Scientific journal

International Journal of Applied and fundamental research

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

Сущность оптимизации технологического процесса ткачества заключается в определении оптимальных режимов изготовления тканей с заданными параметрами и свойствами.

При решении задач оптимизации технологических процессов важное значение имеет выбор критерия оптимизации. В соответствии с производственными задачами можно задавать один или несколько критериев оптимизации.

Так как в данной работе решалась задача разработки оптимального режима изготовления петельных тканей, то основной задачей является выбор критерия оптимизации. В качестве критерия оптимизации был выбран один из параметров ткани, отражающий её эксплуатационные свойства, а именно водопоглощение ткани.

Анализ научных работ по исследованию строения и свойств петельной ткани показал, что наиболее эффективным методом исследования степени водопоглощения петельной ткани, является метод описанный в работе [1] , который не только полностью моделирует реальные условия поглощения махровой тканью влаги, но и требует гораздо меньше времени и затрат, чем существующие методики.

Кроме того, в работах [3, 5, 6] было установлено, что поглощение влаги происходит в первую очередь петельным покровом ткани, вследствие чего водопоглощаемость зависит главным образом от степени застила ткани и структуры пряжи петельной основы, и в меньшей степени от высоты петли. Наибольшее влияние на водопоглощение ткани из перечисленных факторов оказывает состояние и качество пряжи, применяемой для петельной основы. В свою очередь, основным фактором, влияющим на структуру пряжи, является её крутка, которая должна быть такой, чтобы пряжа имела рыхлую структуру.

На водопоглощаемость влияет также обработка пряжи перед ткачеством или ткани после ткачества. Последнее способствует также лучшему закреплению петель в ткани.

Базой для проведения исследований по определению свойств петельной ткани является лаборатория «Ткачество» Камышинского технологического института (филиала) Волгоградского государственного технического университета.

В качестве объекта исследования была выбрана хлопчатобумажная петельная ткань, которая вырабатывается на ткацком станке СТБМ-180. Техническая характеристика ткани представлена в табл. 1. Надо отметить, что особенностью строения петельной ткани является то, что для её выработки требуется две системы основных и одна система уточных нитей.

Из опыта работы ткацких фабрик и результатов анализа научных источников [4] известно, что наибольшее влияние на свойства ткани оказывают следующие заправочные ткацкого станка:

Х₁ – заправочное натяжение коренной основы, сН;

Х₂ – заправочное натяжение петельной основы, сН;

Х₃ – величина задней части зева (вынос зева), мм.

Поэтому эти параметры выбираем в качестве входных. Для определения оптимальных технологических параметров заправки ткацкого станка был использован метод планирования эксперимента по матрице планирования Бокс-3. Значения заправочного натяжения основных нитей определялись с помощью прибора ТТП-2008 [2].

Уровни варьирования параметров в натуральных и кодированных величинах приведены в табл. 2.

В табл. 3 представлены результаты эксперимента по плану Бокс-3.

Таблица 1

Техническая характеристика петельной ткани

Таблица 2

Значения варьируемых факторов

Таблица 3

Результаты эксперимента по плану Бокс-3

Обработка результатов эксперимента на ЭВМ позволила получить следующее уравнение регрессии:

По полученной математической модели на ЭВМ были построены сечения поверхности отклика, анализ которых позволяет сделать следующие выводы:

1) максимальное влияние на водопоглощение ткани оказывает заправочное натяжение нитей петельной основы;

2) минимальное влияние на водопоглощение ткани оказывает заправочное натяжение нитей коренной основы;

3) при увеличении заправочного натяжения нитей петельной основы и заправочного натяжения нитей коренной основы водопоглощение ткани увеличивается;

4) при увеличении выноса зева водопоглощение ткани уменьшается.

В результате дальнейших расчетов были получены следующие оптимальные параметры выработки петельной ткани, позволяющих вырабатывать ткань с максимальным водопоглощением, представленные в табл. 4.

Таблица 4

Установка полученных оптимальных технологических параметров в ткацком производстве позволит вырабатывать петельные ткани с максимальным водопоглощением ткани 224 %.

Выводы

1. В результате исследования установлена математическая зависимость критерия оптимизации от исследуемых параметров заправки ткацкого станка: заправочное натяжение коренной основы, заправочное натяжение петельной основы, величина задней части зева.

2. Определены следующие оптимальные технологические параметры изготовления петельной ткани с максимальным водопоглощением: заправочное натяжение коренной основы 55 сН, заправочное натяжение петельной основы 40 сН, величина задней части зева 360 мм.

3. Полученные оптимальные параметры изготовления петельной ткани на ткацком станке СТБМ-180 обеспечивают стабильное протекание технологического процесса ткачества и получения ткани с заданными свойствами, а также приводят к улучшению её гигиенических свойств.