Цитович И.Г. Теоретические основы стабилизации процесса вязания

Подождите немного. Документ загружается.

1.1. Влияние направления смещения А сред-

них значений пцшлетра у на величину (^ака

4i я?,:

а-д>0; б- й.<о

O.SS, ш.

б) приу -у* + Д (рис. 1.1,6)

= (0,58 + А) Is. h = (0.56 - А) is.

Вероятность выхода величины па-

раметра за пределы допуска опреде-

ляется:

а) при нижней норме bj

•. Р\

(у <

< h) = 0,5 - Ф(Г1). Доля брака «i =

= л . 100;

б) при верхней норме 62: (>' >

>Z>2)=0,5-®(f2).

Доля брака qj = • 100.

Вероятность обеспечения задашюй

Pф^<У<b2) = Фitг) + Ф(t2).

Дня линейных размеров штучных изделий (чулок, купонов) брак

и (72 бывает как исправимый, когда размеры изделий превышают

верхний предел и уменьшаются до нормы путем подкроя, так и неиспра-

вимый, когда фактические размеры изделий меньше нижней односторон-

ней нормы. В последнем случае изделия часто "переходят" из большего в

метьший размер, что сопровождается увеличением расхода сырья.

Рассмотренные показатели, характеризующие технологическую точ-

ность процесса вязания, сведены в табл. 1.1.

1.1. Основные статистические показатели технологической точности

процесса вязания

точности (мера надежности):

Наименование показателя Обозначение

Формула для вычисления

Среднее значение

Средиеквадратическое от-

клонение

Поле рассеяния параметра

(приа=0,95)

Коэффициент точности (для

нормалысого распределшия

параметров)

Величина смещения среднего

значения от номинального

значения

у = Г у fin

Sn=4s

4 = e/Sn=5/{4j)

Наименование показателя

Обозначение

Формула для вычисления

Коэффициент смещения

Технологический допуск

Ресурс точности

Огаосительная погрешность

Предельные отклонения

фактических значений

Квантили распределения

Доля брака (при у^уа <Ь,)

по нижней норме

по верхней норме

Надежность обеспечения

заданной точности

J'max

^'min

приу>у*

при/<у*

е =|Д|/6

8т=5„+|Д|

«в

=-^00%

.. 0. 55 + Д 0,56 - |Д|

- S j^» ;

, - 1А| 0,56+л

г, ^

<7,

=0,5- Ф(г,)

^'=1- (<7. +9,)

1.3. Статистический анализ точности процесса вязания

Анализу отклонений структурных показателей трикотажа, линейных

размеров изделий, поверхностной плотности трикотажа как важнейшим

критериям качества изготовления трикотажной продукции уделяли

внимание многие авторы. Ф. Блэкмзн и Дж. Хопкинсон показали, что

в производстве чулок из капроновых нитей линейной плотности 1,67

текс отклонения их длины превышают 12 см (15%). При этом изменения

длины нити в петле составляют 14% [7]. А.В. Коварский, анализируя

разнодлинность купонов, вырабатываемых на кругловязальных машинах

РНЖТС, показал, что при средней длине купона 75,6 см отклонения нахо-

дятся в пределах ±2,8, т.е. превышают 7%. При этом распределение разме-

ров хорошо согласуется с нормальным законом распределения. По дан-

ным Л.Б. Кальницкого, разноширинность одинарных хлопчатобумажных

полотен с машин МС находится в пределах 15% [8]. По результатам ис-

следований, проведенных во ВНИИТП, установлено, что при вязании

двуластичного полотна на кругловязальных машинах "Ково" (ЧССР) от-

клонения длины нити в петле превышают 11% при активной нитеподаче

и 26% - при пассивной; производственные отклонения ширины полот-

на составляют 8,4 см (15,5%) [9]. Э.В. Статут получила аналогичные

результаты, анагшзируя производство двуластичного полотна на машинах

9J1M-6. Отклонения длины нити в петле находились в пределах 20%,

по-

верхностной плотности - до 16% [10]. Анализ имеющихся данных позво-

ляет считать, что фактические отклонения длины нити в петле при вя-

зании поперечновязаного трикотажа на основных типах промьшшенного

оборудования составляют 15-20%. Примерно такими же цифрами харак-

теризуются отклонения линейных размеров полотна и вырабатываемых

изделий.

В качестве примера рассмотрим анализ точности обеспечения процес-

сом вязания длины нити в петле чулочных изделий, предусмотренной нор-

мами технологического режима.

Технологическая точность для длины нити в пеше определялась при

производстве детских колготок со следом 18 размера арт, 7050/11 из

хлопчатобумажной пряжи линейной плотности 15,4 текс х 2 на Тушин-

ской ордена "Знак Почета" чулочной фабрике и женских чулок размеров

23 и 25 арт. 106/11 из^ хлопчатобумажной пряжи линейной плотности

11,8 текс X 2 в Московском производственном чулочно-носочном объе-

динении.

Длину нити в петле рейтуз измеряли по установленной методике на

участках торса и ножки, а чулок — на участках паголенка и борта. Для

замеров отбирали изделия с десяти машин, по пять пар изделий с каж-

дой машины. Заправочные данные на выработку рейтуз предусматрива-

ли вязание торса удлиненного чулка переплетением полуфанг с длиной

нити в петле /* =6,1; ножки изделия — двухлицевым переплетением

с длиной нити в петле /* = 5,9 мм, а на выработку женских чулок при

вязании борта — 6,4, паголенка — 6,2 мм. Регламентированные нормы

допускаемых отклонений длины нити в петле ± 0,15 мм (поле допуска

5 = 0,3 мм). Результаты измерений сведены в табл. 1.2 и представлены

S-e.7

МЗ

S.8

5,7

1 2

д.

_1_

X X

*х .х«х

•»« i •

6.4

••

• 6

X 59

-L_i2j

10 20 30 40 50 60 10 ao 90 0.1 0.1

Номер изде/тил ^астость,ш

1.2. Поле рассеяния и гистограмма распределения длин петель при вязании чулок

на двухцилиндровых автоматах 2 АН-14:

1 ~ участок паголенка; 2 - участок борта

1.2. Основные характеристики точности процесса вязания чулочных изделий

по длине нити

петле

Наимекованйе показателя

Значения показателей*

Д^кие рейтузы

арт.

7050Д1

Женские чулки

арт. 106/11

Среднее значение, мм

Среднеквадратнческое

от-

клонение

Лоле рассеяния длины ни-

ти в петле, мм (при а = 0,95)

Коэффициент точности

Смещоше среднего значе-

ния от номиналыюго, мм

Технологический допуск, мм

Огаосительная погрешность

Пределыше отклонения

фактических значений, мм

Квантилн распределвшя

Надежность обеспечения

за-

данной точности

h = 6,1 (торс)

г, = 5,64 (ножка)

S, =0,31; fj =0,36

/,= 6,18 (борт)

= 6,21 (паголввок)

j,=0,27; J, =0,24

= 1,24; Sn, = 1,44 Зщ = 1,08; «д, = 0,98

tj, =0,24; 1J, =0,21

Д, =0; Д, =-0,26

П1 =0,27; я» =0,29

Д, = -0,22; Д, = О

6,,= 1,24; = 1,7 = 1,3; S,, = 0,96

«о, » 20,3%; «о, =28,8% «о, =20,3%; В о, =15,5%

'max = 6,72; /min=5,48

'max=6,36; 'mm =4,92

г, =0,5; f, =0,5

f, =0; r, =1,13

P, =0,19; P, =0,13

'max=6.72; 'min=5.64

'max=6.69; 'min=5.73

f,=0; r,=l,37

f, =0,63; r, =0,63

P, =0,41; P, =0,48

Рассчитаны

no формулам из табл.

Л.

как пример для вязания чулок в виде гистограмм распределения и полей

рассеивания для значений длин нити в

петле

на рис. 1.2.

Анализ полученных результатов позволяет сделать следующие вы-

воды:

надежность обеспечения заданной технологическим режимом точности

длины нити в петле при вязании детских рейтуз со следом составляет

всего 13-19%,

при вязании чулочных изделий

—

41-48%;

нет ресурса технологической точности при вязании (tj = 0,21—0,29);

относительная погрешность процесса вязания чулочных изделий нахо-

дится в пределах 15,5-28,8%;

фактические средние значения участков «qoiok смещены в сторону

меньшей длины нити в петле и подлежат корржтировке при вязании

участков ножки рейтуз (Д =—0,26 мм) и участка борта чулок (Д =

-0,22

мм).

Полученные характеристики точности процесса вязания нельзя счи-

тать удовлетворительными, поскольку они относятся к наиболее важной

структурной характеристике трикотажа - длине нити в петле, от ко-

торой зависят основные качественные показатели готовых изделий.

Изменения длины нити в петле в широких пределах являются причиной

повышенной обрывности при вязании.

Рассмотренный пример статистического анализа точности наглядно

отражает фактический уровень качества процесса вязания в условиях

«ч

промышленного изготовления основных видов поперечновязаиого три-

котажа и ставит на первое место в вязальном производстве решение за-

дач, направленных на повышение его стабильности, точности и надежности.

1.4. Причины дефектов трикотажа

В соответствии с ГОСТ 17102-71 дефектом называют каждое отдель-

ное несоответствие продукции требованиям, установленным норматив-

ной документацией. Поэтому к дефектам следует отнести сверхнорматив-

ные изменения параметров структуры трикотажа, геометрических

свойств и механических характеристик (растяжимости, прочности и дру-

гих показателей). Основные дефекты трикотажа регламентированы стан-

дартами и положены в основу определения сортности изделий.

Дефекты структуры трикотажа могут быть отнесены к следующим

группам:

1) дефекты с разрушением структуры полотна (дыры

из-за

обрыва

ни-

ти

или петель,

спуски петель);

2) дефекты без разрушения структуры полотна: сверхнормативные

отклонения длины нити в петлях или плотности полотна от номинального

значения; зебристость (полосатость) трикотажного полотна; дефекты,

вызванные наличием пороков пряжи (утолщения, утонения, непропряды,

узлы и др.) и изменением свойств нити (ворсистость, потеря прочности

нити при вязании и др.); дефекты, вызванные изменениями структуры

(отсутствие одной из нитей или, наоборот, провязьшание дополнительной

нити, наличие прессовых петель и др.).

Основным дефектом штучных изделий, как и полотна, является не-

стабильность их линейных размеров или размеров участков изделий —

разнодлинность или разноширинность.

Основные причины появления дефектов следующие: шрбоснован-

но(^ тоситеских требований на показатели свойств изд^и, определяю-

щие процесс~вязания факторы и методы испытания изделий; технологи-

ческая наследственность (дефекты сырья переходят в изделия)Т недоста-

точная стабильность и точность процесса вязания (в частности, точность

структурных параметров и размеров); недостаточная технологическая

надежность процесса вязания из-за нарушений операций петлеобразования

и обрывности нити; недостаточная надежность элементов конструкции

механизма вязания.

Необоснованность технических требований может быть вызвана тем,

что при их разработке не всегда учитывают:

возможные пределы изменения длины нити в петле при вязании, на-

пример из условий минимума обрывности; технические условия могут

не соответствовать технологическим требованиям, что вызывает брак/

статистическую точность реализуемых процессов, например допуски

на отклонения, задают намного меньше технологических допусков;

соответствие регламентируемых показателей; например, нормы плот-

ности петель (Яв.Яр) могут не соответствовать нормам по поверхностной

плотности полотна (Af) при заданной длине нити в петле (/);

* Явление переноса свойств объекта от предшествующих операций к последующим

называют технологическим наследованием, а сохранение этих свойств -• технологи-

ческой наследственностью [11]. В трикотаяшом производстве носителями наслед-

ственной информации являются сырье, полуфабрикаты и комплектующие изделия.

показатели, которые действительно влияют на показатели качества,

например количественный состав нитей, а регламентируют второстепен-

ные признаки, которые занижают или завышают фактический уровень

качества.

Технические требования на изделия или параметры технологаческого

процесса часто не отражают требований к показателям качества структу-

ры трикотажных полотен (в частности, точности получения длины нити

в петле), не учитывают те свочства, на которые оказывают влияние раз-

личные режимы вязания продукции: количественные изменения элемен-

тов структуры, потерю прочности нити при вязании (особенно при пов-

jopHOM использовании сырья после роспуска срывов7. Поэтому изделия,

внейшГоДИЙгйсо!^ условиях вязания,

могут обладать разными физико-механическими и эксплуатащюнными

свойствами. Необоснованные ужесточения требований тезЗЬической доку-

ментации (к несущественным признакам) могут служить причиной по-

нижения сортности и больших экономических потерь. В то же время чем

выше потребительские требования к качеству готовых изделий, тем более

жесткими могут быть допуски и использована более широкая номен-

клатура показателей качества.

Решение ужестрчшия допусков необходимо сопоставить с анализом

тотаости существующей технологии вязания. При отсутствии ресурса

точности единственным методом получения качественной продукции

является отбраковка годных изделий.

Ряд дефектов трикотажной продукции является следствием техноло-

гической. наследс_шнност^: утолщения, утонения, зебристость, муары,

морщинистость, закрутшваемость (для трубчатого трикотажа). Поэтому

при рассмотрении д^ектов (пороков) внешнего вида трикотажа целесо-

образно их разделить на сырьевые (когда без нарушения целостности

структзфы они переносятся в изделие) и технологические, которые воз-

никли в процессе вязания.

Технологическая^аследствшнос»^--

бдльцшнстве слутаев отрица-

тез!№0 BjmgeT наикачество готовойлйодукшш. Поэтом5мэ^петенм над-

лёжйцего качества подготовки шpья iCJBязaшIю ^ процесса вязания соз-

дает основу для роста эффективности последующих опертдаи и^сего тех-

) и(Йогиадск^ процессаГ'

^Основные виды дефектов трикотажа вызваны недостаточным обес-

печением точности и надежности процесса вязания, вследствие чего изме-

няются структура трикотажа (вплоть до ее разрушения), геометрические

и механические свойства изделий. Необходимо отметить, что не все де-

фекты можно обнаружить после вязания: часть из них (так назьшаемые

скрытые дефекты) может быть обнаружена на последующих переходах

или операциях (например, чрезмерная усадка после отлежки или от-

деяки изделий; зебристость после крашения и г.д.), в процессе эксплуа-

тации изделия (недостаточная износостойкость, чрезмерный пиллинг из-

за потери прочности и разрушения при вязании составляющих нить во-

liGKOH, повышенная усадка, ч^достэтрдащ фр^^моустр

жимость изделий, например, щ)и знавдтелы^

тельных рядах и т.д.).

Одним из распространенных дефектов полотей является зебристость.

В ряде случаев зебристость полотен может проявляться при изменении

длины нити в петле на 1% [12]. Зебристость обычно определяют как ви- ..

димый рисунок с наличием ориентированных полос или линий,

вызван-

ный физическим или оптическим разлитаем свойств щци. а также раз- ч

личяем

"окрашенности нити либо геометрическими изменениями структу- I

ры полотна. , '

При вязании пряжи и нитей-^особенно с ма;шм модулем упругости 1

и ншкой степенью упругого восстановления, "с^ественное влияние на \

фЬрму1Гд1@у шп^^ натяжение нити^Изменеше объем-

ной irooraocraj™™ вызьшает ^зменениеПётёп^^ света: по-

являются темные и светлые полосы и участки полотна, особенно при вя-

зании полотен простых и комбинированных переплетений. Примерно 30%

вязального оборудования по своим параметрам не позволяет избежать

указанных дефектов при вязании пряжи и нитей, чувствительных к изме-

нению натяжения Ц2].

Классификацию основных причин этого дефекта и их, видов можно

найти в работах [13, 14],из которых следует, что в вязании уменьшение

этого дефекта может быть достигнуто путем снижения отклонений длины

нити в петле и натяжения нити.

2. ОСНОВНЫЕ ЯВЛЕНИЯ, СОПРОВОЖДАЮЩИЕ ПРОЦЕСС ВЯЗАНИЯ

2.1. Факторы, влияющие на стабильность длины нити в петле

Определение факторов, влияющих на длину нити в петле, связано в

основном с анализом явлений, сопровождающих операцию купирования

нити. Большинство исследователей считает, что при изменении входного

натяжения нити происходит перераспределение нагрузок, действующих

на нить при ее купировании, в результате чего изменяется соотношение

между потреблением нити иглами со стороны нитеводителя и уже обра-

зованных петель. Потребление нити петлями характеризуется величиной

перетяжки нити (за рубежом применяют термин "обратная подача" в

противоположность прямой подаче нити со стороны нитевода).

Качественную оценку явлению перетяжки нити впервые дали А.С. Дат

лидович [15] и И.С. Мильченко [16]. Модель купирования нити, предло-

женная И.С. Мильченко, была развита за рубежом в работах Дж. Нэптона,

Д. Мандена, Д. Блзка и др. На рис. 2.1 показана схема процесса кули-

рования нити, которую рассмотрел Дж. Нэптон [17]. Если принять, что

натяжение нити, поступающей со стороны нитеводителя. и при перетяж-

kenograiMgTcgjgB^ формуле"~Эйлера, то шксиммьное натяжение

* нити при кулировании определяется пересечением д^ух экспонен'^

Tpg^H Тхё^

(рж;. 2.2), где Го - входное натяжение; v>i - сумма уг-

лов охвата нитью петлеобразуйЯВДх органов при ее движении со стороны

нитевода; и

—

коэффициент тангенциального сопротивления движению

нити. Изменение этих факторов определяет отклонения длины нити в

петле из-за изменения количества нити, потребляемого иглой со стороны

уже образованной петли, т.е. из-за явления перетяжки; - сумма углов

охвата нитью петлеобразующих органов при ее перетяжке со стороны уже

образованной петли, ветви которой имеют натяжение Т^ (это натяжение

зависит от усилия оттяжки петель).

В.М. Лазаренко [18], анализируя условия взаимодействия кулируе-

Г мой нити со старой петлей, показал, что при определенных соотношениях

натяжений купируемой нити и старой петли может изменяться скорость

купирования нити и длина нити в петле.

Л. Климент приводит следующие данные о влиянии B}foflHoro натяже-

ния и фрикционных свойств пряжи на длину нити в петле (табл. 2.1) [19].

2.1. Зависимость длины нити в петле от фрикционных свойств пряжи

Входное натяжение

Г„,сН

Длина иитн в петпе /, мм

>1=0,32

М=0,2

ц=0,14

100

3,6

3,3

3,2

3,1

4,4

4,1

3,9

3,75

3,6

4,8

4,55

4,35

4,2

4,05

Анализ этих результатов позволяет сделать вывод,что стабилизациян?-

тяжения (Г() =const) не устраняет отклонения длины нити в петле при

из-

менении фрикционных свойств пряж1л1По данным Дж. Нэптона, при пере-

Зо»а

петлеобралования

2.1. Схема процесса купирования нити. Стрелками показано направление продольной

скорости нити

200

1 2 3 А 5

Номер иглы

2 3^5

Номер иьды

2.2. Модель формировашя натяжения нити при купировании:

й - а^ =45°; б- а^ =60°

работке шерстяной пряжи при постоянной величине входного натяжения

длина нити в петле в зависимости от фрикционных свойств нити изме-

няется до 10%.

i Влияние входного натяжения и фрикционных свойств на длину нити

в петле вызвано перетяжкой нити. Перетяжку нити обычно оценивают

относительной величиной Д^ (доли единицы или %), Дц = (ij. -

где — теоретическая, а /о

—

фактическая длина нити в петле.

Количественный анализ перетяжки нити впервые выполнил А.С. Бол-

дырев [20]. При исследовании процесса вязания на круглочулочных ав-

томатах 14 кл. было установлено, что количество потребляемой нити

со стороны образованных петель при изменении натяжения нити может

составлять 30-60%. Существенно, что при малом натяжении перетяжка

в большей степени зависит от изменения натяжения нити, чем при боль-

шом его уровне. Выводы А.С. Болдырева подтвердили в своих работах

Дж. Нэптон и Д. Манден [17];уИми было установлено, что перетяжка

практически не зависит от глубины купирования и при реальных для про-

изводства изменениях натяжения нити от 5 до 15 сН приводит к изме-

нению длины нити в петле до 15%. Величина перетяжки нити Дд в зави-

симости от уровня натяжения составляет 30—48%. Аналогичные данные

получил Д. Хеншоу, который установил, что при реальных для практики

изменениях натяжения нити (порядка 10 сН) длина нити в петле при на-

личии перетяжки изменяется на 9-10%, а при ее отсутствии - только на

1-2% [21].

Зависимость интенсивности (скорости изменения) пе;ретяжки нити от

величины натяжения приводит к тому, что длина нити в петле нелиней-

но зависит от натяжения. Как пример на рис. 2.3 приведена зависимость

длины нити в петле от входного натяжения при переработке хлопчато-

бумажной пряжи линейной плотности 11,8x2x2 текс на двухщшинд-

-у^^АУЛ 52

2.3. Влияние нелинейной зависимости

длины нити в петле I от входного натя-

жения нити Г, на величину отклонений

длины нити в петле о/ для переплетений:

1 - ластик 1 X 1; 2 - гладь

ровых автоматах 2АН-14. Трубча-

тые образцы вырабатывались пе-

реплетением кулирная гладь и лас-

тик 1:1 при вязании одной систе-

мой. Необходимо учитывать, что

более интенсивное изменение дли-

ны нити в петле в зоне малых

натяжений (порядка 3-10 сН)

по сравнению с зоной более

высокого натяжения (15-20 сН) может снижать стабильность длины ни-

ти в петле и ее геометрических параметров. Этот вывод необходимо учи-

тывать как при проектировании устройств, контролирующих натяжение

шти, так и при выборе режима подачи нити. Из графиков видно, что из-

менение натяжения с 5 до 10 сН приводит к существенно большему изме-

нению длины нити в петле, чем при изменении с 10 до 15 сН (A/j

На это же обратил внимание Ф.А. Моисеенко, анализируя причины струк-

турной неоднородности (поперечной полосы) основовязаных полотен

[22, с. 175].

Экспериментальные зависимости длины Ю1ти в петле от натяжения

нити позволяют количественно оценить стабильность длины нити в петле

по отклонениям натяжения нити и его уровню. Для такой оценки мож-

но принять следующую методику. Аппроксимируя зависимость i = I(То)

двумя прямыми, на интервалах для Г<10сНи7'>10сН получим соот-

ветственно

- aiT к - а\Т (см. рис. 2.3), гдеа^ иа\ - постоян-

ные коэффициенты, причем

>а\.

В соответствии с правилом переноса ошибок при линейном их преоб-

разовании для дисперсии

ffo

натяжения нити Го получим оценку стабиль-

ности длины петли:

при режиме вязания с натяжением менее 10 сН ау =

(л i

Оо) ^;

при режиме вязания с натяжением более 10 сН а^>= (a'lOq)^ < d\.

В общем случае дисперсия длины нити в петле по известной зависи-

мости I = 1(То) и дисперсии входного натяжения Oq может быть оценена

по формуле

оН-

т=

Тп

Если перетяжку шли устранить^тоизме длинь1^ити-ал1едье цри

отклонениях нат^ения нити будет определяться только деформацион-

н^михвойствашушти.

На перетя)юс>Гнит1^ существенное влияние оказьшает геометрия кулир-

ного клина. Применение котньев с площадкой выстоя игл на глуййе