Оптимизация натяжения нитей основы и утка на ткацком станке СТБ

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛЕГКОЙ

ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Кафедра «Технология и дизайн ткани и трикотажа»

Расулов Хамза Юлдашевич

Оптимизация натяжения нитей основы и утка на ткацком станке СТБ

Диссертационная работа для получения степени магистра по

специальности 5А540502-«Технология производства тканей»

Научный руководитель

к.т.н., доцент

С.С.Рахимхождаев

Ташкент – 2008
2

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………….. 4

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ………………………………………………………… 8

1.1. Исследование натяжения нитей утка на станках СТБ……………. 8

1.2. Исследование натяжения нитей основы на станках СТБ………… 14

1.3. Постановка задач исследования…………………………………… 20

2. ПРОКЛАДЫВАНИЕ УТКА НА СТАНКАХ СТБ………………... 21

2.1. Процесс прокладывания уточной нити……………………………. 21

2.2. Уточный тормоз…………………………………………………….. 23

2.3. Анализ осциллограммы натяжения уточины……………………... 26

2.4. Динамика процесса прокладывания уточины…………………….. 31

Выводы………………………………………………………………. 47

3. МОДЕРНИЗАЦИЯ ПРОКЛАДЫВАНИЯ УТКА НА СТАНКАХ

СТБ…………………………………………………………………………. 48

3.1. Процесс прокладывания уточной нити……………………………. 48

3.2. Анализ осциллограммы натяжения уточины……………………... 49

3.3. Динамика процесса прокладывания уточины…………………….. 52

Выводы………………………………………………………………. 56

4. ОТПУСК И НАТЯЖЕНИЕ НИТЕЙ ОСНОВЫ НА СТАНКАХ

СТБ…………………………………………………………………………. 57

4.1. Процесс отпуска и натяжения основы…………………………….. 57

4.2. Аналитические исследования натяжения нитей основы…………. 61
3

ВЫВОДЫ……………………………………………………………. 68

5. ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ

ТКАЦКИХ СТАНКОВ……………………………………………………. 69

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………… 72

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………... 86

ЛИТЕРАТУРА………………………………………………………. 88

7. ПРИЛОЖЕНИЕ 1…………………………………………………… 91

8. ПРИЛОЖЕНИЕ 2…………………………………………………… 91

9. ПРИЛОЖЕНИЕ 3…………………………………………………… 92

10. ПРИЛОЖЕНИЕ 4…………………………………………………….93
4

ВВЕДЕНИЕ

Одним из основных требований социально-ориентированной рыночной

экономики [1,2], проводимой нашей независимой республикой является

более полное удовлетворение всё растущих потребностей населения в

добротных товарах по доступным ценам. В равной мере это справедливо и

применительно к текстильной отрасли, в частности к её наиболее трудоёмкой

ветви, каковой является ткачество.

Решение этой задачи требует проведение значительных научно-

исследовательских работ направленных на совершенствование технологии

ткачества и механизмов ткацких станков, а так же на оптимизацию

параметров строения и выработки тканей. Одним из основных условий

повышения производительности ткацких станков и улучшения качества

вырабатываемых тканей является стабильность натяжения нитей основы и

утка, которые определяются, прежде всего, работой механизмов отпуска и

натяжения основы и подачи и торможения уточины. Анализ литературных

источников и опыт эксплуатации показывает, что данные механизмы имеют

ряд конструктивных недостатков, снижающих технологическую и

механическую надежности процесса подачи и торможения нитей основы и

уточины, что приводит у увеличению обрывностей нитей основы и утка и

ухудшению качества вырабатываемых тканей. Поэтому проблема

оптимизации натяжения нитей основы и утка представляет несомненный

интерес для ткацкого производства и актуальна.
5

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является

оптимизация натяжения нитей основы и утка на станках СТБ, как один из

наиболее эффективных путей повышения производительности оборудования

и улучшения качества вырабатываемых тканей. Для решения поставленной

задачи намечено:

- исследовать натяжение нитей основы в процессе отпуска и натяжения

нитей основы при существующей и модернизированной системе механизма;

- исследовать натяжение нитей утка в процессе подачи и торможении

уточины при существующей и модернизированной системе механизма;

- рассмотреть вопросы экологии Республики Узбекистан;

- провести экономические расчеты результатов работы.

Методика исследований. Для решения поставленных задач

использовался метод критического анализа литературных источников. В

теоретической части при изучении динамики движения уточины в зеве

использовалась теория распространения волн в упругой среде. При изучении

натяжения нитей основы использовались методы аналитической геометрии,

теории механизмов и машин и теоретической механики.

В экспериментальной части использовались результаты осциллограмм

натяжения нитей основы и уточины, полученные тензометрическим методом.

В технологический части использован ткацкий станок СТБ. Обработка

вычислений проводилась с использованием методов компьютерной

технологии.
6

Научная новизна работы:

- получена математическая модель параметров движения уточины в зеве

для существующей и модернизированной системы механизмов;

- аналитически определены натяжение нитей основы для существующей

и модернизированной системы механизмов;

- проведены модернизация механизмов отпуска и натяжения основы, и

механизмов подачи и торможения уточины;

- стабилизированы натяжение нитей основы и уточины.

Практическая ценность работы состоит в комплексной

модернизации механизмов отпуска и натяжения основы, подачи и

торможения уточины, что позволяет снизить обрывность по основе на 16%, а

по утку на 30% при выработке ткани Миткаль арт.16.

Кроме того, аналитический расчет натяжения нитей основы и утка,

модернизированные системы механизмов отпуска и натяжения основы, и

подачи и торможения уточины могут быть использованы в учебном процессе

при изучении курса теория образования ткани магистрантами.

Апробация и публикация работы.

Диссертационная работа докладывалась на научно-технической

конференции Ташкент – 2007.

По материалам диссертации опубликованы тезисы доклада.

На механизм подачи и торможения уточины имеется патент

Российской Федерации.
7

Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести разделов,

выводов, списка использованной литературы. Всего 80 страницы

машинописного текста, 21 таблица, 25 рисунков.
8

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ

Одним из основных технологических параметров влияющих на ход

технологического процесса и структуру тканей является натяжение нитей

основы и утка. Так как незначительное отклонение от заданного значения

этих параметров приводит к увеличению обрывности нитей и снижению

качества вырабатываемых тканей. Поэтому обзор литературных источников

проведен в двух направлениях для станков СТБ – работы посвященные

исследованию и оптимизации натяжения нитей утка и работы посвященные

исследованию и оптимизации натяжения нитей основы.

1.1. Исследование натяжения нитей утка на станках СТБ

Процесс прокладывания уточной нити на бесчелночных ткацких

станках СТБ заключается в сматывании и транспортировке

(прокладывании) отрезка нити в зев посредством микропрокладчика,

разгоняемого боевым механизмом торсионного типа. На станке в

зависимости от заправочной ширины используется 13—17 прокладчиков.

Нормальное протекание процесса в соответствии с технологическими

требованиями обеспечивается согласованной работой следующих

механизмов: тормоза утка, контроллера наличия нити, компенсатора,

центрирующей створки, тормоза прокладчиков и др [3].

В зеве прокладчик движется слева направо от боевой к приемной

коробке. При этом направляющим каналом служит гребенка, состоящая из
9

отдельных зубьев специального профиля. Прокладчик утка и тянущаяся за

ним уточная нить мало контактируют с нитями основы, чем

предотвращается износ и обрывность последних.

Длина отрезка нити, подлежащего транспортировке, составляет от 180

до 340 см в зависимости от заправочной ширины станка. Питание станка

утком обеспечивают неподвижно установленные конические бобины

крестовой намотки, расположенные с левой стороны станка. Связывание

конца нити рабочей бобины с началом резервной обеспечивает

непрерывность питания утком. Таким образом, на станках СТБ сматывание

нити с питающей бобины происходит только в период прокладывания утка,

а в остальное время работы станка нить имеет возможность провисать

между бобиной и направляющим глазком баллоноограничителя.

Скорость прокладывания утка через зев зависит от линейной

плотности уточной пряжи и угла закручивания торсионного валика и

колеблется от 19 до 26 м/с. Число прокидок достигает 200—300 в минуту.

В работах [4, 5, 6] показано, что значительное натяжение уточины

вызывает повышенную обрывность утка, особенно при переработке пряжи

аппаратного прядения. Так, в работе [4] показано, что натяжение утка в

период разгона прокладчика достигает 80% от допускаемого разрывного, а

среднее значение натяжения в период свободного полета прокладчика

составляет 25% от допускаемого. В исследованиях [5, 6] и других показана

зависимость величины натяжения сматываемой нити с бобин крестовой

намотки от диаметра паковки, причем с уменьшением диаметра паковки
10

натяжение нити увеличивается и соответственно возрастает количество

обрывов утка и потерь нити прокладчиками.

В работе [6] дан анализ цикла прокладывания утка путем разбивки

осциллограммы натяжения на характерные зоны. Причины изменения

величин натяжения в зонах увязаны с циклограммами работы уточных

механизмов и условиями сматывания нити с питающей паковки.

Подчеркивается, что условия сматывания нити с паковки являются очень

важным фактором, влияющим на производительность станка.

Для снижения обрывности утка при прокладывании через зев в

работах [4, 5, 6] рекомендовано применять накопители утка, повышать

качество пряжи и ее прочностные характеристики, снижать скорость про-

кладывания.

Некоторые авторы отмечают, что одной из причин технологических

отказов на бесчелночных ткацких станках являются слеты витков пряжи,

при дорабатывании бобин с коническими патронами. Несмотря на

крестовую укладку витков в бобинах, сцепляемость пряжи с основанием

патрона недостаточна, витки соскальзывают, и нарушается

непрерывность питания станка утком. Именно отсутствие

усовершенствованных патронов, как показано исследованиями [6] является

причиной, препятствующей непрерывному питанию, утком бесчелночных

ткацких станков. Автором теоретически исследовано данное явление и даны

рекомендации по конструированию патронов с надежным удержанием пряжи,

в частности, разработаны патроны с эластичной наружной поверхностью.
11

В исследованиях [4,5] приведены формулы зависимости натяжения

от одного из переменных факторов, воздействующих на процесс. Однако

исследования зависимости натяжения от нескольких варьируемых

факторов не были проведены.

Для приблизительного расчета натяжения движущейся уточины в

зеве в работе [7] предлагается натяжение складывать из трех слагаемых.

Первое слагаемое пропорционально натяжению нити Тв в вершине

баллона. Так как коэффициентом пропорциональности здесь является

функция е = 2,71 с показателем, пропорциональным суммарному углу

обхвата , то значимость первого слагаемого является доминирующей. С

увеличением начального натяжения и суммарного угла обхвата его

абсолютное значение возрастает. Второе слагаемое характеризует влияние

скорости движения нити на натяжение. При сохранении постоянства прочих

факторов величина второго слагаемого пропорциональна квадрату скорости

движения нити. Третье слагаемое показывает влияние на натяжение

ускорения. Влияние величины ускорения может оказаться большим, чем

влияние, скорости при нестационарном движении (разгоне).

В работе [8] исследованы причины неравномерности натяжения при

осевом сматывании с бобин крестовой намотки и выявлено, что структура

этих бобин является одной из причин неравномерности натяжения. Автором

экспериментально показано, что при сматывании двух слоев пряжи

натяжение нити резко неравномерно и достигает своего наибольшего

значения, когда точка сматывания находится у большого торца бобины.
12

Последнее объясняется увеличением высоты баллона и реактивной

составляющей натяжения. Кроме того, происходит скольжение по бобине

участка нити, уже начавшего двигаться, но еще не перешедшего в баллон.

Максимальное натяжение нити за период сматывания оказывается в 3 –

5 раз больше минимального. Таким образом, уточная нить подается с

питающей паковки в зев с натяжением, циклически изменяющимся примерно

через каждые 1,5 м (длина двух слоев пряжи на бобине).

Также приведены исследования влияния на процесс прок-

ладывания утка каждого механизма в отдельности, наибольшее влияние

на натяжение оказывает тормоз утка, причем торможение с ударным

воздействием.

Для ликвидации удара при торможении нити предложено несколько

вариантов конструкций в работах [9, 10, 11] В работе [9] было

предложено осуществлять питание станков СТБ уточной пряжей с

вращающейся бобины, которая приводится во вращение скатываемой нитью.

Бобина вращается в направлении противоположном вращению

баллонирующей нити, которая сматывается со скоростью 1200 м/мин,

угловая скорость вращающейся бобины, которая приводится во вращение

сматываемой нитью, не превышает угловой скорости сматываемой

уточной пряжи. Опыт показал, что в производственных условиях нередко

происходит заедание вращающихся деталей данного устройства, в

результате чего резко снижается эффективность его применения, кроме
13

того, при останове станка возможно раскручивание пряжи в зоне

вращающейся бобины-лапка уточного тормоза.

Перечисленные недостатки устройства не позволили обеспечить

необходимую надежную работу.

С целью уменьшения «удара» по уточной нити при ее торможении в

конструкции вместо тормозной лапки используется вращающийся на оси

ролик, выполненный из легкого материала (керамики) с ободом из твердого

материала (керамики фарфора) [10]. А для торцевого давления служит

пружина. В случае ослабления затяжки пружины до определенного

значения ролик при движении уточной нити будет вращаться.

Вращающийся ролик за счет движения включает в работу всю

поверхность, способствуя равномерному износу, пропускает утолщение

и другие дефекты нити. В другой конструкции уточного тормоза вместо

тормозной лапки предусматривается два упругих кольца [11]. Давление на

нить каждого из двух колец в два раза меньше, чем давление лапки в

тормозах заводской конструкции, благодаря чему уменьшаются рывки в

натяжении прокладываемой нити в момент прохождения под лапкой тормоза

узлов или утолщений.

Для ликвидации удара по нити уточный тормоз имеет демпфирующую

нажимную лапку в новой конструкции нитенатяжителя. В измененной

конструкции тормозная лента непосредственно связана с двумя пружинами,

предварительная затяжка которых изменяется регулировочным винтом.
14

Наличие нескольких пружин и отсутствие звена (коромысла) снижает

возможность возникновения в тормозе собственных колебаний.

Демпфирующая лапка позволяет уменьшать силу предварительной,

затяжки пружины, особенно ее эффективность проявляется при переработке

пряжи малой линейной плотности.

В заключении можно отметить то, что существующая система

натяжения уточины имеет ряд недостатков, которые снижают надежность

процесса прокладывания утка. Модернизация системы натяжения уточины

авторами, не нашли применений из-за сложности конструкций и низкой

эффективности в работе. Недостаточно изучена динамика процесса

прокладывания утка.

1.2. Исследование натяжения нитей основы

на ткацких станках СТБ.

Для обеспечения непрерывного процесса образования ткани

необходимо, чтобы нити основы имели определенное натяжение. Оно создаётся

механизмами отпуска и натяжения основы. Величина натяжения основы

циклически изменяется в течение каждого оборота главного вала станка. В

процессе ткачества нити основы подвергаются действию переменных по

величине растягивающих сил, кроме того, они подвергаются деформации изгиба и

воздействию сил трения. Нити основы во время ткачества совершают

циклическое возвратное движение, что увеличивает истирающее воздействие на
15

них. Так как основа перемещается на ткацком станке в продольном направлении с

небольшой скоростью, большинство перечисленных выше сил воздействуют на

пряжу многократно. Чтобы противостоять этим динамическим силам, основная

пряжа должна быть прочной, упругой, стойкой к истирающим воздействиям.

Кроме того, она должна быть достаточно гладкой и ровной.

Известно, что циклическое натяжение основы приводит к

усталостным явлениям и повышению обрывности нити. Поэтому, в процессе

формирования ткани на ткацком станке, в которых сопровождается

циклическое изменение натяжения основных нитей и ткани, многое зависит от

условий, создаваемых механизмами отпуска и натяжения основы. Установленное

заправочное натяжение нитей основы для ткани определенного артикула должно

оставаться постоянным за весь период срабатывания навоя. Только при

соблюдении этого условия ткань будет иметь равномерное строение по всей ее

длине. Поэтому механизмы отпуска и натяжения с помощью которых

устанавливается заправочное натяжение должны не только обеспечить постоянное

по величине заправочное натяжение, но и поддерживать его постоянным за весь

период срабатывания основы с навоя [12].

В настоящее время нашли широкое применение бесчелночные ткацкие

станки СТБ. Имеется ряд исследований, посвященных оптимизации

параметров заправки, а также работе механизма отпуска и натяжения нитей

основы для указанных станков.

Исследование упругой системы заправки ткацкого станка и

определение оптимальных параметров для нескольких артикулов тканей в
16

работе [13] связаны с решением вопроса о влиянии на величину обрывности

по основе параметров заправки. Одним из параметров отмечается

заправочное натяжение. При увеличении заправочного натяжения нитей,

увеличивается истирание их в глазках галев и зубьев берда, что приводит к

повышенной обрывности, снижению производительности труда и

оборудования.

Работа [14] посвящена исследованиям технологических параметров с

целью улучшения условий формирования тканей на бесчелночных ткацких

станках. Указывается, что наилучшими являются такие условия, при которых

энергия, затрачиваемая на прибой уточной нити, для одной и той же ткани

будет меньше. Такое условие достигается выбором рациональных

параметров заправки и положением конструктивно - заправочной линии дня

определенного артикула ткани.

Для этих регуляторов полный цикл движения подвижной системы

скало происходит под действием циклического изменения натяжения

основы, а периодический отпуск основы производится фрикционной муфтой

под воздействием натяжения основы. Регулирование подачи основы с навоя

осуществляется в зависимости от натяжения основы.

Условно основный регулятор можно разделить на три части:

1. Механизм качающегося скало создает заправочное натяжение

под действием силы пружины, компенсирует периодически изменяющееся

натяжение и является чувствительным элементом регулятора основы.
17

2. Кулисный механизм передает движение, от качающегося скало к

ролику с соответствующим передаточным отношением и делает

невозможным перемещение ролика в обратном направлении при воздействии

на него профилированной шайбы ведущего диска муфты.

3. Механизм фрикционной муфты является исполнительным

механизмом регулятора.

На бесчелночных ткацких станках СТБ параметры качества

регулирования отпуска и натяжения основы существенно зависят от работы

фрикционной муфты, величины передаточного отношения от скало к оси

ролика фрикциона, наладки импульсного элемента, механизма качающегося

скало.

В работах [11, 15, 16] проведены исследования по изучению натяжения

нитей основы и работы отдельных механизмов станка СТБ. Вопрос выбора

оптимальных параметров заправки, деформации упругой системы заправки,

неравномерности натяжения, отпуска основы и обрывность пряжи на станке

СТБ различных типов.

В работе [17] подробно исследуется работа фрикционной муфты

основного регулятора, учитывающая силы инерции и трения, действующие

на ведомой диск муфты, а также даются рекомендации по улучшению работы

этого узла. Автором выведена кинематическая зависимость перемещения

ролика от перемещения скала и дана формула для определения статического

натяжения нитей основы. Также рассмотрен случай включения муфты в

зависимости от диаметра ткацкого навоя и плотности ткани.
18

Экспериментальные исследования, проведенные автором, включают

измерения натяжения группы нитей, углового перемещения скала и величин,

необходимых для теоретических расчетов фрикционной муфты.

Работа муфты была разделена и аналитически описана на четыре

периода по два этапа. В заключении сделаем вывод о том, что

продолжительное время включения муфты происходит при значительном

опускании скала, а это сопряжено с увеличением натяжения нитей основы.

При рассмотрении работы кулисного механизма автором отмечено, что

ее самоторможение является обязательным для правильной работы

основного регулятора.

В заключении сделан вывод о возможности сохранения постоянного

натяжения нитей основы по мере срабатывания навоя путем изменения

передаточного отношения между муфтой и навоем или изменения профиля

кулачковой муфты.

В работе [17] рассматриваются вопросы теоретического и

фактического законов движения ведомой части фрикционной муфты, и

дается сравнение этих законов движения. Автор рассмотрел процессы,

связанные с затратой и погашением работы в период разбега и выбега

ведомой части муфты.

В [18] исследована динамика подвижной системы механизма отпуска и

натяжения нитей основы станка СТБ и проведен анализ процесса

регулирования натяжения основы, т.е. определено, как изменяется натяжение

основы в данной системе с течением времени при наличии разного рода
19

возмущающих воздействий. В работе экспериментально исследуется

величина и характер изменения натяжения основы для ткани различных

артикулов на станке СТБ-216 и СТБ-330 по мере срабатывания навоя.

Расчетным путем определена величина заправочного натяжения основы при

различных положениях механизма подвижного скала. Значительная часть

работы посвящена изменению неравномерности отпуска основы (работе

фрикционной муфты). Автор приходит к следующим выводам:

1. С увеличением плотности по утку неравномерность подачи возрастает.

2. С уменьшением диаметра намотки на навое неравномерность отпуска

уменьшается и достигает наименьшей величины (12-14%) при диаметре

намотки 250-200 мм.

3. С увеличением износа профиля кулачковой шайбы неравномерность

отпуска увеличивается.

4. Неравномерность отпуска основы зависит от формы профиля

кулачковой шайбы.

Также уделено большое внимание модернизированных механизмов

отпуска и натяжения основы.

В частности в работах [11, 15, 19] предлагают для стабилизации

натяжения нитей основы по мере срабатывания намотки на навое

дополнительно устанавливать щуп, контактирующий с намоткой основы, с

использованием в системе механизма пантогрофа или реверсирующих

средств и т.д.
20

На основании анализа литературных источников по исследованию

процесса отпуска и натяжения нитей основы можно сделать следующие

выводы:

1. Существенное влияние на технологический процесс ткачества

оказывает натяжение основных нитей.

2. Многие авторы, занимавшиеся исследованием натяжения основы на

различных типах станков, единодушно отмечают возрастание натяжения

основы по мере срабатывания ткацкого навоя.

3. Одной из основных причин, влияющих на обрывность нитей основы,

являются недостатки в работе механизма отпуска и натяжения основы.

4. Основные регуляторы бесчелночных ткацких станков исследованы

недостаточно, технологические возможности этих регуляторов ограничены.

1.3. Постановка задач исследования

Учитывая вышесказанное, в процессе выполнения работы ставились

следующие задачи:

1. Исследовать прокладывание утка на станках СТБ;

2. Модернизировать и исследовать процесс подачи и торможения

уточины на СТБ;

3. Исследовать процесс отпуска и натяжения нитей основы

существующей и модернизированной системы механизмов;

4. Рассмотреть вопросы экологии Республики Узбекистан;

5. Рассчитать экономическую эффективность исследований.
21

2. ПРОКЛАДЫВАНИЕ УТКА НА СТАНКАХ СТБ

2.1. Процесс прокладывания уточной нити

Одной из главных особенностей станков СТБ по сравнению с

челночными станками является способ прокладывания уточных нитей в зев.

В станках СТБ вместо челнока несущего в себе уточную паковку для

прокладывания уточных нитей используются прокладчики утка. Небольшие

размеры прокладчиков утка позволяют значительно повысить скорости

станка. Уточные нити сматываются с неподвижных бобин, число которых

определяется цветом утка.

Кроме прокладчиков в процессе прокладывания уточной нити на станках

СТБ участвуют следующие механизмы: раскрыватель пружин прокладчиков

утка, подъемник прокладчиков утка, возвратчик уточной нити, раскрыватель

пружины возвратчика уточной нити, ножницы, кромкообразующие

механизмы, механизмы приемной коробки, механизм торможения

прокладчиков утка, контролер посадки прокладчиков утка, механизм

возврата прокладчиков утка, укладчик прокладчиков утка, конвейер подачи

прокладчиков утка из приемной коробки в угочно-боевую коробку. Когда

прокладчик утка займет в коробке исходное положение, в него входит

крючок механизма раскрывателя пружины прокладчика утка. Затем

прокладчик утка механизмом подъема подается на линию полета. Согласно

заданной программе, механизм смены цвета перемещает необходимый

нитеуловитель с уточной нитью на линию полета прокладчика утка. После

подъема прокладчиков утка на линию полета механизм подъемника
22

останавливается, а крючок раскрывается, перемещаясь в обратном

направлении. Захваты нитеуловителя отпускают уточную нить, происходит

передача уточной нити от нитеуловителя прокладчику утка. После захвата

уточной нити прокладчиком утка боевой механизм разгоняет ого до скорости

20-24 м/с и прокладчик утка совершает свободный полет в зеве батана в

сторону приемной коробки, в результате чего происходит прокладывание

уточной нити. В приемной коробке прокладчик утка останавливается

механизмом торможения, при этом правильность его посадки проверяется

контролером. Затем прокладчик утка механизмом возврата подается к кромке

ткани и устанавливается таким образом, чтобы обеспечить минимальную

длину кончика уточной нити, загибаемой иглой механизма

кромкообразователя. Кроме того, механизм возврата обеспечивает

правильную работу механизма раскрывателя пружин прокладчиков и

выталкивателя прокладчиков. Механизм раскрывателя пружин прокладчиков

предназначен для освобождения уточной нити, захваченной зажимами губок

прокладчика, и выталкивания прокладчиков утка из приемной коробки в

направляющий паз. В тот момент, когда прокладчик утка отпускает нить,

механизм раскрывателя подается в направляющий паз механизмом укладки,

далее прокладчики из направляющего паза подаются на конвейер, который

транспортирует их в уточно-боевую коробку.

На рис.2.1 изображена технологическая схема заправки утком станка

СТБ-216.
23

Рис. 2.1. Технологическая схема заправки утком станка СТБ-216

Уточная нить 2 сходя с бобины 1 огибает систему нитепроводчиков 3,

5, 6 выполненных в виде износостойких фарфоровых глазков, уточный

тормоз 4 зажимается захватами возвратчика утка 7 и перед прокидкой

передается прокладчику 8. Последний прокладывает уток через зев,

образованный нитями основы. В приемной коробке прокладчик

затормаживается и подается возвратчиком в обратную сторону - к кромке.

Компенсатор 5 выбирает из зева излишние нити, после чего нить

центрируется створкой и удерживается захватами, затем прокладчик

освобождается от нити выталкивается на транспортер, и одновременно

производится отрезание ножницами левой части нити.

2.2. Уточный тормоз

На станках СТБ между паковкой и компенсатором устанавливают

устройства для торможения уточной нити. Известны механический,

гидравлический и электромагнитный способы торможения уточной нити.
24

В настоящее время получили распространение механические тормоза

уточной нити. Схема такого тормоза представлена рис. 2.2.

Рис. 2.2. Схема уточного тормоза

Тормозными элементами механизма являются лапка 2 и лента 11.

Лапка 2, получая качательное движение от кулачка 6, контактирующего с

роликом 7 посредством рычагов 1, 8 опускается и отклоняет ленту 11 от

горизонтальной линии вниз. Зазор между лапкой 2 и лентой 11 регулируется

подъемным упором 5. Нить 10 проходит через направляюще глазки между

лентой 11 и лапкой 2, поэтому при опускании лапки нить прижимается к

гибкой ленте и тем самым затормаживается. Силу прижима можно

регулировать затяжкой пружины 9, или заменой ленты 11 на более или менее

упругую, а также опусканием лапки 2 относительно рычага 1. Однако из-за

отсутствия современных средств контроля натяжения регулировка

полностью зависит от навыка обслуживающего персонала. Данная
25

конструкция не может быть отнесена к оптимальной и подлежит

усовершенствованию.

Перемещение лапки тормоза осуществляется от кулачка 6, согласно

цикловым диаграммам, которые для угла боя 140°

В табл. 2.1. приведена циклическая диаграмма работы основных

механизмов прокладывания утка на станках СТБ-216.

Таблица 2.1.

Механизм станка и выполняемый процесс Углы поворота

главного вала,

градусы

Боевой механизм

а) разгон микропрокладчика, сматывание в зев запаса

накопленной нити

140-180

б) полет микропрокладчика – сматывание нити с

бобины

148-295

Уточный тормоз

еинежомрот еобалс )а180-320

30-105

еинежомрот еоньлис )б292-328

160-270

Уточный контролер

а) подъем компенсатора – сматывание нити с бобины и

вытягивание слабины из зева

270-80

б) возвратчик микропрокладчика 295-360

в) возвратчик утка 0-80
26

2.3. Анализ осциллограммы натяжения уточины

Из цикловой диаграммы работы механизмов обеспечивающих

прокладывание утка представленной в таблице 2.1., видно, что

прокладывание нити в зев составляет 1400-2950 т.е. 1550 поворота главного

вала станка.

В дальнейшем нить подвергается вытягиванию из зева уточным

компенсатором в сторону боевой коробки, т.е. в направления обратному

направлению прокидки.

Уточный тормоз начинает действовать при угле поворота главного вала

1800 [20].

Из осциллограммы (рис. 2.3.) видно, что в момент начала торможения

натяжение увеличивается до максимума, причем в этот момент происходит

удар на уточную нить при ее движении. Такое предварительное

притормаживание необходимо для того, чтобы ликвидировать избыток утка в

ткани. Уточный тормоз этих станков работает по жесткой циклограмме, т.е.

процесс торможения происходит при определенном положении главного

вала, а прокладчик утка влетает в приемную коробку и тормозится в разное

время. Момент влета прокладчика зависит от заправочной ширины станка,

частоты вращения главного вала, начальной скорости полета, линейной

плотности уточной нити, изменяется по мере срабатывая бобина и по ряду

других причин. Если прокладчик влетит в приемную коробку и остановится

до наступления торможения уточной нити, то неизбежен проброс нити в зев

и компенсатор не сможет выбрать излишек нити, что приведет к останову
27

станка или наработке брака на ткани. На станках СТБ предусмотрено

предварительное притормаживание нити, чтобы практически при любом

моменте влета прокладчика процесс ткачества не прерывался.

Рис. 2.3. Осциллограмма натяжения уточной нити

Для более детального анализа влияния различных факторов на

натяжение уточной нити предоставленная на рис. 2.3. осциллограмма

разделена на зоны.

Каждой из зон в цикле прокладывания утка соответствуют изменения

тех или иных факторов воздействия.

Первая зона (см. рис. 2.3. I) начинается с момента разгона

прокладчика утка (140° поворота главного вала станка). Заканчивается зона

в момент, когда прокладчик получает максимальную скорость. Вместе с

прокладчиком

получает движение и некоторый участок нити. Скорость прокладчика с

нитью в течение очень короткого времени — 0,006 с — изменяется от нуля

до 19—26 м/с. Натяжение на этом участке изменяется от нуля до

некоторого значения, причем возрастание происходит практически
28

мгновенно чему на осциллограмме соответствует первый пик. Натяжение

зависит от ускорения разгона прокладчика, которое в свою очередь является

производной от величины угла заводки торсионного валика. Нить,

движущаяся за

прокладчиком, выбирается из свободно лежащего отрезка, подготовленного

компенсатором.

Вторая зона (см. рис. 2.3.,II) соответствует началу свободного полета

прокладчика с тянущейся за ним уточной нитью через зев. Начинается она с

момента убывания натяжения нити, в то время, когда еще не выбран запас

нити, созданный компенсатором. Кончается II зона в вершине второго пика

на кривой натяжения, что соответствует непосредственно сматыванию нити с

бобины. Натяжение в этой зоне зависит от угла опережения компенсатора, от

линейной плотности уточной нити, от массы нити на участке со слабиной, от

однородности структуры нити.

Третья зона (см. рис. 2.3, III) характеризуется тем, что натяжение в этой

зоне после некоторого убывания стабилизуется и поддерживается

равномерным на протяжении всего интервала. Величина натяжения на этом

участке зависит от условий сматывания с питающей бобины, трения нити о

направляющие элементы, углов обхвата их нитью.

Продолжается этот период до момента начала торможения утка лапкой

уточного тормоза. В момент начала торможения натяжение резко

увеличивается, чему на осциллограмме на границе третьей и четвертой зон
29

соответствует пик, величина которого зависит от номера утка, скорости

прокладчика утка, условии сматывания с питающей бобины.

Четвертая зона (см. рис. 2.3., IV) характеризуется некоторым

увеличением натяжения, что создается действием на уточную нить тормоза и

контроллера. Величина натяжения в этой зоне складывается из натяжения в

третьей зоне плюс тормозящее действие лапки тормоза и щупа уточного

контроллера. Этот момент является достаточно напряженным для уточной

нити, так как нить находится под действием механизмов длительное время.

Для этой зоны особенно важное значение приобретаю условия

сматывания с бобины, ввиду того, что длина прокладываемой нити,

движущейся за челноком, достигаёт в этой зоне максимальной величины —

220 см и максимальной массы.

Натяжение, которое получает ведущий конец уточкой нити, в

значительной степени снижает скорость прокладчика утка. Для пряжи

аппаратного прядения с высокой линейной плотностью характерно особенно

большое снижение скорости, достигающее 1,2 м/с на каждый метр

заправленной ширины.

Пятая зона (см. рис. 2.3, V) цикла прокладывания утка через зев

начинается с момента влета прокладчика под первый тормоз приемной

коробки (начало торможения прокладчика). Этот момент характеризуется

резким снижением скорости прокладчика и начального участка движущейся

нити. Но так как нить гибкая, сравнительно не жесткая, и остается в

движении при перемещении от левой коробки к правой, то под действием
30

сил инерции она продолжает прямолинейное движение, что создает

некоторый избыток нити в зеве.

На кривой натяжения нити этому моменту соответствует приближение

натяжения к нулевой линии. При определенных условиях запас нити в зеве

может достигнуть такой длины, что компенсатор не сможет его выбрать. В

результате этого в зеве образуется петля, что является нарушением

технологического процесса тканеобразования. При нормальном

прокладывании уточных нитей избыток нити из зева должен быть

ликвидирован компенсатором до начала возврата прокладчика.

Натяжение нити в этой зоне зависит от натяжения в предыдущих зонах,

скорости прилета челнока, линейной плотности пряжи, правильности

наладки уточного тормоза и др.

С началом возврата прокладчика начинается шестая зона на кривой

натяжения (см. рис. 2.3., VI). Она характеризуется постоянством натяжения

на всем интервале с очень незначительными колебаниями в определенные

моменты.

В VI зоне после возврата прокладчика отцентрированную уточную

нить, имеющую определенное необходимое для нормального формирования

ткани натяжение, захватывают губки возвратчика утка. Участок нити,

находящийся в зеве и удерживаемый захватами кромкообразователя,

отрезается от другого участка, сматывающегося с бобины.

За это же время конец уточной нити отводится возвратчиком в

исходное положение для передачи его прокладчику.
31

2.4. Динамика процесса прокладывания уточины

В [20] исследуются причины обрывности нити, связанных в основном с

технологическими несовершенствами ткацких станков, низкой квалификации

обслуживающего персонала, изменениями температуры и влажности сырья и

другие. Однако, большинство современных ткацких станков работают в

динамических режимах и основными причинами обрывности и

неустойчивости технологических процессов являются скачкообразные

(мгновенные) изменения и деформации в сечениях нити. Ниже

рассматривается динамика процесса прокладывания уточной нити на станках

СТБ.

Основной целью настоящей главы является разработка аналитических

методов расчета изменения параметров движения нити при взаимодействии

со вспомогательными механизмами прокладывания, исследовать причины

обрывности уточной нити в ткачестве.

В качестве основного метода исследования используется теория

распространения волн в упругой среде [21, 22, 23].

2.4.1. Движение продольной волны по участку NA уточной нити.

Пусть в некоторый момент t времени прокладчик придет в движение.

Действие боевого механизма будем рассматривать как удар, произведенный

по покоящейся и недеформированной, первоначально гибкой нити.

Действие удара по нити будет распространятся в виде продольной

волны идущей со скоростью
32

a =

Где: E – динамический модуль;

0 – плотность недеформированной нити.

Рис. 2.4. Схема движения продольной волны на участке NA

Так как масса прокладчика достаточно большая и движение начинается

мгновенно, то можно предположить, что в некотором отрезке времени t0 t

t1, возмущенная область нити I является областью постоянных параметров.

При этом скорость частицы нити в области I равна скорости движения

прокладчика (так как область I является областью постоянных параметров).

Натяжение нити определяется из следующих уравнений

ў=- xa e(1)

110

==TE a er e(2)

где: x1ў - касательная к нити составляющая скорость части в области I,

1 – относительная деформация,

Т1 – натяжение нити.

Уравнение (1) получается из закона сохранения количества движения при

переходе рассматриваемого элемента нити фронта продольной волны К (рис.

2.4.), а уравнение (2) выражает закон Гука для линейной упругой нити.
33

Таким образом, натяжение и относительная деформация области I

уточной нити определяется из следующих уравнений:

x 1 1

e= (3)

101

rer= ЧЧ =ЧЧTa aU (4)

Расчеты проводились для нити с более близкой к реальным текстильным

нитям а = 800 м/сек, 0 = 1,25 · 10-3.

2.4.2. Движение продольной волны К по участку AB уточной нити

Через время t1 t0

=> действие удара боевого механизма перейдет в

нитепроводник в точке А1, где NA – длина горизонтальной части в

начальный момент времени. При t t1 продольная волна К переходит в

область 2 нити (рис. 2.1., рис. 2.5.).

Рис. 2.5. Схема движения продольной волны на участке АВ

Скорость движения частиц области 2 нити определяются из закона

сохранения количества движения на фронте продольной волны К. Закон
34

количества движения написанный в проекциях на оси ОХ и OY (рис. 2.5.)

приводится к следующим уравнениям

202022

XXaў-ў= -eeq () soccosj

202022

YYaў-ў= -eeq () nissinj

Т.к. предполагается, что нить первоначально не деформирована и находится

в состоянии абсолютного покоя, то очевидно 0 =X 0ў=0 и поэтому последние

уравнения можно написать в следующем виде:

2222

ў=Xa e qso ccosj(5)

2222

ў=Ya e qni ssinj(6)

Для определения натяжения Т2 и относительной деформации 2 имеем

следующие уравнения:

=Tar e (7)

=TT efq(8)

где: f2 – коэффициент трения в точке А.

Уравнение (5)-(8) образуют систему относительных неизвестных X 2ў, Y 2ў, Т2,

. Исключая Т1 и Т2 из уравнения (7) и (8) найдем:

=-ef e e q(9)

т.к. деформация 1 известна из решения задачи для уравнения (9) служит для

определения деформации 2. Скорости частиц X 2ў, Y 2ў определим из

уравнения (5), (6) соответственно.
35

2.4.3. Движение продольной волны К по участку ВС уточной нити

Участок нити ВС (рис.) разбиваются на две области. Область 3 (рис.

2.1., рис. 2.6.) возмущена от действия силы удара механизма прокладывания,

а область 1 является областью абсолютного покоя. В области 3 и на фронте К

имеем следующие уравнения:

3333

ў=Xa e qso ccosj(10)

3333

ў=Ya e qni ssinj(11)

=Tar e (12)

Рис. 2.6. Схема движения продольной волны на участке ВС

Уравнение Эйлера на поверхности (компенсатора) принимает следующий

вид:

()

TTef= +qq 3 2 3(13)

где: f 3– динамический коэффициент трения на торце компенсатора.

Уравнения (10)-(13) образуют систему относительных неизвестных X 3ў, Y 3ў,

Т3, 3. Исключая Т2 и Т3 из уравнений (12)-(13), найдем

()

ef=-+ e eq q32 3(14)
36

2.4.4. Движение продольной волны К на участке СЕ уточной нити

На участке СЕ (рис. 2.1., рис. 2.7.) нить имеет горизонтальную форму и

поэтому для определения параметров движения этой области, имеем

следующие уравнения

ў=X a e(15)

=Tar e (16)

=TT efq(17)

Исключая Т3 и Т4 из уравнений (16)-(17), найдем

=-ef e e q(18)

Рис. 2.7. Схема движения продольной волны на участке СЕ

2.4.5. Движение продольной волны К на участке EF уточной нити

Участок EF нити образует угол 5 (известный на практике). Параметры

области 5 нити (рис. 2.1., рис. 2.8.) определяются из следующих уравнений:

555

ў=X a ecosq(19)

555

ў=Y a esinq(20)

=Tar e (21)

=TT efq(22)
37

Из этих уравнений находим

=-ef e e q(23)

Рис. 2.8. Схема движения продольной волны на участке EF

2.4.6. Движение продольной волны на участке FN уточной нити

На этом участке N – точка схода нити с поверхности паковки, нить

первоначально имеет некоторую криволинейную форму и свободна от

напряжений.

Рис. 2.9. Схема движения продольной волны на участке FN

Пусть первоначально на участке FN нить имела прямолинейную форму

(рис. 2.1., рис. 2.9.). Тогда для определения параметров движения области 6

нити имеем следующие уравнения:

666

ў=X a ecosq(26)

666

ў=Y a esinq(27)
38

=Tar e (28)

=TT efq(29)

=-ef e e q(30)

Принятое предположение о прямолинейности нити может иметь место

только до момента прихода продольной волны К в точку схода нити с

поверхности паковки. В точке схода нить имеет две составляющие скорости

по касательной к самой нити в точке схода и окружная скорость. И поэтому

форма движения нити в области FN после отражения продольной волны не

будет прямолинейной.

Как следует из уравнений (3, 4),(7, 8, 9), (13, 14), (17, 18), (22, 23), (29,

30) натяжение и деформация нити достигает максимального значения в

области 1, следовательно в принятой выше постановке обрыв нити может

происходить только в области 1 в момент удара. Полученные решения (3, 4),

(7, 8, 9), (13, 14), (17, 18), (22, 23), (29, 30) следует рассматривать как схему

расчета параметров движения при первичном прохождении волны нагрузки.

2.4.7. Влияние ударного воздействия тормоза на натяжение уточины

Как следует из анализа полученных выше решений и результатов

числовых расчетов наибольшее натяжение достигается в области 1 и поэтому

обрывы нити должны происходить сразу после боя и только в области 1 –

если натяжение превосходит допустимое значение в момент пуска

прокладчика. Однако на практике обрывы нити происходят в любой из
39

областей 1 – 6 (рис. 2.4.-2.9.). Основными причинами этого могут быть

влияние процессов отражения и взаимодействие продольных волн на

участках нити [литература] в результате которых могут происходить:

мгновенное возрастание натяжения от Т до 2Т, влияние ударных воздействий

тормоза и компенсатора, а так же граничных условий и физико-механические

свойства самой нити. Ниже рассматривается ударное воздействие тормоза на

натяжение нити.

Пусть в некоторый момент времени t, после того как волна К двигается

левее области 4 (рис. 2.1., рис. 2.10.), тормозное устройство сработает. Такая

постановка задачи является вполне обоснованной, т.к. продольная волна К

двигается вдоль нити со скоростью около 800 м/с (20). В результате удара

тормозного устройства в нити возникают две продольные волны P и Q (рис.

2.10.). В результате возникают области 7 и 8.

Рис. 2.10. Схема движения продольной воны при ударе по нити

Рассмотрим область 7. Продольная волна Q является волной разгрузки.

Действительно, тормоз в точке L, происходит остановка движения частиц

нити. На фронте Q имеем:

XXaў-ў =- ee74 7 4() (31)
40

Но так как X 7ў=0, X 4ў = ae4

то из уравнения (31) находим

474

0-ae = ae -ae

Как видим, в области 7 деформация 7= 0, следовательно

Tare== 7 0 270

т.е. область 7 окажется областью покоя.

Рассмотрим область 8.

Докажем, что в области 8 деформация равна удвоенной деформации области

4. На фронте Р имеем следующее уравнение:

XXaў-ў =- ee84 4 8() (32)

Очевидно X 8ў = 0т.к. вся область 8 является областью постоянных параметров

и в точке М X 8ў = 0. Подставим X 8ў = 0в уравнение (32) получим

448

0-ae = ae -ae

отсюда

=e2 e

Таким образом, в момент удара тормозного устройства в правой части 4

удваивается и это становится причиной обрыва нити в тех случаях, когда

4>[] или Т8>[T].

В таблицах 2.2. и 2.3. приведены результаты расчетов натяжения и

деформации уточных нитей в интервале скоростей прокладывания утка от 20

до 26 м/с и коэффициентах трения нити о направляющие при f=0,1 и f=0,2.

На основе этих результатов построены графики зависимости натяжения и
41

деформации уточины от скорости прокладывания нити при f=0,1 и f=0,2 (рис.

2.11.-2.12.).

Анализ результатов и графиков показывает, что значения натяжения и

деформации возрастают с увеличением скорости прокладывания уточины, и

на участках от бобины к прокладчику и при уменьшении коэффициента

трения нити о направляющие рабочие органы механизма.

Таблица 2.2.

ьтсорокС№Д еформация уточины по зонам в %

прокладывания,

м/с. 1 2 3 4 5 6

5,20212,47 2,41 2,38 2,35 2,32

2,44 2,32 2,27 2,21 2,16

6,21222,57 2,51 2,48 2,45 2,42

2,54 2,42 2,36 2,30 2,25

8,22232,76 2,70 2,67 2,64 2,61

2,73 2,60 2,54 2,48 2,41

9,23242,86 2,80 2,76 2,73 2,70

2,83 2,70 2,63 2,57 2,51

0,34252,96 2,89 2,86 2,82 2,79

2,93 2,79 2,72 2,65 2,59

1,35263,06 2,99 2,95 2,92 2,88

3,03 2,88 2,81 2,74 2,68

3,36273,26 3,18 3,14 3,11 3,07

3,22 3,07 2,99 2,92 2,85

где: Числитель – коэффициент трения нити о направляющие f = 0,1;

Знаменатель - коэффициент трения нити о направляющие f = 0,2.
42

Таблица 2.2.

ьтсорокС№Д еформация уточины по зонам в %

прокладывания,

м/с. Т1 Т2 Т3 Т4 Т5 Т 6

0,0202119,8 19,3 19,1 18,8 18,6

19,5 18,6 18,2 17,7 17,3

8,0212220,6 20,1 19,8 19,6 19,4

20,3 19,4 18,9 18,4 18,0

4,2222322,1 21,6 21,4 21,1 20,9

21,8 20,8 20,3 19,8 19,3

2,3232422,9 22,4 22,1 21,8 21,6

22,6 21,6 21,0 20,6 20,1

0,4242523,7 23,1 22,9 22,7 22,3

23,4 22,3 21,8 21,2 20,7

8,4252624,5 23,9 23,6 23,4 23,0

24,2 23,0 22,5 21,9 21,4

4,6262726,1 25,4 25,1 24,9 24,6

25,8 24,6 23,9 23,4 22,8

где: Числитель – коэффициент трения нити о направляющие f = 0,1;

Знаменатель - коэффициент трения нити о направляющие f = 0,2.
43

2,2

2,4

2,6

2,8

3,2

3,4

20 21 22 23 24 25 26

Рис. 2.11. График изменения деформации уточины в зависимости от скорости

прокладывания при f = 0,1
44

2,2

2,4

2,6

2,8

3,2

3,4

20 21 22 23 24 25 26

Рис. 2.12. График изменения деформации уточины в зависимости от скорости

прокладывания при f = 0,2
45

20 21 22 23 24 25 26

Рис. 2.13. График изменения натяжения уточины в зависимости от скорости

прокладывания при f = 0,1
46

20 21 22 23 24 25 26

Рис. 2.14. График изменения натяжения уточины в зависимости от скорости

прокладывания при f = 0,2
47

ВЫВОДЫ

1. В результате исследования установлено, что при увеличении скорости

прокладывания деформация и натяжение уточной нити увеличиваются в

среднем на 30%.

2. При увеличении коэффициента трения нити о поверхность механизмов

прокладывания натяжение деформация уменьшаются на 19%.

3. Оптимальной скоростью прокладывания уточной нити является 22-24

м/с.

4. Исследования показали, что основной причиной частых обрывов

уточной нити является ударное воздействие тормозной лапки о уточную

нить.

5. Натяжение и деформация нитей утка по зонам на участке прокладчик -

бобина снижается при коэффициентах трения нити о направляющие равном

0,1 на 45%, а при равном 0,2 на 70%.

6. С увеличением коэффициента трения нити о направляющие

происходит уменьшение натяжения и деформации уточины в 1,6 раза.
48

3. МОДЕРНИЗАЦИЯ ПРОКЛАДЫВАНИЯ УТКА НА СТАНКАХ СТБ

3.1. Процесс прокладывания уточной нити

Как уже было указано выше, уточный тормоз имеет ряд

конструктивных недостатков. Ударные воздействия лапки уточного

тормоза и периодический характер ее перемещения способствует

циклическому изменению уточной нити, в результате чего снижается надежность

процесса прокладывания уточной нити в зев. Кроме того механизм торможения

составляет сложную систему.

В работах [5, 11, 20] определено натяжение нити после направляющего

устройства, которое зависит oт начального натяжения, угла охвата,

кинематики нити, коэффициента трение направляющего (глазки), но и от

геометрических свойств направляющей кривой от кривизны кривой. Если

постепенно увеличивать угол охвата нитью направляющего, то

естественно увеличивается натяжение нити, при постоянном начальном

натяжении нити. На основе увеличения угла охвата нитью направляющего

выбран и разработан безударный уточный тормоз (рис. 3.1., см. приложения

1-3), где в период разгона и начала движения уточины сила трения нити

будет равна нулю. FТ=0, так как компенсатор 1 находится в нижнем

положении I, при этом отсутствует контакт тормозной поверхности колодки

2 с уточиной 3 [24].

К концу прокладывания уточины компенсатор перемещаясь вверх (в

положение II) вводит в контакт нить 3 с тормозной поверхностью колодки 2,

причем происходит плавное увеличение угла трения нити о тормозную
49

поверхность системы. Следовательно, общее натяжение нити Т складывается

из постоянного минимального натяжения Т0, создаваемое лапкой и

пластиной, и дополнительного натяжения, создаваемого фрикционным

материалом кронштейна и положением компенсатора.

Рис. 3.1. Схема модернизированного уточного тормоза

Сила трения под действием безударного механизма определяется

=PTF Fexp fa

где: F - предварительная сила трения нити;

f - коэффициент трения нити о поверхность тормозной колодки;

1 - угол обхвата нити поверхности тормозной колодки.

3.2. Анализ осциллограммы натяжения уточины

Анализ осциллограмм (рис.3.2.) показывает, что максимальный пик

получается в момент начала сматывания уточной нити с неподвижной

бобины, но этот пик меньше чем у существующей конструкции в 1,5-2 раза

(см. рис. 2.3.). Охарактеризуем по зонам натяжение уточной нити в процессе

прокладывания при модернизированной конструкций уточного тормоза (рис.

3.2.).
50

Рис. 3.2. Осциллограмма натяжения уточной нити

Зона 1 начинается с момента разгона прокладчика утка (1400 главного

вала). Заканчивается зона в момент, когда прокладчик получает

максимальную скорость. Вместе с прокладчиком получает движение и

некоторый участок нити, скорость в течении очень короткого времени (0,006

сек) изменяется от нуля до 20-26 м/с. Натяжение на этом участке изменяется

от нуля до некоторого значения, на осциллограмме не значительно. Нить

движущаяся за прокладчиком, выбирается из свободно летящего отрезка,

подготовленного компенсатором.

Зона 2 соответствует началу полета прокладчика с тянущейся за ним

уточной нитью через зев. Начинается она с момента убывания натяжения

нити, когда еще не выбран запас нити компенсатором. Кончается зона 2 до

первого максимального пика на кривой натяжения. Это натяжение является

максимальным, которое создается инерцией нити и тормозными шайбами.

Движущая нить в течении очень короткого времени изменяется до 26 м/с,

преодолевая сопротивление тормозных шайб, для процесса введения утка в
51

зев позволяет уменьшить пиковое натяжение примерно в 1,5-2 раза чем при

существующем тормозе.

Натяжение в этой зоне зависит от угла опережения компенсатора,

линейной плотности уточной нити, массы нити, участка со слабиной,

однородности слабины нити и начальное натяжение тормозных шайб.

Зона 3 характеризуется тем, что натяжение после некоторого убывания

стабилизируется, и поддерживается более равномерным на протяжении всего

интервала. Натяжение на этом участке зависит от условий сматывания с

питающей бобины, коэффициента трения нити о направляющие элементы и

углов охвата их нитью. Продолжается этот период до момента начала

подъема водилки компенсатора.

Зона 4 начинается некоторым увеличением натяжения нити, величина

которого зависит от линейной плотности утка, скорости прокладчика утка,

условий сматывания с питающей бобины, давления пружины на тормозную

шайбу . Натяжение в этой зоне складывается из натяжения в зоне 3 плюс

тормозящее действие профиля тормозного уголка.

Зона 5 цикла прокладывания утка через зев начинается с момента влета

прокладчика под первый тормоз приемной коробки. Этот момент

характеризуется резким снижением скорости прокладывания и начального

участка движущейся нити. На кривой натяжение нити этому моменту

соответствует снижение натяжения тормозного уголка с нитью, при

дальнейшем подъеме компенсатора 9 натяжение постепенно увеличивается

до некоторого значения. Натяжение нити в этой зоне зависит от натяжения в
52

предыдущих зонах, скорости прилета прокладчика, линейной плотности

пряжи, давления пружины на шайбы и геометрической формы (7) профиля

тормозного уголка.

С началом возврата прокладчика начинается зона 6 на кривой

натяжения. Она характеризуется постоянством натяжения на всем интервале

с очень незначительными колебаниями в определенные моменты.

Зона 6 является особенно необходимой для создания определенного

натяжения уточной нити. После возврата прокладчика утка сцентрированную

уточную нить, имеющую определенное необходимое для нормального

формирования ткани натяжение захватывают губки возвратчика утка.

Участок нити, находящийся в зоне и удерживаемый захватами

кромкообразователя отрезаются от другого участка, сматывающегося с

бобины, конец уточной нити отводится возвратчиком в исходное положение

для передачи прокладчику.

3.3. Динамика процесса прокладывания уточины

Методика расчета изменения параметров движения нити при

взаимодействии с существующими механизмами прокладывания и

торможения утка рассмотрены в разделе 2.4., в основе которого положена

теория распространения волн в упругой среде.

Модернизированная конструкция механизма торможения уточины

исключает ударные воздействия на уточную нить на участке СЕ (см. рис.

2.7.) и предусматривает установку тормозной колодки 2 (рис. 3.1.) в точке С
53

на участке СЕ (см. рис. 2.7.) В остальном расчет аналогичен.

Рассмотрим влияние модернизации в заправке на натяжение и

деформацию нитей на участке СЕ (рис. 3.3.).

Рис. 3.3.

На участке СЕ для определения параметров движения этой области

имеем следующие уравнения

&=X a e(15`)

=Tar e (16`)

=TT efq(17`)

где: f 4– коэффициент трения нити о тормозную колодку 2;

3 – угол трения нити о тормозную колодку 2.

Исключая Т3 и Т4 из уравнений (16`) и (17`), определим

=-efe e q

В таблицах 3.1.-3.3. приведены расчеты деформации 4 и натяжения Т4

модернизированной системы торможения при изменении угла трения 3 и

коэффициента трения нити о рабочие органы механизма. Анализ показывает,

что при увеличении угла трения нити о тормозную колодку деформация и

натяжение уточины на участке перед модернизированной системой

уменьшается. Это уменьшение наиболее выражено с повышением
54

коэффициента трения нити о тормозной орган механизма. С повышением

скорости прокладывания уточной нити деформация и натяжение уточины

возрастает.

Таблица 3.1.

V = 20м/сек

Деформация 4 и натяжение Т4 уточины при

угле трения 3 градусах

№ Значение

коэффициента

трения нити о

тормозную

колодку, f

14 28 42 56 70

1,012,35 2,30 2,24 2,18 2,13

18,8 18,4 17,9 17,4 17,0

2,022,30 2,19 2,08 1,98 1,89

18,4 17,5 16,6 15,8 15,1

3,032,24 2,08 1,93 1,80 1,67

17,9 16,6 15,4 14,4 13,4

4,042,18 1,98 1,80 1,63 1,48

17,4 15,8 14,4 13,1 11,8

5,052,13 1,90 1,67 1,48 1,31

17,1 15,8 13,4 11,8 10,5

6,062,08 1,80 1,55 1,34 1,16

16,8 14,4 12,4 10,7 9,3

где: Числитель – значение деформации 4

Знаменатель – значение натяжения Т4

Таблица 3.2.

V = 23м/сек

Деформация 4 и натяжение Т4 уточины при

угле трения 3 градусах

№ Значение

коэффициента

трения нити о

тормозную

колодку, f

14 28 42 56 70

1,012,73 2,67 2,60 2,54 2,48

21,8 21,4 20,8 20,3 19,8

2,022,67 2,54 2,42 2,30 2,19

21,4 20,4 19,4 18,4 17,5

3,032,60 2,42 2,25 2,09 1,94

20,8 19,4 18,0 16,7 15,5

4,042,54 2,30 2,09 1,89 1,72

20,3 18,4 16,7 15,1 13,8

5,052,48 2,19 1,94 1,72 1,52

19,8 17,5 15,5 13,8 12,2

6,062,42 2,09 1,80 1,56 1,35

19,4 16,7 14,4 12,5 10,8

где: Числитель – значение деформации 4

Знаменатель – значение натяжения Т4
55

Таблица 3.3.

V = 26м/сек

Деформация 4 и натяжение Т4 уточины при

угле трения 3 градусах

№ Значение

коэффициента

трения нити о

тормозную

колодку, f

14 28 42 56 70

1,013,10 3,03 2,96 2,88 2,81

24,8 24,2 23,7 23,0 22,5

2,023,03 2,88 2,75 2,62 2,49

24,2 23,0 22,0 21,0 19,9

3,032,96 2,75 2,55 2,37 2,21

23,7 22,0 20,4 19,0 17,7

4,042,88 2,62 2,37 2,15 1,95

23,0 21,0 19,0 17,2 15,6

5,052,81 2,49 2,20 1,95 1,73

22,5 19,9 17,6 15,6 13,8

6,062,75 2,37 2,05 1,77 1,53

22,0 19,0 16,4 14,2 12,2

где: Числитель – значение деформации 4

Знаменатель – значение натяжения Т4
56

ВЫВОДЫ:

1. Предложена модернизированная система торможения уточной нити

для станков СТБ.

2. В модернизированной системе механизма уточной нити на

осциллограмме изменение натяжения имеет равномерный (безударный)

характер.

3. Получены аналитические зависимости деформации и натяжения

уточины при модернизированной системе механизма.

4. С повышением угла трения и коэффициента трения деформация и

натяжение уточины уменьшаются на участке перед модернизированной

системой механизма. Это уменьшение наиболее выражено при

максимальных значениях коэффициента трения нити об орган торможения.

5. Повышение скорости прокладывания уточной нити приводит к

увеличению деформации и натяжения уточины.
57

4. ОТПУСК И НАТЯЖЕНИЕ ОСНОВЫ НА СТАНКАХ СТБ

4.1. Процесс отпуска и натяжения основы

Процесс отпуска основы с навоя и создания необходимого ритма

натяжения основы осуществляется на ткацких станках механизмами отпуска

и натяжения основы. Для обеспечения нормального протекания

технологического процесса ткачества основные нити должны иметь

определенное заправочное натяжения, которое является одним из основных

параметров заправки станка. Изменения величины заправочного натяжения

от установленной нормы вызывают нарушение технологического процесса

формирования ткани, изменяют ее структуру, повышают обрывность нитей

основы и снижают производительность станка. При уменьшении

заправочного натяжения уменьшается и натяжение основы у опушки ткани,

что вызовет увеличение прибойной полоски. При увеличении заправочного

натяжения возникает массовая обрывность нитей основы. Установленное

заправочное натяжение основы для ткани определенного артикула должно

оставаться постоянным во время всего периода срабатывания навоя.

Механизм получает движение от продольного валика 1 (рис. 4.1.)

имеющего в торцевой части шлицевое отверстие, в которое входит шлицевой

конец валика 2 с закрепленным ведущим диском 3, наружная сторона

которого имеет профилированную поверхность с выступом. При вращении

ведущего диска 3 его выступы периодически соприкасается с роликом на оси

рычага 5. Этот рычаг через ось связан с рычагом 6, который в свою очередь

связан с кулисой 7. Одним концом кулиса 7 соединена с неподвижным
58

сухариком 8, а другим концом через тягу 9 с плечом 10 трехплечего рычага.

На плечо 12 трехплечого рычага воздействует пружина 13, а плечо 14

трехплечего рычага несет скало 15, уложенного в гнезде 11.

Рис. 4.1. Механизм отпуска и натяжения основы

В основном регуляторе для передачи движения от шлицевого валика 2

к навою предусмотрена фрикционная передача. По окружности ведущего

диска 3, который жестко закреплен на валике 2, с внутренней стороны

наклонено фрикционное кольцо. Шлицевой валик, свободно проходит в
59

трубу 16 на которой закреплен червяк 17, соединенный с червячной

шестерней 18.

Втулка вращается в шариковых подшипниках 19, 20. На левом

шлицевом конце втулки насажен ведомый диск 21, который выполнен как

одно целое с тормозным диском 22. Последний, пружиной 23 прижимается к

тормозным прокладкам 24, которые предохраняют диск и червяк от

произвольного вращения. Ведомый диск 21 также имеет фрикционное

кольцо. Червячная шестерня 18 жестко насажена на валике 25, на котором

укреплена поднавойная шестерня 26, сообщая движение навойной шестерне

27.

В процессе работы станка, в результате вращения валика 2 ведущий

диск 3 своим выступом при каждом обороте соприкасается с роликом 4,

вследствие чего на некоторое время диск 3 переместится с валиком в сторону

ведомого диска 21, прижимается к нему и благодаря фрикционному кольцу

войдет с ним в зацепление. Находясь, в зацеплении ведомый диск и червяк

сделает не большой поворот, повернув червячную шестерню 18, а вместе с

ней поднавойную шестерню. Поднавойная шестерня через навойную

шестерню повернет ткацкий навой. Величина поворота ведомого диска,

червяка, червячной шестерни и навоя зависит от времени воздействия ролика

4 на выступ ведущего диска 3. Положение ролика относительно выступа

обуславливается положением кулисы 7, а положение последней положением

скало 15. В процессе работы станка, по мере наработки основы, натяжение её

будет увеличиваться. Скало при увеличении натяжения отпускается, а рычаг
60

10, поднимаясь, переместит тягу 9 вверх, а связанную с ней кулису - вниз,

относительно подвижного сухарика. Рычаг 6 поворачивается против часовой

стрелки и вместе с ним рычаг 5 переместит ролик 4 ближе к выступу

ведущего диска. При этом продолжительность воздействия ролика на выступ

увеличивается, а значит, увеличивается и время сцепления ведущего и

ведомого дисков.

В итоге ведомый диск поворачивается на больший угол, чем при

нормальном натяжении основы, и поворачивает на больший угол навой,

благодаря чему отпуск основы возрастает, и увеличение натяжения

снижается. Если же натяжение основы в процессе работы станка

уменьшилось и скало поднимается в связи с воздействием на него пружины

13, то через указанную выше систему рычагов и тяг, кулиса 7 поднимается,

ролик 4 отойдет от выступа ведущего диска 3, время его воздействия на

выступ сокращается и время сцепления ведущего и ведомого дисков

уменьшается. Все это приводит уменьшению подачи основы.

В существующих основных регуляторах ткацких станков СТБ

механизм качающегося скало соединяется с рычажно-кулисным механизмом,

пальцем на подскальном рычаге, входящим в прорезь тяги с двумя

регулировочными болтами с зазором 2 мм, зазор должен быть таким, чтобы

подскальный рычаг мог свободно качаться при нормальном натяжении

основы.

С уменьшением радиуса основы на навое при установившемся

угловом перемещении навоя уменьшается величина отпуска основы.
61

Нарушения равновесия между отпуском основы и отводом ткани приводит к

увеличению натяжения нитей основы. Под действием увеличивайся момента,

создаваемого натяжением основы, скало опускается. При каждом новом

положением скало изменяются углы наклона набегающей и сходящей ветвей

основы. Момент, создаваемый натяжением и передаваемый на скало,

увеличивается даже при уменьшении натяжения ветвей основы.

4.2. Аналитические исследования натяжения нитей основы

Дифференциальное уравнение движения подвижной системы скало

имеет следующий вид [12, 25]:

&&j= -JMM kF , (1)

где: J – приведенный [к оси вращения подскалины] суммарный момент

инерции звеньев подвижной системы скало;

j&& - угловое ускорение подскалины;

M k - момент силы натяжения основы относительно оси вращения

подскалины;

MF - момент силы упругости пружины относительно оси вращения

подскалины;

Из рисунка 4.1. найдем

bb=+-= + -kMKl rrKKlrr() soc([)soc], (2)

==+=+FM lFFC lllFlCjj11 1 11222 ()22,F = Cl (3)

где: C - коэффициент жесткости пружины, кГ/см;
62

jl - величина сжатия пружины при повороте подвижной системы на

угол j вокруг оси подскалины;

K - натяжение нитей основы, кГ;

l - расстояние от оси скало до оси подскалины, см;

r - радиус скало, см;

F - сила затяжки грузовой пружины, кг;

l - деформация материала пружины, в см

Подставив значение моментов в уравнении (1), получим

t=+--- JKlrc rlFlC([)s oc]22112 jb j (4)

или

&&jjb+ =+-- JlCK lrrlF121 2( [)soc]2. (5)

Разделяя это уравнение на J будем иметь

122( [)soc]21

KlrrFl

Cl + - -

j&& (6)

Обозначим

;

([)soc]2

;

KlrrFl

+--

Подставляя эти обозначения в (4), получим

&&2jj+= Р b

Общее решение этого неоднородного дифференциального уравнения с

постоянными коэффициентами имеет следующий вид:

Р2so cnis,

j=+At РBРt+

(7)
63

где А и В - постоянные интегрирования.

Постоянные А и В определим из начальных условий. В начальный момент

времени подвижная система находится в состоянии покоя. Поэтому

начальные условия имеют вид:

j= 0, j = 0 при t = 0

Используя первое начальное условие ;

j= 0 при t = 0;

получаем :

Р2

A + ; A = - Рb2

Используя второе начальное условие;

j= 0 при t = 0

имеем

&j=- +ЧРAt РBРtРni ssoc; B Р = 0; В= 0.

Подставляя , значение постоянных интегрирования в общее уравнение (7)

получим:

РtР2( 1soc).

j= -(8)

Подставляя уравнение (2.8) значение постоянных b и Р получим уравнение

движения подвижной системы скало по Беляеву Н.Н. [61]:

(1cos

([ 1)soc]22

Kl rrFll

+--

(9)

где l1 - расстояние от оси скало до оси подскалины.
64

Решая полученное уравнение движения скало относительно К получаем

следующее расчетное уравнение для определения натяжения основы:

( )

[ ( )] чч

+--

+Ч-

lrr

lСFl

soc1cos

221cos

(10)

Таким образом, величина натяжения основы в значительной мере

зависит от значения множителя (1-cos

2 C 12l ). Если эта величина составляет

малое значение, то натяжение основы получается очень большое. В свое

очередь, величина (cos

2 C 12l ), в значительной мере зависит от частоты

собственных колебаний подвижной системы скало.

Выражение (10) с одной стороны показывает, что с уменьшением

диаметра основы на навое, то есть с увеличением значения угла отклонения

скало, изменяются размеры плеч и увеличивается сила пружины, а это

приводит увеличению натяжения основы.

Опираясь на зависимость (10) проведем численный расчет натяжения

нитей основы при различных значениях диаметра навоя, угла отклонения

скало () и угла схода () основы на навое, а также при постоянных

значениях угла ().

Для этого примем исходные данные:

l1 = l =15 см; n = 180 мин-1; = 1200 r = 6,60 см;
65

Y = 15,3 кг·см·с2 F = 60 кг; = 20 - 40;

С = 15,7 кг/см.

t= = 0,11 сек; = 0 – 280;

Рассчитываем величину Р по формуле

462

51,3

==ЧЧ122 2 51,7152=

P==26 412,5

Таблица 4.1.

Результаты расчета натяжения основы при const; const

№ 1 2 3 4 5

D , см 55 45 35 25 15

j , рад 0,035 0,044 0,052 0,061 0,07

lC 212j247 311 367 431 495

Р 21,5 21,5 21,5 21,5 21,5

soc ЧРt 0,102 0,102 0,102 0,102 0,102

1so c-ЧРt 0,898 0,898 0,898 0,898 0,898

b , град 0 7 12 17 28

so cb, рад 1 0,993 0,978 0,956 0,883

(l + r)Чcosb - r 15,0 14,85 14,53 14,05 12,48

( )

( Р t)

lrr

-Ч

+Ч-Ч

1cos

cosb 15,3 15,2 14,8 14,3 12,7

1 2ЧF1 -l ( Р t)Чcos1616 1616 1616 1616 1616

K , кг 122 127 134 143 166

Таблица 4.2.

Результаты расчета натяжения основы при j № const; b = const

№ 1 2 3 4 5

D , см 55 45 35 25 15

j , рад 0,035 0,044 0,052 0,061 0,07

lC 212j247 311 367 431 495

Р 21,5 21,5 21,5 21,5 21,5

soc ЧРt 0,102 0,102 0,102 0,102 0,102
66

1so c-ЧРt 0,898 0,898 0,898 0,898 0,898

b 0 0 0 0 0

l1-cos(Р t )Ч 1616 1616 1616 1616 1616

К, кг 122 126 130 134 139

Анализ таблицы 4.1. показывает, что изменение угла поворота скало j

и угла схода нити b по мере срабатывания намотки на навое приводит к

увеличению натяжения нитей основы на 36 % это обусловлено изменением

диаметра намотки на навое, что приводит: во-первых, к увеличению нагрузки

на нити основы за счет увеличения угла схода нитей; во- вторых, изменение

угла поворота скало приводит к увеличению растяжки пружины. В

результате чего постоянство величины отпуска основы обеспечивается

увеличением натяжения нитей основы.

Установка дополнительного неподвижного скало О (рис. 4.1., см.

приложение 4) обеспечивает постоянный угол схода нитей основы с намотки

ткацкого навоя . В таблице 4.2. приведен расчет при постоянном угле схода

нитей с навоя = const и переменном угле отклонения скало j№const по мере

срабатывания намотки на навое.

При постоянном угле схода основы (табл. 4.2.) происходит нарастание

натяжения нити основы по мере срабатывания навоя на 14%, так как от

диаметра намотки навоя будет зависит положение скало, которое определяет

деформацию нагружающей пружины подвижной системы.

Результаты таблиц 4.1. и 4.2. наглядно проиллюстрированы на рис. 4.2.

Как видно из рис. 4.2. целесообразно установка дополнительного скало,
67

которое по мере срабатывания намотки на навое обеспечивает некоторую

стабильность натяжения нитей основы.

100

110

120

130

140

150

160

170

55 45 35 25 15

Ряд1 Ряд2

Ряд 1 - const; const; Ряд 2 - j № const; b = const.

Рис. 4.2. Зависимость натяжения нитей основы от диаметра намотки на

навое.
68

ВЫВОДЫ:

1. Приведен анализ работы существующей системы механизма отпуска и

натяжения нитей основы на станках СТБ.

2. Проведен аналитический расчет натяжения нитей основы , где

обоснована модернизация системы отпуска и натяжения нитей основы.

3. При срабатывании намотки на навое нарастание натяжения нитей

основы для существующей системы на 36%, а для модернизированной

системы на 14%.

4. Целесообразно для стабилизации натяжения нитей основы

устанавливать в зоне навой-скало дополнительный неподвижный валик,

обеспечивающий постоянный угол схода основы с намотки за весь период

срабатывания навоя.
69

5. ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ

ТКАЦКИХ СТАНКОВ

Работающие на станках СТБ должны соблюдать определенные правила

техники безопасности.

На станках имеются следующие опасные места: механизм привода

(электродвигатель, клиноременная передача и фрикционная муфта),

зубчатые, цепные передачи, бердо с направляющими гребенками и другие

движущееся детали батанного механизма.

Для предупреждения несчастных случаев все виды передач должны

иметь ограждения в виде крышек и футляров. Остов станка, пускатель и

корпус электродвигателя должны быть заземлены. Обслуживающий
70

персонал не должен касаться электропроводов. Ремонт и уход за

электрооборудованием может проводить только специалист.

Станок пускается в работу обслуживающим персоналом. Пускатель

включается лишь после того, как будет установлено, что нет причин, которые

могут вызвать аварию. При перерывах в работе, ремонтных работах, чистке и

смазке после окончании смены, при заправке и перезаправке основы станок

должен быть включен; предохранительная игла должна быть вставлена в

отверстие конечного выключателя.

Помощник мастера обязан изучить и совершенствовать методы

безопасной работы. Он должен добиваться быстрейшего устранения

недостатков, которые могут вызвать несчастные случаи. Нельзя допускать

ткачей к работе на неисправном оборудовании и с неисправными

ограждениями, нельзя работать неисправным инструментом.
71

Перед началом работы следует привести в порядок свою рабочую

одежду, подготовить необходимые для работы инструменты, проверить

наличие заземления и отсутствие оголенных проводов.

Во время работы помощник мастера должен следить за правильностью

выполнений правил техники безопасности рабочими комплекта,

осуществлять тщательный профилактический осмотр станков с целью

недопущения разладок, которые могут вызвать несчастный случай.
72

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

ЗАПРАВОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОДУКЦИИ И

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ТКАНИ

1. Наименование продукции Миткаль арт. 16

2. Наименование и марка оборудования СТБ-2-216

3. Линейная плотность нитей основы, текс 18,5

4. Линейная плотность нитей утка, текс 15,4

5. Плотность ткани по основе, на 10 см ткани 279

6. Плотность ткани по утку, на 10 см ткани 268

7. Количество нитей в основе, шт 2700

8. Ширина суровой ткани, см 97

9. Частота вращения главного вала, мин-1 180

10. Обрывность основы на 1 м ткани 0,25

11. Обрывность утка на 1 м ткани 0,06

,яьворус м 001 ан ижярп дохсаР.2 1основы 10,73

кг утка 8,62

13. Производительность ткацкого станка

8,06

01268

060812

ЧЧ

А м/ч

0,797,82

01268

060812

Ч=

ЧЧ

Ч=

ЧЧ

= C

А м2/ч

0606081221600

TAn z=Ч Ч=ЧЧ= ут/ч

14. КПВ = 0,785
73

15. Норма производительности ткацкого станка

Н1 = АТ1 ·КПВ = 8,06 · 0,785 = 6,33 м/ч

Н2 = АТ2 ·КПВ = 7,82 · 0,785 = 6,14 м2/ч

Н3 = АТ3 ·КПВ = 21600 · 0,785 = 16956 ут/ч

ЗАПРАВОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОДУКЦИИ И

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ТКАЦКОГО СТАНКА

ПРИ ОПТИМАЛЬНОМ НАТЯЖЕНИИ ПРЯЖИ

1. Наименование продукции Миткаль арт. 16

2. Наименование и марка оборудования СТБ-2-216

3. Линейная плотность нитей основы, текс 18,5

4. Линейная плотность нитей утка, текс 15,4

5. Плотность ткани по основе, на 10 см ткани 279

6. Плотность ткани по утку, на 10 см ткани 268

7. Количество нитей в основе, шт 2700

8. Ширина суровой ткани, см 97

9. Частота вращения главного вала, мин-1 200

10. Обрывность основы на 1 м ткани 0,21

11. Обрывность утка на 1 м ткани 0,04

,яьворус м 001 ан ижярп дохсаР.2 1основы 8,90

кг утка 5,73

13. Производительность ткацкого станка

8,96

01268

060022

ЧЧ

А м/ч
74

0,798,68

01268

060022

Ч=

ЧЧ

Ч=

ЧЧ

= C

А м2/ч

0606002221600

TAn z=Ч Ч=ЧЧ= ут/ч

14. КПВ = 0,785

15. Норма производительности ткацкого станка

Н1 = АТ1 ·КПВ = 8,96· 0,792 = 7,10 м/ч

Н2 = АТ2 ·КПВ = 8,68 · 0,792 = 6,14 м2/ч

Н3 = АТ3 ·КПВ = 24000 · 0,792 = 19008 ут/ч
75

ПЛАНИРОВАНИЕ ОБЪЕМА ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ

Потребность

в пряже на

100 м ткани

Годовая

потребность в

еинавонемиаНпряже, тн

ткани

Количество

установленного

оборудования

Часовой

фонд

времени

Станкочасы

в работе

Производительность

оборудования

Валовый

выпуск

продукции

Основа Уток Основа Уток

Миткаль

Арт. 16

(базовый)

50 4156 201566 6,33 1275,9 10,73 8,62 136,58 109,72

Миткаль

Арт. 16

(исследуемый)

50 4156 201566 7,10 1431,1 8,90 5,73 127,4 82,0
ЗАТРАТЫ НА ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СЫРЬЯ

Годовая

потребность в

пряже

Общая стоимость

еинавонемиаНсырья

сырья

Единицы

измерения

Базовый

Вариант

Исслед.

вариант

Цена

единица

продукции Базовый

вариант

Исслед.

вариант

Основная пряжа тн 136,58 127,4 2660 363302,8 338884,0

Уточная пряжа тн 109,72 82,0 2720 298438,4 223040,0

Вспомогательный

материал

тн 13234,84 11238,48

Итого тн 674976,02 573162,48

МАТЕРИАЛЬНЫЕ ЗАТРАТЫ В СЕБЕСТОИМОСТИ ПРОДУКЦИИ

Наименование

затрат

Единицы

измерения

Годовое

потребление

Цена за

единицу

Сум.

Годовые

издержки

т. сум.

Эл. энергия т.квт 864,45 50 43222,5

Мазут тн. 250 500,00 12500,0

Вода куб.м 300000 60,0 18000,0

Газ куб.м 150000 40 6000,0

Прочее

Итого 79722,50
77

ЗАТРАТЫ НА ОПЛАТУ ТРУДА

Наименование

профессий

Количеств

о рабочих

Среднемесячн

ая заработная

плата

сум.

Годовая

заработна

я плата

т.сум

Всего

затрат

ы на

оплату

труда

т.сум

I. Производственные рабочие

1. Квалифицированные

рабочие

20 200000 2400,0 48000,0

2. Неквалифицированные

рабочие

8 175000 2100,0 16800,0

3. Вспомогательные

рабочие

6 150000 1800,0 10800,0

Итого 34 75600,0

Отчисление в единый

социальный налог

18144,0

II. Администрация

1. Управляющие 3 240000 2880,0 8640,0

2. Клерки 3 220000 2640,0 31680,0

3. Тех.наладчики 2 180000 2160,0 4320,0

4. Секретари 1 125000 1500,0 1500,0

Итого 9 46140,0

Единый социальный

налог

11073,60

Всего 43 150957,6
78

ЗАТРАТЫ НА ОПЛАТУ ТРУДА

Наименование

профессий

Количеств

о рабочих

Среднемесячн

ая заработная

плата

сум.

Годовая

заработная

плата

т.сум

Всего

затраты

на

оплату

труда

т.сум

I. Производственные рабочие

1. Квалифицированные

рабочие

18 200000 2400,0 43200,0

2. Неквалифицированные

рабочие

8 175000 2100,0 16800,0

3. Вспомогательные

рабочие

6 150000 1800,0 10800,0

Итого 32 70800,0

Отчисление в единый

социальный налог

16992,0

II. Администрация

1. Управляющие 3 240000 2880,0 8640,0

2. Клерки 3 220000 2640,0 31680,0

3. Тех.наладчики 2 180000 2160,0 4320,0

4. Секретари 1 125000 1500,0 1500,0

Итого 9 46140,0

Единый социальный налог 11073,60

Всего 43 145005,6
79

ЗАТРАТЫ НА АМОРТИЗАЦИЮ

Наименование

объекта

Норма

амортизации

Количество

объектов

Стоимости

объектов

Сумма

амортизационных

отчислений

Здания

коммуникации

10 2 750000 75000,0

Машины и

оборудования

15 50 1000000 150000

Прочее 10500,0

Итого 235500,0
80

ИЗДЕРЖКИ ПРОИЗВОДСТВА НА ВЫПУСК ПРОДУКЦИИ

ПРИ БАЗОВОМ ВАРИАНТЕ

Наименование

показателей

Всего издержки,

т. сум.

Стоимость

единицы

продукции,

сум.

к итогу

Сырье 674976,02 529,02 55,4

Материальные

затраты на

производство

79722,50 62,78 6,5

Запасные части 13499,52 10,58 1,1

Заработная плата

производственных

рабочих

75600,0 59,25 6,2

Отчисления в

единый

социальный налог

18144,0 14,22 1,5

Прочие

производственные

издержки

33748,80 26,45 2,8

Заработная плата

администрации

46140,0 36,16 3,8

Отчисления в

единый

социальный налог

11073,60 8,68 0,9

Прочие

административные

издержки

922,80 0,72 0,0

Амортизация 235500,0 184,57 19,3

Налог на

имущество

30000,0 23,51 2,5

Итого 1219327,24 955,66 100
81

ИЗДЕРЖКИ ПРОИЗВОДСТВА НА ВЫПУСК ПРОДУКЦИИ

ПРИ ИССЛЕДУЕМОМ ВАРИАНТЕ

Наименование

показателей

Всего издержки,

т.сум.

Стоимость

единицы

продукции,

сум.

к итогу

Сырье 573162,48 400,50 51,9

Материальные

затраты на

производство

79722,50 55,71 7,2

Запасные части 11463,25 8,01 1,0

Заработная плата

производственных

рабочих

70800,0 49,77 6,4

Отчисления в

единый

социальный налог

16992,0 11,87 1,5

Прочие

производственные

издержки

26858,12 20,02 2,6

Заработная плата

администрации

46140,0 32,24 4,2

Отчисления в

единый

социальный налог

11073,60 7,74 1,0

Прочие

административные

издержки

922,80 0,64 0,0

Амортизация 235500,0 163,86 21,2

Налог на

имущество

30000,0 20,96 2,7

Итого 1104434,75 771,74 100
82

СТРУКТУРА ЗАТРАТ НА ВЫПУСК ПРОДУКЦИИ ПРИ

ИСПОЛЬЗОВАНИИ ДВУХ ВАРИАНТАХ ПРОИЗВОДСТВА

Величина

Отклонение

Наименование

показателей Базовый

вариант

Новый

вариант

абсолют

+, -

к итогу

Сырье 674976,02 573162,48 101813,54 15,1

Вспомогательные

материалы

79722,50 79722,50 - -

Запасные части 67497,60 57316,25 10181,35 15,8

Заработная плата

производственных

рабочих

75600,0 70800,0 4800,0 6,3

Отчисления в

единый

социальный налог

18144,0 16992,0 1152,0 6,3

Прочие

производственные

издержки

33748,80 28658,12 5090,68 15,1

Издержки

производства

продукции

949688,92 826651,35 123037,57 13,0

Заработная плата

администрации

46140,0 46140,0 - -

Отчисления в

единый

социальный налог

11073,6 11073,6 - -

Прочие

административные

издержки

922,80 922,80 - -

Операционные

издержки

1007825,32 884787,75 123037,57 12,2

Амортизация 235500,0 235500,0 - -

Маркетинговые

издержки

6749,76 5731,62 1018,14 15,1

Прочие

финансовые

издержки

20156,51 17695,75 2460,76 12,2

Налог на

имущество

30000,0 30000,0 - -

Издержки

проданной

продукции

1300231,59 1173715,12 126516,47 9,7
83

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ОПТИМИЗАЦИИ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВЫРАБОТКИ ТКАНИ

МИТКАЛЬ

Величина Отклонение

Показатели

Единицы

измерения Базовый

вариант

Исслед.

вариант

Абсолют

+, -

к итогу

Наименование и марка

оборудования

СТБ-2-216

Плотность ткани по

утку на 10 см ткани

нит/дм 268 268

Частота вращения

главного вала

об/мин 180 200 20 11,1

по

основе

0,25 0,21 0,04 16,0

Обрывность

пряжи,

приходящаяся

на 1 м ткани:

по

утку

обр/м

0,06 0,04 0,02 33,3

ижярп дохсаРоснова 10,73 8,90 1,83 17,0

на 100 м

ткани: уток

кг

8,62 5,73 2,89 33,5

Производительность

ткацкого станка

м/ч 6,33 7,10 0,77 12,2

КПВ 0,785 0,792 0,007 0,9

Количество нитей в

основе

нит 2700 2700 - -

ьтсонбертоПоснова 136,58 127,4 9,18 6,7

в пряже уток

тн

109,72 82,0 27,72 25,3
84

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОПТИМИЗАЦИИ

ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ТКАНИ МИТКАЛЬ НА ТКАЦКИХ

СТАНКАХ СТБ

Величина Отклонение

Показатели

Единица

измерения Базовый

вариант

Оптимальный

вариант

+, - %

Количество

ткацких станков

в заправке

шт. 50 50 - -

Валовой выпуск

продукции

тыс.м. 1275,9 1431,1 155,2 12,2

Среднесписочное

число

работающих

чел. 43 41 2 5,0

Среднемесячная

заработная плата

сум 235930,23 237682,92 1752,69 0,7

Затраты на

выпуск

продукции

т.сум 949688,92 826651,35 123037,57 13,0

Издержки

проданной

продукции

т.сум 1300231,59 1173715,12 126516,47 9,7

Доход

предприятия

т.сум 350553,52 631744,78 281191,26 80,2

Собственный

капитал

т.сум 1750000 1750000 - -

Отдача

собственного

капитала

сум 1,35 1,49 0,14 10,4

Рентабельность

продукции

% 37,0 76,4 39,4 39,4

Затраты на один

сум товарной

продукции

сум/сум 0,730 0,704 0,026 3,6
85

ВЫВОДЫ

В данной экономической части магистерской диссертации

представлено технико–экономическое обоснование ткацкого производства,

вырабатывающего ткань Миткаль арт. 16, предназначенную для одежных

тканей на ткацких станках марки СТБ-2-216. В ходе анализа и разработки

маркетинговой стратегии был рассчитан бизнес- план по выпуску тканей

одинакового назначения, так как в настоящее время именно эти ткани

пользуются большим спросом у потребителя. Технологическая цепочка

выработки ткани была выбрана в соответствии с техническим расчетом

ткани.

При расчете организационной части бизнес- плана производительность

ткацкого станка базового и оптимального вариантов составила 6,33 м/ч и 7,10

м/ч соответственно. В связи, с чем отклонение в объеме выпуска продукции

предприятия мощностью в 50 ткацких станков составила 12,2 % в пользу

исследуемого образца.

Расчет финансовой части исследуемой работы дал следующие

результаты: доход предприятия при затратах на выпуск продукции при

базовом 949688,92 т.сум и оптимальном 826651,35 т.сум вариантах возрос на

80,2 %, т.е. отклонения составили 281191,26 т.сум. При этом рентабельность

исследуемого образца возросла по отношению к базовому на 39,4 % и

составила 76,4 % против 37,0 %, что говорит об эффективности

предлагаемого проекта.
86

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основе теории распространения волн в упругой среде установлено,

что при увеличении скорости прокладывания, деформация и натяжение

уточной нити увеличиваются в среднем на 30% и при увеличении

коэффициента трения нити о поверхность механизмов прокладывания

натяжение и деформация уточины уменьшаются на 19%.

2. Определено то, что натяжение и деформация нитей утка по зонам на

участке прокладчик - бобина снижается при коэффициентах трения нити о

направляющие равном 0,1 на 45%, а при равном 0,2 на 70%.

3. Предложена модернизированная система торможения уточной нити

для станков СТБ, где натяжение нитей основы имеет равномерный

(безударный) характер.

4. Получены аналитические зависимости деформации и натяжения

уточины при модернизированной системе механизма. С повышением угла

трения и коэффициента трения, деформация и натяжение уточины

уменьшаются на участке перед модернизированной системой механизма. Это

уменьшение наиболее выражено при максимальных значениях коэффициента

трения нити об орган торможения.

5. Проведен аналитический расчет натяжения нитей основы , где

обоснована модернизация системы отпуска и натяжения нитей основы.

6. При срабатывании намотки на навое нарастание натяжения нитей

основы для существующей системы на 36%, а для модернизированной

системы на 14%.
87

7. Целесообразно для стабилизации натяжения нитей основы

устанавливать в зоне навой - подвижное скало дополнительное неподвижное

скало, обеспечивающее постоянный угол схода основы с намотки за весь

период срабатывания навоя.

8. Произведен анализ техники безопасности работы на станках СТБ.

9. Экономический эффект от внедрения результатов исследований

составляет 5623824 сум в год на один ткацкий станок.
88

Литература

1. Каримов И.А. Узбекистан по пути углубления экономических реформ.,

Ташкент, 1995 г.

2. Каримов И.А. Узбекистан устремленный в XXI век., Ташкент, 1999 г.

3. Кузовкин К.С. и др. Опыт работы на станках СТБ., М., Л.И., 1968 г.

4. Оганесян Д.Н. Исследование натяжения уточной нити на станках с

микропрокладчиками., Т.П., 1965 г., №8.

5. Топилин А.П. и др. Автоматические бесчелночные ткацкие станки

СТБ2-250., М., Л.П., 1969г.

6. Шамштейн А.И. Исследование процесса сматывания текстильных

нитей с поверхности конических патронов из различных материалов.

Автореферат диссертации., Кострома., 1973 г.

7. Ефремов Е.Д. О неравномерности движения нити при перемотке на

мотальных машинах. Автореферат диссертации., Иваново, 1963 г.

8. Ефремов Е.Д. О влиянии направляющих устройств на натяжение

движущейся нити., Т.Т.П., 1960 г., №1.

9. Блинов И.П. Усовершенствованный уточный тормоз станка СТБ. Т.П.,

1982 г., №11

10.Столяров А.Н., Абрамов В.А. Модернизированный уточный тормоз

станка СТБ. Р.С. Ткачество, 1983 г., № 44.

11.Петухов В.А. Модернизация бесчелночных ткацких станков. Киев.,

Техника, 1987г.
89

12.Гордеев В.А. Динамика механизмов отпуска и натяжения нитей основы

ткацких станков, М., Л.И., 1965 г.

13.Ерохин Ю.Ф. Исследование и совершенствование процесса ткачества.

Автореферат диссертации. М., 1980 г.

14.Балакирев И.И. Совершенствование процесса формирования тканей на

станках АТПР. Автореферат диссертации. Иваново, 1981 г.

15.Быкадоров Р.В. Регулирование качества тканей на ткацких станках. М.,

Л.И., 1984г.

16.Макаров А.И. и др. Оптимальные параметры установки механизмов

отпуска и натяжения утка и основы на станках СТБ2-330 ШЛ.

ЦНИИЕЭИ, М., 1973 г.

17.Дицкий А.В. Основы проектирования машин ткацкого производства.

М., 1983 г.

18.Мамцев Е.И. Исследование механизма подачи основы станка СТБ.

Автореферат диссертации. М., 1966 г.

19.Кадырова Д.Н. Исследование и стабилизация натяжения нитей основы

на бесчелночных ткацких станках. Диссертация., Ташкент, 2001 г.

20.Богза А.Д. и др. Исследование надежности процесса прокладывания

утка на станках СТБ., М. Л.И., 1978 г.

21.Алимова Х.А. и др. Волны Рахматуллина в нитях и стержнях. Ташкент,

Фан, 2001г.

22.Эргашев М. Свойства и взаимодействие волн в нити. Ташкент, Фан,

2001 г.
90

23.Эргашев М. Волновые задачи соударения нити с твердыми телами.

Ташкент, Фан, 2001 г.

24.Рахимходжаев С.С. и др. Теория образования ткани. Ташкент, 2007 г.

25.Орнатская В.А. и др. Проектирование и модернизация ткацких машин.

М., Л.И., 1986 г.
91

Приложение 1

Приложение 2
92

Приложение 3
93

Оптимизация натяжения нитей основы и утка на ткацком станке СТБ