Содержание к диссертации
Введение
1 Современное состояние проблемы проектирования и оценивания качества текстильных материалов 10
1.1 Осуществление мониторинга российского рынка по производству и потреблению тканей 10
1.2 Выявление составляющих конкурентоспособности текстильных материалов 13
1.3 Способы формирования необходимого уровня качества тканых полотен 15
1.4 Анализ направлений и методов проектирования показателей свойств тканых полотен 18
1.5 Систематизация методов измерения показателей структурных свойств текстильных полотен 20
1.6 Постановка задач исследования 31
1.7 Характеристика объектов исследования 32
1.8 Выбор теоретических и экспериментальных методов исследования... 34
2 Проектирование качества структуры текстильных полотен 35
2.1 Обоснование необходимости вьвделения качества структуры при формировании итогового качества ткани 35
2.2 Определение доли структурных свойств тканей в потребительских предпочтениях 40
2.3 Уточнение стратегии проектирования качества структуры ткани 45
2.4 Определение необходимого состава структурных свойств тканей в зависимости от их назначения 49
2.5 Уточнение и проектирование новых количественных показателей структурных свойств 53
2.6 Разработка аналитического метода определения весомости показателей структурных свойств 58
2.7 Использование экспертного метода для ранжирования показателей структурных свойств 66
2.8 Выявление новых научных результатов по главе 73
3 Разработка компьютерных методов измерения показателей структурных свойств тканых полотен 75
3.1 Выявление научных и практических проблем в измерении показателей структурных свойств текстильных полотен 75
3.2 Разработка методов измерения показателей заполнения и пористости 82
3.3 Совершенствование метода определения показателей материалоемкости 89
3.4 Развитие метода определения показателей ворсистости 94
3.5 Разработка метода определения показателей опорной поверхности 99
3.6 Обоснование новых результатов по главе 102
4 Проектирование ткани по структурным показателям с использованием комплексного подхода 105
4.1 Установление оптимальной номенклатуры единичных показателей качества структуры тканей 105
4.2 Проведение экспериментальных исследований по определению фактических значений единичных показателей тканых полотен с использованием компьютерных методов измерений 106
4.3 Установление нормативных значений единичных показателей качества структуры тканей 109
4.4 Создание методики проектирования ткани по структурным показателям 111
4.5 Выбор рационального варианта свертывания единичных показателей качества структуры в комплексный 120
4 4.6 Установление новых научных и практических результатов по главе... 120
5 Установление экономических показателей новых технических решений 122
5.1 Построение методики по определению конкурентоспособности ткани 122
5.2 Определение затрат на техническое внедрение компьютерных методов измерения показателей структурных свойств ткани 126
5.3 Выявление новых научных результатов по главе 129
Заключение 130
Список использованных источников
- Способы формирования необходимого уровня качества тканых полотен
- Определение доли структурных свойств тканей в потребительских предпочтениях
- Совершенствование метода определения показателей материалоемкости
- Установление нормативных значений единичных показателей качества структуры тканей
Введение к работе
Проблема повышения конкурентоспособности (качества и экономичности) вырабатываемой продукции, товаров и предоставляемых услуг в настоящее время особенно актуальна для предприятий и организаций Российской Федерации, которые продолжают интенсивно осваивать рыночные взаимоотношения. Качество продукции существенно зависит от используемого сырья, применяемых технологий, квалификации обслуживающего персонала и современной системы управления производством. Последняя составляющая в рамках системы менеджмента качества предприятия связана с процессами проектирования изделий в соответствии с конкретными запросами потребителей и проведением оперативного контроля параметров продукции на всех этапах ее производства.
Наибольшую долю в производстве потребительских товаров имеют текстильные материалы и изделия, в частности тканые полотна. Поэтому решение научньж проблем развития и совершенствования методов проектирования и оценивания качества тканьж полотен на сегодняшний день является актуальной задачей.
Работа выполнена в соответствии с планом госбюджетных НИР ИГТА. Целью диссертационного исследования является повышение конкурентоспособности тканьж полотен путем разработки методов их проектирования и оценивания качества Для достижения данной цели были поставлены и решены следующие задачи: -предложен алгоритм проектирования качества структуры тканьж полотен; -разработаны компьютерные экспресс-методы измерения показателей структурных свойств тканей;
-предложена методика проектирования тканьж полотен по заданным значениям структурных свойств;
-создана методика оценки конкурентоспособности тканей. Методы исследования. При выполнении работы применялись теоретические и экспериментальные методы исследования. В теоретических исследованиях использованы методы дифференциального исчисления, аналитической геометрии, графического моделирования, численных методов прикладной математики, методы корреляционно-регрессионного анализа, методы квалиметрии и математической статистики. Экспериментальные исследования проводились с использованием гравиметрического метода и метода оптоэлектронного сканирования. Полученные первичные данные подвергались обработке на ЭВМ как с помощью стандартных пакетов прикладных программ, так и с использованием оригинальных программных продуктов.
Научная новизна. В диссертационной работе впервые получены следующие научные результаты:
предложена методика проектирования качества тканьж полотен как много-уровнего процесса, включающая проектирование на верхнем уровне конкурентоспособности, на втором - качества и экономичности, на третьем - группы свойств, на четвертом - отдельного свойства, на нижнем уровне - количественных характеристик определенного свойства;
вьмвлен уровень значимости структурных свойств костюмно-плателъных тканей в потребительских предпочтениях, необходим^иЧЇ'ЯЩИЗЩІИі [}еРвоочеРед1Ю"
БИБЛИОТЕКА I тала.
era использования данной группы свойств в процессе проектирования тканьж полотен;
создана методика проектирования совокупности структурньж свойств тканей;
предложены новые количественные показатели структурньж свойств тканей, позволяющие наиболее полно охарактеризовать данную группу свойств;
разработан аналитический метод определения коэффициентов весомосгей показателей структурньж свойств ткани на основе их корреляционно-регрессионного анализа;
предложены и реализованы способы компьютерного измерения показателей структурньж свойств (пористости, заполнения, материалоемкости, ворсистости, опорной поверхности) тканьж полотен, основанные на анализе изображений пробы ткани, полученных путем оптического сканирования;
разработана методика проектирования параметров ткани по структурным показателям образца-аналога с применением компьютерных методов измерения;
- создана методика расчета конкурентоспособности тканьж полотен.
Практическая значимость работы состоит в создании методик проектирования
качества структуры тканей и оценивания их конкурентоспособности, в разработке рекомендаций по применению корреляционно-регрессионного анализа для определения коэффициентов весомосгей показателей качества, в разработке новьж методов измерения показателей структурньж свойств тканьж полотен, в создании пакета программ для ЭВМ, реализующих предложенные алгоритмы определения структурньж показателей.
Результаты работы могут быть использованы в лабораториях по проектированию тканей и в службах технического контроля качества продукции текстильных предприятий. Отдельные результаты исследований внедрены в учебный процесс КГТУ и ИГТА в виде лабораторных работ по дисциплинам «Методы и средства измерений, испытаний и контроля» и «Проектирование структуры и свойств текстильных материалов» при подготовке специалистов по направлениям 200501 Стандартизация и сертификация и 220501 Управление качеством.
Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на межвузовских научно-технических конференциях аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» (Поиск-2001...2004), ИГТА, Иваново, 2001...2004; на международных научно-технических конференциях «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс-2001, 2002, 2004), ИГТА, Иваново, 2001, 2002, 2004; на межвузовских научно-технических конференциях молодых ученых и студентов «Студенты и молодые ученые - производству», КГТУ, Кострома, 2002...2004; на Всероссийских научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Дни науки - 2002, 2004», СПГУТД, Санкт-Петербург, 2002, 2004; на международной практической конференции «Актуальные проблемы создания и использования материалов и оценки их качества» (Магериаловедение-2002), МГУС, Москва, 2002; на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях» (Лен-2002), КГТУ, Кострома, 2002; на международной научно-практической конференции «Потребительский рынок: качество товаров и услуг», ОПУ, Орел, 2002; на межрегио-
5 нальной научно-практической конференции «Региональные производители: их место на современном рынке товаров и услуг», КГТЭИ, Красноярск, 2003; на международной научно-практической конференции «Стратегия качества, безопасность и конкурентоспособность товаров и услуг на потребительском рынке», ОКИ, Орел, 2003; на международной научно-технической конференции «Перспективы использования компьютерных технологий в текстильной и легкой промышленности» (ПИКТЕЛ-2003), ИГТА, Иваново, 2003; на республиканской научно-практической конференции «Перспективы развития хлопкоочистительной, текстильной и легкой промышленности». ТИТЛП, Ташкент, 2003; на Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль-2003), МГТУ, Москва, 2003; на Всероссийской научной конференции «Молодые женщины в науке», ИвГУ, Иваново, 2004.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 36 печатных работ, из них семь статей в журнале «Известия вузов. Технология текстильной промышленности», одна статья в журнале «Вестник ИГТА», 13 статей в сборниках материалов конференций различного уровня, получен один патент на изобретение, три свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ, остальные публикации - тезисы конференций.
Структура и объемработы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, четырех приложений. Работа выполнена на 156 страницах машинописного текста, содержит 21 рисунок, 26 таблиц и список использованньж источников из 163 наименований.
Способы формирования необходимого уровня качества тканых полотен
Известно, что жизненный цикл продукции состоит из ряда этапов, связанных с производством, продажей, эксплуатацией и утилизацией [16]. В свою очередь, этап производства продукции включает процесс проектирования. Поэтому уровень качества тканей, как и любого другого товара, должен закладываться именно на этапе их проектирования. Формирование необходимого уровня качества может осуществляться двумя способами. Первый заключается в проектировании ткани в точном соответствии с требованиями нормативных документов. Второй — в совершенствовании уровня качества продукции, которое выражается в создании новых образцов продукции, учитывающих постоянно меняющийся комплекс требований потребителей [17J.
Первый способ, являющийся традиционным для текстильной промышленности, обладает рядом существенных недостатков. А именно, за основу берутся требования нормативных документов, принятых порядка 20...25 лет назад, практически за это время не пересматриваемых, и, как следствие, морально устаревших и по некоторым пунктам не отвечающих требованиям, предъявляемым к качеству тканей потребителей в настоящее время. Таким образом этим способом практически невозможно получить (сформировать) конкурентоспособную продукцию, что подтверждается ситуацией на отечественном рынке тканей (см. 1.1).
Второй способ является более перспективным для получения конкурентоспособной продукции, поскольку соответствует современному пониманию термина проектирование, а именно «проектирование - совокупность процессов, переводящих требования в установленные характеристики или нормативно-техническую документацию на продукцию» [13]. Таким образом производитель сам определяет (в соответствие с потребительскими требованиями) тот комплекс (совокупность) качественных характеристик и их значений, на основании которых и будет сформирован необходимый уровень качества ткани. Данный способ является также оптимальным и в свете принятия Закона РФ «О техническом регулировании» [18], по которому в соответствии с техническими регламентами обязательными характеристиками будут лишь те, которые обеспечивают безопасность (экологическую, пожарную и т.д.) людей. Остальные показатели, включая и технологические, не будут являться обязательными и должны будут устанавливаться изготовителем на конкретный вид ткани в зависимости от требований потребителей. Внедряемые в настоящее время на текстильных предприятиях системы менеджмента качества также рекомендуют устанавливать приоритет требований потребителей продукции при определении ее качества, что дополнительно подтверждает преимущество комплексного подхода к формированию необхо г димого уровня качества.
Примером такого комплексного подхода к проектированию качества то вара является оригинальная японская методология QFD — развертывание функ ции качества [19]. Основная идея QFD заключается в понимании того, что меж ду потребительскими свойствами (фактическими показателями качества) и ус тановленными в стандартах параметрами продукции существует большое раз личие. Полностью развернутая функция качества включает четыре этапа «от слеживания голоса потребителя» при создании продукции, соответствующих самым начальным стадиям его жизненного цикла: планированию и разработке. На первом этапе - планировании продукта — требования и пожелания потреби теля трансформируют в характеристики (параметры) продукта, проводят срав нительный анализ трансформируемого продукта с аналогичными продукта ми предполагаемых конкурентов и производят идентификацию важнейших харак теристик продукта, соответствующих ожиданиям потребителя и обеспечиваю щих его конкурентоспособность на рынке. На втором этапе - проектировании продукта — производят воплощение параметров качества, выявленных в резуль тате выполнения анализа пожеланий потребителя, в проект продукта, при этом выбирается проект, который в наибольшей степени отвечает ожидаемым цен ностям продукта для потребителя и предусматривает возможные пути улучше ния их параметров качества и оперативной корректировки свойств продукта в зависимости от реакции рынка на его появление. На третьем этапе — проектиро ч вании процесса - параметры качества спроектированного продукта трансфор мируют в конкретные технологические операции, обеспечивающие получение продукта с заданными свойствами, при этом разрабатывают систему контроля технологического процесса. На заключительном этапе — проектировании производства - создают производственные инструкции и выбирают методы кон 18 троля качества производства продукта. QFD, базируясь на первом этапе жизненного цикла продукции, обеспечивает воплощение в жизнь концепции качества - не исправлять брак, а предупреждать его.
Данная методология широко применяется в создании продукции автомо - j бильной промышленности в Японии и США. При проектировании тканей по этой методологии осуществляются только первые попытки [20]. Наиболее проработанным в настоящее время подходом при проектировании тканых полотен является решение задачи проектирования отдельных количественных характеристик тканей [21].
Определение доли структурных свойств тканей в потребительских предпочтениях
В 2.1 отмечалось, что структурные свойства тканей влияют на значение целого ряда эксплуатационных и друпіх свойств, т.е. являются отправными при проектировании качества продукции. Для подтверждения этого изучили потребительские предпочтения, т.к. покупательский спрос и требования рынка являются в настоящий момент преобладающими.
Для определения доли структурных свойств тканей в потребительских предпочтениях был проведен социологический опрос. Методология его проведения основывалась на работе [87]. Первоначально был произведен выбор сегмента рынка тканей, а именно, ткани костюмно-плательного назначения из химических нитей и волокон, а также смешанные с натуральными волокнами отечественного и импортного производства. Эти ткани, согласно 1.1, являются наиболее распространенными в оптовой и розничной продаже и перспективными для производства в Ивановской области в виду отсутствия отечественного хлопкового сырья. Следует отметить, что в группу костюмно-плательных тканей входят и некоторые виды блузочных и сорочечных полотен, поскольку в настоящее время нет четких границ между этими группами, а потребитель в праве использовать данные ткани по своему усмотрению.
Потребители, принимавшие участие в опросе, были разбиты на две группы, для каждой из которой разработаны различные подходы и анкеты. Дополнительно были опрошены специалисты текстильной промышленности (инженеры-технологи прядильного, ткацкого и отделочного производств) как изготовители исследуемой продукции.
В первую, наиболее многочисленную, группу потребителей были выделены так называемые «рядовые» потребители — люди, не являющиеся специалистами в вопросах материаловедения и производства тканей и одежды, но, в конечном итоге, именно они определяют конкурентоспособность продукции, покупая или не покупая готовые текстильные изделия. Их мнение о свойствах тканей в процессе эксплуатации подлежит изучению в первую очередь. Во вторую группу объединили промышленных потребителей тканей (специалистов технологов и конструкторов швейных предприятий), обладающих достаточными знаниями о свойствах тканей и имеющих определенное мнение о свойствах, необходимых для качественной переработки тканей в процессе изготовления швейных изделий. Разделение потребителей по степени их подготовленности и этапу жизненного цикла продукции (эксплуатация или переработка) необходимо также для получения достаточной согласованности мнений респондентов. В дальнейшем для получения более полной картины потребительских предпочтений значимые свойства всех групп будут учтены.
Рядовые потребители подвергались социологическому опросу в специализированных магазинах г. Иваново по продаже тканей. Следует отметить, что их в городе около 30, но были выбраны пять наиболее известных и крупных по ассортименту и объему продаж. Выбор опроса как способа маркетингового исследования рынка связан с тем, что он является одним из наиболее распространенных и удобных для цели выявления предпочтений потребителей, поскольку дает возможность напрямую общаться с потребителем и узнавать информацию непосредственно. В опросе, проведенном в виде (режиме) устного интервью, приняло участие 50 человек различного пола, возраста и социального положения. Количество участников делает выборку репрезентативной [88]. Выбор интервьюирования, как разновидности опроса, обусловлен рядом преимуществ его перед анкетированием. Во-первых, уменьшается число не ответивших респондентов и сокращается количество ошибок, возможных при заполнении анкеты. Во-вторых, изучение проблемы, способной представить смысловые и логические трудности для респондентов, практически невозможно при использовании анкет. Но следует отметить, что в этом случае появляется возможность появления субъективности в ответах под влиянием интервьюера. Первоначально потребителю задавали вопросы открытого типа: «Какие свойства Вы учитываете при покупке тканей?», «Какие свойства для Вас важны в процессе эксплуатации ткани, одежды из нее?». При этом оговаривался ассортимент тканей, указанный ранее. Выбор формы открытого вопроса предпочтителен, поскольку респондент руководствуется только собственным мнением, а вопросы не содержат подсказок и не навязывают опрашиваемому варианты ответов. Поэтому они дают более подробную и разнообразную информацию о структуре представлений респондентов, хотя они более сложны для обработки.
Особо следует отметить, что опрос проводили на уровне качественных характеристик (свойств) тканей ввиду слабой подготовленности рядового потребителя в вопросах текстильного материаловедения. Далее респондентам предлагали оценить каждое отмеченное ими свойство по шкале важности от уровня «совсем неважная» до уровня «исключительно важная», которые затем переводили в количественные оценки от единицы до пяти.
Опрос представителей швейных предприятий производили по другой схеме. Для них была разработана анкета, в которой респондентам предлагали оценить представленные показатели с применением шкалы ранжирования: самому важному показателю присваивали ранг «единица», следующему — «два» и т.д. при разработке анкеты в число показателей были включены те, которые регламентируются нормативными документами [89, 90], а также дополнительно из справочной литературы [91]. Опрос производили среди представителей следующих ивановских фирм: «Айвенго», «Юнистайл» и др.
Обработку всех полученных данных производили следующим образом [19]. Ответы рядовых потребителей первоначально переводили в качественные материаловедческие характеристики, т.к. они часто были представлены на бытовом уровне. Например, «дышащие» ткани переводили в свойства «воздухопроницаемость» и «гигроскопичность», «без катышков» - в свойство «пиллин-гуемость», «легкие в уходе» - в целый комплекс свойств: «несминаемость», «безусадочность», «устойчивость окраски» и т.д. Затем по проставленным баллам рассчитывали средние уровни оценок как средневзвешенное по формуле 2.1.
Совершенствование метода определения показателей материалоемкости
Как уже отмечалось в 1.5, к показателям материалоемкости ткани относят линейную, поверхностную и объемную плотности. Наибольшее распространение имеет поверхностная плотность (указывается в нормативной документации на продукцию, определяет сорт ткани и т.д.). Поэтому ставим задачу разработки метода компьютерного измерения поверхностной плотности. В таблице 1.1 показано, что стандартный метод определения поверхностной плотности осуществляют путем взвешивания пробы ткани и соотнесения массы пробы к ее площади [44]. Поскольку при применении оптических методов контроля (сканер и т.д.) величину массы можно определить лишь косвенно [138], то необходимо выявить измеряемые признаки (прямые) с учетом функциональных взаимосвязей показателей материалоемкости тканей с их структурными характеристиками. Взаимосвязи с учетом различных факторов представлены в таблице 3.3.
Таблица 3.3 — Функциональные взаимосвязи показателей материалоемкости тканей с их структурными характеристиками Факторы Взаимосвязи Структурные характеристики
Сырьевой:- средняя плотностьволокон и нитей Геометрический: - толщина нитей d = 0,0357 /% d0, dy Окончание таблицы 3.3 1 2 3 Строения: - абсолютная плотность ЛГ5=0,01(ЯоГо + ЯуГу) d0, dy П0і Пу Окружающей среды: - влажность воздуха Мк = A/,(l00+ute)/(l00 + fifc) d0i dy Я0 Пу Технологические:- уработка нитей;- изменение массыткани в процессе отделки Ms = 0,01(ПоТо + ПуТ )аM.=ofi{Tn(m+ KT n }У 100- ito 100-My J Ox d0i dh П0 Пу
Примечание: 8 - средняя плотность нити (пряжи); d0, dy - диаметр нитей основы (утка); Т0, Ту - линейная плотность нитей основы (утка); П0 Пу - абсолютная плотность по основе (утку); Мк - кондиционная поверхностная плотность; сок, С0ф, - кондиционная и фактическая влажности воздуха; а - поправочный коэффициент, учитывающий изогнутость нитей; ai - коэффициент, учитывающий изменение массы ткани в процессе отделки; х - количество приклея, остающегося в ткани; u0,uy - уработка нитей в ткани по основе (утку).
Анализ таблицы 3.3 показывает, что для косвенного определения показателей материалоемкости используют следующие структурные характеристики: диаметр d основных и уточных нитей, а также абсолютную плотность Я по основе и утку (число нитей на 10 см). Следовательно, для разрабатываемого компьютерного метода определения показателей материалоемкости вышеперечисленные показатели будут являться измеряемыми признаками.
Последовательность измерительных операций совпадает с представленной в 3.1. Операции формирования пробы и получения изображения, а также технические средства не отличаются от примеияехмых в методе определения показателей заполнения и пористости (см. 3.2).
Алгоритм обработки изображения для определения поверхностной плотности [139] заключался в следующем. Первоначально по формуле (3.1) строили усредненные функции яркости по основным и уточным нитям, по формуле (3.2) определяли средние значения усредненных функций яркости. Анализ профилей яркостей свидетельствует о том, что количество пиков профилей соответствует числу нитей на данном участке пробы, а геометрические размеры профилей позволяют судить о геометрических размерах нитей в ткани. Вследствие этого для определения абсолютной плотности с помощью специально разработанной программы [НО] подсчитывали число максимумов профиля яркости по основе и утку (Ng, Ny) и соотносили с шириной (длиной для утка) пробы и пересчитывали на 100 мм (стандартное представление плотности ткани). П0=Ш К„ер, (3.10) т U mKjLK (3.11) п где Ктр — переводной коэффициент, зависящий от разрешающей способности.
Для разрешающей способности 1200 пике/дюйм переводной коэффициент равен 47,24. Далее по средней линии профилей яркости измеряли (в пикселях) те участки, которые соответствуют нитям (т.е. максимумы), а затем усредняли их, получая тем самым средние диаметры основных и уточных нитей (рисунок 3.6). Ж О 0 5 100 150 т. о. w; Ширина пробы, пике Рисунок 3.6 - Определение средних диаметров нитей по профилям яркости. Измерение участков, соответствующим нитям основы, производили следующим образом. Сформированное по формуле (3.12) точечное линейное подмножество В0 представляет собой те значения функции яркости, большие или равные средней величине: FU)eB0,eciniFU) FU). (3.12) Таким образом размер этого подмножества (/0) представляет собой сумму длин участков (dh di ...dn - рисунок 3.6), соответствующих нитям основы изо S бражения пробы ткани. То есть, .=1Х- (злз) Поэтому средний диаметр нитей основы представляет собой частное от соотношения размера подмножества В0 к числу максимумов профилей яркости по основе: (3.14) 3.-! -. N..
Средний диаметр нитей утка определяется аналогично по профилю уточных нитей. Следует отметить, что результаты измерения диаметров в пикселях необходимо перевести в миллиметры через переводной коэффициент, зависящий от разрешающей способности сканера.
Установление нормативных значений единичных показателей качества структуры тканей
В количественном выражении /Г//0=1, Кну=0,96. Достаточно высокие значения коэффициентов наполнения ткани свидетельствуют о высокой связанности нитей в ткани и напряженной выработки тканей на ткацком оборудовании.
В конечном итоге получили данные, необходимые для проектирования тканей по заданной пористости. Следует отметить, что поскольку ткань-аналог имеет фазу строения, близкую к пятой, которая имеет на опорной поверхности лицевой и изнаночной стороны ткани нити и основы и утка, то с целью получения оптимального значения опорной поверхности будем проектировать ткань именно пятой фазы строения, т.е. Kh0= Khy =1
Ранее отмечалось (см. 3.2), что компьютерный метод определения показателей пористости и заполнения учитывает неравномерность и ворсистость пряжи. В расчетных же методах уровень ворсистости пряжи не рассматривают. Так как известная методика по проектированию ткани по заданной пористости основывается на расчетном значении коэффициента пористости, необходимо откорректировать базовое значение, полученное компьютерным методом. Величину теоретического коэффициента пористости, для удобства расчетов переведенную в проценты, определяли по выражению: ЯГп = Ю0-сіогІІо-сІугПу + 0,Ша,ау,ПоПу. (4.22) Следовательно, Щеор=100-0,1235410-0,1587-322+0,01 -0,1235-0,1587 410-322=24 (%). Полученное значение будет искомым для проектируемой ткани. Дополнительно отметим, что проектировать будем ткань с минимально возможной ворсистостью ткани, т.к. сорочечные ткани должны быть гладкими.
На втором этапе производили непосредственный расчет параметров строения проектируемой ткани по заданным требованиям. Следует отметить, что прогнозируется выпускать ткань на бесчелночных ткацких станках.
Выбрали для проектируемой ткани пряжу волокнистого состава - вискоза (50%) и полиэфир (50%) линейной плотности 15,4 текс, выпускаемую текстильной промышленностью и применяемую для сорочечных тканей [154].
Диаметр нитей до ткачества определяли по формуле (4.9) и don=dyn=0,156 мм. Для последующих расчетов необходимо принять решение о форме поперечного сечения нитей. Известно, что для пряжи характерна форма в виде круга [22]. У исследованного образца ткани-аналога форма поперечного сечения уточных нитей, судя по коэффициентам изменения размеров нитей в ткани, близка к кругу, а форма основных нитей — к эллипсу. Действительную форму сечения можно определить только после выработки экспериментального образца ткани на станке. Вследствие чего выбрали для первоначальных расчетов форму круга. В таком случае диаметры нитей в ткани определяют следующим образом: d0=donr0, (4.23) =Ч„т„, (4.24) где т0 ту - коэффициенты, учитывающие деформацию смятия нитей основы и утка в ткани.
Величина этих коэффициентов изменяется в пределах от 0,80 до 0,98, причем для бесчелночных ткацких станков т0 ту [22]. Приняли следующие коэффициенты то=0,95, ту-0,98. Следовательно, do=0,156-0,95=0,148 (мм), dy—0,156-0,98=0,153 (мм). По полученным значениям диаметров нитей основы и утка рассчитали средний диаметр нитей в ткани, dcp=0,5(0,148+0,153)=0,151 (мм).
Исходя из полученных диаметров и заданной фазы строения вычислили геометрическую плотность ткани по формулам (4.16), (4.17). Получили 10 =1у =0,151л/4Й = 0,261 (мм). Далее определили максимальную плотность ткани по основе, применяя формулу (4.18). Потах=100/0,261=382 (нити на 10 см). Так как выбранный коэффициент наполнения ткани волокнистым материалом по основе равен единице, то плотность ткани по основе По=382 нити на 10 см. Следует отметить, что поскольку геометрические плотности по основе и утку равны, то и максимальная плотность по утку составляет 382 нити на 10 см.
Для определения плотности ткани по утку необходимо предварительно выразить ее через максимально возможную плотность ткани по утку и коэффициент наполнения ткани волокнистым материалом: Пу = ПутякКНу =382КНу. Коэффициент наполнения ткани по утку волокнистым материалом определяли исходя из заданной пористости ткани по формуле (4.22): 24=100 - 0,148-382 - 0,153-382КНу + 0,01 -0,148-О,153-382-382 КНу. Выполнив некоторые алгебраические преобразования, получили: 19,46=25,41 КНу, следовательно, КИу=0,77, а Пу=382-0,77=294 (нитей на 10 см). Полученный коэффициент наполнения обеспечивает высокую связанность нитей в ткани и находится в пределах нормы [25].
Похожие диссертации на Разработка методов проектирования и оценивания качества тканых полотен
