1.1.4. Исследования по оптимизации технологического

процесса ткачества.

Вопросы оптимизации технологии изготовления тканей находят свое отражение в большинстве проводимых работ. Это и понятно. Установка оптимальных технологических параметров обеспечивает изготовление ткани с минимально-возможной обрывностью нитей и соответствующего качества.

Одним из первых, кто обратил внимание на проблему нормализации процесса ткачества был проф.Власов П.В. [2.3]. Он более 40 лет назад ввел это понятие в ткачество и оно является неотъемлемой частью практически всех научных исследований.

Среди наиболее интересных важных работ в этой области можно отметить работы, проведенные на кафедре ткачества Московского государственного текстильного университета [2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.19, 3.13, 3.62].

Проф.Власов П.В. и проф.Розанов Ф.М. впервые ввели понятие о прибойной полоске, которая является критерием правильности протекания технологического процесса ткачества. В своих работах проф. Власов П.В. подробно рассмотрел и развил многие методы оптимизации . Он впервые в ткачестве использовал при нормализации процесса радиоактивное излучение, о чем говорилось в предыдущем разделе. В зависимости от технолологических параметров изменяется количество - источников, проходящих через толщину нитей основы и ткани. Зная оптимальное количество -частиц, можно узнать направленность изменения натяжения нитей.

Большинство исследований по оптимизации технологического процесса носит экспериментальный характер. При этом зачастую основным критерием служит обрывность нитей основы и утка; исследователи всегда стремятся уменьшить обрывность нитей, тем самым увеличить производительность оборудования.

Во многих работах основным критерием оптимизации является обрывность нитей.

В ряде работ [2.12, 2.32] справедливо отмечается о влиянии на обрывность основы технологических параметров и свойств используемых нитей основы и утка. В литературе имеется большое количество рекомендации по стабилизации технологического процесса ткачества и снижению обрывности нитей, повышению производительности труда и оборудования.

Б.И.Гецонок [2.9] много внимания уделил вопросам статистического контроля технологического процесса ткачества. Он установил основные причины обрывов нитей, влияние различных факторов на обрывность в процессах подготовки нитей к ткачеству и в самом процессе ткачества. Автор отмечает, что обрывность нитей зависит во-многом от свойств используемых нитей, а они во-многом предопределяются технологиями прядения и подготовки нитей к ткачеству.

Интересна и полезна работа Л.Т.Золотаревского [2.12] по изучению обрывности нитей на ткацком станке. Он справедливо отмечает, что обрывность нитей на ткацком станке зависит от совместного воздействия многократного растяжения и многократного истирания. Об этом свидетельствует, по мнению автора, тот факт, что максимальная обрывность нитей наблюдается в зоне "ремиз - опушка ткани". Истирание и многократное растяжение пряжи на ткацком станке приводит к изменению ее структуры, расшатывает связи поверхностных волокон между собой, увеличивает пушистость пряжи. Однако, в целом в работе отсутствуют строгие теоретические доказательства предлагаемых автором гипотез.

Н.Е.Шутова [2.32] провела очень интересные и обширные исследования в области изучения обрывности нитей в ткачестве и прядении. Она предлагает, что совершенно справедливо, при контроле за обрывностью нитей обязательно устанавливать закон распределения вероятностей возникновения обрывов. Она доказывает на большом экспериментальном материале, что при времени наблюдения свыше трех часов распределение верооятностей возникновения обрывов нитей на ткацком станке приближается к нормсальному и при статистическом контроле необходимо опреде лять две легко определяемые величины - среднюю обрывность и среднее квадратическое отклонение. Очень полезны с практической точки зрения рекомендуемые автором статистические диаграммы контрля обрывности нитей. Она рассмотрела практически все возможные случаи этих диаграмм и рекомендует оптимальные варианты решения при каждой диаграмме. Полезность материала очевидна, выоды и рекомендации базируются на большом экспериментальном материале и корректной его обработке.

Интересные предложения по снижению обрывности даны в работах [2.21, 3.6, 3.7, 3.13, 3.30].

Вопросы влияния на обрывность нитей основы на ткацком станке многократного растяжения нитей освещены в работах А.Н.Соловьева и Г.Н.Кукина [2.15], Склянникова В.П. [2.30], Оникова Э.А. [4.16], Николаева С.Д. и Юхина С.С. [3.30] и др.

На необходимость статистического метода контроля указывается в работах многих отечественных и зарубежных исследователей [2.18, 2.32, 3.15].

Весьма оригинальными выглядят работы видного чешского исследователя - проф. С.Носека [3.65, 3.66]. Он впервые в ткачестве обосно вал и показал, что на обрывность нитей основы и утка в значи тельной степени влияют свойства нитей. С.Носек считает, что наиболее существенное влияние на обрывность нитей оказывает прочность и удлинение нитей, а также корреляция между этими показателями. Он вводит понятие дискриминационной функции, которая в сущности является поправочной функцией, учитывающей порядок показателя влияния дисперсии, косости и выпуклости (высших статистических моментов), а также корреляции между полуцикловыми характеристиками.

Ряд работ [3.34, 4.15] указывают на влияние скоростных показателей на процессы разрушения нитей.

В настоящее время практически ни одно исследование по оптимизации технологического процесса ткачества не обходится без современных методов планирования и анализа экмперимента. Эти методы позволяют с достаточной степенью точности и минимумом затрат получать хорошие результаты.

Очень обширными выглядят работы, проводяшиеся в Лодзинском политехническом институте /2.6/ под руководством проф.Я.Шосланда. При исследовании широко применяются современные методы планирования им анализа эксперимента. В большинстве исследований одновременно варьируются более 10 факторов, оказывающих в той или иной степени влияние на функцию цели. В ряде работ [4.1, 4.2, 4.5, 4.8, 4.11, 4.15, 4.17, 4.18, 5.5] решаются вопросы оп тимизации технологического процесса ткачества, в ряде - оптимизации прокладывния утка [4.12/, в других - оптимизации строения вырабатываемых тканей [4.9, 4.13, 4.15]. Очень часто выходная функция характеризуется несколькими параметрами и решаетсякомпромиссная задача.

Очень интересными выглядят исследования проф.Я.Шосланда и доктора И.Фронтчак по применению тепловизо ров для контроля технологических параметров и оценки напряженности заправки ткацкого станка [2.7]. Тепловидение позволяет определить электромагнитные волны в инфракрасной части спектра, вызываемые нагревом тела (в данном случае нитей основы и утка). Прирост температуры нитей в процессе работы ткацкого станка определяет степень разрушения нитей . Эти исслелования хорошо коррелируют с кинетической теорией прочности акад.С.Н.Журкова и теорией длительной прочности [2.24].

Многочисленные исследования по оптимизации технологических процессов, проводимые в ВУЗах и научно-исследовательских институтах нашли отражение в регламентированных режимах, от меченных в различной справочной литературе и учебниках [2.3, 2.26].

Из работ по оптимизации в особую группу следует отнести работы, относящиеся к оптимизации свойств и строения тканей [2.17, 3.35, 4.7, 4.9,]. На это большинство исследователей обращают все большее внимание. Безусловно свойства и строение тканей зависят от технологии изготовления тканей, технологических параметров процесса ткачества. Об этом было сказано в предыдущем разделе.

В ряде последних работ, проводимых в Московском государственном текстильном университете имени А.Н.Косыгина и Российском заочном институте текстильной и легкой промышленности используется совершенно новый подход для решения многих задач, связанных с оптимизацией технологического процесса - бинарная причинно-следственная теория информации [3.19, 3.28, 3.29, 4.13, 4.15, 4.18]. При этом используются графоаналитические методы. Преимуществом этого метода является то, что эксперимент можно проводить при любых уровнях варьирования факторов, что особенно важно. При этом решаются задачи идентификации различных исследуемых факторов и отсутствуют так называемые эффекты сопутствия. Использование данной теории позволяет определить наиболее значимые факторы, оказывающие влияние на функцию цели.

Анализ литературных источников по оптимизации показал, что нормализацию процесса ткачества следует проводить комп лексно с учетом технологии, свойств и строения вырабатывемых тканей. Оптимизацию необходимо проводит при помощи современных методов планирования и анализа эксперимента, современных методов и средств измерения.

Анализ литературных источников по теме диссертационной работы позволяет выявить ряд вопросов, мало или совсем неизученных, но необходимых для решения поставленной цели:

- практически не исследована технология изготовления хлопчатобумажных тканей из пряжи малой линейной плотности на бесчелночных ткацких станках СТБ;

- не выявлена степень влияния на условия протекания тех нологического процесса ткачества изготовления данной группы тканей технологических параметров, параметров строения тканей и свойств используемых нитей;

- не доказана теоретически возможность изготовления тканей из пряжи малой линейной плотности на ткацких станках и не оценена напряженность заправки;

- не проведены исследования по сравнительному анализу рассматриваемой группы тканей по сравнению с обычным ассорти ментом, вырабатываемом на ткацких фабриках.

Литературный обзор еще раз подтвердил актуальность дан ного исследования, направленного на разработку технологии из готовления тканей заданного строения из хлопчатобумажной пряжи заданного строения. При исследовании должны быть решены следующие вопросы:

- теоретически обоснована возможность изготовления хлопчатобумажных тканей из пряжи малой линейной плотности на бесчелночных ткацких станках типа СТБ, являющиеся в настоящее время в России самыми универсальными с точки зрения использования нитей различного волокнистого состава и самыми надежными с точки зрения их работы;

- оценена напряженность заправки ткацкого станка с использованием критериев длительной прочности;

- установлены экспериментальные зависимости между технологическими параметрами, параметрами строения и свойствами нитей и тканей;

- выявлены факторы, оказывающие наибольшее влияние на условия изготовления, строение и качество вырабатываемых тканей;

- оптимизирован технологический процесс ткачества с учетом выбора рационального строения тканей, свойств нитей и минимума обрывности нитей основы и утка.