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

Подождите немного. Документ загружается.

Традиционный подход базируется на специализации труда; новый

подход поощряет сложную квалификацию, ориентирован на то, что

специализация неэффективна.

Старая модель ставит на первое место систему, новая модель - че-

ловека и его потребности.

Традиционный подход основывается на том, что высокий уровень

качества эквивалентен стоимости; новая модель утверждает, что вы-

сокий уровень качества приводит к повсеместному снижению стои-

мости*.

Старая стратегия основана на больших производственных партиях

с целью снижения стоимости; новый подход базируется на малых про-

изводственных партиях и оперативном удовлетворении спроса.

При традиционном подходе приемлемый уровень качества осно-

ван на реалистических стандартах; в- новой модели приемлемому

уровню качества отвечает уровень '!:нуль дефектов" или полное

удовлетворение предъявляемым требованиям.

Старая модель ставит на первое место стоимость, новая модель -

сервис (обслуживание), затраты на обслуживание и "внеценовые"

факторы.

В целом технологическая гибкость производства становится бо-

лее эффективной, чем специализация. Мелкие предприятия с совре-

менной организацией ПС оказываются более приспособленными к

рынку, чем специализированные предприятия-гиганты. Экономичес-

кий риск предприятия возрастает при увеличении мощности пред-

приятия, ограниченном ассортименте, долгосрочном планировании.

Опыт показал, что мы все чаще стали ощущать недостатки чрезмер-

ной масштабности производства. Ориентация на потребителя и рынок

требует коренного пересмотра концепции промышленного развития.

Между тем инвестиционная политика сегодня по-прежнему базиру-

ется на укрупнении производства как при реконструкции, так и при

создании новых производств.

УПРАВЛЕШШ

КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ

ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ

ВЯЗАЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

4. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТАЛИ ЭФФШСПШНОСТИ ПРОЦЕССОВ ВЯЗАНИЯ.

ОППЩШЛЯЮШВ ФАКТОРЫ

4.1. Технологическая точность, стабильность и

надежность процессов вязания

В условиях усложнения технологии при одновременной ее гиб-

кости определяющую роль в обеспечении качества продукции играют

два обстоятельства: первое - выбор наиболее значимых показателей

* Традиююнное мышление в кашей промышленности: рост качества связывают с

дополнительными ресурсами.

качества продукции; второе - определение главных факторов, свя-

занных с выбранными показателями качества.

Решение данных задач позволяет не толысо эффективно определять

стратегию входного контроля и регулировать технологические про-

цессы, но и на основании взаимосвязи показателей качества и пара-

метров технологических процессов правильно формулировать тре-

бования к технологическому оборудованию и свойствам сырья. По-

этому, чтобы контролировать процесс вязания и повышать качество

изготовления трикотажа, прежде всего необходимо выбрать показа-

тели, отражающие эффективность функционирования процесса. Под

показателем эффективности функционирования сложных систем по-

нимают числовую характеристику, которая оценивает степень при-

способленности систем к выполнению поставленных задач [47].

Если при описании целей и задач процесса вязания указать только

структуру полотна или вид выпускаемой продукции, то мы не полу-

чим нужных сведений для оценки качества функционирования про-

цесса. Показателем эффективности может быть производительность,

однако достижение максимальной производительности может соче-

таться с ухудшением других характеристик процесса (перерасходом

сырья, понижением сортности изделий). При использовании в качест-

ве показателя эффективности себестоимости такие факторы, как рас-

ход сырья, сортность изделия, технические отходы, будут иметь

большой удельный вес, в то время как факторы, связанные с произ-

. водительностью, отойдут на второй план.

^—В рамках настоящей работы мы будем эффективность процесса

вязания относить к техническим его характеристикам: показателям

стабильности, точности и надежно(;тй процесса. Повышение этих по-

казателей лежит в основе как р^а производительности труда, так и

снижения себестоимости продукции.

^.Точность_те:шологического процесса - это его свойство, обуслов-

ливающее близость действительных и номинальных параметров про-

изводимой продукции. Стабильность технологического процесса -

свойство, обусловливающее постоянство распределений вероятнос-

тей его параметров в течение некоторого интервала времени без эме-

шательства извне.

Уже из определений показателей точности и стабильности следу-

ет, что процесс вязания необходимо рассматривать как вероятност-

ную (статистическую) систему, подверженную действию случайных

воздействий.

Пусть в качестве оценки показателя эффективности а использует-

ся величина х. Из-за наличия неопределенности в общем случае вели-

чина X будет отличаться от а. Величину е, при которой

1в-х1<е, (4.1)

называют точностью оценки х, а вероятность а того, что неравенство

(4.1) выполняется, - достоверностью (или надежностью) ее. Тогда

вероятность

Р(|а-ЗП<е)

а. (4.2)

Другими словами, из выражений (4.1) и (4.2) следует, что, если для

параметра а мы будем использовать х с точностью е и достоверностью

а, то в среднем на каждые 100 случаев применения этого правила в

100 а случаях

ЗР

будет отличаться of о меньше, чем на е, и только в

100(1 - а) случаях разница между ними будет превосходить Е.

Стабильность, как и точность, связана с величиной отклонений е

контролируемого параметра. Однако точность предопределяет оцен-

ку не только отклонений, но и совпадений средних значений показа-

теля. Анализ стабильности предполагает наличие информации об из-

менении контролируемого показателя по времени, т.е. связан с ди-

намикой процесса. Поэтому оценками стабильности являются харак-

теристики случайных процессов.

Мера стабильности процесса связана с изменениями величины е и,

следовательно, с надежностью а.

Будем относить показатели точности и стабильности не только к

параметрам производимой продукции, но и к важнейшим факторам,

определяющим процесс вязания, - характеристикам натяжения ни-

ти, усилию оттяжки петель, скорости нити, а также свойствам сырья.

первом случае параметры точности и стабильности являются техно-

логическими (так как они относятся к технологическим параметрам

качества вырабатываемых изделий), а во втором - механическими,

поскольку они определяют факторы, влияющие на механику процес-

са вязания, и действующие в процессе вязания нагрузки.

Поскольку структурные показатели качества являются опреде-

ляющими в формировании свойств трикотажа, точность получения

^„^ДШ^лины нити в элементарной структурной единице материала) -

главный технологический показатель процесса вязания. Точность

получения других свойств материала (размеров, поверхностной плот-

ности и др.), которые также могут анализироваться, служит допол-

нительной (или косвенной) характеристикой качества процесса вя-

^ания.

Важнейшее свойство технолргического процесса, отражающее его

эффективность, - эт^лм^е^шость. Впервые определение свойству на-

дежности технологических процессов было дано проф. А.С.Пронико-

вым [49]. Под надеж)1остью технологического процесса понимают его

свойство выполнять заданные функции, сохраняя показатели качест-

. ва и ритм выпуска готовой продукции в заданных пределах в тече-

/ ние требуемого промежутка времени.

, J

/ Основным показателем надежности является вероятность безот-

^казной работы рассматриваемой системы. При этом под отказом (вне-

запным или постепенным) понимается нарушение работоспособности

системы вследствие выхода значений качественных показателей ее

продукции или параметров производительности за установленные

пределы (или требования).

Нужно иметь в виду, что надежность процесса вязания относится

не только к внезапным отказам в виде обрыва нити или нарушения

Схема 4.1. Взаимосвязи показателей эффективности процесса

вязания

Обрывность

Дефектность

процесса петлеобразования с последующим появлением дефекта. На-

дежность может относиться к любому из показателей качества; на-

пример, как следует из выражения (4.2), надежность обеспечения

процессом заданной точности характеризуется вероятностью того,

что ДНП будет находиться в установленных пределах. В общем зада-

ча всегда сводится к определению вероятности выполнения задания

по параметру y{t), который должен находиться в пределах допускае-

мых значений:

Поэтому надежность есть функция стабильности и точности про-

цесса вязания по отношению к его технологическим и механическим

характеристикам. Структура взаимосвязи этих показателей пред-

ставлена в виде схемы 4.1.

Обеспечение процессом вязания показателей качества изделий и

уровня производительности труда - это основные задачи технологии

производства трикотажной продукции. Поэтому надежность пред-

ставляет собой комплексное свойство, отражающее уровень качест-

ва процесса вязания. Решение задачи надежности в основном направ'

лено на обеспечение работоспособности процесса, устранение различ-

ных повреждений, вызывающих дефекты продукции, повышение ста-

бильности и точности структурных параметров трикотажа и ликвида-

цию отказов, которые переводят систему из работоспособного со-

стояния в неработоспособное.

Важной характеристикой внезапных отказов является интенсив-

ность отказор (или параметр потока отказов) - вероятность воз-

никновения отказов в единицу времени X (t). Эта величина служит

условной плотностью вероятности. В текстильных процессах косвен-

ной оценкой надежности является обрывность (одна из форм внезап-

ного отказа). Изменение обрьганости нити связано как с уровнем

производительности труда (ритмом выпуска продукции), так и с ка-

чеством изготовляемой продукции (ее дефектностью, сортностью,

возникающими отходами сырья).

Распределение обрьшности нити во времени (или интенсивность

отказов), хотя и отражает уровень качества процесса вязания и часто

используется для сравнительного анализа, однако без выявления

объективных причин обрывности не является эффективной оценкой.

Кроме того, в промышленных условиях чрезвычайно трудно уста-

новить причину обрывности по факту образования дефекта. Имеющая

место практика дифференцирования причин "по вине сырья" и "по

вине машины" требует чрезвычайно высокой квалификации техно-

лога при выполнении экспериментальных работ и в большинстве слу-

чаев условна.

4.2. Основные группы причин дефектов поперечновязаного

^^ трикотажа

Недостаточная технологическая точность и надежность процессов

вязания наряду с конструктивной ненадежностью вязального меха-

низма и низким качеством сырья вызывает появление в изготов-

ляемой продукции ряда дефектов. В соответствии с определением

^(^фиао^называют каждое отдельное несоответствие продукции

требгааниям, установленным нормативной документацией. Поэтому

к дефектам следует отнести сверхнормативные изменения строения и

структуры материала, геометрических свойств (размеров) и механи-

ческих характеристик (растяжимости, прочности и других показа-

телей).

Основные виды дефектов трикотажа регламентированы госу-

дарственными стандартами и положены в основу определения сорт-

ности изделий.

Дефекты структуры трикотажа могут быть отнесены к следующим

группамГ

дефекты с разрушением структуры полотна (дыры из-за обрыва

нити или петель, сбросы и спуски петель);

дефекты без разрушения структуры полотна: а) сверхнормативные

отклонения ДНП или плотности полотна от номинального значения;

б) дефекты зебристости (полосатости) трикотажного полотна; в) де-

фекты, вызванные наличием пороков пряжи (утолщения, утонения,

непропряды, узлы и др.) и изменением свойств нити (ворсистость, по-

теря прочности нити при вязании и др.), затяжки волокон или нитей,

пробивка петель на платированном или начесном полотне; г) дефек-

ты, вызванные изменениями структуры (отсутствие одной из нитей -

утокение или, наоборот, провязывание дополнительной нити, нали-

чие прессовых петель и т.д.); д) перекосы петельной структуры;

е) пятна (грязь, масло, вработка цветных волокон).

Основным дефектом штучных изделий, как и полотна, является

нестабильность их линейных размеров или размеров участков изде-

лий - дефект разнодлинности или разноширинности.

Основные причины дефектов изготовления изделий в вязальном

производстве можно разделить на следующие группы:

необоснованность технических требований на показатели свойств

изделий, на определяющие процесс вязания факторы и методы

испытания изделий;

технологическая наследственность (дефекты сырья переходят

в изделие);

недостаточная технологическая точность процесса вязания (в част-

ности, точность структурных параметров и размеров);

недостаточная технологическая надежность процесса вязания

из-за нарушения операций процесса петлеобразования, обрывности

нити;

недостаточная надежность элементов конструкции, образующих

вязальный механизм (петлеобразующих органов, устройств контроля

нити, нитепроводников и др.).

Необоснованность технических требований может быть вызвана

тем, что при их разработке не всегда учитывают:

возможные пределы изменения ДНП при вязании, например,

исходя из условий минимума обрывности (требования технических

условий могут находиться за рациональными технологическими

пределами, что вызывает повышенный брак);

статистическую точность реализуемых процессов (например, до-

пуски на отклонения задаются намного меньшими технологических

допусков);

соответствие регламентируемых показателей (например, нормы

плотности петель Яв и Яг могут не соответствовать нормам поверх-

ностной плотности полотна

при заданной ДНП - I);

показатели, которые действительно влияют на показатели качест-

ва (например, количественный состав нитей, модуль петли), регла-

ментируют второстепенные признаки, которые занижают или завы-

шают фактический уровень качества.

Технические требования к изделиям или параметры технологи-

ческого процесса часто не отражают требования к показателям

качества структуры трикотажных полотен (в частности, точности

получения ДНП), не учитывают те свойства, на которые оказывают

влияние различные режимы вязания продукции: количественные

изменения элементов структуры, потерю прочности нити при вязании

(особенно при повторном использовании сырья после роспуска

срывов). Поэтому внешне одинаковые изделия, но изготовленные в

различных условиях вязания, могут обладать существенно разными

физико-механическими свойствами и эксплуатационными характе-

ристиками. Одновременно можно указать, что необоснованные

ужесточения требований технической документации (к несуществен-

ным признакам) могут служить причиной понижения сортности и

больших экономических потерь.

С другой стороны, чем выше потребительские требования к

качеству готовых изделий, тем более жесткими могут быть допуски

при их эксплуатации, более широкой может быть номенклатура

показателей качества. При этом применяемые методы и средства

испытаний изделий должны быть достоверными, а нормы обоснован-

ными.

Решение об ужесточении допусков необходимо сопоставить с

анализом точности существующей технологии вязания. При отсутст-

вии ресурса точности единственным методом получения качествен-

ной продукции является отбраковка годных изделий и, как следст-

вие, рост несортной продукции (брака). Например, расширение

размерной шкалы штучных трикотажных изделий в соответствии с

требованиями потребителя при существующем уровне размерной

точности процесса вязания приводит к росту некачественной про-

дукции, хотя исправление брака при этом может достигаться перево-

дом изделий из одного размера в другой (селективной подборкой).

Ряд дефектов трикотажной продукции приобретается вследствие

технологической наследственности: пороков сырья (от простых в

виде утолщений, утонений до сложных в виде зебристости, муаров,

морщинистости), закручиваемости (для одинарного трикотажа).

Поэтому при рягу;^птрении дефектов (пороков) внешнего вида три-

котажа их целесообразно разделить на сырьевые (которые без наруше-

ния целостности структуры переносятся в изделие) и технологи-

ческие (которые возникли в процессе вязания).

Термины "наследование" и "наследственность" широко приме-

няются в материаловедении, технике и технологических процессах.

Они позволяют связать состояние процесса (или объекта) в настоя-

щем с его "предысторией" и развитием в будущем. Итальянский мате-

матик Вольтерра создал теорию наследственной упругости, которая

получила дальнейшее развитие в трудах акад. Ю.Н. Работнова,

выдвинувшего гипотезу пластической наследственности, описываю-

щей зависимость деформации в данный момент времени от предыду-

щего нагружения материала.

В технологии машиностроения явление переноса свойств объекта

от предшествующих операций к последующим называют технологи-

ческим наследованием, а сохранение этих свойств - технологичес-

кой наследственностью [53]. Аналогичная ситуация имеет место в

трикотажном производстве, где носителем наследственной информа-

ции является предмет труда (сырье, полуфабрикаты и комплектую-

щие изделия). При вязании наследуются свойства пряжи и нитей,

пороки внешнего вида, которые переносятся на свойства и дефекты

вырабатьшаемых изделий. Необходимо отметить, что наследуются не

только отрицательные, но и положительные эффекты. Однако техно-

логическая наследственность в большинстве случаев отрицательно

влияет на качество готовой продукции, так как сводится к передаче

приобретенных пороков от сырья к полотну и далее от полотна к

полуфабрикату и готовой продукции.

Наиболее рациональным способом ведения технологического про-

цесса следует считать такой, при котором дефекты устраняются на

первоначальных стадиях, вследствие чего они не передаются по

технологической цепочке (и, как следствие, не могут быть обнару-

жены в готовых изделиях).

Поэтому решение задач по обеспечению надлежащего качества

подготовки сырья к вязанию и качества процесса вязания создает

основу для роста эффективности последующих операций и всего

технологического процесса.

JPcHOBHHe виды дефектов трикотажа вызваны недостаточным

обеспечением точности и надежности процесса вязания, вследствие

чего изменяются структурные характеристики изделий (вплоть до

разрушения структуры), геометрические и механические показатели.

Необходимо отметить, что не все дефекты можно обнаружить после

вязания: часть из них может быть скрыта или невидима при данном

уровне контроля и обнаружена (вследствие технологического насле-

дования) на последующих переходах или операциях (например,

чрезмерная усадка после отлеживания или отделки изделий, зеб-

ристость после крашения и т.д.). Некоторые структуры полотен вы-

зывают появление дефектов в виде прорубки разрушения нити и

структуры трикотажа при пошиве изделий). Часть дефектов может

быть обнаружена у потребителя: недостаточная износостойкость,

чрезмерный пиллинг из-за потери прочности и разрушения при вя-

зании волокон, Составляющих нить, повышенная усадка, недостаточ-

ная формоустойчивость или растяжимость изделий (например, при

значительной разнице длины нити в петельных рядах и т.д.). Чтобы

предотвратить передачу таких скрытых для контролера

цы дефектов, необходимо, во<первых, их регламентировав

вторых, иметь измерительные средства для их обнаружения. В чШЯ*-

ности, одним из важных методов контроля качества является KOHt*

роль длины нити для образования структурной единицы полотна

(ДНП, длины петельного ряда или длины нити в раппорте переплете-

ния).

Существующий уровень технологии получения поперечновяза-

ного трикотажа характеризуется недостаточной технологической точ-

ностью. Поэтому один из распространенных видов дефектов поло-

тен - зебристость. В ряде случаев зебристость полотен может прояв-

ляться при изменении ДНП на

[54], поэтому строгая регламентация

дефектов этого вида может приводить к значительному понижению

сортности продукции.

Зебристость обычно определяют как видимый рисунок с нали-

чием ориентированных полос или линий, вызванный физическим или

оптическим различием свойств нити, а также различием окрашен-

ности нити либо геометрическими изменениями структуры полотна.

При переработке пряжи и нитей, особенно с малым модулем уп-

ругости и низкой степенью упругого восстановления, существенное

влияние на форму петли и ДНП оказывает натяжение нити. Измене-

ние объемной плотности нити вызывает изменение степени отраже-

ния света: появляются темные и светлые полосы и участки полотна,

особенно при вязании полотен простыми и комбинированными пере-

плетениями. Примерно 30% вязального оборудования по своим па-

раметрам не позволяет избежать указанных дефектов при переработ-

ке пряжи и нитей, чувствительных к изменению натяжения [54].

Классификацию основных причин этих дефектов и их видов

можно найти в работах [55, 56], из которых следует, что в вязании

уменьшение количества дефектов этих видов может

бы1г^

достигнуто

путем снижения отклонений ДНП и стабилизации натяже^Ы нити.

Часто к дефектам петельной структуры относят наруй^ние ориен-

тацйи (перекос) петель и петельных столбиков относительно кромки

трикотажного полотна*.

Следует учитывать, что перекосы петель могут быть следствием

как особенностей технологии выработки полотна, так и свойств при-

меняемого сырья. Так, при выработке полотен на кругловязальных

машинах наклон петельных столбиков (и рядов) является следст-

вием строения трикотажа, когда петельные ряды располагаются по

винтовой линии, а угол наклона определяется числом петлеобразую-

щих систем. Поэтому эти особенности образования структуры не мо-

гут быть квалифицированы как дефект. Существенно, что угол V»

наклона петельных столбиков в ту или другую сторону зависит от

направления вязания.

• См. M.D.

Aienjo,

G.W. Smith.

Splrallty of knitted Fabrics // Text. Res.j.

1989.

V.59.

5. P.247-256.

При получении одинарных переплетений из пряжи с неуравнове-

шенной круткой возникает дополнительный наклон (±v) петельных

столбиков в зависимости от направления крутки пряжи, вследствие

чего суммарный перекос структуры будет определяться как

±Vi, где выбор знака зависит от направления вращения игольного

цилиндра и крутки нити. Перекос петельной структуры для хлопча-

тобумажных и шерстяных полотен, а также полотен из текстури-

рованных нитей ложного кручения создает ряд проблем в техноло-

гии производства изделий (отделка, раскрой) и влияет на качество

готовых изделий. Необходимо учитывать, что при промывании и

стирке полотен перекос структуры существенно возрастает. Напри-

мер, при изготовлении из одиночной хлопчатобумажной пряжи

линейной плотности 20 текс на кругловязальной однофонтурной

машине 20 кл. полотна переплетения гладь угол наклона петельных

столбиков для сурового полотна составляет у о = 6-7°, а после стир-

ки - Vo = 18-20' [57]. Уменьшение угла перекоса может быть достиг-

нуто снижением крутки пряжи: например, при коэффициенте крутки

«к " 120

" 19°, а при «к = 70 7о « 8*. Чередованием заправки петле-

образующих систем нитями левой и правой крутки или их совмест-

ным провязыванием можно практически полностью устранить пере-

кос петельной структуры. Экспериментально подтверждена незначи-

тельная зависимость перекоса полотна от ДНИ, причем с уменьше-

нием ДНИ наклон петельных столбиков снижается. Нельзя считать

обоснованным устранение перекоса путем деформационных воздейст-

вий при отделке хлопчатобумажных и шерстяных полотен, посколь-

ку в процессе эксплуатации изделий структурные изменения вос-

станавливаются.

Перекос петельных рядов наблюдается при вязании деталей изде-

лий (особенно малой ширины - воротников, поперечных беек) на

плосковязальных автоматах и является следствием несовершенства

системы натяжё'ния и отвода полотна товароприемным устройством.

4.3. С^тйстические характеристики и показатели точности

процессов вязания

Вследствие многочисленных воздействий, обусловленных изме-

нениями условий и режима вязания, структурные параметры и раз-

меры вырабатываемых изделий различаются. Для анализа стабиль-

ности и точности процесса необходима статистическая информация в

виде выборочных измерений параметров изготовляемых изделий.

Последовательность значений этих параметров и принятие пара-

метров каждого из этих значений есть событие t определенной ве-

роятностью. Любой экспериментальный ряд может быть представлен

в виде эмпирической кривой распределения полигона частот (или

гистограммы распределения).

Большинство случайных процессов изменения показателей ка-

чества изготовляемых изделий при массовом производстве продук-

ции является монотонным, нормально распределенным. Для процесса

л'.