Цитович И.Г. Технологическое обеспечение качества и эффективности процессов вязания поперечновязанного трикотажа

Подождите немного. Документ загружается.

но, что ДНП с ростом коэффициента трения уменьшается. Этот факт

является важным для технологии вязания: контроль ДНП предопре-

деляет входной контроль сырья по фрикционным показателям*.

В условиях стабилизации скорости варьируемые параметры с от-

клонениями не более ± 0,02 мм не приводят к изменению ДНП. Изме-

нение глубины кулирования (рис. 5.7, а) проявляется в изменении

уровня входного натяжения То, однако это не влияет на ДНД. Было

установлено, что увеличение усилия оттяжки также приводит к не-,

значительному росту входного натяжения нити То.

Из рис. 5.7, о также следует, что в условиях стабилизации скорос-

ти нити одинаковую ДНП можно полу.чить при меньшей глубине ку-

лирования по сравнению с условиями, когда подача нити отсутству-

ет, т.е. при меньших значениях натяжения нити в зоне петлеобразо-

вания. Это также одно из преимуществ подачи нити со стабилизацией

скорости. Экспериментальные данные в целом подтверждают выво-

ды, которые следуют из соотношений (5.13) и (5.16).

Выражение (5.13) позволяет получить следующее соотношение

между скоростью подачи нити Vn, скоростью игольного цилиндра ма-

шины v„ и ДНП /:

+ ' (S.I7)

^Будем считать, что натяжение нити при входе в нигеподающее уст-

ройство выбрано таким образом, что а < 0,001. Тогда из соотношения

(5.17) получим выражение **

''п —»Ц. (5,18)

которое устанавливает однозначное, соответствие скорости подачи

нити

и ДНП I. Необходимо отметить, что это справедливо для усло-

вий, когда между нитью и нитеподающим органом отсутствует про-

скальзывание, т.е. реализуется дозированный способ подачи нити со

стабилизацией скорости.

Возникает естественный вопрос о роли глубины кулирования и

усилия оттяжки как факторов, определяющих режим вязания. Для

того чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим следующую модель

процеса вязания (рис. 5.8).

На указанной схеме в качестве основных факторов, определяю-

щих состояние нити, приняты показатели ее скорости и натяжения Vi,

Ti и Vo, То соответственно до и после нитеподающего устройства и v,

Т для кулируемой нити. Примем в первом приближении, что Vi = v„.

Из условий неразрывности нити для каждого из ее сечений имеем

* в случае переработки пряжи с различными фрикционными свойствами одинаковой

линейной плотности требуется корректирование (компенсация) возникающей системати-

ческой погрешности.

Такой переход не является абсолютно коррекгным.

1 ; :

L|i!r

i i

'if

lii

ill

Sflfj

i^-i

'i'iil

illiil

! 1

)' i '

I» '

'll I"

lili

ilAiP

Рис. 5.8. Модельгпроцесса. вязания'

- Л, .n л—

dm mo ' i

где m и mo - масса ниги соогаетсгвенно

'в деформированном'и''свободном сос-^

юянии;

/ = 1' + аТ.- функция, характе-

ризующая свойства нити. , '/

Данное соотношение можно

эап1)сать как

= const. (5.19)

Найдем Го = Го (Г, v, v^). Примем, как обычно,

Г =10 6^"', (5.20)

где |i

—

коэффициент тангенциального сопротивления движению нити; ^ суммарный ,

угол обхвата нитью петлеобразующих органов.

Исходя из соотношения (5.)

с учетом выражения (5.20), можно

составить соотношение, справедливое для сечения нити до нитепо-

дающего устройства и для сечения кулируемой. нити, где ее натяже-

ние максимально и равно Го е'"'':

,ИФ

(5.21}

aTi

1 +

аГое

После преобразования соотношения (5.21) можно получить выра^

жение для натяжения нити Го при входе ее в зону вязания:

Го=-

Цф

Г.+

' Vne

Цф

(— 1).

• (5.22)

а е

Уравнение (5.22) является статической характеристикой процесса

подачи нити и устанавливает зависимость натяжения Го от натяже-

ния подаваемой нити Г, скорости подачи нити v^, скорости провязы-

вания нити

с учетом коэффициента упругости а(1/а = р, где р -

коэффициент жесткости нити) и коэффициента тангенциального со-

противления ц.

При изменении глубины кулирования и усилия оттяжки изменя-

ется'скорость провязывания нити v. Из соотношения (5.22) следует,

что с ростом скорости

натяжение нити Го возрастает и наоборот. При

< Vn процесс вязания нарушается, так как натяжение становится

меньше нуля (Го < 0). Таким образом, при дозированной подаче нити

регулированием глубины купирования устанавливают необходимое

входное натяжение нити, обеспечивая стабильность механических

условий взаимодействия нити с петлеобразующими органами маши-

ны. Изменение усилия оттяжки через скорость нити также изменяет

входное натяжение нити Го, что следует из выражения (5.22).

Ниже показано,, что скорость нити однозначно соответствует дли-

не нити в петельных рядах, длине уработки нити или ДНП.

5.3. Зависимость продольной скорости нити от параметров

структуры трикотажа и условий вязания

• Основное свойство строения трикотажа - однородность структу-

ры*. Для главных и производных переплетений однородность струк-

туры ограничивается размерами петель, для рисунчатых - размерами

раппорта переплетения. Переплетения с однородной структурой вя-

жутся с относительно постоянным потреблением нити, что позволяет

реализовать режим' дозированюй подачи нити с постоянной ско-

ростью и обеспечить высокую технологическую точность процесса вя- ,

зания.

Для главных переплетений, структура которых образована толь-

ко петлями трикотажа с постоянной ДНП /о, скорость нити v, м/мин,

может быть определена, если известны частота вращения игольного

цилиндра п и число игл в цилиндре т, из соотношения

у = 10-^/оПт. , (5.23)

При этом длина петельного ряда L, м, будет

Для плосковязальных машин закономерность потребления нити с

паковки (v„, м/мин) более сложная [6]:

v„ = 60v(fc±-—4====-), (5.24)

где

- cKopqcib перемещения каретки, м/с; к

—

ко^фициент кулировакия нити (fc = l/t„,

здесь t„

—

игольный шаг,

1 —

ДНП); x,y,z

—

координаты положения нитевода относитель-

но нитепроводящей системы, при этом х

x{t), dx/dt = v.

6 данном случае наблюдаются периодические изменения скорости

при реверсивном движении нитевода.

При традиционной боковой заправке нити для плосковязальных

,. ;* Принципиально важной для управления процессом'вязания является количествент

ная оценка однородности структуры; закономерностей потребления нити и,строения трит г

котажа.

' (I

!|t

1 ?

I i

I'l

„..v'....^....-. i.....^. :

автоматов скорость нити для прямого v^ и обратного

ходов нитево-

да характеризуется отношением

й|'|1| I , ' Vn ' Ic'+l I i+'t„ ' ' I ' ' ' . ' • > , I .

Соотношения (5.24) и (5.25) могут быть положены в основу разра-

ботки программных устройств дозированной подачи нити на плоско-

' , вязальных машинах с включением и выключением подачи нити в

f; точках, определяемых положением крайних игл зоны вязания.

При расчете необходимой скорости подачи нити v будем исходить

из того, что петля является основной структурной единицей трикота-

жа. Петли могут в самых' различных сочетаниях располагаться в

структуре трикотажа и соединяться между собой протяжками различ-

ной формы и длины. В зависимости от назначения трикотажа (белье-

вые изделия, верхние, чулочно-носочные) даже при^ выработке из

пряжи (нити) одной и той же линейной плотности ДНП могут быть раз-

личными. Эти различия можно отнести к безразмерным характерис-

[; I тикам заполнения трикотажа нитью: в зарубежной практике приме-

fi " ' няют понятие коэффициента заполнения fe'(cover factor), в отечествен^

' Ifjlil,

i'V I

ДНП к

ШШШШ^ шмртру; НИТИ; Т-; {Величину запол-

ШШ^'Шётшт^^ смысл

ШШ^ШШттттяШтот^ортотпёШШошШШШ!, т.е. показы-

вает, какую долю толщина нити занимает в ДНП). Однозначное соот-

, , f ,0 и к

пс)зврл51,ет.

найти ,для.типичных наиболее.<мас-

переплетений, из

и шерртдарй п

товерные) их оценки. Если считать, что диаметр нити пропорциона-

J^.^JSPPHK' К,вадрэтнрму, из линейной, пл « J^ ) ^о

согласно Дж. Нэптону [114] ДНП определится из соотношения

К ' . ^ (5.26)

:Где /Г,^.коэффициентуполнения; .когор находится в пре-

, ....м.п. . . делах.7....

...

.............Jr...).. ........ .;.,..,............,;........г:.::.....;..f... v.::....'.-.j................. ..

1l Pi ' 'J' , , , ,1 ' ,, , , 1 J

f.,, • При этом рекомендуемые значения К для промышленных полотен

,ii.|vfr

,:«r с вязальных.;машингследуюише: ^однофойтурнШ''/?'

^ых^ттншК = 16,2 (оптимально а: = 15); интерлочных для петель

ластика К

16,2, петель глади К

13,8.

Г' ,

(0,62

...0,72)7^. ' , '

(5 27)

!;..';, , J'^.9.. '^1'актически совпадает с рекомендациями И.И.Шалова, если ис-

, ^^одать рри проектировании, ю модуля, петли как основной безраз-

' 1, мерной характеристики качества трикотажа.

Необходимо учитывать, что указанные соотношения справедливы

.'1,1,,'.!.!,., !„'... .... ......„.,',. ,

... ..!..'„.

.,,,,!..... .,!.....

... ....„ .1...,. ,.. .... ..L

ii^'iLi I '!' . „.......^.......^.у..,.,...,.....,,,,....,....,.

Рис. 5.9. Сочетание рядов и пе- • Я » fl » Я » Я « Я /

тель при вязании французского

лике ' ^ А ' ^ ' '

й • fi • а ' Я ' Я • а

При 'определенных рациональных соотношениях между линейной

плотностью нити и классом вязальной машины и относятся к выра-

ботке бельевого и верхнего трикотажа простыми и комбинированны-

ми переплетениями.

ДНП будем относить только к петле. Хотя это очевидно, в литера-

туре и в производственной практике ДНП в общем виде определяют

как среднюю длину нити, отнесенную к числу петель на данном

участке трикотажа. Следует считать, например, что ДНП глади и про-

изводной глади одинаковы, как и их модули петель, в то же время

средние значения длины нити, отнесенные к числу петель (их,уработ-

ка), различны.

Рассмотрим пример расчета скорости нити, которая обеспечивает

получение .заданных структурных параметров трикотажа при вяза-

нии комбинированного переплетения французское пике (рис. 5.9) на

кругловязальных ластичных машинах. Полагая в первом приближе-

нии, что длины нити в ластичных петлях и петлях глади одинаковы,

найдем

Например, при переработке пряжи линейной плотности 31 текс х 2

на машине 12 кл.

/„ = 0,65 1/6^=5,1 мм."

Длина петельных рядов 2 и 4, образующих двуластик, при числе

игл в машине т = 624

= '0(2"» - ) = 5,1 • 1,5 • 624 = 4,8 • 10^ мм. (5.28)

' Длина петельных рядов 1 и 3 производной глади, считая длину

протяжки, равной'игольному шагу,

' ' " 25,4 m • 624

1,3

= ('о +—) = —= (S.1 + 2,12) = 2,3 • 10^ мм. (5.29)

Разделив,длины петельных рядов L на полное число игл в цилинд-

ре т, получим среднюю длину отрезка нити, приходящуюся на один

игольный шаг (длину уработки нити)*:

*Из уравнения (5.30) видно, что величины.ij jH [2,4отличаются от величины 1(,и не

могут быть квалифицированы как длины нити в петлях трикотажа, что принято в учеб-

ной и производственной литературе. Тем более эти величины не могут быть приняты для

оценки модуля петли.

f p i I

fll'

f'l,

'ii

•ijlri!;

,111 n

!п

I Ml

Если длина петельного ряда L, то при частрте вращения игольного

цилиндра п, MHH'S средняя скорость движения нити без учета.ее рас-

тяжимости будет

у=Гл

•

Ю-^м/мин.

' !(||| Р

^ ' '

' || Няппммйп ппи п

и. мин"'

Например, при п = 22 мин"' для выработки полотна с предусмот-

',ренными параметрами его структуры должно быть

Vj 4 = 4,8 • 22 = 106 м/мин; Vj 3 = 2,3 • 22 = 51

м/мин.

5.4. Управление технологической точностью процессов вязания.

Основные методы

Анализ структуры процесса вязания и модели формирования пог-

решностей и технологической точности позволяет наметить комп-

лексный подход к технологическому обеспечению качества при вяза-

нии поперечновязаного трикотажа, сочетающий следующие методы

(схема 5.3):

[

; уменьшение систематических погрешностей на стадии наладки

процесса вязания;

уменьшение доли случайных воздействий на процесс (случайных

составляющих);

компенсация функциональных и систематических погрешностей

в процессе изготовления продукции путем активного статистическо-

го контроля параметров процесса вязания и их регулирования на

основе анализа свойств временных рядов;

выборочный (статистический) контроль параметров изготовлен-

ной продукции (разбраковка по сортовым показателям и статистй-

S •

ческий анализ точности).

Указанные методы должны сочетаться с входным контролем тех-

; дологических свойств пряжи (фрикционных, деформационных и др.)

и базироваться на проектировании исходных технологических дан-

ных (структурных и заправочных параметров) и результатах проекти-

рования'параметров, определяющих процесс вязания. ,

^'' i , Для полотен с однородной структурой оптимальным по точности

и технологической надежности является режим стабилизации скорос-

ти и натяжения нити. Если число раппортов по ширине трикотажа N

и длина нити в раппЪрте LR, то длина нити в петельном ряду L

LRN

есть расход нити, потребляемой за один оборот игольного,цилиндра

вязальной машины в данной петлеобразующей системе. При высоте

раппорта Н

= 1,2,..., т) расход нити в каждой системе может быть

ii разным (L, = IR,

ЛГ^

и требует независимого контроля и управления.

, ' (' От расхода нити в данной системе

можно перейти к средней скорос-

ти ункти, зная частоту вращения п игольного цилиндра:

v, =

10"^ L, п.

Кроме того, если расход нити отнести к числу игл тп цилиндра, то

Схима 5 3. Основные методы и последовательность технологического обеспе-

чения точности процессов вязания трикотажа

Проектирование

параметров про-

цесса вязания '

(To<v„l„L„q)

Входной (стлти-

стичсский) конт-

роль технологи-

ческих свойств

сырья (а,ц,Н)

"т

' ' V

Проектирование

исходных техно-

лопических дан-

ных (структурных

и'заправочных па-

раметров)

' /

Проектирование

исходных техно-

лопических дан-

ных (структурных

и'заправочных па-

раметров)

Проектирование

исходных техно-

лопических дан-

ных (структурных

и'заправочных па-

раметров)

Разбраковка по

сортовым показа

телям качества

Статистический •

анализ точности и

надежности

Выборочный (ста-

тистический)

контроль изготов-

ленной продукции

Наладка ;;процесса;

вязания (контроль

начальных усло-

вий Л.'ш, Д,'у)

Уменьшение

систематических

' погрешностей

["А

Наладка ;;процесса;

вязания (контроль

начальных усло-

вий Л.'ш, Д,'у)

Уменьшение

систематических

' погрешностей

["А

Стабилизация про:

цесса вязания

. )

Уменьшение

' - случайных

, погрешностей ,

Активный - конт-

роль и' рсгулирЬ-

ьание параметров

режима вязания

(ro,v>

Компенсация

функциональных

и систематических

погрешностей

•

Определение

уровня качества V.

продукции (сорт-

ности, "доли брака)

и качества тр> да ,

получим длину

уработки'Нити (в частном случае - ДНП /о).при вяза-

нии, приходящуюся на один игольный шаг пути игольного цилиндра:

1=Ljm.

' Чтобы установить требуемую скорость нити, механизм нитеподачи

должен иметь в системе привода вариатор, обеспечивающий измене-

ние передаточного отношения привода:

' 'С', l" ' " ' ' , г . ч ,

\ ' "

•

/ " . I • < ,.

где

- передаточное отношение привода системы нитеподачи.

Согласно кинематической схеме (рис. 5.10) для скорости подачи

нити на кругловязальной интерлочной машине можно записать

Вз=37,3

Вг=70,33

Рис. 5.10. Кинематическая схема 1^38 г^

привода механизма, нитеподачи I

(машина ДЛ-4М)

Г i

It I

' •!

IIF'

ill '

510 Di -70,93

38 • 130 • 37,3 • 1000

= 0,62-10-3 D.rfn,

(5.31)

^де n

—

частота вращения игольного'цилиндра, мин"'; Dg

—

диаметр диска вариатора,

мм; d

—

диаметр нитеподающего цилин^а, мм. ^ ^

Соотношение45.31)

МОЖНО,

представить .в. виде!,номограмм

позволит найти соответствие v^, D^, dun. Разобьем это соотношение

на'

систему уравнений введением вспомогательных переменных х и у.

, у

jcd;

На рис. 5.11 показана номограмма для полученной системы уравне-

ний, которая позволяет определить по скорости подачи v'n нити диа-

метры шкива вариатора D^ и нитеподающего цилиндра d. Как видно

из номограммы, решение задачи неоднозначно. Например„при п = 36,

Vn =

168 можно выбрать d

60, D^

125 или

с/ =

50, D^

148.

Для большинства импортных машин диаметр нитеподающего ци-

линдра d = const, поэтому, как следует из выражения (5.31), диаметр

шкива вариатора D^ однозначно определяет скорость подачи нити'.и,

следовательно, ДНП или длину нити петельного ряда (I = /о т). Фирма

IRO (Швеция) в целях эксплуатационного обеспечения конкретных

типов машин предусматривает линейки-номограммы, где длине пе-

тельного ряда соответствует диаметр шкива-вариатора.

Суммируя' изложенное, необходимо обратить .внимание на то',

что наладку вязальной машины, оснащенной системой дозирован-

ной нитеподачи, в целях выработки полотна с заданной ДНП, соответ-

ствующей линейной плотности нити и классу машины, производят

следующим образом:

при .пассивной нитеподаче согласно заправочной карте по п'етле-

образующим системам зарабатывают полотно на машине;

111" 11

178

Рис. 5.11. Номограмма для

выбора диаметров шкива

вариатора D^ к нитеподаю-

щего цилиндра d

50 60

во эо т

v„'mmiBom2oo

то по izo t30 т

изменяя глубину кулирования, последовательно по системам

устанавливают ориентировочно (с точностью до 10 - 15%) скорость

подачи нити v в, соответствии с заданной ДНП и структурой трико-

тажа.

целью контроля используют приборы для измерения скорости

подачи или длины уработки нити при вязании;

в соответствии с расчетной скоростью подачи нити v^ определяют

диаметры шкивов вариатора Dg и нитеподающего цилиндра d (для

различных значений I и Vn при постоянном диаметре D^ получают

различные значения d); ,

на основании анализа деформационных свойств нити (см. рис. 5.5)

устанавливают ее натяжение Ti, которое исключает подачу нити в

начальной стадии ее деформации. Для традиционных видов,сырья

(пряжи и текстурированных нитей) натяжение при вязании на маши-

нах средних классов должно быть не менее 8 - 10 сН;

последовательно включают в работу нитеподающие устройства.

При этом, регулируя глубину кулирования, устанавливают одинако-

вое входное натяжение нити (для пряжи обычно из расчета 0,1 сН/текс)

[114]. С целью контроля применяют, устройства для измерения натя-

жения нити (тензометры).

Необходимо отметить, что в условиях, дозирования подачи нити

единственным фактором, который может оказывать влияние на ДНП,

является скорость подачи нити. Эта скорость может изменяться и вы-

зывать непредвиденные отклонения ДНП по причине неточной уста-

новки передаточного отношения привода нитеподающих устройств

(в частности, шкива-вариатора) или при наличии проскальзывания

нити относительно нитеподающего цилиндра., При переработке ни-

тей, деформируемых в области технологических нагрузок (с явно

выраженной начальной стадией деформации), отклонения ДНП могут

быть также вызваны нестабильностью натяжения нити до нитеподаю-

щего устройства и его низким уровнем..

^ Величины входного натяжения,нити и усилия оттяжки устанав-

ливаются минимальными исходя из обеспечения условий нормаль-

ного' выполнения, операций петлеобразования, снижения обрыв-

ности нити и петель полотна при вязании.

, Дозированн^га способ подачи нити предопределяет получение

заданной ДНП уже на стадии наладки процесса вязания, когда мы,

регулируя передаточное отношение привода системы нитеподачи, за-

даем скорость подачи нити. Таким образом, качество продукции

обеспечивается'до того, как она начинает изготавливаться, или на

[' стадии изготовления образцов трикотажа. Поскольку на ДНП в про-

цессе вязания не оказывают влияния другие факторы, в процессе

вязания нет практической необходимости контролировать ДНП и ско-

;' 1 рость нити. Процесс вязания автоматически обеспечивает получе-

; ние'ДНП при переработке традиционных видов сырья с относитель-

I < ной точностью не более 2 - 3%.

' Такой оптимальный по точности режим может быть реализован

для главных'и комбинированных переплетений, рисунчатых (|pec|oj|

вых,футерованных, платированных, плюшевых, жаккардовых с

ограниченным размером раппорта) и производных. Управление пода-

чей высокбр'астяжимых ни+ей (типа спандёкс) требует одновремен-

1 ной стабилизации натяжения и скорости нити. В условиях стабили-

' ' зации'скорости регулирование уработки нити или ДНП осуществляет-

ся только вариатором привода нитеподающего цилиндра: для меха-

нических систем - подбором диаметра шкива-вариатора, для элек-

тронных - подбором частоты вращения вала электродвигателя (шаго-

1 вого, постоянного тока и др.). Глубина кулирования используется

•

как регулируемый параметр только для изменения входного натяже-

ния нити! ' ' _ ' ' s:

Для рисунчатых полотен с раппортом по высоте более четырех

прельных столбиков обычно принимают пассивную подачу нити. В

J V, этом случае оптимальные по точности условия i^ioryT быть получены

на основе стабилизации входного натяжения и компенсации система-

тичесрх и функциональных погрешностей (по глубине кулирования,

усилию оттяжки, размеру зева -между игольницами и степени син-

хронности кулирования).

качестве контролируемого параметра при

компенсации погрешностей можно использовать среднюю скорость

I' нити. Однако контроль скорости или уработки нити проблематичен

м для ри(ргнчатых переплетений-и условий вязания на плосковязаль-

1 ных машинах. Поэтому при пассивной нитеподаче повышение точ-

1 < ности может быть достигнуто только на основе компенсации погреш-

' '' ностей.' Упра1вяение скоростью или уработкой нити осуществляется

регулированием глубины кулирования.

Контроль скорости и натяжения нити является не только осно-

вой регулирования процесса вязания, но и источником информации

по выявлению неисправностей элементов, образующих вязальный

механизм, и оценки состояния оборудования. Например, чрезмерная

пульсация натяжения представляет собой следствие нарушений уело-

ill

ПI

I 'I';'.!

i S

If'/i'l