е.Д. О движении нити в вершине баллона сматывания при перемотке на коническую бобину//Технология текстильной промышленности, 1958-№4, с. 117.

15. Белышев П.В. Основные условия высокоскростной перемотки пряжи на мотальных машинах и автоматах. Дис. М.МТИ. 1953.

16. Блюер В.А. Сравнение плотности намотки крестомотальных машин различных систем. Сборник трудов ИВТИ, М., 1947 -с.54.

17. Горицкий С.Г. Повышение скорости перемотки хлопчатобумажной пряжи// Текстильная промышленность, 1960- № 12,с.18.

18. Лазаренко В.М. О выборе размеров паковок пряжи для трикотажных машин. II Известия ВУЗов технология текстильной и легкой промышленности. №3 1961-с. 132-133.

19. Салов В. 3., Гарбарук В.И. Вычисление коэффициентов многочлена отображающего натяжение нити в процессе сматыванияее с бобин на ЭВМ «Проминь». Машины и технология трикотажного производства. Г. Рига, 1974. Вып. 5.

20. Цитович И.Г. Теоретические основы стабилизации процессов вязания.- М.// Легкая и пищевая промышленность, 19684.

21. Коломиец А.Я. Исследование структуры намотки трубчатых текстильных фильтров. Дис. к.т.н., Ленинград, 1983.

22. Окунев Л.Я. Краткий курс теории чисел. М. Учпедгиз. 1956.

23. Кукин Г.Н., Соловьев А.И. Текстильное материаловедение. М. Легкая индустрия. 1984.

24. Виноградов Ю.С. Математическая статистика и ее использование в текстильной промышленности

25. Зайцев В.П. Зависимость длины нити, наматываемой на цилиндрическую бобины от угла поворота бобины. Технология текстильной промышленности. № 4, 1988.

26. Андросов В.Ф., Александров С.А., Артым М.И., Кленов В.Б., Якимчук Р.П., Крашение пряжи в паковках.М. Легкая индустрия. 1974.

27. Полетаев В.Н., Алешина П.А. Лабораторный практикум по ткачеству. Изд. «Легкая индустрия», М. 1970 г., 269 с.

28. Бородин А.И. Высокоскоростное перематывание основной пряжи с початка. Изд. «Легкая индустрия», М., 1965 г.

29. Щербаков В.П. Прикладная механика нити. М. МГТУ. 2001. 300 с.

30. Минаков А.П. Основы механики гибкой нити. Научно-исследовательские труды Московского текстильного института, 1941. Т.9. Выпуск 1.

31. Панин И.Н. Дис. на соискание ученой степени к.т.н. М. Ленинградский текстильный университет им. С.М. Кирова, Ленинград 1983.

32. Николаев С.Д., Мартынова А.А., Юхин С.С., Власова Н.А. Методы и средства исследований технологических процессов в ткачестве. Изд. МГТА им. А.И. Косыгина, М. 2003 г.

33. Ефремов Е.Д. О механических условиях в точке сматывания нити с паковки.// Технология текстильной промышленности., М.№ 1, 1968, с. 64

34. Ефремов Е.Д. О неравномерности движения нити при перемотке на мотальной машине М-150. Дис. на соискание уч. ст. к.т.н. Ленинград 1964.

35. Мелентьев П.В. Приближенные вычисления, Государственное издательство физико-математической литературы, М. 1962.

36. Панин А.И. Определение максимальной (оптимальной) скорости сматывания нити с мотальной паковки. // Вестник ДИТУД, №3 (13) 2002, с.6.

37. Абмаев Д.С., Панин А.И. Об эффективности скоростных режимов процесса сматывания нитей с мотальных паковок, тезисы доклада Всероссийской научной студенческой конференции «Текстиль XXI века», М. МГТУ им. А.Н. Косыгина. 2003.

38. Комаров П.М., Митихин В.Г., Панин А.И. Построение модели зависимости удельной плотности намотки от угла сдвига витков и толщины наматываемого слоя пряжи.// Вестник ДИТУД №3 (9) 2001.

39. А.Д. Богза, В.А. Орнатская «Исследование процесса прокладывания утка на станках СТБ. Изд. «Легкая индустрия, М. 1978 г.

40. Яблонский А.А. Курс теоретической механики, ч.П, изд. «Высшая школа», М. 1971 г.

41. АрнаутовП.Н., Варнаков М.Я. Ткацкие автоматические станки СТБ. Изд. Легкая индустрия, М. 1973 г.

42. Джолдасбеков У.А., Уалиев Г.У. Совершенствование механизма прокладывания утка на многоцветных ткацких станков СТБ. Изд. М. Легпромбытиздат. 1986.

43. Ефимов Н.В. Краткий курс аналитической геометрии. Изд. Наука, М. 1969 г

44. Богза А.Д. Повышение надежности в ткачестве при эксплуатации станков СТБ. Материалы семинара «Механизация и повышение надежности технологического оборудования в текстильной и трикотажной промышленности». М. МДНТП им. Ф.Э. Дзержинского, 1971, с. 83-92/

45. Барышников В.В., Сидоров Ю.П., Прохоров B.C., Сидоров В.Ю. Ткацкие станки с гибкими рапирами «Зульцер-рюти» М. Легпромбытиздат, 1991, 112 с.

46. Панин И.Н., Воропаева Л.В., Зайцев В.П. Способы формирования бобин специального назначения. Деп. В ЦНИИТЭИ-легпром № 3383 лп. 91 г.

47. Дружинина Р.Д. Льноткачество. Справочник, М. Легпромбытиздат, 1985.

48. Варковецкий М.М., Сазонов Е.А. Методы дисперсионного анализа в текстильных исследованиях. М. Легкая индустрия 1977.

49. Поляк Т.Б., Стерлин Е.А., Организация, планирование и управление производством, М. Легпромбытиздат. 1986.