Введение к работе
Актуальность проблемы.
Качество тканей и тканых изделий напрямую зависит от количества приобретенных в ходе технологического процесса пороков. Анализ пороков ткани показал, что нарушение равномерности структуры, крайними проявлениями которого являются визуально определяемые недосеки или забоины при пуске ткацкого станка после его выстоя, достаточно распространено для тканей из искусственных нитей, шерстяной пряжи и шелка. Этот вид порока принято называть «пусковая полоса». В меньшей мере пусковая полоса проявляется при выработке тканей из хлопчатобумажной и льняной пряжи. Анализу этого явления и причинам его возникновения посвящен целый ряд исследований, где определены возможные влияющие факторы со стороны рабочих органов ткацкого станка, его конструктивных особенностей, а также причины технологического характера и физико-механических свойств нитей и ткани в системе заправки. Исследователями даются как отдельные рекомендации, так и технические решения, позволяющие снизить уровень данного вида порока в ткани, или как определил профессор З.И. Кубайтис - снизить «яркость» пусковой полосы. Уже из этого, последнего определения следует, что до настоящего времени отсутствуют какие-либо измерительные системы и методы, позволяющие объективно, в целом или по составляющим, определить количественно или даже качественно этот вид порока. До сих пор оценка дается визуально и субъективно.
Практически отсутствуют экспериментальные исследования, методы и средства измерений, позволяющие дать объективную оценку размеру и характеру смещения опушки ткани. Мало изучены факторы, влияющие на этот процесс, отсутствует объективная оценка этого влияния. Предлагаемые технические решения по совершенствованию ткацкого оборудования для выработки тканей из различных по составу нитей с целью снижения или устранения пусковых полос, решают в определенной степени частные задачи по уменьшению влияния того или иного фактора: изменения натяжения нитей основы, жесткости заправки или смещения опушки ткани. Анализ этих решений показывает, что в большинстве случаев в системе управления и регулирования отсутствует датчик, предоставляющий объективную информацию о необходимости и величине воздействия системы автоматического контроля и управления (САКУ) на объект регулирования. Необходимость создания замкнутой системы автоматического контроля и управления очевидна. Вышеизложенное представляет собой технологические и технические аспекты проблемы, которые пока не нашли своего решения и не позволяют решить проблемы производственной - улучшить качество ткани путем уст-
ранения пусковой полосы. Диссертационная работа выполнена в рамках нау технического сотрудничества с СКТБ ТМ ПО "Текстильмаш" г. Чебоксары и пла разработки САКУ станков СТБ второго поколения.
Исследования направлены на улучшение качества ткани путем управления ложением опушки ткани в процессе ткачества.
Целью диссертационной работы является разработка требований к датчику ложения опушки ткани и системе регулирования на основе технологических иссле ваний явления смещения опушки ткани при выстое станка Для достижения цел работе поставлены и решены следующие задачи:
- разработка математической модели системы заправки для анализа факто{
влияющих на смещение опушки ткани при выстое ткацкого станка;
получение простой регрессионной модели, позволяющей вести расчет мак мального отклонения опушки ткани с заданной точностью;
разработка технических средств и методов экспериментального исследова; смешения опушки ткани и оценка их метрологических характеристик;
установление по результатам эксперимента факторов и их влияний на харак и величину смещения опушки ткани;
оценка сопоставимости результатов расчета и эксперимента;
разработка требований к конструкции датчиков смещения и положения опуи ткани, выполнение их макетирования, исследование работоспособности и рекомен ций по применению.
Методы исследований. Решение поставленных задач осуществлено теоретн скими и экспериментальными методами. В теоретических исследованиях примене методы механико-математичесхого моделирования, математического планироваї эксперимента, теории вероятности и математической статистики.Зкспериментальні исследования проводились методами фотограмметрии, фотометрии и злектричесі измерений.
Достоверность и обоснованность результатов исследований достигаются ю ректным использованием методов фундаментальных и прикладных наук, применеї ем широко известных методов статистического анализа результатов измерений оценки погрешности, проверкой теоретических и новых технических решений ЭКС] риментальными исследованиями. Расчеты при выполнении работы осуществлялись ПЭВМ ШМ PC РП с использованием математического пакета программ STAIX Excel и специально разработанных программ drpo.
Научная иовтна результатов исследования заключается в том, что впервые:
получен и исследован простой рекуррент для вычисления смещения опушки ткани вследствие релаксационных явлений с использованием реальных параметров в уравнении состояния системы "основа-ткань";
разработана методика и проведены фотограмметрические и фотометрические оптоэлектронные измерения, получены количественные характеристики и дана оценка влияния факторов на процесс смещения опушки ткани при выстое ткацкого станка;
дана оценка точности методов измерений с применением разработанных оригинальных средств измерения;
сформулированы технологические и технические требования к датчику положения и датчику смещения опушки ткани на ткацком станке СТБ;
введены понятия: "датчик смешения", "датчик положения" и «выстой станка»;
получены новые знания о размере и характере смещения опушки широкого ассортимента тканей на станке СТБ.
Практическая полезность. По результатам проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны действующие макеты датчиков положения и смещения опушки ткани, система управления позиционированием чувствительных элементов и автоматической системой перемещения заправки станка. Предложен вариант модернизированной кинематической схемы станка СТБ с электромеханическим регулятором натяжения и отпуска основы вариаторного типа, с принципиально отличающимся от существовавших ранее способов формирования регулирующего воздействия, и возможностью перемещения заправки ткацкого станка в заданном датчиком положения опушки ткани направлении, в предпусковой период. Макеты датчиков положения и смещения опушки ткани и разработанная методика исследований в течение ряда лет применялись в учебном процессе кафедр ткачества и АМТ при выполнении УИРС, курсовом и дипломном проектировании. Разработанное программное обеспечение применено для формирования баз данных результатов измерения, их статистической оценке и для расчета смещения опушки ткани.
Реализапия результатов. Технические решения, заложенные в конструкцию датчика положения опушки ткани и электромеханического основного регулятора, отличаются научно-технической новизной, что подтверждено наличием двух а.с. СССР, были применены и учтены в разработках СКТБ ТМ ПО "Текстильмаш" г. Чебоксары. Техническая документация и макетные образцы переданы по Акту 1987 и 1991 гг., согласно календарных планов НИР по темам Xs 65-ОКР-86 и № 32-НИ-90.
Апробация работы. Основные результаты работы были доложены и получил! положительную оценку на:
научно-техническом семинаре "Усовершенствование механизмов регулирова ния отпуска и натяжения нитей основы ткацкого станка" в СКТБ ТМ ПО "Текстиль маш", г. Чебоксары, 1990;
научно-техническом совещании в СКТБ ТМ ПО "Текстильмаш", г. Чебоксары 1991;
заседаниях кафедры электротехники и электромеханики КГТУ (1987-2000 гг.)
научных семинарах кафедры ткачества КГТУ (1992-2000 гг.);
Международных научно-технических конференциях "Прогресс-95", "Лен-96" "Прогресс-97", "Прогресс-98", "Лен-98";
Всероссийской научно-технической конференции "Датчик-94";
Республиканских научно-технических конференциях "Лен-94", "Комплексно* использование волокнистого сырья на производстве товаров широкого потребления" Ташкент, 1997.
Публикации. Основное содержание диссертационной работы представлено в V публикациях, в том числе 2 авторских свидетельствах на изобретения.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав выводов, списка литературы и пяти приложений. Основное содержание работы изло жено на 2 32 страницах и включает 65 рисунков, 17 таблиц, страниц списка литера туры. Приложения на ЗІ'страницах.
