Введение к работе
Актуальность проблемы. Для повышения конкурентоспособности конечной продукции и удовлетворения потребительского рынка необходимо широкое внедрение научно-технических достижений, направленных на повышение качества изделий текстильной и легкой промышленности. Решение этой важной задачи во многом определяется эффективностью технологических процессов, в том числе снижением неровноты и обрывности продуктов в прядильном производстве и в производстве искусственного меха.
Производство пряжи является сложным и включает в себя большое число технологических процессов. В результате многочисленных механических воздействий на полуфабрикаты в технологических процессах в них возникает неконтролируемая (скрытая) вытяжка, которая способствует образованию дополнительной неровно-ты по основным свойствам и увеличению обрывности.
Эффективным решением этой проблемы является совершенствование уплотняющих устройств, а также упрочнение самих продуктов прядения за счет целенаправленного изменения их структуры..
Разработке теоретических основ, созданию и внедрению в производство высокоэффективных способов и средств формирования текстильных материалов и посвящена настоящая работа.
Работа выполнена в рамках общероссийских межвузовских научно-технических программ "Текстиль России" и "Ресурсосберегающие, технологии в легкой промышленности".
Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка и внедрение в производство технологических и технических решений, направленных на совершенствование процессов формирования ленты и пряжи в льнопрядильном производстве и в производстве искусственного меха с помощью уплотнителей геликоидной формы.
При реализации поставленной цели решены следуюцие основные задачи:
1. Проведен критический анализ отечественных и зарубежных научных работ по проблеме уплотнения текстильных материалов.
2. Выполнены теоретические и экспериментальные исследования физической сущности взаимодействия текстильного материала с НКО в форме геликоидов. Определены условия появления и параметры ложной крутки продукта при протаскивании его через НКО геликоидной формы.
3. Для неподвижного вьюрка в форме прямого геликоида найдена математическая модель его поверхности.
-
Получены математические зависимости крутящего момента, возникающего в ленте при протаскивании ее через крутильные органы, имеющие форму прямого (ПГ) и эвольвентного геликоидов (3D, от их конструктивных параметров.
-
Модернизировано устройство и разработана методика для экспериментального определения крутящего момента в продукте, возникающего при протаскивании его через НКО геликоидной формы и НСВ.
-
Разработаны и исследованы новые способы формирования и уплотнения чесальной ленты НКО ЭГ и пряжи - НСВ.
-
Предложена методика инженерного проектирования и конструирования неподвижных крутильных органов, имеющих форму прямого и эвольвентного геликоидов.
-
Разработаны, апробированы и внедрены в производство новые технические средства ложного кручения, реализующие предложенные способы формирования волокнистых продуктов.
' Методы исследований. Для теоретического исследования использован математический аппарат дифференциального и интегрального исчисления, векторного анализа, дифференцииальной, аналитической и начертательной геометрии, методы теоретической механики, механики идеально гибкой нити и теории упругости.
Экспериментальные исследования проводились с применением методов физического моделирования, тензометрического измерения натяжения и крутящего момента и их осциллографирования. Эксперименты проводились в лабораторных и производственных условиях с использованием специальных стендов и современной измерительной аппаратуры. Обработка результатов эксперимента выполнена с применением методов математической статистики и ПЭВМ.
В производственных испытаниях применялись стандартные методы исследований.
Научная новизна. В диссертационной работе впервые получены
следующие научные результаты:
- разработаны теоретические основы механизма взаимодейс
твия текстильных материалов с неподвижными крутильными органами
в форме геликоидов;
- получена математическая модель поверхности неподвижного вьюрка геликоидной формы, вскрыты причины и описан процесс кручения продуктов прядения на его поверхности, найдены направления на поверхности вьюрка, при которых крутящий момент и крутка принимают экстремальные значения;
найдены математические выражения для определения величины крутящего момента, возникающего в ленте при протаскивании ее через крутильные органы, имеющие форму прямого и эвольвентного геликоидов;
на основании выполненных в работе аналитических и экспериментальных исследований получены математические и графические зависимости крутящего момента, возникающего в ленте, от конструктивных параметров НКО и свойств продукта;
разработаны высокоэффективные способы и средства комплексного формирования и уплотнения ленты на чесальных, ленточных, прядильных машинах в льнопрядении и чесальной ленты - в производстве искусственного меха;
предложено при конструировании НКО, имеющих форму геликоидов, использовать кинематический способ образования винтовых поверхностей как наиболее наглядный и удобный с практической точки зрения;
проведена экспериментальная апробация полученных аналитических зависимостей в направлении качественного формирования волокнистых материалов, подтвердившая правильность результатов теоретических исследований и высокую эффективность разработанных способов и средств формирования продуктов прядения;
новизна предложений подтверждена 2 авторскими свидетельствами на изобретения.
Практическая ценность выполнение работы состоит в непосредственном использовании полученных теоретических результатов для создания новых и совершенствования существующих технологий в льнопрядильном производстве и производстве искусственного меха.
Разработанные способы и технические средства формирования
-.7 -
и уплотнения полуфабрикатов позволили повысить качество пряжи, ткани, искусственного меха.
Результаты работы могут быть использованы при создании новых видов лентоформирующих устройств чесальных машин.
Реализация результатов работы. Промышленная реализация результатов работы выполнена в условиях Буторлинской льнопрядиль-но-ткацкой фабрики (Владимирская область). Комплексное применение НКО ЗГ на чесальных машинах Ч-460-Л2 и НСВ - на кольцевых прядильных машинах сухого прядения льна ПС-300-Л0 позволило улучшить качество полуфабрикатов и пряжи, значительно повысить выбивание костры и уменьшить обрывность.
Применение разработанных НКО на чесальных машинах SHP-24A в условиях Жлобинского ПТО "БелФА" (республика Беларусь, Гомельская область) позволило осуществить переработку смесей с большим содержанием отходов (возвратного волокна).
Апробация работы. Материалы по теме диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на:
областных научно-технических конференциях "Научным разработкам - широкое внедрение в практику" (г. Иваново, 1988 г.), "Новые технические и технологические разработки и их внедрение в текстильной и легкой промышленности" (г. Иваново, 1989 г.);
международных научно-технической конференциях "Актуальные проблемы техники и технологии переработки льна и производства льняных изделий" (г. Кострома, 1996 г.), "Теория и практика разработки оптимальных технологических процессов и конструкций в текстильном производстве" (г. Иваново, 1997 г.);
расширенном заседании технического совета Жлобинского ПТО "БелФА" (1996 г.);
заседании кафедры прядения Костромского государственного технологического университета (1998 г.);
расширенном заседаний кафедры механической технологии текстильных материалов Ивановской государственной текстильной академии (1998 г.).
Публикации. Основные результаты исследований, выполненных в рамках настоящей диссертации, представлены 8 печатными работами, в том числе защищены 2 авторскими свидетельствами на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертация содержит пять глав.
выводы и рекомендации, список литературы и приложения. Она изложена на 210 страницах машинописного текста, включая 74 рисунка и 26 таблиц, список литературы из 109 наименований.
