Моделирование релаксационных явлений, протекающих в льняной пряже в процессе шлихтования

• Автор: Ерохова, Марина Николаевна
• Шифр специальности: 05.19.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Кострома
• Количество страниц: 220 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ РАБОТЫ

1Л Особенности процесса шлихтования льняной пряжи

1.2 Направления исследования процесса шлихтования

1.3 Представления современной науки о природе и способах математического описания релаксационных процессов

1.4 Выводы, цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ РОЦЕССА ШЛИХТОВА1ШЯ

2.1 Уравнение состояния для механической модели

2.1.1 Уравнение релаксации

2.1.2 Уравнение ползучести

2.2 Нахождение вида ядра релаксации и ядра ползучести

2.3 Ме тод определения параметров уравнения состояния по кривым релаксации пряжи
2.4 Разработка модели транспортирования пряжи по зонам шлихтовальной машины
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЛАКСАЦИОННЫХ СВОЙСТВ НИТ
3.1 Проведение опытов на релаксацию
3.2 Обработка релаксационных кривых
3.3 Влияние температуры шлихтующего препарата на вязкоупругие свойства пряжи
3.4 Влияние концентрации шлихтующего препарата на вязкоупругие свойства пряжи
3.5 Влияние температуры сушки на вязкоупругие свойства пряжи
3.6 Исследование изменения вязкоупругих свойств пряжи по зонам шлихтовальной машины ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИИ ПРЯЖИ ПО ЗОНАМ ШЛИХТОВАЛЬНОЙ МАШИНЫ
4.1 Натяжение нитей на шлихтовальной машине
4.2 Устройство для измерения вытяжки нитей в процессе шлихтования
4.3 Исследование влияния положения сновальных ватов и способа заправки на деформацию нитей
4.4 Деформация пряжи при транспортировании
по зонам шлихтовальной машины. Метод расчета вытяжки
4.5 Производственная проверка модели деформации пряжи в процессе шлихтования
4.6 Моделирование процесса шлихтования льняной пряжи на машине ШКВ
4.7 Основные пути снижения вытяжки нитей в процессе шлихтования
ГЛАВА 5. ПРОЦЕСС ШЛИХТОВАНИЯ БЕЗ ПОГРУЖЕНИЯ НИТЕЙ В ШЛИХТУ
5.1 Определение разрывных характеристик пряжи, ошлихтованной двумя способами шлихтования
5.2 Контроль обрывности основных нитей
в процессе ткачества ОБЩИЕ ВЫВОДЫ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ
АННОТАЦИЯ
Диссертационная работа посвящена вопросам совершенствования технологического процесса шлихтования на основе разработанной в рамках теории наследственной вязкоупругости модели процесса.
При использовании механической модели найден вид ядра релаксации и ядра ползучести уравнения состояния пряжи. Ядра содержат параметр, имеющий физический смысл времени, по истечении которого напряжение пряжи изменяется в известное число раз. Данный параметр характеризует скорость протекания релаксационных процессов и необходим при моделировании процесса шлихтования.
Разработана модель транспортирования нитей по зонам шлихтовальной машины. На базе разработанной модели изучен механизм деформирования нитей, выявлены пути сохранения удлинения льняной пряжи в процессе шлихтования. Рекомендован режим шлихтования льняной пряжи без погружения нитей в шлихту, при использовании которого улучшаются физикомеханические свойства нитей, снижается обрывность основных нитей в ткачестве.
Исследовано влияние некоторых технологических параметров процесса шлихтования на вязкоупругие свойства пряжи.
Разработан метод расчета вытяжки нитей в процессе шлихтования па основе информации о вязкоупругих свойствах нити и технологических параметрах процесса шлихтования. Производственная проверка метода расчета вытяжки показала близость значений прогнозируемой и реальной вытяжки.
ВВЕДЕНИЕ
Льняная пряжа, обладающая большим запасом прочности, но малым разрывным удлинением, перерабатывается в ткачестве значительно хуже других видов пряж. Производительность труда в льноткачестве продолжает оставаться низкой по сравнению с другими отраслями. В связи с этим актуальным является совершенствование процесса льноткачества в целом, и в том числе шлихтования, являющегося самой ответственной операцией подготовки основной пряжи к ткачеству. Кроме того, в настоящее время происходит увеличение напряженности процесса ткачества, вызванное применением высокоскоростных ткацких станков. Поэтому необходимо продолжать работы, направленные на отыскание рациональных режимов шлихтования льняных основ, обеспечивающих минимальный уровень обрывности основной пряжи в ткачестве. При оценке эффективности шлихтования большое внимание должно обращаться на сохранение удлинения пряжи.
На данном этапе развития техники и технологии совершенствование процесса шлихтования должно осуществляться на основе современных научнотехнических разработок. Широкое внедрение вычислительной техники в процессы научных исследований обусловило применение математического моделирования для описания технологических процессов. Как показывают исследования отечественных и зарубежных ученых, основную роль во многих технологических процессах ткацкого производства играют релаксационные явления, протекающие в материале в процессе их переработки.
Актуальным является изучение релаксационных явлений, протекающих в пряже в процессе шлихтования для исследования деформирования льняных нитей и поиска путей сохранения их удлинения. Разработка модели взаимосвязи напряжений и деформаций в процессе шлихтования позволит исследовать изменения свойств льняных нитей по зонам машины и оптимальным образом использовать их технологические возможности. Без
глубокого познания сущности процессов деформирования нитей задачу повышения эффективности шлихтования решить затруднительно в силу многофакторности и сложности процесса.
Актуальность


Было установлено, что одним из главных факторов, определяющих смачиваемость пряжи и характер отложения шлихты, является схема заправки нитей в клеильном аппарате. Л.Маховер теоретически обобщил ранее накопленный экспериментальный материал, провел полный анализ процессов сматывания нитей со сновальных валов, пропитывания нитей шлихтой, сушки, формирования ткацкого навоя. Анализ рассмотренных работ показал, что основным подходом при исследовании процесса шлихтования является факторный анализ. Факторный анализ обеспечивает комплексное изучение процесса, что является его достоинством. Однако такие исследования требуют больших затрат, а результат пригоден для того вида пряжи и для того типа оборудования, на котором производились эксперименты. Модели, полученные в результате факторного анализа, не объясняют сущности явлений, происходящих в обрабатываемом материале. На современном этапе развития техники и технологии поиск оптимальных параметров процесса должен основываться на знании свойств нитей и их поведения на всех стадиях обработки. Необходимо разрабатывать универсальные модели, адекватно описывающие изменение свойств текстильного материала. В настоящее время при изучении технологических процессов большое развитие получил феноменологический подход. Известно, что в нагруженном вязкоупругом материале протекают релаксационные процессы, при которых материал принимает новое состояние в результате теплового движения частиц. В текстильном производстве на всех стадиях обработки текстильный матсриап волокно, нить, ткань находится под нагрузкой. Свойства материала в нагруженном состоянии с течением времени изменяются накапливается деформация, развивается усталость, нарушается внутренняя структура вещества, изменяются деформационные и прочностные свойства материала. Следствием этих процессов может стать разрушение. Чтобы избежать этого, технологический процесс необходимо вести с учетом релаксационных свойств материала. Наиболее изученными являются релаксационные свойства синтетических нитей. Исследованию релаксационных свойств льняной пряжи посвящены работы М. С.Фурычевой , С. В. Ямщикова . Авторы разработали математические модели для описания релаксационных процессов, протекающих в пряже на ткацком станке. Актуальным является моделирование релаксационного поведения льняной пряжи в процессе шлихтования. Знание закономерностей этих явлений может способствовать улучшению качества ошлихтованных основ. Моделирование позволит глубже изучить процесс шлихтования, прогнозировать основные технологические параметры и выявить пути совершенствования процесса. Комплекс моделей технологических процессов шлихтования и ткачества может послужить основой для создания АРМ технолога и АСУТП ткачества. В процессе шлихтования нити подвергаются различным воздействиям перематываются под натяжением, проходят влажнотепловую обработку. Основным является характер приложения сил, при котором в нитях возникает деформация растяжения, так как для отсутствия провисания и создания правильной намотки на ткацком навое нити на шлихтовальной машине транспортирую гея под определенным натяжением. Поэтому при исследовании процесса шлихтования наиболее важным является изучение деформационных процессов, происходящих в нитях. Относительную деформацию нитей при шлихтовании принято называть вытяжкой. Исследователями установлено отрицательное влияние вытяжки на свойства ошлихтованной пряжи чем выше величина вытяжки, тем ниже разрывное удлинение пряжи, выше уровень обрывности основы в ткачестве и усадка ткани , , , , , , , . Г.Н. Кукиным и В. В.Гридневой проведены интересные эксперименты по определению составных частей деформации в процессах шелкоткачества. Ими было установлено, что общая деформация вискозной нити после снования и шлихтования значительно уменьшается, после ткачества и отделки увеличивается. Авторы объясняют этот факт введением в нить шлихты и ее удалением во время отделки. Подобное исследование проведено в более ранней работе Г. Н.Кукина с хлопчатобумажной пряжей и получены аналогичные выводы. То же замечено и в работе .