Технология текстильной промышленности: Стратегическое управление

Министерство образования и науки
Российской Федерации
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
ТЕХНОЛОГИЯ
ТЕКСТИЛЬНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ
ОСНОВАН В ДЕКАБРЕ 1957 ГОДА, ВЫХОДИТ 6 РАЗ В ГОД
№ 6 (335)
2011
Издание Ивановской государственной текстильной академии
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ
Главный редактор Г.И. ЧИСТОБОРОДОВ.
Заместители главного редактора:
Н.М. АШНИН,
Б.Н. ГУСЕВ,
К.И. КОБРАКОВ,
В.Л. МАХОВЕР,
А.К. РАСТОРГУЕВ, Б.С. САЖИН, Б.Б. СТРОГАНОВ.
Члены редколлегии: В.С. БЕЛГОРОДСКИЙ,
В.Н. БЛИНИЧЕВ,
А.П. БОЛОТНЫЙ,
В.В. ВЕСЕЛОВ,
В.Ф. ГЛАЗУНОВ, В.А. ГУСЕВ, В.М. ЗАРУБИН, В.В. ИСАЕВ, Е.Н. КАЛИНИН, С.М. КИРЮХИН, А.М. КИСЕЛЕВ, М.В. КИСЕЛЕВ,
А.Б. КОЗЛОВ, Н.А. КУЛИДА,
В.В. ЛЮБИМЦЕВ, Н.И. МАКСИМОВ, Р.М. МАЛАФЕЕВ, С.Д. НИКОЛАЕВ, Ю.В. ПАВЛОВ, Е.Л. ПАШИН, К.М. ПИРОГОВ, К.Э. РАЗУМЕЕВ, А.Г. РЕПИН, Л.П.
РОВИНСКАЯ, В.Е. РОМАНОВ,
П.Н. РУДОВСКИЙ, В.В. САФОНОВ, П.А. СЕВОСТЬЯНОВ, М.И. СЕМИН,
Н.А. СМИРНОВА, А.П. СОРКИН, Ф.Ю. ТЕЛЕГИН,
В.И. ТЕРЕНТЬЕВ, Н.Л. УШАКОВА,
В.Д. ФРОЛОВ,
И.Г. ЦИТОВИЧ, Л.П. ШЕРШНЕВА, Ю.С. ШУСТОВ, В.П. ЩЕРБАКОВ, С.С. ЮХИН, Ф.Н. ЯСИНСКИЙ.
Ответственный секретарь С.Л. ХАЛЕЗОВ.
Статьи печатаются в редакции авторов.
Адрес редакции: 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 21.
Тел.: (4932) 35-78-87. Факс: (4932) 41-50-88.
E-mail: [email protected]
http://www.igta.ru
Издание зарегистрировано в Министерстве печати РФ. Регистрационный №796. Сдано в набор 15.11.2011.
Подписано в печать 15.12.2011. Формат 60х84 1/8. Бум. кн.-журн. Печать офсетная.
20,98 усл.-печ. л.;
21,27 усл. кр.-отт. Заказ 824.
Тираж 450 экз.
ОАО "Ивановская областная типография"
153008, г. Иваново, ул. Типографская, 6.
E-mail: [email protected]
© «Известия вузов. Технология текстильной промышленности», 2011
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
УДК 658.01: 677
СТРАТЕГИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ СОЦИАЛЬНО-ТРУДОВЫМ ПОТОКОМ
ИВАНОВСКОГО ТЕКСТИЛЬНО-ШВЕЙНОГО КОМПЛЕКСА
STRATEGIC MANAGEMENT OF A SOCIOLABOUR STREAM
OF THE IVANOVO TEXTILE-SEWING COMPLEX
С.М.СТЕПАНОВА
S.M. STEPANOVA
(Ивановская государственная текстильная академия)
(Ivanovo State Textile Academy)
E-mail: [email protected]
В статье дается обоснование необходимости стратегического управления социально-трудовым потоком. Представлен выбор стратегии управления в зависимости от уровня изменчивости внешней среды.
The substantiation of the necessity of strategic management of the sociolabor
stream is given in the article. The choice of the management strategy depending on
the level of environment variability has been presented herein.
Ключевые слова: стратегия управления, социально-трудовой поток,
динамизм внешней среды.
Keywords: a strategy of management, a sociolabor stream, environment dynamism.
Изучение особенностей структуры и
логики организационно-экономического
развития промышленных комплексов, исследование и совершенствование системы
управления изменениями, направленное на
обеспечение устойчивого функционирования, позволит повысить эффективность
использования всех имеющихся ресурсов.
Как отмечено в материалах Федеральной
целевой программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям
развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2012 годы"1, од1
ним из ключевых параметров эффективности в области инноваций являются человеческие ресурсы, генерация знаний и применение которых будут способствовать
формированию основного преимущества
России – кадрового потенциала.
Эффективное управление трудовыми
ресурсами на предприятиях сдерживается
сравнительно небольшим опытом управления в условиях быстроизменяющейся
внешней среды, сложными экономической
и социальной ситуациями в отрасли и в
регионе, а также отсутствием методических разработок в этой области. Необхо-
Режим доступа: http://fcp.economy.gov.ru
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
5
димость формирования стратегии управления социально-трудовым потоком Ивановского текстильно-швейного комплекса
(С-ТП ИвТШК) [1] связана с наличием
специфических условий в развитии и размещении производства, в природных, климатических, национальных и других особенностей. В основе стратегии управления
С-ТП лежит общая стратегия развития всего промышленного регионального отраслевого комплекса (ПРОК).
Практические выводы взаимосвязи и
реакции внешней и внутренней среды, которые необходимо учитывать при управлении С-ТП промышленного комплекса,
представлены в табл. 1 (поведение ИвТШК
при различных стратегиях управления
С-ТП). Нами рассматриваются четыре
сценария поведения ИвТШК при управлении С-ТП в зависимости от динамичности
(уровня изменчивости) внешней среды.
Изменчивость внешней среды, ее динамизм предлагаем оценивать по пятибалльной шкале. Пассивная стратегия возможна
при уровне динамизма 0...1, что соответствует стабильной обстановке или весьма
незначительным изменениям. В этом случае не возникает необходимости в срочном, заранее не планируемом изменении
С-ТП. Реактивная стратегия адекватна на
уровне динамизма 1…2, когда скорость
изменений невелика, а стратегические
дискретные отклонения от сложившихся
тенденций редки, то есть не требуется резкого изменения С-ТП, а также переориентация его между предприятиями ИвТШК.
На уровне 2…3 стратегические дискретные отклонения нечасты, однако скорость
изменений такова, что становится целесообразной быстрая оперативная реакция. В
этом случае требуются координация и перераспределение С-ТП между отдельными
предприятиями ИвТШК, а также привлечение (или отток) элементов С-ТП из (в)
поток человеческих ресурсов региона или
поток человеческих ресурсов других регионов. На этом уровне динамической изменчивости внешней среды необходимы
целенаправленные (планомерные) действия, что характерно для проактивной стра-
6
тегии. Стратегические дискретные отклонения часто наблюдаются на уровне 3…5.
В такой ситуации необходимы скорые ответные действия как оперативные, так и
стратегические. В этой ситуации необходимо выявлять наиболее "критические" грейдинговые группы, или кластеры параметров
С-ТП [2], требующие оперативного изменения, а также разработка упреждающих действий по изменению С-ТП с учетом будущих целей, то есть превентивная стратегия
управления С-ТП. Если мы признаем, что
окружающая среда ИвТШК имеет постоянные резкие внешние изменения (стратегические), то, соответственно, предпочтительна превентивная (упреждающая) стратегия
управления С-ТП.
Динамизм внешней среды – это огромное количество возможных воздействий на
ИвТШК и, как следствие, на С-ТП со стороны внешних по отношению к комплексу
систем, предсказать вероятность и время
возникновения которых достаточно сложно. Уровень динамизма внешней среды
необходимо оценить количественно – как
темп и частоту изменений, происходящих
во внешней среде и оказывающих непосредственное влияние на его деятельность.
Мы предлагаем проводить оценку
уровня динамизма внешней среды с учетом следующих факторов:
– рыночные: активность ведущих конкурентов; увеличение числа конкурентов
за отчетный период; входные барьеры; таможенные пошлины на ввоз сырья;
– экономические: инвестиции; объем
валового регионального продукта; индекса
производства; физический объем основных фондов; использование среднегодовой
мощности организаций; рентабельности
проданных товаров, продукции (работ, услуг);
– технологические: развитие конкурентных технологий; объем реализованной
продукции, потраченной на НИОКР;
– социально-трудовые: демографическая ситуация; уровень экономической активности населения; уровень безработицы;
социальная напряженность; реальные денежные доходы населения.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Таблица 1
Действия
Оценка
уровня
динамичности –
мониторинг
внешней среды
После начала изменений
1-й этап
Реактивная
Отсрочка начала действия после выявления
изменений до момента
появления уверенности
в необходимости изменений
Предположение об оперативном
характере
проблемы: координация
движения С-ТП внутри
ИвТШК
Последовательная реакция
2-й этап
Характеристика
внешней среды
Соответствующий
уровень изменчивости
Стратегии управления
Проактивная
Переход к действию при
достижении порога рационального понимания изменений: оценка С-ТП с целью выявления "критических" грейдинговых групп,
или кластеров параметров
потока
Предположение об оперативном характере проблемы:
поиск возможных
взаимодействий С-ТП и
ПЧРР
с учетом целей
ИвТШК
Выбор оптимальных вариантов оперативной реакции.
Управленческие воздействия на межорганизационный С-ТП
Превентивная
Упреждающее действие до
появления
изменений:
1.Мониторинг ПЧРР как источника субъектов С-ТП
ИвТШК.
2.Сравнительный анализ существующего и требуемого С-ТП
с учетом целей ИвТШК на
ближний и дальний горизонты
Распознавание характера изменений. Расчет уровня социальных рисков и выбор вариантов их минимизации
Выбор оптимальных вариантов
стратегической и оперативной
реакции – координация измененного С-ТП промышленного
комплекса с учетом реакции
внешней среды
Опробование различных вариантов стратегической и
оперативной реакции
Попытка применить оперативные меры, приносившие успех в прошлом
привлечение или взаимообмен
элементами
потоков (С-ТП – поток
чел.ресурсов региона)
Непрерывно развивающаяся со стратегической
и оперативной точки
зрения среда
Многокритериальная оптимизация ПЧРР, С-ТПР и
С-ТП ИвТШК, целевые
функции – критерии эффективности С-ТП ИвТШК
Стратегически непрерывно
развивающаяся среда с колебаниями
оперативного
характера
Дискретно развивающаяся со
стратегической и оперативной точек зрения среда
1-2
2-3
3-5
Расчет уровня динамизма внешней среды следует проводить с учетом значимости
каждого из факторов по формуле:
n
Уровень динамизма   k i  i ,
i 1
где n – количество факторов; k – среднее
значение i-го фактора; αi – весомость i-го
фактора.
Управленческие воздействия определяются выбранной стратегией развития
С-ТП, которая, в свою очередь, зависит как
от внешних условий, так и от возможностей промышленного комплекса.
Реактивная стратегия строится как ответ на действия со стороны внешней среды
и под их влиянием. Реактивная – это пас-
сивная, адаптирующаяся или защищающаяся стратегия. Реактивная стратегия не
требует особых усилий, поэтому это наиболее часто используемая стратегия на сегодняшний день. В соответствии с этой
стратегией требуется следовать процедуре,
следить за внешней средой и использовать
ПЧРР, не воздействуя на него. Реактивная
стратегия может быть отнесена к деловой
стратегии, так как она предполагает формирование механизма реагирования на
внешние изменения и объединение стратегических действий предприятий, входящих
в состав ИвТШК. Используя реактивную
стратегию и не оказывая никакого воздействия на ПЧРР, невозможно строить долгосрочные планы развития – формировать
С-ТП требуемых характеристик. Однако
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
7
данная стратегия не предполагает дополнительных затрат на управление и функционирование С-ТП ИвТШК. Реактивная
стратегия управления С-ТП ИвТШК будет
успешно работать при условии, что изменения во внешней среде происходят достаточно редко и скорость изменений ниже,
чем скорость реакции самого комплекса. В
других случаях такая стратегия становится
не только малоэффективна, но и попросту
опасна.
При более частом возникновении изменений внешней среды (динамичность от
2 до 3), однако не настолько, чтобы нельзя
было вовремя предусмотреть будущие
тенденции и определить реакцию на них
путем выработки соответствующей стратегии, можно использовать проактивную
стратегию. Проактивная стратегия управления С-ТП предполагает, что управленческая реакция самого комплекса, направленная на изменение С-ТП, может проявляться либо заранее, либо одновременно с
возникающими изменениями. Инициатива
(реакция) исходит снизу вверх, от руководителей ИвТШК до руководителей функциональных подразделений. Однако, судя
по оптимальным условиям ее применения,
– скорость изменений сопоставима со скоростью реакции ИвТШК, а сами изменения
являются редкими и логически постепенными, эволюционными, – в современных
условиях она не может считаться достаточно эффективной.
Внешняя среда на сегодняшний день
становится качественно иной: постоянно
повышается степень ее неопределенности,
появляются неучтенные факторы риска.
Управление должно быть теперь более
приспособленным к рыночной саморегуляции. В таких условиях возможно применение проактивной стратегии управления
С-ТП (уровень динамичности от 2 до 3
баллов). Проактивная – это наступательная, активная стратегия управления С-ТП.
Проактивная стратегия управления С-ТП
предполагает логическое изменение внешней среды, которое можно планомерно
предусмотреть. С точки зрения изменения
С-ТП она может быть как наращивания,
так и сокращения, в зависимости от
8
имеющихся ресурсов ИвТШК. В связи с
этим данная стратегия является открытой
по отношению к потоку человеческих ресурсов региона (ПЧРР). В случае сокращения С-ТП элементы потока переходят
из С-ТП ИвТШК в ПЧРР и наоборот – в
случае наращивания С-ТП элементы потока привлекаются из ПЧРР в С-ТП. По агрессивности поведения в конкурентной
борьбе данная стратегия является предпринимательской, так как она предполагает изменения, прогнозирование будущих
опасностей и новых возможностей, а также
поиск управленческих решений по перераспределению С-ТП между предприятиями ИвТШК и новых методов взаимодействия с ПЧРР.
Корпоративный характер проактивной
стратегии управления С-ТП выражается в
ее цели – оптимизации потенциала С-ТП,
оптимальное перераспределение его между предприятиями всего комплекса с
целью достижения синергизма элементов
С-ТП.
Стремительные и малопредсказуемые
изменения, происходящие сегодня (динамизм от 3 до 5 баллов), предъявляют новые, значительно более жесткие требования к вопросам эффективности управления
С-ТП ИвТШК. При таком уровне изменчивости внешней среды мы предлагаем применять превентивную стратегию управления С-ТП, которая предполагает упреждающие действия со стороны ИвТШК.
Применение данной стратегии возможно
при многоуровневом интеграционном
управлении ИвТШК [3]. В этом случае появляется возможность не только отслеживать и реагировать на изменения внешней
среды, но и управлять этими изменениями
в соответствии с целями комплекса.
Превентивная стратегия – это одна из
наиболее значимых стратегий управления
С-ТП. Она является стратегией дифференциации, обеспечивающей придание С-ТП
таких характеристик, которые будут соответствовать требованиям всех субъектов
ИвТШК. Главной задачей разработки стратегии дифференциации С-ТП является
обеспечение снижения совокупных издер-
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
жек по поддержанию требуемого состояния С-ТП.
Практика функционирования промышленных комплексов свидетельствует о четкой зависимости стратегических решений
по управлению развитием всего комплекса
и стратегией управления С-ТП. Чаще всего
общая стратегия представляет собой комбинацию различных вариантов стратегий,
опираясь на значимость и ожидаемый результат каждой.
Реализация стратегий управления С-ТП
предполагает целенаправленное сознательное воздействие со стороны управляющей системы промышленного комплекса, осуществляемое с целью получения желаемых результатов оптимальным
способом.
Стратегия управления С-ТП ИвТШК
должна разрабатываться и реализовываться на всех уровнях управления.
– Первый уровень – корпоративный.
Здесь принимаются решения о мощности,
векторе развития, направлении движения и
координации С-ТП всего промышленного
комплекса, рассчитываются стратегические соответствия С-ТП отдельных предприятий общей цели развития, разрабатываются планы переориентации С-ТП,
осуществляется глобальное управление
С-ТППК.
– Второй уровень – диверсификационный – топ-уровень – уровень первых руководителей предприятий, входящих в состав комплекса. На этом уровне разрабатывается и реализуется стратегия управления С-ТП, базирующаяся на корпоративном стратегическом плане, основной целью которой является повышение эффективности использования С-ТП ИвТШК, в
частности, повышение конкурентоспособности субъектов потока.
Третий – функциональный – уровень
руководителей функциональных сфер: финансов, маркетинга, НИОКР, производства, управления персоналом и т.д.
Четвертый – линейный – уровень руководителей подразделений организаций
промышленного комплекса или его географически удаленных частей, например,
представительств, филиалов.
Недиверсифицированный промышленный комплекс имеет соответственно три
уровня стратегий.
Управление С-ТП ИвТШК должно
быть более продвинутым, нежели того
требует ситуация на рынке, то есть при
управлении С-ТП крайне редко можно использовать пассивную стратегию, зачастую недостаточно сочетания реактивной и
проактивной стратегий, необходимы упреждающие действия, которые выражаются в применении превентивной стратегии
управления С-ТП ИвТШК.
ЛИТЕРАТУРА
1. Степанова С.М. Социальный поток как
объект управления в современной организации //
Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. – 2007, №1.
2. Степанова С.М. Управление социальнотрудовым потоком промышленного регионального
текстильного комплекса // Изв. вузов. Технология
текстильной промышленности. – 2011, №1.
3. Степанова С.М., Горинова С.В. Интеграционное управление как необходимое условие развития промышленного регионального текстильного
комплекса // Изв. вузов. Технология текстильной
промышленности. – 2010, №8.
Рекомендована кафедрой менеджмента. Поступила 25.10.11.
_______________
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
9
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
УДК 667.017
ИССЛЕДОВАНИЕ СТОЙКОСТИ ТКАНЕЙ
ДЛЯ ПОШИВА СПЕЦИАЛЬНОЙ ОДЕЖДЫ
RESEARCH OF DURABILITY OF FABRICS
FOR SEWING OF SPECIAL CLOTHING
А.Ф.ДАВЫДОВ, О.О.ЮРЦЕВ
A.F. DAVYDOV, O.O. YURTSEV
(Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина)
(Moscow State Textile University “A.N. Kosygin”)
E-mail: [email protected]
В последние годы все большее значение приобретает специальная защитная одежда, которая используется в различных производствах. Защитная одежда является последним барьером, который способен защитить жизнь и здоровье людей, поэтому для пошива такой одежды должны
подбираться материалы, которые смогли бы обеспечить максимальную
защиту работников.
Lately special protective clothing, which is used in different manufactures, has
gained in importance. Protective clothing is the last barrier, which is able to protect life and health of people, that’s why it’s so important to choose proper materials with maximum protection qualities for making it.
Ключевые слова: специальная одежда, стирка, ПДС, изменение
свойств.
Keywords: special clothing, washing, PDS, properties change.
В большинстве стандартов, распространяющихся на специальную одежду,
предъявляются требования только к первоначальным свойствам материалов, используемых для ее изготовления, и без
внимания остается то условие, что эти
свойства в процессе эксплуатации не
должны снижаться до такого значения, когда специальная одежда перестает обеспечивать необходимый уровень безопасно-
10
сти. В связи с чем, на наш взгляд, на промышленных производствах необходимо
создавать нормативную документацию, в
которой были бы учтены требования к показателям безопасности и качества на протяжении всего срока службы защитной
одежды.
В качестве объектов исследования были выбраны 2 образца тканей: ткань №1 –
BANOX 440, 100% хлопок, 440 г/м2, ис-
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
пользующаяся для костюма сварщика,
производитель – Walls FR, США; ткань
№2 – BANWEAR 235, 88% хлопок + 12%
ПА, 235 г/ м2, использующаяся для костюмов инженерно-технических работников
сервисных компаний, производитель –
Walls FR, США. На основании экспертного опроса [1] были определены наиболее
значимые показатели безопасности и качества, которые необходимо нормировать
для создания стандарта организации, и
рассчитаны допустимые пределы изменения этих свойств в процессах эксплуатации. Износ в лабораторных условиях имитировался различными видами воздействия:
1) определенным количеством стирок –
5, 10, 25 и 50;
2) воздействием искусственной инсоляции на приборе ПДС – в течение 24 мин,
48 мин, 2 ч и 4 ч;
3) комбинированным
воздействием
стирок и искусственной инсоляции: 5 ст +
+24 мин,
10 ст + 48 мин,
25 ст + 2 ч,
50 ст+2 ч.
В качестве исследуемых показателей
были выбраны содержание свободного
формальдегида, разрывная нагрузка, воздухопроницаемость, устойчивость окраски
к сухому и мокрому трению, стойкость к
истиранию. Испытания по определению
значений этих показателей проводились по
стандартным методикам.
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 3
Рис. 4
На рис.1 представлен график изменения показателя "содержание свободного
формальдегида". При всех видах воздействия количество свободного формальдегида
уменьшается (причем наибольшее сниже-
ние отмечается у обеих тканей после комбинированного метода лабораторного износа), это обусловливается его вымыванием в процессах стирок и воздействия ПДС.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
11
У более тяжелой ткани вымывание имеет
более замедленный характер.
На рис.2 представлен график изменения разрывной нагрузки по основе, значение которой снижается в результате всех
видов воздействия. Максимальное снижение отмечается при комбинированном методе.
Также изучалась устойчивость окраски
к сухому и мокрому трению. Устойчивость
окраски к сухому трению для исходных
образцов тканей оценивалась в 4 балла,
только лишь после 50 стирок, 4 ч воздействия ПДС и комбинированного воздействия 50 ст+4 ч ПДС устойчивость окраски
упала до 3 баллов. Устойчивость окраски к
мокрому трению снизилась до 3 баллов
при комбинированном методе воздействия
25 ст+2 ч ПДС.
На рис. 3 представлен график изменения показателя воздухопроницаемости.
Воздухопроницаемость увеличивается за
счет изменения структуры тканей. Максимальное значение изменения отмечается
при комбинированном воздействии лабораторного износа.
На рис. 4 представлен график изменения показателя "стойкость к истиранию".
После всех видов воздействий происходит
незначительное снижение по данному показателя. Стоит отметить, что наибольшее
влияние оказывает комбинированный метод воздействия.
ВЫВОДЫ
Исследуемые ткани имеют высокий
уровень защитных свойств, так как значения исходных показателей отвечают требованиям основополагающих стандартов.
Их можно рекомендовать для использования в качестве материалов для пошива защитных костюмов сварщика (BANOX 440)
и костюмов инженерно-технических работников
сервисных
компаний
(BANWEAR 235.
ЛИТЕРАТУРА
1. Давыдов А.Ф., Юрцев О.О. Методика разработки проекта стандарта на изменение показателей
безопасности и качества в процессах эксплуатации
// Текстиль. – 2010, №1 (9).
Рекомендована кафедрой текстильного материаловедения. Поступила 21.03.11.
_______________
УДК 667.017
КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
МЕБЕЛЬНЫХ ТКАНЕЙ
COMPLEX EVALUATION OF MECHANICAL PROPERTIES
OF FURNITURE FABRICS
Ю.С. ШУСТОВ, А.В. КУРДЕНКОВА, Е.Н. МАЛЯВКО
YU.S. SHUSTOV, A.V. KURDENKOVA, E.N. MALJAVKO
(Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина)
(Moscow State Textile University “A.N. Kosygin”)
E-mail: [email protected]
В качестве объектов исследования были выбраны мебельные ткани, для
которых наиболее важными являются такие показатели механических
свойств, как разрывная нагрузка, разрывное удлинение, раздирающая нагрузка образцов с одним продольным надрезом и по методу гвоздя. Для проведения комплексной оценки показатели качества были переведены в относительные.
12
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Furniture fabrics for which the most important are such data of strength properties, as a breaking weight, a breaking elongation, shreding charge of samples
with one length cut and by a nail method have been chosen as objects of research.
For carrying out a complex estimation quality factors have been transferred in the
relative ones.
Ключевые слова: мебельные ткани, комплексная оценка, механические свойства.
Keywords: furniture fabrics, complex evaluation, mechanical properties.
Для исследования изменения механических свойств мебельных тканей были
взяты образцы 5 различных артикулов,
произведенные фирмой Aydin Tekstil
(Турция), представленные в табл. 1.
Структурные характеристики исследуемых тканей представлены в табл. 2.
Разрывные характеристики текстильных
полотен определяются в соответствии с [1].
Разрывные характеристики исследуемых образцов представлены в табл. 3.
Таблица 1
Волокнистый состав (%)
Условное обозначение
Название
ткани
1
"Sonoma (YB)-Borrego-010"
2
"Decoy-Sudafer-001"
3
"Decrec-Harahan-000"
4
"Canyon-Saint-006"
5
"Presence (YA)-Cypress (YA)-00l"
Артикул
полипропилен
вискоза
20
31
28
21
17
80
69
72
79
83
YB89381
YB86176
19859
16813
T129940
Таблица 2
Наименование
показателя
Поверхностная плотность ткани, г/м2
Линейная плотность нитей основы, текс
Линейная плотность нитей утка, текс
Число нитей основы на 100 мм ткани
Число нитей утка на 100 мм ткани
Толщина ткани b, мм
Средняя плотность ткани δ, мг/мм3
Показатели качества
основа
Разрывная нагрузка ме466,2
бельных тканей, Н
Разрывное удлинение
20,80
мебельных тканей, мм
Раздирающая нагрузка
мебельных тканей, оп263,9
ределенная
методом
гвоздя, Н
Раздирающая нагрузка
образцов с одним про- 134,9
дольным надрезом, Н
1
2
3
4
5
196,89
36,2
48,4
110
345
0,465
0,42
227,04
36,4
47,8
210
330
0,455
0,5
212,66
36,6
46
180
340
0,504
0,42
216,15
38,6
52,4
125
340
0,481
0,45
221,43
39,4
47,6
115
360
0,5465
0,4
уток основа
уток
основа
уток основа
уток
Таблица 3
5
основа
уток
817,5
608,0
777,1
449,3
563,1
466,5
678,4
423,6
728,8
15,24
24,7
25,74
30,15
19,09
23,38
18,02
24,82
17,78
150,3
156,4
186,3
190
176,2
168,4
150,6
229,4
172,1
140,9
65,9
121,5
141,2
125,9
61,00
87,1
112,8
119,1
1
2
3
4
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
13
Наименьшими значениями разрывной
нагрузки по основе обладает ткань 5, выработанная с наименьшей плотностью по
основе. По утку наименьшую разрывную
нагрузку имеет ткань 3, так как у этого образца наименьшая линейная плотность нитей утка.
Наименьшими значениями разрывного
удлинения обладает ткань 1. Данный показатель по основе у всех тканей, кроме ткани 2, выше, чем по утку.
Наиболее значительное уменьшение
раздирающей нагрузки по методу гвоздя
по основе наблюдается у ткани 3, по утку –
у ткани 5. Ткань 5 выработана с большим
Наименование показателя
Разрывная нагрузка мебельных тканей, Н
Разрывное удлинение мебельных тканей, мм
Раздирающая нагрузка мебельных тканей, определенная методом гвоздя, Н
Раздирающая нагрузка образцов с одним продольным надрезом, Н
Сумма
Как видно из табл. 4, наибольшую
сумму имеет ткань 1. Следовательно, данный образец является наилучшим по механическим свойствам.
ВЫВОДЫ
Предложена методика комплексной
оценки механических свойств мебельных
тканей, позволяющая наиболее полно оце-
14
содержанием вискозных нитей. Наименьшими значениями показателя раздирающей нагрузки образцов с одним продольным надрезом по основе имеет ткань 2, по
утку – ткань 4.
Для проведения комплексной оценки
показатели качества были переведены в
относительные.
За базовые значения принимались худшие значения показателей из всех сравниваемых вариантов продукции.
Результаты расчета относительных показателей качества и их суммирования по
основе тканей приведены в табл. 4.
1
1,10
1,00
2
1,44
1,06
3
1,06
1,29
4
1,10
1,00
Таблица 4
5
1,00
1,00
1,69
1,00
1,13
1,00
1,00
2,21
6,00
1,08
4,60
2,31
5,79
1,00
4,10
1,00
4,00
нить качество изделий по данной группе
свойств.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 3813–72. Материалы текстильные.
Ткани и штучные изделия. Методы определения
разрывных характеристик при растяжении.
Рекомендована кафедрой текстильного материаловедения. Поступила 23.03.11.
_______________
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
УДК 677.024
ИССЛЕДОВАНИЕ СНИЖЕНИЯ ПРОЧНОСТИ АРАМИДНЫХ НИТЕЙ
ПРИ ВЫРАБОТКЕ ТКАНЕЙ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
RESEARCH OF STRENGTH REDUCTION OF ARAMIDE FIBERS
FOR MANUFACTURING FABRICS OF SPECIAL PURPOSE
Е.Е.ФЕДОРОВА, П.Е.САФОНОВ, О.Н.ФЕТИСОВА, С.С.ЮХИН
E.E. FEDOROVA, P.E. SAFONOV, O.N. FETISOVA, S.S. YUHIN
(Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина)
(Moscow State Textile University “A.N. Kosygin”)
E-mail: [email protected]
Статья посвящена оценке влияния технологического процесса ткачества на изменение физико-механических свойств арамидных нитей при
выработке тканей специального назначения.
The article is devoted to the evaluation of influence of the weaving technological process on the changing of physical and mechanical properties of aramide
threads in the process of manufacturing fabrics of special purposes.
Ключевые слова: арамидные нити, ткани специального назначения,
прочность, деформация, разрывная нагрузка.
Keywords: aramide threads, fabrics of special purposes, strength, deformation, breaking load.
В производстве тканей технического
назначения одно из важнейших мест занимают ткани специального назначения для
средств баллистической защиты. Данные
ткани должны отвечать сложному комплексу физико-механических, термических, баллистических и эксплуатационных
свойств, а также быть доступными для выработки на отечественном текстильном
оборудовании.
Одними из главных требований являются высокая прочность нитей основы и
утка, высокий коэффициент наполнения
ткани волокнистым составом при ее квадратном строении. Среди всех органических волокон арамидные волокна (кевлар,
СВМ, армос, русар, тварон) имеют самые
высокие значения прочности при растяжении и модуля упругости, они устойчивы к
открытому пламени и высокотемпературным воздействиям, а также к органическим
растворителям, нефтепродуктам и различным минеральным маслам. Высокая филаментность нитей и, как следствие, низкая
линейная плотность элементарного волокна позволяют обеспечить высокий уровень
защиты от холодного оружия, а также от
пуль со свинцовым или стальным сердечником, от поражения вторичными осколками и от огнетермического воздействия,
уменьшить контузионное воздействие.
В процессе выработки ткани нити основы и утка подвергаются различным деформациям. Нити основы выдерживают
такие виды воздействия, как трение, многократное растяжение и изгиб. Нити утка
испытывают нагружение только в процессе ткачества при зевообразовании и при
прибое утка к опушке ткани. Эти виды
воздействия приводят к разрушению элементарного волокна, что, в конечном счете, ведет к потере прочности нитей основы
и утка.
Для оценки влияния технологического
процесса ткачества на изменение физикомеханических свойств нитей основы и утка
были проведены исследования, результаты
которых представлены в табл. 1.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
15
Система
нитей
Характеристика данных
Исходные данные
После процесса ткачества
полотно
(от грудницы)
Средний
процент
снижения
прочности
полотно
(от грудницы)
левое
правое
левое
правое
основа
уток
основа
уток
основа
уток
основа
уток
основа
уток
В качестве объекта исследования приняты арамидные нити русар 29,4 текс. Выработка ткани из этих нитей осуществлялась в два полотна на ткацком станке фирмы DORNIER.
Рис. 1
Относительная
разрывная
нагрузка, сН/текс
240,5
240,5
201,2
196,7
200,3
235,7
16,3
18,2
16,7
2,0
Относительное
разрывное
удлинение, %
3,3
3,3
3,7
3,0
4,0
2,7
10,8
9,1
17,5
18,2
Таблица 1
Абсолютная
работа разрыва,
мДж
673,0
673,0
400,1
458,4
441,6
540,0
40,5
31,9
34,4
19,8
Разрывные характеристики нитей определялись на универсальной испытательной
системе Инстрон [1].
Рис. 2
На рис. 1 представлена диаграмма разрыва нити русар 29,4 текс до процесса ткачества.
Как видно из рисунка, характер кривой
близок к линейной зависимости нагрузка–
удлинение, что указывает на достаточно
хорошо ориентированные элементы структуры волокон.
На рис. 2 представлена диаграмма разрыва нитей основы, вынутых из фона соответствующих полотен после процесса
ткачества.
Рис. 3
16
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Анализ данных табл. 1 показывает, что
нити основы, вынутые из фона левого и
правого полотна после процесса ткачества,
имеют почти одинаковые значения разрывной нагрузки, однако работу разрыва они
совершают разную, что подтверждает
рис. 2. Правое полотно в целом оказывается
прочнее левого по обеим системам нитей.
На рис. 3 представлена диаграмма разрыва нитей утка, вынутых из соответствующих полотен после процесса ткачества.
лением повреждений, а также в процессе
трения и многократного изгиба о направляющие технологического оборудования.
2. Имеет место неравномерность по
разрывной нагрузке правого и левого полотна, которая негативно влияет на защитные и баллистические свойства арамидных
тканей.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 6611.2–73. Нити текстильные. Методы
определения разрывной нагрузки и разрывного удлинения.
ВЫВОДЫ
1. Проведенные испытания показали,
что нити основы и утка в процессе переработки теряют прочность в связи с накоп-
Рекомендована кафедрой ткачества. Поступила
01.09.11.
_______________
УДК 677.05-791
УЧЕТ ВЛАГОСОДЕРЖАНИЯ ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА
ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ЕГО МАССЫ ЕМКОСТНЫМ МЕТОДОМ
ACCOUNTING OF MOISTURE IN FIBROUS MATERIAL
UNDER THE MEASUREMENT OF ITS WEIGHT BY THE CAPACITANCE METHOD
Н.А. КОРОБОВ, П.В. БУЙЛОВ
N.A. KOROBOV, P.V. BUJLOV
(Ивановская государственная текстильная академия)
(Ivanovo State Textile Academy)
E-mail: [email protected]
Емкостный метод измерения линейной плотности продукта наряду с
достоинствами (простота реализации и высокая скорость измерения) обладает и недостатком – сильной зависимостью результата измерения от
влажности материала. Учесть влияние влажности материала можно,
измерив диэлектрическую проницаемость материала не на одной, фиксированной частоте, а на нескольких, то есть в более широком диапазоне
частот.
The electric-capacity method of measurement of a product linear density along
with the advantages (simplicity of realization and high speed of measurement) possesses also the lacks - strong dependence of a measurement result on humidity of a
material. It is possible to note the influence of a material humidity by measuring
dielectric penetrability of a material not on one fixed frequency, but on several
ones, that is in a wider range of frequencies.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
17
Ключевые слова: волокнистый материал, учет влагосодержания, диэлектрическая проницаемость, широкий диапазон частот, масса сухого
продукта.
Keywords: fibrous material, moisture accounting, dielectric penetrability, a
wide range of frequencies, dry product mass.
В текстильной промышленности необходимость измерения массы волокнистого
материала возникает при определении линейной плотности продукта. При этом широкое распространение получил емкостный метод измерения. Однако наряду с такими достоинствами, как простота реализации и высокая скорость измерения, данный метод измерения обладает и недостатком – сильной зависимостью результата
измерения от влажности материала. В работе [1] показано, что указанная зависимость обусловлена существенно большей
диэлектрической проницаемостью адсорбированной волокном воды по сравнению
с диэлектрической проницаемостью сухого
волокна. Поэтому для повышения точности измерения массы волокнистого материала необходима разработка методов учета влияния влажности на результат измерения.
Из [1] диэлектрическая проницаемость
смеси волокнистого влагосодержащего материала с воздухом  определяется по
формуле:
  1
mвол
m
(вол 1)  в (в (f ,w)  1) ,
Vвол
Vв
(1)
где mвол – масса волокна, г; V – объем датчика, м3; вол – плотность волокна, г/м3;
вол – относительная диэлектрическая проницаемость волокна; mв – масса воды, г;
в – плотность воды, г/м3; в – относительная диэлектрическая проницаемость воды;
f – частота, Гц; w – влажность материала.
Авторами были выполнены экспериментальные исследования диэлектрической проницаемости влагосодержащего
волокнистого материала (исследовались
пробы волокна хлопка, льна и лавсана) в
диапазоне частот от 1 кГц до 10 МГц для
различных значений влажности материала.
18
Измерения выполнялись согласно ГОСТу
22372–77 [2]. Графики полученных зависимостей для хлопкового волокна приведены на рис. 1 (экспериментальная частотная зависимость диэлектрической проницаемости конденсатора с диэлектриком из
влагосодержащего хлопкового волокна).
Рис. 1
Выделим из семейства кривых одну характеристику, например, для влажности
W= const = 4,4%. Согласно (1) изменение
диэлектрической проницаемости, обусловленное наличием в измерительном конденсаторе волокнистого влагосодержащего
диэлектрика:
(f )   вол   в (f , w) ,
(2)
m вол
(вол  1) – изменение диVвол
электрической проницаемости, обусловленное наличием в датчике сухого волокmв
на; в(f) =
(в (f , w)  1) – изменение
V в
диэлектрической проницаемости, обусловленное наличием в датчике влаги.
где вол =
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
стремится к 0. Площадь Sпр также стремится к 0. При отсутствии влаги обе эти
площади стремятся к 0, и на графике остается только прямоугольник acfb , обусловленный наличием в датчике сухого волокна. Таким образом, функциональная зависимость между Sтр и Sпр – прямая, то есть
при увеличении Sтр увеличивается и Sпр.
Проверка выявленной зависимости по
данным эксперимента показала, что она
является прямой пропорциональной со
свободным членом, равным 0, и описывается соотношением:
Рис. 2
Sпр = k1Sтр,
На выбранной зависимости (f) (рис. 2
– геометрическая модель влагосодержащего диэлектрика) рассмотрим криволинейную трапецию, ограниченную кривой (f)
на участке ab. Внутри этой трапеции выделим прямоугольник с основанием ab и высотой вол. Данный прямоугольник обусловлен наличием в датчике сухого волокна, диэлектрическая проницаемость которого не зависит от частоты. При постоянных значениях V, вол, вол его высота растет прямо пропорционально массе волокна
mвол (сухого вещества).
Далее рассмотрим криволинейную трапецию (cdef), расположенную над выделенным прямоугольником. Эта трапеция
обусловлена наличием в волокне сорбированной влаги, диэлектрическая проницаемость которой зависит от частоты электрического поля. Разделим рассматриваемую криволинейную трапецию на криволинейный треугольник и прямоугольник.
Для этого из точки (b) проведем линию,
параллельную горизонтальной оси, до пересечения с прямой, проведенной из абсциссы a.
Площадь S трапеции cdef равна сумме
площадей прямоугольника Sпр и криволинейного треугольника Sтр.
Заметим, что величины площадей Sтр и
Sпр функционально взаимосвязаны. Действительно, при стремлении влажности материала к 0 кривая (f) вырождается в
прямую линию, параллельную оси абсцисс. При этом площадь треугольника
где k1 – коэффициент пропорциональности, зависящий от вида волокна, коэффициента передачи схемы измерения, рассматриваемого диапазона частот и т. п.
Поскольку изменение диэлектрической
проницаемости отображается на рис. 2
вдоль оси ординат, то для упрощения рассуждений перейдем от площадей геометрических фигур к их высотам (то есть диэлектрическим проницаемостям). Для этого
разделим площадь Sтр на длину основания
ab и получим высоту эквивалентного (равного по площади) прямоугольника Hэпр:
H эпр   эчзв 
(3)
Sтр
ba
,
(4)
где эчзв – эквивалентная диэлектрическая
проницаемость частотно-зависимой составляющей в(f).
Тогда высота прямоугольника с площадью Sпр:
H пр   чнв  k1H эпр ,
(5)
где чнв – диэлектрическая проницаемость
частотно-независимой составляющей в(f).
Для нахождения изменения диэлектрической проницаемости, вызванной наличием в датчике сухого волокна, необходимо
из (b) вычесть чнв:
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
19
 вол  (b)   чнв  (b) 
 k1эчзв  (b)  k1
Sтр
ba
.
(6)
Масса сухого вещества (волокна), как
это следует из формулы (2), связана с вол
прямой пропорциональной зависимостью:
Sтр 

mвол  k 2  вол  k 2  (b)  k1
,
ba 

m  mвол  m в  k 2 (b) 
(k 3  k1k 2 )эчзв .
(9)
(7)
где k2 – коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрических размеров датчика, коэффициента передачи измерительного устройства и плотности волокна.
Масса воды в продукте прямо пропорциональна эквивалентной диэлектрической проницаемости частотно-зависимой
составляющей в(f) [2]:
mв  k 3  эчзв ,
где k3 – коэффициент пропорциональности, зависящий от параметров измерительного устройства.
Зная массу волокна и массу воды, нетрудно рассчитать массу влагосодержащего волокна:
Для подтверждения выявленных зависимостей авторы сравнили величины массы воды и волокна для образцов хлопкового волокна различной влажности и массы,
измеренные весовым методом, и соответствующие значения масс для тех же образцов, измеренные емкостным методом, и
обработанные с использованием формул
(7) и (8). Погрешность измерения массы
весовым методом не превышала 5%. Результаты сведены в табл. 1.
(8)
, %

-5,9
-6,2
5,0
-1,6
7,7
3,2
3,5
2,8
-6,5
2,2
2,6
3,0
-5,8
-1,5
0,0
6,1
Таблица 1
Общая масса (с учетом влаги), мг
весовой
емкостный
, %
4
5

209,78
197,31
-5,9
309,78
291,89
-5,8
409,78
430,48
5,1
509,78
503,41
-1,2
211,13
226,49
7,3
311,13
319,89
2,8
411,13
425,30
3,4
511,13
526,01
2,9
212,40
198,42
-6,6
312,40
318,17
1,8
412,40
423,59
2,7
512,40
528,79
3,2
214,30
202,57
-5,5
314,30
310,08
-1,3
414,30
414,98
0,2
514,30
546,68
6,3
Величина погрешности определения
общей массы влагосодержащего волокнистого материала емкостным методом (6-й
столбец в табл. 1), с использованием многочастотного подхода, не превышает 7,3%
(при использовании более точных измерительных приборов величина погрешности
будет ниже). В [1] показано, что минимальная, теоретически достижимая погрешность измерения емкостным методом,
с использованием одночастотного подхода, составляет около 20%.
Предложенный метод также применим
для учета влияния сорбированной влаги на
весовой
1
203,00
299,77
396,54
493,31
203,00
299,15
395,30
491,46
203,00
298,58
394,15
489,73
203,00
297,73
392,46
487,19
20
Масса волокна
емкостный
2
191,08
281,25
416,42
485,54
218,63
308,83
409,15
505,02
189,78
305,21
404,34
504,37
191,24
293,15
392,61
517,07
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
результат измерения массы материала (или
массы сорбированной влаги) емкостным
методом в других отраслях промышленности, например деревообрабатывающей.
ВЫВОДЫ
Измерение диэлектрической проницаемости влагосодержащего материала на нескольких, разнесенных друг от друга, частотах позволяет вычислить массу сорбированной материалом воды, а также массу
сухого продукта.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1 Буйлов П. В., Коробов Н. А. Модель конденсатора с волокнистым влагосодержащим диэлектриком // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. – 2011, № 3.
2 ГОСТ 22372-77. Материалы диэлектрические.
Методы определения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь в
диапазоне частот от 100 до 5∙106 Гц
Рекомендована кафедрой прикладной математики и информационных технологий. Поступила
06.10.11.
_______________
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
21
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
УДК 677.021.151.25
ПРИНЦИПЫ ОЦЕНКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ
ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ТРЕПАНОГО ЛЬНА
THE PRINCIPLES OF ESTIMATION
OF PRELIMINARY OPERATIONS TECHNOLOGICAL EFFICIENCY
UNDER SCUTCHED FLAX MANUFACTURE
Е.Л. ПАШИН, С.Е. МАЯНСКИЙ
E.L. PASHIN, S.E. MAJANSKY
(Костромской государственный технологический университет)
(Kostroma State Technological University)
E-mail: [email protected]
Предложена усовершенствованная модель прогнозирования выхода
длинного волокна, в которой учитывается влияние каждой подготовительной операции на изменение выхода длинного волокна. Это проявляется в изменении средних значений и дисперсий натяжения прядей и прочности волокна на разрыв при трепании, на которые также будут влиять
подготовительные операции.
The advanced model of forecasting of a long fiber yield, in which the influence
of each preliminary operation on the change of a long fiber yield is noted, is offered herein. It is shown on the change of means and dispersions of strands tension and fiber durability on breakage under a scutching process which preliminary
operations will influence on as well.
Ключевые слова: прогнозирование выхода трепаного волокна, окончательное обескостривание льна, интегрированная оценка подготовительных операций.
Keywords: forecasting of a scutched fibre yield, final dechaffing of flax, integrated estimation of preliminary operations.
Для прогнозирования выхода длинного
волокна при обработке на мяльнотрепальном агрегате (МТА) предложено
учитывать изменение исходной пригодности совокупности стеблей льна в слое к
трепанию Писх на подготовительных эта-
22
пах его подготовки (при слоеформировании и промине). Дополнительно к этому
необходимо осуществлять оценку вероятности образования волокнистых отходов в
трепальной машине на основе взаимодействия при каждом соударении с прядями
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
била двух случайных (допустим, подчиняющихся нормальному закону распределения) величин – силы натяжения прядей
N и их прочности на разрыв Р. В этом
случае результат взаимодействия будет
зависеть от средних значений этих величин и их дисперсий (соответственно, σN2 и
σр2). При таком подходе использование
положений теории надежности [1] позволило предложить следующую зависимость
для прогнозирования выхода длинного волокна. В [2]:

 P  N 
i

 ,
В  СП исх К под П 1  Ф  i
2
i 1 
   2  
N 
 P

i n
(1)
где С – исходное содержание волокна в
стеблях льна; Кпод – коэффициент влияния
на пригодность к трепанию стеблевого
слоя подготовительных операций; n – количество трепальных воздействий; Ф –
нормированная функция Лапласа.
Анализ предложенной для прогнозирования модели (1) и условий формирования
сил натяжения N при трепании льна с учетом [3...5] позволил установить, что значения этих сил определяются свойствами
прядей и режимно-конструктивными параметрами процесса трепания. При неизменности последних силы натяжения будут зависеть от длины прядей сырца и их
массы, которая, в свою очередь, определяется долей, находящейся в волокне костры.
Отметим, что длина прядей при подготовке к трепанию, как правило, мало подвержена изменению. Между тем, содержание
костры в волокне изменяется существенно
[3]. В основном это происходит при промине и определяется показателем умина
стеблей. Из этого следует зависимость сил
натяжения прядей в процессе трепания от
результатов реализации подготовительных
операций. Иными словами, величина N в
модели (1) должна представлять из себя
произведение максимально возможного
натяжения (при наличии всей костры в
прядях) N и коэффициента влияния подготовительных операций КNпод, определяющего степень удаления костры.
Рассматривая прочность волокна на
разрыв Р в процессе трепания, также необходимо отметить ее взаимосвязь с предшествующими операциями подготовки льна.
Исходная прочность волокнистых комплексов перед обработкой на МТА всегда
больше той, которая имеет место в трепальной машине. Это объясняется возможными повреждениями лубоволокнистого покрова и его расщеплением. Наибольшее влияние на понижение прочности
оказывает процесс промина. Динамические явления, имеющие место при его реализации, могут приводить к возникновению чрезмерного натяжения волокон, их
сжатию, знакопеременному изгибу и износу при взаимодействии с кострой [2], [6].
Из этого, по аналогии с натяжением пряди,
вытекает необходимость использования
применительно к исходной прочности волокна на разрыв коэффициента влияния
подготовительных операций КРпод.
Теперь рассмотрим возможное влияние
операций подготовки льна к трепанию на
значение дисперсий величин N и P.
Из [3], [7], [8] и других следует, например, влияние процесса слоеутонения на
величину угловой дезориентации стеблей в
слое и его толщину. Доказано увеличение
варьирования угла наклона стеблей в слое
и повышение неровноты его толщины. Это
обстоятельство, очевидно, будет вызывать
рост неровноты условий промина стеблей
и, как следствие, разный их умин. Рост угловой дезориентации согласно [3] будет
приводить к увеличению изменчивости
сил натяжения при трепании льна. Таким
образом, к моменту начала процесса трепания на величину дисперсий N и P будут
также влиять подготовительные операции.
Вероятно, что влияние подготовительных
этапов обработки будет проявляться применительно к каждому воздействию била
на обрабатываемый материал.
С учетом изложенного зависимость (1)
должна измениться путем корректировки
значений дисперсий  2P и  2N на соответствующие поправочные коэффициенты КРпод
и КNпод. Указанные изменения требуют
представления (1) к следующему виду:
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
23
лей льна с содержанием в них волокнистых веществ С с учетом пригодности льна
к трепанию. На начальных этапах производства, до проведения уборочных операций, все содержащееся в стеблях волокно
(С) можно при соответствующей обработке выделить в виде длинных комплексов.
На последующих этапах – в процессе уборочных работ, перевозки льна и размотки
стеблей из рулонов – структура стеблевого
слоя ухудшается. Пригодность совокупности стеблей к трепанию становится менее
100%. Поэтому перед МТА у исходного
сырья потенциальная возможность в получении из всего волокна трепаного льна
снижается и составляет CПисх.
В процессе обработки начальная операция слоеутонения еще в большей степени ухудшает пригодность стеблей к трепанию. После слоеформирования возможный
выход длинного волокна становится еще
меньшим, а именно CПисхКсл. На заключительных этапах подготовки к трепанию,
как правило, осуществляют промин стеблей (иногда дополнительно проводят облагораживание прядей сырца для удаления
насыпной костры), который также вносит
свой негативный вклад в снижение возможного выхода волокна за счет ухудшения структурных параметров слоя. Поэтому потенциальный выход волокна без учета влияния процесса трепания составит
CПисхКслКм.

 PKР  NKN

i под
i под


 . (2)
В СПисхКпод П 1Ф
i1 
 (2 )KР (2 )KN 
Ni
под 
 Pi под


in
Для пояснения структуры предложенной модели проведем ее графическую интерпретацию. Отдельно рассмотрим условное формирование параметра пригодности обрабатываемых стеблей к трепанию при обработке на МТА и процесс трепания как результат взаимодействия прочности волокна на разрыв и сил натяжения
обрабатываемых прядей.
Рис. 1
На рис. 1 представлена примерная схема изменения потенциальной доли волокна, которая может быть получена в виде
длинноволокнистых комплексов из стеб-
Рис. 2
24
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Для понимания сущности процесса
трепания согласно модели (2) в качестве
пояснения может быть представлена следующая схема (рис. 2 – изменение прочности и натяжения волокна на этапах подготовки льна и в процессе трепания). Ее особенностью является условный учет влияния подготовительных операций на силы
натяжения прядей N и их прочность на
разрыв Р. Для каждой операции представлено среднее значение параметров и их
разброс в виде шестикратных значений
средних квадратических отклонений.
Согласно схеме параметры N и Р подвержены изменению не только в процессе
трепания, но и на более ранних этапах обработки на МТА. Полагаем, что в процессе
слоеутонения влияние на прочность волокна не происходит. Рассматривая натяжения прядей N, а именно их разброс, отметим зависимость данных параметров от
результатов этой операции. Объяснением
является рост угловой дезориентации и
неровноты по толщине слоя, который будет способствовать к перераспределению
сил натяжения прядей внутри слоя. При
промине стеблей изменению будут подвержены как средние значения N и Р, так
и их дисперсии. Вероятнее всего, с учетом
ухудшения структуры слоя после слоеутонения будет наблюдаться уменьшение
прочности (из-за расщепления волокна и
его повреждений) и силы натяжения (удаление костры и снижение массы прядей).
Дисперсии этих параметров, очевидно, будут возрастать. Применительно к операции
промина на схеме представлено два варианта реализации этой операции. Один из
них, закрашенный в серый цвет, отличается условиями обработки, при которых из
стеблей удалено меньшее количество костры (в сравнении с вариантом без закраски). В этом случае уменьшение умина будет приводить к росту сил натяжения прядей, так как их масса будет больше, чем в
сравниваемом варианте.
Результаты процесса трепания следует
рассматривать условно в динамике, как
пересечение полей двух случайных величин N и Р [2]. Их взаимодействие осуществляется nкон раз. Заштрихованные зоны
пересечения полей условно характеризуют
долю волокнистых отходов при трепании. С
учетом этого проанализируем сравниваемые
варианты обработки льна, отличающиеся
разными условиями промина. При лучшем
промине (отсутствие закраски) зона пересечения полей А будет иметь меньшую площадь, а продолжительность процесса образования отходов будет определяться количеством совершенных воздействий – n1. При
худшем промине (закрашенный вариант)
силы натяжения будут больше, что приведет
к росту отходов трепания (см. площадь зоны Б) и продолжительности их выделения –
n2. Иными словами, при плохом умине стеблей результаты процесса трепания будут
хуже.
Заметим, что подобные рассуждения
можно привести применительно к дисперсиям величин N и Р. Их рост будет вызывать увеличение отходов трепания при неизменности средних значений N и Р. Этот
вывод является принципиальным и объясняет причины снижения выхода длинного
волокна при обработке неоднородного по
свойствам льна.
Из анализа зависимости (2) и изложенных объяснений существа влияния подготовительных операций на состояние обрабатываемого материала следует необходимость комплексной оценки подготовительных к трепанию операций. Такая
оценка должна включать не только учет их
влияния на пригодность стеблей в слое к
трепанию, но и влияние этих операций на
прочность лубоволокнистого покрова на
разрыв, а также на изменение массовой
доли в нем костры. Схематично это представлено на рис. 3.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Рис. 3
25
Использование такого подхода, в отличие от применяемой в настоящее время по
операционной оценке, позволит комплексно осуществлять учет технологической
эффективности переработки льна на основе анализа причинно-следственных связей
результатов подготовки стеблей и их обескостривания при получении трепаного
льняного волокна.
ВЫВОДЫ
1. Установлена необходимость при
прогнозировании выхода трепаного волокна в результате обработки на МТА
учитывать влияние на прочность прядей и
силы их натяжения при трепании подготовительных операций к окончательному
обескостриванию льна.
2. Для повышения результативности
учета технологической эффективности
процессов переработки льна на МТА целесообразно осуществлять интегрированную
оценку подготовительных операций. Она
должна включать учет параметров, определяющих пригодность стеблей льна в
слое к трепанию, степень обескостривания
стеблей, а также потерю прочности лубоволокнистого покрова.
26
ЛИТЕРАТУРА
1. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. –
М.: Машиностроение, 1990.
2. Пашин Е.Л. Формирование выхода длинного
волокна при обработке стеблей льна на мяльнотрепальном агрегате // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. – 1999, № 3. С. 24…27.
3. Ипатов А.М. Теоретические основы механической обработки стеблей лубяных культур: Учебное пособие для вузов. – М.: Легпромбытиздат,
1989.
4. Лапшин А.Б., Пашин Е.Л. Развитие теории
процесса трепания льна: Монография. – Кострома:
КГТУ-ВНИИЛК, 2004.
5. Бойко С.В., Пашин Е.Л. Теоретические основы повышения эффективности процесса трепания
недоработанного льняного волокна: Монография.–
Кострома: КГТУ-ВНИИЛК, 2008.
6. Левитский И.Н. Новое в обескостривании
лубоволокнистых материалов. – Т. 1 и 2. –
Кострома, 1994.
7. Храмцов В.Н. Исследование процесса утонения слоя стеблей льна и усовершенствование слоеформирующих механизмов: Дис…канд. техн. наук.
– Кострома, 1974.
8. Пашин Е.Л., Лапшин А.Б., Маянский С.Е.
Механическая подготовка льна для получения трепаного волокна (проблемы и направления совершенствования): Монография. – Кострома: ВНИИЛК, 2006.
Рекомендована кафедрой технологии производства льняного волокна. Поступила 04.06.10.
_______________
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
УДК 677.051.151.17
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЧЕСАНИЯ
НА МАЛОГАБАРИТНОЙ ЧЕСАЛЬНОЙ МАШИНЕ,
ВХОДЯЩЕЙ В СОСТАВ АЧВ-5
RESEARCH OF THE CARDING PROCESS
ON A SMALL-SIZED CARDING MACHINE BEING A PART OF ACHV-5
Е.Н. ГОЛУБЕВА, В.М. ЗАРУБИН, Н.Ф. ВАСЕНЕВ
E.N. GOLUBEVA, V.M. ZARUBIN, N.F. VASENEV
(Ивановская государственная текстильная академия)
(Ivanovo State Textile Academy)
E-mail: [email protected]
Проведена оптимизация заправочных параметров чесальной машины,
модернизированной валичной зоны чесания, состоящей из групп тройных
валиков, установленных на модернизированной малогабаритной чесальной
машине, работающей в составе агрегата АЧВ-5, при производстве нетканых материалов.
Optimization of fettling parameters of a carding machine, a modernized carding zone, consisting of groups of triple carding cylinders, installed in an upgraded
small-sized carding machine which is a part of the unit ACHV-5, oriented to
nonwoven materials manufacture, is carried out.
Ключевые слова: модернизированная чесальная машина, валичная зона чесания, группа тройных валиков, рабочий валик, чистительный валик.
Keywords: a modernized carding machine, a carding zone, a group of triple
cylinders, a working cylinder, a stripper.
За шесть месяцев 2010 г. производство
текстильной и легкой промышленности
увеличилось на 12,6%. Произошло это во
многом благодаря государственной поддержке – снятию в 2008 г. госпошлин, а в
некоторых случаях и НДС на ввоз текстильного оборудования, не производящегося в России. Если в 2008 г. было замене-
но 4% парка технологического оборудования, то в 2009 и 2010-м – уже 12%. Это позволило значительно модернизировать и
ускорить темпы выпуска отечественной
продукции. Однако в условиях экономического кризиса обновление парка отечественного технологического оборудования
зарубежными машинами проблематично,
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
27
кроме того, нет стабильности со стоимостью хлопкового волокна.
В свете перечисленных проблем зона
чесания, состоящая из групп тройных валиков (ВЗЧ.03) [1], предложенная студенческим
конструкторско-исследовательским бюро (СКИБ) ИГТА, является своевременной.
В условиях ПТФ №3 ОАО ХБК "Шуйские ситцы", г. Фурманов Ивановской области, были проведены испытания чесальной машины ЧММ-14 ПС с модернизированной зоной чесания при производстве
нетканых материалов. Валичная зона чесания с тройными валиками (ВЗЧ.03) представляет собой три группы валиков, обтянутых гарнитурой, расположенных по дуге
главного барабана. Каждая группа состоит
из трех валиков: одного чистительного и
двух рабочих.
Технологическая схема валичной зоны
чесания (ВЗЧ.03) представлена на рис. 1.
Рис. 1
Рабочие валики 1, 3 обтянуты гарнитурой СН-4065-1,0, а чистительные валики 2
обтянуты гарнитурой ГБ-3575-1,0. Валики
крепятся на кронштейнах к щеке главного
барабана 6. Система сороотбойных ножей
5 помогает удалять сорные примеси, выделившиеся в результате работы ВЗЧ.03, в
централизованную систему удаления отходов.
Обработанный приемным барабаном
волокнистый материал поступает в зону
ВЗЧ.03 – главный барабан, где подвергается воздействию гарнитур рабочих валиков
1, 3 и главного барабана 6. Здесь происходит разделение клочков волокнистой массы на отдельные волокна, причем часть их
уносится главным барабаном к следующей
группе тройных валиков, а часть волокон
образует прочес на поверхности рабочих
валиков 1 и 3, а затем снимается с них чистительным валиком 2 и передается на поверхность главного барабана 6, где волокна смешиваются с вновь поступающими
порциями волокон. Таким образом, происходит выравнивание слоя волокон на главном барабане. К последней зоне чесания
тройных валиков волокно подходит достаточно параллелизованным и очищенным.
Сор, выделенный из потока волокон колосниками 5, отводится шнеком 4 в центральную систему удаления отходов. Рабочие валики приводятся в движение от
редуктора питания с помощью цепной передачи. Чистительные валики приводятся в
движение посредством ременной передачи
от приемного барабана. Натяжение ремней
регулируется с помощью лениксов.
В процессе исследований была проведена оптимизация заправочных параметров чесальной машины с модернизированной зоной чесания (ВЗЧ.03) и определены
значения основных уровней факторов в
стационарной области функции отклика и
интервалы варьирования факторов Ij, которые представлены в табл. 1 [2].
Таблица1
Факторы
Х1 – частота вращения рабочих валиков, мин -1
Х2 – разводка между главным барабаном и приемным барабаном, мм
Х3 – разводка между рабочим валиком и главным
барабаном, мм
28
-1
10
Уровни варьирования
0
15
+1
20
0,20
0,25
0,30
0,15
0,20
0,25
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Для описания стационарной области
проведен ротатабельный центральный
композиционный эксперимент по матрице,
которая представлена в табл. 2.
Таблица2
№ п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
X1
+
+
+
+
0
0
0
0
+
0
+
0
+
0
0
+
+
0
Факторы
X2
0
0
0
+
0
0
0
0
+
0
+
+
+
+
+
+
+
0
Х3
+
0
+
+
0
0
+
0
+
0
+
+
0
0
0
+
0
+
+
X1
X2
Х3
10
10
10
10
20
20
20
20
15
15
15
15
20
15
10
20
10
15
20
10
10
15
15
20
20
10
15
0,2
0,25
0,25
0,25
0,3
0,25
0,25
0,25
0,25
0,3
0,25
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,25
0,15
0,15
0,25
0,20
0,25
0,15
0,25
0,20
0,15
0,25
0,15
0,20
0,25
0,15
0,20
0,15
0,25
0,25
0,15
0,15
0,20
0,15
0,20
0,25
0,20
0,25
0,25
В качестве критериев оптимизации выбраны: У1 – модальная длина, мм; У2 –
штапельная длина, мм; У3 – количество
коротких волокон, %; У4 – коэффициент
вариации, %.
Для решения поставленной задачи расчет регрессионной многофакторной моде-
У1,мм
17,9
18,2
17,6
18,5
16,9
17,4
17,7
18,7
17,8
18,1
18,7
18,3
17,8
17,5
17,7
18,5
18,2
18,6
18,9
18,1
16,7
18,7
18,2
18,2
18,1
17,7
17,5
Параметры
У2,мм
Уз,%
23,8
35,7
23,5
33,4
23,8
33,1
24,0
36,6
23,2
36,1
24,2
34,0
23,3
38,9
25,1
37,4
23,8
33,9
23,9
36,8
24,3
35,2
24,0
33,7
23,8
36,7
23,6
32,7
23,7
32,3
23,6
34,3
24,2
31,4
24,2
34,8
24,3
33,4
23,2
32,0
24,9
32,7
24,7
33,4
23,4
35,4
24,6
34,9
23,9
36,1
24,4
29,8
24,4
34,1
У4,%
43,5
40,8
42,5
41,6
42,4
40,8
41,9
40,5
42,0
42,1
42,8
43,6
41,4
41,9
38,5
42,6
40,6
43,1
41,8
42,7
39,3
42,7
39,6
40,7
40,9
41,5
40,0
ли и параметров оптимизации осуществлен на ЭВМ по методу наименьших квадратов. В результате реализации опытов и
статистической обработки результатов
эксперимента на ЭВМ получены уравнения регрессии, адекватные с 95%-ной доверительной вероятностью:
У1расч = 18,018 + 0,114 Х1 - 0,125Х2 - 0,183 Х3 - 0,123Х1 Х1 - 0,021Х1 Х2 + 0,096Х2Х2 - 0,043Х3Х3,
У2расч = 24,143 + 0,047Х1 + 0,075Х2 + 0,066Х3 - 0,084Х1Х1 - 0,038Х1Х2 - 0,101Х2Х2 - 0,240Х3 Х3,
У3расч = 34,947 + 1,229Х1 - 0,027Х2 + 0,163Х3 + 0,009Х1Х1 + 0,410Х1Х2 - 1,091Х2Х2 + 1,179Х3Х3,
У4расч = 41,446 + 0,119Х1 -0,275Х2 - 0,336Х3 -0,390Х1Х1 - 0,213Х1Х2 +0,427Х2Х2 + 0,264Х3Х3.
В представленных математических моделях все коэффициенты регрессии значимы, а сами модели адекватны. Принимая
во внимание каждый из вышеперечисленных параметров оптимизации, определены
оптимальные заправочные параметры чесальной машины с валичной зоной чесания
(ВЗЧ.03): частота вращения рабочих вали-
ков 20 мин-1, разводка между главным барабаном и приемным барабаном 0,20 мм,
разводка между рабочим валиком и главным барабаном 0,15 мм. В результате модальная длина волокон составила 18,9 мм;
штапельная длина 24,3 мм; количество коротких волокон 33,4%; коэффициент вариации 41,8%.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
29
ВЫВОДЫ
1. Исследованы заправочные параметры модернизированной чесальной
машины с валичной зоной чесания,
входящей в состав чесально-вязального
агрегата. Проведена оптимизация заправочных параметров чесальной машины с
валичной зоной чесания – тройные валики.
2. Валичная зона чесания (ВЗЧ.03)
обеспечивает снижение выхода прядомого
волокна в отходы, улучшение качества
выпускаемого прочеса за счет интенсивной обработки волокнистого материала с
одновременным увеличением выделенного
сора.
3. Такая зона может успешно использоваться для переработки хлопка низких
сортов и отходов производства с длиной
перерабатываемого волокна 32/35 мм и
засоренностью до 12%.
ЛИТЕРАТУРА
1. Зарубин В.М. и др. Валичная чесальная машина. Авторское свидетельство № 1301880
D01G15/04, 1987.
2. Севостьянов А.Г., Севостьянов П.А. Моделирование технологических процессов: Учебник
для вузов. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.
Рекомендована кафедрой механической технологии
текстильных
материалов.
Поступила
28.02.11.
_______________
УДК 677.052.71
О СПОСОБЕ УМЕНЬШЕНИЯ И ВЫРАВНИВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ НИТИ
НА КОЛЬЦЕВОЙ ПРЯДИЛЬНОЙ МАШИНЕ
ON THE WAY OF REDUCTION AND ALIGNMENT OF THREAD TENSION
IN A RING SPINNING MACHINE
АН.А.СТОЛЯРОВ, АЛ.А.СТОЛЯРОВ, Ю В, ПАВЛОВ
AN.A. STOLJAROV, AL.A. STOLJAROV, YU.V. PAVLOV
(Ивановская государственная текстильная академия)
(Ivanovo State Textile Academy)
E-mail: stolyarov anatoly @. yandex.ru
В представленной работе рассматривается один из способов уменьшения и выравнивания натяжения нити на кольцевой прядильной машине,
основанный на применении кольцевых ограничителей баллона.
One of the ways of reduction and alignment of thread tension in a ring spinning machine, based on the application of ring terminators of a cylinder is considered in the given paper.
Ключевые слова: технологические операции формирования и наматывания пряжи, натяжение нити, обрывность пряжи, уменьшение и выравнивание натяжения нити, кольцевой ограничитель баллона.
Keywords: technological operations of forming and winding yarn, thread
tension, yarn breakage, reduction and alignment of tread tension, a ring terminator of a cylinder.
30
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Одним из главных факторов, влияющих
на обрывность пряжи, вырабатываемой на
кольцевой прядильной машине, является
натяжение нити, которое она испытывает в
процессе формирования и наматывания на
патрон.
Известно, что величина натяжения нити в процессе наматывания ее на патрон, а
также дисперсия натяжения зависят от
множества технологических и конструктивных параметров прядильной машины,
среди которых важнейшим является частота вращения веретен. В связи с тем, что
современные кольцевые прядильные машины высокоскоростные (частота вращения веретен достигает 30000 мин‫־‬¹ и более), вопрос уменьшения и выравнивания
натяжения нити особенно актуален.
Задача уменьшения и выравнивания
натяжения нити при наматывании ее на
патрон производителями кольцевых прядильных машин решается по-разному.
Прядильные машины оснащаются частотными преобразователями с программным
управлением с целью полного регулирования скорости веретен, а также дополнительными устройствами. Так, например,
прядильные машины Zinser фирмы Эрликон Шлафхорст оснащены специальными
насадками, благодаря которым происходит
уменьшение баллона и снижение величины натяжения нити.
Проанализируем возможность уменьшения натяжения нити и снижения обрывности пряжи на прядильных машинах за
счет применения кольцевых ограничителей баллона, как это было предложено в
[1] и [2]. С этой целью сравним процесс
баллонирования нити на кольцевой прядильной машине с пластинчатыми и кольцевыми ограничителями баллона. В случае
применения пластинчатых ограничителей
баллона будем условно рассматривать
баллон как свободный, поскольку пластинчатые разделители ограничивают его
только с двух противоположных сторон.
Рассмотрим силы, действующие на бегунок, кольцо и нить.
Рис. 1
На рис. 1 представлены: 1 –
баллонирующая нить; 2 – кольцо; 3 –
бегунок; 4 – ось веретена; Тп – натяжение
пряжи в баллоне у бегунка, сН; Тб-п –
натяжение пряжи между бегунком и
паковкой; С – центробежная сила бегунка,
сН; Fп – сила трения; α – угол между
направлением пряжи к початку и радиусом
кольца, проходящим через бегунок, град;
δп – угол между касательной к баллону у
бегунка и направлением пряжи к початку;
γп – угол между касательной к баллону у
бегунка и вертикальной осью, град.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Рис.2
31
На рис. 2 представлены: 1 – нить; 2 –
кольцевой ограничитель баллона; 3 –
бегунок; 4 – кольцо; 5 – ось веретена.
Натяжение пряжи в баллоне у бегунка,
не учитывая сопротивления воздуха
вращению нити в баллоне, будет:
Tn 
C
sin  

e  cos  
 1
f 

,
(1)

где µ – коэффициент трения пряжи о бегунок; β – угол охвата бегунка нитью, град; f
– коэффициент трения бегунка о кольцо.
sin  
r
,
Rк
(2)
где r – радиус витка намотки, м; Rк – радиус кольца, м.
C  mб 2б R к ,
(3)
mб – масса бегунка, г; ω – угловая скорость
бегунка, с‫־‬¹.
Анализируя формулу (1), приходим к
выводу, что натяжение нити в баллоне у
бегунка, а следовательно, и натяжение нити между бегунком и початком, в случае
применения пластинчатых и кольцевых
ограничителей баллона при одинаковых
параметрах кольца, бегунка, частот вращения веретен, высоты баллона будет отличаться только при изменении величины
угла β.
Из рис. 1 и 2 видно, что при свободном
баллоне вектор натяжения нити Тп у бегунка отклонен от вертикали на больший
угол, чем при баллоне, ограниченном
кольцевыми ограничителями (γк > γп). Поэтому горизонтальная составляющая натяжения нити в баллоне больше при свободном баллоне, чем горизонтальная составляющая натяжения нити при кольцевых ограничителях баллона:
Тпх tanγn > Ткх tanγк.
Кроме этого, центробежная сила нити в
свободном баллоне больше, чем в баллоне
при кольцевых ограничителях.
Поэтому при использовании кольцевых
ограничителей баллона давление бегунка
на кольцо и трение между ними меньше,
чем при пластинчатых ограничителях баллона. Это означает, что, применяя кольцевые ограничители баллона и располагая их
на определенном расстоянии по высоте
баллона, можно создать условия, при которых износ бегунков и колец будет
меньше, меньше будет и натяжение нити в
баллоне. То есть кольцевые ограничители
баллона будут способствовать более устойчивой работе крутильно-мотальной пары кольцо-бегунок, а также уменьшению и
выравниванию натяжения нити. Поскольку
угол δк между вектором натяжения нити в
баллоне и горизонталью, проходящей через точку касания нити с бегунком, при
кольцевых ограничителях баллона меньше,
чем δп при пластинчатых нитеразделителях, то угол охвата нитью бегунка β в первом случае больше, чем во втором. А это,
при прочих равных условиях, увеличивает
значение eμβ при кольцевых ограничителях
баллона, следовательно, снижает натяжение нити в баллоне.
Таким образом, увеличив угол охвата
нитью дужки бегунка, можно несколько
уменьшить натяжение нити в баллоне.
Кроме того, натяжение нити изменяется и с изменением диаметра намотки. Результаты исследований, выполненных по
методике, изложенной в [3...5], показали,
что при пластинчатых нитеразделителях
форма баллона изменяется более значительно, чем при кольцевых ограничителях
баллона, вследствие чего более значительно изменяется и угол β, следовательно, более значительно изменяется и натяжение
нити в баллоне в процессе увеличения
диаметра намотки.
Особое значение для формирования
початка имеет натяжение нити в зоне бегунок - паковка. Известно, что натяжение
нити в этой зоне определяется зависимостью
Тб-п = Тбeμβ,
32
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
(4)
где Тб-п – натяжение нити в зоне бегунокпаковка; Тб – натяжение нити в баллоне.
От величины натяжения нити Тб-п в зоне бегунок-паковка зависит плотность намотки пряжи на початок: чем больше натяжение, тем плотнее намотка.
Экспериментальные исследования показали, что при использовании кольцевых
ограничителей баллона величина натяжения нити в баллоне на 30...35% меньше,
чем при использовании пластинчатых ограничителей баллона, при прочих равных
условиях, а плотность намотки примерно
одинаковая. Это объясняется тем, что угол
охвата дужки бегунка нитью в случае применения кольцевых ограничителей баллона больше, а значит больше и натяжение
Тб-п.
ВЫВОДЫ
1. Кольцевые ограничители баллона
позволяют уменьшить и частично выровнять натяжение нити в баллоне по сравнению с натяжением нити при пластинчатых
нитеразделителях, обеспечивая при этом
нормальную плотность намотки.
2. Кольцевые ограничители баллона
улучшают условия эксплуатации крутильно-мотальной
пары
кольцо-бегунок,
уменьшая трение между ними, что способствует более длительному их использованию, а также позволяет увеличить скоростной режим работы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кованько В.Н. К вопросу о скорости веретен
на хлопчатобумажных фабриках // Бюллетень ИвНИТИ. – 1936, №4.
2. Воршилов В.А. Проблема высоких скоростей
ватерных машин // Бюллетень ИвНИТИ. – 1936,
№5.
3. Столяров А.А. Способ определения натяжения нити на кольцевой прядильной машине в зоне
бегунок-паковка // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. – 2003, №5. С.28...31.
4. Столяров А.А. О натяжении нити в точке наматывания при выработке пряжи на кольцевой
прядильной машине. – Иваново: ВИНИТИ, 2006,
№388.
5. Столяров А.А. Построение и анализ диаграммы натяжения нити на кольцевой прядильной
машине // Изв. вузов. Технология текстильной
промышленности. – 2009, №2. С.28...31.
Рекомендована кафедрой технологии текстильных изделий. Поступила 28.04.11.
_______________
УДК 677.022.9
ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ НА СВОЙСТВА ПРЯЖИ
ДВУХКОНДЕНСОРНОГО (ФРИКЦИОННОГО) СПОСОБА ПРЯДЕНИЯ
INFLUENCE OF MAIN FACTORS ON THE PROPERTIES
OF THE YARN OF A FRICTION METHOD OF SPINNING
В.В. ВОЛКОВ, И.И. ПРИВАЛОВ, А.В. ИВАНОВ, Е.Ю. ЮДИНА
V.V. VOLKOV, I.I. PRIVALOV, A.V. IVANOV, E.YU. YUDINA
(Зареченский технологический институт (филиал ПГТА,
Пензенская государственная технологическая академия)
(Zarechensk Technological Institute (the Branch of PSTA),
Penza State Technological Academy)
E-mail: [email protected]
В статье выявлены основные факторы, влияющие на свойства сформированной пряжи, и установлена аналитическая зависимость для определе-
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
33
ния натяжения одиночной пряжи в процессе формирования двухконденсорным способом при помощи энергетического подхода.
The main factors influencing on the properties of the formed yarn are revealed
and analytical dependence for definition of a single yarn tension in the process of
forming by a double condenser method with the help of energy approach is determined herein.
Ключевые слова: формирование пряжи, двухконденсорный способ,
энергетический баланс, аналитическая зависимость.
Keywords: yarn forming, a double condenser method, energy balance, analytical dependence.
Способ двухконденсорного формирования пряжи известен как наиболее производительный из всех реализованных на
практике способов прядения [1]. Сущность
его заключается в подаче дискретного потока волокон в зону формирования пряжи
– клиновидный зазор между двумя вращающимися в одноименном направлении
прядильными конденсорами с последующим выпуском готовой пряжи.
Оптимизация скоростных режимов
производилась при получении армированной пряжи с комплексными синтетическими нитями в качестве сердечника [2], [3].
Однако преимущества двухконденсорного
способа прядения, если сравнивать его с
пневмомеханическим роторным способом,
в полной мере должны проявиться при выработке традиционной одиночной пряжи.
Наряду с преимуществом в производительности двухконденсорный способ прядения имеет существенный недостаток –
частые обрывы одиночной пряжи при выводе ее из зоны формирования. Для устранения указанного недостатка применим
энергетический подход к процессу формирования пряжи, который ранее успешно
применялся для анализа механики комплексной нити [4].
Достоинством энергетического метода
в сравнении с методом исследования натяжения нити как механической системы
является упрощение математического анализа, так как энергия является скалярной
величиной, а напряжение – тензорной.
34
Поэтому появляется возможность учесть
большее число факторов, влияющих на
свойства пряжи.
Применение энергетического метода
основано на законе сохранения энергии,
который может быть сформулирован следующим образом: при переходе упругого
тела (пряжи) под влиянием какой-либо нагрузки из недеформированного состояния
в деформированное уравновешенное состояние суммарная работа, произведенная
в этом процессе внешними и внутренними
силами, равна нулю.
W + WBHУT = 0,
(1)
где W – работа внешних сил (положительная при нагружении); WBHУT – работа
внутренних сил (отрицательная при нагружении). Учитывая, что WBHУT = U,
уравнение (1) заменяется равенством:
W=U,
(2)
где U – потенциальная энергия деформации.
Закон сохранения механической энергии справедлив при упругих деформациях,
то есть подчиняющихся закону Гука. Поэтому принято допущение, состоящее в
отсутствии пластических деформаций
элементов пряжи при анализе состояния
формируемой пряжи в короткий период
времени Δt.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Абсолютная скорость VK точки на прядильном конденсоре, находящемся в контакте со скручиваемой пряжей, определяется равенством:
VK=R,
(5)
где R – радиус конденсора;  – угловая
скорость конденсора.
Определим величину и направление
скорости Vr, являющейся относительной
скоростью поверхности пряжи и конденсора в исходной общей точке О. С учетом
показанных на рис. 1 векторов скоростей
и
будет справедливо следующее равенство:
=
+(
).
(6)
Из того же рисунка следует:
=
Рис. 1
В качестве исходной базы для анализа
используем точку О на поверхности формируемой пряжи (рис. 1 – схема формирования пряжи двухконденсорным способом), которая движется с абсолютной скоростью VО. Согласно схематичному изображению вида сверху прядильного устройства (нижняя часть рис.1) справедливо
следующее равенство:
V0=
,
,
(7)
Очевидно, что направление силы трения, определяемое углом θ, может быть
рассчитано по любому из следующих выражений:
tg =
,
,
(8)
(3)
где VB.В – скорость выпуска пряжи (выпускных валиков); произведение r – линейная скорость поверхности формирующейся
пряжи на ее радиусе r, являющимся эффективным радиусом конуса волокнистой
ленточки.
Угловая скорость вращения , рад/с,
может быть выражена следующим выражением:
w=
.
В реальных условиях формирования
пряжи линейная скорость поверхностей
конденсоров значительно больше окружной скорости поверхности пряжи (в 10 раз
и более). По этой причине, с учетом незначимости влияния компонента r, получим:
=
tg =
,
(9)
,
(10)
,
(4)
.
где VB.В – скорость выпуска, м/мин; К –
число кручений на один метр пряжи.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
35
В процессе формирования пряжи затрачивается энергия и должен выполняться закон сохранения энергии. Следствием
расхода энергии является возникновение
двух сил, а именно – натяжение волокон и
сила трения между формируемой пряжей и
конденсором. Действие сил трения происходит в двух направлениях: вдоль движения пряжи и перпендикулярно оси пряжи
(наиболее полезный компонент).
Пусть d W1 представляет работу, осуществляемую силой Р – натяжение пряжи
на выходе:
d W1 =P VB.В. dt.
(11)
Допустим, что удельная распределенная на единицу длины сила трения является функцией давления Q и коэффициента
трения f в паре конденсор - формируемая
пряжа, то есть fУД = f(f,Q).
Работа dW2 , производимая осевым
компонентом удельной силы трения за интервал времени dt, определяется равенством:
d W2 =(fудLsin )VB.В. dt,
(12)
где L – эффективная длина прядильного
конденсора.
Момент кручения, создаваемый тангенциальной составляющей этой силы трения,
может быть представлен как rf УД L cosθ. Работа, производимая моментом кручения,
равна:
d W3 =(fудLcos )
dt.
(13)
Численная величина коэффициента η,
который вводится для учета неравенства
Р2 2Еу
2
36
dU1 = (TVB.Bdt)
= V3B.BT dt , (14)
где Т – линейная плотность пряжи.
Как указывалось, допускаем, что закон
Гука имеет силу в Δt – короткий период
времени. Упругая сила dU2, поглощенная
пряжей при ее деформации, выражается
равенством [4]:
dU2 =
,
(15)
где Еу – модуль упругости пряжи; Р – натяжение пряжи.
Допустим, мы имеем установившуюся
систему, тогда в соответствии с равенством (2) для рассматриваемого случая формирования пряжи справедливо записать
следующее равенство:
dW1+dW2 +dW3 = dU1, +dU2. (16)
Подставляя уравнения
уравнение (16) имеем:
(11)...(15)
в
P VB.B dt + fyдVB.BL(sin)dt +
fyдL(cos )r dt =
=
T dt+
.
(17)
Разделив обе части равенства (17) на
VB.B dt и преобразовав, получим следующее уравнение:
Р Еу
(18)
С целью упрощения уравнения (18)
вводим обозначение:
1
условий контакта волокон волокнистой
ленточки с поверхностью прядильного
конденсора, находится в пределах 0< η |<1.
Потенциальная энергия, которая накапливается в пряже при ее осевом смещении:
Уравнение (18) примет вид:
Р2 - 21 Р
Еу
=0.
(19)
.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Решая это квадратное уравнение, получаем:
или после преобразования:
Р = 1
.
(20)
Р = 1
Окончательно получаем:
Р=
Еу
ВЫВОДЫ
На основе энергетического баланса в
процессе формирования пряжи выявлены
основные факторы, влияющие на свойства
пряжи, и установлена аналитическая зависимость для определения натяжения одиночной пряжи в процессе формирования
двухконденсорным способом.
ЛИТЕРАТУРА
1. Переработка аппаратных смесей на фрикционных прядильных машинах DREF-2 и DREF-3//ЭИ.
Текстильная промышленность. – 1988, № 19.
.
(21)
2. Севостьянов А.Г., Привалов И.И. Оптимизация скоростных режимов при формировании армированной пряжи двухконденсорным (фрикционным) способом прядения // Изв. вузов. Технология
текстильной
промышленности.
–
1995,
№6.С.19…22.
3. Волков В.В., Иванов А.В., Привалов И.И.
Способ получения армированной пряжи и устройство для его осуществления // Патент РФ №
2119980 D 02 G 3/36, 3/32; заявлено 31.12.1996;
опубликовано 10.10.1998.
4. Матуконис А.В. Строение и механические
свойства неоднородных нитей. – М.: Легкая индустрия, 1971.
Рекомендована кафедрой инженерной и компьютерной графики. Поступила 01.07.11.
_______________
УДК 677.21.022
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДЕЙСТВИЯ СИЛ НА ВОЛОКНА
В ПРОЦЕССЕ ДИСКРЕТИЗАЦИИ ЛЕНТЫ
НА ПНЕВМОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРЯДИЛЬНЫХ
И ЧЕСАЛЬНЫХ МАШИНАХ
COMPARATIVE ANALYSIS OF THE FORCES INFLUENCE
ON FIBERS IN THE PROCESS OF THE TAPE SAMPLING
IN ROTOR SPINNING AND CARDING MACHINES
А.Ф. ПЛЕХАНОВ, С.А. НОСКОВА, А.Д. ОДИНАЕВ, Ю.В. ПАВЛОВ
A.F. PLEHANOV, S.A. NOSKOVA, A.D. ODINAEV, YU.V. PAVLOV
(Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина,
Ивановская государственная текстильная академия)
(Moscow State Textile University “A.N. Kosygin”,
Ivanovo State Textile Academy)
E-mail: [email protected]
В статье проведен сравнительный анализ сил, действующих на волокна
в процессе дискретизации ленты на пневмомеханических прядильных и чесальных машинах, получены аналитические зависимости для оценки изменения величины силы при изменении окружной скорости дискретизирую-
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
37
щих барабанчиков. Установлено, что на волокна, находящиеся в бородке
питающей ленты в процессе дискретизации, действуют силы в 1,5...45
кратно большие, чем в процессе чесания приемным барабаном на чесальных машинах.
The comparative analysis of the forces influencing on fibers in the process of the
tape sampling in rotor spinning and carding machines is carried out in the article, analytical dependences for estimation of force rate changing when changing circumferential velocity of drums are received. It is established that the forces in 1,5…15 fold
greater than in the process of carding by a receiving drum in carding machines have
an effect upon the fibers in a feed tape beard in the sampling process.
Ключевые слова: безверетенный способ прядения, пневмомеханическая прядильная машина, лента, дискретизация, волокна.
Keywords: open end spinning, rotor spinning machine, a sliver, sampling,
fibers.
В работах [1...3] технологическая операция дискретизации волокнистой ленты
на пневмомеханических прядильных машинах сравнивается с процессом чесания
бородки зубьями приемного барабана чесальной машины. В основу гипотезы дискретизации положено чесание распрямленных в ленте волокон бородки зубьями
гарнитуры дискретизирующего барабанчика. В [4] был проведен сравнительный
анализ действия сил на волокна со стороны зубьев приемного барабана при изменении линейной скорости его гарнитуры.
В основу анализа положена теорема о количестве движения материальной точки:
нову теорему можно представить в системе координат:
t

mv x  mvox   Xdt, 

0

t
mv y  mv oy   Ydt, 

0

(2)
где vx, vу – проекции скорости комплекса
волокон после отделения его от бородки
соответственно на оси ОХ и ОY; vox, voy –
проекции скорости комплекса волокон до
отделения его от бородки соответственно
на оси ОХ и ОY.
t
mvб  mvo   Fdt,
(1)
0
где m – масса комплекса волокон, условно
принятого за материальную точку, кг; vo –
окружная скорость питающего цилиндра,
м/мин; vб – окружная скорость кончика
зуба приемного барабана, м/мин; F – сила,
необходимая для изменения скорости комплекса или отдельного волокна при отделении от бородки, Н; dt – бесконечно малый промежуток времени, в течение которого происходит изменение скорости, мин.
Принимая во внимание, что уравнение
(1) в векторном виде для практического
использования неудобно, принятую за ос-
38
Рис. 1
Рассмотрим данную модель применительно для процесса дискретизации волокон на пневмомеханических прядильных
машинах и примем за систему координат
плоскую неподвижную систему осей ХОY
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
с началом координат О в точке наименьшей разводки между корпусом пневмомеханической прядильной камеры и дискретизирующим барабанчиком (рис. 1).
Ось Х направим по касательной к образующей поверхности гарнитуры, а ось Y –
к оси вращения дискретизирующего барабанчика. Поскольку бородка питающей
ленты движется в направлении оси ОХ и
зажата между питающим столиком и питающим цилиндром, направление силы
сопротивления отделения волокон от бородки Q принимаем по оси ОХ в отрицательную сторону.
В соответствии с третьим законом
Ньютона равнодействующая сила F, отделяющая волокна от бородки, будет направлена противоположно силе Q, то есть
по направлению оси ОХ. Проектируя все
силы на ось ОХ и принимая во внимание,
что окружная скорость питающего цилиндра по отношению к окружной скорости
гарнитуры дискретизирующего барабанчика ничтожно мала, или vox=0, из системы
уравнений (2) получим:
шению импульсов действующих сил, приложенных к волокнам для отделения их от
бородки:
mvб
Ft ,

mvп Fп t п
(5)
где vб, vп – соответственно окружные скорости пильчатой гарнитуры дискретизирующего барабанчика пневмомеханической прядильной машины и приемного барабана чесальной машины, м/мин; Fп – сила, необходимая для изменения скорости
комплекса или отдельного волокна при отделении его от питающего настила чесальной машины, Н; t, tп – промежутки времени, в течение которого происходит изменение скорости волокна, соответственно
на пневмомеханической прядильной и чесальной машинах, мин.
Принимая во внимание, что условно
принятая нами масса волокон в обоих рассматриваемых случаях одинакова:
m
 1,
m
(6)
t
mvx   Fx dt .
(3)
0
Проинтегрировав правую часть выражения (3), получим:
mvб  Ft .
vб t п
 .
vп
t
(4)
Отношение количества движения отделяемых волокон при дискретизации в
пневмомеханическом прядении и в процессе чесания приемным барабаном чесальной машины пропорционально отно-
Марка машины
а также, что пути, пройденные волокном
при отделении от бородки, тоже одинаковые, будем иметь:
(7)
В табл. 1 приведены расчеты линейных
скоростей гарнитуры приемных барабанов
чесальных машин и дискретизирующих
барабанчиков пневмомеханических прядильных машин.
Диаметр рабочего органа, м
Частота вращения
рабочего органа,
мин-1
Чесальные машины
ЧМД-5
0,234
ЧМ-60
0,236
С-51 (Rieter, Швейцария)
0,253
DK-760 (Trützschler, Германия)
0,250
1455 (Textima, Германия)
0,256
Пневмомеханические прядильные машины
BD-200 (Elitex, Чехия, Словакия)
0,065
R40 (Rieter, Швейцария)
0,1
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
1360
790
600...1150
600...1240
930; 1030
6000...8000
5000...10000
Таблица 1
Окружная скорость пильчатой
гарнитуры, м/мин
vп
1000
585
480...910
470...970
750; 830
vб
1224...1632,8
1570...3140
39
Проведенные нами расчеты показывают, что окружная скорость пильчатой гарнитуры дискретизирующего барабанчика
на пневмомеханических прядильных машинах превышает окружную скорость
приемных барабанов чесальных машин в
1,22...6,7 раз, что в среднем составляет 2,5
раза. Принимая во внимание это условие, и
с учетом (5) и (7) получим:
t v
F  Fп п б  Fп  2,5  2,5  6, 25  Fп .
t vп
(8)
В общем виде уравнение (8) можно записать следующим образом:
2
v 
F  Fп  б  .
 vп 
(9)
Следовательно, в процессе дискретизации на волокна, находящиеся в бородке
питающей ленты, действуют силы в
1,5...45 кратно большие, чем в процессе
чесания приемным барабаном на чесальных машинах. Такое явление не может не
вызывать уменьшения длины волокон, что
подтверждено нами экспериментально
раскладкой штапеля волокон питающей
ленты и волокнистой ленточки на сборной
поверхности желоба камеры на приборах
МШУ-1 и МПРШ-1 по стандартной методике в лаборатории кафедры прядения
Московского государственного текстильного университета им. А. Н. Косыгина.
Также нами были проведены предварительные исследования процесса отделения
волокон от ленты с цифровой фотофиксацией воздействия гарнитуры дискретизирующего барабанчика на волокнистую бородку (рис. 2), которые подтвердили результаты наших аналитических расчетов.
В результате исследований, проведенных с применением видео- и фотосъемки,
установлено, что расчесывания питающей
волокнистой бородки зубьями гарнитуры
дискретизирующего барабанчика, аналогично приемному барабану чесальной машины, в прядильном устройстве не происходит. Волокна отделяются от бородки под
действием аэродинамических воздушных
потоков и при минимальном контакте
крайних волокон бородки с кончиками
зубьев гарнитуры дискретизирующего барабанчика без их погружения в бородку.
ВЫВОДЫ
Проведен сравнительный анализ
сил, действующих на волокна в процессе
дискретизации ленты на пневмомеханических прядильных и чесальных машинах,
получены аналитические зависимости для
оценки изменения величины силы при изменении окружной скорости дискретизирующих барабанчиков.
2. Установлено, что окружная скорость пильчатой гарнитуры дискретизирующих барабанчиков на пневмомеханических прядильных машинах превышает
окружную скорость приемных барабанов
чесальных машин в 1,22...6,7 раз, или в
среднем – в 2,5 раза.
3. Определено, что на волокна, находящиеся в бородке питающей ленты в
процессе дискретизации, действуют силы в
1,5...45 кратно большие, чем в процессе
чесания приемным барабаном на чесальных машинах. Это приводит к уменьшению длины волокон в процессе дискретизации и подтверждено нами экспериментально раскладкой штапеля волокон питающей ленты и волокнистой ленточки со
сборной поверхности желоба камеры.
1.
Рис. 2
40
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
4. Проведены предварительные исследования процесса отделения волокон от
ленты с цифровой фото- и видеофиксацией
воздействия гарнитуры дискретизирующего барабанчика на волокнистую бородку,
которые подтвердили результаты наших
аналитических расчетов и экспериментальных исследований.
5. В результате экспериментальных
исследований, проведенных с применением видео- и фотосъемки, установлено, что
в процессе дискретизации на пневмомеханических прядильных машинах волокна
отделяются от бородки под действием аэродинамических воздушных потоков при
минимальном контакте крайних волокон
бородки с кончиками зубьев гарнитуры
дискретизирующего барабанчика; погружения зубьев гарнитуры в бородку, как на
приемных барабанах чесальных машин, не
происходит.
ЛИТЕРАТУРА
1. Борзунов И. Г. и др. Прядение хлопка и
химических волокон (изготовление ровницы, суровой и меланжевой пряжи, крученых нитей и ниточных изделий). – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Легпромбытиздат, 1986.
2. Севостьянов А. Г. и др. Механическая технология текстильных материалов. – М.: Легпромбытиздат, 1989.
3. Бадалов К. И. и др. Проектирование технологии хлопкопрядения: Учебник для вузов. – М.:
МГТУ им. А. Н. Косыгина, 2004.
4. Карасев Г. И. Исследование процесса обработки хлопковых волокон в различных узлах
шляпочных чесальных машин: Дис...докт. техн.
наук. – Иваново, 1968.
Рекомендована кафедрой прядения МГТУ им.
А.Н. Косыгина. Поступила 10.06.11.
_______________
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
41
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
УДК 677.024
ИССЛЕДОВАНИЕ И ПУТИ СТАБИЛИЗАЦИИ
НАТЯЖЕНИЯ НИТЕЙ ОСНОВЫ
В ПРОЦЕССЕ ФОРМИРОВАНИЯ ТКАНИ
НА БЕСЧЕЛНОЧНОМ ТКАЦКОМ СТАНКЕ
RESEARCH AND WAYS OF STABILIZATION
OF WARP TREADS TENSION
IN THE PROCESS OF FABRIC FORMING
ON A SHUTTLELESS LOOM
А.С. ШЛЫКОВ, Р.В. БЫКАДОРОВ, И.С. БОБЫЛЬКОВА, Н.М. СОКЕРИН
A.S. SHLYKOV, R.V. BYKADOROV, I.S. BOBYLKOVA, N.M. SOKERIN
(Ивановская государственная текстильная академия)
(Ivanovo State Textile Academy)
E-mail: [email protected]
На основании экспериментально полученных осциллограмм натяжения
и деформации основы за время одной уточной прокидки определена работа
основных нитей, связанная с разрушающими воздействиями на основные
нити.
Предложены три вида заправки ткацкого станка, из которых определена оптимальная схема заправки, позволяющая минимизировать процесс
разрушения нитей, а следовательно, и их обрывность.
On the basis of experimentally received oscillograms of warp tension and deformation during one weft pick the work of warp threads connected with destroying influences on warp threads is defined. Three kinds of a weaving loom filling,
which an optimal scheme of filling is defined from, allowing to minimize the process of destroying threads and hence their breakage, are offered.
Ключевые слова: осциллограммы натяжения и деформации основы,
работа основных нитей на ткацком станке, метод определения работы основных нитей.
Keywords: oscillograms of warp tension and deformation, work of warp
threads on a weaving loom, a method of definition of warp threads work.
При анализе обрывности основных нитей на ткацком станке в работе [1] показано, что циклическая деформация основы
на величину  П и изменение натяжения
42
K П основы вследствие прибоя значительно уменьшают стойкость ткани к истиранию. Последнее, усиливаемое многократным растяжением, снижает прочность
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
нитей, вызывая увеличение деформации,
удлинение и напряжение волокон в основных нитях. Увеличивающееся удлинение
ускоряет снижение стойкости нитей к истиранию. Согласно [1] прибойная полоска
 П дает не менее половины циклической
деформации, и 2/3 разрушающих циклов
приходится на истирание основных нитей.
В [2] впервые проведен теоретический
расчет некоторых параметров работы
ткацкого станка, влияющих на разрушение
основных нитей в процессе ткачества. Изменение этих параметров зависит от величины отношения коэффициента жесткости
Сo основы к коэффициенту жесткости С Т
ткани в заправке ткацкого станка, максимального значения прибойной полоски
 П , натяжения основы при прибое K П и
работы J П нитей вследствие прибоя уточины к опушке ткани.
Комплексное влияние величины  П
циклической деформации при многократном растяжении K П на темп снижения
стойкости пряжи к истиранию оценивается
работой J П нитей основы при прибое утка,
которая характеризует здесь напряженность технологического процесса ткачества. Однако анализ осциллограмм натяжения основы за время t одного оборота
главного вала станка показал, что кроме
прибоя на нити оказывают воздействие
зевообразовательный механизм, основный
и товарный регуляторы, а также имеется и
ряд других причин.
а)
б)
Рис. 1
На рис. 1 представлены осциллограммы
натяжения и деформации основы на ткацком станке. На рис. 1-а – осциллограмма
натяжения К o основы на станке СТБ-180
при выработке хлпчатобумажной ткани
полотняного переплетения, из которой
следует, что натяжение основных нитей
представляет собой сложную кривую, описание которой вызывает определенные
трудности. Для сравнительного анализа
полученных осциллограмм выбирался эталон площадью 1см 2 . Для расчета средней
величины натяжения в осциллограмме
вначале взвешивали образец размером
1010 мм. Далее взвешивали полученные
осциллограммы и сравнивали их массу с
эталонной. При этом получали исходные
данные для расчета среднего натяжения за
цикл работы ткацкого станка. Так как фотобумага с осциллограммой натяжения К o
состоит из однородной по толщине структуры и площадь пропорциональна своей
массе, то, взвешивая предварительно вырезанную площадь S1 под кривой осциллограммы и сравнивая вес M1 с эталоном
M э , вырезанным из этой же бумаги, получали площадь S(Ko ) осциллограммы:
S(K o )  100M э / M1 (мм 2 ) .
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
(1)
43
При
скорости
ткацкого
станка
n=240 об/мин один оборот составит
t  60 / 240  0,25 с. Скорость Vб фотобумаги в осциллографе была выбрана
100мм / с , поэтому длина  П осциллограммы за один оборот главного вала
станка будет 100  0,25  25 мм. Среднее
значение площади S( K o ) осциллограммы,
равное прямоугольнику с основанием  П ,
будет:
S(K o ) 
S1
(мм) .
П
(2)
Рассмотрим влияние коэффициента жесткости заправки станка, ее составляющих
элементов Cо и Ст на работу и изменение
натяжения основы К о от воздействия деформации  о за цикл образования элемента
ткани.
Суммарное изменение натяжения основы:
К о   K o i,
(3)
где i  Pу (1  0,01a o )  C o/ Pу / C o (1  0,01a o ) ,
i – число циклических изменений натяжения на длине L o основы в заправке ткацкого станка; Pу – плотность ткани по утку
(нит/10см); a o – уработка ткани на станке
(%); Co/ – коэффициент жесткости метрового образца основы, сН/мм.
Для выявления взаимосвязи натяжения
и деформации проф. В.А. Гордеев предложил использовать коэффициент жесткости
упругой системы заправки ткацкого станка.
Для его определения разработаны специальные методики и приборы.
С целью повышения точности измерений коэффициента жесткости системы заправки в динамических условиях на ткацком станке воспользуемся методикой,
предложенной проф. В.А. Синицыным [5],
включающей операции осциллографирования натяжения нитей основы, пробранных в одну ремизку, и расчета разности
44
геометрических характеристик (деформаций) двух состояний нитей основы при
разнонатянутом зеве.
Данный способ заключается в использовании формулы проф. В.А. Гордеева [2]
в следующей записи:
C  G ,
(4)
где C – коэффициент жесткости системы
заправки в расчете на одну основную нить,
Н/мм;  G – разность натяжений двух состояний нитей основы в процессе зевообразования;  – величина разнонатянутости нитей основы в процессе зевообразования, мм.
Величина  G определяется операцией
осциллографирования натяжения нитей
основы, пробранных в одну ремизку, при
установке заправки ткацкого станка с разнонатянутым зевом.
Значение  G находится по формуле:
 G  к  h Н  h В   ,
(5)
где к – тарировочный коэффициент тензометрического датчика, Н/(мм∙нить);
h Н , h В – величина отклонения светового
луча осциллографа от нулевого уровня для
нитей основы, находящихся в крайних
нижнем или в верхнем положениях, мм.
С учетом выражения (5) формула (4)
принимает вид:

С  к h Н  h В
  .
(6)
При определении коэффициента жесткости основы в заправке ткацкого станка в
динамических условиях в [5] принято условие, что в момент прибоя растягивающие воздействия воспринимают только
нити основы, а ткань работает на сжатие.
Принимая во внимание данное условие,
коэффициент жесткости основы находится
из соотношения:
Cо   G п  п ,
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
(7)
где Со – коэффициент жесткости нитей
основы в расчете на одну основную нить,
Н/мм;  G п – разность натяжений двух
состояний нитей основы при крайнем переднем положении берда, Н;  п – величина разнонатянутости нитей основы при
крайнем переднем положении берда, мм.
Значение  G п определяется осциллографированием натяжения нитей основы и
вычисляется по выражению:


 G п  к h /Н  h В/ ,
(8)
где h /Н , h /В – величина отклонения светового луча осциллографа от нулевого уровня для нитей основы при крайнем переднем положении берда, мм.
Величина разнонатянутости нитей основы  п определена как разность геометрических характеристик двух состояний
нитей основы, находящихся в нижней и в
верхней частях зева при крайнем переднем
положении берда.
Подставляя выражение (8) в соотношение (7), получаем:

Со  к h /Н  h В/
  .
п
(9)
Значение коэффициента жесткости
ткани находится из предложенного проф.
В. А. Гордеевым соотношения:
Ст  С Со  Со  С  .
где С т – коэффициент жесткости ткани в
расчете на одну основную нить, Н/мм.
Для расчета коэффициентов жесткости
нитей основы, ткани и всей системы заправки, по методике проф. В. А. Синицына
[5], мы воспользовались осциллограммой
натяжения нитей основы, полученной при
выработке ткани бязь арт. 262 "А" на ткацком станке СТБ-180. При расшифровке
осциллограммы были получены следующие данные: hн = 12,3 мм; hв = 12,2 мм; h'н
= 16,2 мм; h'в = 15,3 мм.
Они определены, как расстояние
по вертикали от соответствующей точки до нулевой линии. Тарировочный
коэффициент тензометрического датчика в
расчете
на
одну
нить
составил:
к  1,316 Н мм  нить  .
При расчете коэффициентов жесткости
по были получены следующие результаты:
С=0,08 Н/мм; Ст=0,141 Н/мм; С0=0,184
Н/мм.
Рассмотрим различные конструкции
между двумя направляющими заправки:
скалом и грудницей, позволяющие изменять условия тканеформирования на станке. Работа проводилась на одном и том же
станке при выработке одной и той же ткани при Pу  165 нит/10см; a o  5,5 %;
C/o  0,21 сН/мм. Были проведены экспериментальные исследования для трех способов заправки ткацкого станка.
(10)
Рис. 2
1. Грудница неподвижна – подпружиненное скало подвижно (типовая заправка)
(рис. 2).
2. Подвижная грудница и подвижное
скало находятся под действием пружин с
Рис. 3
Рис. 4
различной жесткостью (рис. 3 – схема измененной заправки ткацкого станка (подпружиненная грудница)).
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
45
3. Подвижная грудница и скало, соединенные одной пружиной (рис. 4 – схема упрощенной заправки ткацкого станка).
Проведя ряд расчетов, получим суммарное изменение натяжения основы с
учетом числа циклических изменений i натяжения на длине L o основы для различных способов заправки ткацкого станка
при
К1 о  10, 09
0, 21  165
 1801 сН/нить,
0,184 1  0, 01  5, 5 
К 2 о  9, 54
0, 21  165
 1702 сН/нить,
0,184 1  0, 01  5, 5 
К 3 о  9, 30
0, 21  165
 1660 сН/нить.
0,184 1  0, 01  5, 5 
Из характеристики ткани бязь, арт. 262
"А" при T  29 текс и числе нитей
M o  3762 нит., удельная разрывная прочность q  11,5 сН/текс, в условиях нормального технологического процесса выработки ткани рассчитаем теоретическое
изменение натяжения основы с учетом
числа циклических разрушающих воздействий i натяжения на длине L o :
K o  11,5  29  0,05  16,67 сН.
При многоцикловых показателях определения разрушающей прочности нитей по
лабораторному исследованию получено
178 циклов. Тогда
Изменение величины  о показано на
рис. 1-б.
Работа растяжения нитей основы за
время оборота главного вала станка:
J  K o  о (Дж ),
где J(Дж) – единица работы в Международной системе единиц СИ, равная работе
силы в 1 ньютон при перемещении ею тела
на расстояние 1 метр в направлении действия силы.
Применительно к ткацкому станку, например, для первого варианта заправки,
(табл. 1) имеем:
J
К о  16,67 178  2967 сН.
Зная тарировочный коэффициент  к ,
связывающий натяжение K o (сН / нить ) и
величину перемещения “зайчика” на фотобумаге в осциллографе (мм), найдем:
К о  S(K o )к (сН / нить) .
(11)
Для определения работы растяжения основы за каждую уточную прокидку получали осциллограмму деформации  о нитей с
помощью устройства, описанного в [4]:
о 
46
Sэ
(мм) .
П
(12)
(13)
Ko о
N (Дж ),
1000 100
(14)
где N – число основных нитей в заправке
ткацкого станка.
J1 
10,09  4,14
 1500  0,63 (Дж ),
1000 100
Соответственно для 2 и 3-го случаев
заправки ткацкого станка работа растяжения нитей основы за время оборота главного вала станка будет равной:
9,54  3,702
 1500  0,53 (Дж ),
1000 100
9,3  3, 482
J3 
1500  0, 49 (Дж ).
1000 100
J2 
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
заправки ткацкого станка. Данные представлены в табл. 1.
Для анализа влияния K o и  o на работу нитей основы осуществляли изменение
Таблица 1
Осциллограммы изменения
свободновращающееся на подпружиненном подскальном рычаге
свободновращающееся на подпружиненном подскальном рычаге
натяжение основы
в цикле образования ткани
К о , сН / нить
К о , сН / нить
подвижное, соединенное с грудницей
общей пружиной
3
Подвижная, перемещаемая под действием
затяжки пружины
2
Подвижная, соединенная со скалом
общей пружиной
1
Неподвижная
Изменения в заправке ткацкого
станка
грудскало
ница
Работа
основы,
Дж
деформация основы
о , мм
28
11,4
12
4,5
10,09
l П , мм (c )
0
0,63
4,141
l П , мм (c )
0
18,7
18,7
о , мм
26
10,5
9,2
9,54
0,53
4,4
3,702
l П , мм (c )
l П , мм (c )
0
0
18,7
К о , сН / нить
о , мм
24
8,2
4,4
12,5
0,49
3,482
9,30
0
18,7
l П , мм (c )
Сравнивая все 3 случая заправки ткацкого станка, мы пришли к выводу, что тре-
0
18,7
l П , мм (c )
18,7
тий вариант наиболее оптимален. Суммарное изменение натяжения основы с учетом
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
47
числа циклических изменений деформации
 о на определенной длине основы значительно меньше при третьем случае заправки по сравнению с теоретическим.
Расчеты показали, что заправка станка
при третьем варианте обеспечивает меньшую работу основных нитей.
Представленные аргументы весьма
значимы и послужили основанием для выбора и исследования предлагаемой конструкции механизма перемещения грудницы
и скала ткацкого станка. На данное изобретение получен патент [6].
ВЫВОДЫ
1. Экспериментально определены натяжение основы и ее деформация за одну
уточную прокидку.
2. Предложен метод для расчета среднего значения натяжения и деформации
основы за весь цикл тканеформирования.
3. Предложены различные варианты
изменения заправки ткацкого станка. Выбран оптимальный вариант заправки, сни-
жающий натяжение и работу основных
нитей при выработке ткани.
ЛИТЕРАТУРА
1. Золотаревский Л.Т. Обрывность основы на
ткацких станках. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982.
2. Гордеев В.А., Волков П.В. Ткачество:
Учебник для вузов, 4 изд. – М.: Легкая и пищевая
промышленность, 1984.
3. Николаев С.Д., Власов П.В., Сумарукова
Р.И., Юхин С.С. Теория процессов, технология и
оборудование ткацкого производства. – М.: Легпромбытиздат, 1995.
4. Шлыков А.С., Морозов И.В., Быкадоров
Р.В. Об обрывности основных нитей на ткацком
станке // Вестник Научно-промышленного общества. – М.: "Алев-В", 2010, вып. 15.
5. Синицын В.А. Разработка теоретических
основ проектирования узорчатых тканей с переменной плотностью, технологий и средств их изготовления: Дис…. докт. техн.наук. – Иваново, 1998.
6. Патент №93403 РФ , D03D 47/12 Ткацкий
станок /Шлыков А.С., Беседин С.С., Быкадоров
Р.В. – Опубл. 27.04.2010 Бюл. №12.
Рекомендована кафедрой технологии текстильных изделий. Поступила 14.09.11.
_______________
УДК 677.054.87-52
АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПОСТРОЕНИЕ ЗАПРАВОЧНЫХ РИСУНКОВ
ДЛЯ ВЫРАБОТКИ ТКАНЕЙ С ПОЛОСКАМИ
ИЗ РАЗНЫХ ПЕРЕПЛЕТЕНИЙ
AUTOMATED CONSTRUCTION OF LOOMING PATTERNS
FOR DEVELOPMENT OF FABRICS WITH STRIPS
OF DIFFERENT INTERLACINGS
С.В. МАЛЕЦКАЯ, Е.П. ИВАЩЕНКО
S.V. MALETSKAJA, E.P. IVASHCHENKO
(Димитровградский институт технологии, управления и дизайна (филиал)
Ульяновского государственного технического университета)
(Dimitrovgrad Institute of Technology Management and Design,
the Branch of Uljanovsk State Technical University)
E-mail:[email protected]
В статье представлен метод, разработанный авторами и позволяющий
автоматизировать процесс построения заправочных рисунков для выработки тканей как с поперечными, так и с продольными полосками из разных переплетений, при применении различных видов проборок в сводах и
величине раппорта до 400 нитей.
48
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
This article presents the method developed by the authors which allows to automate the process of formation of looming patterns for production of fabrics with
both traverse and transverse strips of different interlacing using different types of
passes in saddles and the rapport size up to 400 threads.
Ключевые слова: ткань с полосками, комбинированное переплетение,
заправочный рисунок.
Keywords: fabric with strips, a combined interlacing, a looming pattern.
Для построения заправочных рисунков
тканей с полосками из разных переплетений целесообразно использовать ЭВМ,
поскольку данные ткани относятся к крупнораппортным тканям, а построению заправочного рисунка ткани всегда предшествует расчет раппорта ткани, величина
которого определяется суммарным числом
нитей в разных полосках.
При разработке автоматизированного
метода построения заправочных рисунков
тканей с полосками были решены следующие задачи:
– формализация параметров ткани с
полосками;
– расчет раппорта переплетения;
– построение элементарных заправочных рисунков;
– построение заправочного рисунка.
Для формализации вида переплетения
использовали вспомогательную переменную WP, принимающую значения: 1 –
ткань с продольными полосками; 2 – ткань
с поперечными полосками.
Построение комбинированного переплетения осуществляли на базе CP базовых переплетений с раппортами по основе
и раппортами по утку, размещенными,
соответственно, в одномерных массивах
RO(СР) и RU(СР).
Рисунок переплетения представляли в
виде схемы SP(G,V), размеры которой
определяются числом поперечных (G) или
продольных (V) полосок, где G =1 и V>1 –
для ткани с продольными полосками; G>1
и V=1 – для ткани с поперечными полосками. Каждый член массива схемы обозначает номер базового переплетения, которым вырабатывается соответствующий
участок раппорта ткани, как показано на
рис. 1, для тканей с поперечными полосками (а) и для тканей с продольными полосками (б).
а)
б)
Рис. 1
Построение базовых переплетений, в
качестве которых использовались главные
переплетения и их производные, проводи-
лось автоматически по коду первой нити
раппорта [1]. Переплетения сохранялись в
трехмерном массиве PP$(CP,RUM,ROM),
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
49
где CP – количество базовых переплетений; RUM и ROM – максимальные размеры раппорта по утку и по основе, рассчитываемые при обработке величин раппортов по основе и раппортов по утку базовых
переплетений.
Величину раппорта ткани по системе
нитей, направление которой совпадает с
направлением полосок, определяли как
сумму нитей в каждой полоске, скорректированных с раппортом соответствующего
базового переплетения – RO(J) или –
RU(I):
борки, равные нулю, не несут смысловой
нагрузки.
Алгоритм
формирования
матрицы
проборки определяется ее видом. Для
тканей с продольными полосками применяется сводная проборка, при количестве
сводов, равном числу базовых переплетений
CP, и общем числе ремизок в заправке,
равном сумме ремизок, необходимых для
каждого переплетения – KR(I):
CP
RE   KR (I) .
i 1
V
RRO   MPOJ 
J 1
или
G
RRU   MPOI .
I1
Раппорт ткани по другой системе нитей рассчитывали как наименьшее общее
кратное соответствующих раппортов базовых переплетений – RRU = НОК (RU(1)
…RU(CP)) или RRO = НОК (RO(1)
…RO(CP)).
Заправочный рисунок крупнораппортных тканей, вырабатываемых на ремизных
заправках, состоит из двух элементов: рисунка проборки основных нитей в ремиз,
выполненный в натуральную величину,
соответствующую раппорту проборки, и
картона, представляющего собой программу подъема и опускания ремизок в
каждом зеве при выработке ткани.
Проборку основных нитей в ремиз
представляли
в
виде
матрицы
PR$(RE,RRO), размеры которой определяются числом ремизок в заправке станка
– RE и раппортом проборки, совпадающим с раппортом переплетения по основе
– RRO. Матричное представление проборки позволяет наглядно показать принятый
порядок нумерации ремизок, который обозначаем с помощью переменной PN , принимающей значения: 1 – от скала или 2 –
от ткача. Строки матрицы соответствуют
ремизкам, столбцы – основным нитям. Если PR$(I,J)= "1", то j-я нить основы пробрана в i-ю ремизку. Члены матрицы про-
50
Рис. 2
Алгоритм построения рисунка проборки, показанный на рис. 2, имеет структуру
вложенного цикла, внешняя часть которого открыта по числу сводов ремизок.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Средняя часть цикла – по количеству ремизок в каждом своде. Внутренние части
цикла открыты по числу продольных полос и по величине элементарного раппорта
проборки каждого переплетения.
Считывание информации о проборке
нитей в каждом своде проводилось с массива элементарных проборок RPP$(Q,
KR(Q), RO(Q)), где Q – номер переплетения, которым вырабатывается каждая полоса, KR(Q) – число ремизок, необходимых для выработки переплетения с номером Q. RO (Q) – раппорт проборки каждого переплетения. Номер каждого переплетения Q, элементарная проборка которого
используется, считывался со схемы проборки RR(SV,V). Построение продолжается до тех пор, пока счетчик X < MPO(J) –
числа нитей в j-й полосе.
При выработке тканей с поперечными
полосками применяют рядовую проборку.
Число ремизок RE в заправке ткацкого
станка равняется раппорту по основе переплетения ткани RRO.
Картон, представленный в виде матрицы KN$(RE,RRU), с размерами, определяемыми числом ремизок в заправке (RE)
и раппортом переплетения по утку (RRU),
формируется на базе элементарных картонов, помещенных в трехмерный массив
KNN$(CP, KR(Q), RU(Q)), где Q – номер
переплетения, Q = 1…CP.
Алгоритм формирования картона для
ткани с продольными полосками имеет
структуру вложенного цикла, внешняя
часть которого открыта по числу сводов
ремизок SV, средняя часть – по числу ремизок в каждом своде KR(KK) и внутренняя часть по раппорту по утку каждого исходного переплетения – RU(KK), где KK –
номер свода с учетом порядка нумерации
ремизок.
Построение картона продолжается до
тех пор, пока не достигнем размера раппорта комбинированного переплетения по
утку, то есть счетчик X = RRU.
Автоматизированное построение картона ткани с поперечными полосками
проводили в два этапа.
1. Построение схемы картона, представленной в виде матрицы SK(SV, G),
размеры которой определяются числом
сводов ремизок (SV) и числом поперечных полос (G), а каждый член SK (I,J) показывает номер переплетения, для которого предназначен j-й участок картона,
управляющий ремизками i-го свода.
2. Формирование матрицы картона
KN$(RE,RRU), осуществляемое на основе
элементарных картонов каждого переплетения и схемы картона SK(SV,G).
Рис. 3
Алгоритм формирования картона, показанный на рис.3, имеет структуру вложенного цикла, внешняя часть которого
организована по числу полос в раппорте,
начиная с последней полосы, поскольку
нумерация уточных нитей в раппорте переплетения тканей начинается снизу. При
входе в данный цикл определялся номер
переплетения Q, которым вырабатывается
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
51
каждая полоса. Средняя часть цикла открыта по раппорту по утку каждого переплетения – RU(Q). Внутренняя часть цикла
– по числу ремизок, требуемых для выработки каждого переплетения, KR(Q).
При автоматизированном построении
картона использовались следующие счетчики: N – счетчик уточных нитей комбинированного переплетения; M – счетчик
ремизок, используемых в заправке станка;
X – счетчик числа нитей в каждой поперечной полосе.
ляющий готовить заправочную документацию для выработки тканей с любым направлением полосок, при любом количестве базовых переплетений и раппортом до
400 нитей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Малецкая
С.В.
Автоматизированные
методы построения рисунков переплетений
однослойных тканей. – Димитровград: ДИТУД
УлГТУ, 2008.
Рекомендована кафедрой технологии проектирования. Поступила 30.04.11.
_______________
ВЫВОДЫ
Разработан автоматизированный метод
построения заправочных рисунков, позво-
УДК 677.024
ПРИМЕНЕНИЕ ПРОКЛАДЧИКОВ С ФИГУРНЫМИ ГУБКАМИ*
APPLICATION OF BENDERS WITH FIGURED JAWS
В.Н.ГРАЧЕВ, О.С.СТЕПАНОВ
V.N. GRACHEV, O.S. STEPANOV
(Ивановская государственная текстильная академия)
(Ivanovo State Textile Academy)
E-mail: [email protected]
По результатам эксперимента был определен критерий влияния изменения какого-либо фактора на изменение доли признака. То есть на конкретном примере была доказана эффективность применения прокладчиков
с фигурными губками для выработки тканей на станках СТБ-2-180 при использовании в качестве утка нитей из стекловолокна.
As a result of an experiment the criterion of influence of some factor change
on the change of a feature part has been determined. That is the efficiency of application of benders with figured jaws for fabric development by the STB-2-180
loom using the yarn made of glass fiber as a weft has been proved.
Ключевые слова: фигурные губки, прокладчик, эксперимент, критерий, нити из стекловолокна, станок СТБ, уток, ткань, эффективность.
Keywords: figured jaws, a bender, an experiment, a criterion, yarn from
glass fiber, STB loom, a weft, a fabric, efficiency.
*
Работа выполнена под руководством проф., докт. техн. наук Г.В Степанова.
52
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
В процессе получения ткани на станке
СТБ-2-180, оборудованном серийными
прокладчиками утка, наблюдались случаи
потери нити прокладчиками. Попытка избежать этого путем применения прокладчиков с различной силой сжатия губок ни
к чему не привела.
Было высказано предположение о применении прокладчиков с фигурными губками (рис. 1).
0 
t 2 2   2
n(z)  z 2
,

Поскольку в данном случае уточная
нить будет зажата между двумя криволинейными поверхностями, то здесь следует
ожидать, что сила трения, удерживающая
нить в губках, может возрасти, а следовательно, потери нити прокладчиком
уменьшатся.
Был проведен эксперимент для уточных нитей из стекловолокна. В качестве
оценки влияния использования прокладчиков с фигурными губками был определен критерий tω влияния изменения какого-либо фактора на изменение доли признака [1]. Если окажется, что в случае
применения прокладчиков с фигурными
губками критерий tω > 2, то изменение в
технологии прокладывания утка существенно, и не носит случайного характера.
Критерий определим по следующим соотношениям:
Наименование
прокл-ка
№ опыта
1
2
3
Среднее
значение
1  2
,
0
(2)
где ω1 − потери утка прокладчиком со
стандартными губками на один метр ткани; ω2 − потери утка прокладчиком с фигурными губками на один метр ткани; 0 −
среднее квадратичное отклонение; n1 −
число наблюдений за потерями утка прокладчиком со стандартными губками; n2 −
число наблюдений за потерями утка прокладчиком с фигурными губками.
Прежде чем воспользоваться формулами (1) и (2), необходимо определить n1 и
n2. Для этого применим формулу Стьюдента [2]:
Рис.1
t 
1 (1  1 ) 2 (1  2 )
,

n1
n2
(3)
которую можно записать в несколько ином
виде:
n(z) 
t 2z 2
 1,
2
(4)
где tz − критерий, определяемый по [2,
табл. V]; σ − выборочная дисперсия; α −
доверительная ошибка.
На предварительной стадии эксперимента были проведены наблюдения на
трех ткацких станках, оборудованных серийными прокладчиками и прокладчиками
с фигурными губками. В качестве уточной
нити используем комплексную стеклонить
29 текса. При доверительной вероятности
0,95 nz = 3, критерий tz = 2,8.
Данные по проведению предварительного эксперимента приведены в табл. 1.
(1)
Прокладчики с серийными губками
Таблица 1
Прокладчик с фигурными губками
x1
x2
x3
у1
у2
у3
0,75
0,77
0,81
0,92
0,83
0,77
0,80
0,73
0,74
0,21
0,22
0,24
0,24
0,24
0,22
0,22
0,21
0,21
0,777
0,84
0,757
0,223
0,233
0,213
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
53
В табл. 1 xi – потери нити прокладчиком с серийными губками на 1 метр ткани,
а yi – потери нити прокладчиком с фигурными губками на 1 метр ткани.
Используя данные, приведенные в
табл. 1, находим средние значения потерь
нити прокладчиками.
Для серийных прокладчиков:
xc 
x1  x 2  x 3
,
nc
(5)
где nc − число опытов.
Подставив значения средних величин в
формулу (5) имеем:
xc 
0,77  0,84  0,757
 0,791 .
3
Подставив значения средних величин в
формулу (6) имеем:
yфc 
0,223  0, 233  0, 213
 0,223 .
3
Для вычисления доверительной ошибки отметим, что она не превышает 5%
среднего значения показателя потерь нити
прокладчиками. Тогда для серийных прокладчиков
получим
αx = 0,05 x c =
=0,05∙0,791= 0,03955, а для прокладчиков с
фигурными губками запишем αy = 0,05 yфc =
= 0,05∙0,223= 0,01115.
Для вычисления дисперсии используем
следующую формулу [1]:
n
 (x  x)
2
i
Для прокладчиков с фигурными губками:
y  y 2  y3
yфc  1
,
(6)
nф
где nф − число опытов.
2
(x)

n
.
(7)
Используя (7), находим дисперсию для
серийных прокладчиков:
прокладчиков с фигурными губками:
(y1  y)2  (y2  y)2  (y3  y)2 (0,223  0,223)2  (0,233  0,223)2  (0,213  0,223)2

 0,0000667 .
n(y)
3
Находим то количество станков, на которых необходимо провести эксперимент,
чтобы получить достоверные данные.
Для прокладчиков со стандартными
губками:
n c (z) 
2,82  0, 00125
 1  7, 266.
0, 039552
Для прокладчиков с фигурными губками:
n ф (z) 
54
1
(x1  x)2  (x2  x)2  (x3  x)2 (0,777  0,791)2  (0,84  0,791)2  (0,757  0,791)2

 0,00125 .
n(x)
3
Аналогично вычислим дисперсию для
2
(y)

2 
2,82  0, 0000667
 1  5, 205.
0, 011152
Округляем полученные выше значения
до большего, целого числа, и имеем:
nc(z)=8; nф(z)=6.
Для нахождения величин ω1 и ω2 проведем дополнительные опыты на станках с
существующими прокладчиками и оборудованными прокладчиками с фигурными
губками. Чтобы данные были достоверны,
для первого случая нужно сделать восемь
опытов, а для второго – шесть. Используя
данные табл. 1, а также проведя дополнительные опыты, имеем значения, приведенные в табл. 2 (данные для определения
показателей ω1 и ω2).
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Наименование
прокл-ка
№ опыта
1
2
3
4
5
6
7
8
Среднее значение
Прокладчики с серийными губками
Таблица 2
Прокладчик с фигурными губками
x1
x2
x3
у1
у2
у3
0,75
0,77
0,81
0,81
0,83
0,80
0,79
0,82
0,92
0,83
0,77
0,85
0,82
0,88
0,82
0,85
0,80
0,73
0,74
0,84
0,79
0,78
0,82
0,85
0,21
0,22
0,24
0,25
0,23
0,22
0,24
0,24
0,22
0,23
0,25
0,21
0,22
0,21
0,21
0,23
0,20
0,22
0,7975
0,8425
0,7937
0,2283
0,2317
0,2150
Находим ω1 как среднюю величину из
средних столбцов xi:
x '  x '2  x '3
1  1
,
(8)
n1
0, 7975  0, 8425  0, 7937
1 
 0,8112 .
3
Аналогично определяем значения ω2:
y '1  y '2  y '3
,
(9)
n2
0, 2283  0,2317  0, 2150
2 
 0, 2250 .
3
2 
Таким образом, число потерь нити прокладчиками с серийными губками составляет 0,8112 случая/метр, а число потерь
уточной нити прокладчиком с фигурными
губками 0,2250 случая/метр. Для первого
случая было проведено восемь опытов, а
для второго – шесть. Полученные значения
ω1 и ω2, а также количество проведенных
испытаний подставляем в формулу (2):
0 
0,8112(10,8112) 0,2250(10,2250)

0,21995.
8
6
Определяем критерий tω по формуле (1):
t 
0,8112  0, 2250
 2, 67.
0, 21955
Критерий tω > 2, следовательно, использование прокладчиков с фигурными
губками приводит к снижению числа потерь нити, и их использование на станке
целесообразно, а снижение потерь не имеет случайного характера.
ВЫВОДЫ
На конкретном примере была доказана
эффективность применения прокладчиков
с фигурными губками для выработки тканей на станках СТБ-2-180 при использовании в качестве утка нитей из стекловолокна.
ЛИТЕРАТУРА
1. Виноградов Ю.С. Математическая статистика
и ее применение к исследованию в текстильной
промышленности. – М.: Легкая индустрия, 1964. с.
233…239.
2. Севостьянов А.Г. Методы и средства исследования механико-технологических процессов текстильной промышленности. – М.: Легкая индустрия, 1980.
Рекомендована кафедрой механической технологии
текстильных
материалов.
Поступила
07.06.11.
_______________
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
55
УДК 677.024.1
ИССЛЕДОВАНИЕ БАЛЛИСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ТКАНЕВЫХ БРОНЕПАКЕТОВ
RESEARCH OF BALLISTIC PROPERTIES
OF FABRIC ARMOURED PACKAGES
А.И.СЛУГИН, C.Д.НИКОЛАЕВ, Б.М.ФОМИН, А.С.НИКОЛАЕВ
A.I. SLUGIN, S.D. NIKOLAEV, B.M. FOMIN, A.S. NIKOLAEV
(Московский государственный текстильный университет им. А.Н.Косыгина)
(Moscow State Textile University “A.N. Kosygin”)
E-mail: [email protected]
Изготовлены текстильные бронепакеты различной поверхностной
плотности из комплексной нити и текстильные бронепакеты с применением тканей из регенерированного арамидного волокна, а также композитные бронепакеты из комплексной нити и композитные бронепакеты с
применением тканей из регенерированного волокна. Баллистическую стойкость всех образцов оценивали по скорости V50.
Textile armoured packages of various surface density from a complex thread
and textile armoured packages with application of fabrics from the regenerated
aramide fiber, as well as composite armoured packages from a complex thread and
composite armoured packages using fabrics from a regenerated fiber have been
made. Ballistic firmness of all samples was estimated on V50 speed.
Ключевые слова: ткани, композиты, арамид, регенерированное волокно, комплексная нить, баллистическая стойкость.
Keywords: fabrics, composites, aramide, a regenerated fiber, a coplex
thread, ballistic firmness.
В табл. 1 представлены результаты баллистических испытаний текстильных бро-
непакетов, которые проводили путем обстрела защитного пакета шариком 1,03 г.
Таблица 1
№
п/п
Поверхностная плотность бронепакета, кг/м2
1
2
3
4
5
6
2
3
4
5
6
7
V50, м/с
пакет с тканью из
пакет из комплексрегенерированного
ных нитей Русар
арамидного волокна
530
350
580
400
630
450
680
500
715
540
750
580
Из табл. 1 видно, что замена части комплексной нити на пряжу из регенерированного арамидного волокна ведет к снижению защитных характеристик текстильного бронепакета, однако с увеличением
56
Снижение
V50, %
- 34
- 31
- 29
- 26
- 24
- 23
поверхностной плотности пакета это снижение уменьшается.
На рис. 1 представлена зависимость
скорости V50 от поверхностной плотности
текстильных бронепакетов.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
В табл. 2 представлены результаты
баллистических испытаний композитных
бронепанелей, изготовленных из комплексной нити и композитных бронепане-
лей, изготовленных с применением тканей
из регенерированного арамидного волокна.
Рис. 1
Таблица 2
№
п/п
Поверхностная плотность бронепанели, кг/м2
1
2
3
4
5
6
2
3
4
5
6
7
V50, м/с
панель с тканью из
панель из комплексрегенерированного
ной нити Русар
арамидного волокна
450
350
490
390
520
420
550
440
580
465
600
480
Из табл. 2 видно, что замена части материала, изготовленного из комплексной
нити, на материал, изготовленный из регенерированного арамидного волокна, приводит к снижению V50 и это снижение
практически остается постоянным, то есть
Снижение
V50, м/с
- 22
- 20
- 19
- 20
- 20
- 20
не зависящим от поверхностной плотности
бронепанели. Это наглядно видно на
рис. 2, на котором представлена зависимость скорости V50 от поверхностной
плотности бронепанелей.
Рис. 2
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
57
Сравнительный анализ соответствующих характеристик табл. 1 и 2 говорит о
том, что защемление отдельных нитей в
бронепанели приводит к снижению защитных характеристик материала.
В табл. 3 представлены результаты
снижения баллистической стойкости панели, изготовленной из комплексной нити,
№
п/п
Поверхностная плотность, кг/м2
1
2
3
4
5
6
2
3
4
5
6
7
Анализ полученных результатов исследований показал, что с увеличением поверхностной плотности:
– различие в защитных характеристиках текстильных пакетов из комплексной
нити и из регенерированного арамидного
волокна уменьшается;
– разница в защитных характеристиках
композитных панелей из комплексной нити и регенерированного арамидного волокна не меняется;
– разница в защитных характеристиках
текстильного пакета из комплексной нити
и композитной панели из комплексной нити слабо возрастает;
– разница в защитных характеристиках
текстильного пакета из регенерированного
арамидного волокна и композитной панели
из регенерированного арамидного волокна
возрастает.
Такое различие в изменении характеристик связано с различным поведением текстильных материалов по отношению к связующему – ткань, выработанная из пряжи,
образует более прочную связь с полимерным материалом по сравнению с тканью из
комплексной нити.
Как отмечалость ранее, защита экипажа
колесных бронированных автомобилей,
разрабатываемых сегодня ("Тигр", "Волк"),
является не менее сложной задачей, чем
защита экипажей тяжелой бронированной
техники. Разрабатываемая сегодня техника
58
по сравнению с баллистической стойкостью пакета из комплексной нити, а также
снижение баллистической стойкости панели, изготовленной из регенерированного
арамидного волокна, по сравнению с пакетом из регенерированного арамидного волокна в зависимости от поверхностной
плотности защитного элемента.
Таблица 3
Снижение V50, %
регенерированное арамидное
комплексная нить
волокно
15,0
0
15,5
2,5
17,5
6,7
19,1
12,0
18,9
13,9
20,0
17,2
должна
иметь
6А класс
защиты
(7,62×54 Б32).
Эти показатели могут быть достигнуты
путем увеличения брони автомобиля до
12...12,5 мм, что приводит к существенному увеличению веса автомобиля и снижению его тактико-технических характеристик. Более того, при непробитии брони
или при пробитии ее более мощным оружием (12,7 мм Б32 APJ) возникает мощный поток вторичных осколков (в том
числе сердечник), которые оказывают более сильное воздействие на экипаж по
сравнению с пробитием небронированного
корпуса автомобиля неразрушенной пулей.
Для устранения этого воздействия предложено использовать в качестве антирикошетного противоосколочного слоя текстильный пакет или композитную панель,
изготовленные из арамидной ткани из регенерированных арамидных волокон.
По оценкам специалистов использование предложенной защиты решает проблему защиты экипажа бронированного
автомобиля и позволяет снизить вес автомобиля на 200...300 кг по сравнению с монолитной броней.
Использование
регенерированного
арамидного волокна в качестве исходного
материала для изготовления текстильных
бронепакетов и композитных бронепанелей приводит к существенному снижению
стоимости бронирования. Текстильный
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
бронепакет и композитная бронепанель,
изготовленные из регенерированного арамидного волокна, имеют меньшую стоимость даже по сравнению с композитом из
полипропиленовых волокон, обладая при
этом несравнимо более высокими огне- и
термостойкостью.
Рекомендована кафедрой ткачества. Поступила
01.09.11.
_______________
УДК 677.024.+667.053
О РАСЧЕТЕ НАТЯЖЕНИЯ НИТИ
В ГРЕБЕНЧАТОМ НИТЕНАТЯЖИТЕЛЕ
ON THE ACCOUNT OF THREAD TENSION
IN A FINGER TENSION DEVICE
В.Л. МАХОВЕР, Э.А. ОНИКОВ
V.L. MAHOVER, E.A. ONIKOV
(Ивановская государственная текстильная академия,
Российский заочный институт текстильной и легкой промышленности)
(Ivanovo State Textile Academy,
Russian Correspondence Institute of Textile and Light Industry)
E-mail: [email protected]; [email protected].
В статье получены упрощенная и обобщенная формулы, устанавливающие зависимость суммарного усилия, приложенного к подвижным
пальцам гребенчатого нитенатяжителя, от натяжения нити на его входе и выходе. При этом соответствующие безразмерные величины представляют собой отношения размерных величин к входному натяжению
нити.
Simplified and generalized formulas determining dependence of a total effort,
enclosed to the mobile fingers of a finger tension device, on a yarn tension in its
input and output are received in the article. Thus appropriate dimensionless rates
represent relations of dimensional rates to the input thread tension.
Ключевые слова: гребенчатый нитенатяжитель, натяжение нити, расчет параметров, критерии подобия.
Keywords: a finger tension device, thread tension, parameters calculation,
similarity criteria.
Ранее в [1] получена формула (3), которую с учетом замены:
2  
можно записать в виде:
(1)
1
 n
W  Tн sin    1  e 2i ,
(2)
e
 i1
где согласно рис. 1 [1]: W – усилие, приложенное к подвижным пальцам гребенчатого нитенатяжителя (подвижные пальцы жестко связаны друг с другом); Tн –
начальное натяжение нити на входе нитенатяжителя; 2 – угол охвата нитью
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
59
пальцев, рад (одинаковый для всех пальцев: подвижных и неподвижных);  – коэффициент трения нити о пальцы; n – общее количество подвижных пальцев.
Проведем преобразования этой формулы, приводящие ее к более простому и
удобному виду.
Во-первых, замечаем, что входящая в
(2) сумма:
n
е
2i 
 е 2  е 4  е 6  ...  е 2n
i 1
представляет собой возрастающую геометрическую прогрессию со знаменателем:
q  e 2 .
(3)
Поэтому:
n
n
e2i  qi  q  q2  ... qn 
i1
i1
q(q n 1)
. (4)
q 1
Из (3) e  q , и формулу (2) можно
записать так:
Поэтому формула (2) принимает вид:
W  Тн
Или
qn 1
W  Tн ( q  q)
sin  . (5)
q 1
Здесь
(6)
По исходным данным n  3 ;   0,2 ;
Т н  5 сН; Т кn  Т к3  13 сН и   0,4 рад,
приведенным в [1], усилие W по формуле
(2) получено равным 21,2 сН. По упрощенной формуле (6) имеем:
W 5
1,377 3  1
sin 0,4  21,2 сН,
1
1
1,377
где согласно (3) и (1) q  e 22  
220,20,4
=e
 e0,32  1,377 .
Как видим, результаты расчета по формуле (2) и упрощенной формуле (6) совпадают.
С целью обобщения выражения (6)
введем в рассмотрение безразмерные величины:
П
 1
 q (q n  1)

W  Tн
 1
sin  .
 q  q 1


q n 1
sin  .
1
1
q
W
Тк
, П1  n ,
Тн
Тн
(7)
где Т кn – натяжение нити на выходе гребенчатого нитенатяжителя (после конечного n -го подвижного пальца [1 (рис. 1)].
Тогда из (3), (1) и формулы [1 (2)] будем иметь:
q q
1 q
q
1
 q


.
q 1
( q 1) ( q 1)
q 1 1 1
q
1
1
Tк 1
ln q  2  2  2  4
ln n  ln П1  ln П1n .
4n Tн n
Отсюда:
1
n
1
qП .
60
(9)
(8)
После подстановки этого выражения в
формулу (6) последняя, с учетом обозначений (7), будет:
П1  1
П
sin  .
(10)
1
1  2n
П1
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
подобия процессов создания натяжения
нити гребенчатым нитенатяжителем.
Согласно [2] угол  находится в пределах: 0,1    1,5 рад. Из выражения (11)
это ограничение сводится к выполнению
неравенств:
Согласно [1 (2)] и второй безразмерной
величине (7) угол:

1
T к ln П1
.
ln n 
4n Tn
4n
(11)
е0, 4 n  П1  е 6n .
Таким образом, в итоге получаем две
формулы (10) и (11). При любых фиксированных значениях n и  уравнение (10)
включает в себя всевозможные частные
случаи выражения (2) и в этом смысле является его обобщением. Безразмерные
комплексы П и П1 являются критериями
(12)
В табл. 1 в качестве примера представлены результаты расчетов по формулам
(10) и (11) с учетом (12).
Таблица 1
n3
n5
П1
  0,2
 , рад
П
  0,4
 , рад
П
  0,2
 , рад
П
  0,4
 , рад
П
2
4
6
8
10
15
20
30
0,288
0,578
0,746
0,866
0,960
1,128
1,248
1,417
0,144
0,289
0,373
0,433
0,480
0,564
0,624
0,708
0,173
0,346
0,448
0,520
0,576
0,677
0,749
0,850
−
0,173
0,224
0,260
0,288
0,338
0,374
0,425
2,61
7,94
13,15
18,21
23,12
34,83
45,85
66,23
Можно заметить, что формула (10) является более компактной по сравнению с
формулой (2), так как не содержит суммы
слагаемых экспонент.
1,32
4,14
7,06
10,03
13,03
20,61
28,25
43,61
2,57
7,87
13,20
18,52
23,82
36,97
49,97
75,58
−
3,99
6,77
9,58
12,42
19,60
26,84
41,48
натяжения нити в гребенчатом нитенатяжителе в зависимости от определяющих
параметров.
ЛИТЕРАТУРА
ВЫВОДЫ
1. Найдено упрощение (6) ранее полученной формулы [1 (2)] для расчета усилия, приложенного к подвижным пальцам
гребенчатого нитенатяжителя.
2. Получены обобщенные формулы (10)
и (11), выражающие взаимосвязь между
безразмерными критериями подобия процессов в гребенчатом нитенатяжителе.
3. Уравнения (10) и (11) позволяют существенно упростить анализ изменения
1. Оников Э.А. Расчет натяжения нити в гребенчатом нитенатяжителе // Изв. вузов. Технология
текстильной промышленности. – 2009, №6.
С.53…55.
2. Оников Э.А., Шаронова И.М. Зависимость
выходного натяжения в гребенчатом нитенатяжителе от усилия, приложенного к подвижным пальцам// Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. – 2011, № 1.С. 53…56.
Рекомендована кафедрой технологии текстильных изделий ИГТА. Поступила 19.09.11.
_______________
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
61
УДК 677.21.023.75(043.3)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУТОРАСЛОЙНЫХ ФИЛЬТРОВАЛЬНЫХ ТКАНЕЙ
DEFINITION OF OPTIMUM TECHNOLOGICAL PARAMETERS
OF MANUFACTURING OF ONE-AND-A-HALF LAYER FILTER FABRICS
Н.Н. ВЛАСОВА, С.С. ЮХИН
N.N. VLASOVA, S.S. JUHIN
(Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина)
(Moscow State Textile University “A.N. Kosygin”)
E-mail: [email protected]
Целью проведения исследования является получение полутораслойной
фильтровальной ткани заданных параметров и мсвойств. В результате
математической обработки экспериментальных данных получены уравнения регресии. В результате решения оптимизационной задачи установлены оптимальные технологические параметры для выработки полутораслойной фильтровальной ткани.
The purpose of the given research is production of one-and-a-half layer filter
fabric of the set parameters and properties. As a result of mathematical treatment
of experimental data the regression equations are received. As a result of solving
an optimizing problem optimum technological parameters for production of oneand-a-half layer filter fabric are established.
Ключевые слова: технологические параметры, воздухопроницаемость,
уработка, фильтровальные ткани.
Keywords: technological parameters, air permeability, run-in, filter fabric.
Одним из основных направлений совершенствования технологического процесса ткачества является оптимизация
процесса выработки ткани с целью рационального использования сырья при получении заданных свойств. В связи с этим
возникает необходимость в исследовании
влияния параметров заправки ткацкого
станка на свойства, строение и условия изготовления ткани.
Целью проведения исследования является получение полутораслойной фильтровальной ткани заданных параметров и
свойств. Поэтому в качестве критериев оптимизации процесса ткачества были приняты показатели свойств ткани, нормируемые в ТУ, и показатели, характеризующие расход сырья.
62
В качестве входных факторов были выбраны параметры заправки станка, оказывающие наибольшее влияние на свойства
и условия изготовления ткани на станке.
В качестве независимых переменных
были выбраны следующие факторы, определяющие заправку ткацкого станка: Х1 –
плотность ткани по утку, нит/дм; Х2 – линейная плотность утка, текс; Х3 – число
уточных перекрытий, нит.
В результате математической обработки экспериментальных данных получены
уравнения регрессии, устанавливающие
взаимосвязь между воздухопроницаемостью, уработкой нитей основы и утка и
параметрами заправки ткацкого станка:
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2010
В =1775,10-184,50Х1-172,50Х2-40,00Х3-55,30Х1Х2+24,00Х1 Х3-20,90Х2 Х3-21,40Х12-106,40Х22-51,40Х32, (1)
ао =8,25+1,02Х1+2,32Х2+0,05Х3+0,68Х1Х2+0,62Х1Х3+0,12Х2Х3-- 0,12Х12+1,62Х22-1,00Х32, (2)
ау =2,76+0,30 Х1 -0,22Х2+0,25Х3+0,03Х1Х2-0,93Х1Х3--0,03Х2Х3+0,86Х12+0,48Х22+0,36Х32. (3)
Анализ уравнения регрессии (1) и графика, представленного на рис. 1 (зависимость воздухопроницаемости от плотности
ткани по утку, линейной плотности нитей
утка и числа уточных перекрытий), позволил сделать вывод о значительном изменении воздухопроницаемости при изменении
заправочных параметров ткацкого станка.
Рис. 1
С увеличением плотности ткани по утку воздухопроницаемость постепенно
уменьшается. Это связано с сокращением
расстояний между уточными нитями. При
изменении линейной плотности нитей утка
воздухопроницаемость также уменьшается. А при изменении длины уточного перекрытия воздухопроницаемость уменьшается незначительно.
Рис. 2
Анализ полученных уравнений регрес-
62
сии (2), (3) и графиков, представленных на
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2010
рис. 2 (зависимость уработки по основе от
плотности ткани по утку, линейной плотности нитей утка и числа уточных перекрытий) и рис. 3 (зависимость уработки по
утку от плотности ткани по утку, линейной
плотности нитей утка и числа уточных перекрытий), позволил установить основные
закономерности изменения выходных параметров от исследуемых факторов.
Рис. 3
Так, увеличение плотности ткани по
утку приводит к увеличению уработки нитей основы, в то же время уработка по утку уменьшается.
С увеличением линейной плотности
нитей утка уменьшается уработка по утку
и увеличивается уработка по основе.
Увеличение уработки по основе связано с
изменением толщины нити утка, а следовательно, с увеличением высоты волны
изгиба.
Установлено, что длина перекрытия не
оказывает существенного влияния на уработку.
Для определения оптимальных параметров изготовления полутораслойных
фильтровальных тканей решалась компромиссная задача с учетом 3-х критериев оптимизации:
7,7
ао
ау
1742
9,4,
2,8,
В
1940.
В работе использовался метод графического наложения двухмерных сечений по-
верхности отклика воздухопроницаемости,
уработки по основе и по утку, который показан на рис. 4.
Рис. 4
В результате решения оптимизационной задачи установлены оптимальные технологические параметры для выработки
полутораслойной фильтровальной ткани:
Ру = 135 н/дм; Ту = 60 текс; nут =7 нит,
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2010 64
где nут – число уточных перекрытий, нит.
параметрами и свойствами:
ау=3,1%; В = 1850 ±2 дм3/м2·с.
ао=8,7%;
ЛИТЕРАТУРА
ВЫВОДЫ
1. В результате исследования были получены функциональные зависимости
между параметрами строения, свойствами
ткани и технологическими параметрами
заправки ткацкого станка.
2. Определены оптимальные технологические параметры: плотность ткани по
утку Ру = 135 н/дм; линейная плотность
утка Ту = 60 текс; число уточных перекрытий nут =7 нит, обеспечивающие получение фильтровальной ткани с заданными
1. Севостьянов А.Г. Методы и средства исследования механико-технологических процессов
текстильной промышленности: Учебник для вузов
текстил. промышл. – М.: Легкая индустрия, 1980.
2. Бесхлебная С.Е. Разработка расчета сквозных пор в тканях главных и производных переплетений: Дис….канд. техн. наук. – М., 2004.
3. Мартынова А.А., Старостина Г.Л., Власова Н.А. Строение и проектирование тканей: Учебник для вузов. – М.: МГТУ им. А.Н.Косыгина,
(Международная программа образования), 1999.
Рекомендована кафедрой ткачества. Поступила
14.02.11.
_______________
65 № 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2010
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
УДК 677.494.674.027.2:546.3
ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
СИНТЕТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН,
МОДИФИЦИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСНЫМИ
СОЕДИНЕНИЯМИ МЕТАЛЛОВ
THERMOMECHANICAL PROPERTIES
OF SYNTHETIC FIBERS
MODIFIED BY COMPLEX METAL COMPOUNDS
Н.Н. ПАВЛОВ, С.В. ДЕГТЯРЕВ, В.А. АНИКИН, Н.Е. БОЧКАРЕВ, П.А. САФОНОВ
N.N. PAVLOV, S.V. DEGTJAREV, V.A. ANIKIN, N.E. BOCHKAREV, P.A. SAFONOV
(Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина)
(Moscow State Textile University “A.N. Kosygin”)
E-mail: [email protected]
Перспективным направлением в современной текстильной химии и
технологии является модифицирование свойств широко применяемых
синтетических волокон и материалов на их основе. Помимо эффектов, получаемых при модификации, необходимо также сохранять комплекс
свойств, характеризующих эти волокна. В работе проведено исследование
влияния модифицирующей обработки солями металлов на термомеханические свойства полиэфирного волокна, которое уверенно занимает лидирующие позиции по объему производства.
Perspective direction in modern textile chemistry and technology is modifying
of properties of widely applied synthetic fibers and materials on their basis. Besides
the effects received at updating it is necessary to keep a complex of properties
characterizing these fibers as well. Research of influence of modifying processing
by salts of metals on thermonechanical properties of a polyester fiber which confidently takes leading positions on production volume has been carried out.
Ключевые слова: модифицирование солями металлов, температура
стеклования, полиэфирные волокна, пластификация.
Keywords: modifying metals by salts, glass transition temperature, polyester
fibers, plasticization.
Одним из способов модифицирования
свойств полимерных материалов является
66
введение в него различных неорганических веществ. Как известно, в большинст-
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
ве случаев результат модифицирования
свойств волокна зависит от количества
введенного в полимер модификатора. В
случае использования в этом качестве различных катионов металлов (Ca2+, Al3+,
Cr3+), введенных в волокнистые материалы
на основе поликапроамида и полиэтилентерефталата, полиакрилонитрила, как нами
было показано ранее [1], получаемые эффекты: повышение гидрофильности, сродства к красителям и др. увеличиваются
пропорционально количеству катионов
металла в них, причем наибольшее изменение свойств происходит при использовании катионов хрома (III). Особенностью
большинства синтетических волокон и нитей является высокая степень упорядоченности макромолекул, высокая степень кристалличности полимера, а также ряд других факторов, осложняющих диффузионные и сорбционные процессы в нем. На
примере полиэфирных волокон, которые с
этой точки зрения являются наиболее
сложными объектами для протекания
диффузионных процессов, можно продемонстрировать влияние модифицирующих обработок на термомеханические
свойства волокна в связи с тем, что одним
из важных показателей для полимера является его температура стеклования (Тс), а
процессы колорирования термопластичных полимеров протекают в областях, как
правило, превышающих значение Тс, поэтому изменение ее величины при модифицировании полимера должно значительно влиять на процессы его отделки и
переработки.
В работе изучали зависимость деформации волокна от температуры при постоянной нагрузке. Для определения температуры стеклования ПЭТФ строили термомеханическую кривую в области температур от 50 до 140°С. Эксперимент проводили на приборе собственной конструкции,
позволяющей определять развитие деформации образца нити с ростом температуры
при постоянном напряжении. Начальная
длина образца 15 см, среда прогрева – силиконовое масло. Образцы нити были обработаны различными составами с концентрацией 0,1 моль/л. Полученные термомеханические кривые приведены на рис. 1
– термомеханические кривые ПЭТФ, обработанного растворами пластификаторов:
кривая 1 – образец обработан раствором
салициловой кислоты, 2 – образец обработан раствором бензойной кислоты, 3 – образец не обработан; рис. 2 – термомеханические кривые ПЭТФ, обработанного растворами, содержащими комплексы хрома
(III): кривая 1 – образец обработан бензоатным комплексом состава 1:1, 2 – образец
обработан салицилатным комплексом состава 1:1, 3 – образец не обработан.
Рис. 1
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Рис. 2
67
Для определения величины температуры стеклования по термомеханической
кривой использовали метод наложения касательных к двум основным ветвям этой
кривой [2]. Абсцисса точки пересечения
прямых дает искомую величину. Этот меСостав ванны
Дистиллированная вода
Раствор салициловой кислоты
Раствор бензойной кислоты
Бензоатный комплекс Cr3+ (1:1)
Салицилатный комплекс Cr3+ (1:1)
Максимальное снижение температуры
стеклования ПЭТФ наблюдается при использовании растворов, содержащих комплексы хрома (III) с органическими лигандами. При этом обработка бензоатными
комплексами по сравнению с салицилатными является более эффективной. Сами
же органические кислоты, в указанном
концентрационном интервале, влияют на
понижение температуры стеклования примерно одинаково.
Для объяснения полученного можно
воспользоваться теорией пластификации
полимеров [2], [3]. Понижение температуры стеклования для полимеров, имеющих
достаточно развитую сетку межмолекулярных связей, к которым можно отнести
ПЭТФ, обусловлено, в первую очередь,
уменьшением суммарной энергии этих
сил. По-видимому, указанные пластификаторы, действуя на ПЭТФ самостоятельно
за счет своих полярных и ионогенных
групп, нарушают часть межмолекулярных
связей. Появление в системе катиона Cr3+,
являющегося сильным акцептором, увели-
тод, как известно, меньше зависит от формы кривой, и для сравнительной оценки
полимеров такой способ вполне оправдан.
В табл. 1 приведены значения температур стеклования, определенных по термомеханическим кривым.
Таблица 1
Температура стеклования, °С
74…76
65…67
65…67
57…60
62…63
чивает возможность более сильного разрушения сетки межмолекулярных связей.
Меньшая эффективность действия салицилатных комплексов, по сравнению с бензоатными, может быть объяснена меньшим
количеством хрома, сорбируемого ПЭТФ,
что было показано нами ранее [1].
Явление
пластификации
ПЭТФволокон при их обработке комплексами
хрома (III) должно привести к снижению
их прочностных свойств.
В работе оценивали относительную
разрывную нагрузку обработанной нити и ее
удлинение при разрыве на машине FP 10/1.
В табл. 2 приведены значения названных показателей в зависимости от состава
модифицирующей ванны (относительная
разрывная нагрузка и удлинение ПЭТФнити, обработанной комплексами Cr3+).
Для нити, обработанной дистиллированной водой, в таких же условиях, что и
комплексами, относительная разрывная
нагрузка и удлинение составили соответственно – 40,5 сН/Текс и 17,0 %.
Таблица 2
Концентрация
комплекса, моль/л
0,01
0,1
Тип комплекса
Бензоатный 1:1
Салицилатный 1:1
Бензоатный 1:1
Салицилатный 1:1
Как видим, прочность и удлинение нити при обработке комплексами, содержащими органические лиганды, значительно
68
Относительная разрывная нагрузка, сН/текс
40,4
40,4
39,5
39,7
Удлинение, %
18,5
18,2
20,7
19,5
не изменяется. Таким образом, модифицирующая обработка комплексами хрома
(III) при указанных условиях в основном
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
не приводит к значительным изменениям
деформационно-прочностных свойств волокон из ПЭТФ.
ВЫВОДЫ
1. Установлено, что при обработке
ПЭТФ комплексами хрома (III) происходит снижение Тс полимера.
2. Модифицирующая обработка в указанном концентрационном интервале не
приводит к значительным изменениям деформационно-прочностных свойств волокон из ПЭТФ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Павлов Н.Н., Баранцев В.М., Дегтярев С.В.
и др. Комплексные катионы металлов как модификаторы свойств полиэфирных волокон // Химические волокна. – 2001, №6. С. 29...32.
2. Аскадский А.А. Лекции по физикохимии
полимеров. – М.: Физический факультет МГУ,
2001.
3. Тагер А.А. Физикохимия полимеров. – М.:
Химия, 1978.
Рекомендована кафедрой общей и неорганической химии. Поступила 26.02.11.
_______________
УДК 677.027.625.17
АНТИЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ВОЛОКОН
ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ
В ОРГАНИЧЕСКИХ СРЕДАХ
ANTIELECTROSTATIC PROCESSING OF FIBERS
BY SURFACE-ACTIVE SUBSTANCES
IN ORGANIC ENVIRONMENTS
Е.А. ВОЛКОВА, Т.Е. БАЛАНОВА, В.В. САФОНОВ
E.A. VOLKOVA, T.E. BALANOVA, V.V. SAFONOV
(Московский государственной текстильный университет им. А.Н. Косыгина,
ООО «Центральный научно-исследовательский институт бытового обслуживания населения»)
(Moscow State Textile University ‘A.N. Kosygin’,
“Central Research Institute of Consumer Services” Public Corporation)
E-mail: [email protected]
С увеличением производства и переработки высокополимерных волокнистых материалов, известных под названием синтетических и отличающихся большей способностью к электризации, чем натуральные волокна, проблема статического электричества приобретает большое значение.
With the growth of world production of high-polymeric fibrous materials known
as synthetic ones and characterized by higher ability to electrization in comparison
with natural fibers the problem of static electricity became more actual.
Ключевые слова: текстильные волокна, поверхностно-активные вещества, электрическая проводимость, электрическое сопротивление, антиэлектростатический эффект.
Keywords: textile fires, surface-active substances, electric conductivity, electric resistance, antielectrostatic effect.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
69
За последние годы на фабрики химической чистки поступает большое количество изделий из искусственных и синтетических волокон. В процессе носки такие изделия электризуются, на их поверхности
скапливается заряд статического электричества, который отрицательно влияет на
здоровье человека. Поэтому для снятия
зарядов статического электричества необходимо использовать специальные препараты.
Для создания антистатических препаратов широко используются поверхностно-активные вещества. Высокая эффективность действия ПАВ обусловливается
тем, что благодаря своему асимметрическому строению они ориентированно адсорбируются на границе раздела фаз гидрофобной частью внутри и гидрофильной
частью снаружи и образуют гидрофильный поверхностный слой, на который сорбируется атмосферная влага, что и обеспечивает устойчивый антистатический эффект.
Синтетические волокна, гидрофобные
по своей природе, поглощают незначительные количества влаги, ухудшая гигиенические свойства тканей из этого волокна, и способствуют возникновению электростатического заряда на поверхности
изделий [1], [2].
Характерной особенностью электрического сопротивления волокнистых материалов является его зависимость от влажности окружающей среды. Данные показывают, что при изменении относительной
влажности воздуха от 10 до 90% электрическое сопротивление волокнистых материалов может изменяться в миллионы раз.
Наряду с влажностью на электрическое
сопротивление волокнистых материалов
влияет, хотя и в меньшей степени, температура. Обычно с повышением температуры сопротивление волокнистых материалов уменьшается – повышение температуры на 10°С уменьшает сопротивление волокнистых материалов на 20%.
Из зависимости электрического сопротивления от температуры можно сделать
выводы о механизме перехода заряда и
структурных особенностях волокнистых
70
материалов и о присущей преимущественно им электролитической проводимости,
при которой носителями заряда являются
ионы.
В качестве антистатических препаратов
в текстильной промышленности и в химической чистке широко используются поверхностно-активные вещества. Все синтетические поверхностно-активные вещества
в зависимости от свойств, проявляемых
ими при растворении в воде, принято делить на ионогенные (анионоактивные, катионоактивные, амфотерные) и неионогенные.
Ниже рассматривается влияние поверхностно-активных веществ на электроповерхностные свойства – устойчивость
волокон к образованию статического электричества.
Очевидно, что механизм модифицирующего действия ПАВ при адсорбции из
водной и неполярной сред существенно
различен. В этой связи данные по антиэлектростатическому действию, полученные при изучении адсорбции ПАВ из водных растворов, могут отличаться от результатов, полученных при исследовании
адсорбции ПАВ из неполярных сред.
В табл. 1 (влияние различных ПАВ на
поверхностное сопротивление (Ом) материалов из различных волокон, обработанных погружением в раствор в перхлорэтилене) приводятся данные по антиэлектростатическому действию ряда ПАВ после
их адсорбции из растворов в перхлорэтилене. Определение свойств проводили после выдерживания деаппретированных
тканей в воздушной среде в течение 24 ч
при 65%-ной влажности. Исследовались
различные способы нанесения антиэлектростатика: адсорбция из растворов при
различном времени выдержки, распыление
различной кратности. После обработки образцы высушивали на воздухе при комнатной температуре или подвергали термообработке. Эффективность действия ПАВ
оценивали по измерению удельного поверхностного электрического сопротивления ρs [3].
Приведенные в табл. 1 данные свидетельствуют о том, что поверхностно-
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
активные вещества по убыванию активности располагаются в ряд: катионоактив-
ПАВ
В отсутствии ПАВ
Катапин Б-300
Катамин АБ
N-Цетилпиридиний хлорид
Синтамид-5
Ситамид-10
Синтамин ДТ-18
Эпамин 06
Синтанол ДС-10
Алкилсульфонат (волгонат)
Сульфонол НП-3
ные, неионогенные, анионоактивные.
Таблица 1
Поверхностное сопротивление (Ом) тканей из различных волокон
и их смеси:
шерсть с
шерсть с
капроновое
шерстяное
ацетатное
лавсаном
нитроном
7,4∙1014
1,85∙1014
2,1∙1014
4,3∙1014
1,5∙1014
1,1∙108
2,4∙108
4,9∙108
1,3∙109
3,3∙107
1,6∙108
2,1∙109
4,7∙108
2,3∙109
1,6∙109
1,2∙108
2,5∙1010
3,4∙109
2,8∙1010
5,0∙108
2,1∙109
3,5∙108
4,3∙108
2,31∙10
5,0∙107
3,7∙109
1,7∙109
1,8∙109
1,5∙1010
4,2∙108
5,5∙109
2,2∙1011
1,3∙108
1,1∙1010
5,1∙108
2,7∙1010
1,3∙109
2,7∙109
6,3∙109
8,3∙1010
3,9∙1011
6,7∙1010
8,4∙109
2,3∙109
2,3∙1014
1,4∙1012
6,6∙1012
9,6∙1011
9,9∙109
5,8∙1012
2,8∙1013
1,0∙1011
5,5∙1012
1,3∙1010
*П р и м е ч а н и е. Условия обработки: продолжительность 10 мин, температура 20°С, концентрация ПАВ в
растворе 5 г/л.
Показано, что катионоактивные ПАВ
являются отличными антиэлектростатиками, неионогенные – хорошими, анионоактивные – удовлетворительными при обработке в перхлорэтилене. Лишь ацетатные
волокна после обработки анионоактивными ПАВ приобретают умеренные антиэлектростатические свойства.
Долговременность действия ПАВ – антиэлектростатиков может повышаться в
результате диффузии их молекул в глубь
волокна. Это достигается увеличением
температуры обработки волокон на стадии
заключительной отделки при сушке. Исследование влияния способа обработки
материалов из различных волокон на их
электрофизические свойства показало, что
окуночный способ более эффективен, чем
нанесение антиэлектростатика методом
распыления раствора. Повышение температуры сушки способствует повышению
антиэлектростатического действия ПАВ.
При химической чистке изделий из
текстильных материалов наружные антиэлектростатики, как правило, вымываются,
в результате после нескольких обработок
(стирок или чисток) и даже после первой
антиэлектростатические свойства резко
ухудшаются. В качестве примера на рис. 1
(влияние количества обработок на поверхностное сопротивление ткани капрон) по-
казано изменение удельного поверхностного электрического сопротивления ткани
капрон при обработке изделий. Из представленных данных видно, что оно линейно возрастает с увеличением числа обработок. После третьей обработки антиэлектростатические свойства указанной ткани
становятся неудовлетворительными.
Рис. 1
Повышение концентрации растворов
обычно вызывает снижение удельного поверхностного сопротивления, однако зависимость эта бывает и экстремальной, что
связано с формированием и структурой
адсорбционных слоев ПАВ на поверхности
волокон.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
71
Возможны два механизма антиэлектростатического действия поверхностноактивных веществ: блокирование (или
изоляция) электронодонорных групп и
создание электропроводящего адсорбционного слоя. При использовании ПАВ
возможно одновременное проявление обоих механизмов.
Более эффективным будет блокирование
(изоляция)
электронодонорных
групп.
Именно поэтому катионоактивные ПАВ,
блокирующие электроотрицательные группы, оказываются более эффективными антистатиками. Вероятно, оптимальным должно
быть такое количество адсорбированного
катионоактивного ПАВ, которое соответствует образованию бимолекулярного слоя:
первый слой молекул ПАВ экранирует электронодонорные группы, второй – создает
проводящий слой способных к диссоциации
групп.
ВЫВОДЫ
1. Количественно изучено влияние различных поверхностно-активных веществ
на электрическое сопротивление тканей из
различных волокон в органическом растворителе – перхлорэтилене.
2. Обоснован физико-химический механизм влияния различных поверхностноактивных веществ как антистатиков на волокнах в среде органического растворителя.
ЛИТЕРАТУРА
1. Статическое электричество в химической
промышленности / Под ред. Сажина Б.И. – Л.: Химия, 1977. С.240.
2. Статическое электричество при переработке
химических волокон/ Пер. с нем. Под общей ред.
И.П. Генца. – М.:Легкая индустрия, 1966. С.345.
3. Статическое электричество при переработке
химических волокон/ Пер. с нем. Под общей ред.
И.П. Генца. – М.:Легкая индустрия, 1966. С.186.
Рекомендована кафедрой химической технологии волокнистых материалов МГТУ им. А.Н. Косыгина. Поступила 01.09.11.
_______________
72
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
УДК 677.026.42:691.16
ВЛИЯНИЕ ОЛИГОЭТОКСИФУРФУРИЛОКСИСИЛОКСАНОВ
НА СВОЙСТВА ХИМИЧЕСКИХ ВОЛОКОН И НЕТКАНЫХ МАТЕРИАЛОВ
OLIGOETHOXYFURFURYLOXYSILOXANES INFLUENCE
ON THE PROPERTIES OF CHEMICAL FIBERS AND NONWOVEN MATERIALS
В.М. ГОРЧАКОВА, А.Б. КУЧКОВСКАЯ, Б.А. ИЗМАЙЛОВ
V.M. GORCHAKOVA, A.B. KUCHKOVSKAJA, B.A. IZMAJLOV
(Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина,
Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской Академии наук)
(Moscow State Textile University "A.N. Kosygin",
A.N. Nesmejanov Institute of Organoelement Compounds of Russian Academy of Sciences)
E-mail: [email protected]
Разработан метод синтеза новых, из отечественного сырья, кремнийорганических модификаторов для химических волокон и нетканых материалов на основе тетрадекаэтоксигексасилоксана и фурфурилового спирта.
The method of synthesis of new organosilicon modifier from domestic raw materials for chemical and nonwoven materials on the basis of
tetradecaethoxyhecsasiloxane and furfuryl alcohol has been developed.
Ключевые слова: нетканый материал, химические волокна, кремнийорганические модификаторы, фурфуриловый спирт, модуль.
Keywords: a nonwoven material, chemical fibers, organosilicon modifiers,
furfuryl alcohol, a module.
Традиционно модификация химических волокон в целях улучшения эксплуатационных свойств нетканых материалов
(НМ) заключается во введении в граничные и переходные слои волокон соединений с функционально активными группами [1…4]. Широкое распространение получили кремнийорганические модификаторы, однако многие из известных модификаторов в настоящее время не выпуска-
ются отечественной промышленностью,
либо дороги, либо малоэффективны.
Целью данной работы является получение новых, ранее не известных модификаторов, позволяющих повысить эксплуатационные свойства НМ.
Нами разработан метод синтеза препаратов на основе тетрадекаэтоксигексасилоксана и фурфурилового спирта.
Реакция синтеза олигоэтоксифурфурилоксисилоксанов протекала по схеме 1.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
73
Схема 1.
где n=1 (I), 2 (II), 3 (III), 5 (IV).
Были получены следующие соединения:
соединение I – монофурфурилокситридекаэтоксигексасилоксан,
соединение II – дифурфурилоксидодекаэтоксигексасилоксан,
соединение III – трифурфурилоксинонаэтоксигексасилоксан,
соединение IV – пентафурфурилоксиэтоксигексасилоксан.
Были изучены физико-химические
свойства синтезированных продуктов
(табл. 1). Для подтверждения наличия
функциональных этоксильных и фурфурилоксильных групп с образцов соединений
(I-IV) были сняты ИК-спектры (в табл. 2
представлены данные ИК-спектров для соединения (I)).
Таблица 1
20
D
d
20
4
M n , г/моль
1,0780
1,1169
1,1327
1,1352
930
982
1034
1138
№ соединения
Брутто-формула
n
I
II
III
IV
C31H70Si6 O20
C34H70Si6 O21
C37H70Si6 O22
C43H70Si6 O24
1,408
1,425
1,431
1,438
Таблица 2
Данные ИК-спектров, ν, см
для соединения 1
≡Si-O-Si≡
≡Cфур–Cфур≡
≡Si–O–C≡
≡С–О–С≡
1020-1190
3000
1400-1450
2900-2950
Химические свойства новых соединений должны определяться в первую очередь наличием в их молекулах гидролитически неустойчивых C2H5OSi≡ групп, а
также наличием фуранового кольца.
Синтезированные нами соединения (IIV) заданного состава, строения и молекулярной массы были использованы для модификации поверхности промышленных
химических волокон и нетканых материалов на их основе.
На полипропиленовые и полиэфирные
волокна модификатор наносили в виде
спиртового раствора в количестве 1%
масс. После сушки на воздухе волокно
подвергали термообработке при температуре 140ºС в течение 10 минут. В результате такой обработки соединения (I-IV)
74
-1
ковалентно закрепляются на поверхности
волокон по реакции конденсации этоксильных групп соединений (I-IV) с функциональными группами полимера волокна
(схема 2).
Схема 2.
В табл. 3 представлены данные по
влиянию модификатора 1 на деформационно-прочностные свойства химических
волокон.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Волокно
Полипропиленовое
Полиэфирное
Исходное волокно
Е, Н/мм2
90,575
136,697
Рр, Н
0,014
0,16
ε,%
3,3
5
Модифицированное
до термообработки
Е, Н/мм2 Рр, Н ε,%
124,988
0,03
5,18
179,359
0,02
4,8
Установлено, что модуль волокна, разрывная нагрузка повышаются, удлинение у
модифицированных волокон по сравнению
с исходными изменяется незначительно.
Наибольший эффект наблюдается для полипропиленового волокна: модуль волокна
увеличился в 1,89 раз, разрывная нагрузка
– в 2,64 раза, а удлинение в – 1,46 раз.
Изучены и представлены в табл. 4 данные по влиянию модификаторов (I-IV) на
физико-механические свойства для двух
видов полотен: одно из них после иглопрокалывания подвергалось термоусадке
на агрегате АТУ-1800, другое – каландрированию на каландре фирмы Рамиш (Германия).
Модификатор наносили на НМ в количестве 1% массы в тех же условиях, что и
Таблица 3
Модифицированное после
термообработки
Е, Н/мм2
Рр, Н
ε,%
171,096
0,037
4,7
187,741
0,02
4,6
на волокно. Результаты исследований показали, что модификатор повышает физико-механические свойства НМ и незначительно снижает его воздухопроницаемость.
Изменение свойств волокон и НМ после их обработки соединениями (I-IV) объясняется образованием на межфазной границе контактирующих волокон химических и физических связей между активными группами химических волокон и модификатора, пластифицирующим влиянием
модификатора на полимер волокна, а также увеличением взаимодиффузии сегментов макромолекул контактирующих полимеров, что ведет к увеличению их адгезионной прочности.
Таблица 4
Нетканые материалы
Исходный после
АТУ-1800
после
каландра
Обрабо- после
танный
АТУ-1800
соедине- после
нием I
каландров
Обрабо- после
танный
АТУ-1800
соедине- после
нием II
каландров
Обрабо- после
танный
АТУ-1800
соедине- после
нием III
каландров
Обрабо- после
танный
АТУ-1800
соедине- после
нием IV каландров
Толщина
Разрывная
Удлинение при разрыве,
Поверхнопри
нагрузка, Н
%
стная плот- удельной
ность, г/м2 нагрузке по длине по ширине по длине
по ширине
2 кПа, мм
Воздухопроницаемость,
дм3/м2∙с
382
4,02
825
1139
116
108
366
364
2,63
854
1309
103
109
135
390
4,1
840
1145
118
108
360
363
2,6
858
1310
100
108
134
378
3,9
841
1150
115
105
362
360
2,7
861
1312
101
110
134
387
4,0
842
1150
116
106
359
354
2,6
861
1316
97
111
130
385
4,1
845
1152
114
106
357
358
2,6
863
1321
99
109
131
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
75
ВЫВОДЫ
1. Синтезированы новые, перспективные модификаторы для химических волокон и нетканых материалов– олигоэтоксифурфурилоксисилоксаны. Изучены состав
и их физико-химические свойства.
2. Показано, что обработка поверхности волокон и НМ синтезированными модификаторами повышает их деформационно-прочностные свойства: модуль волокна в среднем увеличился в 1,37 раз,
разрывная нагрузка почти в 2 раза, а удлинение в 1,42 раза; при нанесении модификатора на полотно физико-механические
свойства также повышаются, а воздухопроницаемость снижается незначительно.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вакула В.Л., Прибыкин А.М. Физическая химия адгезии полимеров. – М.: Химия, 1984.
2. Горчакова В.М., Измайлов Б.А., Савинкин
А.В. Нетканые материалы с бактериостатическими
и ароматическими свойствами // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. – 2005, №6.
С.55...58.
3. Измайлов Б.А., Горчакова В.М. Повышение
эксплуатационных характеристик нетканых материалов с помощью слоистых нанополимерных покрытий // Нетканые материалы. – 2007, №1.
С.18...21.
4. Горчакова В.М., Измайлов Б.А. Применение
наноразмерных органосилоксановых покрытий для
придания специальных свойств нетканым материалам // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. – 2009, №3. С. 64...67.
Рекомендована кафедрой технологии нетканых
материалов МГТУ им. А.Н. Косыгина. Поступила
09.06.11.
_______________
УДК 677.051.174
РАЗРАБОТКА РЕГУЛЯТОРА ЛИНЕЙНОЙ ПЛОТНОСТИ
НА РАЗРЫХЛИТЕЛЕ-ОЧИСТИТЕЛЕ
С МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ ОЧИСТКОЙ
С ОПРЕДЕЛЕНИЕМ ГРАНИЧНЫХ
УСЛОВИЙ РАБОТЫ
DEVELOPMENT OF A REGULATOR OF LINEAR DENSITY
ON A FLUFFER-CLEANER WITH MULTISTAGE CLEANING
WITH DEFINITION OF BOUNDARY WORKING CONDITIONS
А.Г. ХОСРОВЯН, А.С. МКРТУМЯН, О.Н. КУШАКОВ, Т. Я. КРАСИК, Г.А. ХОСРОВЯН
A.G. HOSROVJAN, A.S. MKRTUMJAN, O.N. KUSHAKOV, T.JA. KRASIK, G.A. HOSROVJAN.
(Ивановская государственная текстильная академия)
(Ivanovo State Textile Academy)
E-mail: [email protected]
В работе рассматривается математическая модель для проектирования оптимальной конструкции системы автоматического регулирования
устройства, защищенного патентом РФ №2361022. На базе законов механики получены дифференциальные уравнения движения регулятора размера
щели, через которую проходит выпуск продукта из очистителяразрыхлителя.
76
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
The mathematical model for designing of an optimum construction of
automaticcontrol system of the device protected by the patent of the Russian Federation №2361022 is considered. On the basis of mechanics laws the differential
equations of movement of a cleft size adjuster through which there is an output of
a product from a fluffer-cleaner have been received.
Ключевые слова: обеспыливание, очистка волокнистого материала,
система автоматического регулирования, линейная плотность.
Keywords: dust removal, cleaning of a fibrous material, autocontrol system,
linear density.
Для получения равномерного по толщине волокнистого материала на разрыхлителе-очистителе с многоступенчатой
очисткой
разработана
система
"CONTROL" [1]. Она осуществляет равномерную подачу волокна к главному рабочему органу машины, что достигается
принудительным изменением скорости питающих цилиндров исходя из данных, полученных системой "CONTROL" с регулятора постоянного объема, и дает возможность транспортировать волокнистый продукт определенной линейной плотности.
Равномерность подачи волокнистого материала к последующей машине регулируется раскрытием заслонки под сетчатым барабаном. Система контроля получает информацию по количеству волокнистого
материала, подающегося к последующей
машине, с датчиков в транспортирующем
канале.
В настоящей работе рассматривается
механика процесса поступления волокнистой массы в транспортный канал. На поддоне (рис. 1) располагается некоторая масса волокнистой смеси. Обозначим эту массу через mн (t), где t – время. Величина mн
переменная во времени. На поддон поступает в единицу времени mвх (t) волокнистой массы, а снимается - mвых (t). Обозначим через φ угол поворота поддона точки
О (рис. 1).
Введем обозначения: 2с – размер поддона по ходу движения волокон; 2вп –
толщина поддона; а – ширина поддона; 2вн
– высота слоя волокон на поддоне; mп –
масса поддона.
Рис. 1
На поддон действует сила тяжести mпg,
где g – ускорение свободного падения.
Кроме этого действуют следующие моменты:
– управляющий момент Му (рис. 1) для
удержания устойчивого состояния системы в целом,
– момент аэродинамических сил Ма,
возникающий из наличия разницы между
скоростями и давлениями воздуха в камере
и в транспортном канале,
– момент Мт, обусловленный действием сил тяжести.
Суммарный момент Мс определяется
по формуле:
Мс  Му  Ма  Мт .
(1)
Уравнение вращения системы поддон –
волокнистый слой имеет вид:
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
77
J
d 2
 Мс,
dt 2
(2)
где J – момент инерции системы поддон волокнистый слой.
Момент инерции поддона:
Аэродинамический момент зависит от
скоростей и давлений в воздушных потоках в камере и в магистральном канале, от
геометрических параметров поддона, а
также от угла :
М а  Ф а f ( ) ,
Jп 
mп 2
(b п  4с 2 ) .
3
(3)
Момент инерции слоя волокон на поддоне:
Jн 
mн 2
2
(b н  4с н ) .
3
(4)
Суммарный момент инерции системы
поддон – волокнистый слой:
J
m п  mн 2
[b п  b н2  4(с 2  с н2 )] .
3
f ()  k f   k f ( 0   ) .
(6)
где М0 , М(α)– моменты сил.
Величина Мо в формуле (6) определяет
такое силовое воздействие на поддон, при
котором работа устройства происходит в
штатном режиме, то есть при угловом положении поддона  = о .
78
где Фа – функция, зависящая от аэродинамических и геометрических характеристик
системы; f() – функция, зависящая от угла .
Очевидно, при значении
( когда
закрыт доступ волокон в магистральный
канал) можно приближенно считать, что
перепады давлений над поддоном и под
ним незначительны, то есть при
имеет место соотношение Ma (0)= 0. Линеаризуя зависимость f() в точке 0, получаем, что
(5)
По условию начала штатной работы
устройства после накопления на поддоне
массы волокнистого материала (mн)max =
=m* поддон отклониться от горизонтального уровня на угол . Полагая, что при
этом состоянии системы происходит выпуск волокнистой массы штатной линейной плотности, примем, что автоматическое регулирование линейной плотности
осуществляется за счет изменения угловой
величины, выраженной соотношением
.
Рассмотрим подробнее зависимости
для моментов. Для регулирования углового положения поддона представим выражение для управляющего момента в виде:
М у  М о  M( ) ,
(7)
(8)
В формуле (8) коэффициент kf имеет
положительное значение, что отражает
такие аэродинамические условия в магистральном канале, когда при уменьшении его
поперечного сечения
при отклонении
поддона на некоторый угол по часовой
стрелке происходит ответная силовая реакция воздушного потока, стремящаяся
повернуть поддон против часовой стрелки. Следовательно:
М а  k а ( 0   ) ,
(9)
где kа = Фа kf .
Под действием сил тяжести поддон испытывает момент, формула для вычисления которого представляется следующим
образом ( знак "-" в правой части учитывает направление действия силы тяжести):
М Т   (m п  m н )gc cos  .
(10)
Следовательно, суммарный момент определяется зависимостью:
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
М с  М о  M ( )  k а ( 0   )  (m п  m н )gc cos(  0   ).
Так как в реальных условиях угол φ не
превышает 30°, то
(11)
(  0   ) 2   0 2  2 0 
и, следовательно:
cos( 0  )  1  ( 0   ) 2 .
cos(0   )  1   0 2  2 0 .
При условии, что α<<φ0 , имеем:
То есть:
М с  М о  k а  0  (m п  m н )gc(1   20 )   k а  2(m п  m н )gc 0    M (  ).
Обозначим через  угловое ускорение
поддона при вращении относительно точ-
(12)
ки О (рис. 1):

d 2
.
dt 2
Уравнение динамики поддона имеет вид:
J  М о  k а  0  (m п  m н )gc(1   02 )   k а  2(m п  m н )gc 0    M(  ).
Введем следующие обозначения:
N0 
М о  k а  0  ( m п  m н )g c (1   02 ) ;
J
k а  2(m п  m н )gc  0 .
N1 
J
В итоге имеем:
  N 0  N 1  M(  ) / J .
(14)
Так как M(0)=0, то из (13) при α = 0 и
(0) = 0 имеем зависимость, описывающую
установившийся режим работы регулятора, при котором заслонка находится в
"штатном" положении при массе волокнистого материала (mн)max = m*:
М О  k a  0  gc(m п  m  )(1   20 ) .
(15)
(13)
регулирования равномерности выпускаемого продукта разрыхлителя-очистителя с
учетом аэродинамических и иных факторов влияния на работу системы.
ВЫВОДЫ
Получена математическая модель для
проектирования автоматической системы
регулирования линейной плотности волокнистого материала на выходе из разрыхлителя-очистителя с многоступенчатой
очисткой.
ЛИТЕРАТУРА
1. Патент № 2361022. Россия. Разрыхлительочиститель с многоступенчатой очисткой/ Хосровян Г.А. и др. – Опубл. 10.07.2009.
Рекомендована кафедрой технологии машиностроительного производства. Поступила 23.05.11
Приведенный анализ позволяет провести разработку системы автоматического
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
_______________
79
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
УДК 677.025
РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕДУРЫ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПРОИЗВОДСТВА
ТРИКОТАЖНОГО ПОЛОТНА
НА БАЗЕ ФУТЕРОВАННОГО ПЕРЕПЛЕТЕНИЯ
REALIZATION OF A PROCEDURE
OF DESIGNING AND MANUFACTURE
OF A KNITTED FABRIC
ON THE BASIS OF FLEECY INTERLACING
И.Г. ЦИТОВИЧ, А.Р. ВАРЛАМОВ, Н.В. ГАЛУШКИНА
I.G. TSYTOVICH. A.R. VARLAMOV, N.V. GALUSHKINA
(Московский государственный текстильный университет им. А.Н.Косыгина)
(Moscow State Textile University ‘A.N. Kosygin’)
E-mail: [email protected]
В рамках методологии SADT (IDEF0) построена функциональная
структура процессов, относящихся к проектированию и производству
трикотажного полотна. Разработана информационная модель футерованного полотна простых и комбинированных переплетений, определена
метрика структурной ячейки полотна. Для проектирования полотна введен структурный базис структурных параметров, относящихся к этапам
проектирования полотна и процессов вязания. Показано, что по результатам проектирования с высокой точностью можно предсказать поверхностную плотность полотна.
Within the limits of SADT (IDEF0) methodology the functional structure of the
processes concerning designing and manufacture of a knitted fabric is constructed. The information model of fleecy fabrics of simple and combined interlacings is
developed, the metrics of a structural cell of a fabric is defined. For designing a
fabric the structural basis of the structural parameters concerning design stages of
a fabric and knitting processes is entered. It is shown, that by the results of designing it is possible to predict a specific density of a fabric with high accuracy.
Ключевые слова: SADT-диаграмма, трикотажное полотно, переплетение, базис проектирования, структурная ячейка, длина нити в петле, футер, комбинированное переплетение, поверхностная плотность, качество.
Keywords: the SADT-diagram, a knitted fabric, an interlacing, a basis of designing, a structural cell, loop length, fleecy, a combined interlacing, surface
density, quality.
80
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
В настоящее время в производстве полотна, изготовлении чулочно-носочных
изделий и другой продукции отсутствуют
какие-либо проектные процедуры, относящиеся к расчету параметров полотна и
управлению процессом вязания трикотажа
с заданными геометрическими и физическими свойствами.
Проектирование и управление процессами вязания осуществляется в рамках методологии "проб и ошибок", затратных экспериментов и функционального проектирования в виде управляющих технологических
программ (УТП). Процессы управления по
существу являются неуправляемыми, хотя
мы, в основном, используем механизмы с
числовым
программным
управлением
(ЧПУ), включая кругловязальные машины,
работающие в режиме дозированной подачи нити, когда процесс управления может
быть точно определен. Для условий пассивной подачи нити методология управления
может быть определена в рамках разработанного способа [1]. Что существенно, математические расчетные процедуры (как математические модели, ММ) могут быть адекватно реализованы, если соответствующим
образом построены информационные модели (ИМ) и выбран управляемый базис проектирования (только тогда процесс является
контролеспособным).
Как пример, для описания проектирования структур (синтеза структур) переплетений сформирован базис структурных
переменных
в
виде
множества
Е  е i / i  1,2...., а в качестве инструмента проектирования предложена матрица
бинарных
отношений
Ms
(CADпереплетение).
При этом все регулярные структуры
переплетений могут быть рассмотрены как
комбинированные [2]. Матрица позволяет
не только описывать известные структуры
в базовых элементах в виде определенной
семантической модели (конструкции), но и
предсказывать новые переплетения, свести
функцию изобретения к простейшим логическим сборкам, что является чрезвычайно полезным для обучения с точки зрения когнитивных процессов восприятия и
переработки информации.
В работе [3] рассмотрена методология,
которая позволяет построить ИМ для любых регулярных структур, выделять в них
не только раппорт переплетения R, но и
структурную единицу (Sk) и структурную
ячейку полотна (Se) . Одновременно показано, что численные методы проектирования могут быть реализованы при внедрении в методологию структурных параметров, относящихся к базовому (грунтовому)
переплетению, либо для любых комбинированных переплетений m S  M S , с приведением длины любых элементов переплетения ( е i ) к длине базового с учетом линейной плотности применяемых нитей
(коэффициенты k  , k A , k B , k e ).
Современный подход описания процессов, относящихся к этапам жизненного
цикла продукции (ИСО - 9000), полезно
осуществлять в рамках стандартов ИТ –
методологии описания SADT (Structural
Analysis & Design Teсhnique).
В рамках методологии SADT (IDEF0)
процесс проектирования трикотажного переплетения, полотна и процесса вязания в
обобщенном виде может быть определен
блок-схемой (рис. 1 – информационный
поток (этап проектирования)), где каждый
блок (А) несет информацию по характеристикам входа (I) и выхода процесса (О),
требованиям к выполнению процесса (С) и
механизму исполнения (М). Известная аббревиатура ICOM – процесс (I – input, C –
control, O – output, M – mechanism) отражает необходимые условия реализации
процесса. Последовательность блоков обозначают А1, А2, и т.д. (имея в виду, что А
– это функция (Аctivity)). Блоки соединяются линиями со стрелками, указывающими направление потоков информации.
Соответствующие надписи позволяют
оценить содержание процедур проектирования и последовательность их выполнения с учетом инструментов проектирования, относящихся к переплетениям, полотну, формированию рисунка и проектированию процесса вязания (методология и
алгоритмы разработаны в МГТУ им.
А.Н. Косыгина (Цитович И.Г., Галушкина Н.В., Андреев А.Ф.)). Методология
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
81
предусматривает как построением ИМ, так
и выполнение на их основе расчетных
процедур (ММ). При рассмотрении технологических процессов следует различать
как информационные потоки (потоки данных), так и материальные (производственные) (рис. 1). Для построения ИМ пе-
реплетений при решении задач их описания и синтеза в качестве инструмента ИТ
использовалась
программа
"CADпереплетение" – описание множества переплетений как дискретной алгебраической структуры базовых элементов на матрице бинарных отношений [2].
Рис. 1
В качестве примера приведем расчет
поверхностной плотности полотна простого и комбинированного футерованного переплетения [4].
Рассмотрим блок А1 (рис. 1). Результатом проектирования переплетения ( m s )
является его информационная модель в
виде определенной семантики и графической записи переплетения с выделением
раппорта ( R B и R H ) и структурной ячейки
(Se) полотна. Программа реализует задачу
синтеза (сборки) структуры переплетения,
его отражения (визуализации) (рис. 2-а) и
построение ИМ футерованного комбинированного переплетения в виде определенной семантики и графической записи
(рис. 2-б).
а)
б)
Рис. 2
82
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Результат отображения в виде структуры полотна и его графической записи,
размеров раппорта переплетения и последовательности образования структурных
единиц из различных нитей необходим
для определения функций вязальной машины. В общем виде ИМ переплетения
представляется в виде семантической конструкции [1]:
плетения
R (R B , R H )(R c  R H , R   R B )
(координаты R c и R  (R x , R y ) логически
могут быть сопоставлены с номерами игл
Nи и петельных рядов Nr, программируемых при вязании).
Визуализация и графическая запись переплетения позволяют выделить в нем
структурную ячейку полотна Se , которая
не всегда равна раппорту (SeR).
Для простого футерованного переплетения ИМ имеет вид как семантическая
конструкция:
M S  E, R es  , R c , R   ,
в координатах R c , R  (R x , R y ) клеточного
поля вязания в пределах раппорта пере-


m s  th 1e 2 , th 2 e 10 , th 1e 2 , th 2 e12 th 1e 2 , th 2 e 12 th 1 e 2 , th 2 e 12  ,
где ei  элементы множества; th i (th – от
англ. "нить" (thread)) – нити, из которых
образованы элементы. Раппорт переплете-
ния R B  4, R H  2 – равен размеру ячейки
( S e  R ).
Размерность ячейки
S e  n e , n  , n c : n e  8 (4e 2  3e12  1e10 ), n   4, n c  1.
Для комбинированного футерованного

переплетения:

m s  th 1e 2 , th 2 e 10 , th 1 e 2 , th 2 e 12 th 1e 2 , th 2 e12 th 1e 2 , th 2 e 12 4 th 3 e 2, 2 .
Раппорт
переплетения R b  4, R h  4 .
Размерность ячейки S e  n e , n  , n c :
n e  12 (4e 2,1  3e12  1e10  4e 2, 2 ), n   4, n c  2.
а)
б)
Рис. 3
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
83
На рис. 3 представлены: структурная
ячейка (Se) и раппорт простого футерованного (а) и комбинированного футерованного переплетения (б) (изнанка полотна); 1
– футерный набросок (петля) в ряду грунта
(е10 ); 2 – футерная протяжка в ряду грунта
(е12 ); 3 – петля кулирной глади в ряду дополнительного промежуточного ряда (е2,2);
4 – петля кулирной глади ряда грунта (е2);
RH - раппорт по высоте; RB – раппорт по
ширине; nw, nc – метрика структурной
ячейки (SKC) в координатах раппорта.
Рис. 3-а, б поясняют метрику раппорта
переплетения и его структурной ячейки в
увеличенном масштабе. Семантика ИМ,
выделение структурной ячейки полотна Se
и его размерности n e , n  , n c позволяют
перейти к процессу проектирования полотна (блок А2 диаграммы IDEF0 – рис. 1),
а наличие графической записи переплетения в координатах раппорта – к проектированию процесса вязания полотна (блок
А3) – его функцией.
Для проектирования полотна (как материального объекта) необходимо иметь
структурный базис управляемых переменных, инвариантных и независимых от абсолютных значений параметров полотна
для данного класса переплетений [ 2 ].
В работе [ 5 ] показано, что такой базис
включает следующие переменные и константы: k  , k e , k A , k B , k F . Поскольку процесс проектирования относится к готовому
полотну, необходимо знать факторы отделки полотна, относящиеся к имеющимся
технологии и оборудованию. К ним относятся параметры: k A , k B , k F , связанные с
условиями деформацией полотна при отделке (  А и  В ), по сравнению с равновесным (безусадочным) состоянием (когда
 А  0 и  В  0 ). Структура равновесного
состояния полотна всегда может быть определена по коэффициентам k 0A и k 0B с
учетом стандартных методов испытаний
полотна при мокрых обработках, в том
числе с учетом требований международных стандартов.
Разработанный базис проектирования
[5] в определенной мере гармонизирован
со стандартными параметрами трикотаж-
84
ного полотна, применяемыми в теории и
практике за рубежом и базируется на работах проф. И.И. Шалова (1962 г.).
Для оценки наиболее вероятных значений указанных коэффициентов учитывались рекомендации по САПР трикотажа, а
именно: оценка kℓ осуществлялась в первом приближении по модулям петель 
[6], в том числе обобщения данных, приводимых в технологических режимах и
документации на футерованное трикотажное полотно. Оценка структурных параметров проводилась также по результатам
экспериментов и анализу образцов полотен футерованных переплетений на ОАО
"Ивантеевский трикотаж", ЗАО "Красная
заря", ОАО "Русь".
Экспериментально определялись коэффициенты kℓ, ke, kA, kB для сурового и готового полотна, пренебрегая усадкой хлопчатобумажной пряжи при мокрой обработке.
В результате выборочного статистического анализа результатов экспериментов
с полотнами различных заправок (линейной плотности) и доверительной вероятностью =0,95 были получены значения коэффициентов:
– коэффициент заполнения грунта футерованного переплетения kℓгр=0,720,02;
– коэффициент уработки нитей футера
при раппортах кладки 1:1 и 1:3
kеф=0,500,02.
Выборочная статистика факторов отделки позволила в первом приближении получить коэффициенты формы петли для полотен, связанных на машинах типа МТ (КТ)
kA=0,23; Sk B  0, 21 , а для машин типа SVF
и SFJ (ф. Jumberca) k A  0,21; k B  0,18
(исследование отделки и усадки полотна
( k F ) требуют более тщательного анализа).
Таким
образом,
при
известных
k  , k e , k A , k B мы можем определить для
любых заправок полотна его поверхностную
плотность  , ширину (W) и длину (L).
Можно показать, что с учетом структурных параметров полотна при проектировании может быть определена его поверхностная плотность в виде:
– для простого футерованного переплетения
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011


T
Т гр  4  ф k e2  3k e3 
Tгр

 -6 г

∙10 ,
,
м2
4k A k B k 


где Т гр – линейная плотность нити грунта; Т ф – линейная плотность футерной
известны такие параметры, как количество
игл (Nи), класс машины (К) или игольный
шаг (tи), диаметр игольного цилиндра (Dц).
Поэтому на этапе проектирования полотна
(изделия) мы можем определить количество рядов (nВ) и петельных столбиков в полотне (nА) как его характеристику, используя соотношения:
нити; k e 2 – коэффициент уработки нити
футера при образовании наброска; k e 3 –
коэффициент уработки нити футера при
образовании протяжки, который определяется, учитывая величину игольного шага
машины, для которой проектируется переплетение:
tu
k e3 
k  Tф
;
– для комбинированного переплетения


T
Тгр 41 ke1,2   ф ke2  3ke3 
Tгр

 ∙10-6, г ,

м2
8kAkBk


где k e1, 2 – коэффициент уработки нити при
образовании петель второго промежуточного ряда глади.
Нами было показано, что оптимально
коэффициент k e1, 2 должен быть равен
0,8...0,85, обеспечивая повышенное качество полотна. Существенно, что полученные уравнения справедливы для любых
заправочных данных футерованного полотна и не зависят от абсолютных значений параметров длины петли , плотности
по горизонтали П Г и плотности по вертикали П В . При проектировании можно задать необходимую ширину (W*) (индекс
"*" относится к заданным значениям показателя) или длину (L*)5 полотна, или длину
участка изделия ( L*р ), то есть параметры,
которые относятся к готовому полотну
(продукции) и которые необходимо получить при вязании и отделке полотна.
Однако практически мы имеем дело с
вязальным оборудованием, для которого
nB 
L*
kkB T
и
nA 
W*
kkA T
.
Причем должно быть n A  N и . Если мы
не можем это получить, то необходимо менять значения k  или k A (режим отделки).
Рассматривая блок А3 диаграммы
IDEF0 (рис. 1), отметим следующее. В настоящее время разработаны различные
САЕ-инструменты и автоматизированные
рабочие места (АРМ) проектирования полотна и изделий как инструмент программного обеспечения трикотажной машины. В большинстве случаев эти программы относятся к функциональному
управлению машин в виде управляющей
технологической программы (УТП) – это
управление функциями рабочих органов и
приводом машины для вязания заданных
структур переплетений и рисунков (узоров) (синтез технологических операций) на
основе формализации переплетений и полотна. Для обеспечения качества полотна,
его эксплуатационных свойств нам необходимо обеспечить заданные размерные
признаки (L) и заданные характеристики
заполнения ( k  ) структурной ячейки (Se)
трикотажа и поверхностную плотность полотна ().
Анализируя структуру трикотажного
переплетения и ее графическую запись
(рис. 3), можно по коэффициенту заполнения базового переплетения (грунта) k  и
коэффициентам уработки других встроенных в него компонентов (еi) определить их
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
85
длину  i (в частности, длину петли) и два
основных контролируемых и управляемых
параметра вязания: скорость нити (Vн) и
величину уработки нити на один оборот
игольного цилиндра (Lо) при вязании петельных рядов, а также скорость оттяжки
полотна (Vп). На основании простейших
алгоритмов в условиях дозированной подачи нити, как показано в [7], при вязании относительно нерастяжимых нитей и пряжи
обеспечивается высокая точность получения проектных данных (с погрешностью не
более 1,5...2%) по величине подачи нити
Vн. В условиях пассивной подачи требуется
применение более сложных технических
инструментов для стабилизации процесса
по натяжению нити и контролю скорости
(типа KTF фирмы BTSR (Италия)), аналогом которых являются отечественные разработки 90-х годов (АР-3 и ЭДП).
Примеры расчета необходимых величин подачи нити и соответствующие сис-
темы широко известны, данные программирования вносятся в программное обеспечение современных трикотажных машин. Одновременно по заданному количеству рядов в полотне или участках изделия
(nр) и скорости нити Vн можно определить
производительность оборудования (Q) или
минимальное время выработки единицы
продукции (tм). Как выход блока А3
(рис.1), эти показатели являются входными для процедур, связанных с расчетом
основных затрат, относящихся к себестоимости продукции и проекта цены.
По результатам проектирования нами
был изготовлен широкий ассортимент футерованных полотен простых и комбинированных переплетений, проектные и фактические данные которых сведены в
табл. 1. При оценке точности установлено,
что погрешности отклонений расчетных и
фактических данных не превышают 4%.
Заправочные данные
Модель, класс
и диаметр игольного
цилиндра машины
вид и линейная
плотность нитей
грунтовая
футерная
Таблица 1
Поверхностная плотность полотна  , г 2
м
футерованного
комбинированного
переплетения
переплетения
расчетфактичерасчетфактиченая
ская
ная
ская
МТ-1, 22 класс, D=550
Пряжа хб
Пряжа хб
мм
72 текс
350
365
248
254
25 текс  2
МТ, 22 класс, D=500
Пряжа хб
Пряжа хб
мм
72 текс
332
346
235
228
18,5 текс  2
МТ, 22 класс, D=500
Пряжа хб
Пряжа хб
мм
72 текс
323
320
233
212
16,5 текс  2
SFJ "Jumberca",
Пряжа хб
Пряжа хб
20 класс, D=30”
72 текс
379
378
302
283
25 текс  2
SFJ "Jumberca",
Пряжа хб
Пряжа хб
20 класс, D=30”
72 текс
372
381
282
277
18,5 текс  2
SFJ "Jumberca",
Пряжа хб
Пряжа хб
20 класс, D=30”
72 текс
370
379
279
274
16,5 текс  2
При экспериментальных исследованиях свойств трикотажных футерованных полотен нами установлено, что
футерованные комбинированные переплетения при обеспечении параметров kℓ = 0,72 и ke = 0,85 обеспечивают высокие теплозащитные свойства, после стирки и поглощения влаги – сокращается время высыхания
("сушки") полотен. Ассортимент таких полотен может быть широко использован для изготовления бельевых
изделий улучшенной комфортности в климатических условиях России.
Имеющиеся погрешности в оценке
проектных и фактических оценок могут
быть обусловлены отклонениями в линейной плотности нити (Т) и факторов отделки – коэффициентов k A , k B . Повышение
86
точности требует более тщательного контроля этих параметров и создания в производстве статистических баз данных структурных параметров.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
ЛИТЕРАТУРА
ВЫВОДЫ
1. Систематизированы данные по реализации задач проектирования и процессов вязания трикотажного полотна в
структуре стандартов информационных
технологий. Разработана функциональная
схема управления задачами проектирования в трикотажном производстве, основанная на методологии структурного и параметрического синтеза SADT и стандарте
ИТ – IDEF0.
2. Установлено, что в структуре задач
проектирования следует различать в качестве основных объектов: переплетения,
трикотажные полотна и процессы вязания
полотна. Для процесса проектирования
управляемых объектов определены параметры "входа-выхода", необходимые требования и CAD-, CAE-инструменты их
реализации.
3. В качестве примера рассмотрено
проектирование полотен простых и комбинированных футерованных переплетений.
4. Показано, что реализация этапов
проектирования позволяет с высокой точностью предсказать результаты по поверхностной плотности полотна и получать исходные данные для расчета затрат сырья и
производительности трикотажных машин.
1. Патент РФ №2379390. Способ изготовления трикотажных изделий с заданными структурными параметрами трикотажного полотна. / Цитович И.Г., Тарасов А.П., Малюта В.В., Галушкина
Н.В., Арсланов А.Г., Камандинова Л.Р. Опубл.
20.01.2010 г.
2. Цитович И.Г., Андреев А.Ф., Галушкина
Н.В. Синтез регулярных структур переплетений как
алгебраической дискретной системы на матрице
бинарных отношений // Изв. вузов. Технология
текстильной промышленности. – 2007, №1.
С.74...80.
3. Цитович И.Г., Галушкина Н.В. Формализованное описание трикотажных полотен регулярных
структур как материального объекта // Изв. вузов.
Технология текстильной промышленности. – 2010,
№7. С. 45...51.
4. Патент РФ № 2004647. Футерованный трикотаж / И.Г.Цитович, А.Р. Варламов, Г.М. Зудина.
Опубл. 15.12.1993.
5. Цитович И.Г., Галушкина Н.В. Структурный базис управляемых переменных и параметров,
относящихся к описанию и проектированию трикотажных полотен и изделий // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. – 2011, №1.
6. Шалов И.И., Кудрявин Л.А. Основы проектирования трикотажного производства с элементами САПР. – М.: Легпромбытиздат, 1989.
7. Цитович И.Г. Технологическое обеспечение качества и эффективности процессов вязания
поперечновязаного трикотажа: Монография – М.:
Легпромбытиздат, 1992.
Рекомендована кафедрой технологии трикотажного производства. Поступила 07.06.11.
_______________
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
87
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
УДК 687:620.2
ВЛИЯНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТКАНЕЙ
НА ПРОСТРАНСТВЕННУЮ ФОРМУ ПЛЕЧЕВОГО ИЗДЕЛИЯ
INFLUENCE OF PHYSICAL-MECHANICAL PROPERTIES
OF A FABRIC ON AN APPAREL FORM
В.В. ГЕТМАНЦЕВА, А.С. ГОНЧАРОВА, Н.В. НИКИТИНА, Е.Г. АНДРЕЕВА
V.V. GETMANTSEVA, A.S. GONCHAROVA, N.V. NIKITINA, E.G. ANDREEVA
(Московский государственный университет дизайна и технологии)
(Moscow State University of Design and Technology)
E-mail: [email protected]
В статье изложены основные результаты исследования влияния физико-механических свойств ткани на форму плечевого изделия для решения
проблемы точного виртуального воспроизведения поверхности одежды в
3D-среде.
The article represents the basic results of research of the influence of physicalmechanical properties of a fabric on an apparel form for solving the problem of
accurate virtual reproduction of clothing surface in 3D-modelling.
Ключевые слова: трехмерные САПР одежды, физико-механические
свойства ткани, пространственная форма плечевого изделия.
Keywords: 3D CAD system, fabric mechanical properties, apparel space orientation.
В настоящее время швейную отрасль
промышленности трудно представить без
поддержки автоматизированных систем.
Программное обеспечение является необходимым элементом любого бизнеса. В
этих условиях традиционные расчетнографические плоскостные методы конструирования одежды, даже при использовании САПР, не могут в полной мере обеспечить потребности современного производства. Российский рынок достаточно на-
88
сыщен двухмерными САПР одежды. Методики построения конструкций, заложенные в эти системы, основаны на приближенных расчетах, что снижает точность
построения деталей, а также уровень качества одежды.
Альтернативой двухмерным САПР
одежды являются 3D-технологии, в которых используется достаточно сложный
математический аппарат [1], [2]. Но функциональные возможности существующих
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
3D-САПР не позволяют учитывать все
многообразие свойств материалов, поэтому не всегда возможно однозначно определить внешнюю форму будущего изделия
и получить качественную развертку без
дальнейшей корректировки. Это связано с
недостаточными исследованиями в этом
направлении, а также со сложностью объектов и процессов данной предметной области. Влияние физико-механических
свойств тканей на пространственную форму одежды, несмотря на многочисленные
исследования, все еще остается малоизученной областью, а следовательно, актуальной задачей для разработчиков САПР.
Основной проблемой трехмерного проектирования является несовершенное задание поверхности одежды, ее объемнопространственной ориентации и сложности реального воспроизведения поведения
одежды на поверхности фигуры. По этой
причине современные 3D-системы представляют имидж проектируемой одежды
преимущественно в виде идеальных разглаженных поверхностей с фрагментарно
расположенными складками. Реальная
складчатая поверхность одежды в таких
САПР может быть воспроизведена только
после проведения огромного количества
экспериментов с учетом особенностей
формообразования узлов, деталей и их
участков, выполненных из разных материалов и пакетов. Поэтому самая серьезная
и пока нерешенная проблема в трехмерном
проектировании одежды – точное виртуальное воспроизведение моделей одежды,
имеющих складчатую поверхность, сдерживает внедрение трехмерного проектирования в промышленных масштабах [3].
Пространственная форма одежды зависит от большого количества факторов, которые условно можно выделить в четыре
группы: конструктивное решение; технологическое решение (методы и способы
технологической обработки); физикомеханические свойства ткани; особенности
внешней формы фигуры человека.
В рамках данного исследования ставилась задача изучить влияние физикомеханических свойств тканей на пространственную форму одежды с целью разработки общей структурной модели, отображающей зависимость между параметрами
ткани и характером складчатой поверхности изделия. Построение модели в общем
виде позволит объективно определить направления дальнейших исследований, выделить основные факторы, необходимые
для детального изучения, и в конечном
итоге разработать математическую модель
изделия сложной формы, учитывающую
свойства ткани.
а)
б)
Рис. 1
В качестве объекта исследования выбран
макет плечевого изделия трапециевидного
силуэта длиной до линии талии с втачным
рукавом. Объемная форма получена путем
полного перевода растворов верхних вытачек (вытачек на выпуклость груди (δ) – на
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
89
полочке и вытачек на выступание лопаток
(α) – не спинке) в срез низа (рис. 1 – схема
конструктивного решения изделия: а) расширение за счет перевода нагрудной вытачки в талиевую, б) с дополнительным расширением по боковому шву).
Были проанализированы два вида конструктивного решения: расширение за счет
перевода нагрудной вытачки в талиевую
(величина расширения по линии низа
спинки: dsb-ds, линии низа полочки: dpbdp) (рис. 1-а); с дополнительным расширением по боковому шву (величина дополнительного расширения по линии низа
спинки: dsr-ds, линии низа полочки: dprdp) (рис. 1-б).
Код ткани
Название ткани
Волокнистый
состав
Поверхностная плотность,
г/м2
Толщина, мм
Условное значение жесткости Еl, мкН∙см2 по основе
Условное значение жесткости Еl, мкН∙см2 по утку
Таблица 1
3
1
2
Легкая плательная
Плательно-костюмная
Костюмная
Нитрон
Нитрон + вискоза
Нитрон + шерсть
176,0
0,49
233,5
0,54
236,0
0,60
658,43
2780,90
2973,30
655,51
843,84
2535,27
Формализованное описание пространственной формы изучаемых макетов
включает описание характера проекции
линии низа на плоскость и геометрические
характеристики линий переднего, заднего
и боковых абрисов.
Так как свойства ткани в наибольшей
степени влияют на характер проекции линии низа макета, в процессе эксперимента
были изучены параметры, характеризующие эту составляющую пространственной
формы.
Специфика проведения эксперимента
по изучению поверхностной формы макетов, имеющих складчатую поверхность,
заключается в том, что подвижная, не фиксируемая, структура ткани не позволяет
вывести точные математические закономерности формы. Основная цель экспери-
90
На первом этапе работы для выявления
наиболее значимых свойств ткани,
влияющих на внешнюю форму макета выбранной конструкции, проведена их ранговая оценка. По результатам экспертного
опроса как наиболее значимые выделены
жесткость, толщина и поверхностная
плотность.
Для экспериментальных исследований
выбраны ткани плательного, плательнокостюмного и костюмного ассортимента с
различными значениями показателей жесткости, толщины и поверхностной плотности
(табл. 1 – показатели физико-механических
свойств используемых тканей).
мента – определить характерные особенности и параметры формы, необходимые
для построения графических прообразов
макетов, выполненных из тканей с разными свойствами, которые будут визуально
подобны натурным аналогам. Поэтому основными результатами исследования являются:
– визуальная оценка проекции линии
низа с целью выявления ее специфики и
способов описания;
– определение структуры описания
проекции линии низа;
– определение параметрических характеристик линий проекций макетов, выполненных из тканей с разными физикомеханическими свойствами;
– определение способа математического описания линии на плоскости.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Рис. 2
По результатам исследования разработана структура описания характера проекции линии низа на плоскость (рис. 2 – схема анализа характеристик линии проекции
низа: а) – схема построения сечений фигуры (где Цл – расстояние между выступающими точками лопаток; Шсп – ширина
спины; dпзр – переднезадний диаметр руки; Цг – расстояние между выступающими
точками грудных желез; Шгпр – ширина
груди проекционная; Шгб – ширина груди
большая, измеряется по аналогии с шириной груди, но через выступающие точки
грудных желез), б-д) – характеристики линии проекции низа), которая включает:
– количество экстремальных точек (Кэ),
в том числе количество экстремальных точек, лежащих на внешних гребнях складок
(Кэ max) (например: т. 1, 3, 5 и др., рис 2-б)
и количество экстремальных точек, лежащих на внутренних гребнях складок (Кэ
min) (например: т. 2, 4, 6 и др., рис. 2-б);
В процессе анализа складкой назван
криволинейный участок между двумя экстремальными точками проекции, расположенными внутри контура (внутренний
гребень складки); внешний гребень складки – экстремальная точка, расположенная
на выступающем наружу участке контура);
– отклонение положения экстремальных точек проекции линии низа изделия от
линии сечения фигуры на уровне груди
(например: Δ1, Δ2, Δ3, рис. 2-в);
– глубина складок (отрезок (2 - 2′′),
рис. 2-г);
– коэффициент симметрии складок
(kс=(1 - 2′′)/(1 - 3), рис. 2-г);
– процентное распределение величины
расширения по низу по участкам передней,
задней и боковой поверхности;
– длина (ℓ1, ℓ2, рис. 2-д) и удлинение
(Δℓ1=ℓ1-ℓ1′, Δℓ2=ℓ2-ℓ2′, рис. 2-д) базовых
линий контура. Базовые линии контура –
участки контура между двумя экстремальными точками проекции линии низа изде-
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
91
лия. Именно разделение контура проекции
на такие участки даст возможность математически описать геометрию и варианты
модификации линии низа макетов в зависимости от свойств ткани.
Разработанная структура описания
проекции линии низа позволяет наиболее
объективно проследить характер изменения контура при изучении формы макетов,
выполненных из тканей с разными физикомеханическими свойствами.
В процессе исследования внешней
формы макетов, изготовленных из разных
тканей, был осуществлен анализ количества складок, их глубины на участках передней, задней и боковой (участок макета под
проймой) поверхности.
По результатам исследования определено, что количество складок, образуемых
при одевании макета на фигуру (для выбранного
конструктивного
решения),
варьируется в пределах: для передней поверхности – по 1-2 складке (для половины
макета); для боковой поверхности (участок
изделия под проймой) количество складок
по 0-4; для задней поверхности – по 1-2
складки (для половины макета) (рис. 3 –
представлены варианты проекции макетов
на плоскость, при обозначении макетов использовался трехзначный код: 1 – код ткани
(порядковый номер), 2 – код фигуры (порядковый номер), 3 – вид конструкции (с
расширением за счет перевода нагрудной
вытачки в талиевую (Б) и с дополнительным расширением по боковому шву (Р)).
Рис. 3
Исследования показали, что при
заданных
условиях
конструктивного
решения в макете из ткани 1 (легкая
плательная) образуется наибольшее число
складок, их глубина варьируется от 1,0 до
3,5 см, что объясняется наименьшими
значениями выбранных критериев физикомеханических свойств. Глубина складок в
макетах с разведением по боковому шву
(Р) больше, чем в макетах без разведения
(Б). Ткань 2 (плательно-костюмная)
образует мягкие подвижные складки, но в
значительно меньшем количестве, а
значение их глубины увеличивается, то
есть поверхность приобретает более
рельефный характер. Ткань 3 (костюмная)
92
образует неэстетичные, грубые складки в
небольшом количестве, что объясняется
наибольшим
значением
жесткости,
поверхностной плотности и толщины.
Для анализа величины разведения по
участкам передней, задней и боковой поверхности изделия были получены поперечные сечения туловища фигуры на уровне
линии груди и линии талии (рис.2-а), а также проекции макетов на плоскость (рис. 3).
Для всех макетов характерно образование
складок на центральной части передней и
задней поверхности примерно на одинаковом расстоянии от сагиттальной оси фигуры. На боковой поверхности и по границам передней и задней поверхности ха-
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
рактер складок очень вариативен. Для макетов без дополнительного разведения по
боковому срезу (11Б, 21Б, 31Б, рис. 3) характерно отсутствие или слабое проявление складок на боковой поверхности изделия. Для макетов из ткани с наибольшим
значением жесткости (31Б, 31Р, рис. 3) наблюдается формирование неэстетичной
глубокой складки под проймой. Макеты из
ткани с наименьшими значениями поверхностной плотности и жесткости (11Б, 11Р,
рис. 3) дают наиболее "изрезанную" проекцию, то есть образуют равномерные
мягкие подвижные складки.
Степень прилегания макетов к фигуре
значительно выше для макетов, изготовленных из мягких тканей (11Б, 11Р, рис. 3);
для макетов, изготовленных из жестких
тканей, характерна бòльшая величина пространственного зазора между внутренней
частью складки и поверхностью фигуры
(31Б, 31Р, рис. 3).
Рис. 4
Процентное распределение величины
расширения по низу макета (то есть величины разведения конструкции) по участкам передней, задней и боковой поверхности было проанализировано с помощью
диаграмм (рис. 4 – диаграммы процентного распределения величины расширения
по низу изделия в макетах). На диаграммах
видно, что большая часть величины рас-
ширения по низу приходится на боковую
поверхность изделия, но это не всегда
приводит к образованию складок.
Информация, полученная по результатам проведенных исследований, используется при разработке методического обеспечения трехмерного автоматизированного модуля для визуализации моделей одежды сложных форм.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
93
ЛИТЕРАТУРА
1. Гетманцева В.В. Структура интегрированного модуля САПР одежды "3D-эскиз" // Дизайн. Материалы. Технология. – СПб, № 2 (9), 2009.
С.100...104.
2. Ковалевич А.И., Гетманцева В.В. Пути реализации параметрических связей 2-D и 3-Dмодулей в САПР одежды // Швейная промышленность. – 2007, №6. С. 41...42.
3. Goncharova A.S., Nikitina N.V. Methods of the
Engineering Body’s Graphic Model in the 3D-CAD
Programming Environment (article), Fibre2fashionarticle/submit-free.
Рекомендована кафедрой художественного моделирования, конструирования и технологии швейных изделий. Поступила 31.08.11.
_______________
УДК 677.027.511
ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ГРАФИКИ
ОДНОПРОХОДНЫХ ПЕЧАТНЫХ РИСУНКОВ
APPEARANCE AND DEVELOPMENT OF THE GRAPHICS
OF ONE-COLOR PRINT DRAWINGS
С.К. КОБРАКОВА, Н.П. БЕСЧАСТНОВ
S.K. KOBRAKOVA, N.P. BESCHASTNOV
(Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина)
(Moscow State Textile University ‘A.N. Kosygin’)
E-mail: [email protected]
Объектом исследования являлись принципы построения, образный
строй и иконография древнейших орнаментов и европейских крестьянских
текстильных рисунков.
The research object were construction principles, the figurative system and
iconography of ancient ornaments and European peasant textile drawings.
Ключевые слова: каноничный орнамент, штампы-печатки, ромбомеандровый мотив, печатные формы – "цветки".
Keywords: a canonic ornament, stamps-signets, rhombus-meander-line motif, printing forms – “flowers”.
Однопроходные геометрические орнаменты – наиболее стабильная часть печатных текстильных рисунков. Ведущие свою
историю от нанесенных сажей или жидкой
глиной узоров на теле человека и вырезанных на бивнях мамонтов ритмически организованных линий они всегда имеют устойчивый спрос у населения. Внешняя
простота орнаментальных построений постоянно привлекает покупателя своей пер-
94
возданной красотой мотива и лапидарной
внутренней силой раппортной организации. Ряд таких узоров, как, например,
ромбовидный или ромбо-меандровый,
имеют более чем двадцатитысячелетнюю
историю!
Возникшие еще в палеолите орнаменты
остаются модными и в XXI веке, приобретая сторонников не только среди ценителей орнаментальной классики, но и при-
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
верженцев новаторских поисков в современном дизайне ткани. Графическая ясность древних начертаний побуждает начинать
экспериментальные
действия
именно в геометрических рисунках, создаваемых одним цветом на плоскости. Таким
образом, однопроходный геометрический
орнамент является как носителем древних
канонов, так и "порталом", через который
в художественный текстиль приникают
результаты компьютеризированных опытов из всей сферы графических искусств.
Это заставило нас внимательно присмотреться к истории "текстильной геометрии" и провести анализ древних мотивов на стадии зарождения и первых шагов
их развития с описанием значительной
части "дотекстильной" жизни ключевых
для искусства орнаментальных мотивов.
Одним из самых древних и семантически наполненных орнаментов бесспорно
является
ромбический
или
ромбомеандровый. По своему значению в развитии орнамента в целом и текстильного орнамента в частности мотив "ромб" необходимо считать структурообразующим, то
есть фиксирующим не только образ, но и
порождающим принципиальную схему
раппорта. Одновременное появление ромба-мотива и ромбовидной раппортной сетки можно считать важнейшим для истории
орнамента фактом, определившим все
дальнейшее развитие орнаментации предметных форм. "Ископаемая" структурасетка, лежащая в основе любого современного узора, не просто канонична – она база
всего орнаментального формообразования.
Таким образом, нанесение одной краской
данной сетки на любую поверхность – уже
можно считать узором. Повторяясь в сотнях тысяч композиций, эта структурасетка несет в себе законы искусства, выверенные временем и разумом. Множество
вариантов ее стилевых трансформаций
лишь подчеркивают ее художественную
универсальность.
Ромбический орнамент, встречающийся во всем многообразии у большинства
развитых народов мира, на Руси первоначально был связан с магией МатериПрародительницы, костяные фигурки ко-
торой являлись основным священным
предметом ритуального обихода древнего
человека. На поверхности форм каждой
такой фигурки проступала естественная
структура костной ткани – дентина в ее
ромбо-зигзаговом виде. И "...если голое
тело Матери покрыто ромбами и зигзагами, то обычные женщины, приступая к какому-либо празднеству, священному танцу
или жертвопреподношениям, должны были украсить свое тело подобным образом.
Ромбический орнамент… сам становился
магическим символом удачи и блага, успешной охоты и сытости, обилия и плодовитости" [1]. Украшение тел осуществлялось печатками – пендерами с ромбическим или ромбо-меандровым орнаментом
путем их многочисленного оттискивания
на коже. Археологические артефакты показывают, что данный узор многие тысячелетия до нашей эры покрывал женские
статуэтки, жертвенники и ритуальную посуду из глины. Б.А. Рыбаков приводит на
страницах своих книг достаточное количество таких орнаментированных предметов.
Выделив из опубликованных Б.А. Рыбаковым оттисков с печаток-пендер четыре
наиболее характерные орнаментальные
формы (ромб, полуромб, меандр, ромбомеандр), мы построили возможные варианты соединений отпечатков в бесконечные орнаменты как коврового, так и ленточного типа. Анализ созданных нами 96
одноцветных геометрических орнаментов
показал, что все ритмическое и пластическое разнообразие орнаментальных построений ведет свое начало от ромбовидной
раппортной
сетки
и
ромбомеандрового мотива.
Перейдя в искусство земледельческих
европейских культур, ромбо-меандровый
орнамент выделился в "знак плодородия" –
засеянного поля в виде "ромба с крючками". А.К. Амброз выявил 76 вариаций такого "расцветшего ромба" [2]. Таким образом начертания ромба обогатились пластикой проросшего зерна или цветущего
растения. Динамика развивающейся растительной формы может скрывать жесткую
геометрию ромбовидной сетки, но никакие
стилевые трансформации не способны ее
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
95
разрушить. При проведении сравнительного анализа древних вырезанных на кости
животного или прочерченных в глине "ископаемых" орнаментов и орнаментов европейских каноничных печатных рисунков
на ткани была выявлена не только прямая
принципиальная связь раппортной организации древних мотивов, но и связь графики мотивов в их бесконечном разнообразии. В значительной части орнаментов
конкретные формы усложнялись линейным повторением движения мотива или
его очертания, органично вводя жесткий
одноцветный контур в плоскость-поле
объекта-орнаментоносителя.
Кроме того, на домотканый текстиль
перешел не скромный схематичный ромбический узор-сетка, символизирующий
обобщенное благо, а изображения – пиктограммы засеянного поля: ромба со знаком
зерна или же ромба или квадрата, разделенного на четыре равных сегмента с точкой-зерном в центре каждого из них. В
русском крестьянском текстиле мотивы
ростков очень часто расположены между
прямыми, зигзаговыми или волнистыми
вертикальными линиями на чередующихся
нешироких полосах. В этих случаях можно
считать, что перед нами соединение древней неоэнеолитической темы "вода-дождь"
с темой вспаханного поля и ярового ростка. Переход к пашенному земледелию на
рубеже бронзового и железного веков закрепил связь мотивов "росток" и "борозда"
в орнаменте. Соединение геометрии орнаментального поля с пластикой росткарастения стало одним из магистральных
направлений в развитии европейского орнамента.
Проведенный в исследовании анализ
начальных форм орнамента показывает,
что на ткань перешли уже сложившиеся за
несколько тысячелетий до нашей эры основные типы орнаментов. В процессе жиз-
96
ни на текстиле они лишь усложнялись и
видоизменялись в соответствии со временем, меняя фактурно-графическое наполнение и изобразительные приемы. Первичные стадии развития орнаментальных
форм на ткани невозможно проследить детально, но можно уверенно говорить о том,
что текстильные изделия неизменно становились компонентами магических ритуалов и соответственно украшались.
Древнейший каноничный орнамент, перешедший на текстиль и развивавшийся вместе с ним, образовал тот костяк, на котором выросло все современное искусство
ткани. Красота графики ромбовидного
костяка-раппорта с каждым веком открывается заново, подпитывая развитие нового, как непреложная истина, лежащая в основе мироздания.
ВЫВОДЫ
1. Проведено исследование принципов
построения и иконографии древнейших
орнаментов.
2. Установлена прямая связь геометрических орнаментов, возникших в палеолите, с каноничными текстильными орнаментами европейской культуры.
3. Выявлены возможные варианты
древнейших орнаментов, существовавших
в период до возникновения прядения и
ткачества.
ЛИТЕРАТУРА
1. Рыбаков Б.А. Язычество древних славян. – 2-е
изд. – М.: 1994. С.91.
2. Амброз А.К. Раннеземледельческий культовый символ ("ромб с крючком") // Советская археология. – 1965, № 1. С.16.
Рекомендована кафедрой рисунка и живописи.
Поступила 28.06.11.
_______________
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
УДК 621.785.5
ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ЧУГУННЫХ КОЛОСНИКОВ
МАШИН ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТКИ ХЛОПКА
INCREASING OF WEAR RESISTANCE OF IRON GRATE-BARS
OF MACHINES OF COTTON PRIMARY TREATMENT
И.Г.ШИН
I.G. SHIN
(Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности)
(Tashkent Institute of Textile and Light Industry)
E-mail: [email protected]
В статье приведены результаты теоретико-экспериментальных исследований динамического упрочнения чугунных колосников дробеударной
обработкой их рабочих поверхностей. На основе энергетической теории
разрушения твердых тел, базирующейся на гипотезе подобия процессов механического разрушения и плавления, определена энергоемкость сплава.
The article represents the results of theoretical experimental research of dynamic hardening of iron grate-bars by stroking treatment of their surfaces. On the
basis of the solids destroying theory based on the hypothesis of similarity of destruction and fluxion processes the energy intensity of an alloy has been defined.
Ключевые слова: упрочнение чугунных колосников, максимальная
микротвердость поверхностного слоя, повышенная износостойкость, дробеударная обработка.
Keywords: hardening of iron grate-bars, maximum microhardness of a surface layer, high wear resistance, stroking treatment.
Надежность и долговечность машин
первичной обработки хлопка (джины пильные, волокноочистители, очистители крупного сора) определяются работоспособностью деталей рабочих органов, в частности,
колосников (рис. 1 – общий вид индивидуального колосника джина), образующих
одноименную решетку. Колосники, отличающиеся сложным профилем в рабочей
зоне, изготавливают литьем из серого чугуна марки СЧ-15 с последующей механиче-
ской обработкой. Применение серого чугуна обусловливается низкой стоимостью,
хорошим литейным качеством, легкой обрабатываемостью и высокой циклической
вязкостью. При конструировании деталей
машин из серого чугуна необходимо иметь
в виду его малую прочность и ударную вязкость, хрупкость (относительное удлинение
δ < 3%) и низкое значение модуля упругости Е=(0,8-1,2)∙105 Н /мм2.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
97
Рис. 1
Требуемые зазоры между колосниками
зависят как от точности сборки, так и от
качества изготовления их рабочих поверхностей. Технологический зазор между колосниками в процессе эксплуатации машины увеличивается из-за естественного
износа при непрерывном контакте с хлопковой массой, содержащей твердые минеральные частицы с абразивными свойствами, а также в результате внезапного касания с пильным диском. Контакт пильного диска с колосниками недопустим, однако он может возникнуть по причине неточной сборки пильного цилиндра, недопустимого прогиба вала, износа подшипников, вызывающего осевое смещение вала и др. Таким образом, основным критерием работоспособности колосников является износостойкость. Длительное сохранение технологического зазора между колосниками гарантирует стабильную работу
хлопковой машины с высокими качественными показателями ( очистительным
эффектом, выходом семян при джинировании и др. ).
С учетом приведенного изыскание технологических методов повышения износостойкости конструкционного материала
путем предварительного механического
упрочнения без затрат легирующих элементов (Mn, Cr, Cu) или без термической
обработки, безусловно, представляется актуальным при изготовлении ответственных деталей из чугуна.
Динамическое упрочнение чугунных
колосников осуществляли дробеударной
обработкой их рабочих поверхностей в
специальном дробеметном аппарате. Режим обработки: диаметр стальной дроби
D= 2 мм; скорость дроби v = 40 м/с; время
обработки t = 1...3 мин.
98
Сущность динамического упрочнения
состоит в том, что чем больше скорость
нагружения, тем меньше время протекания
пластической деформации, а следовательно, выше напряжение, при котором упругая деформация переходит в пластическую
[1]. При дробеударном упрочнении имеет
место локализация пластической деформации и возникшей температуры в микрообъемах поверхностного слоя деталей, что
вызывает структурные изменения и фазовые превращения, сопровождающиеся повышением плотности дислокаций.
В процессе ударного воздействия дроби, с одной стороны, происходит упрочнение контактного слоя вследствие перекристаллизации [2] и γ → α – превращения,
например, в аустенитном чугуне, с другой
стороны, протекает конкурирующий и
противоположный процесс – разупрочнение из-за тепловых импульсов и накопления дефектов структуры усталостной природы.
Особенностью упрочнения деталей
машин потоком дроби является ограничение числа ударов по обрабатываемой поверхности, то есть необходимо обоснование оптимального числа соударений для
различных конструкционных материалов,
обладающих разной энергоемкостью поверхностного слоя. После определенного
числа соударений на поверхности стальных или чугунных образцов появляется
белый (нетравящийся) слой, свидетельствующий о прекращении пластических деформаций и дальнейшего деформационного упрочнения. При продолжении процесса последующие удары приводят к перенаклепу и хрупкому разрушению поверхностного слоя деталей, что резко снижает их
работоспособность.
В соответствии с энергетической теорией разрушения поверхности твердых тел
[3] примем, что разрушение при ударном
воздействии упрочняющего тела (дроби)
начинается после максимального насыщения поверхности энергией деформации. На
основе гипотезы подобия процессов механического разрушения и плавления рассчитаем максимальную энергию, которую
способен поглотить деформируемый объ-
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
ем металла при пластической деформации
до его разрушения, и таким образом определим энергоемкость сплава:
WЭ  M , Дж
(1)
где М – масса, соответствующая локальному
объему пластически деформированного слоя,
кг; λ – удельная теплота плавления твердого
тела (упрочняемого материала), Дж/кг; для
серого чугуна λ = 9,7∙104 Дж/кг [4].
Массу пластически деформированного
участка поверхностного слоя детали определим из соотношения:
M  Vпл  , кг
(2)
где Vпл – пластически деформированный
объем металла при единичном ударе, мм3;
ρ – плотность обрабатываемого материала,
кг/м3; для чугуна ρ=7,4∙103 кг/м3.
Пластически деформированный объем
металла Vпл найдем из рассмотрения динамического контактного взаимодействия
дроби с упрочняемой поверхностью (рис. 2).
a  D4
v 2
, мм
10,2HBg
(3)
где D – диаметр дроби, мм; ρ – плотность
материала дроби, г/см3; НВ – твердость по
Бринеллю, кгс/мм2; g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения.
Глубину наклепа рассчитаем по формуле [5]:
hH  4
W0 D
, мм
2 T
(4)
где T – предел текучести обрабатываемого материала Н/мм2; для серого чугуна
СЧ15 T = 80 Н/мм2 [6] ;Wо= mv2/2 – начальная кинетическая энергия дроби, Дж;
m – масса дроби, кг.
Оптимальное число ударов N по данной поверхности детали для доведения поверхностного слоя до максимального упрочнения определим как отношение предельной энергоемкости Wэ обрабатываемого материала к энергии единичного удара Wу:
N  WЭ / Wу .
(5)
Энергию единичного удара оценим через начальную кинетическую энергию Wо
дроби с учетом коэффициента восстановления скорости k [7]:
Wу = Wо(1-k2),
Рис. 2
Примем, что данный объем принимает
форму цилиндра с высотой h и радиусом
основания, соответствующим радиусу пластического отпечатка и определяемым из
зависимости степени поверхностной деформации, предложенной М.М. Савериным. В модифицированном виде радиус
пластического отпечатка зависит от режима обработки и механических свойств материала и принимает вид:
k  1, 79
R 0,75 HB1,25
,
W00,25 Eпр
(6)
(7)
где
R
–
радиус
дроби,
мм;
2
2
1
1  v1 1  v 2


– приведенный моE пр
E1
E2
дуль упругости; Е1=2 · 105 Н/мм2, ν1=0,3 и
Е2=(0,8-0,9)·105 Н/мм2, ν2 = 0,3 – модуль
упругости и коэффициент Пуассона соответственно для стальной дроби и упрочняемой детали из чугуна.
С учетом выражений (1), (2) и объема
пластически деформированного металла
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
99
Vпл  a 3 h H при единичном ударе дроби
энергоемкость серого чугуна СЧ15 составит:
WЭ  a 3 h H  , Дж.
(8)
Согласно расчетно-экспериментальным
данным параметры очага пластической
деформации составили: а = 0,32 мм и
h=1,195 мм. Начальная кинетическая энергия дроби Wо = 0,0526 Дж и значение коэффициента восстановления скорости k =
0,13. Таким образом, оптимальное число
ударов дроби по данной поверхности чугунных колосников в соответствии с выражениями (5)...(8) составило N = 5...6.
Сопоставимость результатов теоретико-экспериментальных исследований при
дробеударном упрочнении чугунных колосников с данными работы [8] подтверждает корректность предлагаемой методики расчета оптимального числа соударений дроби с обрабатываемой поверхностью. Необходимо отметить, что в эксплуатационных условиях число нагружений значительно превосходит расчетное
значение N и при этом деталь сохраняет
работоспособность.
Кажущееся противоречие между такими фактами, как максимальное упрочнение
серого чугуна за 5...6 ударов дроби и длительная работоспособность деталей, объясняется одновременным воздействием
ударов и высоких рабочих температур
(600...800оС). Возникает динамическое
равновесие между накоплением напряжений и их релаксацией в поверхностном
слое деталей. Подобные условия термодинамического взаимодействия способствуют постоянному изменению дислокационной картины, связанной с генерированием,
движением и аннигиляцией дислокаций.
ВЫВОДЫ
1. На базе энергетической теории разрушения поверхности твердого тела и на
основе гипотезы подобия процессов меха-
100
нического разрушения и плавления рассчитана максимальная энергия, которую
может поглотить деформируемый объем
металла при пластической деформации.
2. Выполнено научное обоснование оптимального числа ударов дроби при упрочнении чугунных колосников, обеспечивающих максимальную микротвердость
поверхностного слоя и, следовательно, повышенную износостойкость – основной
критерий работоспособности колосников
для машин первичной обработки хлопка.
3. Возможность аналитического расчета процесса дробеударного упрочнения
чугунов создает основу для прогнозирования эксплуатационных характеристик рабочих органов машин в зависимости от
физико-механических свойств конструкционных материалов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М., Албагачиев А.Ю. Изнашивание при ударе. – М.: Машиностроение, 1982.
2. Гелунова З.М. О явлении перекристаллизации металлов и сплавов при обработке ударными
волнами / В кн.: Высокоскоростная деформация. –
М.: Наука, 1971. С.80...84.
3. Иванова В.С. Усталостное разрушение металлов. – М.: Металлургия, 1963.
4. Сборник задач и вопросов по физике /
Р.А.Гладков, В.Е.Добронравов и др.; под ред.
Р.А.Гладковой. – М.: Наука, 1983.
5. Джураев А.Д., Шин И.Г., Саримсаков Д.А.
Аналитический метод оценки деформационного
упрочнения поверхностного слоя деталей машин
при дробеударном упрочнении // Проблемы текстиля. – 2004, №4. С.65...69.
6. Орлов П.И. Основы конструирования. – В 2-х
т. – Т.1. – М.: Машиностроение, 1988. С.120.
7. Джураев А.Д., Шин И.Г. О коэффициенте
восстановления скорости при ударе твердой сферической частицы о металлическую преграду // Изв.
вузов. Технические науки. – 1995, №1...4.
С.121...129.
8. Абраменко Ю.Е., Албагачиев А.Ю. Ударное
упрочнение чугунов // Вестник машиностроения. –
1988, №4. С.46...48.
Рекомендована кафедрой теории механизмов и
деталей машин. Поступила 04.12.09.
_______________
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
УДК 677.054.845-231.321.2
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ
УРАВНОВЕШИВАНИЯ СИЛ ИНЕРЦИИ
БАТАНА ТКАЦКИХ СТАНКОВ СТБ
RESEARCH OF THE POSSIBILITY
OF BALANCING OF INERTIAL POWER
OF STB LOOMS SLAY
С.В. ЛУШНИКОВ, В.С. КУЗНЕЦОВА, Н.В.СТЕПНОВ
S.V. LUSHNIKOV, V.S. KUZNETSOVA, N.V. STEPNOV
(Московский государственный текстильный университет им. А. Н. Косыгина)
(Moscow State Textile University "A.N. Kosygin")
E-mail: office.msta.ac.ru
Разработана методика проектирования кулирования кулачкового разгружателя уравновешивающей силы инерции, действующие на подбатанный вал ткацкого станка. Применение такого разгружателя позволяет
уменьшить реакции в кинематической паре батанного механизма кулачокролик, снизить неравномерность вращения главного вала станка, а также
уровень шума и вибрации.
The method of designing of a cam unloader balancing inertial power that influences an under-slay shaft of a loom is developed. The application of such unloader allows to decrease reactions in the “cam-roller” cinematic pair, to decrease
irregularity of the loom main shaft rotation, as well as the level of noise and vibrations.
Ключевые слова: батанный механизм, кулачковый разгружатель, силы
инерции, главный вал ткацкого станка, подбатанный вал, дифференциальное уравнение движения, неравномерность вращения главного вала.
Keywords: a slay mechanism, a cam unloader, an inertial power, a loom
main shaft, an under-slay shaft, a differential equation of movement, irregularity of the main shaft rotation.
Как известно, батан ткацких станков
СТБ, обладая значительным моментом
инерции, совершает качательное движение, при котором возникают большие силы
инерции. В результате этого в кинематических парах батанного механизма действуют повышенные нагрузки, а главный вал
ткацкого станка вращается с высокой неравномерностью, доходящей до 20% и более [1], [2]. Повышенная неравномерность
вращения главного вала не только искажает законы движения механизмов ткацкого
станка, но и приводит к повышению уровня шума и вибрации. Для уравновешивания сил, действующих на выходное
звено кулачкового механизма, можно использовать пружинные разгружатели. Существуют патенты на конструкции, использующие пружинные разгружатели для
батанных механизмов ткацких станков.
Схема такого механизма приведена в патенте [3], где пружины присоединены непосредственно к батану (рис. 1).
Допустим, что батан движется по трапециидальному закону при равных углах
поворота кулачка соответствующих прямому и обратному ходу батана φп.х = φо.х.
Корректирующий момент, возникающий
от сил упругости пружины, должен быть
равен нулю Мк = 0 в том положении меха-
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
101
низма, при котором момент сил инерции
батана Мин = 0, угол поворота кулачкового
вала φ = φп.х/2 и угол поворота батана
ψ=ψmax/2.
Из этого условия получаем
c
0
,
c00
(4)
 max
 0   J( max  2 )d,
0
(5)
 max
c00   ( max  2 ) 2 d
0
где ψmax – максимальный угол поворота батана из одного крайнего положения в другое.
Рис. 1
В этом случае при условии симметрии
графика ускорения получаем, что корректирующий момент как для прямого, так и
для обратного хода батана определяется по
формуле:
M к  c(s max  2s) ,
(1)
где с – коэффициент жесткости пружины;
ℓ – расстояние от оси вращения батана до
точки крепления пружины; s = ψℓ перемещение точки крепления пружины. Коэффициент жесткости пружины можно найти
из условия квадратического приближения
функций Мк и момента сил инерции батана
Мин = Js, где J – момент инерции батана
относительно оси вращения. Рассмотрим
обращение в минимум среднего значения
разности:
ΔМ = Мин – Мк.
(2)
Как следует из [4], коэффициент жесткости пружины можно определить из условия минимума интеграла:
Рис. 2
На рис.2 показаны графики момента
сил инерции батана Мин (кривая 1), момента сил упругости пружины Мк (кривая 2) и
момента ΔM, являющегося их разностью
(кривая 3). Как видно из графика момент
сил упругости пружины не уравновешивает полностью момент сил инерции батана,
а кривая их разности ΔМ пересекает координатную ось в шести точках, меняя свой
знак. В результате столько же раз точка
контакта роликов, установленных на коромысле батана, будет переходить с поверхности кулачка на контркулачок, и механизм будет подвергаться ударным нагрузкам.
 max
I   [J  c( max  2 )]2 d . (3)
0
102
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Текущие значения отдаваемой и накапливаемой потенциальных энергий пружины определяем по формулам:


A 0   Mк d, A н 
0
 M d.
к
(6)
 max /2
Коэффициент жесткости пружины кулачкового разгружателя [4]:
Рис. 3
Для полного уравновешивания сил
инерции батана следует применять кулачковые разгружатели (рис. 3) [5]. Кулачок 1
разгружателя устанавливается на подбатанном валу, взаимодействует с пружиной
3 через коромысло 2 и создает корректирующий момент Мк, необходимый для
уравновешивания сил, действующих на
подбатанном валу. Смена знака корректирующего момента при переходе от накопления энергии к ее отдаче (или наоборот) происходит в положении, когда нормаль n - n к профилю кулачка проходит
через центр вращения кулачка. При возвратно-вращательном движении кулачка
разгружателя один и тот же профиль используется как для прямого (движение к
прибою), так и для обратного ходов батана. При симметричном законе движения
батана его силы инерции будут уравновешены полностью.
Если при определении корректирующего момента не учитываются силы сопротивления (чисто инерционная нагрузка), корректирующий момент от сил упругости пружины будет равен моменту сил
инерции батана Мк - Мин.
c
2A max
,
2
2bx max  x max
где b – предварительное натяжение пружины; хmах – максимальное растяжение
пружины; Amах – максимальное значение
накопленной потенциальной энергии.
Перемещение конца пружины 4 (рис. 3)
на участках отдачи и накопления потенциальных энергий:

2 
x    b  (b  x max ) 2  A 0  ,
c


(8)


2
x  b  b2  Aн  .
c


Профиль кулачка разгружателя рассчитывался по известным формулам теории
механизмов [6]. При расчете профиля силы
сопротивления, возникающие во время
прибоя, не учитывались.
Дифференциальное уравнение движения главного вала, при установленном на
подбатанный вал разгружателе, имеет вид:
d
1 2 dJ пр
J ()
 
 M Дпр ()  M Спр ()  M пр
К ( ) ,
d
2
d
пр
где Jпр(φ) = J s1  J б (П '())2 – приведенный
момент инерции станка; M пр
Д ( ) – приведенный момент движущих сил; M пр
С () –
приведенный момент сил сопротивления;
(7)
(9)
M пр
К () – приведенный к главному валу
корректирующий момент; Jб – момент инерции батана относительно оси вращения; JS1 –
момент инерции главного вала и других
элементов ткацкого станка, связанных с
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
103
главным валом постоянным передаточным
отношением. Движущий момент M пр
Д ( )
определялся по формуле Клосса [4].
Приведенный момент сил сопротивления:
МСпр = МС + МприбП'(φ),
(10)
где Мс – момент сопротивления движению, зависящий от трения в кинематических парах механизмов станка и от трения
между рабочими органами и элементами
системы заправки. Момент сопротивления
Мприб, возникающий во время прибоя
уточной нити к опушке ткани, определяется в соответствии с рекомендациями [7].
При изменении частоты вращения
главного вала по сравнению с проектной
частотой, для которой рассчитывался кулачковый разгружатель, изменяется и коэффициент неравномерности. Как показывают расчеты, при увеличении частоты
вращения n1 =350 об/мин коэффициент неравномерности увеличивается до δ = 8%,
при n1 = 400 об/мин составляет δ = 12%.
При снижении частоты вращения до n1=
=250 об/мин неравномерность составляет
δ= 5%. Эти показатели значительно ниже,
чем коэффициент неравномерности главного вала δ = 22%, определенный для тех
же исходных данных при отсутствии кулачкового разгружателя.
В Ы В О Д Ы
Разработана методика проектирования
кулачкового
разгружателя,
устанавливаемого на подбатанный вал ткацкого
станка типа СТБ, позволяющего полностью уравновесить силы инерции батана, значительно уменьшить реакции в паре
ролик-кулачок, снизить неравномерность
вращения главного вала ткацкого станка.
Рис. 4
Решение дифференциального уравнения
вращения главного вала (9) показывает, что
при использовании разгружателя неравномерность вращения главного вала значительно снижается. На рис. 4 показаны графики угловой скорости главного вала ткацкого станка на участке работы батанного
механизма. Кривая 1 получена в предположении, что уравновешивание сил инерции
батана происходит с использованием пружинного разгружателя (рис. 1) [3], а кривая
2 – для кулачкового разгружателя (рис. 3)
[5]. В 1-м случае коэффициент неравномерности составляет δ = 9%, во 2-м δ = 2,5%.
Расчет выполнялся для ткацкого станка
СТБ-216 с асинхронным электродвигателем 4А80В4УЗ мощностью N = 2,2 кВт;
JS1 = 0,3 кг∙м; Jб = 0,39 кг∙м2; номинальная
частота вращения главного вала
n1=300 об/мин; технологическая нагрузка
Мс = 50,7 Н ∙ м; Мприб = 680 Н∙м – для камвольной костюмной ткани арт. 2268.
104
ЛИТЕРАТУРА
1. Орнатская В.А., Кивилис С.С. Проектирование и модернизация ткацких машин. – М.: Легпромбытиздат, 1986.
2. Технические средства и методы виброакустической диагностики оборудования текстильной
и
легкой
промышленности
/
Под
ред.
В.А. Климова. – М.: Легпромбытиздат, 1993.
3. Амман Ш., Гассай Л., Штирнеманн А. Патент РФ №2091523. Устройство для выравнивания
мощности в батанном механизме ткацкого станка и
ткацкий станок, содержащий это устройство. МПК6
D03 D49/60. Опубл. 27.09.1997.
4. Левитский Н.И. Колебания в механизмах. –
М.: Машиностроение, 1988.
5. Лушников С.В., Белый М.А., Степнов Н. В.
Патент на полезную модель РФ № 99486. Батанный
механизм с кулачковым разгружателем. Опубл.
20.11.2010. Бюл. №32.
6. Теория механизмов и механика машин/ Под
ред. К.В. Фролова. – М.: Высшая школа, 2001.
7. Коритысский Я. И. Динамика упругих систем текстильных машин. – М.: Легкая и пищевая
промышленность, 1982.
Рекомендована кафедрой теории механизмов,
приборов и машин. Поступила 01.09.11.
_______________
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
УДК 677.057.615.1
УСТАНОВЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТЕЙ ПРОГИБА ВАЛА
ОТ ПАРАМЕТРОВ ЗОНЫ КОНТАКТА
ESTABLISHMENT OF THE SHAFT CRIPPING DEPENDENCES
FROM THE PARAMETRES OF A CONTACT ZONE
А.Н. МАРИНИН,Ю.Г. ФОМИН, А.Г. СВИРИДОВ, И.А. СВИРИДОВ
A.N. MARININ, JU.G. FOMIN, A.G. SVIRIDOV, I.A. SVIRIDOV
(Ивановская государственная текстильная академия)
(Ivanovo State Textile Academy)
E-mail: [email protected]
Работа посвящена исследованию прогиба валов и параметров зоны контакта отделочных машин, предназначенных для реализации различных
технологических процессов обработки ткани: отжима, шлихтования, каландрирования, плюсования и др. В работе установлена зависимость прогиба вала от параметров зоны контакта на основе полученных данных о
деформации на каждом его участке по методике фотоупругости [2], что
позволяет выявить конструктивные недостатки валов и неточности
монтажа.
The paper is devoted to the research of the shafts cripping and parametres of a
contact zone of the finishing machines intended for the realization of various
technological processes, etc. The dependence of a shaft cripping on the parametres
of a contact zone on the basis of the received data on deformation on each of its
zone by a photoelasticity technique that allows to reveal constructive lacks of shafts
and an installation discrepancy has been established in the paper.
Ключевые слова: валковый модуль, прогиб вала, полная нагрузка на
поверхности контакта, интенсивность нагрузки, ширина площадки контакта.
Keywords: a roll module, a shaft cripping, a full loading on a contact surface, loading intensity, width of a contact deck.
Валковые модули текстильных отделочных машин предназначены для реализации различных технологических процессов обработки ткани: отжима, шлихтования, каландрирования, плюсования и др.
Конструктивно валковый модуль представляет собой валковый механизм, в котором один из валов имеет эластичное покрытие. Под действием нагрузки в зоне
контакта валов возникает местная деформация, обусловливающая появление площадки контакта определенной ширины.
При идеальной упругости материалов
нормальное контактное напряжение по
ширине площадки распределяется по эл-
липтическому закону. Для реальных материалов, обладающих свойствами упругости, вязкости и пластичности, закономерность распределения напряжений отличается от эллиптической. Прогиб валов под
действием рабочей нагрузки приводит к
неравномерному распределению ее интенсивности вдоль оси вала и значительно
влияет на конечные свойства технологического продукта [1].
Определение закономерности распределения нагрузки и кривой прогиба оси
вала на основе полученных данных о деформации на каждом его участке по методике фотоупругости [2] позволяет вы-
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
105
явить конструктивные недостатки валов и
неточности монтажа.
Для выявления закономерности распределения нагрузки исследуемый вал
разделялся на n участков, к каждому из
которых приложена равнодействующая
элементарная сила dP. Исследуемый участок вала представлен на рис. 1.
контакта разлагается на нормальную dN и
касательную dT составляющие:
dN  dP cos  ; dT  dP sin  .
Отсюда распределение нормальных и
касательных напряжений по дуге контакта:
dN
R f 1  cos  
n
 к0
1 

dFк
 
cos  
dT
R f 1  cos  
t
 к0
1 

dFк
  cos  
f 1
cos 2  ,
(2)
f 1
sin  cos  , (3)
где α – половина угла контакта; γ – угол,
определяющий положение элемента.
При одной нагрузке, но различных
свойствах покрытия или обрабатываемого
материала среднее напряжение на поверхности контакта и длина дуги контакта неодинаковы. Выражение для полной нагрузки на поверхности контакта имеет вид:
Рис. 1
Длина каждого исследуемого участка
определяется по графической зависимости
деформации от ширины вала, полученной
в результате проведенного эксперимента
на лабораторном каландре КЛ-2/20 по методике [2]. Участок выбирается так, чтобы
на протяжении его длины деформация изменялась в небольших пределах (рис. 2).
dP 
Рис. 2
Элемент покрытия (рис. 1) деформируется силой dP, которая на поверхности
EF


EBn R 2 
2
B2n
4 , (4)
где Bn – ширина площадки контакта n участка, мм; R – радиус вала, мм.
Интенсивность нагрузки на n исследуемом участке определена по следующей
зависимости:
qn 
106
(1)
EF

x n
EBn R 2 
2x n
B2
4 ,
(5)
где xn – длина контролируемого n участка,
мм.
С помощью метода профессора Б.Н.
Жемочкина с учетом выражений (4), (5)
получена зависимость прогиба от деформации эластичного покрытия вала:
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
B2n
xn
4
(x  a )2
E n Bn R 2 
EI y  EI0  EI0
E n Bn R 2 

B2n
4 (x  a )3
n
2
x

1!
k

E n Bn R 2 
2
B2n
xn
4
(x  a ) 4
n
k
,
4!
где E – модуль упругости материала вала;
y – прогиб сечения вала на расстоянии x от
начала координат; y0 и θ0 – прогиб и угол
поворота сечения вала в начале координат;
aк – расстояние от начала координат до начала действия данного силового фактора;
Δℓn – деформация n участка эластичного
покрытия вала; Bn – ширина площадки
контакта валов; R – радиус вала с эластичным покрытием; xn – расстояние от начала
отчета до n участка вала.
Выразим деформацию эластичного покрытия вала геометрически.
На рис. 3 изображена валковая пара каландра лабораторного КЛ-2/20, на примере
которой определим зависимость ширины
площадки контакта от прогиба вала.
2
k
2!

3!
n
2
Рис. 3
2
 2   R   B 2     2 ,
R1  R 2  R 12  B
2
2
где R1,R2 – радиусы первого и второго вала
соответственно, мм; B – ширина площадки
контакта, мм; Δℓр – деформация эластич-
 м 
р
(7)
м
ного покрытия вала, мм; Δℓм – деформация
вала (прогиб вала), мм.
2
2
 2   R   B 2    .
R1  R 2  R12  B
По результатам проведенных экспериментов и расчетов определены: нагрузка
на вал, интенсивность распределенной нагрузки, ширина площадки контакта и деформация эластичного покрытия в n участках. Полученные данные позволяют в
полном объеме описать процессы, происходящие при обработке материала. На основании этого составлен комплекс мероприятий, необходимых для повышения качества обработки ткани в условиях экс-
(6)
2
2
2
р
(8)
плуатации машин. С учетом проведенного
анализа данных определены направления
развития и модернизации валкового оборудовании на стадии проектирования для
повышения производительности и качества обработки. Разработана новая конструкция малопрогибного вала, и получен
патент на полезную модель [3]. В ходе лабораторных испытаний малопрогибного
вала в составе лабораторного каландра
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
107
КЛ-2/20 получены результаты измерений
прогиба с помощью методики [2].
Лабораторные испытания показали, что
максимальный прогиб вала с рабочей шириной 200 мм составляет 0,0017 мм. По
результатам измерений получена кривая
прогиба вала (рис. 4).
Рис. 4
ВЫВОДЫ
1. Установлены зависимости прогиба
вала от параметров зоны контакта и разработана новая конструкция малопрогибного вала.
2. В результате лабораторных испытаний на основании метода фотоупругости
и лазерного устройства определен прогиб
представленного вала на 12 участках и его
максимальная величина – 0,0017 мм.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бельцов В.М. Оборудование текстильных отделочных предприятий. – СПб: СПбГУТД, 2001.
2. Маринин А.Н., Фомин Ю.Г., Свиридов А.Г.
Оценка деформации эластичного покрытия наборного вала // Изв. вузов. Технология текстильной
промышленности. – 2001, №1. С. 83...86.
3. Патент на полезную модель № 94234 МПК
D06С 15/08. Отжимной вал для машин отделочного
производства / Фомин Ю.Г., Свиридов И.А., Маринин А.Н., Свиридов А.Г.; заявитель и патентообладатель Ивановская государственная текстильная
академия. – № 2010100570/22; заявл. 11.01.2010;
опубл. 20.05.2010, Бюл. № 14 – 2е.: ил.
Рекомендована кафедрой проектирования текстильного отделочного оборудования. Поступила
30.05.11.
_______________
УДК 677.054.823.7
ДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УСТРОЙСТВА
ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ НИТЕЙ ОСНОВЫ
DYNAMIC ANALYSIS
OF THE WARP TENSION EQUALIZING DEVICE
Д.А. ПИРОГОВ, В.А. СУРОВ
D.A. PIROGOV, V.A. SUROV
(Ивановская государственная текстильная академия)
(Ivanovo State Textile Academy)
E-mail: [email protected]
В работе приводится динамический анализ устройства, реализующего
способ выравнивания натяжения нитей основы по ширине заправки. В соответствии с разработанной динамической моделью устройства предложены и решены математические модели задач о собственных и вынужденных колебаниях устройства. Разработанная методика позволяет определить характеристики колебательных процессов элементов устройств.
This paper represents the dynamic analysis of the warp tension equalizing device. The mathematical models of the problems concerning the device own and
forced vibrations are offered and solved in accordance with the developed dynamic
model of the device. The developed method allows to define the characteristics of
vibration processes of the device elements.
108
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Ключевые слова: динамический анализ, выравнивание натяжения нитей основы.
Keywords: a dynamic analysis, equalizing of warp tension.
В работе [1] предложен способ для выравнивания натяжения нитей основы по
ширине заправки. Для реализации данного
способа предлагается установить на металлоткацкий станок в зоне навой – перед-
ний пруток дополнительное техническое
средство (рис. 1-а). На рис. 1 представлена
конструктивная схема и динамическая модель устройства для выравнивания натяжения нитей основы.
Рис. 1
Устройство осуществляет единовременный зажим всех основных нитей (2) с
одинаковым регулируемым усилием, за
счет чего создается одинаковое сопротивление трения нитей по поверхности пластинок (1). Перед прибоем уточной нити
устройство перемещается в рабочем состоянии со сжатыми пластинками на определенную величину в сторону, противоположную подаче – от опушки ткани, воздействуя на нити основы. Натяжение нитей основы при этом в зоне устройство –
опушка увеличивается, а в зоне навой –
устройство уменьшаться. Если при этом
натяжение в зоне устройство – навой будет
падать до нуля, то в зоне формирования
ткани оно будет определяться только силами трения нитей о пластинки устройства.
Целью динамического анализа в данном случае является определение времени
срабатывания устройства и характера
изменения усилия сжатия пластин, а
следовательно, и сил трения в паре нить –
пластина, с учетом упругих свойств
элементов конструкции.
Для решения поставленной задачи конструкцию механизма (рис. 1-а) представим
в виде динамической модели (рис. 1-б), где
m1 – приведенная масса передаточного ме-
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
109
ханизма, состоящего из якоря (4) электромагнита (3), рычагов (5), (6) и шатуна (7),
ползуна (10) (рис. 1-а); m2 – масса прижимной шайбы (9); с – коэффициент жесткости упругой связи (8); EF – жесткость
стержня с распределенными параметрами,
эквивалентная жесткости пакета пластин
Sп (рис. 1-а); ℓ – длина стержня, равная заправочной ширине.
Уравнения собственных колебаний
данной системы имеют вид:
2

 x1
 c[x1  u(, t)]  0,

2
t
 .(1)
2 u(,t)
u(,t)
m2
 EF
 c[x1  u(, t)]  0,
t 2
x

Продольные колебания стержня с распределенными параметрами описываются
уравнением:
2
2 u
2  u

a
,
t 2
x 2
(2)
решение которого имеет вид u=X(x)T(t). Так
как в рассматриваемой модели: u(x=0)=0 то
 x
u(x, t)  Asin  p  T(t) ,
 a
(3)
m1
где u(ℓ, t) – продольное перемещение концевого сечения эквивалентного стержня;
u ( ,t )
EF
– продольная сила в концевом
x
сечении эквивалентного стержня.
где T(t) – функция времени; A – амплитуда
колебаний; p – собственная частота колебаний; x – координата сечения стержня; a –
скорость распространения волны в упругой среде.
Полагая x1 = BT(t), систему уравнений
(1), можно представить в виде
 
(c  p2 m1 )B  cAsin  p   0,
 a



.
 P    2
 
  

 EF a cos  p a   p m2 sin  p a   csin  p a   A  cB  0,
 
 
 


откуда получаем частотное уравнение^
 p2  
EF  2  [c  m1p 2 ]
 a 
,
[c  m1p 2 ][c  m 2 p 2 ]  c
ние вынужденных колебаний системы
имеет вид
(5)

где   p .
a
Искомые значения собственных частот
pi найдем, применяя численные методы
решения, по аналогии с [2].
Вынужденные колебания системы обусловлены силовым возмущением. Уравне-

2 x1
m1 2  c[x1  u(, t)]  F(x),

t

 (6)
2
 u (,t)
u(,t)
m2

EF
 c[x1  u(, t)]  0,
2
t
x

2
где F(x)=a1+b1sя+c1sя – приведенное усилие со стороны электромагнита в зависимости от перемещения якоря. Функция
F(x) получена методом интерполяции по
паспортным данным электромагнита.
Имея в виду, что
p
 p 
cos  
u ( ,t)
 X '(x)  a
 a   u(, t) p ctg  p 
 u(, t) 

 
x
a
 pl 
 a 
 x(x) 
sin  
a
110
(4)
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
и обозначая для краткости x2=u(ℓ, t) систему уравнений (6) можно представить в
виде
2 x1 F(x) c

 (x1  x 2 ),
t 2
m1 m1




2
 x2
EF p  p  c
 x2
ctg    (x 2  x1 ),
2

t
m2 a  a  m2
(7)
Система уравнений (7) решается, например, с помощью математической лаборатории Matlab 6.5 и интегрированного в
программу решателя ODE45, реализующего одношаговые явные методы РунгеКутта 4 и 5-го порядка [3].
Вычисления производились при следующих базовых значениях исходных величин: с = 900 Н/м; EFпр = 1,47 Н/м;
m1=0,650 кг; m2 = 0,4 кг.
Рис. 3
Существенное влияние на время
срабатывания
устройства
оказывет
коэффициент жесткости пружины c, что
говорит о том, что его подбором возможно
регулирование времени срабатывания
устройства (рис. 3 – зависимость
изменения
времени
сработывания
устройства от величины жесткости
пружины с).
Так же на время срабатывания влияют
величины масс m1 m2. На рис. 4 показаны
зависимости перемещения прижимной
шайбы в зависимости от ее массы m2.
Кривые показывают, что при увеличении
инерционных характеристик устройства
время сжатия пластинок увеличивается.
Рис. 2
Кривые на рис. 2 показывают зависимость перемещения масс m1 и m2 от значения функции F(x), которое изменяется от
начального 71 (Н) до номинального 45 (Н).
Кривая (4) на рис. 2 показывает, что
прижимная шайба проходит расстояние до
полного сжатия пакета паластин за время
tc=0,82∙10-3, что отвечает технологическим
требованиям.
110
Рис. 4
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
ЛИТЕРАТУРА
ВЫВОДЫ
1. В соответствии с разработанной
динамической моделью устройства предложены и решены математические модели
задач о собственных и вынужденных колебаниях устройства.
2. По разработанной методике определены зависимости перемещения масс m1
и m2, характер изменения усилия прижима
и время срабатывания устройства.
3. Существенное влияние на время
срабатывания
устройства
оказывают
жесткость упругогого элемента с и
величины масс m1 и m2.
1. Пирогов Д.А., Суров В.А. Регулирование
натяжения основных нитей на металлоткацком
станке СТР-100М-0,2 // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. – 2010, №2.
2. Коритысский Я.И. Колебания в текстильных машинах. – М.: Машиностроение, 1973.
3. Чен К., Джиблин А. MATLAB в математических исследованиях: Пер. с англ. – М.: Мир,
2001.
Рекомендована кафедрой проектирования текстильных машин. Поступила 06.10.11.
_______________
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
111
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
УДК 66.011
ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
НИЗКОНАПОРНЫХ ГИДРОЦИКЛОНОВ
HYDRODYNAMIC CHARACTERISTICS
OF LOW PRESSURE HYDROCYCLONES
Л.М. КОЧЕТОВ, Б.С.САЖИН, М.П.ТЮРИН
L.M. KOCHETOV, B.S. SAZHIN, M.P. TJURIN
(Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина)
(Moscow State Textile University "A.N. Kosygin")
E-mail: [email protected]
Предложена математическая модель открытого низконапорного гидроциклона, позволяющая оценить потери напора в гидроциклоне в условиях
потока вязкой жидкости. Присутствие тонкодисперсных твердых частиц
не оказывает существенного влияния на гидродинамику гидроциклона.
Приведены профили окружных и осевых скоростей.
The mathematical model of an opened low pressure hydrocyclone allowing to
estimate the pressure losses in a hydrocyclone in a viscous fluid flow. The presence
of fine particulate matter does not significantly affect the hydrodynamics of a
hydrocyclone. The profiles of radial and axial velocities are presented herein.
Keywords: a mathematical model, a hydrocyclone, the loss of pressure, dispersion system.
Ключевые слова: модель математическая, гидроциклоны, потери напора, дисперсные системы.
Низконапорные (открытые) гидроциклоны могут использоваться для предварительной очистки воды от взвешенных
твердых частиц, мелких волокон, а также
эмульгированных масел или жиров, в процессах промывки, отделки или крашения
волокон или тканей. Гидроциклон, представленный на рис. 1 (принципиальная
схема открытого гидроциклона и профили
скоростей: 1 – вход воды; 2 – выход воды;
3 – вывод шлама; 4 – шламосборная часть
гидроциклона; 5 – маслоуловитель; 6 – переливной порог; vφ – осевые скорости; vz –
аксиальные скорости), имеет вертикальный
цилиндроконический корпус, снабженный
одним или двумя тангенциальными каналами для подачи очищаемой жидкости,
патрубком 2 для выхода очищенной жидкости, маслоуловительным кольцом 5 и
переливным порогом 6. Отделенный дис-
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
113
персный материал оседает в виде шлама в
коническую часть 4 гидроциклона, откуда
периодически удаляется через патрубок 3.
Для низконапорных гидроциклонов харак-
терно соотношение r0≤0,5R (где r0 – радиус
центрального выходного отверстия аппарата; R – радиус камеры).
Рис. 1
В рассматриваемых аппаратах, предназначенных, главным образом, для очистки
воды [1], [2], движение потока жидкости
может рассматриваться как трехмерное,
характеризующееся наличием радиальной
vr, осевой vz и окружной составляющей
скорости vφ.
В гидроциклонах, в отличие от циклонных пылеуловителей, плотности жидкостной фазы и твердых частиц являются величинами одного порядка, поэтому присутствие твердой фазы не вносит существенных искажений в картину движения
высоковязкого потока жидкости. Характер
распределения окружных скоростей однофазного жидкостного потока в основном
объеме гидроциклона можно получить,
рассматривая движение закрученного вихря от периферии к центру. При этом предполагается, что течение газа имеет осесимметричный характер. На основании
теории турбулентных течений может быть
получено выражение:
v  Cr k ,
(1)
где r – радиус рассматриваемой точки по
отношению к геометрической оси аппарата; k – показатель степени, зависящий от
вязкости потока, а также от геометрических размеров и соотношений аппарата.
114
Величина k может быть определена из
соотношения:
k
vr r
1 ,

(2)
где ν – коэффициент кинематической вязкости ламинарного потока; ζ – усредненный коэффициент турбулентной вязкости.
На основании экспериментальных исследований k ≈ 0,5-0,7.
Окружные скорости потока возрастают
от периферии к центру, достигая максимальных значений при r = rm; где rm – радиус кольцевой зоны внутри центрального
отверстия, где окружные скорости газа
достигают максимальных значений, rm=m
r0; Обычно m ≈0,9-1. На основании экспериментальных данных можно принять
 0 ,1
m≈  R / r0  .
В центральной зоне аппарата (при r≤rm)
характер движения газового потока изменяется и преобразуется в квазитвердое
вращение. Для этой зоны, как следует из
уравнения (2), при (ζ+ν) →∞, k=−1 и уравнение (1) приводится к виду:
v  Сr .
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
(3)
Экспериментально установлено, что
даже при наличии лишь одного тангенциального входа распределение скоростей
жидкости в аппарате является осесимметричным.
Учитывая осесимметричный характер
течения газа и принимая линейный характер распределения радиального стока по
высоте гидроциклона, можно получить закон распределения радиальных скоростей
жидкости:
v r r  A  const .
(4)
Постоянные А и С определяются из условий:
A  v rR R 
p  pВХ  pОБ  pВЫХ .
V(H  z)
,
H 2
(5)
C  v(R)R k  
V k
R .
S
где V – расход жидкости; Н – высота рабочей зоны гидроциклона; z – осевая координата рассматриваемой точки, считая от
тангенциального канала; ∑S – суммарное
сечение тангенциальных каналов; ε – коэффициент, учитывающий снижение скорости потока газа непосредственно после
выхода из тангенциального канала.
В аппаратах циклонного типа коэффициент ε ≈ 0,6-0,9; он зависит от отношения
суммарной площади тангенциальных каналов к площади поперечного сечения камеры, ΣSвх/Sк. При уменьшении этого соотношения коэффициент ε уменьшается.
Величину ζ в уравнении (2) можно оценить по уравнению:
  R vR vrR ,
(6)
где vφR и vrR – соответственно окружная и
радиальная скорости на уровне r = R; β –
константа пути смешения турбулентного
потока:
  0, 01  0,55 vrR / vR .
Используя формулы (2), (6). (7), можно
рассчитать значение k. Профили скоростей
жидкостного потока в гидроциклоне приведены на рис. 1.
Потери напора в гидроциклоне определяются расходом газа и геометрическими
соотношениями аппарата. При этом при
постоянных геометрических размерах и
соотношениях камеры зависимость потерь
напора от расхода жидкости носит квадратичный характер.
Полные потери напора складываются
из потерь напора непосредственно при
входе потока в аппарат ΔPвх, потерь напора
в объеме аппарата ΔPоб и потерь напора
при выходе потока газа из аппарата ΔPвых:
(7)
(8)
Относительная доля каждой из указанных составляющих зависит от геометрических соотношений камеры, в первую очередь, от относительного размера выходного отверстия, r0/R, поскольку именно в выходном отверстии окружные скорости достигают максимальных значений. Полные
потери напора в камере определяются по
уравнению:
p  
v 12
,
2g
(9)
где v1  V / S – скорость жидкости в тангенциальном канале; ρг – плотность жидкости; ξ – общий коэффициент сопротивления, который является суммой частных коэффициентов (входа в гидроциклон ξвх;
свободного объема гидроциклона ξоб; выхода из гидроциклона ξвх):
  вх  об  вых .
(10)
Потери напора при входе в камеру связаны прежде всего с турбулентными завихрениями, обусловленными расширением газовой струи, выходящей из тангенциального сопла. Эта величина может быть
определена по соотношению:
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
115
 p вх  (1   2   1 )
v 12
v2
 г   вх 1  (11)
2
2
Г
где  вх  (1   2   1 ) ; ξ1 – коэффициент
местного сопротивления тангенциального
канала.
Оценку потерь напора в объеме гидроциклона можно осуществить при рассмотрении равновесия дугового элемента потока, вращающегося в камере. На дуговой
элемент действуют силы: центробежная,
направленная от центра к периферии камеры, и сила, обусловленная градиентом статического давления газа, направленная от
центра к периферии. Условие равновесия
этих сил можно отобразить уравнением
1
dp  v2 .
r
ОБ
(12)
Г
Используя уравнение (1), характеризующее распределение окружных скоро-
p
дин
ОБ
дин
pОБ  рст
ОБ  р ОБ   ОБ
ОБ 
 Г v12
,
2
  R 2k  h2  1 1 
 1    12  2  2  .
  r0   4  R r0 
2
(16)
Анализ полученного уравнения показывает, что последнее слагаемое данного
уравнения мало по сравнению с первыми
двумя; пренебрегая его значением, можно
привести уравнение (16) к более простому
виду:

 1  k   R 

.
ОБ   

1



 k   r0 

(13)
Интегрирование уравнения (14), с учетом соотношения C  v1R k , позволяет получить выражение, характеризующее распределение статических давлений в объеме
гидроциклона (в области r0 ≤r ≤ R), при
этом можно получить:
Г 2 v12 R 2k  1
1 
p  pR  pr 
 2k  2k  . (14)
2k
 r0 R 
ст
об
Перепад динамического напора, обусловленного разницей скоростей жидкости
(в той же области объема гидроциклона
R≥ r ≥r0):
(15)
На уровне центрального выходного отверстия гидроциклона окружные скорости
потока достигают максимальных значений:
Величина радиальных скоростей газа
на радиусе центрального отверстия r=r0,
для уровня z=H/2 согласно уравнениям (4),
(5) составит:
vr0 
v S
V
 1
.
2  Hr0
2 Hr0
(17)
(19)
Величина осевых скоростей газа в центральном отверстии составит:
vz0 
2k
116
ГС2
dr .
r 2k 1
v m  v1 (R / rm ) k  v1 (R / mr0 ) k . (18)
2 R 2k  1
1 
 2k  2k  +
k  r0
R 
2
dp ОБ 
2k
1
Г 2 v12   R   h12  1 1  Г v12
2
2

 Г (vR  v0 ) 
1    
  
2
2   r0   42  R 2 r02  2


Полные потери напора в объеме камеры:
где
стей однофазного потока, можно преобразовать уравнение (12) к виду:
v S
V
 1 2 .
2
 r0
r0
(20)
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Абсолютная скорость газа на уровне
выходного отверстия:
v 0  (v m 2  v r 0 2  v z0 2 )0,5 .
(21)
Тогда потери напора в выходном створе составят:
p вых   вых
2k
 Г v12
,
2
2
(22)
ВЫВОДЫ
2
 R 
 S   S 
где вых   
.
 
 
2 
 mr0 
 2Hr0   2r0 
2
Учитывая, что величина второго и
третьего слагаемых уравнения пренебрежимо мала по сравнению с первым, получим:
2k
вых   2  R / mr0  .
тельно, доля потерь наиболее значительна.
Условия входа оказывают значительно
меньшее влияние на общую величину потерь напора.
Эффективность
улавливания
по
фракциям для гидроциклона может быть
оценена с помощью функции нормального
логарифмического
распределения
с
помощью методики, изложенной в работе [3].
(23)
1. Предложена математическая модель
открытого низконапорного гидроциклона,
позволяющая оценить потери напора в
гидроциклоне в условиях течения однофазного потока вязкой жидкости. Получены расчетные соотношения для оценки потерь напора для отдельных участков гидроциклона. Установлено, что основная доля потерь напора, более 60%, приходится
на участок выхода из гидроциклона, где
окружные скорости достигают максимальных значений.
2. Показано, что присутствие тонкодисперсных твердых частиц в потоке жидкости не оказывает существенного влияния
на гидродинамику гидроциклона.
3. Приведены профили окружных и
осевых скоростей в гидроциклоне.
ЛИТЕРАТУРА
Рис. 2
На рис. 2 представлены расчетные зависимости относительных потерь напора: 1
– ΔРвх, 2 – ΔРоб и ΔРвых в гидроциклоне от
отношения R/r0 . Расчеты были выполнены
для значений ε =0,9 и k =0,5.
Видно, что с уменьшением диаметра
выходного отверстия (увеличением отношения R/r0 ) доля потерь напора при входе
газа в гидроциклон уменьшается, тогда как
доля потерь напора в объеме и при выходе
возрастают. При этом 60...70% общих потерь напора приходится на выходной створ
гидроциклона, поскольку в этом месте камеры окружные скорости потока достигают максимальных значений, а следова-
1. Сажин Б.С., Кочетов Л.М., Белоусов А.С.
Удерживающая способность и структура потоков в
вихревых аппаратах // Теоретические основы
химической технологии. – 2008, №2.
2. Сажин Б.С., Гудим Л.И., Кочетов Л.М.
Экологическая безопасность технологических
процессов. ─ М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2007.
С. 391.
3. Кочетов Л.М., Сажин Б.С., Сажин В.Б., Тюрин М.П. Оценка эффективности разделения суспензий в низконапорных гидроциклонах // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. –
2010, №4. С.107…111.
Рекомендована кафедрой процессов и аппаратов химической технологии и безопасности жизнедеятельности. Поступила 06.10.11.
_______________
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
117
УДК 677.057.434
СИНТЕЗ ЯЧЕЕЧНОЙ МОДЕЛИ МАССООБМЕНА
В ПРОЦЕССЕ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА
РАСПРЕДЕЛЕННЫМ ДАВЛЕНИЕМ
THE SYNTHESIS OF A MASS TRANSFER CELL MODEL
IN THE PROCESS OF A FIBROUS MATERIAL DEHYDRATION
BY DISTRIBUTED PRESSURE
С.В. ЕРШОВ, Е.Н. КАЛИНИН
S.V. ERSHOV, E.N. KALININ
(Ивановская государственная текстильная академия)
(Ivanovo State Textile Academy)
Е-mail: [email protected]
Разработана ячеечная модель процесса массообмена при механическом
воздействии на текстильный материал в валковом устройстве, дающая возможность определения зависимости между остаточной влажностью текстильного материала и входными параметрами процесса обезвоживания.
The cell model of the process of mass transfer under mechanical action on the
textile material in a roll, making it possible to determine the relationship between
residual moisture content of a textile material and the input parameters of the process of dehydration, has been developed.
Ключевые слова: динамический режим нагружения, массообмен, капиллярно-пористая структура, валковое устройство, ячеечная модель.
Keywords: dynamic loading conditions, mass transfer, a capillary-porous
structure, the roller unit cell model.
Целью математического моделирования обезвоживания является установление
связи между остаточной влажностью текстильного материала и основными параметрами процесса. Традиционно процесс
механической обработки длинномерного
материала распределенным давлением в
валковых устройствах осуществляется в
статическом режиме нагружения при постоянной технологической нагрузке. При
динамическом режиме нагружения в потоке жидкости, движущейся через капиллярно-пористую структуру текстильного материала, возникают кавитационные явления и явления гидравлического удара, которые повышают эффективность обезвоживания. Разработанная нами модель описывает фильтрацию жидкости в ткани при
статическом режиме нагружения и является первой стадией моделирования обезвоживания при динамическом режиме нагружения валов.
118
Традиционно теоретической основой
исследований в этой области являются:
дифференциальные уравнения массопереноса; трехфазная структура ткани, состоящая из твердых частиц, связанной и свободной воды; контактная задача, описывающая процесс напряженно-деформированного состояния системы и другие
факторы, существенно влияющие на технологический процесс механической обработки текстильного материала. Возможность получения аналитических решений
этой задачи связана с введением весьма
существенных допущений, с дискретизацией процессов в пространстве и во времени, что существенно снижает универсальность таких моделей и алгоритмов
расчета, а также точность прогнозирования выходных параметров исследуемых
явлений. Имеющийся в практике метод
ячеечного подхода [1], основанный на тео-
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
рии цепей Маркова, дает возможность
корректного решения представленной задачи и позволяет создать модель процесса
механической обработки текстильного материала, применимую в широком диапазоне параметров исследуемой системы.
Основные элементы модельного представления процесса механического обезвоживания текстильного материала показаны на рис. 1. Обрабатываемый материал
проходит через отжимную пару валкового
устройства. Между валами установлен зазор hmin, величина которого меньше толщины hтк ткани в свободном состоянии.
Ткань состоит из твердых частиц (скелета),
связанной и свободной воды. Скелет ткани
считается абсолютно упругим. В зоне контакта валов с тканью на последнюю действуют гидравлическое давление Н=Н(х),
характеризующееся
фильтрационными
свойствами ткани, скоростью ее проводки
и геометрией зоны контакта, и давление
сжатия Р=Р(х), которое определяется величиной силы прижима валов отжимного
устройства.
Переход к ячеечной модели связан с
пространственно-временной дискретизацией процесса. Длина зоны контакта валов
с текстильным материалом, заключенная
между сечениями a-a и с-с (рис. 1), то есть
тот участок, на котором непосредственно
происходит удаление влаги, разбивается на
m ячеек идеального смещения одинаковой
длины Δx, все параметры которых равномерно распределены в своем объеме. В некоторый момент времени распределение
частиц жидкости вдоль длины контактной
полоски текстильного материала представлено вектором-столбцом массы жидкости в ячейках:
W 
 1
W 
 2
 ... 
,
W
W 
 j


 ... 


 Wm 
(1)
где Wj – влагосодержание в рассматривае-
мой ячейке; j – номер рассматриваемой
ячейки.
Переход из одного состояния в другое
происходит через промежуток времени
одного перехода Δt, который принимается
достаточно малым для того, чтобы частицы жидкости в течение перехода могли
переместиться из данной ячейки только в
соседние, но не далее. В течение любого
отдельно взятого перехода i распределение
влаги в текстильном материале вдоль длины зоны контакта составляет величину Wi,
которое через время Δt изменяется и становиться равным Wi+1. Оба этих состояния
связаны матричным равенством:
Wi1  PWi ,
(2)
где Р – переходная матрица
p
0 ...
0
p
 s1 b2
p
p
p
...
0
s2 b3
 f1
 0 p
p
...
0

f2 s3

...
... ...
...
 ...
P 
0
0 ... p 
 0
s m2

 0
0
0 ... p 

f  m2

 0
0
0 ...
0


0
0 
0
0 
0
0 
...
... 
p 
b m1
0 


(3)

,

p
p 
s m1 bm

p
f  m1
psm 

а psj, pfj, pbj – вероятности остаться в j-й
ячейке и перейти вперед и назад соответственно, каждая из которых должна удовлетворять условию 0≤p≤1, а их сумма
должна быть равна единице.
Пусть частицы жидкости движутся в
капиллярно-пористой структуре текстильного материала со скоростью Vж, а коэффициент их макродиффузии, характеризующий собой самопроизвольное перемещение частиц жидкости, приводящее к выравниванию их концентраций по всему занимаемому объему, равен D. Тогда вероятности перемещения влаги из одной
ячейки в последующую и предыдущую
составляют соответственно:
p  v  d,
f
p  d,
b
(4)
где
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
119
(5)
t
t
vV
, dD
,
ж x
x 2
Схема ячеечного представления процесса механического обезвоживания текстильного материала распределенным давлением и структура матрицы переходных
вероятностей представлены на рис. 1 (1, 2
– валы отжимного устройства; 3 – обрабатываемый текстильный материал; 4 –
твердый скелет ткани; 5 – свободная влага).
При моделировании рассматриваемого
процесса, когда движущаяся с постоянной
скоростью Vтк ткань проходит за один переход расстояние Δx, то есть одну ячейку,
величины Δt и Δx зависимы и связаны соотношением:
t 
x
,
Vтк
(6)
Рис. 1
Ячеечная модель построена для случая,
когда d=0, и может быть прокомментирована на примере рассмотрения процесса
влагопереноса в ячейках 1 и 2. Пусть каждая сторона ячейки в плане равна Δx, а
перпендикулярно плоскости рисунка –
единице. Расстояние между центрами ячеек также равно Δx. Под действием гидравлического давления, которое возникает в
текстильном материале при сжатии, происходит вытеснение жидкости из ячейки 1,
которая соответствует зоне с минималь-
120
ным сечением, в ячейку 2. Для этого перехода вероятность остаться в ячейке 1 определяется как разность между единицей и
суммой вероятностей всех остальных возможных переходов, то есть суммой ненулевых элементов, встречающихся в столбце – ps1=1-v. Соответственно, вероятность
перехода во 2-ю ячейку pf1 равна доле переносимой массы влаги v.
Переходная матрица Р строится с учетом того, что скорость движения жидкости
в материале по всей длине зоны контакта
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
валов с тканью меняется вследствие изменения сжимающего и гидравлического
давлений вдоль этой зоны. Абсолютная
скорость жидкости в любом сечении связана со скоростью проводки ткани равенством:
h
V  Vтк kd .
жj
h
kj
(7)
Если масса жидкости в ячейке становится больше предельной, то избыточная
над предельным содержанием масса влаги
переносится в последующие ячейки, что
реализуется в модели за пределами матрицы Р путем проверки и обработки вектора
состояния Wi+1 после перехода. Аналогичным образом учитывается удаление влаги
из текстильного материала на входе в зону
контакта, то есть удаление избыточной
массы влаги из крайней ячейки цепи.
На выходной стороне зоны контакта
отжимных валов давление в текстильном
материале постепенно уменьшается, восстанавливается толщина полотна ткани. С
прекращением давления градиент гидравлического давления падает до нуля, что
приводит к возникновению частичного вакуума на выходе из зоны контакта валов с
текстильным материалом, в результате чего происходит процесс повторного увлажнения материала. Установлено [2], что остаточная влажность ткани равна влагосодержанию в сечении d-d. Следует отметить, что влагосодержание в сечении d-d
соответствует влагосодержанию в сечении
b-b, которые расположены на расстоянии l
симметрично относительно линии, соединяющей центры вращения отжимных ва-
лов (рис. 1).
Таким образом, нами разработана ячеечная модель процесса механического
обезвоживания текстильного материала
распределенным давлением. Модель приведена к машинному виду и позволяет рассчитать остаточную влажность ткани, зная
основные параметры процесса.
ВЫВОДЫ
1. Разработанная нами ячеечная модель
процесса механического обезвоживания
текстильного материала распределенным
давлением в валковых устройствах позволяет учесть все основные особенности
многочисленных параметров процесса.
2. Модель является открытой и позволяет подключать в нее детальные описания
отдельных составляющих процесса, а также может служить основой для разработки
численного описания процесса обезвоживания при динамическом режиме нагружения исполнительных органов валкового
устройства и с возможностью его реализации средствами компьютерного анализа.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мизонов В.Е. и др. Моделирование, расчет
и оптимизация тепломассообменных процессов в
текстильной промышленности: Монография. ––
Иваново, Иван. гос. хим.-технол. ун-т, Иван. гос.
энергетич. ун-т, 2010.
2. Кузнецов В.А., Петров Н.А., Картовенко
В.М. Физическая модель процесса отжима ткани //
Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. – 1987, №2. С.90…93.
Рекомендована кафедрой системного анализа.
Поступила 04.10.11.
_______________
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
121
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
УДК 677.022:519.8:62.50
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО МОДУЛЯ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ 3D-МОДЕЛИ
ПОВЕРХНОСТИ ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА И РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ
БАРАБАНА ЧЕСАЛЬНОЙ МАШИНЫ
DEVELOPMENT OF THE PROGRAM MODULE FOR THE 3D MODELING
OF THE FIBROUS MATERIAL AND WORKING SURFACES
OF THE CARDING MACHINE DRUM
С.Г. САВЕЛЬЕВ, П.А. СЕВОСТЬЯНОВ, В.И. ЛЕБЕДЕВА
S.G. SAVELJEV, P.A. SEVOSTJANOV, V.I. LEBEDEV
(Московский государственный текстильный университет им А.Н.Косыгина)
(Moscow State Textile University "A.N. Kosygin")
E-mail: [email protected]
Разработан графический программный модуль, который позволяет оценить неравномерность волокнистого материала и рабочей поверхности
барабана кардочесальной машины. Представлены геометрические модели и
результаты натурных экспериментов.
The graphic software module which helps to estimate irregularity of a fibrous
material and working surface of a carding machine drum is developed. The geometrical modules and experimental results of nature experiments are presented.
Ключевые слова: графический программный модуль, неровнота, 3Dмодель, натурный эксперимент.
Keywords: a graphic software module, irregularity, a 3D-model, a nature
experiment.
Процесс кардочесания является основным процессом в большинстве систем
прядения натуральных и химических волокон. Поэтому исследованию этого процесса уделяется большое внимание и посвящено много работ отечественных и зарубежных ученых [1], [2]. Важным условием, определяющим качество получаемых полуфабрикатов – прочеса, ленты, является равномерность процессов взаимодействия гарнитур, точность поверхностей
барабанов, стабильность процессов чесания и питания чесальной машины. Высокое качество получаемой ленты во многом
зависит от состояния гарнитуры [3].
В настоящее время разработаны методы измерения распределения волокнистой
122
массы по кардным поверхностям [1], однако актуальным остается вопрос выбора
правильных методов обработки этих данных, оценки корреляции между состоянием гарнитуры и качеством прочеса. Одним
из методов решения этих задач является
создание компьютерной модели распределения волокнистой массы по кардным поверхностям в зависимости от разводки между рабочими органами, состояния гарнитуры, режимов переработки, типа и
свойств перерабатываемого волокна. Такие модели позволят найти и предложить
наиболее эффективные методы оценки неравномерности волокнистой массы и прогнозировать источники возникновения
этой неравномерности.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Для удобства использования разрабатываемых методов целесообразно реализовать
их в виде автоматизированных программных комплексов, которые ускоряют и упрощают сбор, обработку и анализ данных.
В настоящее время создан графический
программный модуль, который позволяет
оценить неровноту волокнистого материала на рабочей поверхности барабана кардочесальной машины. Программный модуль позволяет создавать 3D-модели во-
Рис. 1
В качестве примера работы программного комплекса по построению 3D-модели
на рис.1 представлены модели со случайным распределением: а) – ватка прочеса на
поверхности барабана; б) – поверхность
барабана. Изображения поверхности получены с использованием генератора случайных чисел и распределены по нормальному закону с параметрами M(x,y)=2000
мкм и σ = 0,3 (здесь x,y – декартовы координаты соответственно вдоль и поперек
поверхности барабана).
На рис. 2 представлены 3D-модели: а)
– ватка прочеса на поверхности барабана;
б) – поверхность барабана, которые содержат не только случайную, но и периодическую составляющую.
Данный программный комплекс позволяет строить модели по результатам натурного эксперимента. Для этого использована
следующая методика. Был выбран экспериментальный образец волокнистого материала длиной 9 м и шириной 1,7 м, который
был разделен на квадратные ячейки размером 0,1×0,1 м. Затем проведены измерения
локнистого материала или рабочей поверхности машины на основе данных натурного эксперимента, полученных в результате измерения толщины волокнистого материала и представленных в виде
матрицы. Преимуществом данной модели
является возможность комплексного изучения поверхности волокнистого материала на барабане и рабочей поверхности барабана кардочесальной машины с детализацией отдельных проблемных участков.
Рис. 2
Рис. 3
толщины настила на прямоугольной сетке с
шагом 0,1 м с помощью прибора ТМ-4 для
измерения толщины материалов. Толщиномер ТМ-4 имеет возможность связи с компьютером, точность измерений прибора составляет не менее 3%. Полученные данные
записывались в виде прямоугольной матрицы размером 90×17, на основе которой была
построена 3D-модель.
На рис. 3 представлены модели по результатам натурного эксперимента: а) –
ватка прочеса на поверхности барабана; б)
– поверхность барабана.
Анализируя 3D-модель экспериментального образца, можно сделать вывод о
продольном утонении по правому и левому краю волокнистого материала, связанном с неравномерностью настила волокна
при подаче на питающий столик чесальной
машины. Периодические поперечные утонения и утолщения связаны с колебаниями
между образующими барабанов чесальной
машины на фоне случайной неровноты.
Проведены измерения отклонения окружности барабана по заданному сечению.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
123
Данные, полученные в результате замеров,
представляют собой матрицу отклонений
размером 9×16 от средних краевых измерений. На основе полученных данных создана
3D модель барабана чесальной машины,
представленная на рис. 3-б.
ВЫВОДЫ
Отработана методика и исследован
экспериментальный образец волокнистого
материала на поверхности главного барабана кардочесальной машины. Выполнены
измерения неравномерности поверхности
гарнитуры барабана. На основе полученных результатов построены компьютерные
3D-модели материала и поверхности гарнитуры. Разработан программный графический модуль, который позволяет наглядно в 3D-формате отобразить и провести
анализ неровноты волокнистого материала
и рабочей поверхности барабана чесальной
машины.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ашнин Н.М. Кардочесание волокнистых
материалов: Монография. – М.: Легпромбытиздат,
1985.
2. Jacek Stadnicki, Ireneusz Wrobel. Influence of
Selected Features of a Carding Assessment of the
Machine Working Cylinder on the Shell Deflection. —
University in Bielsko-Biala, ul. Willowa 2, 43-309
Bielsko-Biala, 2005.
3. Оренбах С.Б. и др. Повышение эффективности работы чесальных машин. – М.: Легкая
индустрия, 1980.
Рекомендована кафедрой информационных
технологий и систем автоматизированного проектирования. Поступила 09.03.11.
_______________
УДК 687; [677.057.617]
КОМПЬЮТЕРНЫЙ АНАЛИЗ
ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОЙ УСАДКИ ТКАНИ
КАК УПРУГОЙ СИСТЕМЫ
THE COMPUTER ANALYSIS OF THE PROCESS
OF MECHANICAL SHRINKAGE OF A FABRIC
AS AN ELASTIC SYSTEM
В.В. САЛОВ, Е.С. КОНСТАНТИНОВ, В.Г.ЛАПШИН
V.V. SALOV, E.S. KONSTANTINOV, V.G. LAPSHIN
(Ивановская государственная текстильная академия)
(Ivanovo State Textile Academy)
E-mail: [email protected]
В работе проведен вычислительный эксперимент, и с помощью компьютерной модели, разработанной на основе существующих зависимостей, получены результаты, позволяющие определить оптимальные соотношения
между конструктивными параметрами рабочих органов усаживающего
устройства, физико-механическими свойствами конструкционных и обрабатываемого материалов, а также дают возможность системного подхода
в решении задачи анализа технологических параметров процесса механической усадки.
A computing experiment is carried out in the paper and the results determining
the optimal relationship between the design parameters of the working bodies
shrink devices, physical and mechanical properties of structural and processed materials, as well as enabling a systematic approach for solving the problem of the
analysis of the technological parameters of a mechanical shrinkage process, have
124
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
been received using a computer model developed on the basis of existing relationships.
Ключевые слова: тканеусаживающее устройство, оптимальные параметры, силовое взаимодействие, технологическое натяжение ткани, усаживающая сила, дуга скольжения, коэффициенты трения, механическая
усадка.
Keywords: a shrink device, optimal parameters, a force interaction, fabric
technological tension, a shrink force, a sliding arc, friction coefficients,
mechanical shrinkage.
Для изучения сущности механизма
процесса механической усадки тканого
полотна необходимо выявить и исследовать параметры, наиболее весомо определяющие эффективность работы технологического оборудования, реализующего
процесс усадки и определения оптимальных соотношений между конструктивными параметрами рабочих органов усаживающего
устройства,
физикомеханическими свойствами конструкционных и обрабатываемого материалов. Для
решения этой задачи нами разработана методика компьютерного анализа основных
технологических параметров процесса
усадки и синтеза усаживающего устройства, созданы алгоритмические средства,
функционирующие на основе языка программирования сверхвысокого уровня и
позволяющие решить задачу научно обоснованного определения основных технологических и конструктивных параметров
исследуемой системы на уровне закономерностей, представляющих практический
и научный интерес и характеризующих
взаимосвязь геометрических, кинематических, триботехнических и динамических
параметров, как оборудования, так и физико-механических характеристик текстильного материала.
С целью обеспечения возможности определения оптимального соотношения
технических параметров устройства, реализующего технологический процесс механической усадки ткани вдоль основы,
проведем вычислительный эксперимент,
основанный на модифицированных нами
математических зависимостях [1…3],
представленных в виде компьютерной модели.
Одним из важнейших параметров, определяющих возможность усаживания
тканого полотна вдоль основы, является
его технологическое натяжение, задаваемое в процессе транспортировки по рабочим органам технологического оборудования, обусловленное его начальными значениями и возрастающее ввиду необходимости преодоления сопротивлений в кинематических парах рабочих органов машин. Входными условиями вычислительного эксперимента по установлению визуализированной взаимосвязи между натяжением S полотна ткани и усаживающей
силой Р нами приняты следующие параметры и их численные значения:
– угол дуги скольжения (угол обхвата)
ремнем усаживающего вала с дискретными значениями 45, 90, 135, 180 и 210°;
– коэффициент трения fм между тканью
и усаживающим валом с максимальными
значениями в пределах (0,1…0,15);
– коэффициент трения fр ткани о поверхность резинового ремня со значением
fр=0,9;
– толщина резинового ремня d = 0,03
(м);
– ширина резинового ремня B = 1,2 (м);
– модуль упругости резины ремня
E=196,1∙106 (Н/м2).
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
125
Рис. 1
Разработанный нами алгоритм (рис. 1 –
алгоритм анализа основных параметров
процесса механической усадки и устройства для его реализации) реализован посредством языка программирования сверхвысокого уровня системы научных и инженерных расчетов MatLab [4]. Визуализация результатов численного эксперимента
представлена на рис. 2…4 (рис. 2 – зависимость усаживающей силы Р от натяжения S2 полотна ткани на выходе из зоны
контакта между ремнем и усаживающим
валом и от натяжения S1 – на входе; рис. 3
– зависимость усаживающей силы Р от коэффициента трения fp; рис. 4 – зависимость
усаживающей силы Р от коэффициента fм).
Рис. 2
Графическое представление функциональной зависимости усаживающей силы Р
от натяжения S полотна (рис.2) показывает
резкое возрастание значений силы Р при
значениях угла дуги скольжения , начиная
126
с  = 135°. Таким образом, наибольшая эффективность силового воздействия на тканую структуру со стороны усаживающего
устройства достигается при углах дуги
скольжения, начиная со значений 135°.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Следующей группой параметров усаживающего устройства, оказывающих определяющее влияние на деформацию полотна по его основе в процессе усадки, являются коэффициент трения fм между
тканью и усаживающим валом и коэффициент трения fр ткани о поверхность резинового ремня.
Визуализированные нами зависимости
подтверждают установленную ранее концепцию превалирующего влияния значений угла дуги скольжения на максимальную эффективность силового воздействия
на усаживаемый материал с целью достижения заданных значений технологической усадки ткани.
Рис.3
Из анализа численных значений силы
трения, возникающей при взаимодействии
полотна ткани с поверхностью усаживающего вала, следует, что значения этой силы на порядок меньше, чем силы трения,
возникающей при взаимодействии ткани с
поверхностью резинового ремня.
Таким образом, выявленная в ходе
компьютерного эксперимента картина силового взаимодействия между тканью и
рабочими органами усаживающего устройства в зоне их контакта, подтверждает
необходимость обеспечения высоких триботехнических характеристик зоны контакта между полотном ткани и поверхностью резинового ремня.
Полученные графические зависимости,
определяющие характер силового взаимодействия усаживаемого полотна ткани с
рабочими органами устройства, дают возможность непосредственной оптимизации
конструктивных его характеристик, геометрических параметров заправки полотна
ткани, параметров его транспортировки по
технологическим зонам отделочного обо-
Рис.4
рудования, предшествующего усаживающему устройству.
Тем самым обеспечивается выбор оптимальных значений угла дуги скольжения
– угла обхвата усаживающего вала резиновым ремнем, степень шероховатости поверхности усаживающего вала, упругие
характеристики и геометрия поверхностного слоя резинового ремня. Приведенные
характеристики обеспечивают возможность научно обоснованного выбора
свойств конструкционных материалов рабочей поверхности усаживающего вала и
резинового ремня, а также позволяют выявить и исследовать параметры, наиболее
весомо определяющие эффективность работы технологического оборудования,
реализующего
процесс механической
усадки; определить оптимальные соотношения между конструктивными параметрами рабочих органов усаживающего устройства, физико-механическими свойствами конструкционных и обрабатываемого
материалов, дают возможность системного
подхода в решении задачи анализа техно-
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
127
логических параметров процесса механической усадки, а также обеспечить реализацию технологии синтеза сложной упругой динамической системы по заданным
технологическим характеристикам на основе методов компьютерного объектноориентированного моделирования.
2. Сравнительный анализ результатов
вычислительного эксперимента с результатами лабораторного анализа выходных
параметров процесса механической усадки
полотна хлопчатобумажной ткани арт.
1640 по основному параметру показал
вполне удовлетворительную степень адекватности разработанных нами алгоритмов.
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
1. Экспериментальные зависимости
получены для пяти значений угла дуги
скольжения  при заданном диапазоне
технологического натяжения S полотна.
Полученные графические зависимости являются основой научно обоснованного
выбора значений натяжения S полотна на
входе в зону контакта между резиновым
ремнем и усаживающим валом усаживающего устройства с целью достижения технологической усадки е при условии соблюдения заданных начальных параметров
состояния транспортируемого полотна
ткани, находящегося в сложнонапряженном состоянии.
128
1. Жуковский Н.Е. О скольжении ремня на
шкивах. – Собрание сочинений. Т.III. – М.-Л., 1949.
2. Лякишев Б.М. Теоретические основы механической усадки ткани // Научн.-исследоват. тр.
ИвНИТИ. Т. 21. – М.: Гизлегпром, 1957.
3. Щеголёв А.И. Некоторые закономерности в
тканеусадочном устройстве с резиновым ремнем //
Научн.-исследоват. тр. ИвНИТИ. Т.2. – М.: Гизлегпром, 1958.
4. Потемкин В.Г. Система инженерных и научных расчетов MATLAB 5.x. – В 2-х т. – М.:
ДИАЛОГ – МИФИ, 1999.
Рекомендована кафедрой системного анализа.
Поступила 27.11.11.
_______________
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
УДК 677.4.074:539.4
ВЫЧИСЛЕНИЕ КРИТЕРИЕВ ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ
ПРИ НАГРУЖЕНИИ НИТИ ОСНОВЫ НА ТКАЦКОМ СТАНКЕ
CALCULATION OF LONG DURABILITY CRITERIA
UNDER WARP THREADS TENSION ON A WEAVING LOOM
В.П. ЩЕРБАКОВ, А.П. БОЛОТНЫЙ, И.Б. ЦЫГАНОВ, Т.И. ПОЛЯКОВА
V.P. SHCHERBAKOV, A.P. BOLOTNY, I.B. TSYGANOV, T.I. POLJAKOVA
(Московский государственный текстильный университет им. А. Н. Косыгина
Костромской государственный технологический университет)
(Moscow State Textile University "A.N. Kosygin",
(Kostroma State Technological University))
E-mail: [email protected]
Рассмотрено накопление повреждений в основной нити на ткацком
станке на основе теории длительной прочности А.А. Ильюшина. Показано, что в отличие от принципа линейного суммирования полная повреждаемость не может быть определена в виде произведения числа циклов на
единичную повреждаемость в течение одного цикла.
Accumulation of damages of a warp thread on a weaving loom on the basis of
the long durability theory of A.A. Iljushin is considered. Unlike the principle of
linear summation the full damaging can not be determined as a product of a cycles
number on individual damaging during one cycle.
Ключевые слова: длительная прочность, критерий прочности, напряжение, деформация, повреждаемость, циклические нагружения, ткацкий
станок, линейное и нелинейное суммирование повреждений.
Keywords: long durability, a durability criterion, tension, deformation,
damaging, cycle loadings, a loom, linear and nonlinear summation of damaging.
В механике деформируемого твердого
тела известны два типа критериев
макроскопического разрушения. Первый
базируется
на
представлении
о
существовании некоторого порогового,
критического напряжения, по достижении
которого одной из компонент тензора
напряжений
разрушение
наступает
мгновенно. Предельное для данного
материала напряжение принимается за
критерий
прочности.
На
таком
представлении
явления
прочности
основаны все классические теории и
критерии прочности, и их модификации.
Второй подход исходит из того, что
материалы, нагруженные статическим
напряжением, разрушаются со временем,
при этом время разрушения уменьшается с
увеличением напряжения. Это явление
называют
"статической
усталостью",
"разрушением вследствие ползучести",
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
129
"задержанным разрушением", "длительной
прочностью" и т.п.
В практических приложениях чаще
всего приходится оценивать прочность нитей при напряжениях, определенным образом меняющихся во времени. Поэтому
необходимо установить закономерности
длительной прочности при одноосном напряженном состоянии при переменном
нагружении.
Рассмотрим вначале случай, когда напряжения изменяются ступенчато. Располагая этими данными, можно установить,
что при действии напряжения σ1 разрушение произойдет по прошествии времени
t *(1) , напряжению σ 2 соответствует время
(2)
до разрушения t * , и т. д., на i-м шаге нагружения значению σ i соответствует вре(i)
мя t * . Если окажется, что время действия
(i)
напряжения σ i больше или равно t * , то
произойдет разрушение. Если Δt <t , то
разрушение не наступит и за время Δt исчерпается лишь часть несущей способноt
сти нити, равной отношению
. Испольt
зуем
для
обозначения
отношения
Δt
Δt
Δt
,
, ...,
давно установивt
t
t
шийся термин "повреждаемость" на первой, второй, i-й ступенях нагружения.
Экспериментальные исследования длительной прочности, проведенные при переменных режимах нагружения, показали,
что во многих случаях разрушение происходит, когда сумма повреждаемостей становится равной единице:
(i)
i
*
i
i
Если напряжение в исследуемом
интервале изменяется непрерывно, то,
переходя от суммы к интегралу, получим:
t*
dt
 t σ  t  =1,
0
0

(1)

где t 0 – время до разрушения при постоянных напряжениях, равных мгновенным
значениям σ(t) .
Одним из основных понятий развивающегося во времени феноменологического процесса разрушения является долговечность – время, необходимое для разрушения образца при постоянном напряжении. При исследовании долговечности
материала испытывают несколько одинаковых образцов при различных напряжениях и устанавливают время, необходимое
для разрушения каждого образца. По результатам испытаний строят график зависимости времени до разрушения t * при
постоянном напряжении σ 0 от уровня этого напряжения (рис. 1 – график долговечности).
(i)

1
2
i
(1)
(2)
(i)
*
*
*
Δt
 t  σ  =1.
n
i
(i)
i=1
*
При аппроксимации t * =t *  σ0  часто
используется степенная зависимость:
i
Этот экспериментально установленный
факт называют условием (принципом)
линейного суммирования повреждаемостей.
Впервые этот принцип
был
сформулирован Бейли, и поэтому его часто
называют принципом Бейли.
130
Рис. 1
t * =Bσ 0 -b .
(2)
На кафедре МТВМ МГТУ им. А.Н.
Косыгина разработан способ и создана
установка для измерения времени до
разрушения нити на основе испытательной
машины FP-100/1. Сама установка, способ
нагружения нити постоянной нагрузкой,
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
методика
измерения
времени
до
разрушения описаны в [1]. Испытанию
подвергнута хлопчатобумажная пряжа
линейной плотности T = 29 текс при трех
уровнях нагрузок. Каждой u-й величине
нагрузки соответствуют 30 опытов.
Напряжения σ в ГПа определены по
P
формуле σ= ρ , где ρ – плотность пряжи,
T
3
г/см . Общепринятым при решении задач
выравнивания или сглаживания является
метод наименьших квадратов:
n
2
  t -Bσ  ®min.
*i
-b
0i
(3)
i=1
Решение оптимизационной задачи дает
B = 7,781∙1012; b = 12,558/
Определим изменение со временем степени накопленных повреждений в случаях,
когда диаграмма циклов имеет вид трапеции, как, например, при зевообразовании на
ткацком станке, а также циклов пилообразной формы (прибой утка к опушке ткани)
(рис. 2 – циклы трапецеидальной формы).
 t  

N
12b  11b
 1b t 3  2b t 2  . (5)
2t1
B  1  b  2  1 

Если в (5) положить t 2  t 3  0, то получим циклы пилообразной формы. В этом
случае формула для функции повреждаемости для времени t  2Nt1 будет иметь вид
 t  
В этом случае при условии Бейли (1)
для степенного закона долговечности (2)
функция повреждаемости после N циклов
нагружения в течение времени t = NП равна [1], [2]:

N
  t    b    d
B0
(4)
или
t
2t1  t 2

b
N  1
b
b




d



t

2      t1  t 2   d  1b t3 .

  1
2 2

B  0
t1  t 2

Выполняя интегрирование, получим:
 t  
Рис. 2
2Nt1  12b  11b 

.
B  1  b   2  1  
(6)
Необходимо обратить внимание на построение исходной функции (4), полученной в виде произведения числа циклов N
на повреждаемость за время  одного
цикла. Такая структура   t  возможна
только вследствие принципа линейного
суммирования
в
интеграле
Бейли.
В.В. Москвитин построил соотношения
нелинейной вязкоупругости с учетом степени накопленных повреждений [1], [3].
Полученная им формула
t
B1n
n
   t      b1n     d
1 n 0
(7)
является критерием длительной прочности, определяющим время до разрушения
t  при заданном законе нагружения   t  и
экспериментально определяемой функции
долговечности t   t    0  .
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
131
Теория прочности А.А. Ильюшина [1],
[4] в случае одноосного напряженного состояния приводит к предельному соотношению вида
1
b
t
1
1
bB    t     b     d .
(8)
0
  t   01  const
при 0  t  t1 ,
  t   02  const
при
1
 t 21n
t 011n
t 21 n
 1 n ,
t 02
(9)
где t2=t  -t1, t01=t01(01), t02=t02(02).
При n = 0 имеем:
1
t1 t 2
 .
t 01 t 02
(10)
Как видно, в отличие от правила линейного суммирования Бейли, справедливого, как уже отмечалось, при n = 0, в общем случае при n0 имеет место правило
нелинейного суммирования, при этом отклонение от (9) может быть в ту или другую сторону и зависит от того, происходит
132
t  t1 .
t
  t   1  n    t   
0
(11)
d
n
t
1 n
0

(12)
и определим изменение со временем степени накопленных повреждений. Для программы нагружения (11) находим:
1 n
 t   t 
 
  t1   t1 
1 n
t  t1 .
при 0  t  t1 ,
Введем функцию повреждаемости   t 
с использованием формулы:
 t   t 
 
  t1   t1 
При этом из критерия прочности (7)
следует:
1 n
  t    0  const
  t   0 при
Легко видеть, что при n =0 критерий
В.В. Москвитина превращается в критерий
линейного суммирования повреждаемостей Бейли. Таким образом, введением одной постоянной n удается учесть влияние
истории нагружения в определенном условии длительной прочности.
Покажем теперь область применения и
некоторые особенности условий прочности В.В. Москвитина, написанных в виде
(7), при частных видах нагружения [1], [5].
1. Напряжение (t) изменяется со временем по закону
 t1  t 2 
ли при t  t1 увеличение или уменьшение
напряжений.
2. Напряжение (t) изменяется по программе:
, t  t1 ,
(13)
1 n
t

   1
 t1 
, t  t1 .
Из графиков функций (13), представленных на рис. 3 (степень накопленных
повреждений при нагружении (0<t≤t1) и
после удаления нагрузки (t>t1)), видим, что
при n = 0 повреждения, накопившиеся к
моменту снятия нагрузки t  t1 , сохраняются неизменными все последующее время t  t1 . Если же n  0 , то при t  t1
число накопленных повреждений уменьшается и при t  t1 они исчезают полностью. Таким образом, критерий В. В. Москвитина описывает известное явление
"отдыха" ("залечивания"), которое наблюдается в действительности. Теория прочности А.А. Ильюшина в точности совпадает с критерием В.В. Москвитина при условии, что в (7) величина b 1  n  равна
единице.
Тогда
в
нашем
случае
1
n   1  0,92. Понятно, что в отличие
b
от принципа линейного суммирования
Бейли полная повреждаемость за N циклов
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
не может быть определена, как это обычно
приходится видеть, в виде произведения
числа циклов N на единичную повреждаемость 1  t  в течение одного цикла.
мая нагружение при зевообразовании трапецеидальным, при прибое – пилообразным с частотой 1/П, получим циклы, изображенные на рис. 4 (схема нагружения
основной нити на ткацком станке).
Рис. 3
Рис. 4
Рассмотрим накопление повреждений в
основной нити на ткацком станке. Технологический процесс формирования ткани
характерен периодическим нагружением
нити при ее движении от навоя до опушки
ткани. Рассматривая изменение натяжения
нити на тензограмме, отметим, что возрастание натяжения нити, как и спад его при
высокой частоте нагружения, свойственной ткацким станкам, происходит с
большой скоростью. Натяжение достигает
двух локальных максимумов – при зевообразовании и прибое, один из которых –
при прибое, является глобальным. ПриниN
Если воспользоваться предельным условием А.А. Ильюшина при том же степенном законе долговечности, то получим
для функции повреждаемости:
k

1 N

  t       t    dk     1N    . (14)
B  k 1  k 1


Проведем интегрирование, вычислим
конечные суммы по формулам Каталана [6]:
N

N 1


2  N  k  1    N  k  1 dk    N  k  1 dk 
k 1
1
0
1
1
 1     N1   N  1  21  1


и
получим
алгебраическое выражение
(15)
для ω(t):
1  2f  N 

 
 2   1  Z   3   1  P   1 t   Nt ZV    2N t ZV
. (16)
 
B  1 

Здесь введены обозначения:
 t  
2
2


2N 2   N  1
 2  22  2


1
2

1   

2
2 2  

;
f  N  
2
2
2

1
2
3

 2  N  1 
 2 
 2 N  
  N  1 
2
2



2



2
2






№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
133
t  – общее время движения индивидуальной точки нити основы от навоя до опушки ткани; t ZV – время выстоя ремизки при
зевообразовании;  Z ,  P – время подъема
(опускания) ремизки и соответственно
время прибоя.
Вычислим повреждаемость основной
нити на станке СТБ при изготовлении ткани полотняного переплетения, выработанной из хлопчатобумажной пряжи линейной плотности T = 29 текс. Технологические параметры заправки станка предоставлены доцентом кафедры МТВМ МГТУ
им. А.Н. Косыгина А.А. Ликучевой. Если
заправочное натяжение нити P1=30 сН, натяжение при полном открытии зева
P2  40 сН, при прибое P3  90 сН, то соответствующие напряжения, определенP
ные по формуле   нити ( нити – плотT
ность нити) равны: 1 = 0,931 кгс/мм2;
2=1,242; 3 = 2,8
Особое внимание следует обратить на
величину натяжения при прибое. Экспериментально измеренное тензорезистором
натяжение дает величину P3Э  45 сН. При
сравнительно небольшой частоте вращения 360 мин–1 время прибоя составляет
4,63 микросекунды. Опыт показывает, что
сопротивление материалов быстро меняющимся деформациям отлично от сопротивления деформациям, протекающим
медленно, "статически". При измерении
деформаций или напряжений, когда скорость деформации становится большой,
возникают огромные трудности. Дело в
том, что механические возмущения в нити
распространяются с конечной скоростью в
виде волн. При малой скорости нагружения эти волны много раз пробегают туда и
обратно вдоль нити, так что напряженное
и деформированное состояние в целом однородно. При большой же скорости нагружения деформация переменна по длине
нити и во времени. Тогда деформация, вычисляемая как отношение абсолютного удлинения к длине нити, не отражает состояние нити даже в среднем, а скорость деформации  , вычисляемая как частное от
134
деления скорости изменения расстояния
между концами нити на ее длину, не является истинной скоростью деформации. Для
иллюстрации очень существенной зависимости величины деформации от скорости
нагружения приведем решение задачи
движения упругой системы с одной степенью свободы. Эту систему представим в
виде массы m, закрепленной на упругой
нити для вертикального перемещения x.
Уравнение движения, включающее силу
 имеет вид:
инерции mx,
  f  t   0,
cx  mx
где f(t) – внешняя сила, изменяющаяся во
времени по заданному закону; c – коэффициент жесткости нити.
При мгновенном приложении постоянной
силы f получаем решение уравнения
f
x  C1 sin t  C 2 cos t  .
c
При начальных условиях x  0   x  0   0
f
f
имеем С1=0, C2  . Тогда x  1  cos t .
c
c
Колебания, таким образом, происходят от
2f
нуля до максимума
, равного удвоенc
ному статическому перемещению от силы
f. Следовательно, при мгновенном приложении постоянной нагрузки расчетные деформации и напряжения следует удваивать
по сравнению со случаем медленного нагружения той же силой. Конечно, приведенный пример является лишь иллюстрацией невозможности измерения напряжений и деформаций методами и средствами
обычной тензометрии. Исследование механических свойств материалов и процессов при высоких скоростях деформации
приводит к необходимости исследования
процесса распространения волн [7], [8].
Теперь перейдем к числовому расчету
функции повреждаемости. При длине
заправочной линии от точки схода нити
основы с навоя до опушки ткани 1,34 м,
плотности ткани по утку 280 нитей на
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
дециметр и уработке по основе 6% имеем
N=3992
цикла.
Воспользовавшись
формулой (16), мы получаем, таким
образом,   t    0,399. Следовательно,
можно считать, что нить в ткачестве
исчерпала лишь часть своей прочности,
причем не такую значительную, чтобы
говорить о разрыве нити.
ЛИТЕРАТУРА
1. Щербаков В.П., Скуланова Н.С. Основы теории деформирования и прочности текстильных материалов: Монография. – М., 2008.
2. Огибалов П.М., Ломакин В.А., Кишкин Б.П.
Механика полимеров. – М.: Издательство Московского университета, 1975.
3. Москвитин В.В. Сопротивление вязкоупругих материалов. – М.: Наука, 1972.
4. Ильюшин А.А., Победря Б.Е. Основы математической теории термовязкоупругости. – М.: Наука,
1970.
5. Москвитин В.В. Циклические нагружения
элементов конструкций. – М.: Наука, 1981.
6. Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. – М.: Наука,
1971.
7. Ильюшин А.А., Ленский В.С. Сопротивление
материалов. – М.: Физматгиз, 1959.
8. Белл Ф. Дж. Экспериментальные основы механики деформируемых твердых тел. – В 2-х частях. – М.: Наука, 1984.
Рекомендована кафедрой механической технологии волокнистых материалов МГТУ им.
А.Н. Косыгина. Поступила 01.09.11.
_______________
УДК 677.052.3
АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ
ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ФОРМЫ БАЛЛОНИРУЮЩЕЙ НИТИ
НА КОЛЬЦЕВОЙ ПРЯДИЛЬНОЙ МАШИНЕ
ANALYTICAL DETERMINATION OF THE DIMENSIONAL
FORM LENGTH OF A BALLOONING YARN
AT A RING SPINNING MACHINE
Н.Л. УШАКОВА, Е.И. УШАКОВ, Г.И. ЧИСТОБОРОДОВ
N.L. USHAKOVA, E.I. USHAKOV, G.I. CHISTOBORODOV
(Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса,
Ивановская государственная текстильная академия)
(South Russian State University of Economics and Service,
Ivanovo State Textile Academy)
E-mail: [email protected]
Целью исследования является оценка воздействия силовых факторов на
параметры баллонирующей нити, которые предложено определять в безразмерных единицах.
The study aims to assess the impact of power factors on the parameters of ballooning threads that are suggested to define in dimensionless units.
Ключевые слова: пространственная форма, баллонирующая нить, образующая, длина нити, безразмерные единицы, центробежная сила, лобовое сопротивление, сила Кориолиса.
Keywords: a dimensional form, a ballooning thread, length of a thread, dimensionless units, centrifugal force, front resistance, the Koriolis force.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
135
С целью модернизации конструкции
кольцевой прядильной машины выявим
длину, а следовательно, и пространственную форму баллонирующей нити, образуемую крутильно-наматывающим механизмом.
Полагаем, что пространственная форма
нити определяется ее кривой, расположенной на виртуальной поверхности
гибкой оболочки – баллона. При этом форма
текущей поверхности баллона зависит от
формы его образующей, кото-рая, в свою
очередь, связана с такими параметрами как:
радиус кольца R; максимальный радиус ymax
баллона
и
высота
H
баллона,
соответствующая одному обороту бегунка.
кольцевого ОБ высота его расположения
на кольцепрядильной машине определяет
точку образующей баллона, имеющей ymax.
При монтаже пластинчатого ОБ ее
необходимо выявить, что усложняет
решение задачи. Поэтому нами будет
рассматриваться задача с установкой
пластинчатого ОБ (рис. 1 – форма
образующей баллона)
Поскольку баллон имеет волновую
природу [1], то уравнение его образующей
можно описать синусоидальной кривой
вида [2]:
y = ksin ax (0≤x≤H,
y = ymax при x = 0,5/a),
(1)
где x, y – высота и радиус текущей точки
баллона соответственно;
a  μ o ω2б Tx ,
где μ о – линейная плотность материала
Рис. 1
Рассмотрим форму баллона, у которой
ymax определяется установочными размерами кольцевого или пластинчатого
ограничителя баллона (ОБ). При наличии
баллонирующей нити; б – угловая скорость вращения баллона, определяемая угловой скоростью ωв – вращения веретена;
Tx – вертикальная составляющая натяжения нити в баллоне.
Для выше определенных условий имеем [2]:
2
Tx  μ o ω2б H 2  π  arcsin  R y max 
Во вращающейся цилиндрической системе координат рассматриваем элемент нити
dS сферической формы, расположенный на
образующей баллона, положение которого
определяется радиусом y, аппликатой x и
углом поворота φ образующей (рис. 2 – пространственная форма баллона и нити).
Допускаем, что вся нить, имеющая
пространственную форму длиной L , состоит из сфер, спаянных между собой в
местах контакта, количество которых достаточно велико и каждая из них находится
на соответствующей ей образующей баллона, при этом толщина образующей равна
( k  y max ; y max  R ) .
диаметру dн нити, а суммарная масса всех
сфер равна ее массе.
Рис. 2
136
(2)
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
На баллонирующую нить действуют активные силы: аэродинамическое сопротивление; сила тяжести G нити; центробежная
сила инерции C и Кориолисова сила инерции F. Аэродинамическое сопротивление, в
свою очередь, раскладывается на лобовое
сопротивление Q, подъемную силу P и боковое сопротивление, которое не учитываем, так как эксперименты с текстильными
нитями его обнаружили [3]. Сопротивление
Q и сила P определяются как [4]:
Q  0, 5C x d н ρ2  ,
(3)
P  0,5C y d н ρ2  ,
(4)
где Cx, Cy – коэффициенты лобового сопротивления и подъемной силы соответ2
μ o ωб H
2
ственно, зависящие от угла атаки χ (угла
между направлениями касательной к элементу нити dS и скоростью потока  в
рассматриваемой точке); ρ – плотность
воздуха;  – длина нити, перпендикулярная движению.
Поскольку элемент dS расположен на
образующей, то   dS , χ =90° и Cy = 0. Тогда (4) равно нулю, то есть подъемная сила
отсутствует. Это соответствует постоянной величине Tx для всех точек текущей
формы нити [5], так как в вертикальной
плоскости на единицу длины нити в баллоне действуют только силы G и Tx, уравновешивающие друг друга. Из этого с учетом (2) и G=μ o Lg , где g – ускорение свободного падения, следует:
 π-arcsin  R y max 2 =μ o =Lg  y max = R sin  π- ωб H
Из (5) y max =f  R,H,ωб , L  , что поновому интерпретирует зависимость [4]:
y max = 3μ о R 2ρ C x d н .
Как, будет показано далее, параметры
μ о , ρ, C x d н определяют величину L и поэтому (5) учитывает большее количество
параметров баллона.
Силы C, F, Q действуют в плоскости,
перпендикулярной оси вращения баллона.
Очевидно, что длина нити L=ξ (x, y, φ) ,
лежащая на виртуальной поверхности
баллона, больше длины S=j (x,y) его
образующей. Считаем, что масса нити
длиной L равна массе нити длиной S и это
обусловлено растяжением последней под
действием активных сил. При этом имеем
зависимость:
1+t m  1+
μ o L=μ н S=λμ о S
(5)
(при μ н =λμ о , λ1 ), (6)
где μ н – линейная плотность материала
нити в ненапряженном состоянии; λ –
коэффициент пропорциональности. Тогда
с учетом (6) центробежная сила инерции
dC, действующая на элемент dS, равна
( μ о =const ):
dC=λμ о ω2б ydS ,
2
(7)
2
где dS= 1+  y  dx= 1+  ka cos ax  dx . (8)
2
Принимаем t =  ka cos ax  и разложим
2
1/2
в ряд 1+  ka cos ax  = 1+t 
m  m-1 ...  m-n+1 n
mt m  m-1 2
+
t +...+
t .
1!
2!
n!
Погрешность (9) можно сделать сколь
угодно малой величиной. Для упрощения

Lg .
с учетом
(9)
математических зависимостей положим
n=2. Получим:
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
137

2

1+  ka cos ax   1+ k 2 a 2 cos2 ax 2 - k 4 a 4 cos 4 ax 8 .
Для
текущего
положения баллона
(ωБ =const, a=const) после нтегрирования
(7) с учетом (1), (10) и cos2 A=0,5 1+cos2A
имеем:
 

(10)

C  μoωб2 ksinax  1 k2a2 4  3k4a4 64 x  k2a 8  k4a3 32 sin2ax  k4a3 sin4ax 256  C1 , (11)

где С1 – постоянная интегрирования. Из
граничных условий С = 0 при yx=0 =0
получим С1 = 0. После подстановки в (11)
значения x =0,5/a имеем максимальную
2

величину силы Cmax, формирующую
текущую виртуальную поверхность гибкой
оболочки и равную:

2 2
4 4

C max =0,5πλμ о ωб ka 1+ k a 4 - 3k a 64 ,
при этом зависимость C=f(x) подобна (1) и
рис. 1, где в безразмерных единицах
y=y/H, тогда H = 1. Текущее значение
силы C, определяемое согласно (11) и
выраженное в безразмерных единицах,
определится как
C= y max C C max H .
(13)
Кориолисова
сила
инерции
dF,
действующая на элемент dS, с учетом (6)
равна:
dF=2λμ о uωб sinαdS ,
(14)
(12)
где u – текущая линейная скорость
движения элемента dS нити по контуру
образующей баллона (текущая линейная
скорость наматывания нити на початок,
принимаем u = const); α – угол между
направлениями векторов u и ω , равный
углу между осью вращения баллона и
касательной к его образующей, так как
элемент dS лежит на образующей баллона.
Подставив в (14)
sin   tg
1  tg 2   y
а также (8), имеем:
F  2μ о uωб ka  cos axdx  2μ о uωб k sin ax  C2 ,
где C2 – постоянная интегрирования,
определяемая из граничных условий F = 0
при y = ymax, x = 0,5/a, и равная
C2  2 μ о uωб k . Знак () означает, что
направление действия силы противоположно направлению вращения баллона.
Текущее
значение
силы
F,
определяемое согласно (15) и выраженное
в безразмерных единицах, определится
аналогично (13) как
138
2
1   y  ,
F  y max F C max H .
(15)
(16)
Зависимость F = q(S) строится в безразмерных единицах на развертке поверхности баллона, при этом значения S сопоставляются с соответствующим значением
x (рис. 3 – кривая изменения кориолисовой
силы инерции). Аналогично далее строится и зависимость Q = p(S).
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Определим dQ с учетом (3), (7). Значение Cxdн выбирается из [4] согласно μ о , χ .
Элемент dS расположен на образующей и
ℓ=dS, υ=ωБ y . Имеем:
dQ=0,5C x d н ρωб2 y 2 dS= 0,5C x d н ρydC λμ о . (17)
После подстановки (1) в (17) и
последующего интегрирования получим:
Рис. 3
2

 

Q=0,5Cx dнρ  kωБsinax  +  1  k2a 2 4  3k4a 4 64 x  k 2a 8-k4 a3 32 sin2ax-k4 a3sin4ax 256 +C3 , (18)

где C3 – постоянная интегрирования. Из
граничных условий Q=0 при y x=0 =0
имеем C3 = 0.
Текущее
значение
силы
Q,
определяемое согласно (18) и выраженное
в безразмерных единицах, определится
аналогично (13) как (рис. 4 – кривая
изменения аэродинамической силы):
Q= y max Q C max H .
(19)

Результирующая
сила
N,
определяющая
угол
поворота
φ
образующей с расположенным на ней
элементом dS, равна:
N=Q±F  Q ,
(20)
так как величина F по сравнению со
значением Q очень мала. При этом с
учетом (1), (19) и безразмерных единиц N,
y имеем параметр φ (град):
φ=180N π y  180y max Q C max π ksinax . (21)
Бегунок формирует положение нити на
поверхности баллона, так как он движется
посредством ее натяжения, а также
определяет направление изгиба нити
относительно его образующей и точку
перегиба нити (рис. 4), которая, как
правило, не совпадает с точкой, имеющей
ymax. Длина L нити в баллоне, выраженная
в безразмерных единицах, с учетом (20) и
(17) равна:
Рис. 4
Sx=1
Sx=1
2
Sx=1
2
L= 
1+  N  dS  
1+  Q  dS= 
0
0
0
После преобразования (17), подстановки его и (1), (8), (10) в (22), использования
2
1+  dQ dS  dS .
(22)
(9) при n = 2 и дальнейшего интегрирования имеем:
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
139
Sx=1

1+ 0,5Cx d н ρω2Б y 2
L= 
2
 dS= 1+ k a 4 - 3k a 64 +3 δ 16+
2 2
4 4
2
0
2 2 2
2 4 4
 
4 2 2
2
4 3
2
+δ k a 64 -3δ k a 2048 -11δ k a 4096 x+ k a 8 - k a 32 - δ 8a -

+δ k a 2048 + 3δ k a 4096  sin4ax+  δ k a 768 - 21δ k a 49152  sin6ax-  δ k a 16384 + δ k a 32768  sin8ax- δ k asin10ax 81920 ,
2 2
4 2

4 3
2
2 2
- δ k a 256 +11δ k a 8192 sin2ax- k a 256 + δ 64a - δ k a 256 +
2 4 3
4 2
2 4
где

2
δ= 0,5C x d н ρωБ y
2
 C
3
2 2
4 2
H  ; k = k/H;
max
a = aH; x = x/H. Для перевода параметра L
в размерные единицы его следует умножить на H.
ВЫВОДЫ
1. Показано, что центробежная, аэродинамическая силы, а также сила Кориолиса зависят от уравнения образующей
баллона. Предложено эти силы определять
в безразмерных единицах.
2. Аналитически определена пространственная форма баллонирующей нити, а
также ее длина за период одного оборота
бегунка.
4 2
4 2
(23)
ЛИТЕРАТУРА
1. Barr A.E. A Descriptiv Account of Yern Tension and Ballon Shapes in Ring Spinning // Journal of
the textile Institute. – 1958, № 2. P. 58...88.
2. Ушаков Е.И., Ушакова Н.Л. Определение
адекватности двух решений уравнения плоского
баллона в кольцепрядении // Вестник научнотехнического общества. – М.: «АЛЕВ-В», 2003,
№6. С. 20… 27.
3. Каган В.М. Взаимодействие нити с рабочими
органами текстильных машин. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.
4. Павлов Г.Г. Аэродинамика технологических
процессов и оборудования текстильной промышленности. – М.: Легкая индустрия, 1975.
5. Минаков А.П. О форме баллона и натяжении
нити в крутильных машинах // Изв. Московского
текстильного института. – М.: МТИ. Т.2. 1929.
Рекомендована кафедрой текстильного производства ЮРГУЭС. Поступила 27.11.11.
_______________
140
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
УДК 677.027.016
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ
ВЛАЖНОСТИ И ПРИКЛЕЯ ОБРАБОТАННОЙ ПЕНОЙ ОСНОВЫ
ПОСЛЕ ЕЕ СУШКИ
THE SYSTEM OF AUTOMATIC STABILIZATION
OF HUMIDITY AND STICKING OF THE WARP TREATED BY FOAM
AFTER ITS DRYING
М.С. ИВАНОВ, А.Б. КОЗЛОВ
M.S. IVANOV, A.B. KOZLOV
(Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина)
(Moscow State Textile University “A.N. Kosygin”)
E-mail: [email protected]
Экспериментально исследовалась динамика сушки волокнистых текстильных материалов после их пенной обработки на опытной установке
кафедры промышленной теплоэнергетики, эксперимент проводился на образцах основы и ткани из смеси натуральных, синтетических и искусственных волокон.
Обработка экспериментальных кривых сушки с применением метода
Симою в программе MATLAB позволила получить передаточную функцию
для исследуемого образца основы. Помимо этого представлена обобщенная
алгоритмическая структура многосвязной системы управления, которая
позволяет осуществить моделирование качества ее работы как по разным
каналам управления, так и в целом.
The dynamics of drying of fibrous textile materials after their processing by
foam was experimentally researched on a pilot plant of the Industrial Power Department, the experiment was carried out with the samples of a warp and the fabric
of natural, synthetic and artificial mix of fibers.
The processing of experimental curves of drying with application of the Simoy
method in the MATLAB program has allowed to receive a transfer function for the
researched warp sample. Besides, the generalized algorithmic structure of
multicoherent control system, which allows to carry out the modeling of its work
quality both by different channels of management and as a whole, is presented.
Ключевые слова: обработка волокнистых материалов, пенные составы,
стабилизация влажности и приклея, передаточная функция.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
141
Keywords: fibrous materials treatment, foamy compounds, stabilization of
humidity and sticking, a transfer function.
Обработка волокнистых материалов
(пряжи, ткани и др.) пенными составами в
технологических операциях шлихтования,
крашения, печатания, малосминаемой и
антистатической пропитки и пр. заканчивается сушкой материала. Для приготовления пены используется раствор с более
высокой концентрацией применяемых
компонентов (в 3...5 раз, по сравнению с
традиционными), со значительно меньшим
содержанием влаги (в 2...3 раза) и с большим объемом за счет вкрапления воздуха
при кратности пены порядка 3...5.
Наличие пены (жидкостно-пузырькового слоя), покрывающей материал, определяет особенности сушки текстильных
волокнистых материалов, так как тепломассообмен осуществляется через пузырьковую структуру, а жидкая фаза имеет повышенную в 3...5 раз концентрацию компонентов раствора.
Динамика сушки волокнистых материалов после их пенной обработки экспериментально исследовалась на опытной
сушильной установке кафедры промышленной теплоэнергетики, состоящей из парогенератора, пароперегревателя, сушильной камеры, сборника конденсата и блока
управления (стабилизации) тепловыми режимами процесса сушки. Температура перегретого пара, подаваемого в сушильную
камеру, устанавливалась в пределах
150...250°С. Исследуемый образец размещался в рабочей зоне сушильной камеры
на подвеске, связанной с торсионными весами типа ВТ-500.
Эксперимент проводился на образцах
основы и ткани из смеси натуральных,
синтетических и искусственных волокон,
на которые была нанесена пена, приготовленная по рецептуре шлихтования [1...3].
На рис. 1 представлена экспериментально полученная кривая изменения веса
образца основы при сушке (50 текс,
50%-ное полиэфирное волокно, 50%-ный
хлопок) в процессе сушки до постоянного
веса.
142
Рис. 1
После серии экспериментов обработка
экспериментальных кривых для конкретного образца в программе MATLAB позволила получить математическую модель
сушки "Вес образца – Время", то есть
"Влажность образца – Время", представленную в виде передаточной функции
1
W0 (p) 
, где Т0 – исходя из графика
T0 p  1
составляет порядка 100...130 секунд.
При разработке автоматической системы стабилизации влажности М и приклея
Пи основы, обработанной пеной, учитывались следующие требования.
1. Относительная влажность Мо основы
после нанесения пены и сушки основы
должна составлять 5...7%.
2. Кратность пены на выходе пеногенератора Кп = 4.
3. Истинный приклей Пи = 4...5%.
4. Стабилизация влажности М высушенной основы осуществляется путем изменения количества горячего воздуха, подаваемого в конвективную сушилку.
5. Стабилизация приклея Пи осуществляется путем изменения количества шлихты Gш, подаваемой в пеногенератор.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Рис. 2
Структурная схема системы автоматической стабилизации влажности и приклея
обработанной пеной основы после ее сушки представлена на рис. 2 и содержит: пеногенератор; датчик 2 расхода пены Gп,
подключенный ко входу регулятора 1 скорости ω вращения турбины; датчик 3 кратности пены на выходе пеногенератора,
связанный со входом регулятора 4 подачи
воздуха Gв в пеногенератор; датчик 5
влажности М основы на выходе сушильной камеры, подключенный ко входу регулятора 6 подачи горячего воздуха Qгв (или
пара) в сушильную камеру; датчик 7 приклея Пи, связанный со входом регулятора 8
подачи шлихты Gш в пеногенератор.
В процессе стабилизации влажности и
приклея возможны следующие ситуации.
1. Изменение только влажности М основы при постоянстве прочих: в этом случае стабилизация влажности М основы
осуществляется только изменением подачи
горячего воздуха Qгв, подаваемых в сушильную камеру.
2. Изменение влажности М основы, вызванное изменением приклея Пи: в этом
случае регулирование осуществляется по
двум каналам – изменением расхода горячего воздуха Qгв с одновременным изменением кратности КП пены путем изменения дозировки компонентов Gш и Gв, а
также частоты вращения ω турбины, то
есть расхода пены Gп.
Таким образом, предложенная структура системы стабилизации влажности М и
приклея Пи при сушке основы с нанесенной на нее пеной является достаточно гибкой по отношению к возможным возмущениям и технологическим ситуациям.
ВЫВОДЫ
1. Разработана структурная схема автоматической системы стабилизации влажности и приклея обработанной пеной основы после ее сушки с учетом возможных
технологических ситуаций.
2. Экспериментально получена кривая
сушки для одного из образцов основы, обработанной пеной, и определена передаточная функция в численном виде, отражающая динамику процесса сушки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Власов П.В., Безрукова Е.В. Шлихтование
пряжи в пене. – М.: МТИ,1994.
2. Павутницкий В.В., Павутницкая С.В.,
Галиуллина И.И. Применение пен в текстильной и
легкой промышленности. – Ульяновск, 1999.
3. // Химические волокна. – 2010, №3.
Рекомендована кафедрой автоматики и промышленной электроники. Поступила 08.09.11.
_______________
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
143
УДК 677.014/017:061.64
ПОСТРОЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-СПРАВОЧНОЙ СИСТЕМЫ
ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ ЛАБОРАТОРИИ
ТЕКСТИЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
CONSTRUCTION OF INFORMATION-REFERENCE SYSTEM
OF A TEST LABORATORY OF A TEXTILE ENTERPRISE
А.С. ПЕТРОСЯН, Е.А. СКРЯБИНА, Б.Н. ГУСЕВ
A.S. PETROSJAN, E.A. SKRJABINA, B.N. GUSEV.
(Ивановская государственная текстильная академия)
(Ivanovo State Textile Academy)
E-mail: [email protected]
Предлагается информационно-справочная система испытательной лаборатории текстильного предприятия, позволяющая оперативно обеспечивать методическое сопровождение по самым разнообразным задачам, решаемым лабораторией в процессе контроля качества текстильных изделий.
The information-reference system of a test laboratory of a textile enterprise allowing to provide operatively the methodical accompaniment concerning many
variable problems solved by a laboratory in the process of the textile products quality control is constructed with the application of AutoPlay Media Studio software.
Ключевые слова: текстильное предприятие, испытательная лаборатория, информационно-справочная система, определение результативности.
Keywords: a textile enterprise, a test laboratory, an information-reference
system, effectiveness definition.
Производственная (испытательная) лаборатория текстильного предприятия является главным звеном в обеспечении качества выпускаемой продукции. Основным нормативным документом, определяющим требования к испытательной лаборатории, является ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025–2006 [1].
Этот стандарт устанавливает общие требования к компетентности лабораторий в
проведении испытаний, включая отбор образцов, их испытания и измерения отдельных свойств, проводимые по стандартным
или нестандартным методам. Несмотря на
то, что документ постоянно обновлялся,
тем не менее, до сих пор отсутствует современная справочная литература по методическому
обеспечению
основных
функций испытательной лаборатории.
Восполнить этот недостаток может информационно-справочная система (ИСС)
144
с учетом возможностей компьютерной
техники. Основные разделы ИСС формировали в соответствии с требованиями [1]
и особенностями организации технического контроля продукции.
Структура ИСС приведена в табл. 1.
На основании анализа справочных систем, построенных по форме электронного
учебника, остановили свой выбор на программе AutoPlay Media Studio. Данная программа доступна в освоении и имеет понятный интерфейс. Справочная система
(рис. 1) представлена в виде объектной
модели, состоящей из отдельных страниц.
На этих страницах можно размещать объекты, которые могут представлять собой
графический, текстовый и мультимедийный материалы.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Тема (направление)
Базовая нормативная документация
Технологические процессы прядильного, ткацкого
и отделочного производств
Ассортимент текстильных материалов (на примере
ОАО "Ткацко-отделочная фабрика "Авангард",
г. Юрьев-Польский Владимирской области)
Планы технического контроля
Методы получения измерительной информации
Статистические методы контроля, связанные с графическим представлением информации
Оценка качества технологических процессов
Оценка качества текстильных материалов
Таблица 1
Разделы
Основополагающие стандарты
Стандарты на термины и определения
Стандарты на процессы и работы
Стандарты на продукцию
Стандарты на методы контроля (испытаний, измерений, анализа)
Стандарты на услуги
Основные
Вспомогательные
Поддерживающие
Мебельно-декоративные ткани
Легкие ткани
Махровые изделия
Товары народного потребления
Прядильного
Ткацкого
Отделочного
Отбор проб
Обработка результатов прямых и косвенных измерений
Диаграмма рассеивания
Контрольный листок
Причинно-следственная диаграмма Исикавы
Диаграмма Парето
Гистограмма
Контрольные карты
Определение результативности
Нахождение эффективности
Контроль прослеживаемости и идентификации продукции
Выделение единичных показателей качества
Комплексная оценка качества
Определение сортности
ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ
ИНФОРМАЦИОННОИНФОРМАЦИОННО-СПРАВОЧНАЯ СИСТЕМА
ОТКРЫТЬ
ЗАКРЫТЬ
Рис. 1
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Рис. 2
145
Кроме известного методического материала в ИСС включены новые методические разработки по совершенствованию
различных процессов технического контроля в соответствии со стандартом [2] в
направлении создания методик по определению результативности и эффективности
технологических процессов, а также методов идентификации и прослеживаемости
производимой продукции, включая новые
методы оценки ее качества. В качестве
примера на рис. 2 приведен алгоритм определения результативности технологического процесса.
ВЫВОДЫ
тельной лаборатории текстильного предприятия, позволяющая оперативно обеспечивать методическое сопровождение по
самым
разнообразным задачам, решаемым лабораторией в процессе контроля
качества текстильных изделий.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025–2006. Общие требования к компетентности испытательных лабораторий.
2. ГОСТ Р ИСО 9000–2008. Система менеджмента качества. Основные положения и словарь.
Рекомендована кафедрой материаловедения,
товароведения, стандартизации и метрологии. Поступила 29.11.10.
_______________
С применением программного продукта AutoPlay Media Studio построена информационно-справочная система испыта-
УДК 677.01:658.01
ДЕКОМПОЗИЦИЯ ЦЕЛЕВОЙ ФУНКЦИИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
БЕЗОПАСНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
DECOMPOSITION OF A CRITERION FUNCTION
OF SAFETY ENSURING OF A TEXTILE ENTERPRISE
С.В. БОЙКО, В.М. КАРАВАЙКОВ
S.V. BOJKO, V.M. KARAVAJKOV
(Костромской государственный технологический университет)
(Kostroma State Technological University)
E-mail: [email protected]
В статье проведена декомпозиция целевой функции обеспечения безопасности отдельной отрасли текстильной промышленности, что позволяет выявить и систематизировать факторы, которые должны быть
учтены при построении целевой функции и определении ограничений.
Decomposition of a criterion function safety ensuring of a certain branch of
textile industry is carried out in the article, that allows to reveal and systematize
the factors that should be considered when constructing a criterion function and
defining the limits.
Ключевые слова: текстильная отрасль, целевая функция, "дерево целей", декомпозиция, цели и подцели.
146
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Keywords: a textile branch, a criterion function, “a tree of the purposes”,
decomposition, purposes and subpurposes.
В работе организационным объектом
исследования является система обеспечения безопасности отдельной отрасли (например, льняной) текстильной промышленности. Используя методологию [1], построим "дерево целей" системы обеспечения безопасности (рис.1).
Целевую функцию представим в виде
четырех основных групп подцелей: обеспечение экономической (1), экологической
(2), энергетической (3) безопасности и
обеспечение безопасных условий труда и
безопасности жизнедеятельности (4).
Рис. 1
В свою очередь обеспечение экономической безопасности связано с развитием и
укреплением собственной социально ориентированной конкурентоспособной текстильной отрасли экономики региона, основанной на рыночных условиях хозяйствования и обеспечивающей снижение
энергоемкости РВП (1.1).
Эта подцель может быть дезагрегирована на три основных подцели: удовлетворение потребности по количеству текстильной продукции требуемого качества
(1.1.1); обеспечение опережающих темпов
роста производительности в производственных системах более высокой мощности
(1.1.2); улучшение временных характеристик технических и технологических
средств (1.1.3).
Повышение эффективности использования сырьевой базы (1.2) связано с эксплуатацией всех видов оборудования
(1.2.1); более совершенной организацией
работы оборудования, направленной на сокращение непроизводительного расходования всех видов сырья и энергии, с обеспечением более высоких КПД во всех деталях и
узлах технологических систем (1.2.2); повышением уровня рационального использования сырья и энергии за счет широкого
использования новых энергосберегающих
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
147
технологий и оборудования текстильными
предприятиями (1.2.3).
Организация управления отраслью текстильной промышленности (1.3) зависит
от разработки системы приоритетов (основных направлений), целей и народнохозяйственных задач, на основании которых
строится долгосрочная политика текстильных предприятий и механизм регулирования отношений хозяйствующих субъектов
текстильной отрасли и экономики региона
как между собой, так и со структурами государственного управления всех уровней
(1.3.1); создания автоматизированной системы учета и контроля потребления текстильного сырья и энергии на всех уровнях
– от предприятия, отрасли до региона в
целом (1.3.2); разработки законодательнонормативной базы, предусматривающей
ответственность за нерациональное расходование сырьевых и энергетических ресурсов и стимулирование их эффективного
использования (1.3.3) и подготовки и обучения специалистов в сфере управления и
эксплуатации современного оборудования
(1.3.4).
Структурная перестройка текстильной
отрасли экономики региона (1.4) направлена на достижение рационального размещения объектов производства с учетом
развития экономики, размещения производительных сил на территории области и с
учетом наличия местных ресурсов (1.4.1);
развития местных производств сырьевых
ресурсов (1.4.2); снижения энергоемкости
РВП за счет структурных и технологических изменений (1.4.3).
Снижение финансовых затрат регионального и муниципальных бюджетов на
поддержку безработных и населения с
низкими доходами за счет развития мощностей и объемов текстильного производства, повышения заработной платы работникам этих предприятий (1.5) связано с
диверсификацией технологических процессов в отрасли для снижения себестоимости продукции (1.5.1); полезным использованием
отходов
производства
(1.5.2); организацией контроля качества
сырья и энергии (1.5.3); снижением расходов предприятий на содержание и экс-
148
плуатацию вспомогательного оборудования, автомобильного транспорта, приобретением автомобильного топлива и перевозками автомобильным транспортом
(1.5.4).
Обеспечение экологической безопасности отрасли текстильной промышленности
(2) зависит от снижения риска загрязнения
атмосферного воздуха за счет оптимизации энергетических процессов (2.1); загрязнения водного бассейна за счет очистки промышленных стоков (2.2); уменьшения объемов образования промышленных
отходов за счет внедрения безотходных
технологий (2.3).
Обеспечение энергетической безопасности текстильных предприятий, его работников и обслуживающей их экономики
от угроз надежному топливо- и энергообеспечению (3) связано с формированием
правовых основ поведения менеджмента
предприятий и отрасли в целом в сфере
обеспечения энергетической безопасности
(3.1); снижением возможностей возникновения и реализации угроз за счет повышения надежности элементов систем энергоснабжения (3.2); снижением восприимчивости систем топливо- и энергопотребления к угрозам за счет создания собственных автономных источников энергии (3.3).
Обеспечение производственной безопасности (4) зависит от обеспечения безопасности технологических процессов (4.1);
соблюдения требований безопасности на
рабочих местах; снижения профессионального риска работников.
ВЫВОДЫ
Проведена
декомпозиция
целевой
функции обеспечения безопасности отдельно взятой отрасли (льняной) текстильной промышленности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Месарович М., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем / Пер. с
англ. – М.: Мир, 1973.
Рекомендована кафедрой экономики и управления. Поступила 14.03.11.
_______________
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
УДК 621.892
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПАРАФИНИРОВАНИЯ ПРЯЖИ
ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ТРИКОТАЖА
INCREASING OF EFFICIENCY OF WAXING YARN
AT MANUFACTURE OF KNITTED FABRIC
Р.Р. АЛЕШИН, С.А. ЕГОРОВ, Г.И. КОРЧАГИН
R.R. ALESHIN, S.A. EGOROV, G.I. KORCHAGIN
(Ивановская государственная текстильная академия)
(Ivanovo State Textile Academy)
E-mail: [email protected]; [email protected]
Предлагается в состав смазочных материалов для парафинирования
пряжи вводить металлоплакирующие присадки, в частности, стеараты
металлов переходных групп. В результате повышается ресурс трикотажных игл, снижается энергопотребление за счет снижения момента трения пары игла-пряжа.
It is offered to enter additives of metal stearats of transitive groups in the structure of lubricants for waxing a yarn. As a result the resource of knitted needles
raises, power consumption decreases because of the moment of friction of the
“needle-yarn” pair decreases.
Ключевые слова: трение, изнашивание, смазывание, металлоплакирование, парафинирование, пряжа.
Keywords: friction, wearing, lubrication, metal protection, waxing, a yarn.
При производстве трикотажных полотен, которое в последнее время заметно
возросло, основным является механизм
вязания, включающий в себя игольный
цилиндр с язычковыми иглами, кольцо с
блоками игольных замков, кольцо платинных замков с платинами и кольцо нитеводов. Язычковая игла подвергается наибольшему механическому воздействию,
поэтому чаще других рабочих органов
выходит из строя. Выход из строя иглы
приводит к появлению брака на выпускаемом полотне и к поломке машины.
Геометрические характеристики иглы жестко регламентированы конструкцией машины и не могут быть изменены. Для
обеспечения заданных технических требований необходимо выдержать более 155
размеров иглы, допуск большинства которых соответствует 6-му квалитету точности. Основным способом увеличения сроков работы иглы является парафинирова-
ние пряжи, позволяющее сократить силу
трения. Силы трения играют большую
роль, так как при перемещении иглы они
являются основными силовыми факторами
вследствие малости массы самой иглы и,
как следствие, малости инерционных нагрузок.
Целью проводимой работы являлось повышение эффективности смазочных материалов для парафинирования за счет применения металлоплакирующих присадок.
Наибольшее трение возникает между
пряжей и поверхностью иглы, а также пятками и клиньями игольных замков при работе трикотажной машины. Сила трения,
возникающая между пятками и клиньями,
зависит от давления в контакте при работе
иглы.
На величину силы трения, возникающей между пряжей и поверхностью иглы,
оказывает существенное влияние смазочный материал, наносимый на пряжу. Ос-
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
149
новными целями нанесения смазочного
материала является уменьшение коэффициента трения и сокращение величины износа. В настоящее время наибольшее распространение получили смазочные материалы следующих наименований: Пента115, аэрозоль Si-M, аэрозоль Кс-М, Castrol
optitex w 46, DOW CORNING ® 346,
Spindle Oil 7010, Chevron KNIT Oils.
Испытания по измерению коэффициента трения и износа проводились на установке приведенной, на рис. 1 – схема измерительного узла трибометра: 1, 5 – компенсационные пружины; 2, 6 – нитенаправители; 3 – перематываемая нить; 4 – поверхность трения,7; 10 – измерительные
шкалы; 8 – маятник; 9 – нагрузка.
Рис. 1
Принцип действия прибора заключается в следующем. Поверхность трения 4
Рис. 2
150
(трикотажная игла) находится под воздействием истирающей нагрузки от движущейся пряжи 3. Возникающий момент
трения фиксируется маятниковым элементом, а нить нагружается посредством груза
9 и ее натяжение фиксируется по шкале 10.
Скорость движения нити 600 м/мин. Угол
отклонения маятника определяет момент
силы трения.
В результате прохождения нити по
объекту трения на нем возникает лунка
износа. Отношение параметров лунки к
метражу пряжи позволяет судить об интенсивности износа.
Материал иглы У7А после термической
обработки. Пряжа для исследования хлопковая 18,5 текс.
За базовый состав был выбран наиболее распространенный на трикотажных
фабриках состав, содержащий парафин и
индустриальное масло в отношении 1:2. В
смазочный материал вводились поверхностно-активные вещества на основе стеариновой кислоты. Были выбраны стеараты:
олова, никеля, кобальта, меди. Испытания
проводились при натяжении нити 0,1 и
0,17 Н.
Результаты испытаний, проведенных
при натяжении 0,1 Н, приведены на рис. 2
(коэффициенты трения всех смазочных
композиций при испытании с FH = 0,1(Н)).
Рис. 3
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Результаты испытаний, проведенных
при натяжении 0,17 Н, приведены на рис. 3
(коэффициенты трения всех смазочных
композиций при испытании с FH = 0,1(Н)).
В результате анализа проведенных исследований можно сделать вывод, что при
испытании образцов в области пониженных нагрузок наиболее эффективные результаты показали смазки с добавлением
стеарата кобальта и смеси меди с оловом с
процентным
содержанием присадок в
смазках 2…5%. Снижение коэффициента
трения находится в интервале от 5 до 7 %.
При проведении испытаний в области
повышенных нагрузок свою эффективность показали смазочные материалы, содержащие стеараты кобальта и никеля с
5%-ным содержанием присадки в парафи-
Смазочные
материалы
Промышленная
Промышленная + 5%-ный
стеарат кобальта
Промышленная + 5%-ный
стеарат никеля
не. Снижение коэффициента трения в данных условиях составило 23...32%.
Снижение коэффициента трения обосновывается нахождением в присадках металлов, обладающих поверхностно-активными свойствами, что подтверждается в
исследованиях других ученых [1]. При переносе их с поверхности нити на нитепроводник образуется сервовитная пленка,
позволяющая соприкасающимся поверхностям работать в режиме избирательного
переноса.
Для исследования на износ был выбран
латунный нитепроводник и две смазки, содержащие стеарат кобальта и стеарат никеля с концентрацией присадки 5%, так
как они показали наибольшее снижение
коэффициента трения. Результаты испытаний на износ представлены в табл. 1.
Таблица 1
Эффективность по отношению
к другим смазочным материалам, ℓ/h
ℓ, мкм h, мкм
Промышленная + 5%-ный Промышленная +5%-ный
Промышленная
стеарат кобальта
стеарат никеля
76
15
–
0,80/0,87
0,82/0,97
61
13
1,25/1,15
–
1,02/1,12
62
14,5
1,23/1,03
0,98/0,90
–
На основании полученных данных
можно сделать вывод, что присутствие в
смазке присадки стеарата кобальта дает
наиболее эффективные результаты, по
сравнению с присадкой стеарата никеля.
Так, при применении стеарата кобальта
износ опытного образца уменьшился в 1,15
раза, а при применении стеарата никеля –
1,03 раза по отношению к износу, произведенному при испытании смазки, исполь-
Показатель
Годовая экономия за счет снижения затрат на
замену игл, руб
Годовая экономия за счет снижения затрат на
заработную плату слесарей-ремонтников, руб
Изменение годовых затрат на смазочные материалы, руб
Годовая экономия за счет снижения расходов на
электроэнергию, руб
Суммарный годовой экономический эффект, руб
зуемой на фабрике. Уменьшение износа
опытного нитепроводника по отношению
к исследуемым смазочным композициям
составляет 1,12 раза.
На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что смазка, содержащая 5%-ную присадку стеарата кобальта, наиболее предпочтительна для парафинирования пряжи в промышленном
производстве.
Игла язычковая KG-12
Groz-beckert (Германия)
Таблица 2
Игла язычковая И1АК
ГОСТ 5468-88 (Россия)
6392,21
3095,21
779,65
1348,28
1157,07
1157,07
6348,89
14677,82
6348,89
11949,45
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
151
Для определения целесообразности замены промышленной смазки проведен
расчет экономического эффекта от внедрения на примере одноконтурной кругловязальной машины КО. Эффект определялся для язычковых игл зарубежного и
отечественного производства. Результаты
(годовойо экономический эффект) от внедрения новой смазки приведены в табл. 2.
ВЫВОДЫ
1. Определена зависимость коэффициента трения от наличия в парафине присадок на основе стеаратов металлов и установлена зависимость коэффициента трения
от процентного содержания присадки в
парафине.
2. Выявлено оптимальное процентное
содержание присадок, способствующих
наибольшему снижению коэффициента
трения и величине износа поверхностей
трения в зоне контакта игла-пряжа.
3. Установлено, что наибольшее сокращение величины износа позволяет достичь смазка, состоящая из парафина с 5%ным содержанием стеарата кобальта.
4. Рассчитан годовой экономический
эффект для трикотажной машины КО, который составил 14677 руб. при использовании игл немецкого производства и 11949
руб. – при использовании игл отечественного производства.
ЛИТЕРАТУРА
1. Чигаренко Г.Г., Пономаренко А.Г. Влияние
химического
строения
координационных
соединений переходных металлов на смазочные
характеристики масел // Трение и износ. – 2006,
№2. С. 225...231.
Рекомендована кафедрой проектирования текстильных машин. Поступила 29.03.11.
_______________
УДК 677.017.31:678.029.46
СВОЙСТВА ТРИКОТАЖНОГО ЗОНАЛЬНОГО ПОЛОТНА
ДЛЯ ПОДСТИЛОЧНОГО СЛОЯ ОБИВКИ АВТОСИДЕНЬЯ
THE PROPERTIES OF A ZONAL KNITTING FABRIC
FOR A CAR SEAT UPHOLSTERY UNDERLAYER
А.П. БАШКОВ, Г.В. БАШКОВА, Д.А. АЛЕШИНА, И.Ю. НАТЕРТЫШЕВ
A.P. BASHKOV, G.V. BASHKOVA, D.A. ALJOSHINA, I.YU. NATERTYSHEV
(Ивановская государственная текстильная академия)
(Ivanovo State Textile Academy)
E-mail: [email protected]
В статье предлагается использовать в качестве подстилочного и обивочного слоев автомобильного сиденья основовязаное полотно с усиленными уточными нитями зонами. Введение уточных нитей, которые могут
значительно отличаться по механическим характеристикам от нитей
фона, т.е. основной зоны позволяет не только улучшить основные механические свойства изделий, но и совершенствовать формообразование сиденья, создавая его членение на опорные участки, что улучшает эргономические и санитарно-гигиенические свойства сиденья. В результате лабора-
152
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
торных испытаний определены основные эксплуатационные свойства, в
том числе и механические характеристики, указанного полотна.
The authors suggest to use a zonal warp knitted fabric reinforced with inserted
weft as a car seat upholstery underlayer. Inserting weft threads differing from
background threads by mechanical characteristics, that is a warp zone, improves
both mechanical properties of upholstery and car seat shaping as well, that in its
part improves a car seat properties and comfort. As a result of laboratory tests the
basic performance attributes and mechanical characteristics of the given stockinet
are defined.
Ключевые слова: подстилочный слой автомобильного сиденья, купонное зональное основовязаное полотно, деформационные характеристики,
модуль упругости.
Keywords: a car seat underlayer, coupon zonal warp knitted fabric, deformation characteristics, an elasticity modulus.
Автомобильное сиденье представляет
собой многослойную структуру, которая
состоит из пружинного блока, слоя вспененного полиуретана, подстилочного слоя
и обивки. В качестве двух последних используются ткань, нитепрошивное полотно или трикотаж. Основное назначение
подстилочного слоя – создание необходимой опоры, способной воспринимать нагрузки и деформации от веса человека,
обеспечение формоустойчивости конструкции, она должна способствовать воздухо- и влагообмену. Для использования в
качестве подстилочного слоя (или фрагментов обивочного) нами предлагается купонное зональное основовязаное полотно,
содержащее уточные нити [1]. Введение
утка позволяет уменьшить растяжимость и
распускаемость полотна, увеличить его
формоустойчивость, прочность и упругость. Зональное упрочнение полотен
уточными нитями позволяет создавать необходимые свойства обивки, то есть обеспечить дифференцированное усиление по
зонам, в зависимости от участков опорной
поверхности тела в тех местах, где это
требуется по условиям эксплуатации. При
проектировании полотна в местах с максимальной нагрузкой можно увеличивать
прочность или стойкость к истиранию, сохраняя при этом в других зонах, где это
необходимо, высокую воздухопроницаемость, гигроскопичность, обеспечивая высокий коэффициент упругости для каждой
зоны нагрузки и экономно используя сырье. Зональное полотно позволяет также
перераспределить локальные нагрузки от
давления тела созданием антропометрического профиля опорной поверхности за
счет различной жесткости уточных и безуточных зон. Использование для получения полотна пряжи из льняных волокон и
их отходов повышает гигиенические свойства всего обивочного пакета и уменьшает
стоимость изделия.
Для получения зонального полотна
предлагается использовать основовязальную машину ОВ-160 с тамбурным способом петлеобразования, в которой предусмотрено введение уточных нитей широкого диапазона линейных плотностей и
сырьевого состава, в том числе, кардинально отличающихся от основных нитей.
При раскрое обивки уточная зона используется для центральных деталей, безуточная – для боковых деталей спинки и сиденья автомобильного кресла.
Для создания купонного полотна однородной структуры предложено три варианта реализации, представленных в табл. 1
(варианты линейных плотностей используемых нитей).
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
153
Таблица 1
Характеристики купонного полотна
Усиленная зона: линейная плотность нитей основы, текс
линейная плотность утка, текс
Зона основного полотна из нитей верхней и нижней основ:
линейная плотность нитей основы, текс
Соотношение поверхностных плотностей по зонам
Для полученных по 2 варианту заправок полотен были определены и основные
свойства, такие как поверхностная плотность, устойчивость к пиллингуемости и
истиранию, воздухопроницаемость, разрывная нагрузка и разрывное удлинение,
деформационная жесткость. Результаты
исследований отражены в табл. 2 (сводные
характеристики купонного полотна) и на
диаграммах рис. 1 – диаграммы растяжения при разрыве купонных полотен: 1, 2, 3
– поперек основы в усиленной зоне (1, 2 и
3 вариант по табл. 1); 4, 5, 6 – поперек основы в безуточной зоне (1, 2 и 3 вариант
соответственно по табл. 1); 7, 8, 9 – вдоль
основы в усиленной зоне;
10, 11, 12 –
вдоль основы в безуточной зоне; и рис. 2 –
зависимость модуля упругости от времени
нагружения: а – в безуточной зоне полотна
вдоль основы; б – в безуточной зоне полотна поперек основы; в – в усиленной
зоне вдоль основы; г – в усиленной зоне
поперек основы.
В системе "человек - кресло" при создании определенных силовых нагрузок на
1 вариант
54
67
2 вариант
110
133,5
3 вариант
165
200
54
110
165
2,2:1
2,2:1
2,2:1
опорную поверхность от веса человека
наиболее важным становится определение
деформации оболочки, а не критического
(разрушающего) усилия. Поэтому при испытаниях свойств полученных полотен
основное внимание уделялось деформационным характеристикам. Они определялись на измерительном комплексе Инстрон-1122 в режимах равномерного растяжения до разрыва.
Рис. 1
154
Поверхностная плотность , г/м2
Устойчивость к истиранию, число циклов
Устойчивость к пиллингообразованию, количество пиллей/10см2
Нагрузка при многоосном растяжении, кгс
Стрела прогиба при
многоосном растяжении,
мм
Воздухопроницаемость
Q, дм3/м2∙с
вдоль
основы
поперек
основы
вдоль
основы
поперек
основы
вдоль
основы
поперек
основы
Безуточная Зона, усилен- Наименование зоны поная уточными
лотна
зона
нитями
Таблица 2
462,1
62
20
29,3
16
126,5
163,0
318,0
128,0
18,7
379,7
574,8
442,7
34
24
23,4
22
145,7
151,7
205,0
127,7
117,0
457,4
2000
Средняя разрывная нагрузка, Н
Среднее относительное
разрывное
удлинение, %
Средняя деформационная жесткость (модуль
упругости), Н/м2
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Рис. 2
Испытаниям подвергались три пробных
полоски шириной 5 см от каждого из двух
экспериментальных полотен, растягивающие усилия для которых прикладывались в
продольном и поперечном направлениях
по отношению к основным нитям. Были
получены разрывные диаграммы образцов
трикотажного купонного полотна вдоль и
поперек основы (рис. 1) при скорости деформирования   8,3 10 2 м/с и зажимной
длине L = 100 мм.
Деформационная жесткость, характеризуемая модулем упругости Е, образцов
купонного полотна определялась в интервале нагрузки от 3 до 6 Н, то есть в упругой зоне диаграммы растяжения, для которой справедлив закон Гука. Также определялась зависимость модуля упругости от
времени нагружения растягиванием образцов при максимальной скорости до значений деформаций: 10% (кривая 1, рис. 2),
20% (кривая 2) и 30% (кривая 3) и фиксацией в деформированном состоянии в течение 10 минут.
Испытания показали, что усиленные
зоны превосходят в качественном отношении безуточные зоны, являясь более ус-
тойчивыми к истиранию, пиллингообразованию, многоосному растяжению. Деформационные характеристики при разрыве
показывают, что прочность усиленных зон
в направлении поперек основы возрастает
в 1,5 раза, а разрывное удлинение снижается в 5,5 раз, при этом механические характеристики в направлении вдоль основы
практически не меняются. Жесткость усиленной зоны при растяжении вдоль утка
(поперек основы) почти в 4 раза превосходит аналогичные значения в безуточной
зоне, хотя динамика изменения жесткости
в зависимости от времени нагружения
практически одинакова во всех зонах купонного полотна.
ВЫВОДЫ
1. Разработано купонное полотно с
усиленными уточными нитями зонами,
которое способно равномерно распределять сосредоточенные нагрузки, сохранять
однородной поверхность изделия, сокращать деформации, а также снижать
материалоемкость
и
трудоемкость
изготовле-ния автомобильных кресел.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
155
2. Проведены испытания купонного
полотна согласно перечню показателей
качества трикотажного полотна и изделий;
по
полученным
данным
выполнен
сравнительный анализ эксплуатационных
характеристик уточных и безуточных зон.
ЛИТЕРАТУРА
1. Пат. 99784 Российская Федерация. Полотно
трикотажное основовязаное купонное / Башкова
Г.В., Алешина Д.А., Чистобородов Г.И.; заявитель
и патентообладатель Ивановская гос. текст. акад. –
Опубл. 27.11.2010, Бюл. № 33.
Рекомендована кафедрой безопасности жизнедеятельности. Поступила 05.10.11.
_______________
УДК 677.053.74.001.5
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА НИТОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ
НА ШВЕЙНОЙ МАШИНЕ ЧЕЛНОЧНОЙ СТРОЧКИ*
THE QUALITY CONTROL OF A FILAMENT JOINT
AT A SEWING MACHINE OF A SHUTTLE SEAM
Н.А. КУЛИДА, А.Н. КУЛИДА, Е.Н. НИКИФОРОВА
N.A. KULIDA, A.N. KULIDA, E.N. NIKIFOROVA
(Ивановская государственная текстильная академия)
(Ivanovo State Textile Academy)
E-mail: [email protected]
Обоснована возможность контроля качества ниточного соединения по
длине игольной нити, расходуемой на образование стежка. Для контроля
малых изменений расхода разработан оригинальный сенсор акустического
шума, возникающего при трении движущейся игольной нити о чувствительный элемент сенсора в период образования стежка. Предложено
включить в состав микропроцессорной системы контроля сенсор угла поворота вала швейной машины – инкрементальный энкодер, а нарушения
процесса стачивания устанавливать по соответствию количества импульсов энкодера за время импульса сенсора движения игольной нити требуемому значению.
The possibility of a quality control of a filament joint endways a needle
thread spent for formation of a stitch has been proved. The original sensor control
of acoustic noise arising under the friction of a moving needle thread on a sensitive element of a sensor control in formation of a stitch has been developed for
control of small changes of consumption. It is offered to include a sensor control
of a turning angle of the sewing machine shaft – an incremental encoder – in the
structure of the microprocessor monitoring system, and to install the failures of a
grinding process in the conformity of encoder impulses quantity during an impulse
of a sensor control of a needle thread movement with the demanded meaning.
*
Работа выполнена в рамках гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых (МД-1102.2011.8).
156
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Ключевые слова: швейная машина, ниточное соединение, качество,
игольная нить, трибоакустический сенсор, инкрементальный энкодер,
микропроцессорная система.
Keywords: a sewing machine, a filament joint, quality, a needle thread, a
triboacoustic sensor control, an incremental encoder, a microprocessor system.
При соединении деталей на швейной
машине челночной строчки возможны различные дефекты, появляющиеся в результате нарушений процесса стачивания. Например, если игольная нить не захватывает
челночную, наблюдается пропуск стежков,
в результате ухудшается внешний вид
швейного изделия, снижается прочность
шва, а при неоднократных пропусках стежков игольная нить обрывается, что вызывает снижение производительности. При значительном отклонении натяжения игольной
или челночной нитей от требуемого их переплетение в строчке происходит не в середине пакета соединяемых материалов, что
также вызывает ухудшение внешнего вида
изделия и снижение прочностных показателей ниточного соединения. Кроме того, в
случае чрезмерного натяжении игольной
или челночной нитей возможно стягивание
материала. И, наконец, при проскальзывании материала изделия относительно
транспортирующей рейки уменьшается
длина стежка.
Наряду с отмеченными дефектами ниточного соединения в процессе стачивания
возможны обрыв или доработка как игольной, так челночной нитей. Перечисленные
дефекты и нарушения, а также необходимость обеспечения высокого качества ниточного соединения и большой производительности процесса требуют его автоматизации.
Ранее [1] была показана возможность
автоматического прерывания процесса стачивания при обрывах или доработке игольной и (или) челночной нитей путем контроля расхода игольной нити с помощью трибоакустического сенсора (далее условно
трибосенсор), который может быть либо
совмещен с натяжным устройством игольной нити, либо представлять собой самостоятельную конструкцию, располагаемую
на рукаве машины, на участке между ка-
тушкой с нитью и регулятором натяжения.
Во втором варианте игольная нить зажимается между двумя пластинами  одной перемещающейся на оси и другой – неподвижной. Неподвижная пластина соединена
с пьезоэлектрическим преобразователем, а
перемещающаяся  при заправке нити может отводиться от неподвижной пластины,
кроме того, эта пластина подпружинена,
что дает возможность создавать надежный
контакт пластин с нитью и регулировать ее
дополнительное натяжение.
Проанализируем возможность применения предложенного способа для автоматического контроля качества ниточного
соединения на швейной машине челночной строчки.
В общем случае в процессе стачивания
могут соединяться несколько деталей
швейных изделий из материалов различной толщины или прошиваться несколько
слоев материала, например, при прошивке
одеял в пакет входят 2 слоя материала и
слой наполнителя. Если число соединяемых слоев равно n , а толщина каждого
слоя  , то толщина пакета соединяемых
i
n
деталей равна
  , а длина игольной
i
i 1
нити, расходуемой на один стежок, при
условии, что переплетение игольной и
челночной нитей происходит в середине
пакета,
составляет
n
 i   cm (1     i )ут , где   коэф1
ст
ут
i 1
фициент утяжки ( ут  1 ). Длительность
импульса и , формируемого микропроцессорной системой при стягивании игольной
нити с катушки, может быть определена из
выражения:
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
157
 V(t)   (1     ) ,
0
стачивания, например – при пропуске
стежка, определяется из выражения
n
и
1
cm
ст
i
(1)
ут
i 1
и
 V (t)   ,
где V(t)  скорость игольной нити;  
коэффициент (   1 ), учитывающий, что
трибосенсор формирует сигнал не в самом
начале перемещения игольной нити и заканчивает чуть раньше его окончания, поскольку имеет некоторое пороговое значение скорости, соответствующее его срабатыванию.
Аналогично длительность импульса  ,
соответствующая перемещению игольной
нити при различных нарушениях процесса

(2)
cm
0

где V (t)  скорость игольной нити в этот
период.
Скорость перемещения игольной нити
с учетом ее упругого деформирования определяется из системы уравнений, полученной в [1]. При этом в общем случае закономерность изменения скорости с обозначениями из [1] определяется из выражений:

и
3
V(t)   dL (t) dt  V (t)  V
i
0
 , , 
(t)  V (t) ,
Li
i 1
d (t)
,
dt
d  (  )
d(  )  (   )
d(     ) 

V , , (t)  0 (t)с 1 e  L1 (t)
 e L 2 (t)
e
L3 (t)
 ,
dt
dt
dt

dL (t) 
 dL (t)
VL (t)  0 (t)c 1 e  1  e (  ) 2  .
dt
dt 

V (t)  с  e L (t)  e
1
0

1
 (  )
L (t)  e
 (  )
2
L (t) 
0
3
i
Таким образом, скорость продольного
перемещения игольной нити при стачивании, а следовательно, и длительность формируемых импульсов, определяются в
первую очередь геометрией заправочной
схемы, кинематическими характеристиками машины, натяжением игольной нити и
ее деформацией в рассматриваемый период. Расчеты показывают, что скорость
продольного перемещения увеличивается с
ростом коэффициента жесткости с метрового отрезка нити и незначительно уменьшается с увеличением ее натяжения. Следовательно, длительность импульсов трибосенсора зависит не только от параметров
строчки и ее качества, но и от скорости
машины, физико-механических характеристик нити, используемой при стачивании,
ее натяжения и др. Особо следует выделить зависимость длительности импульсов
от скорости. Если при постоянной скорости стачивания для осуществления автоматического останова машины в случае об-
158
рыва игольной или челночной нити достаточно было контролировать скважность
формируемых импульсов, то в режиме изменяющейся скорости длительность импульсов не остается постоянной даже при
штатном протекании процесса стачивания.
Поэтому представляет интерес зависимость скважности от параметров как формируемого стежка, так и закономерности
изменения скорости машины.
Рассмотрим сначала влияние скорости
на период следования импульсов. За каждый оборот главного вала швейной машины трибосенсор формирует один импульс,
период следования импульсов определяется закономерностью изменения скорости,
которая в общем случае является известной функцией времени в (t) , отсюда период следования может быть определен из
T
интеграла
   t  dt  2 . Если, наприв
0
мер,
в
режиме
разгона
маши-
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
импульсов от скорости заметим, что
при очередном образовании стежка расходуется
игольная
нить
длиной
ны в (t)  0  t , то длительность первого периода определяется из уравнения
T12  20  1T1  4 1   0 и составит:
n
   (1     ) . Для того, чтобы
1
   4    , второго:
Т      8    4  ,
Т 
1
2
1
0
1
2
i
3
1
2
2
0
0
i
ут
нитепритягиватель стянул с катушки такую
длину нити, главному валу машины нужно
повернуться на угол  , который в общем
случае является величиной переменной,
зависящей от длины стежка, толщины стачиваемых деталей и коэффициента утяжки,
то есть  является функцией  ст , , ут .
Этот угол зависит также от скорости перемещения игольной нити в этот период, которая, в свою очередь, как установлено ранее, определяется кинематическими параметрами швейной машины и физикомеханическими характеристиками игольной нити. Поэтому длительность формируемого трибосенсором импульса определяется из выражения:

  12    8  и т.д. В
2
2
0
0
  0 , Т 1  2  1  ,
частном случае
1
Т 2  
2
0
 2 1 , Т  2    3  2 ,
1
3
откуда следует, что с ростом скорости период следования импульсов уменьшается.
В случае равнозамедленного останова
машины период следования импульсов определяется из полученных выражений при
условии, что величина ускорения берется
со знаком минус.
Длительность импульсов определяется
либо из выражения (1) при штатном протекании процесса стачивания, либо из выражения (2), когда возникают те или иные нарушения. При этом, поскольку в том и другом случае скорость игольной нити в значительной степени зависит от скорости
главного вала машины (выражение для
скорости продольного перемещения игольной нити в [1] получено при условии, что
угловая скорость в остается постоянной, в
и
  (t)dt    , ,  , V(t) 
в
ут
и в случае в (t)  0  t составит:
     2 ( , ,  ,V)   . (3)
1
2
и1
0

ст
ут
0
При дальнейшем разгоне машины длительность импульсов во втором и третьем
периодах равна:
(4)
       8  2 ( , ,  , V)     8  .


(5)
1
2
2
0
1


В частном случае 0  0
0
0
1
ут
  2    1 0,5  ( , ,  ,V) 1 и
1
ст
ут
и3
1
ст
ст
  2 2   10,125  ( , ,  ,V) 1 .
  2  ( , ,  , V) ,

ут
2
0

ст
2
и3
1
ст
        4  2 ( , ,  , V)     4  ,


и2
и1

0
противном случае вместо в нужно положить d / dt ), длительность импульсов трибосенсора также зависит от скорости. Для
установления зависимости длительности
и2
ст
i 1
третьего:
Т 
cm
0
ут
1

ст
ут
Для равнозамедленного движения, как
и в случае определения периода Т, в полученных выражениях величина углового
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
159
ускорения подставляется со знаком минус.
Скважность сформированных трибосенсором импульсов:
  2 ( , ,  ,V)  
2
0
 

1
ст
ут
0
,
2
  4  
0
0
    4   2 ( , ,  , V)     4
2
 
2
0

2
ст
ут
2
2
0
0
   8  2 ( ,  ,  , V)     8
2
0

3
0
0
ст
ут
1  0, 5  ( , ,  , V)  1
1

2
ст
ут
2 1
,
1  0,125  ( , ,  ,V)  1
1
 
3

ст
ут
,
1,5  1
откуда следует, что скважность не остается постоянной. По этой причине устанавливать нарушения процесса стачивания
путем контроля скважности формируемых
импульсов в случае переменной скорости
невозможно. Для осуществления контроля
необходимо ввести в состав микропроцессорной системы контроля сенсор угла поворота главного вала машины. С его помощью формируются импульсы с длительностью, зависящей от скорости машины. В качестве такого сенсора можно использовать инкрементальный энкодер. Если сматывание игольной нити осуществляется при повороте вала машины на угол
 ( ст , , ут , V) , то энкодер с разрешением
m
должен
сформировать
1
  (2) m ( ст , , ут , V) импульсов
1
с периодом их следования Т э  60(nm) ,
где n – угловая скорость машины, об/мин.
Таким образом, для осуществления контроля качества ниточного соединения достаточно подсчитать количество импульсов
энкодера ℓ за время длительности импуль-
160
0
2
1
 
ут
2
  0, 5  ( , ,  , V) ,

ст
,
  12    8
или в частном случае 0  0 :
1
,
  8    4
2
 
0
са трибосенсора и . Отклонение количества импульсов от ℓ свидетельствует о нарушениях процесса стачивания.
На швейной машине кл. 116-2 сматывание игольной нити с катушки на максимальной длине стежка осуществляется при
повороте главного вала машины на угол
18. За этот период времени энкодер при
разрешении
m=1024 имп/об
должен
сформировать ℓ  51 импульс. При угловой
скорости машины n=1200 об/мин период
следования импульсов энкодера составит
4,88·10-2 мс.
Для повышения точности контроля качества ниточного соединения, учитывая
отмеченный выше случайный характер
формирования импульсов трибосенсора,
рекомендуется использовать метод накопления данных о длительности импульсов в
нескольких периодах образования стежка с
последующей их статистической обработкой [2].
ВЫВОДЫ
1. Показана возможность осуществления контроля качества ниточного соединения на швейной машине челночной строчки посредством измерения длины игольной нити, расходуемой на образование
стежка.
2. Параметры формируемого трибосенсором импульсов при перемещении
игольной нити во время образования стежка зависят от закономерности изменения
угловой скорости вала швейной машины и
по этой причине контроль качества ниточ-
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
ного соединения по скважности импульсов
трибосенсора невозможен.
3. Для осуществления контроля предложенным методом рекомендовано включить в состав микропроцессорной системы контроля инкрементальный энкодер 
сенсор угла поворота вала машины и соответствие качества ниточного соединения
требуемому определять по соответствию
числа импульсов энкодера за время длительности импульса трибосенсора заданному значению.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кулида Н.А., Кулида А.Н. Скорость продольного перемещения игольной нити в зоне нитенатяжного устройства швейной машины // Изв. вузов.
Технология текстильной промышленности. – 2008,
№1. C. 67...72.
2. Вильнер В.Г., Ларюшин А.И., Рудь Е.Л. Методы повышения точности импульсных лазерных
дальномеров // Электроника: Наука, Технология,
Бизнес. – 2008, №3. C.118...123.
Рекомендована кафедрой инженерной графики.
Поступила 16.12.11
_______________
УДК 808.2:378.14
ИЗ ОПЫТА ОБУЧЕНИЯ ПИСЬМУ ИНОСТРАННЫХ УЧАЩИХСЯ ИГТА
FROM THE EXPERIENCE OF TEACHING
THE IGTA FOREIGN STUDENTS WRITING
Л.А. ЗАВЬЯЛОВА
L.A. ZAVJALOVA
(Ивановская государственная текстильная академия)
(Ivanovo State Textile Academy)
E-mail: [email protected]
Автор рассматривает проблему обучения письму как продуктивному
виду речевой деятельности иностранных учащихся в условиях негуманитарного (текстильного) вуза. В статье говорится о том, какие умения и
навыки необходимы для освоения письменной речи и какие способы помогают развить данные умения.
The author considers the problem of teaching foreign students writing as a
productive form of speech activity in the conditions of a non-humanitarian (textile)
university. The article contains the information on what skills are needed for mastering a writing speech and what methods help to develop these skills.
Ключевые слова: стратегии, тактики, графически правильное письмо,
русский язык как иностранный, правописание, речевая коммуникация,
лексика, речевая модель, сочинение, изложение, прописная буква, трансформация (текста), фраза, межфразовая связь, микротекст, тестирование
(устное и письменное), реферативная переработка текста.
Keywords: a strategy, tactics, graphically correct letter, the Russian as a foreign language, orthography, verbal communication, vocabulary, speech patterns, a composition, presentation, a capital letter, transformation of a text, a
phrase, a connection between phrases, a micro text, a test (verbal and written),
reference text processing.
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
161
Письмо – продуктивный вид письменной речевой деятельности в отличие от
слушания и чтения, являющихся репродуктивными.
На основании [1] выделяют три основные цели обучения письму.
1. Прагматическую (написание письма,
заявления и т.д.).
2. Педагогическую (письменная речь
служит для повторения слов, закрепления
и развития грамматических навыков, для
разнообразия видов деятельности на уроках и в домашних заданиях).
3. Академическую (для человека образованного письменная речь – неотъемлемая часть жизни).
На начальном этапе обучения русскому
языку иностранцев особая роль отводится
обучению графически правильному письму и собственно письму как виду речевой
деятельности. При обучении графически
правильному письму учащиеся должны не
только переписывать буквы, буквенные
сочетания, слова и предложения с готовых
образцов, но и воспроизводить их по памяти. Здесь важно не забывать о работе по
устранению интерферирующего влияния
как латинского алфавита, так и сходных
между собой по начертанию русских букв.
При обучении собственно письму на подготовительном факультете в качестве одной из важнейших задач также выделяется
выработка навыков записи со слуха как
форма подготовки к записи лекций.
При обучении письменной речи необходимо учитывать такие ее особенности,
как стремление к полноте, развернутости,
логичности и строгой грамматической
оформленности.
Рассмотрим это на примере следующего задания.
1. Прописная буква. В тексте без строчек и прописных букв необходимо расставить точки и там, где это нужно ставить
прописные буквы.
2. Вставка. Начать, закончить и вставить фразу.
3. Трансформация. Дописать абзац, заменить предложение синонимичными конструкциями, соединить несколько предложений в одно.
162
4. Различные типы изложений. Придумать конец изложения, написать изложение от лица одного из героев.
5. Тексты разных жанров. Ответить на
письмо, написать записку, написать письмо, придумать и написать объявление, написать поздравительную открытку.
6. Сочинения. Написать сочинение на
заданную (свободную) тему.
7. Трансформация одних видов речи в
другие. Прослушать (прочитать) текст и
написать письмо, выразив свое мнение по
поводу услышанного (прочитанного). Рассказать друзьям о полученном письме.
На начальном этапе работа по обучению письму проводится на уровне одного
предложения (ответы на вопросы, дописывание предложений и т.п.), на уровне двух
и более предложений (уточнение и расширение информации путем добавления
фраз) и на уровне небольшого текста (написание монологического высказывания с
опорой на диалог, на текст-модель). При
этом особое внимание уделяется использованию средств межфразовой связи( союзов, местоимений и некоторых других).
Параллельно идет обучение членению текста на крупные смысловые части, в состав
которых входят отрезки, раскрывающие
отдельные микротексты. Таким образом
происходит обучение компрессии текста,
составлению конспекта и плана текста.
При письменном пересказе содержания
прочитанного (прослушанного) текста
учащиеся используют в качестве опор
план текста, фразы, вводящие микротемы,
отдельные слова и словосочетания.
В конце начального этапа (Первый
Сертификационный уровень обучения) в
соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта по
РКИ учащиеся проходят письменное и
устное тестирование. Содержательные параметры субтеста "Письмо" определяются
следующим образом: 1) репродуктивное
письмо с опорой на текст и вопросы к тексту, 2) продуктивное письмо – монолог с
опорой на вопрос. Время выполнения заданий – 60 минут, можно пользоваться словарем. В задачу тестирующегося входит запись основного содержания проблемного
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
текста с опорой на вопросы и построение
письменного монологического высказывания на предложенную тему в соответствии
с коммуникативной установкой.
Первое задание (аналогичное письменному экзамену, проводимому традиционно на подготовительном факультете в
качестве итогового контроля) дает возможность выявить уровень готовности
учащегося к обучению в вузе, где основным способом получения знаний для него
станет чтение и конспектирование учебной
литературы, так как слушание и запись
лекций еще долгое время будут оставаться
недоступными. Опыт показывает, что
только те тестирующиеся справляются с
этим заданием, кто был специально обучен работе с текстами разных жанров. Написать сжатое содержание текста, выбрав
необходимую и достаточную информацию, перестроить текст, изменив синтаксические конструкции, используя при этом
различные способы связи и простейшие
элементы реферативной переработки исходного текста, – все это делает данное
задание практически невыполнимым, если
экзамену не предшествовала системная
целенаправленная подготовка.
ЛИТЕРАТУРА
1. Акишина А.А., Каган О.Е. Учимся учить. Для
преподавателя русского языка как иностранного. –
3-е изд., стереотип. – М.: Рус. яз. Курсы, 2004.
Рекомендована кафедрой русского языка как
иностранного. Поступила 26.10.11.
_______________
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
163
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
СОДЕРЖАНИЕ
Экономика и организация производства
Степанова С.М. Стратегическое управление социально-трудовым потоком Ивановского текстильно-швейного комплекса ...........................................................................................................................
5
Текстильное материаловедение
Давыдов А.Ф., Юрцев О.О. Исследование стойкости тканей для пошива специальной одежды .......
Шустов Ю.С., Курденкова А.В., Малявко Е.Н. Комплексная оценка механических свойств мебельных тканей ...................................................................................................................................................
Федорова Е.Е., Сафонов П.Е., Фетисова О.Н., Юхин С.С. Исследование снижения прочности
арамидных нитей при выработке тканей специального назначения ............................................................
Коробов Н.А., Буйлов П.В. Учет влагосодержания волокнистого материала при измерении его
массы емкостным методом ...............................................................................................................................
10
12
15
17
Первичная обработка. Сырье
Пашин Е.Л., Маянский С.Е. Принципы оценки технологической эффективности подготовительных операций при производстве трепаного льна ...........................................................................................
22
Прядение
Голубева Е.Н., Зарубин В.М., Васенев Н.Ф. Исследование процесса чесания на малогабаритной
чесальной машине, входящей в состав АЧВ-5 ................................................................................................
Столяров Ан.А., Столяров Ал.А., Павлов Ю.В. О способе уменьшения и выравнивания натяжения
нити на кольцевой прядильной машине ..........................................................................................................
Волков В.В., Привалов И.И., Иванов А.В., Юдина Е.Ю. Влияние основных факторов на свойства
пряжи двухконденсорного (фрикционного) способа прядения ....................................................................
Плеханов А.Ф., Носкова С.А., Одинаев А.Д., Павлов Ю.В. Сравнительный анализ действия сил на
волокна в процессе дискретизации ленты на пневмомеханических прядильных и чесальных машинах
27
30
33
37
Ткачество
Шлыков А.С., Быкадоров Р.В., Бобылькова И.С., Сокерин Н.М. Исследование и пути стабилизации натяжения нитей основы в процессе формирования ткани на бесчелночном ткацком станке ..........
Малецкая С.В., Иващенко Е.П. Автоматизированное построение заправочных рисунков для выработки тканей с полосками из разных переплетений .......................................................................................
Грачев В.Н., Степанов О.С. Применение прокладчиков с фигурными губками .................................
Слугин А.И., Николаев C.Д., Фомин Б.М., Николаев А.С. Исследование баллистических свойств
тканевых бронепакетов .....................................................................................................................................
Маховер В.Л., Оников Э.А. О Расчете натяжения нити в гребенчатом нитенатяжителе .....................
Власова Н.Н., Юхин С.С. Определение оптимальных технологических параметров изготовления
полутораслойных фильтровальных тканей .....................................................................................................
42
48
52
56
59
62
Отделка
Павлов Н.Н., Дегтярев С.В., Аникин В.А., Бочкарев Н.Е., Сафонов П.А. Термомеханические свойства синтетических волокон, модифицированных комплексными соединениями металлов ....................
Волкова Е.А., Баланова Т.Е., Сафонов В.В. Антиэлектростатическая обработка волокон поверхностно-активными веществами в органических средах ................................................................................
164
66
69
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Технология нетканых материалов
Горчакова В.М., Кучковская А.Б., Измайлов Б.А. Влияние олигоэтоксифурфурилоксисилоксанов
на свойства химических волокон и нетканых материалов ............................................................................
Хосровян А.Г., Мкртумян А.С., Кушаков О.Н., Красик Т.Я., Хосровян Г.А. Разработка регулятора
линейной плотности на разрыхлителе-очистителе с многоступенчатой очисткой с определением граничных условий работы ....................................................................................................................................
73
77
Трикотажное производство
Цитович И.Г., Варламов А.Р., Галушкина Н.В. Реализация процедуры проектирования и производства трикотажного полотна на базе футерованного переплетения .........................................................
80
Швейное производство и дизайн
Гетманцева В.В., Гончарова А.С., Никитина Н.В., Андреева Е.Г. Влияние показателей физикомеханических свойств тканей на пространственную форму плечевого изделия ........................................
Кобракова С.К., Бесчастнов Н.П. Возникновение и развитие графики однопроходных печатных
рисунков ..............................................................................................................................................................
88
94
Текстильные машины и агрегаты
Шин И.Г. Повышение износостойкости чугунных колосников машин первичной обработки
хлопка ..................................................................................................................................................................
Лушников С.В., Кузнецова В.С., Степнов Н.В. Исследование возможности уравновешивания сил
инерции батана ткацких станков СТБ ............................................................................................................
Маринин А.Н., Фомин Ю.Г., Свиридов А.Г., Свиридов И.А. Установление зависимостей прогиба
вала от параметров зоны контакта ...................................................................................................................
Пирогов Д.А., Суров В.А. Динамический анализ устройства для выравнивания натяжения нитей
основы .................................................................................................................................................................
97
104
105
108
Экология и промтеплоэнергетика
Кочетов Л.М., Сажин Б.С., Тюрин М.П. Гидродинамические особенности низконапорных гидроциклонов .............................................................................................................................................................
Ершов С.В., Калинин Е.Н. Синтез ячеечной модели массообмена в процессе обезвоживания волокнистого материала распределенным давлением .......................................................................................
113
118
Информационные технологии
Савельев С.Г., Севостьянов П.А., Лебедева В.И. Разработка программного модуля для построения
3D-модели поверхности волокнистого материала и рабочей поверхности барабана чесальной машины
Салов В.В., Константинов Е.С., Лапшин В.Г. Компьютерный анализ процесса механической
усадки ткани как упругой системы ..................................................................................................................
122
124
Механика нити и полотен
Щербаков В.П., Болотный А.П., Цыганов И.Б., Полякова Т.И. Вычисление критериев длительной
прочности при нагружении нити основы на ткацком станке ........................................................................
Ушакова Н.Л., Ушаков Е.И., Чистобородов Г.И. Аналитическое определение длины пространственной формы баллонирующей нити на кольцевой прядильной машине ................................................
129
135
Обмен опытом, критика и библиография, краткие сообщения
Иванов М.С., Козлов А.Б. Система автоматической стабилизации влажности и приклея обработанной пеной основы после ее сушки ..............................................................................................................
Петросян А.С., Скрябина Е.А., Гусев Б.Н. Построение информационно-справочной системы испытательной лаборатории текстильного предприятия ..................................................................................
Бойко С.В., Каравайков В.М. Декомпозиция целевой функции обеспечения безопасности предприятий текстильной промышленности ..........................................................................................................
Алешин Р.Р., Егоров С.А., Корчагин Г.И. Повышение эффективности парафинирования пряжи при
изготовлении трикотажа ...................................................................................................................................
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
141
144
146
149
165
Башков А.П., Башкова Г.В., Алешина Д.А., Натертышев И.Ю. Свойства трикотажного зонального полотна для подстилочного слоя обивки автосиденья ..............................................................................
Кулида Н.А., Кулида А.Н., Никифорова Е.Н. Контроль качества ниточного соединения на швейной машине челночной строчки .......................................................................................................................
Завьялова Л.А. Из опыта обучения письму иностранных учащихся ИГТА ..........................................
152
156
160
CONTENTS
Economics and Production Planning
Stepanova S.M. Strategic Management of a Sociolabour Stream of the Ivanovo Textile-Sewing Complex
5
Textile Materials
Davydov A.F., Yurtsev O.O. Research of Durability of Fabrics for Sewing of Special Clothing .................
Shustov Yu.S., Kurdenkova A.V., Maljavko E.N. Complex Evaluation of Mechanical Properties of Furniture Fabrics ...........................................................................................................................................................
Fedorova E.E., Safonov P.E., Fetisova O.N., Yuhin S.S. Research of Strength Reduction of Aramide Fibers for Manufacturing Fabrics of Special Purpose .............................................................................................
Korobov N.A., Bujlov P.V. Accounting of Moisture in Fibrous Material under the Measurement of Its
Weight by the Capacitance Method ......................................................................................................................
10
12
15
17
Preliminary Treatment. Raw Materials
Pashin E.L., Majansky S.E. The Principles of Estimation of Preliminary Operations Technological Efficiency under Scutched Flax Manufacture ............................................................................................................
22
Spinning
Golubeva E.N., Zarubin V.M., Vasenev N.F. Research of the Carding Process on a Small-Sized Carding
Machine Being a Part of ACHV-5 .......................................................................................................................
Stoljarov An.A., Stoljarov Al.A., Pavlov Yu.V. On the Way of Reduction and Alignment of Thread Tension in a Ring Spinning Machine .........................................................................................................................
Volkov V.V., Privalov I.I., Ivanov A.V., Yudina E.Yu. Influence of Main Factors on the Properties of the
Yarn of a Friction Method of Spinning ................................................................................................................
Plehanov A.F., Noskova S.A., Odinaev A.D. , Pavlov Yu.V. Comparative Analysis of the Forces Influence
on Fibers in the Process of the Tape Sampling in Rotor Spinning and Carding Machines ..................................
27
30
33
37
Weaving
Shlykov A.S., Bykadorov R.V., Bobylkova I.S., Sokerin N.M. Research and Ways of Stabilization of Warp
Treads Tension in the Process of Fabric Forming on a Shuttleless Loom ...........................................................
Maletskaja S.V., Ivashchenko E.P. Automated Construction of Looming Patterns for Development of
Fabrics with Strips of Different Interlacings .......................................................................................................
Grachev V.N., Stepanov O.S. Application of Benders with Figured Jaws ....................................................
Slugin A.I., Nikolaev S.D., Fomin B.M., Nikolaev A.S. Research of Ballistic Properties of Fabric Armoured Packages ..................................................................................................................................................
Mahover V.L., Onikov E.A. On the Account of Thread Tension in a Finger Tension Device. .....................
Vlasova N.N., Juhin S.S. Definition of optimum technological parameters of manufacturing of one-and-ahalf layer filter fabrics ..........................................................................................................................................
42
48
52
56
59
62
Finishing
Pavlov N.N., Degtjarev S.V., Anikin V.A., Bochkarev N.E., Safonov P.A. Thermomechanical Properties of
Synthetic Fibers Modified by Complex Metal Compounds ................................................................................
Volkova E.A., Balanova T.E., Safonov V.V. Antielectrostatic Processing of Fibers by Surface-Active Substances in Organic Environments .........................................................................................................................
66
69
Technology of Non-Wovens
Gorchakova V.M., Kuchkovskaja A.B., Izmajlov B.A. Oligoethoxyfurfuryloxysiloxanes Influence on the
Properties of Chemical Fibers and Nonwoven Materials .....................................................................................
166
73
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Hosrovjan A.G., Mkrtumjan A.S., Kushakov O.N., Krasik T.Ja., Hosrovjan G.A. Development of a Regulator of Linear Density on a Fluffer-Cleaner with Multistage Cleaning with Definition of Boundary Working
Conditions .............................................................................................................................................................
77
Knitting
Tsytovich I.G., Varlamov A.R., Galushkina N.V. Realization of a Procedure of Designing and Manufacture of a Knitted fabric on the Basis of Fleecy Interlacing ..................................................................................
80
Sewing and Design
Getmantseva V.V., Goncharova A.S., Nikitina N.V., Andreeva E.G. Influence of Physical-Mechanical
Properties of a Fabric on an Apparel Form ..........................................................................................................
Kobrakova S.K., Beschastnov N.P. Appearance and Development of the Graphics of One-Color Print
Drawings ..............................................................................................................................................................
88
94
Textile Machines and Aggregates
Shin I.G. Increasing of Wear Resistance of Iron Grate-Bars of Machines of Cotton Primary Treatment.
Lushnikov S.V., Kuznetsova V.S., Stepnov N.V. Research of the Possibility of Balancing of Inertial Power
of STB Looms Slay ..............................................................................................................................................
Marinin A.N., Fomin Ju.G., Sviridov A.G., Sviridov I.A. Establishment of the shaft cripping dependences
from the parametres of a contact zone ..................................................................................................................
Pirogov D.A., Surov V.A. Dynamic Analysis of the Warp Tension Equalizing Device ...............................
97
104
105
108
Ecology and Industrial Heat Engineering
Kochetov L.M., Sazhin B.S., Tjurin M.P. Hydrodynamic Characteristics of Low Pressure Hydrocyclones
Ershov S.V., Kalinin E.N. The Synthesis of a Mass Transfer Cell Model in the Process of a Fibrous Material Dehydration by Distributed Pressure .............................................................................................................
113
118
Information Technologies
Saveljev S.G., Sevostjanov P.A., Lebedev V.I. Development of the Program Module for the 3D Modeling
of the Fibrous Material and Working Surfaces of the Carding Machine Drum ...................................................
Salov V.V., Konstantinov E.S., Lapshin V.G. The computer analysis of the process of mechanical shrinkage of a fabric as an elastic system .......................................................................................................................
122
124
Mechanics of Threads and Fabrics
Shcherbakov V.P., Bolotny A.P., Tsyganov I.B., Poljakova T.I. Calculation of Long Durability Criteria
under Warp Threads Tension on a Weaving Loom ..............................................................................................
Ushakova N.L., Ushakov E.I., Chistoborodov G.I. Analytical Determination of the Dimensional Form
Length of a Ballooning Yarn at a Ring Spinning Machine ..................................................................................
129
135
Experience Exchange, Criticism and Bibliography. Short Items
Ivanov M.S., Kozlov A.B. The System of Automatic Stabilization of Humidity and Sticking of the Warp
Treated by Foam after its Drying .........................................................................................................................
Petrosjan A.S., Skrjabina E.A., Gusev B.N. Construction of Information-Reference System of a Test Laboratory of a Textile Enterprise ............................................................................................................................
Bojko S.V., Karavajkov V.M. Decomposition of a Criterion Function of Safety Ensuring of a Textile Enterprise ..................................................................................................................................................................
Aleshin R.R., Egorov S.A., Korchagin G.I. Increasing of Efficiency of Waxing Yarn at Manufacture of
Knitted Fabric ......................................................................................................................................................
Bashkov A.P., Bashkova G.V., Aljoshina D.A., Natertyshev I.Yu. The Properties of a Zonal Knitting Fabric for a Car Seat Upholstery Underlayer .............................................................................................................
Kulida N.A., Kulida A.N., Nikiforova E.N. The Quality Control of a Filament Joint at a Sewing Machine
of a Shuttle Seam ..................................................................................................................................................
Zavjalova L.A. From the Experience of Teaching the IGTA Foreign Students Writing ...............................
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
141
144
146
149
152
156
161
167
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Список статей, опубликованных
в номерах 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7 журнала за 2011 год
Экономика и организация производства
Темнова Н.К. Модернизация текстильной отрасли. Кластерный подход .............................................
Степанова С.М. Управление социально-трудовым потоком промышленного регионального текстильного комплекса .........................................................................................................................................
Юхина Е.А., Радовский И.А. Риски инвестиционных проектов в текстильной промышленности в
современных условиях ......................................................................................................................................
Степанова С.М. Перспективы развития социально-трудового потока Ивановского текстильношвейного комплекса ..........................................................................................................................................
Скрябина Е.А., Шаломин О.А., Гусев Б.Н. Выделение разновидностей и критериев мониторинга
процессов ткацкого производства ....................................................................................................................
Воробьева Е.В., Грузинцева Н.А., Гусев Б.Н. Квалиметрическая оценка производственного потенциала текстильного предприятия ....................................................................................................................
Степанова С.М., Рогожина Н.Н. Управление экономическим потенциалом текстильного предприятия ................................................................................................................................................................
Юхина Е.А., Радовский И.А. Структурирование и анализ бизнес-процессов на предприятиях текстильной промышленности в целях выявления рисков ...................................................................................
Зотиков А.А., Оленева О.С. Аспекты управления воспроизводством оборотных средств текстильного предприятия ...............................................................................................................................................
Юхин А.С. Совершенствование оперативного планирования выполнения заказов на текстильном
предприятии .......................................................................................................................................................
Иващенко Н.С., Радовская М.В. Виды резервов повышения качества продукции и их значимость
в зависимости от этапа жизненного цикла товара ..........................................................................................
Гаврилова И.М. Реализация программы развития МГТУ им. А.Н. Косыгина на 2011-2020 годы в
условиях неопределенности развития мировой экономики ..........................................................................
Грузинцева Н.А., Лысова М.А., Гусева Ю.П. Определение стоимости текстильных изделий с учетом оценки их качества .....................................................................................................................................
Киприна Л.Ю. Предпосылки к использованию CALS-технологий в системе управления качеством
на предприятиях текстильной промышленности ...........................................................................................
Абрамова Е.А. Кризис текстильной отрасли: самозанятость безработных как "стратегия выживания" ......................................................................................................................................................................
Степанова С.М. Стратегическое управление социально-трудовым потоком Ивановского текстильно-швейного комплекса ...........................................................................................................................
Юхина Е.А., Гришкин В.В., Юхин А.С. Анализ условий заказозамещения на текстильном предприятии ......................................................................................................................................................................
Иващенко Н.С. Управление конкурентоспособностью предприятия с позиции достижения желаемой цели ..............................................................................................................................................................
Зернова Л.Е. Методический подход к оценке кредитной истории предприятия ..................................
Демель И. Характер и мотивы международной торговли Чехословакии и Чешской Республики в
их развитии в условиях основных структурных изменений и изменений в соотношении сил .................
Жак И., Седлар И. Сокращение отходов и стратегия снижения затрат на текстильные изделия посредством понятия экономичного производства ............................................................................................
Карпова В.Б., Сойкова Л., Зайцев А.В. Создание условий для развития производства в сфере текстильной и легкой промышленности на примере Российской Федерации и Чешской Республики .........
Лунгова М., Сойкова Л. Влияние пространственного несоответствия на региональную конкурентоспособность .....................................................................................................................................................
168
№1
№1
№2
№2
№2
№3
№3
№3
№4
№4
№4
№4
№4
№5
№5
№6
№7
№7
№7
№7
№7
№7
№7
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
Недомлелова И. Сравнение макроэкономического развития ЕС и Японии за последние двадцать
лет ........................................................................................................................................................................
Седлар И., Стасенков Ир. А., Зайцев А.А., Зайцев А.В. Факторы структурирования, влияющие на
кадровые производственные отношения во время развития конкурирующей стратегии предприятия ...
Сыроваткова И. Социальная экономика и социальное предпринимательство в региональных муниципалитетах города Либерец ........................................................................................................................
№7
№7
№7
Текстильное материаловедение
Зиятдинова Д.Р., Кашапов Н.Ф., Фаткуллина Р.Р., Фатхутдинов Р.Х. Оптимизация уровня качества изолирующих текстильных материалов ..................................................................................................
Пирогов Д.А., Тувин А.А., Гусев Б.Н. Комплексная оценка качества тканых металлических сеток .
Шустов Ю.С., Курденкова А.В. Прогнозирование капиллярности медицинских нетканых материалов
......................................................................................................................................................................
Кирюхин С.М., Жуковский В.И., Литовченко С.Ф., Мавряшин А.А. Определение оптимального соотношения между затратами на качество и стоимостью текстильных изделий .........................................
Лапшин В.В. Оценка погрешности устройства для измерения натяжения нити ..................................
Давыдов А.Ф., Колесников Н.В. Исследование показателей качества трикотажных полотен бельевого назначения ..................................................................................................................................................
Шустов Ю.С., Нечушкина Е.А. Исследование паропроницаемости текстильных материалов и пакетов в динамических условиях .......................................................................................................................
Никитюк В.Ю., Забродин Д.А., Лебедева В.И., Севостьянов П.А. Оценка воспроизводимости методов определения истираемости тканей специального назначения ...........................................................
Ерофеев О.О., Нагановский Ю.К., Волощик Т.Е., Козинда З.Ю. Сравнительный анализ термических свойств волокон, используемых в материалах для фильтрации высокотемпературных сред ..........
Павлихина И.Ю., Сумарукова Р.И. Исследование расположения нитей в многослойной ткани
облегченного типа ..............................................................................................................................................
Гудим Л.И., Исаев В.В., Марков В.В., Решетнев Д.С. Стенд для испытания волокнистых фильтровальных материалов ...........................................................................................................................................
Лапшин В.В., Смирнова Н.А., Мартышенко К.В. Прогнозирование способности льняных тканей к
изменению угла между нитями основы и утка по характеристикам их строения .....................................
Киселев А.М., Соркин А.П., Киселев М.В. Прогнозирование разрывной нагрузки нетканых материалов на основе математического моделирования их геометрической структуры ...................................
Родичева М.В., Абрамов А.В., Павловская А.А. Исследование теплофизических показателей современных утеплителей ....................................................................................................................................
Давыдов А.Ф., Юрцев О.О. Исследование стойкости тканей для пошива специальной одежды .......
Шустов Ю.С., Курденкова А.В., Малявко Е.Н. Комплексная оценка механических свойств мебельных тканей ...................................................................................................................................................
Федорова Е.Е., Сафонов П.Е., Фетисова О.Н., Юхин С.С. Исследование снижения прочности
арамидных нитей при выработке тканей специального назначения ............................................................
Коробов Н.А., Буйлов П.В. Учет влагосодержания волокнистого материала при измерении его
массы емкостным методом ...............................................................................................................................
Шустов Ю.С., Нечушкина Е.А. Прогнозирование паропроницаемости текстильных материалов и
пакетов из них ....................................................................................................................................................
Милитки Юрий. Качественная характеристика комбинированного хлопкового волокна ..................
Милитки Юрий, Кременакова Дана, Кюс Зденек. Предварительная оценка тканевой обивки ..........
Милитки Юрий, Ковачик Владимир. Влияние уровня кручения на динамические и механические
характеристики полиамидной нити .................................................................................................................
Кременакова Дана, Милитки Юрий. Простая предварительная оценка прочности пряжи ротора ....
№1
№1
№2
№2
№3
№3
№3
№3
№4
№4
№4
№5
№5
№5
№6
№6
№6
№6
№7
№7
№7
№7
№7
Первичная обработка. Сырье
Маянский С.Е., Баринов А.А., Пашин Е.Л. Оценка пригодности слоя льна к трепанию и его оптимального расположения перед трепальной машиной с учетом изменения в ней параметров сырца .......
Федосова Н.М., Веселкова Н.В., Анисяева Е.Н. Исследование технологического качества стеблей
масличного льна .................................................................................................................................................
Корабельников Р.В., Корабельников А.Р. Особенности процесса взаимодействия острия иглы
игольчатой гарнитуры с льняным волокном ...................................................................................................
Мирзаходжаев Б.А., Корабельников А.В. Усовершенствованный метод сортировки коконов по
массе с одновременным делением по полу .....................................................................................................
Пашин Е.Л., Баринов А.А., Маянский С.Е. Зависимость величины двойного протрепа прядей
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
№1
№1
№1
№1
№2
169
льняного сырца от их свойств и условий обработки .....................................................................................
Васильев Ю.В., Киселёв Н.В., Смирнов А.М. Оценка технологической эффективности нового способа термовлажностной подготовки льняной тресты ....................................................................................
Корабельников Р.В., Корабельников А.Р., Лебедев Д.А. Определение шага расстановки колосников на очистительной машине ..........................................................................................................................
Енин М.С., Маянский С.Е. Влияние числа бил на барабане на угловое ускорение пряди в процессе
одностороннего трепания ..................................................................................................................................
Назиров Х.М. Проблемы оценки качественных характеристик хлопкового волокна, производимого в Республике Таджикистан ...........................................................................................................................
Румянцева И.А., Ярыш А.В. Разработка метода определения угловой дезориентации стеблей в
слое стланцевой льняной тресты ......................................................................................................................
Дроздов В.Г., Ефремов А.С., Мозохин А.Е. Оптимизация и управление режимами процесса трепания в зависимости от свойств льнотресты ......................................................................................................
Пашин Е.Л., Голубев В.Н., Румянцева И.А. Определение скоростных параметров трепальной машины при обработке льнотресты в условиях изменения угловой дезориентации стеблей .......................
Пашин Е.Л., Маянский С.Е. Принципы оценки технологической эффективности подготовительных операций при производстве трепаного льна ...........................................................................................
№5
№5
№5
№5
№5
№5
№5
№6
Прядение
Голубева Е.Н., Зарубин В.М., Васенев Н.Ф. Сравнительные исследования валичных зон чесания
на малогабаритной чесальной машине в составе АЧВ-5 .............................................................................
Капитанов А.Ф., Папилин Н.М. Элементы теории гидродинамического прядения ............................
Борисов Р.М., Овикян О.М., Шагинов А.В., Чирков С.В., Роньжин В.И. Аналитическое исследование
взаимодействия волокнистого продукта с уплотнителем в форме тора ...........................................................
Столяров А.А. Модернизация вытяжного прибора кольцевой прядильной машины ..........................
Ларин И.Ю. Исследование повреждаемости волокон льняного котонина в процессах хлопкопрядения ....................................................................................................................................................................
Голубева Е.Н., Зарубин В.М., Васенев Н.Ф. Определение оптимального варианта конструкции
дискретизирующего барабанчика ...................................................................................................................
Рудовский П.Н., Соркин А.П., Смирнова С.Г. Влияние условий формирования мокрой
бескруточной ровницы на ее структуру и прочность .....................................................................................
Столяров А.А. Аналитическое определение коэффициента жесткости баллонирующей нити ..........
Скуланова Н.С., Попова Е.Р., Колесников Ю.П. Проектирование прочностных свойств аппаратной
пряжи с использованием гребенного топса .....................................................................................................
Киселёв В.В. Влияние свойств хлопковых смесок на прочность и износостойкость пряжи и ткани
технического назначения ..................................................................................................................................
Сцепуржинская З.Р., Капитанов А.Ф. Определение зависимости свойств флокированной нити от
натяжения стержневой нити .............................................................................................................................
Плеханов А.Ф., Носкова С.А., Одинаев А.Д. Анализ сил в процессе дискретизации волокон из ленты на пневмомеханических прядильных машинах ........................................................................................
Скуланова Н.С., Попова Е.Р., Колесников Ю.П. Проектирование прочностных свойств аппаратной
пряжи с использованием гребенного топса ....................................................................................................
Столяров А.А., Охлопков Д.С. Крутильно-мотальное устройство текстильной машины ...................
Сергеев К.В., Жуков В.И. К вопросу об ультразвуковом воздействии как факторе интенсификации
мацерационной способности волокна при мокром способе прядения льна ................................................
Кузнецова Н.С., Ильин Л.С. Исследование влияния давления во вьюрках на прочность льняной
пряжи и крутку в зоне между вытяжной парой и верхним вьюрком ...........................................................
Секованова Л.А., Рыбакова Н.А. Применение теории случайных функций к моделированию неровноты пряжи ...................................................................................................................................................
Голубева Е.Н., Зарубин В.М., Васенев Н.Ф. Исследование процесса чесания на малогабаритной
чесальной машине, входящей в состав АЧВ-5 ................................................................................................
Столяров Ан.А., Столяров Ал.А., Павлов Ю.В. О способе уменьшения и выравнивания натяжения
нити на кольцевой прядильной машине ..........................................................................................................
Волков В.В., Привалов И.И., Иванов А.В., Юдина Е.Ю. Влияние основных факторов на свойства
пряжи двухконденсорного (фрикционного) способа прядения ....................................................................
Плеханов А.Ф., Носкова С.А., Одинаев А.Д., Павлов Ю.В. Сравнительный анализ действия сил на
волокна в процессе дискретизации ленты на пневмомеханических прядильных и чесальных машинах
Севостьянов П.А., Забродин Д.А., Горячая И.С., Лебедева В.И. Модели сечений комбинированных нитей и пряжи .............................................................................................................................................
Капитанов А.Ф., Папилин Н.М. Структура и свойства пряжи гидродинамического прядения .........
Кременакова Дана, Милитки Юрий, Пивонкова Дагмар. Структура и механическая характеристи-
170
№1
№1
№1
№2
№2
№3
№3
№3
№3
№4
№4
№4
№4
№4
№5
№5
№5
№6
№6
№6
№6
№7
№7
№7
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
ка полипропиленовой пряжи ............................................................................................................................
Ткачество
Николаев С.Д., Панин М.И., Панин И.Н. Построение разверток намоток, формируемых на паковках с осевым перемещением .............................................................................................................................
Оников Э.А., Шаронова И.М. Зависимость выходного натяжения в гребенчатом нитенатяжителе
от усилия, приложенного к подвижным пальцам ...........................................................................................
Саввин О.А. Связь между деформацией ветви основы, огибающей скало, и плечом силы ее натяжения ...................................................................................................................................................................
Брут-Бруляко А.Б., Ерохова М.Н., Тягунов В.А. Натяжение основных нитей на ткацком станке
СТБ при выработке тканей полотняного переплетения .................................................................................
Заздравных В.С., Юхин С.С. Исследование и разработка многослойных тканых структур для
фильтров .............................................................................................................................................................
Керимов С.Г., Постников А.В. Нейтрализация зарядов статического электричества при выработке
и эксплуатации обивочных тканей для сидений транспортных средств ......................................................
Николаев С.Д., Панин И.Н., Фомин Б.М., Цимбалюк А.Е. Трубчатые текстильные фильтры для
решения экологических задач ...........................................................................................................................
Шлыков А.С., Быкадоров Р.В., Бобылькова И.С., Сокерин Н.М. Исследование влияния вида переплетения на изменение деформации системы заправки и определение расхода основы за цикл формирования раппорта ткани ....................................................................................................................................
Некрасова Н.П. Анализ существующих методов неразрушающего контроля параметров строения
ткани ....................................................................................................................................................................
Панин М.И., Цимбалюк А.Е., Анциферов А.В., Николаев С.Д., Рыбаулина И.В. О влиянии структуры диспергаторов на скорость технологического процесса очистки попутного нефтяного газа от сероводорода ..............................................................................................................................................................
Лабай Н.Ю., Рудовский П.Н., Палочкин С.В. Расчет рассеяния энергии колебаний в цилиндрической текстильной паковке с параллельной намоткой нити ...........................................................................
Власова Н.Н., Юхин С.С. Сравнительный анализ различных видов волокон и переплетений
фильтровальных
тканей
.............................................................................................................................................
Синицын А.В., Синицына И.В., Николаев А.С. Расчет уработки нитей основы в кромках при использовании трехосных тканей ........................................................................................................................
Слугин А.И., Парфенов О.В., Николаева Н.А., Фомин Б.М. Исследование баллистических свойств
тканей ..................................................................................................................................................................
Болотный А.П., Брут-Бруляко А.Б. Натяжение уточной нити на рапирном ткацком станке .............
Болотный А.П., Брут-Бруляко А.Б., Ерохова М.Н., Иванов М.В. Натяжение основных нитей на
ткацком станке ...................................................................................................................................................
Гречухин А.П., Селиверстов В.Ю. Трехмерная модель формы нити в однослойной ткани полотняного переплетения ..............................................................................................................................................
Богатырева М.С. Определение релаксационных параметров основы на ткацком станке ..................
Банакова Н.В., Крутикова В.Р., Старинец И.В., Тягунов В.А. Оценка показателя напряженности
процесса ткачества .............................................................................................................................................
Тимусяк С.Ю., Рудовский П.Н. Влияние диаметра наматывания на гидравлическое сопротивление
паковок крестовой намотки ..............................................................................................................................
Саввин О.А., Герасимова С.Ф. Исследование условий цикловых перемещений ткани на отрезке
между опушкой и грудницей на станке СТБ-175 ...........................................................................................
Шлыков А.С., Быкадоров Р.В., Бобылькова И.С., Сокерин Н.М. Исследование и пути стабилизации натяжения нитей основы в процессе формирования ткани на бесчелночном ткацком станке ..........
Малецкая С.В., Иващенко Е.П. Автоматизированное построение заправочных рисунков для выработки тканей с полосками из разных переплетений .......................................................................................
Грачев В.Н., Степанов О.С. Применение прокладчиков с фигурными губками .................................
Слугин А.И., Николаев C.Д., Фомин Б.М., Николаев А.С. Исследование баллистических свойств
тканевых бронепакетов .....................................................................................................................................
Маховер В.Л., Оников Э.А. О расчете натяжения нити в гребенчатом нитенатяжителе .....................
Власова Н.Н., Юхин С.С. Определение оптимальных технологических параметров изготовления
полутораслойных фильтровальных тканей .....................................................................................................
Николаев С.Д., Панин И.Н., Лапшенкова B.C., Фомин Б.М. Разработка процесса и конструкций
мотальных механизмов для формирования пористых перегородок трубчатых текстильных фильтров
увеличенных и уменьшенных размеров ..........................................................................................................
№1
№1
№2
№2
№3
№3
№3
№3
№4
№4
№4
№4
№4
№4
№4
№5
№5
№5
№5
№5
№5
№6
№6
№6
№6
№6
№6
№7
Отделка
№1
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
171
Михайловская А.П., Горюнова М.В., Иванов В.А., Киселев А.М. О механизме взаимодействия катионных поверхностно-активных веществ с полиэфирным волокном ........................................................
Измайлов Б.А., Васнёв В.А., Родловская Е.Н., Мишина Е.С. Синтез 2,2-ди (триалкоксисилилпропил)-1,1,3,3-тетраэтилгуанидиний хлоридов. Способ защиты текстильных материалов от биоповреждений .................................................................................................................................................................
Алеева С.В., Кокшаров С.А. Дифференцированная оценка влияния примесей льняного волокна на
свойства пряжи ...................................................................................................................................................
Кротова М.Н., Рукавишникова Ю.А., Одинцова О.И., Смирнова O.K. Проблемы выбора текстильных вспомогательных веществ для процессов колорирования и заключительной отделки текстильных
материалов ..........................................................................................................................................................
Артамохина Ю.А., Тихомирова Н.А., Николаев Ю.Е., Киселев А.М. О влиянии поверхностноактивных веществ на качество струйной печати ковровых покрытий .........................................................
Блинов М.Е., Чешкова А.В., Белякова Т.Н. Исследование деструкции хлопковой шелухи в процессе ферментной обработки и щелочной варки .................................................................................................
Заводчикова А.А., Сафонов В.В., Иванов В.Б. Печатные УФ-краски на основе нанопигментов ........
Козлова О.В., Борисова О.А. Разработка интенсификатора крашения хлопчатобумажных трикотажных полотен прямыми красителями ..........................................................................................................
Блинов М.Е., Чешкова А.В., Карпычева Н.Д. Оптимизация белящего состава при подготовке ферментативно обработанных хлопчатобумажных тканей по качеству печатания ..........................................
Заводчикова А.А., Сафонов В.В., Иванов В.Б. Нанопигменты на основе смесей красителей .............
Павлов Н.Н., Дегтярев С.В., Аникин В.А., Бочкарев Н.Е., Сафонов П.А. Термомеханические свойства синтетических волокон, модифицированных комплексными соединениями металлов ....................
Волкова Е.А., Баланова Т.Е., Сафонов В.В. Антиэлектростатическая обработка волокон поверхностно-активными веществами в органических средах ................................................................................
Успенский С.А., Вихорева Г.А., Сонина А.Н. Фазовое состояние и реологические свойства системы хитозан – уксусная кислота – этанол – вода .............................................................................................
Кузнецов Д.Н., Ручкина А.Г., Кобраков К.И., Дмитриева М.Б., Глотова М.О. Проектирование,
синтез и изучение свойств фунгицидных красителей ....................................................................................
Сафонов В.В., Третьякова А.Е. Совмещенная технология крашения в бесформальдегидной и малоусадочной отделке льняных и шелковых тканей ........................................................................................
Перминов П.А., Ефременко Е.Н., Донецкая А.И., Кильдеева Н.Р. Получение волокнистых форм
иммобилизованной органофосфатгидролазы с использованием гелеобразующих композиций ..............
Гальбрайх Л.С., Дружинина Т.В., Слеткина Л.С., Редина Л.В., Вихорева Г.А., Юданова Т.Н. Модифицирование полимерных материалов – некоторые фундаментальные и прикладные аспекты ..........
№1
№1
№1
№2
№2
№2
№3
№3
№4
№6
№6
№7
№7
№7
№7
№7
Технология нетканых материалов
№1
Красик Т.Я., Хосровян А.Г., Хосровян Г.А. Общая теория движения волокнистых материалов в
шахте бункерных питателей .............................................................................................................................
Полякова Е.В., Иванов С.М., Шмелева Т.В., Сизов А.А., Волынкин О.Н. Методика расчета приведенной жесткости колкового барабана машины для регенерации отходов .................................................
Горчакова В.М., Кучковская А.Б., Курочкина Т.А., Измайлов Б.А. Разработка нетканых основ для
рулонных кровельных материалов ...................................................................................................................
Мухамеджанов М.Г., Горчакова В.М. Разработка структуры нетканого материала для очистки углеводородного топлива от механических загрязнений ..................................................................................
Красик Т.Я., Хосровян А.Г., Хосровян Г.А. Методика определения линейной плотности настила на
выходе из бункерного питателя, оснащенного системой обеспыливания ...................................................
Горчакова В.М., Кучковская А.Б., Измайлов Б.А. Влияние олигоэтоксифурфурилоксисилоксанов
на свойства химических волокон и нетканых материалов ............................................................................
Хосровян А.Г., Мкртумян А.С., Кушаков О.Н., Красик Т.Я., Хосровян Г.А. Разработка регулятора
линейной плотности на разрыхлителе-очистителе с многоступенчатой очисткой с определением граничных условий работы ....................................................................................................................................
Горчакова В.М. Разработка двухслойных нетканых полотен с антимикробными свойствами ..........
Трикотажное производство
Кудрявин Л.А., Беляев О.Ф., Заваруев В.А., Котович О.С. Расчет двумерной деформации трикотажа .........
Цитович И.Г., Галушкина Н.В. Структурный базис управляемых переменных и параметров, относящихся к описанию и проектированию трикотажных полотен и изделий .................................................
Ровинская Л.П., Арбузов А.А., Вигелина О.А. Особенности проектирования технологических параметров структуры трикотажа при комбинированных заправках текстильных нитей .............................
Фокина Е.В., Строганов Б.Б. Исследование свойств производных и комбинированных трикотаж-
172
№2
№3
№4
№5
№6
№6
№7
№1
№1
№1
№1
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
ных переплетений ..............................................................................................................................................
№2
Кудрявин Л.А., Беляев О.Ф., Заваруев В.А., Котович О.С. Расчет деформации трико одногребеночное открытое .................................................................................................................................................
Фокина Е.В., Строганов Б.Б. Разработка технологии изготовления огнестойкого трикотажного
полотна для полетных костюмов космонавтов ...............................................................................................
Сабырханова С.Ш., Байжанова С.Б. Снижение материалоемкости трикотажного полотна .............
Кудрявин Л.А., Беляев О.Ф., Заваруев В.А., Котович О.С. Расчет деформации трико одногребеночное закрытое .................................................................................................................................................
Колесникова Е.Н., Скопинцева Е.А., Муракаева Т.В., Ланшаков Д.Е. Методика проектирования
технологии соединения оката рукава и проймы стана цельновязаного изделия, вырабатываемого на
плосковязальной машине ..................................................................................................................................
Цитович И.Г., Спирина Ю.Б., Галушкина Н.В., Варламов А.Р. Основные расчетные процедуры
проектирования трикотажных полотен и изделий со сложной структурной ячейкой ...............................
Бронз Г.А., Гусев К.А. Особенности строения и проектирования основовязаных геотекстильных
полотен ................................................................................................................................................................
Цитович И.Г., Варламов А.Р., Галушкина Н.В. Реализация процедуры проектирования и производства трикотажного полотна на базе футерованного переплетения .........................................................
№2
№2
№3
№3
№4
№4
№6
Швейное производство и дизайн
№1
Белова И.Ю., Веселов В.В., Горберг Б.Л. Разработка и исследование экранирующих свойств пакета материалов в изделиях специального назначения .....................................................................................
Иванова О.В., Смирнова Н.А., Корлакова Ю.Н. Особенности технологической обработки изделий
текстильного декора интерьера ........................................................................................................................
Белова И.Ю., Бубнова Т.С., Веселов В.В. Разработка технологии дифференцированного по свойствам ниточного соединения ............................................................................................................................
Зверева Ю.С., Кузьмичев В.Е., Ли Цзи. Моделирование процесса формообразования брюк разных
объемно-пространственных форм ....................................................................................................................
Сидоренко В.Ф., Сидоренко Е.В. Капризы моды или проектные фантазии дизайнера? ......................
Васин Ф.В., Стор И.Н. Современная методика проектирования рекламного графического дизайна
упаковки изделий текстильной и легкой промышленности ..........................................................................
Назаров Ю.В., Васильева Т.С. Генезис современных технологий производства одежды и материалов ......
Иванова О.В., Круглова В.В. Проектирование изделий текстильного декора интерьера на основе
законов формообразования ...............................................................................................................................
Рассадина С.П., Петрова В.А., Койтова Ж.Ю. Анализ формы и размера меховых полосок при
раскрое ................................................................................................................................................................
Борисова Е.Н., Шапочка Н.Н. Совершенствование технологии изготовления изделий из шубной
овчины и мехового велюра ...............................................................................................................................
Зверева Ю.С., Ахмедулова Н.И., Кузьмичев В.Е., Костин А.Н., Синицина М.В. Изучение особенностей зрительного восприятия брюк разной объемно-силуэтной формы с использованием метода видеоокулографии ..................................................................................................................................................
Гетманцева В.В., Гончарова А.С., Никитина Н.В., Андреева Е.Г. Влияние показателей физикомеханических свойств тканей на пространственную форму плечевого изделия ........................................
Кобракова С.К., Бесчастнов Н.П. Возникновение и развитие графики однопроходных печатных
рисунков ..............................................................................................................................................................
Каршаков Е.В., Каршакова Л.Б., Фирсов А.В. Определение меры динамичности композиции .........
№2
№2
№3
№4
№4
№4
№5
№5
№5
№5
№6
№6
№7
Текстильные машины и агрегаты
№1
Малафеев Р.М., Григорьев К.А., Фомин Б.М. Механика износа рабочих поверхностей кулака привода зевообразовательного механизма круглой ткацкой машины ТКП-110У ............................................
Королев П.А., Лохманов В.Н. Динамика износа рабочих поверхностей кулака ремизоподъемного
механизма ткацкой машины .............................................................................................................................
Ситникова И.Н., Буреев С.К. Определение минимальной длины петли в период прессования ........
Терентьев В.И., Смирнов Б.Н. Динамика зевообразовательного механизма с гибкими связями ......
Тувин А.А., Шляпугин Р.В. Приближенный анализ устойчивости движения гибкой рапиры механизма прокладывания утка ...............................................................................................................................
Ведерникова И.И., Егоров С.А. Повышение ремонтопригодности роторов пневмопрядильных устройств .............................................................................................................................................................
Ситникова И.Н., Буреев С.К., Никифорова Е.Н. О причинах поломок игл чулочно-носочных автоматов фирмы DERA .......................................................................................................................................
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
№1
№2
№2
№2
№2
№3
№3
173
Романов В.В., Смирнов С.С., Смирнов С.Ю. Моделирование неравномерности вращения главного
вала ткацкого станка с использованием CAD/CAE-технологии ...................................................................
Ширинкин М.А., Глазунов В.А., Палочкин С.В., Хейло С.В. Решение задачи о скоростях и особых
положениях манипулятора параллельной структуры ....................................................................................
Егоров С.А., Шакуров М.А. Способ снижения температуры иглы при шитье ......................................
Романов С.А., Фомин Ю.Г. Математическое моделирование и исследование процессов намотки ...
Соколовская Т.С., Шибарова Е.А. Определение коэффициента теплопроводности нетканых материалов из химических волокон нестационарными методами .......................................................................
Королев П.А., Лохманов В.Н. Кинематика сопряжений зевообразующего механизма круглоткацкой машины ТКП-110-У ....................................................................................................................................
Хейло С.В., Ширинкин М.А., Глазунов В.А. Определение собственных частот колебаний манипулятора параллельной структуры .......................................................................................................................
Паршуков В.Е., Маринин А.Н., Константинова Е.Р., Петрова И.В., Фомин Ю.Г. Влияние технологических факторов на степень отжима влаги из ткани ..............................................................................
Разин С.Н., Коваленко Н.И., Соколов А.В. Моделирование взаимодействия элементов транспортирующего механизма трепальной машины ...................................................................................................
Романов В.В. Стабилизация угловой скорости главного вала ткацкого станка ..................................
Безденежных А.Г., Борисова Е.А. Анализ напряженного состояния текстильных паковок сомкнутой крестовой намотки ......................................................................................................................................
Подъячев А.В., Зайцев Р.В. Исследование вынужденных изгибных колебаний валов двухвалкового модуля ПД-140 ...............................................................................................................................................
Телицын А.А., Елисеева Н.А. К вопросу повышения прочности пряжи самокрученой структуры ....
Романов С.А., Фомин Ю.Г. Определение коэффициентов контактной жесткости рулона ткани с
валами .................................................................................................................................................................
Шин И.Г. Повышение износостойкости чугунных колосников машин первичной обработки
хлопка ..................................................................................................................................................................
Лушников С.В., Кузнецова В.С., Степнов Н.В. Исследование возможности уравновешивания сил
инерции батана ткацких станков СТБ ............................................................................................................
Маринин А.Н., Фомин Ю.Г., Свиридов А.Г., Свиридов И.А. Установление зависимостей прогиба
вала от параметров зоны контакта ...................................................................................................................
Пирогов Д.А., Суров В.А. Динамический анализ устройства для выравнивания натяжения нитей
основы .................................................................................................................................................................
Палочкин С.В., Глазунов В.А., Хейло С.В. Решение задачи о положениях сферического манипулятора параллельной структуры ...........................................................................................................................
Чистобородов Г.И., Никифорова Е.Н., Капралов В.В., Чистобородова М.И. Системотехнический
подход к проектированию новой техники и технологий текстильных производств ..................................
Ершов С.В., Калинин Е.Н. Концептуальная модель процесса механического воздействия на текстильный материал в валковом устройстве с динамическим режимом нагружения ..................................
Автоматизация технологических процессов
Буйлов П.В., Коробов Н.А. Модель конденсатора с волокнистым влагосодержащим диэлектриком
Глазунов В.Ф., Вилков П.В. Стабилизация натяжения ткани в оборудовании непрерывного действия ....................................................................................................................................................................
Поляков А.Е., Поляков К.А., Дубовицкий В.А., Максимова Е.М., Бордовская Т.П., Павлов Н.К. Исследование динамики управляемого электротехнического комплекса ........................................................
Иванов М.С. Сравнительный анализ цифровой и аналоговой систем управления сушкой основы в
процессе пенного шлихтования ........................................................................................................................
Рыжкова Е.А., Козлов А.Б., Ермаков А.А. Графоаналитический метод оценки качества ткани .........
Ивановский В.А. Применение вейвлет-анализа при распознавании дефектов ткани ...........................
Милитки Юрий, Сафарова Вероника. Соотношение между электрическим сопротивлением и
электромагнитной защитой гибридных переплетений ..................................................................................
№3
№3
№3
№4
№4
№4
№4
№5
№5
№5
№5
№5
№5
№6
№6
№6
№6
№7
№7
№7
№3
№3
№4
№4
№4
№5
№7
Экология и промэнергетика
№1
Кочетов Л.М., Сажин Б.С., Сажина М.Б., Тюрин М.П. Математическая модель гидродинамики
вихревой сушилки для волокнообразующих полимеров ...............................................................................
Реутский В.А., Сажин Б.С. Использование обобщенного уравнения массопередачи для процессов
хемосорбции и сушки ленточных материалов ................................................................................................
Жмакин Л.И., Козырев И.В., Зеленов В.В., Кирокосян К.А. Коллектор солнечной энергии с трубчатой панелью из текстильных материалов ....................................................................................................
Шарпар Н.М., Жмакин Л.И. Исследование процесса сушки влажного нетканого материала пере-
174
№2
№3
№4
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
гретым паром ......................................................................................................................................................
№4
Сажин Б.С., Отрубянников Е.В., Бородина Е.С. Использование аппаратов фонтанирующего слоя
для сушки волокнообразующих полимеров с повышенной аутогезией ......................................................
Федоров И.С., Репин В.М., Букалов Г.К. Прогнозирование риска повреждения слуха у рабочих
текстильных производств ..................................................................................................................................
Кошелева М.К., Булеков А.П., Кереметин П.П., Чабаева Ю.А., Муллакаев М.С., Векслер Г.Б.
Оценка эффективности ультразвуковой обработки реагента при очистке сточных вод от органических
загрязнений .........................................................................................................................................................
Кочетов Л.М., Сажин Б.С., Тюрин М.П. Гидродинамические особенности низконапорных гидроциклонов .............................................................................................................................................................
Ершов С.В., Калинин Е.Н. Синтез ячеечной модели массообмена в процессе обезвоживания волокнистого материала распределенным давлением .......................................................................................
Сажин Б.С. Проблема повышения эффективности технологических процессов ................................
№5
№5
№6
№6
№7
Информационные технологии
№1
Забродин Д.А., Горячая И.С., Лебедева В.И., Севостьянов П.А. Моделирование поперечных сечений пряжи ...........................................................................................................................................................
Семин М.И., Якунин М.А. Разбраковка ткацкого полотна с применением машинного зрения при
его выработке .....................................................................................................................................................
Севостьянов П.А., Никитюк В.Ю., Забродин Д.А., Лебедева В.И. Статистическая имитация истирания тканей методами компьютерного моделирования ...............................................................................
Васильев Ю.В., Киселев Н.В., Пашин Е.Л. Компьютерная модель сушки слоя льняной тресты ........
Винтер Ю.М. Выбор наилучшего показателя, оценивающего радиальную миграцию смеси волокон в сечении пряжи ..........................................................................................................................................
Каршаков Е.В., Каршакова Л.Б., Фирсов А.В. Аналитические методы определения характеристик
композиции ........................................................................................................................................................
Борзунов Г.И., Моисеев К.А. Автоматизированный анализ композиции текстильных изображений
Романов В.В., Ивановский В.А. Детектирование пороков ткани на основе аппарата нечеткой логики ....
Севостьянов П.А., Забродин Д.А. Обобщенная перколяционная модель износа двумерных полотен из волокнистых материалов .......................................................................................................................
Пастухов А.В. Компьютерное моделирование динамики взаимодействия уточной и основной нитей ........
Валиуллин Р.И., Войнов А.Е. Применение различных методов наложения текстур в OpenGL для
разработки текстильных изделий .....................................................................................................................
Клебанов Я.М., Ерохина Е.Н. Численное моделирование поведения детали спинки женской блузы
при ее деформировании .....................................................................................................................................
Волгин А.Б. Обработка цифрового изображения самокрученой нити для его дальнейшего распознавания с целью определения значения и направления крутки ..................................................................
Савельев С.Г., Севостьянов П.А., Лебедева В.И. Разработка программного модуля для построения
3D-модели поверхности волокнистого материала и рабочей поверхности барабана чесальной машины
Салов В.В., Константинов Е.С., Лапшин В.Г. Компьютерный анализ процесса механической
усадки ткани как упругой системы ..................................................................................................................
Монахов В.И., Милитеев А.В. Особенности реализации многоуровневой архитектуры информационных систем и ее использование на предприятиях текстильной отрасли .............................................
Механика нити и полотен
Саввин О.А., Балабаев П.С. Новая модель диссипативных свойств текстильных материалов .........
Моторин Л.В., Степанов О.С., Братолюбова Е.В. Упрощенная математическая модель для прочностного расчета напорных пожарных рукавов при гидравлическом воздействии ...................................
Туцкая Т.П., Фомин Ю.Г. Моделирование процесса деформации ткани при сжатии .........................
Кулида Н.А., Демидов Н.А. Погрешность оценки напряженно-деформированного состояния сновальной паковки на основе кинематических параметров наматывания .......................................................
Щербаков В. П., Болотный А.П., Фомин Б.М. Проектирование ткани методами структурной механики .................................................................................................................................................................
Щербаков В.П., Болотный А.П., Цыганов И.Б., Полякова Т.И. Вычисление критериев длительной
прочности при нагружении нити основы на ткацком станке ........................................................................
Ушакова Н.Л., Ушаков Е.И., Чистобородов Г.И. Аналитическое определение длины пространственной формы баллонирующей нити на кольцевой прядильной машине ................................................
Щербаков В.П. Теория и построение кривых двухосного растяжения тканей .....................................
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011
№1
№2
№3
№3
№3
№3
№3
№4
№4
№4
№4
№5
№6
№6
№7
№1
№1
№2
№2
№2
№6
№6
№7
175
Обмен опытом, критика и библиография, краткие сообщения
№1
Чагина Л.Л., Смирнова Н.А., Бойко С.В. Разработка льняных комплексных материалов для швейно-трикотажных изделий ..................................................................................................................................
Давыдов А.Ф., Курденкова А.В., Шупейкина А.А., Чернышев М.В. Совершенствование идентификации текстильной продукции ..........................................................................................................................
Цимбалюк А.Е., Панин И.Н., Анциферов А.В., Малеев Д.С. О диспергации газов на текстильных
пористых перегородках .....................................................................................................................................
Подшивалова А.В., Королева Л.А., Кривошеев В.П. Инновационный подход к формированию состава и структуры интеллектуальной САПР одежды ....................................................................................
Ковжин Л.А., Киселев А.М. К 100-летию профессора Александра Александровича Хархарова .......
Николаев С.Д., Зайцев А.В., Баранов В.В., Крафт И. Обучение персонала и передача новых
знаний в стратегии повышения эффективности использования интеллектуального потенциала предприятий текстильной отрасли ......................................................................................................................
Воробьева Е.В., Грузинцева Н.А. Определение весомости конкурентных преимуществ текстильного предприятия ...............................................................................................................................................
Борисов Р.М., Андреев М.А., Шагинов А.В., Никифорова Е.Н.,Роньжин В.И. Сравнительный анализ
силового воздействия на длинномерный волокнистый продукт уплотнителя в форме тора и конического уплотнителя .............................................................................................................................................
Соркин Аркадий Павлович (К 70-летию со дня рождения) ....................................................................
Кобраков К.И., Лапшенкова В.С., Оленева О.С., Рыбаулина И.В., Сомкова М.Ю., Кошелева М.К.
Об опыте работы Московского государственного текстильного университета им. А.Н. Косыгина с
талантливой молодежью ...................................................................................................................................
Бойко С.В., Каравайков В.М. Выделение организационного механизма управления безопасностью
текстильного предприятия ................................................................................................................................
Болотный А.П., Брут-Бруляко А.Б. Неравномерность натяжения хлопчатобумажной пряжи на рапирных ткацких станках ..........................................................................................................................................
Николаев С.Д. Воспоминания об Учителе ................................................................................................
Кобракова С.К., Бесчастнов Н.П. Однопроходный печатный текстиль России XIX века .................
Архипова Н.А. Фотография постмодерна в журналах мод ......................................................................
Гусев В.А., Букина С.В., Дубинкин К.В. К вопросу исследования износостойкости ножниц механизма кромкообразования ткацкого рапирного станка фирмы DORNIER ..................................................
Николаю Ивановичу Максимову – 70 лет ................................................................................................
Иванов М.С., Козлов А.Б. Система автоматической стабилизации влажности и приклея обработанной пеной основы после ее сушки ..............................................................................................................
Петросян А.С., Скрябина Е.А., Гусев Б.Н. Построение информационно-справочной системы испытательной лаборатории текстильного предприятия ..................................................................................
Бойко С.В., Каравайков В.М. Декомпозиция целевой функции обеспечения безопасности предприятий текстильной промышленности ..........................................................................................................
Алешин Р.Р., Егоров С.А., Корчагин Г.И. Повышение эффективности парафинирования пряжи при
изготовлении трикотажа ...................................................................................................................................
Башков А.П., Башкова Г.В., Алешина Д.А., Натертышев И.Ю. Свойства трикотажного зонального полотна для подстилочного слоя обивки автосиденья ..............................................................................
Кулида Н.А., Кулида А.Н., Никифорова Е.Н. Контроль качества ниточного соединения на швейной машине челночной строчки .......................................................................................................................
Завьялова Л.А. Из опыта обучения письму иностранных учащихся ИГТА ..........................................
Сыроваткова И., Верль И. Исторические и культурные преимущества района Либерец как фактор
развития Северной части Чешской Республики .............................................................................................
Зукова Х. Трудовые ресурсы и образование как предпосылка конкурентоспособности. Автоматизация технологических процессов ....................................................................................................................
176
№1
№1
№1
№1
№2
№2
№2
№2
№3
№3
№3
№3
№4
№4
№5
№5
№6
№6
№6
№6
№6
№6
№6
№7
№7
№ 6 (335) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2011