Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

• Авторы
• Резюме
• Файлы

Назарова М.В., Березняк М.Г.

Исследовательская работа посвящена исследованию уровня повреждаемости нитей основы на шлихтовальной машине в условиях ООО «ТК «КХБК». Были проведены опыты по исследованию натяжения нитей основы на шлихтовальной машине в динамических условиях. В результате обработки осциллограмм изменения натяжения нитей основы были получены уравнения регрессии, устанавливающие связь между технологическими параметрами и натяжением нитей основы. Анализ полученных математических моделей показал, что наиболее эффективным является метод моделирования технологического процесса шлихтования с помощью интерполяционного полинома Ньютона. Кроме того, был проведён анализ напряжённо-деформируемого состояния нитей, перерабатываемых на шлихтовальной машине.

Статья в формате PDF

456 KB

Текстильная  промышленность является одной из основных отраслей экономики, формирующих бюджет во многих странах.

Развитие текстильной промышленности предполагает постоянное совершенствование и улучшение ассортимента тканей, а также производственных процессов. Многие технологические процессы в текстильной промышленности относятся к категории сложных. Эти процессы характеризуются большим числом взаимосвязанных факторов. От правильного выбора и расчета этих факторов будет      зависеть  конечный результат, т.е. качество полученной пряжи. А это и есть один из способов конкурентоспособности    тканей.

Из всех процессов приготовления пряжи к ткачеству шлихтование является самым важным, так как именно здесь пряже придается новое свойство, которое позволяет нормально проводить процесс ткачества. Для большинства перерабатыва­емых в хлопкоткачестве нитей без шлихтования выработка тка­ней немыслима.

Основными направлениями научно - технического прогресса в шлихтовании являются: повышение производительности труда и оборудования, увеличение скоростного режима шлихтовального  оборудования, улучшение качества выпускаемых основ и расширение их   ассортимента.

Чтобы решить поставленные задачи, необходимо научиться прогнозировать и управлять технологическим процессом шлихтования, а не учиться постоянно на ошибках, вызванных недостаточными знаниями явлений, происходящих на шлихтовальных машинах с повышением скоростного режима оборудования.

В последнее время научный и практический интерес представляют вопросы прогнозирования технологического процесса шлихтования, которые в настоящее время актуальны. Необходимость уверенного предсказания возможности использования новых видов сырья при повышенных скоростных режимах работы машин стоит довольно остро.

Практическая значимость данной работы заключаются в возможном использовании интерполяционных полиномов при моделировании технологического процесса шлихтования в научных исследованиях или в учебном процессе.

Несмотря на большое число работ, предлагающих различные модели и подходы исследования технологического процесса шлихтования, ранее никем из исследователей не рассматривалась возможность использования интерполяционных полиномов для оценки эффективности при моделировании технологического процесса шлихтования.

Научная новизна данной работы заключается в том, что в работе  впервые использован экспресс-диагностический прибор  «ТТП-2008» для измерения натяжения  нитей на шлихтовальном оборудовании; разработаны методы расчета повреждаемости нитей  на шлихтовальном оборудовании, которые позволят осуществлять прогноз обрывности нитей при выработке  тканей, особенно при смене ассортимента, при переходе на новое оборудование, при замене используемого сырья  и  т.д.

Кроме того, в данной работе решалась задача  оценки эффективности использования интерполяционных полиномов Лагранжа, Бесселя, Ньютона и Стерлинга при моделировании технологического процесса шлихтования для определения уровня повреждаемости нитей при переработке их на шлихтовальном оборудовании  в условиях работы приготовительного отдела ткацкого производства.

В ходе работы был проведен анализ работ, посвященных исследованию математического моделирования технологических процессов и экспериментального исследования натяжения нитей основы в шлихтовании.

Базой для исследования натяжения был выбран приготовительный цех     ООО «ТК «КХБК». Объектом исследования является шлихтовальная машина  ШБ-11/140. На шлихтовальной машине в динамических условиях исследовалось натяжение нитей основы. Запись натяжения производилась при помощи тензометрической установки. Принцип действия тензометрической установки основан на преобразовании механических воздействий в электрический ток с последующим его измерением. Как результат - получение осциллограмм изменения натяжения нитей основы (рис 1).

Рис. 1. Осциллограмма изменения натяжения нитей основы на шлихтовальной машине ШБ-11/140

После проведения опытов и математической обработки результатов экспериментальных исследований получены уравнения регрессии, устанавливающие связь между технологическими параметрами и натяжением нитей основы.

F₁ = y₁ = 13,24 + 0,14 cos x + 0,27 sin x + 0,17 cos 2 x - 0,48 sin 2 x - 0,14 cos 3 x +   

   + 0,12 sin 3 x + 0,33 cos 4 x + 0,08 sin 4 x + 0,1 cos 5x + 0,19 sin 5x - 0,02 cos 6x

F₂ = y₂ = 12,31 + 0,4 cos x -  0,13 sin x - 0,32 cos 2 x - 0,35 sin 2 x + 0,34 cos 3 x -    

    - 0,11 sin 3 x + 0,08 cos 4 x - 0,39 sin 4 x - 0,02 cos 5x - 0,046 sin 5x - 0,19 cos 6x

F₃ = y₃ = 12,95 + 0,26 cos x + 1,09 sin x + 0,3 cos 2 x - 0,01 sin 2 x + 0,38 cos 3 x +    

    + 0,27 sin 3 x + 0,13 cos 4 x - 0,08 sin 4 x - 0,07 cos 5x + 0,07 sin 5x + 0,11 cos 6x

F₄ = y₄ = 8,1 + 0,09 cos x + 0,38 sin x - 0,06 cos 2 x - 0,78 sin 2 x + 0,46 cos 3 x -    

      - 0,14 sin 3 x - 0,47 cos 4 x + 0,17 sin 4 x - 0,09 cos 5x -0,01 sin 5x + 0,03 cos 6x

F₅ = y₅ = 13,94 - 0,07 cos x - 0,06 sin x + 0,05 cos 2 x - 0,03 sin 2 x - 0,29 cos 3 x -   

   - 0,13 sin 3 x + 0,08 cos 4 x + 0,06 sin 4 x - 0,13 cos 5x + 0,07 sin 5x + 0,07 cos 6x

F₆ = y₆ = 13,71 - 0,08 cos x - 0,19 sin x + 0,13 cos 2 x - 0,02 sin 2 x - 0,05 cos 3 x -   

    - 0,32 sin 3 x - 0,13 cos 4 x - 0,17 sin 4 x + 0,002 cos 5x - 0,03 sin 5x - 0,13 cos 6x

F₇ = y₇ = 16,44 - 0,39 cos x - 1,56 sin x - 0,78 cos 2 x - 1,33 sin 2 x - 0,9 cos 3 x -     

   - 0,31 sin 3 x - 0,32 cos 4 x + 0,49 sin 4 x + 0,14 cos 5x + 0,07 sin 5x + 0,41 cos 6x

F₈ = y₈ = 11,73 - 0,04 cos x + 0,71 sin x - 0,63 cos 2 x + 0,11 sin 2 x - 0,17 cos 3 x -  

    - 0,53 sin 3 x + 1,09 cos 4 x +0,25 sin 4 x - 0,61 cos 5x + 0,81 sin 5x + 0,44 cos 6x

Анализ полученных с помощью интерполяционных полиномов математических моделей выработки нитей  основы на шлихтовальной машине ШБ-11/140 показал, что наиболее эффективным является метод моделирования технологического процесса шлихтования с помощью интерполяционного полинома Ньютона.

Анализ эффективности использования интерполяционных полиномов при математическом моделировании технологического процесса шлихтования сводился к расчёту среднего квадратического отклонения.

Кроме того, был проведён анализ напряжённо-деформируемого состояния нитей, перерабатываемых на шлихтовальной машине. Прогнозирование напряжённо-деформируемого состояния нитей на различных переходах ткацкого производства целесообразно проводить, используя критерий повреждаемости. Для решения поставленных вопросов используется теория критериев длительной прочности. На шлихтовальной машине нити основы длительное время находятся под нагрузкой, которая изменяется по своим определённым законам и во времени.

В настоящее время существует несколько критериев длительной прочности. Все они учитывают тот факт, что задолго до окончания разрушения тела в нём    начинают  накапливаться  микроповреждения.

Наиболее точно значение коэффициента повреждаемости при использовании критерия Москвитина даёт расчёт по реальному закону нагружения нитей на различных переходах ткацкого производства. Для этого ранее с помощью специальной тензометрической установки была получена осциллограмма натяжения нитей. Анализ осциллограмм позволяет сделать вывод о периодичности изменения натяжения нитей в технологическом процессе. На основе осциллограмм натяжения нитей для получения регрессионных уравнений был использован метод шаблонов. Все вычисления были произведены на ЭВМ с помощью программы  moskv. bas, выполненной на языке  Q-basic.

В результате расчёта были  получены следующие коэффициенты повреждаемости:

В ходе работы были сделаны следующие выводы:

• - проведен анализ методов и средств исследования, используемых при изучении технологического процесса шлихтования;
• - при сравнении различных методов приближения функций,  путем определения среднего квадратического отклонения,  при моделировании технологического процесса шлихтования  установлено, что наиболее эффективным является метод с использованием полинома Ньютона с шагом интерполяции = 8,5 с;
• - определен уровень повреждаемости нитей при переработке их на шлихтовальном оборудовании  в условиях работы приготовительного отдела ткацкого производства ООО «ТК « КХБК» » с использованием критерия длительной прочности Москвитина.

Библиографическая ссылка