КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГІЙ ТА ДИЗАЙНУ

ЗАКОРА ОКСАНА ВАСИЛІВНА

УДК 677.054.023

УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ФОРМУВАННЯ

ПАКУВАНЬ ХРЕСТОВОГО НАМОТУВАННЯ

Спеціальність 05.19.03 – технологія текстильних матеріалів

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Київ – 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Херсонському національному технічному університеті Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент

Защепкіна Наталія Миколаївна,

Київський національний університет

технологій і дизайну,

доцент кафедри матеріалознавства та технології

переробки текстильних волокон

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Васильченко Василь Миколайович, Київський національний університет технологій та дизайну, професор кафедри інженерної механіки;

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Рукавцев Геннадій Іванович, директор АТ Український науково-дослідний інститут з переробки штучних та синтетичних волокон.

Провідна установа:

Київський державний науково-дослідний інститут текстильно-галантерейної промисловості, Міністерство промислової політики України, м. Київ.

Захист відбудеться 15 березня 2006 року о 12.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.102.02 в Київському національному університеті технологій та дизайну за адресою: 01011, м. Київ, вул. Немировича-Данченка, 2

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного університету технологій і дизайну за адресою: 01011, м. Київ, вул. Немировича-Данченка, 2.

Автореферат розісланий 13 лютого 2006 року

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Кизимчук О.П.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

В теперішній час текстильна промисловість поступово виходить з економічної кризи, яка склалась в Україні в 90-х роках минулого сторіччя. Наслідками кризи стала низька завантаженість виробничих потужностей при високій вартості основних фондів підприємств, втрата сировинної бази і досвіду виробництва конкурентноздатних товарів, орієнтація продукції тільки на внутрішній ринок. З кінця 1998 р. в текстильній промисловості намітились тенденції нарощування виробництва товарів, що засвідчує про її становлення і подальший успішний розвиток. Але досягнути необхідних об’ємів випуску вітчизняної текстильної продукції, яка б відповідала світовим вимогам якості, неможливо без розширення і оновлення асортименту, використання нових та історично традиційних видів сировини, впровадження у виробництво передових технологій, випуску вітчизняного обладнання і технічної модернізації існуючого. Удосконалення техніки та технології текстильного виробництва, яке засновано на використанні сучасних наукових досліджень і досягнень, - один зі шляхів вирішення поставлених задач.

Актуальність теми. Процес перемотування є одним з основних і найбільш відповідальних етапів підготовки пряжі до ткацтва. Достатньо високі вимоги, які пред’являються до якості мотальних пакувань, за останні роки різко підвищилися в зв’язку з появою високошвидкісних способів формування тканин.

На сьогоднішній день в ткацтві найбільше розповсюдження отримали пакування хрестового намотування, тому більшість текстильних підприємств України обладнано хрестомотальними машинами і автоматами. Однак, при їх експлуатації приходиться зіштовхуватися з рядом проблем. Основними з них є низький швидкісний режим перемотування, який фактично складає 10-12 м/с, і недостатньо висока якість пакувань, яка обумовлена наявністю стрічкового і джгутового намотування, нерівномірним розподілом текстильного матеріалу в тілі пакування, заклинюванням і зльотами витків пряжі на великий торець бобіни. Вищезгадані дефекти є неухильним наслідком класичного принципу формування пакувань на мотальному обладнанні. Відомі шляхи уникнення дефектів намотування передбачають зміну принципу дії мотального механізму. Але це повязано зі створенням і випуском нового устаткування і технічною реконструкцією текстильних підприємств, що потребує значних капітальних вкладень. Тому на сьогоднішній день ефективне використання і удосконалення діючого мотального обладнання є більш актуальною задачею, вирішити яку можливо за рахунок інтенсифікації технологічних процесів розкладки і намотування пряжі на пакування.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота проведена згідно з напрямком наукових досліджень Київського національного університету технологій та дизайну на 2003-2005 рр., затверджених наказом МОН України № 633 від 05.11.2002 р., і входить до складу наукових розробок за темою 6.26 ДБ “Теоретичні основи створення альтернативних, ресурсозберігаючих технологій формування різних за архітектурою просторових оболонок деталей одягу з текстильних матеріалів” № 0103U000851.

Роль автора полягає у вирішенні задачі удосконалення технології формування пакувань збільшеної маси з рівномірною структурою і розробці технологічного режиму їх отримання на мотальному обладнанні.

Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи є удосконалення технології формування пакувань хрестового намотування, яке спрямоване на підвищення ефективності процесу перемотування пряжі і поліпшення якості пакувань і текстильних полотен, які виробляються з них.

Для досягнення зазначеної мети були поставлені наступні задачі:

- на підставі аналізу існуючого рівня техніки і технології перемотування пряжі виявити причини, які викликають дефекти хрестового намотування і визначити шляхи удосконалення технології процесу формування пакувань;

- вивчити вплив роботи приклону мотального механізму на структуру і форму мотальних пакувань;

- розробити технологію формування пакувань з осьовим зміщенням і конструкцію приклону для її реалізації, які дозволяють отримати намотування рівномірної структури;

- визначити залежність технологічних параметрів формування хрестомотальних пакувань від кінематичних і конструктивно-заправних параметрів приклону мотального механізму нової конструкції;

- розробити технологічний режим формування пакувань збільшеної маси із застосуванням приклону нової конструкції;

- дати оцінку економічної ефективності застосування технології формування хрестомотальних пакувань з осьовим зміщенням і здійснити виробничу перевірку отриманих пакувань.

Об'єкт дослідження - технологія формування пакувань хрестового намотування.

Предмет дослідження – приклон мотального механізму і пакування хрестового намотування.

Методи дослідження - поставлені в роботі задачі вирішувались з використанням сучасних теоретичних і експериментальних методів дослідження. Для отримання теоретичної моделі процесу намотування пряжі на пакування використовувались основні положення теоретичної механіки, а саме, аналітичний метод кінематичного аналізу. Для дослідження структурних показників пакувань використовувалась методика визначення обєму елементарного шару із застосуванням методів математичного аналізу. Експериментальне визначення натягу проводилось за допомогою тензометрування. Обробка результатів експериментів виконувалася методами математичної статистики, регресійного і кореляційного аналізу. Фізико-механічні показники пряжі оцінювались за допомогою діючих державних стандартів. Розрахунки проводились на IBM–сумісному персональному комп’ютері з використанням табличного редактора Microsoft Excel.

Наукова новизна отриманих результатів міститься в подальшому удосконаленні технології формування хрестомотальних пакувань, яка полягає в застосуванні кутового і осьового розсіювання витків пряжі при їх розкладанні на пакування, що забезпечує зниження нерівномірності щільності намотування.

При цьому вперше:

-

-

-

-

Практичне значення отриманих результатів. Розроблена технологія формування пакувань з осьовим зміщенням і приклон мотального механізму для її реалізації дозволили одержати пакування рівномірної структури збільшеної маси. При цьому усунені дефекти хрестового намотування, стабілізовано режим намотування мотальної машини і збільшена швидкість процесу перемотування.

Результати проведених досліджень апробовані на ВАТ Херсонський БК. Виробничі випробування механізму приклона бобіни нової конструкції проведені на мотальній машині М-150-2. Отримані пакування перероблені на снувальній машині СП-180 при формуванні снувального валика і в якості утокової нитки при формуванні тканини на ткацьких верстатах СТБ-4-330.

Очікуваний річний економічний ефект за рахунок збільшення маси пакувань і підвищення швидкісного режиму технологічного обладнання складає 39594, 98 гривень на 800 мотальних веретен.

Отримані в дисертації матеріали можуть бути впроваджені в підготовчому відділі ткацького виробництва при формуванні мотальних пакувань з пряжі різної лінійної щільності і сировинного складу.

Особистий внесок здобувача. У роботах, виконаних зі співавторами, особистий внесок здобувача міститься у визначенні шляхів удосконалення технології формування хрестомотальних пакувань [1,2]; розробці режиму зміщення пакування в процесі формування і приклону мотального механізму нової конструкції для його реалізації [3,4,5]; проведенні виробничих випробувань механізму і дослідженні форми і структури пакувань [7,8]. Безпосередньо автору належить: одержання теоретичної моделі процесу намотування пряжі з урахуванням осьового зміщення пакування; розробка технологічного режиму отримання мотальних пакувань рівномірної структури збільшеної маси; обробка експериментальних даних; формулювання висновків і рекомендацій.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи були заслухані й ухвалені:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Публікації. Основні положення дисертаційної роботи викладені в 8 публікаціях, в тому числі статей - 4, патентів - 1, тез доповідей на конференціях - 3.

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, п'яти розділів основної частини, висновків і рекомендацій, списку використаних джерел і додатків. Дисертація викладена на 145 сторінках друкованого тексту, містить 29 таблиць, 32 рисунка, включає список літератури зі 103 джерел.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У вступі обґрунтована актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовані мета і задачі дослідження, наукова новизна та практичне значення роботи.

У першому розділі проведено аналіз результатів наукових досліджень з проблем процесу перемотування пряжі. Відзначено, що основоположниками теорії і практики процесу перемотування є професори А.П. Мінаков і А.П.Малишев, а пізніше значний вклад в розвиток теорії перемотування і формування текстильних пакувань внесли професори В.О. Гордєєв, Є.Д.Єфремов, О.Ф.Прошков, В.Б. Кльонов. При цьому встановлено, що традиційний спосіб формування пакувань має ряд істотних недоліків, які обумовлені принципом дії мотального механізму. Найбільш перспективним в плані підвищення ефективності процесу перемотування є удосконалення технології розкладки і намотування пряжі на пакування за рахунок її додаткового руху при формуванні.

Виходячи з цього, сформульована мета роботи і визначені напрямки досліджень.

У другому розділі визначені об’єкт, предмети і методи досліджень. У першому підрозділі приведена методика дослідження структурних показників отриманих пакувань – розподілу радіальної і меридіальної щільності намотування. У другому підрозділі викладена методика дослідження форми витка пряжі на поверхні намотування. В наступних підрозділах визначенні методики дослідження натягу пряжі при перемотуванні і фізико-механічних показників пряжі відповідно до ДСТу і технічних умов ВАТ “Херсонський БК” на випуск пряжі.

Третій розділ присвячений розробці технології намотування мотальних пакувань з осьовим зміщенням в процесі їх формування.

Відомо, що форма і структура тіла намотування обумовлені принципом дії мотального механізму, частиною якого є механізм приклону, в зв’язку з чим виникла необхідність дослідження впливу заправних параметрів приклону на умови формування мотального пакування. Заправні параметри приклону регулювались кутом нахилу вісі веретена приклону по відношенню до вісі мотального барабанчика (рис.1). В результаті експериментальних випробувань встановлено, що найбільш раціональна структура намотування пряжі на пакуванні одержується при установці приклона мотальної машини без зазору між утворюючими поверхні намотування і мотального барабанчика. Це дає зниження нерівномірності розподілу щільності пакування вздовж утворюючої на 27% і зменшує стираючий вплив на пряжу. Але при цьому не вдається повністю уникнути таких дефектів намотування, як ущільнення торцевих ділянок пакування та джгутове намотування.

Рис. 1. Варіанти установки приклону

1 – конусний патрон;

2 – мотальний барабанчик;

3 – веретено приклону.

Подальше зниження нерівномірності щільності пакування і уникнення дефектів намотування при збереженні існуючого принципу роботи мотального механізму можливо досягти за рахунок удосконалення технології намотування пряжі на пакування шляхом надання пакуванню додаткового руху в процесі його формування. Технічно це вирішується за рахунок зміни конструкції приклону мотального механізму.

Механізм приклону нової конструкції був розроблений на кафедрі механічної технології волокнистих матеріалів Херсонського національного технічного університету на базі механізму приклона мотальної машини М-150-2 і захищений патентом України. Схема механізму приклону нової конструкції представлена на рис. 2.

Рис.2. Схема механізму приклона бобіни нової конструкції

Механізм працює наступним чином. Мотальний барабанчик 13 і вал самозупинки 2 обертаються одночасно з різними кутовими швидкостями. Мотальний барабанчик приводить в обертання пакування 12, встановлене на веретені 11, яке закріплене на державці приклону 10. Державка приклону закріплена за допомогою болта в кронштейні 9. Вал самозупинки 2 обертається разом з ексцентриком 1, який за допомогою повідка 3 і коромисла 4 передає втулці 5 з закріпленою на ній пластиною 8 періодичний поворот на вісі 6. При цьому ролик 7, закріплений на кронштейні 9 приклону 10, обкатується по похилому пазу пластини 8, в результаті кронштейн 9 здійснює зворотно-поступальний рух вздовж вісі 6. Таким чином, пакування 12 в процесі формування переміщується вздовж вісі мотального барабанчика 13, що забезпечує постійне кутове і осьове розсіювання витків пряжі на поверхні пакування.

У механізмі передбачена можливість регулювання величини зміщення пакування вздовж мотального барабанчика, що впливає на умови формування поверхні намотування і на розміри пакування. Для цього коромисло 4 має подовжній паз, в якому кріпиться вісь, що зв'язує поводок і коромисло. При зменшенні довжини коромисла збільшується кут повороту втулки 5 на вісі 6, відповідно збільшується і величина зміщення пакування щодо мотального барабанчика, що приводить до збільшення висоти намотування і, як наслідок, до збільшення маси пакування.

При класичному способі перемотування пряжі запобігання джгутоутворенню здійснюється за рахунок роботи механізму електроперервача мотальної машини. Електроперервач періодично відключає електродвигун, який приводить в рух мотальні барабанчики, в результаті чого змінюється співвідношення кутових швидкостей мотального барабанчика і бобіни у фрикційній парі і відбувається кутове розсіювання витків на поверхні намотування.

Приклон нової конструкції передбачає постійне кутове розсіювання витків пряжі в процесі формування пакування, тим самим запобігаючи появі джгутового намотування. Це дозволяє виключити роботу електроперервача, за рахунок чого стабілізується режим роботи мотальної машини, підвищується якість намотування і продуктивність обладнання.

З метою визначення практичних можливостей механізму приклона нової конструкції проведені його експериментальні дослідження у виробничих умовах.

Експериментальний зразок механізму був встановлений на мотальній машині М-150-2 в мотально-снувальному цеху 1-ої прядильно-ткацької фабрики ВАТ “Херсонський БК. Для визначення впливу величини зміщення пакування на нерівномірність щільності намотування було напрацьовано 5 бобін бавовняної пряжі лінійної щільності 20 текс і 5 бобін льонолавсанової пряжі лінійної щільності 29 текс. Величина зміщення пакування регулювалась величиною ексцентриситету ексцентрика 1, довжиною коромисла 4 і кутом нахилу профільного пазу пластини 8 механізму (рис.1) і варіювалася в діапазоні від 4 до 12 мм. Результати дослідження представлені в табл.1. Для порівняльного аналізу в табл. 1 наведені дані розподілу щільності намотування бобін, які отримані із застосуванням приклону існуючої конструкції (фабричний варіант).

Аналіз отриманих результатів дозволив зробити висновок про те, що при величині зміщення пакування від 8 до 12 мм відсутнє джгутоутворення і зниження нерівномірності розподілу щільності по довжині утворюючої складає 20-45%. При цьому висота намотування в порівнянні з фабричним варіантом збільшується на 10 мм, що приводить до збільшення корисного об’єму пакування.

Таким чином встановлено, що розроблений механізм приклону дозволяє регулювати розсіювання витків намотування, забезпечує високу якість мотальних пакувань і дає можливість збільшити масу пакування при збереженні її попередніх радіальних розмірів.

Таблиця 1

Вплив конструктивно-заправних параметрів

приклону на структуру пакувань

Параметри приклону | Параметри пакувань, отриманих

з використанням приклону нової конструкції | Величина ексцент-риситету, мм | Кут нахилу пазу, град | Величина

осьового зміщення пакування, мм | Висота намотування,

мм | Нерівно-мірність щільності намотування, % | Наявність джгутів | 10 | 25 | 4 | 148 | 65 | + | 15 | 30 | 6 | 150 | 55 | +

20 | 35 | 8 | 152 | 50 | -

20 | 40 | 10 | 154 | 40 | -

25 | 40 | 12 | 155 | 25 | -

Параметри пакувань, отриманих з використанням приклону існуючої конструкції | - | 145 | 70 | + |

У четвертому розділі приводиться аналітичне дослідження механізму приклона бобіни нової конструкції з метою отримання теоретичної моделі процесу намотування нитки на пакування з урахуванням його додаткового осьового зміщення.

У запропонованій конструкції приклона поєднуються два механізми:

1. Механізм розсіювання шарів намотування (механізм періодичного зміщення приклону) (рис.3). Ведучою ланкою цього механізму є ексцентрик 1, що забезпечує за допомогою руху повідка 3, роботи коромисла 4 і гвинтової пари (ролик 7 і паз пластини 8) періодичне зміщення кронштейна приклона 9 по вісі 6, в результаті чого пакування зміщується вздовж вісі мотального барабанчика.

Рис. 3. Механізм розсіювання шарів намотування

2. Механізм поступового зсуву шарів намотування (рис.4) у процесі наробітку пакування. Ведучою ланкою цього механізму є приклон 10, який по мірі збільшення діаметра пакування поступово піднімається і повертає кронштейн 9 на вісі 6. Одночасно ролик 7, рухаючись в пазу пластини 8, поступово по мірі збільшення діаметру бобіни 12 зміщує пов’язаний з ним кронштейн приклона, що відповідно викликає зміщення бобіни щодо мотального барабанчика 13 вправо. При цьому відбувається зміщення шарів намотування і великий торець пакування формується з відповідним кутом конусності, що запобігає злетам витків на торець бобіни.

Рис.4. Механізм поступового зсуву шарів намотування

Механізм розсіювання шарів намотування можна розглядати як чотирьохланковий плоский шарнірно-важільний механізм, у якого відоме коромисло з'єднане гвинтовою парою з повзуном. Аналітичне дослідження механізму дозволило визначити величину зміщення пакування вздовж вісі мотального барабанчика, як функцію від кута повороту ексцентрика:

(1) |

де e – ексцентриситет ексцентрика, мм;

, , - довжини ланок механізму, мм;

i – кут повороту ексцентрика, град;

- кут нахилу паза пластини, град;

Rп – радіус пластини, мм.

У формулі (1) знак “-” відповідає положенню механізму при зміні кута повороту ексцентрика i в інтервалі від 0 до , знак “+” - в інтервалі від до 2.

Результатом зміщення пакування вздовж вісі мотального барабанчика є осьове зміщення витків пряжі. Крайні точки зміни напрямку розкладки пряжі на торцевих ділянках пакування розташовуються по лінії, форма якої описується рівнянням (1) (см. рис. 5).

Кількість витків пряжі, яке накладається на поверхню намотування за цикл роботи механізму приклона, визначається співвідношенням кутових швидкостей мотального барабанчика і ексцентрика приклону, який обертається зі швидкістю валу самозупинки мотальної машини. Визначено, що при лінійній швидкості перемотування 1000 м/хв кількість витків пряжі складає 18 (рис. 5).

Рис. 5. Схема розташування витків пряжі

Координати yi точок Мi , в яких відбувається зміна напрямку розкладки пряжі на торцях пакування, отримані експериментальним шляхом при розмотуванні витків пряжі (рис. 6).

Рис. 6. Розкладка витків пряжі на торці пакування

При додаванні формули (1) до координат точок намотування нитки на конічне пакування, які представлені функціями кута повороту мотального барабанчика, отримано рівняння намотування нитки на поверхні пакування з урахуванням осьового зміщення:

(2) |

де – поточний радіус бобіни, мм;

і – кут повороту мотального барабанчика, град;

hср – середній шаг витка, мм.

Для перевірки адекватності отриманої математичної моделі намотування пряжі на пакування побудовані теоретична та експериментальна лінії витка нитки на розгортці поверхні намотування (рис. 7), результати статистичної обробки яких показали наявність тісної кореляційної залежності.

Рис. 7. Схема розташування витка пряжі на поверхні намотування:

1 – теоретична лінія витка;

2 – експериментальна лінія витка.

В п’ятому розділі проводиться дослідження впливу процесу перемотування на структуру, форму і масу пакувань із застосуванням нової конструкції приклону мотального механізму.

Основними вимогами, які пред’являються до процесу перемотування, є одержання пакувань з максимальною довжиною пряжі для забезпечення більш тривалого циклу їх переробки на наступному технологічному етапі. Тому метою наступних експериментальних досліджень явилось отримання математичної моделі мотального пакування збільшеної маси і рівномірної структури при збереженні вихідних радіальних розмірів намотування, які сформовані із застосуванням приклону нової конструкції.

Ця задача вирішена за допомогою реалізації ротатабельного центрального композиційного експерименту (РЦКЕ). Рівні та інтервали варіювання факторів, які обумовлюють зміну маси пакування, наведені в табл. 2.

Таблиця 2

Фактори | Рівні варіювання | Інтервал варіювання

-1,682 | -1 | 0 | +1 | +1,682

Шайбове

навантаження, г - х1 | 13,9 | 18 | 24 | 30 | 34,1 | 6

Зміщення пакування, мм - х2 | 2 | 4 | 7 | 10 | 12 | 3

Линійна щільність, текс - х3 | 20 | 24 | 29 | 34 | 38 | 5

В якості вихідного параметру взята маса мотального пакування. В результаті розрахунків отримана наступна регресійна багатофакторна модель 2-го порядку зі значимими коефіцієнтами регресії:

(3) |

За допомогою двомірних перетинів поверхні відклику побудовані лінії постійних рівнів вихідного параметру (маси пакування). В результаті їх аналізу визначена оптимальна маса пакування, яка дорівнює 1700 г і одержується при шайбовому навантаженні 52 г, величині зміщення пакування 10 мм і лінійній щільності пряжі 25 текс.

Для перевірки теоретичних розрахунків проведений експеримент в умовах виробництва і досліджена форма і структура отриманих пакувань збільшеної маси.

Зовнішній вигляд пакувань представлений на рис. 8. Поверхня намотування пакувань, одержаних при традиційному способі (рис. 8, а), характеризується наявністю недоліків (буртики, сідло), обумовлених принципом дії мотального механізму, а саме зміною направлення розкладки пряжі в крайніх точках руху нитководія. При такій формі тіла намотування весь тиск, створений масою приклона і бобіни, одержують торцеві ділянки пакування, наслідком чого є випинання внутрішніх шарів намотування на торці пакування, а нитка на цих ділянках отримує підвищений стираючий вплив. Новий принцип розкладки витків пряжі за допомогою приклону нової конструкції (рис. 8, b) дозволив уникнути цих недоліків і збільшити висоту намотування на 10 мм, що приводить до збільшення маси пакування за рахунок збільшення її об’єму на 5 %.

а) b)

Рис. 8. Форма пакувань, отриманих:

а – при традиційному способі розкладки витків;

b – при новому способі розкладки витків.

Структура мотальних пакувань оцінюється характером розподілу об’ємної щільності намотування по радіусу і довжині утворюючої.

Графік залежності щільності намотування від величини середнього діаметра пакування представлений на рис. 9.

Рис.9. Розподіл об'ємної щільності по радіусу пакування

Результати дослідження показали, що розподіл об'ємної щільності пакувань по шарах намотування носить періодичний характер, обумовлений тиском верхніх шарів пряжі на нижні. При цьому зберігається загальна тенденція монотонного зменшення об'ємної щільності від основи пакування до зовнішнього шару. Це доводить той факт, що параметри роботи нового механізму приклона бобіни не викликають істотних змін розподілу щільності намотування по радіусу пакування, який спостерігається при традиційному варіанті одержання пакувань.

Графіки залежності розподілу щільності намотування по довжині утворюючої представлені на рис. 10.

Рис.10. Розподіл відносної щільності по висоті намотування:

а- фабричний варіант; б - пропонований варіант.

Як видно з графічних залежностей, зміна щільності намотування вздовж утворюючих тіл намотування в обох варіантах має однакову тенденцію. Щільність намотування на торцевих ділянках пакування вище в порівнянні з щільністю в середній частині бобіни. Але при новому способі формування пакувань за рахунок зміщення пакування вздовж вісі мотального барабанчика відбувається розсіювання витків пряжі, що викликає зниження нерівномірності розподілу щільності по довжині утворюючої і розущільнення шарів пряжі на торцях пакування. При фабричному варіанті відносна щільність намотування на торцевих ділянках більша в порівнянні з щільністю в середній частині бобіни на 68 %, в запропонованому варіанті - всього на 25 %. Таким чином, за рахунок застосування механізму приклона бобіни мотальної машини нової конструкції вдалося знизити нерівномірність щільності намотування на 43 %.

Вирівнювання меридиальной щільності намотування дозволило збільшити середню об'ємну щільність бобіни на 10 %, що в сукупності зі збільшенням висоти намотування на 10 мм дозволило збільшити масу пакування на 15%.

На підставі отриманих результатів розроблений технологічний режим формування пакувань збільшеної маси для бавовняної і змішаної пряжі середніх лінійних щільностей із застосуванням приклону нової конструкції.

Встановлено, що застосування на мотальній машині М-150-2 приклону мотального механізму нової конструкції не здійснює істотного впливу на рівень натягу нитки при перемотування і зміну її фізико-механічних показників.

Висновки

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Закора О.В., Защепкіна Н.М. Підвищення ефективності процесу перемотування // Вісник Технологічного університету Поділля. – 2003. - № 1 Ч.1 (48). – С. 45 – 47.

2. Закора О.В., Защепкина Н.Н., Прохорова И.А. Разработка конструкции приклона мотальной машины с целью улучшения структуры паковок // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. – Херсон: ХДТУ. – 2004. - № 1(8). – С. 84 – 86.

3. Закора О.В. Влияние конструкции приклона мотальной машины на формирование поверхности наматывания // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. - Херсон: ХДТУ. - 2004. - №2(9) – С.88-90.

4. Закора О.В., Рязанова Е.Ю., Защепкина Н.Н., Домбровский А.Г. Влияние конструкции приклона наматывающего механизма на структурные показатели паковок // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. - Херсон: ХНТУ. - 2005. - №1(10) – С.74-76.

5. Закора О.В., Защепкина Н.Н. Пути совершенствования технологи формирования паковок на мотальных машинах // Зб. наук. праць Міжнар. наук.–техн. конф. “Сучасні технології підготовки фахівців з інженерних спеціальностей”. – Київ: КНУТД. – 2003. – С. 66 – 72.

6. Закора О.В., Рязанова О.Ю., Защепкіна Н.М. Вплив заправних параметрів мотальної машини на структуру тіла намотування // Матеріали І Українсько-Польської наукової конференції “Сучасні технології виробництва в розвитку економічної інтеграції та підприємництва”. – Хмельницький: ТУП. – 2003. – С. 143 – 144.

7. Закора О.В., Защепкина Н.Н., Прохорова И.А. Выравнивание структуры паковки на мотальной машине М-150-2 // Тезисы докладов всероссийской научно-технической конференции “Современные технологии и оборудование текстильной промышленности” (Текстиль – 2004) – М.; МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2004. – С. 54.

8. Пат. 62474 А Україна, МПК В65Н54/38 / Пристрій для намотування ниткоподібного матеріалу / К.О. Гаврилов, О.В. Закора (Україна). - № 2003032756; Заявлено 09.06.2003; Опубл. 15.12.2003, Бюл. № 12. – 2 с.

Закора О.В. Удосконалення технології формування пакувань хрестового намотування. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.19.03 – технологія текстильних матеріалів. – Київський національний університет технологій та дизайну, Київ, 2005.

Дисертація присвячена розробці технології намотування пакувань з додатковим зміщенням, яка дозволяє за рахунок кутового і осьового розсіювання витків пряжі на поверхні намотування підвищити якість мотальних пакувань і ефективність процесу перемотування. Для її реалізації запропонована нова конструкція приклона мотального механізму, яка забезпечує зворотно-поступальний рух пакування вздовж вісі мотального барабанчика. В результаті збільшується висота розкладки пряжі на пакуванні і уникається стрічкове і джгутове намотування. Отримано рівняння намотування пряжі на пакування, яке враховує її додаткове зміщення в процесі формування. При проведенні дослідження форми і структури отриманих пакувань встановлено, що нерівномірність щільності вздовж утворюючої бобіни знижується на 43%. Це дало резерви для збільшення середньої об’ємної щільності намотування, що разом зі збільшенням висоти розкладки дає можливість збільшити масу мотальних пакувань на 15%. Розроблено технологічний режим формування пакувань збільшеної маси при збереженні вихідних радіальних розмірів намотування.

Ключові слова: перемотування, пакування, механізм приклону бобіни, осьове зміщення, форма, структура, об’ємна щільність.

Закора О.В. Совершенствование технологии формирования паковок крестовой намотки. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.19.03 – технология текстильных материалов. – Киевский национальный университет технологий и дизайна, Киев, 2005.

Диссертация посвящена разработке технологии формирования крестомотальных паковок с осевым смещением.

Анализ результатов научных исследований по вопросам перематывания пряжи позволил определить основные направления совершенствования технологии формирования паковок. При этом установлено, что классический принцип формирования паковок имеет ряд существенных недостатков, который вызывает грубые дефекты структуры и формы бобин. Одним из путей устранения дефектов паковок при сохранении принципа действия мотального механизма является совершенствование технологии раскладки и наматывания пряжи на паковку, которая заключается в угловом и осевом рассеивании витков пряжи на поверхности наматывания.

Для реализации предложенной технологии разработана новая конструкция приклона мотального механизма на базе существующей конструкции приклона мотальной машины М-150-2.

В предлагаемой конструкции приклона соединены два механизма. Первый - механизм рассеивания слоев намотки, который получает движение от приводного эксцентрика, расположенного на валу самоостанова машины, и вызывает возвратно-поступательное движение паковки в процессе ее наработки вдоль оси мотального барабанчика. Второй - механизм постепенного смещения слоев намотки по мере увеличения диаметра паковки, который вызывает смещение паковки вдоль оси мотального барабанчика в сторону большого торца паковки, в результате чего большой торец формируется с необходимым углом конусности.

Данный механизм одновременно выполняет функцию механизма для предотвращения жгутовой намотки, что позволяет исключить работу электропрерывателя, так как предусматривает постоянное угловое рассеивание витков пряжи в процессе формирования паковки.

Аналитическое исследование механизма позволяет определить величину смещения паковки вдоль оси мотального барабанчика, как функцию от угла поворота эксцентрика. При суммировании этой величины с координатами точки наматывания пряжи на коническую паковку, представленными функциями угла поворота мотального барабанчика, получено уравнение наматывания пряжи на паковку, учитывающее ее дополнительное смещение в процессе формирования.

Установлено, что характер распределения витков пряжи на поверхности наматывания при формировании паковок с применением приклона новой конструкции зависит от соотношения угловых скоростей вращения мотального барабанчика и эксцентрика механизма приклона, вращающегося с угловой скоростью вала самоостанова мотальной машины. Соотношение между циклом работы приклона мотального механизма и циклом раскладки пряжи зависит от линейной скорости процесса перематывания. С увеличением линейной скорости процесса перематывания количество циклов раскладки увеличивается.

Получена адекватная математическая модель мотальной паковки увеличенной массы и равномерной структуры при сохранении исходных радиальных размеров намотки, которая получена с применением приклона новой конструкции. В результате ее анализа определена оптимальная масса паковки, которая составляет 1700 г и формируется при шайбовой нагрузке 52 г, величине смещения паковки 10 мм и линейной плотности пряжи 25 текс.

Способ раскладки витков пряжи на поверхности намотки и формирования паковок с применением новой конструкции приклона бобины мотальной машины отличается от традиционно используемого в текстильной промышленности. В связи с этим проведены исследования формы и структуры мотальных паковок. Экспериментально доказано, что новый принцип раскладки витков пряжи позволил устранить дефекты формы крестомотальных паковок и увеличить высоту намотки на 10 мм за счет осевого смещения паковки в процессе ее формирования. Исследование структурных показателей паковок также подтвердили эффективность использования предложенной технологии. Применение механизма приклона новой конструкции позволило снизить неравномерность плотности намотки по длине образующей паковки на 43% и, как следствие, увеличить среднюю объемную плотность бобины на 10%, что в совокупности с увеличением высоты намотки позволило увеличить массу паковки на 15%.

На основе анализа результатов проведенных исследований разработан технологический режим формирования паковок увеличенной массы для хлопчатобумажной и смесовой пряжи средних линейных плотностей.

Результаты проведенных исследований апробированы на ОАО “Херсонский ХБК”. Производственные испытания механизма приклона мотальной бобины новой конструкции проведены на мотальной машине М-150-2. Полученные паковки переработаны на сновальной машине СП-180 при формировании сновального валика и в качестве утка при формировании ткани на ткацких станках СТБ-4-330; условия сматывания пряжи с паковок при этом не ухудшились, обрывность не превышала нормируемый уровень.

Ожидаемый годовой экономический эффект за счет увеличения массы паковки и повышения скоростного режима технологического оборудования составляет 39594,98 грн. на 800 мотальных веретен.

Ключевые слова: перематывание, паковка, механизм приклона бобины, осевое смещение, форма, структура, объемная плотность.

Zakora O.V. Perfection of technology of forming of the cross winding packing. – Manuscript.

Dissertation on competition of graduate degree of candidate of engineering sciences on speciality 05.19.03 – technology of textile materials. – the Kiev national university of technologies and design, Kiev, 2005.

Dissertation is devoted to development of technology of winding of packing with additional displacement, which allows due to angular and axial dispersion of coils of yarn on the surface of winding to promote quality of the winding packing and efficiency of process of rewinding. For its realization there is the offered new construction of holder of bobbin of winding mechanism, which provides recurrent-forward motion of packing along the axis of winding drum. As a result the height of lay-out of yarn is multiplied on packing and removed band and plait winding. Equalization of winding of yarn on packing is got, which takes into account its additional displacement in the process of forming. It is set during conducting of research of form and structure of the got packing, that the unevenness of closeness of along generatrix bobbin goes down on 43%. It gave backlogs for the increase to the middle by a volume closeness of winding, that together with the increase of height of lay-out enables to multiply mass of the winding packing on 15%. The technological mode of forming of packing of megascopic mass at saving of initial radial sizes of winding is developed.

Keywords: rewinding, bobbin, mechanism of holder of bobbin, axial displacement, form, structure, by a volume closeness.

Підписано до друку 09.02.2006. Формат А5. Папір офсетний.

Друк ризограф. Тираж 120 прим.

Замовлення № 4413

Видавництво Херсонського національного технічного університету.

М. Херсон, Бориславське шосе, 24

Тел. (0552) 32-69-93