Севостьянов А.Г. и др. Механическая технология текстильных материалов

Подождите немного. Документ загружается.

зева,

расположений ламельного прибора и скала пб высотё и

глубине, количества пороков и отходов ткачества.

При контроле качества ткани используется ГОСТ 3810—72

для отбора образцов ткани, ГОСТ 3812—72 для определения

плотности ткани по основе и утку, ГОСТ 3813—72 для опреде-

ления разрывных характеристик ткани при растяжении.

Операционный контроль в трикотажном производстве охва-

тывает следующие объекты: качество сырья, т. е. оценка свойств

пряжи и нитей; при перематывании и сновании те же характе-

ристики, которые были указаны для ткацкого производства; при

вязании контроль плотности вязания, поверхностной плотности

вязания полотна или изделия, механических характеристик, на-

тяжения нити и полотна, глубины кулирования, обрывности, ко-

личества и видов пороков и дефектов в полотне и изделии, от^

ходов при вязании.

В зависимости от объема контролируемой продукции конт-

роль может быть сплошным или выборочным. Если организа-

ция выборочного контроля осуществляется в соответствии с за-

конами математической статистики, то говорят о выборочном

статистическом контроле. Последний может осуществляться

в целях наблюдения за ходом того или иного процесса и кор-

ректировки при необходимости режима оборудования (стати-

стическое регулирование процесса), а также приемки готовой

продукции или полуфабриката (статистический приемочный

контроль).

При, статистическом регулировании используются конт-

рольные карты-графики, на которых указаны номинальные

значения контролируемых показателей и их допустимые гра-

ницы, а оператором отмечаются текущие значения показателя.

Если эти показатели укладываются внутри отмеченных границ

регулирования, то режим оборудования считается нормальным;

выход же результата очередного измерения за пределы границ

свидетельствует о необходимости наладки оборудования.

Следующий этап развития управления качеством продук-

ции заключается в автоматизации контроля технологических

процессов, работы оборудования и характеристик продукции.

Автоматизации технологических процессов сопутствует авто-

матизация контроля качества продукции на базе использования

различного типа датчиков, микропроцессорной техники и ЭВМ.

Обрывность. Обрывностью называется нарушение техноло-

гического процесса, заключающееся в том, что выпускаемый

продукт (лента, ровница, пряжа, нити) или перерабатываемый

на машине при подготовке к ткачеству или вязанию и в про-

цессе формирования ткани и трикотажа обрывается.

Обрывность приводит к образованию дефектов и снижению

качества продуктов, повышению отходов, снижению выхода

пряжи, а также к снижению производительности машин, по-

вышению загрузки обслуживающего персонала и к снижению

производительности труда. Обрывность представляет собой

большое зло, с которым на предприятиях необходима повсед-

невная борьба.

Известно, что на любой машине продукт испытывает меняю-

щееся натяжение и имеет случайные колебания по величине

сопротивления разрыву. В результате совпадения места про-

дукта, имеющего малое сопротивление разрыву, и большого

натяжения происходит обрыв. Вероятность такого совпадения

при нормальных условиях работы машин очень мала. По-

этому явление обрыва относится к классу редких событий и

описывается законом Пуассона:

= (V.l)

где Ph — вероятность появления k обрывов за время наблюдения; е — ос-

нование натуральных логарифмов; а — среднее число обрывов на одном ве-

ретене за время наблюдения; ft/ —факториал k, т. е. произведение чисел на-

турального ряда от 1 до fe.

Сопоставление экспериментальных кривых распределения

числа веретен по числу обрывов с теоретической кривой Пуас-

сона позволяет установить число веретен, на которых число

обрывов больше предсказываемых по закону Пуассона. Это

и есть в первом приближении неисправные веретена. Из-за

этих веретен и вследствие плохой наладки машины получается

высокая обрывность.

Величина обрывности на машинах прядильного производ-

ства может быть охарактеризована двумя показателями:

1) числом обрывов на 1000 веретен (выпусков, камер) за 1 ч;

2) числом обрывов на единицу длины выпускаемой ленты, ров-

ницы или пряжи (например, на 1 км на прядильной машине;

на 10 км при перематывании, сновании, шлихтовании). Уста-

новим взаимосвязь между этими показателями. Обозначим

число обрывов на 1000 веретен за 1 ч через Bi и число обры-

вов на 1 км пряжи через Вг- Длина нити, км, вырабатываемой

на 1000 веретенах за 1 ч,

L = 1000-60/1000,

где Vb.

— скорость выпускного цилиндра, м/мин; Ку — коэффициент

укрутки.

На эту длину приходится Bi обрывов; на 1 км придется об-

рывов B2 = BxIL, или B2 = Bi/{Vb ,xKv-Q0). Известно, что крутка

пряжи К—Пв1{иъ цКу), поэтому можно написать

В2 = ад(пв-60).

Причин обрывности много, и они могут быть специфичными

на каждой машине. Однако основными являются следующие:

неравномерность продуктов по линейной плотности; неопти-

мальный выбор режима машины, скорости, относительного

распоЛожеййЯ ра^очй5с оргайов, йагрузкй й др.; йeйcпpйвHoefй

и износ поверхностей рабочих органов; неправильный выбор

сырья; неонтимальные атмосферные условия в цехе и плохой

уход за машинами.

Неравномерность продуктов. Неравномерность как одно из

наиболее отрицательных характеристик продуктов прядения

в большой мере влияет на технико-экономические показатели

работы предприятий и физико-механические свойства продук-

тов прядения и ткачества.

• Контроль и исследование неравномерности продуктов пря-

дения имеют важное значение, так как позволяют устанавли-

вать время, место и причины возникновения неровноты про-

дукта. -

Неравномерность продуктов прядейия обусловливает Не-

стационарность технологических процессов. Причин, обусловли-

вающих возникновение неравномерности, очень много. На каж-

дом э^апе прядильного производства имеется много причин об-

щего характера и специфичных для данного этапа.

Укажем TojibKO на основные причины возникновения не-

равномерности.

Очевидно, неравномерность волокон по их свойствам явля-

ется одной из важнейших причин возникновения неровноты

пряжи. Неправильный подбор компонентов в смеси может еще

больше увеличить разницу в свойствах волокон и неровноту

пряжи.

Неэффективное осуществление разрыхления, смешивания и

кардочесания йриаодит к производству пряжи, неравномерной

по физико-механическим свойствам.

Неправильный выбор параметров заправки машин явля-

ется важнейшей причиной возникновения неровноты. Так, не-

оптимальные вытяжки, разводки и нагрузки в определенной

зоне вытягивания вытяжного прибора ленточной, ровничной

и прядильной машин обусловливают возникновение большой

неровноты продукта в процессе вытягивания.

Неравномерность продуктов прядения представляет слож-

ное явление. Сложность заключается в том, что для продуктов

прядения свойственна неровнота многих видов: неравномер-

ность, возникшая на первых этапах прядения, затем на после-

дующих этапах изменяется и к ней добавляется неравномер-

ность новых видов.

Неравномерность пряжи включает компоненты, которые от-

ражают влияние на нее различных этапов прядильного про-

изводства.

Разные виды неравномерностр взаимозависимы. Указанные

явления осложняют изучение и вскрытие закономерностей воз-

никновения неравномерности.

Изменение свойств продукта по его длине определяет не-

равномерность следующих видов: неравномерность по толщине,

или Пб массе отрезков разной длины, или йо числу волокол

в сечениях продукта, неравномерность продукта по его плот-

ности; неравномерность продукта по таким физико-механиче-

ским свойствам, как прочность, растяжимость, упругость,

влажность, воздухопроницаемость, электросопротивление, ве-

личина электростатического заряда и др.

Изменение строения продукта по его длине и поперечному

сечению, которое характеризуется изменением свойств элемен-

тов (качества элементов структуры), определяет существова-

ние двух групп так называемой структурной неравномерности

продукта:

группа качественной структурной неравномерности;

группа геометрической структурной неравномерности.

Обе группы неровноты могут проявляться по длине и в по-

перечном сечении продукта.

Неравномерность продуктов по их свойствам и структурная

неравномерность продуктов разных видов могут иметь различ-

ный характер. В зависимости от характера изменения свойств

и структуры продукта неравномерность бывает следующих

видов:

периодическая (длина и амплитуда волн колебания свойств

продукта одинаковые);

непериодическая, или случайная (длина и амплитуда волн

колебаний свойств продукта являются случайными величи-

нами);

функциональная, т. е. с односторонне нарастающим откло-

нением (толщина вдоль продукта постепенно увеличивается по

закону прямой, параболы и другим законам или наоборот

уменьшается);

локальная (случайное резкое увеличение или уменьшение

линейной плотности продукта);

комбинированная (совокупность нескольких видов неравно-

мерности).

Продукты, получаемые на разных чесальных машинах и

выпусках ленточных машин, на разных веретенах ровничных и

прядильных машин, имеют разную по величине и характеру

неравномерность.

Это различие объясняется несколько отличными условиями

производства продуктов.

Поэтому при оценке величины неравномерности продуктов

различают неровноту:

внутреннюю (неровнота внутри паковки, неровнота про-

дукта с одного выпуска или веретена);

внешнюю (неровнота между средними значениями различ-

ных характеристик продукта' со многих паковок, ряда выпу-

сков и веретен);

общую (неровнота продукта со всех паковок или со всех

выпусков и веретен данной машины).

Разделение общей неровноты на внешнюю и внутреннюю

расширяет знания о неравномерности продукта и позволяет

установить участки машины, выпускающие продукт с повы-

шенной неровнотой.

Неравномерность продуктов по толщине во многих случаях

является одним из главнейших видов неравномерности и опре-

деляющей величиной при оценке качества пряжи и других про-

дуктов прядения.

При указанном выше сложном изменений свойств продукта

никакое единственное числовое значение неровноты не может

учесть и оценить ее характер. Применение таких характери-

стик, как амплитудный спектр, градиент неровноты, корреля-

ционная функция и др., дает возможность раскрыть характер

и структуру неравномерности.

Известно, что в процессе разрыхления, смешивания и кар-

дочесания не получается организованное расположение воло-

кон.

Рабочие органы машин, осуществляющие эти процессы,

обусловливают случайное расположение волокон в волокни-

стом потоке или ленте.

Однако фактическое расположение волокон даже в чесаль-

ной ленте отличается от идеального или случайного (рандоми-

зированного) их расположения.

Неровнота продуктов с фактическим расположением воло-

кон всегда выше неровноты продуктов со случайным располо-

жением волокон.

Это различие обусловлено неэффективным осуществлением

смешивания и кардочесания (вследствие этого повышенной

структурной неровнотой продуктов) и групповым движением

волокон в вытяжных приборах.

. Таким образом, по величине отклонения характеристик ре-

ального продукта от характеристик идеального, или гипотети-

ческого, продукта можно судить об эффективности и совершен-

стве данного процесса и машины, а также о степени равномер-

ности продукта, образуемого в этом процессе.

Можно показать, что распределение сечений такого гипо-

тетического продукта по числу волокон в этих сечениях явля-

ется распределением Пуассона и квадратическая неровнота

продукта (модель Пуассона) по площади его поперечных се-

чений

Сг = 100 л/1 + (Сд/ЮО)» IV/" = 100 VI + 4 (Q/100)2 (д//" , (V.2)

где Cg = 2Cd— квадратическая неровнота волокон по площади их попереч-

ного сечения; т^Г/Гв — среднее число волокон в сечении продукта (Т —ли-

нейная плотность продукта; Гв — средняя линейная плотность волокна);

Cd — квадратическая неровнота волокон по их диаметру.

в таком виде формула (V.2) была получена Мартиндейлем

при допущении, что линейная плотность волокон не зависит от

их длины.

В действительности

линейная плотность и длина нату-

ральных волокон имеют взаимную корреляционную связь, и

поэтому приведенная формула приобретает более сложный

вид.

Часто формуле (V.2) придают более простой вид

•

Сг = 1Ш I ^/т.

где К — коэффициент, зависящий от рода волокна (для хлопкового волокна

1,06, если С,=35%; для шерсти 1,12, если С, = 50 %; для вискозного во-

локна 1,02; для льняного волокна 1,3).

Индексом неровноты называется отношение неровноты дей-

ствительного продукта к неровноте гипотетического продукта,

т. е.

/ = Сд/Сг = Сд'д/т/(100/(),

где K = VHWW- (V.3)

Можно сказать, что неровнота гипотетической пряжи, об-

_разованной из смеси разнородных волокон, определяется по

формуле

Ср.

ем

=--100 V+ pj^jil + . . I^JT-

где Сг. см — квадратическая неровнота по сечениям гипотетической (модель-

Пуассона) пряжи; р\, рг,

• • •

— содержание_комтонентов в продукте, образо-

ванном из смеси, % массы волокон; Т, Твь Гвг, ...—линейная плотность

пряжи и волокон смешиваемых компонентов; Ki, Кг, ...

—-

значения К [см.

•формулу (V.3)], определяющие неровноту волокон компонентов по площади

их поперечного сечения.

Для непрерывного измерения линейной плотности исследуе-

мого продукта с целью оценки его неровноты в настоящее

время используют приборы различных конструкций. Широкое

распространение получил метод построения спектров амплитуд

на специальном счетно-решающем устройстве — спектрографе

швейцарской фирмы «Устер».

На рис. V.I изображена спектрограмма Лд(lgX) кардной

хлопчатобумажной пряжи 20 текс. Легко заметить, что строго

периодическая неравномерность пряжи или других продуктов,

обусловленная механическими дефектами деталей и передач

вытяжного прибора и деталей других машин, а также перио-

дическим осуществлением процесса, выявляется в спектре

резко выделяющимися «пиками» /, 3, 5 и 7. С увеличением ин-

Рис. V.l. Спектрограмма кардной хлопчатобумажной пряжи 20 текс

тенсивности периодического воздействия дефекта растет ам-

плитуда волны в спектре.

Существует два метода определения места возникновения

периодического колебания — расчетный -и тахометрический.

Расчетный метод заключается в следующем. По спектро-

грамме определяют длину волны, соответствующей «пику».

Полагают, что эта волна обусловлена работой эксцентриче-

ского цилиндра, диаметр которого D. В этом случае расчетная

длина волны в пряже определяется по формуле

Я,р

= nDkuE,

где йц — коэффициент рифления цилиндра; Я —расчетная общая вытяжка

между местом возникновения периодической неравномерности (эксцентриче-

ским цилиндром) и выпускным цилиндром машины, которая производит ис-

следуемый продукт.

Если рзсчстнзя Хр и найденная по спектрограмме Хс длины

волн равны, то предположение об источнике периодической

неравномерности справедливо. Допустим, на спектрограмме для

пряжи обнаружен «пик», для которого' длина волны равна

6 м. Расчетная общая вытяжка

Е = = 6000/(3,14-32.1,1) = 54.

Известно, что на прядильной машине вытяжка была равна

18 и в передней зоне двухзонного четырехцилиндрового вы-

тяжного прибора ровничной машины — 3. Произведение ука-

занных двух вытяжек равно расчетной общей вытяжке. Таким

образом, можно считать установленным, что причиной перио-

дического компонента неравномерности в пряже является бие-

ние третьего цилиндра по ходу продукта в вытяжном при-

боре ровничной машины.

Тахометрический метод применим, когда трудно устано-

вить источник возникновения периодического компонента не-

равномерности расчетным методом.

Если выпускной орган машины имеет окружную скорость

(о, м/мин) и частоту вращения дефектного рабочего органа

или число периодов периодических колебаний, которое обус-

ловливает периодический компонент неравномерности в иссле-

дуемом продукте {п, мин-1), то длина волны в данном про-

дукте

i = vln.

По этой формуле находим частоту вращения п дефектного

рабочего органа, обусловливающего на спектрограмме «пик»

с длиной волны Яс.

п = (V.4)

Тахометрический метод заключается в. следующем.

1. С помощью тахометра со специальной приставкой опре-

деляют окружную скорость выпускного органа (выпускного

цилиндра вытяжного прибора на прядильных и ровничных,ма-

шинах, плющильных валиков на ленточных машинах, выпуск-

ных валиков лентоукладчика на чесальных и гребнечесальных

машинах).

2. По спектрограмме находят длину волны Хс, соответствую-

щую «пику».

3. По формуле (V.4) определяют частоту вращения де-

фектной детали.

4. С помощью тахометра находят дефектную деталь (ше-

стерни, цилиндры, валики и др.), имеющую найденную ча-

стоту вращения.

Тахометрический метод применяют также для определения

пары шестерен, которые работают при неправильном зацепле-

нии зубьев (тугая или слабая присадка шестерен) и обуслов-

ливают периодическую неровноту продукта.

По аналогии с формулой (V.4) частота вращения шестер-

ни, которая обусловливает «пик» на спектрограмме с длиной

волны Хс, определяется по формуле

n =

v/{XcZ),

где и —окружная скорость выпускного цилиндра машины, вырабатывающей

исследуемый продукт; z — число зубьев искомой шестерни.

Данный дефект более рельефно проявляется на спектро-

грамме продукта с последующей машины, так как в резуль-

тате вытягивания в Е раз увеличивается длина волны. В этом

случае частоту вращения искомой шестерни определяют по

формуле

n = vEl(Kz).

Вытяжные волны, имеющие случайную амплитуду и колеб-

лющиеся в определенном диапазоне длины волн, выявляются

нЯ спектрограмме в виде несимметричного «горба» (например,

«^орбы» 2, 4, 6 на рис. V.1) на широком диапазоне волн

(на нескольких каналах) над сплошным спектром Лг (Ig^.

Для выявления места возникновения вытяжной волны необ-

ходимо приравнять длину волны спектрограммы кс, соответст-

вующую максимальной амплитуде «горба», и расчетную длину

вытяжной волны с учетом ее увеличения при последующем вы-

тягивании продукта.

^с ~ ^р

—

iCe^J^j

(V.5)

где Кв — постоянная величина, установленная экспериментальным путем и

теоретическими расчетами (2,5—3); / — средняя массодлина волокон в про-

дукте; Е — общая расчетная вытяжка между зоной вытягивания, где воз-

никла вытяжная волна, и выпускным цилиндром машины, которая произво-

дит исследуемый продукт.

Например, для пряжи, выработанной на кольцевой прядиль-

ной машине П-66-5М с вытяжным прибором ВР-1М, получена

спектрограмма, на которой имеется «горб». Длина волны Яс,

соответствующая максимальной амплитуде «горба», равна

1,15 м. Известно, что вытяжной прибор ВР-1М трехцилиндро-

вый двухремешковый. При выработке пряжи 20 текс из ров-

ницы 800 текс частные вытяжки были следующие: Ei = 2,4\

£2= 16,6.

Для производства пряжи использова^^ась смесь, в ко-

торой средняя (по массе) длина волокон /=25,2 мм. Из фор-

мулы (V.5).

E = K/{KJ); Е = 1150/(2,75-25,2) = 16,59 « 16,6.

Следовательно, вытяжная волна, обусловившая «горб» на

спектрограмме, возникает в первой зоне вытягивания. Причи-

ной этого могут быть неоптимальные значения разводки, на-

грузки или вытяжки. Возможности спектрографа выявлять вы-

тяжные волны в виде «горба» на .спектрограмме позволяют

определять параметры оптимального режима вытяжного при-

бора (например, частные вытяжки, разводки и другие пара-

метры).

Производство пряжи определенной линейной плотности и

из одного и того же сырья по разному плану или по разным

системам прядения обусловит различное относительное распо-

ложение амплитудных спектров для реальной и гипотетической

пряжи. Анализ получаемых спектрограмм при исследовании

пряжи разных вариантов позволяет установить оптитальные

планы и системы прядения. Чем больше площадь между спект-

рами реальной и гипотетической пряжи, тем менее оптималь-

ный план прядения был принят для производства исследуемой

пряжи.

Характер спектра и величина вытяжных волн зависят от

вида дифференциальной функции распределения волокон по их

длине в смеси, поэтому спектрограммы могут быть также ис-

пользованы при решении вопроса об оптимальном составлении

смесей для переработки на данном оборудобайий й п{)и дайной

системе прядения.

Подробно методы определения неравномерности продуктов

изложены в учебнике А. Г. Севостьянова «Методы и средства

исследования механико-технологических процессов текстиль-

ной промышленности», а нормы неровноты приведены в госу-

дарственных стандартах, технических условиях и соответствую-

щих справочниках.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что такое неравномерность продуктов и какие характеристики ис-

пользуются для оценки величины и характера неровноты?

2. Что такое управление качеством, его сущность и задачи?

3. Каковы сущность и задачи операционного контроля и контроля го-

товой продукции?

4. Как оценивается обрывность?