Цитович И.Г. Теоретические основы стабилизации процесса вязания

Подождите немного. Документ загружается.

и.г.цитович

Теоретические

основы

стабилизации

процесса

вязания

МОСКВА

'^•ЛЕГКАЯ

ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ"

иТшТоТЁ

к А I

йоск»во«ого твиотияьиагв

ннетитута

ии. А.Н. КО

ББК 37.238

Ц74

УДК 677.025.001

Цитов№ И.Г. Теоретические основы стабилизации процесса вязания. -

М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984. - 136 с.

в монографии дана систематизация параметров, характеризующих процесс вя-

Э1шш, установлены факторы, влияющие на этот процесс. Приведено теоретическое

обоснование выбора направлений стабилизации процесса вязания и его влияния

на уровень производителыгости труда и качества продук1ШИ.

Для научных работников трикотажной промышленности.

Табл. 7. Ил. 82. Библиография - 128 названий.

Рецензент доцент кафедры технологии трикотажа МТИ

канд. техн. наук Б.Д.

Данилов

©Издатель^во "Легкая и

пищевая промышленность"

1984

ВВЕДЕНИЕ

Эффективность применения трикотажа постоянно возрастает благо-

даря расширению ассортимента, совершенствованию оборудования, при-

менению рациональных видов сырья и оптимизации режимов вязания.

Важные факторы роста производительности трикотажных машин - уве-

личение числа петлеобразующих систем, скорости перемещения петле-

образующих органов, а также надежности процесса вязания.

За последнее время значительно возрос уровень исследований в облас-

ти технологии вязания при изучении процессов, сопровождающих пере-

работку нити в трикотаж, поведения трикотажных материалов при их

изготовлении и эксплуатации.

В области технологии вязания принято фундаментальное положение,

которое ле;гат в основе проектирования трнкбтаяашх изделий. - раз-

меры полотен и изделий^в условно-равновесном состоянии при заданных

заправочн^ парНмётрах машины полностаю oпpeдетяютcяJШШ0й-лИIИ

в петле. Было установлено также, что изменение длины нити в петле су-

щественно влияет на физико-механические и эксплуатационные характе-

ристики полотен, процессы усадки, пороки внешнего вида полотен (зеб-

ристость, полосатость и пр.). Таким образом, длина нити в петле и мо-

дуль петли обоснованно приняты за основные критерии качества трико-

тажной продукции. Однако длина нити в петле в производственных усло-

^виях не контролируется. Каковы причины сложившегося положения?

Первая из них заключается в том, что на процесс вязания влияют себйст^^

сырья, конструктивные факторы и параметры режима вязания. Измене-

ТЯК-эгах факторов делает процесс вязания недостаточно стабильным,

в результате чего дтасна нити в петле воспроизводится с отклонениями,

которые превьишют 15-20%, а сами изменения, по существу, реализуют-

ся в виде случайного процесса. Поэтому вследствие изменения длины ни-

ти в петле большинство видов трикотажных полотен структурно неодно-

родны, а при вязании простыми и комбинированными переплетениями

имеют видимую зебристость (полосатость). Структурная неоднородность

полотна снижает сортность трикотажной продукцции. Кроме того, вслед-

ствие изменения ^ны нити в петле нестабилышлинейные раз^ры и

п^ерхностная плотность трикотажа; припуски на размеры изделии при

этолГвозрасшотГГ^'^скрое полотаа, деталей изделий возникают допол-

нительные отходы. Часть изделий вьпсраивают меньшим размером, либо

они переходят в несортную продукцию. Возникает проблема комплекто-

вания штучных изделий, подбора их в пары (чулочные изделия, перчат-

ки). Это затрудняет автоматизацию процесса и снижает производитель-

ность труда. Поэтому, чтобы получить заданную точность длины нити в

петле, необходимо стабилизировать процесс вязания. Однако нужно не

только умшьшить отклонения, но и обеспечить получение заданного

уровня значения контролируемого фактора на стадиях наладки процес- ;

са или его контроля. Контроль качества осуществляется в основном

после того, как продукция уже изготовлена. Устранения отклонений час-

то связаны с временными и материальными затратами и во многих слу-

чаях являются несвоевременными. Сложившиеся принципы контроля и

регулирования процесса вязания базируются прежде всего на опыте и

навыках эксплуатации оборудования; контроль и регулирование ограни-

чены применением кжих-либо инструментов и измерительной техники.

Наличие неконтролируемых погрешностей на стадии наладки вязального

оборудования является рдной из основных причин низкого качества три-

котажной продукции. Поэтому для контроля и регулирования парамет-

ров режима вязания, которые

-влияют

на изменение длины нити в петле,

а также для оценки эффективности регулирования необходимо иметь из-

мерительные средства., Отсутствие методов и измерительных средств яв-

ляется второй причиной, из-за которой длина нити в петле в производст-

венных условиях не контролируется.

\ Нестабильность процесса вязания и наличие неизбежных Ошибок при

его контроле и наладке приводит к тому, что результирующие качествен-

ные показатели трикотажа могут быть только приблизительно угаданы

(предсказаны).

Стабилизация механических условий преобразования нити в трикотаж-

ное полотно не только влияет на точность длины нити в петле, но также

является определяющим критерием надежности процесса вязания, одной

из важных характеристик которой является обрывность нити. Уменьше-

ние обрывности снижает потери времени, сокрздает расход сырья. На-

пример, из-за обрывности пряжи технологические отходы при вязании

хлопчатобумажных чулочных изделий превышают 10-15%; количество

несортного полотна при производстве бельевых изделий превышает

4—5%, а КПВ кругловязальных машин, перерабатывающих пряжу, состав-

ляет 0,6-0,85 (против 0,9-0,95 для ткацких станков).

Снижение обрывности нити путем стабилизации параметров режима

вязания является одним из важных факторов экономного использова-

ния игольно-платинных изделий) поскольку массовый (групповой)

полом игл наиболее часто является следствием обрыва нити в одной

вязальной системе и последующего нарушения операций петлеобразо-

. вания в других системах.

( Нить - неетгемлемый гибкий элемент механизма вязания, поэтому

на-

до выявлять именно те ее свойства, которые определяют меЗшшку пре-

образования нити в трикотажное полотно, оказывают1ДОЗдейС1Вие_на от-

к^гонения длины нити в петле и обрьшность нити при вязании. Это позво-

лит^бтеновмно подходить ^ разработке требований к качественным по-

казателя^сы^м и осуществлять Эффективно era^ BjcoaHOH_KOHi^oJib.

В монографии процесс вязания рассмотрен как технологическая систе-

ма, основные показатели эффективности которой - стабильность, точ-

аоеть_и_нац^§0ость - определяются его структурой иГ$>таадаёй'отдель-

ных элементов. В работе рассмотрены методы стабилизации, контроля

и регулирования процесса вязания и необходимые для этого технические

средства, которые позволяют повысить его точность, надежность и перей-

ти к активным формам управления качеством трикотажной продукции

на стадии ее вязания.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА И НАПРАВЛЕНИЯ

ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССОВ ВЯЗАНИЯ

ПОПЕРЕЧНОВЯЗАНОГО ТРИКОТАЖА

1.1. Основные свойства и показатели эффективности

процесса вязания

Рост качественных показателей трикотажной продукции лежит в осно-

ве повышения производительности труда, приводит к экономному ис-

пользованию сырья, лучшему использованию основных фондов, создает

спрос на продукцию и является основой для ее экспорта.

Качество продукции в соответствии с ГОСТ 15467-79 определяется

как совокупность свойств продукции, удовлетворяющих ее назначению.

Управление качеством осуществляется на всех этапах создания и исполь-

зования изделия.

Формирование качества изделий в целом осуществляется в системе,

которая связана со сферой потребления и с проектированием и произ-

водством продукции. Важная роль в формировании высокого уровня

качества принадлежит первому этапу - прогнозированию качества на

основе анализа рынка и спроса, а также возможностей развития техно-

погии. Вторым этапом является проектирование качества изделий ис-

ходя из технических требований, предъявляемых к продукции, и не-

обходимых потребительских свойств. Третий, один из наиболее важных

этапов формирования качества, связан с технологическим обеспечением

качества в сфере производства.

Важным в системе формирования качества трикотажной продукции

на стадиях проектирования и изготовления продукции является сле-

дующее: значение каждого выходного показателя качества материала

и готовой продукции чадцгдт пт гтрук-туры ПОЛОТНа И СВОЙСТВ ир.упднпгп

сырья, свойства'являются первичными, или независимыми, поскошс а

ку свдйсгааст2оения трикотажа формируют более сложные (вторичные) ^

свойства _ш1£риала: размеры, физические и мр.хянические характерис-

тики, ^ксплуатацшшные показатели_(сд^ства надехаюсти), органолеп-

тические свойства материала на основе совокупности ощущений челове-

ка. При этом совокупность показателей свойств строения трикотажа

(вид переплетения, состав нитей, структурные параметры полотна - дли-

на нити в структурной единице, показатели, характеризующие размеры

и форму петель и элементарных звеньев и др.), по существу, определяет

всю номенклатуру свойств трикотажного материала и уровень качества

изготавливаемой продукции. Поэтому в вязальном производстве основ-

ное внимание должно быть сосредоточено на обеспечении заданных ха-

рактеристик структурных параметров трикотажа, повышении их ста-

бильности и точности.

Разрабатываемые в настоящее время комплексные системы управления

качеством продукции представляют собой совокупности взаимосвязан^

ных органгоавдонных, инженерно-технических, воспитательных и эконо-

мических мероприятий, осуществляемых на всех этапах проектирования,

производства и потребления продукции. В основе разработки такой

системы лежит идея организации работы, которая исключала бы изго-

товление нестандартной продукции (вдея бездефектного труда).

Изготавливаемая в вязальном производстве продукция относится к

полуфабрикатам. Для полуфабрикатов согласно общей теории управле-

ния качеством [1] наиболее эффективным является активный контроль

на стадии изготовления продукции вместо пассивного приемочного конт-

роля.

Основополагающим в управлении качеством на стадии изготовления

продукции является тезис "не исправление брака, а создание условий,

исключающих брак" [2, с. 417]. Контроль параметров процесса вязания

позволяет обнаруживать причины, которые вызывают отклонения качест-

венных показателей, и оперативно устранять их целенаправленными воз-

действиями на процесс.

Совокупность технических мероприятий, обеспечивающих стабилиза-

цию, повышение точности и наде)1сности процесса вязания, можно назвать

технологическим обеспечйшем качества в вязальном производстве, ос-

новная задача которого заключается в профилактике брака, предотвра-

щении образования продукции низкого качества.

Оптимальным в процессе вязания следует считать ишроко развитый

контроль основных его параметров в сочетании с выборочным контролем

изготовленной продукции и входным контролем сырья.

Для того чтобы контролировать процесс вязания и осуществлять

целенаправленное его регулирование, прежде всего необходимо выбрать

показатели, отражающие эффективность его работы (функцисширования).

Под показателем эффективности функциощсрования сложных систем

понимают числовую характеристику, которая оценивает степень приспо-

собленности системы к выполнению поставленных задач [3, с. 26].

В настоящей работе будем эффективность процесса вязания относить

К техническим его характеристикам-показателям стабильности, точности

и Надежности. Повышение этих показателей лежит в основе роста произ-

водительности труда, повышения качества изготавливаемой продукции,

снижения себестоимости ее изготовления.

Согласно ГОСТ 15895-77 (СТ СЭВ 547-77) jsufflijg» технологичес-

кого процесса - это его свойство, обусловливающее близость действи-

тельных и номинальных значений параметров производимой продукции.

Стабильность технологического процесса — свойство, обусловливающее

постоянство распределений вероятностей его параметров в течение неко-

торого интервала времени без вмешательства извне. Уже из определений

показателей точности и стабильности следует, что процесс вязания необ-

ходимо рассматривать как вероятностную (статистическую) систему,

подверженную действию случайных воздействий.

Пусть в качестве оценки показателя эффективности а используется

величина х. В силу наличия неопределенности в общем случае величина х

будет отличаться от а. Величину е, такую, что

|а-х|<е. (1.1)

называют точностью оценки х, а вероятность а

того,

что неравшство (1.1)

выпошиется,-достоверностью (или надежностью) ее; тогда

J'(|e-*|<€)=a. (1.2)

Другими словами, из выражений (1.1) и (1.2) следует, что если для

оценки параметра а мы ^дем исшользовать величину х с точвостью е и

достоверностью и^ то в ср«пнем на каждые 100 случаев применения этого

правила в 100а случаях х будет отличаться от а меньше чем на е и только

в 100 (1 - а) случаях разница между ними будет превосходить е [3].

Стабильность, как и точность, связана с величиной отклонший е

контролируемого параметра. Однако точность предопределяет оценку

не только отклонений, но и совпадения средних значений показателя.

Для анализа стабильности необходима информация об изменении контро-

лируемого показателя по времош. Поэтому оценками стабильности яв-

ляются характеристики случайных процессов. Мера ста&шьности процес-

са связана с изменениями величины е и, следовательно, надежностью а

обеспечения точности процессов. Поэтому ста&шизация процесса вязания

является основой достижения необходимой точности и надежности процес-

са вязания, так она предопределяет сохранение во времени (т. е. при вы-

полнешга плановых заданий) необходимого уровня качества продукции.

/ Показатели точности и с^бильности необходимо относить не только

к параметрам производимой продукции, но и к важнейшим факторам,

опредетяташм-лшоцесс вязания, — характеристикам натяжения нита.

усилия оттяжки петель, скорости_дии. а также свойствам^рья. В пер-

вом слуздлТтарШётры точности и стабильностаГявляютс^гехЁ^^

ми (т.к. они относятся к технологическим параметрам качества выра-

батываемых изделий), аЦво втором — механическими, поскольку они

определяют факторы, вшшющие на механику процесса вязания, и дейст

вующие в процессе вязания нагрузки.

Поскольку структурные показатели качества являются определяющи-

ми в формировании свойств трикотажа, точность получения длины нити

в петле (или длины нити в элементарной структурной единице материала)

является главным технологическим показателем качества процесса вяза-

ния. Точность получения других параметров свойств материала (разме-

ров, поверхностной плотности и др.) является дополнительной (или кос-

венной) характе1Я1стикой качества процесса вязания.

^Важнейшим свойством технологического процесса, отражающим

его эффективность, является надежность. Впервые определение надеж-

|Ности технологических процессов было дано проф. А.С. Прониковым

[2, с. 442] ./Под надежностью технологического процесса понимают его

свойство выполнять задание функции, сохраняя показатели качества и

ритм выпуска готовой продукции в заданных пределах в течение требуе-

мого промежутка времени. Основным показателем надежности является

вероятность безотказной работы рассматриваемой системы. При этом под

отказом (внезапным или постепогаым) понимается нарушений работо-

способности системы вследствие выхода значений качественных показа-

1.1. Взаимосвязь показателей эффоставиости процесса вязания

телей ее продукции или параметров производительности за установлен-

ные пределы (или требования).

В общем виде задача оценки надежности требует определения вероят-

ности выполнения задания по параметру а, который должен находиться

в пределах допускаемых отклонений е с вероятностью а, что определяет-

ся уравнением (1.1). Поэтому надежность есть функция стабильности и

точности процесса вязания по отношению к его технологическим и меха-

ническим характеристикам (схема 1.1).

1.2. Показатели точности процесса вязания

Для анализа стабильности и точности процесса необходимо брать ста-

тистическую информацию в виде выборочных измерений параметров

изготовляемых изделий. Последовательные значения параметра качества

процесса вязания образуют временную последовательность (случай-

ный процесс) значений этого параметра, и принятие им каждого из этих

значений есть событие с определенной вероятностью.

Всякий экспериментальный ряд может быть представлен в виде

эмпирической кривой распределения полигона частот (или гистограммы

распределения). Большинство случайных процессов изменения показа-

телей качества изготовляемых изделий при массовом производстве яв-

ляются монотонными, нормально распределенными. Для процесса вяза-

ния показатели его качества, в частности распределение отклонений струк-

турных параметров и размеров, хорошо аппроксимируются нормальным

законом распределения. Обычно трудно определить заранее значение из-

меряемого параметра (длину нити в пехле или размер изделия). Однако

по результатам измерений можно с большой вероятностью предсказать,

в каких пределах он будет изменяться. Эти пределы могут ^ть рассчи-

таны по статистическим характеристикам: среднему значению у и средне-

квадратическому отклонению

процессов.

Разброс выборочных значений параметра характеризуется полем рас-

сеяния Sjj ~ 2tpS, где tp - квантиль распределения. Для нормального за-

кона Sn = 4s (с вероятностью 0!=

1 —

р =0,95). Эта величина характеризу-

ет наибольший разброс изучаемого признака качества.

Ожидаемые наибольший и наименьший предепьные размеры опре-

деляются так:

7min tpS. J-max

Отношение зг1данного поля допуска б к полному полю рассеяния

определяется коэффициентом точности т? =6/(4s) [4, с. 81]. Если эта

величина меньше единицы, то точность процесса недостаточна, а если

больше, то точность выше требуемой. Однако этот вывод правилен, ес-

ли середина поля допуска совпадает по средним арифметическим значе-

нием параметра. Бели среднее значение параметра отличается от номи-

нального (из-за ошибок в наладке процесса вязания), то может ока-

заться, что в пределах заданного поля допуска будет только ^сть изделий,

а доля брака возрастет. Таким образом, оценка точности процесса должна

производиться по двум характеристикам: среднеарифметическому зна-

чению контролируемого параметра и среднеквадратическому отклоне-

нию, от которого зависит поле рассеяния.

Величина смещения среднего значешя у относительно номинального

у* характеризуется отклонением Д =jy - у*\. Если эту величину отнести

к полю допуска 5, то получим относительную величину погрешностей на-

ладки процесса вязания, вызванную систематическими факторами € =

= Д/S. Если, например, точность отяосцгь к линейным размерам, то ве-

личины Дне будут характеризовать систематические отклонения, выз-

ванные различной наладкой вязальных машин по глубине кулнрования,

усилению оттяжки и другим факторам.

Иногда при анализе точности [5, с. 62] пользуются термином "техно-

логический допуск" Sf =Sj[ + А, который характеризует истинное рассе-

яние значений контролируемого параметра. Отношение заданного допус-

ка к технологическому Q^ = (5/8,) 100 называют ресурсом точности;

если 8 > 8„ то ресурс точности отсутствует. В качестве меры точности

УД0&10 использовать относительную погрешность процесса

8 о

как от-

ношение технологического допуска 8, к номинальному значению выра-

женное в процентах,

5о = (dr/S*)100,

Совершенствование процесса вязания должно быть направлено на

по-

вышение ресурса точности; только при наличии значительного запаса

по точности процесса допуски на качественные показатели изготавли-

ваемой продукции могут ужесточаться. При статистическом анализе

точности возможны варианты, когда тетснологический допуск S, превы-

шает поле допуска 6 - в этом случае не обеспечивается требуемая точ-

ность процесса и возникает несортная продукция (брак) - или когда

технологический допуск (поле рассеяния) вписывается в поле допус-

ка, т.е. процесс вязания обеспечивает заданную точность. Для обоих

вариантов возможны два случая:

а) среднее значение совпадает с номиналом;

б) среднее значение не совпадает с номиналом.

В трикотажном производстве требование к параметрам точности про-

цесса (линейным размерам, показателям плотности) может быть задано

не в виде необходимости обеспечения средних значений параметров и дву-

стороннего допуска, а в виде необходимости обеспечения нижней нормы

Наличие изделий с показателями ниже мшшимального предела ^niin

квалифицируют как брак. Регламентация нижних односторонних норм

является прогрессивной технической политикой.

Так, при вязании штучных изделий (чулок, купонов, деталей изделий

с плосковязальных машин) создается заинтересованность в ведении

процесса вязания с большей точностью, так как при уменьшении откло-

нения sj < Si и нижней односторонней норме з'^т уменьшаются средние

значения параметров Уг'^ yt- относится к длине изделий, это

означает, что мы более экономно используем сырье.

Обобщенной оценкой точности процесса является надежность обеспе-

чения заданных норм точности, или вероятность противоположных фбы-

тий, доля брака (вероятность выхода показателей за установленные

пределы).

В общем виде вероятность, что отклонения показателя у находятся в.

интервале bi <y<b2, для нормального закона [6, с. 221]

РХЬх<У<Ьг)= h(y)dy= S'e =

V 2Я b^

М-у

где Ф ({/) - функция Лапласа (Гаусса).

Введем параметры = (Ь - y)/s и fj = (а -i^/s, которые определяют

нормированные квантили вероятности распределения. Их значения могут

быть рассчитаны:

а) при;'=д''*- Д (рис. 1.1, а)

ti = (0,58 - A)/s, ti = (0,55 + A)/s;