Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,580

РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВЫРАБОТКИ ПЕТЕЛЬНОЙ ТКАНИ С МАКСИМАЛЬНЫМ ВОДОПОГЛОЩЕНИЕМ

Романов В.Ю. 1 Назарова М.В. 1
1 Камышинский технологический институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный технический университет»
В статье рассматривается вопрос об определении оптимальных технологических параметрах выработки петельной ткани, которая обладала бы наилучшим водопоглощением, путём проведения активного многофакторного эксперимента. В результате проведённых исследований была получена математическая модель и в результате её оптимизации установлено, что при заправочном натяжении коренной основы 55 сН, заправочном натяжении петельной основы 40 сН, величине задней части зева 360 мм петельная ткань будет обладать наибольшим водопоглощением. Полученные оптимальные параметры изготовления петельной ткани обеспечивают стабильное протекание технологического процесса ткачества и получения ткани с заданными свойствами, а также приводят к улучшению её гигиенических свойств.
петельные ткани
влагопоглощение
оптимизация
1. Белов М.И. Исследование строения и свойств хлопчатобумажных махрово-петельных тканей. Дисс. канд. техн. наук. – Таллин., 1954. – 150 с.
2. Бойко С.Ю., Назарова М.В., Романов В.Ю. Разработка экспресс-метода оценки напряжённости работы ткацких станков различных конструкций при выработке хлопчатобумажных тканей [Электронный ресурс] // Современные проблемы науки и образования. – 2011. – № 6. – URL://www.science-education.ru/100-5059.
3. Кузьмин В.В. Разработка метода проектирования петельных тканей по заданным параметрам. Дисс. канд. техн. наук. – М., 2000. – 213 с.
4. Назарова М.В., Романов В.Ю. Анализ взаимодействия основных и уточных нитей во время прибоя уточных нитей к опушке ткани на ткацком станке СТБМ-180 // Современные проблемы науки и образования. – 2010. – № 6. – С. 83–88.
5. Розанова Н.П. О натяжении петельной и грунтовой основ при выработке петельной ткани. // Сборник научных трудов МТИ. – М. 1958 – т. XX – С. 124–128.
6. Романов В.Ю. Разработка оптимальных технологических параметров выработки петельной ткани. Дисс. канд. техн. наук. – М., 2009. – 201 с.

Сущность оптимизации технологического процесса ткачества заключается в определении оптимальных режимов изготовления тканей с заданными параметрами и свойствами.

При решении задач оптимизации технологических процессов важное значение имеет выбор критерия оптимизации. В соответствии с производственными задачами можно задавать один или несколько критериев оптимизации.

Так как в данной работе решалась задача разработки оптимального режима изготовления петельных тканей, то основной задачей является выбор критерия оптимизации. В качестве критерия оптимизации был выбран один из параметров ткани, отражающий её эксплуатационные свойства, а именно водопоглощение ткани.

Анализ научных работ по исследованию строения и свойств петельной ткани показал, что наиболее эффективным методом исследования степени водопоглощения петельной ткани, является метод описанный в работе [1] , который не только полностью моделирует реальные условия поглощения махровой тканью влаги, но и требует гораздо меньше времени и затрат, чем существующие методики.

Кроме того, в работах [3, 5, 6] было установлено, что поглощение влаги происходит в первую очередь петельным покровом ткани, вследствие чего водопоглощаемость зависит главным образом от степени застила ткани и структуры пряжи петельной основы, и в меньшей степени от высоты петли. Наибольшее влияние на водопоглощение ткани из перечисленных факторов оказывает состояние и качество пряжи, применяемой для петельной основы. В свою очередь, основным фактором, влияющим на структуру пряжи, является её крутка, которая должна быть такой, чтобы пряжа имела рыхлую структуру.

На водопоглощаемость влияет также обработка пряжи перед ткачеством или ткани после ткачества. Последнее способствует также лучшему закреплению петель в ткани.

Базой для проведения исследований по определению свойств петельной ткани является лаборатория «Ткачество» Камышинского технологического института (филиала) Волгоградского государственного технического университета.

В качестве объекта исследования была выбрана хлопчатобумажная петельная ткань, которая вырабатывается на ткацком станке СТБМ-180. Техническая характеристика ткани представлена в табл. 1. Надо отметить, что особенностью строения петельной ткани является то, что для её выработки требуется две системы основных и одна система уточных нитей.

Из опыта работы ткацких фабрик и результатов анализа научных источников [4] известно, что наибольшее влияние на свойства ткани оказывают следующие заправочные ткацкого станка:

Х1 – заправочное натяжение коренной основы, сН;

Х2 – заправочное натяжение петельной основы, сН;

Х3 – величина задней части зева (вынос зева), мм.

Поэтому эти параметры выбираем в качестве входных. Для определения оптимальных технологических параметров заправки ткацкого станка был использован метод планирования эксперимента по матрице планирования Бокс-3. Значения заправочного натяжения основных нитей определялись с помощью прибора ТТП-2008 [2].

Уровни варьирования параметров в натуральных и кодированных величинах приведены в табл. 2.

В табл. 3 представлены результаты эксперимента по плану Бокс-3.

Таблица 1

Техническая характеристика петельной ткани

Параметры

Размерность

Величина

Сырье: основа

уток

х/б

х/б

Линейная плотность нитей:

коренная основа

петельная основа

уток

текс

текс

текс

20х2

29х2

50

Плотность ткани по направлению:

коренная основа

петельная основа

уток

нит/дм

нит/дм

нит/дм

130

130

175

Уработка нитей:

коренная основа

петельная основа

уток

%

%

%

12

70,7

3,1

Поверхностная плотность ткани

г/м2

380

Таблица 2

Значения варьируемых факторов

Факторы

Уровни варьирования

– 1

0

+ 1

Х1, сН

40

55

70

Х2, сН

20

30

40

Х3, мм

310

360

410

Таблица 3

Результаты эксперимента по плану Бокс-3

№ п/п

Х1, сН

Х2, сН

Х3, мм

Водопоглощение ткани

код.

нат.

код.

нат.

код.

нат.

Y, %

1

2

3

4

5

6

7

8

1

+

70

+

40

+

410

180

2

40

+

40

+

410

175

3

+

70

20

+

410

138

4

40

20

+

410

134

5

+

70

+

40

310

182

6

40

+

40

310

184

7

+

70

20

310

111

8

40

20

310

150

9

+

70

0

30

0

360

207

10

40

0

30

0

360

163

11

0

55

+

40

0

360

210

12

0

55

20

0

360

198

13

0

55

0

30

+

410

165

14

0

55

0

30

310

198

Обработка результатов эксперимента на ЭВМ позволила получить следующее уравнение регрессии:

roman01.wmf

По полученной математической модели на ЭВМ были построены сечения поверхности отклика, анализ которых позволяет сделать следующие выводы:

1) максимальное влияние на водопоглощение ткани оказывает заправочное натяжение нитей петельной основы;

2) минимальное влияние на водопоглощение ткани оказывает заправочное натяжение нитей коренной основы;

3) при увеличении заправочного натяжения нитей петельной основы и заправочного натяжения нитей коренной основы водопоглощение ткани увеличивается;

4) при увеличении выноса зева водопоглощение ткани уменьшается.

В результате дальнейших расчетов были получены следующие оптимальные параметры выработки петельной ткани, позволяющих вырабатывать ткань с максимальным водопоглощением, представленные в табл. 4.

Таблица 4

Факторы

Оптимальные значения факторов

Кодированное значение

Натуральное значение

Х1, сН

0

55

Х2, сН

+1

40

Х3, мм

0

360

Установка полученных оптимальных технологических параметров в ткацком производстве позволит вырабатывать петельные ткани с максимальным водопоглощением ткани 224 %.

Выводы

1. В результате исследования установлена математическая зависимость критерия оптимизации от исследуемых параметров заправки ткацкого станка: заправочное натяжение коренной основы, заправочное натяжение петельной основы, величина задней части зева.

2. Определены следующие оптимальные технологические параметры изготовления петельной ткани с максимальным водопоглощением: заправочное натяжение коренной основы 55 сН, заправочное натяжение петельной основы 40 сН, величина задней части зева 360 мм.

3. Полученные оптимальные параметры изготовления петельной ткани на ткацком станке СТБМ-180 обеспечивают стабильное протекание технологического процесса ткачества и получения ткани с заданными свойствами, а также приводят к улучшению её гигиенических свойств.


Библиографическая ссылка

Романов В.Ю., Назарова М.В. РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВЫРАБОТКИ ПЕТЕЛЬНОЙ ТКАНИ С МАКСИМАЛЬНЫМ ВОДОПОГЛОЩЕНИЕМ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 9-3. – С. 471-473;
URL: https://www.applied-research.ru/ru/article/view?id=7351 (дата обращения: 28.01.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074