Розробка елементів системи автоматизованого технологічного проектування виробів, що виготовляються на круглопанчішних автоматах

Размещено на http://www.allbest.ru/

ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ ЛЕГКОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ УКРАЇНИ

Галавська Людмила Євгеніївна

УДК 677. 055. 5

Розробка елементів системи автоматизованого технологічного проектування виробів, що виготовляються на круглопанчішних автоматах

Спеціальність 05. 19. 03 - Технологія текстильних матеріалів

Автореферат дисертації

на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Київ - 1999

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Державній академії легкої промисловості України МінІстерства освіти України.

Науковий керівник к. т. н., доцент Кочеткова Ольга Володимирівна ДАЛПУ, доцент кафедри ТТВ.

Офіційні опоненти д. т. н., професор Васильченко Василь Миколайович ДАЛПУ, професор кафедри к. т. н. Васильєва Людмила Євдокимівна старший науковий співробітник НВО ПП “Люцина”.

Провідна установа Український науково-дослідний інститут текстильної промисловості.

Загальна характеристика роботи

проектування виріб круглопанчішний автомат

Актуальність роботи. Панчішно-шкарпеткові вироби відносяться до виробів масового попиту і займають найбільшу питому вагу в загальному обсязі виробництва трикотажної продукції.

Споживчий попит диктує необхідність розширення та частого оновлення асортименту, кольорової гами, візерунчатих ефектів, а також покращення якості панчішно-шкарпеткових виробів.

Традиційне проектування таких виробів є складним, довготривалим і трудомістким, тому потрібне впровадження системи автоматизованого проектування для забезпечення конкурентоспроможності.

На цей час не існує загальної системи проектування виробів, що виготовляються на круглопанчішних автоматах, відсутні дослідження, які встановлюють залежність розтяжності панчішно-шкарпеткових виробів від кількості, видів, та параметрів елементів структури трикотажу (ЕСТ) візерункових переплетень, які мають знижену розтяжність. Крім того, не розроблена процедура автоматизованого проектування ділянок панчішно-шкарпеткових виробів різноманітних конструкцій. Тому дисертаційна робота, присвячена розробці елементів системи автоматизованого технологічного проектування виробів, що виготовляються на круглопанчішних автоматах, є актуальною.

Мета та задачі дослідження. Метою даної роботи є розробка елементів системи автоматизованого технологічного проектування виробів, що виготовляються на круглопанчішних автоматах. У відповідності з метою роботи були поствлені наступні задачі:

встановити послідовність етапів автоматизованого технологічного проектування виробів, що виготовляються на круглопанчішних автоматах;

розробити алгоритм проектування бортів та мисків різних конструкцій та видів переплетень;

дослідити особливості проектування виробів заданої форми, що виготовляються жаккардовими, пресовими, перекидними платиро-ваними, неповними одинарними та подвійними візерунковими переплетеннями та уточнити математичні залежності для визначення параметрів їх структури;

розробити теоретичні залежності для визначення розтяжності виробів заданої форми, що виробляються жаккардовими, пресовими, перекидними платированими та неповними переплетеннями і експериментально підтвердити їх достовірність;

встановити залежність розтяжності та ширини виробів заданої форми, вироблених неповними переплетеннями різних рапортів;

створити пакет прикладних програм для автоматизованого проектування у відповідності з розробленими алгоритмами;

розробити банк даних та довідкові матеріали.

Методика досліджень. Теоретичною основою дисертаційної ро-боти є наукові дослідження вітчизняних та зарубіжних вчених в області проектування панчішно-шкарпеткових виробів. Методологічною основою послужили методи аналізу та синтезу, наукового передбачення та практики як критерія істини, сукупність узагальнень (індукції) та виведення нових істин (дедукції) і т. ін.. На цій основі застосована комплексна методика досліджень, яка включає:

аналіз досягнень в області досліджень;

теоретичний метод аналізу геометричних моделей кулірного трикотажу візерункових переплетень, що виготовляються на круглопанчішних автоматах; уточнення вже існуючих математичних залежностей, в основу яких було закладено синтез методів геометричних моделей та емпіричного;

використання сучасних експериментальних методів для підтвердження теоретичних гіпотез роботи.

Статистична обробка результатів експериментів здійснювалась за допомогою розробленої програми на персональній ЕОМ.

Наукова новизна. Під час проведення теоретичних і експериментальних досліджень автором вперше отримані такі результати:

розроблено послідовність виконання етапів автоматизованого технологічного проектування виробів, що виготовляються на круглопанчішних автоматах;

розроблено алгоритми проектування параметрів структури та витрат сировини для бортів та мисків різних конструкцій і переплетень;

вперше запропоновано спосіб представлення структури трикотажу жаккардових та пресових переплетень у вигляді сукупності різних первинних елементів;

уточнено математичні залежності для розрахунку параметрів структури панчішно-шкарпеткових виробів, що виробляються пресовими та жаккардовими переплетеннями з урахуванням різних випадків перетяжки нитки;

запропоновано математичні залежності для проектування розтяжності виробів заданої форми, що виробляються одинарними та подвійними жаккардовими, пресовими, перекидними платированими і неповними переплетеннями;

експериментальним шляхом встановлено ступінь впливу різних факторів на величину дійсного та приведеного коефіцієнтів розтяжності, а також на ширину виробів, що виготовляються на круглопанчішних автоматах неповними переплетеннями;

розроблено програмні процедури системи автоматизованого проектування виробів, що виготовляються на круглопанчішних автоматах.

Практична цінність. Створено і практично реалізовано елемен-ти САПР виробів, що виготовляються на круглопанчішних автоматах. Методологічною основою цієї системи є універсальна методика проектування, запропонована у роботі. Програмні процедури системи доведено до практичної реалізації і отримали застосування у виробництві та навчальному процесі ДАЛПУ. Використання елементів системи дозволить автоматизувати процес проектування в умовах виробництва, значно скоротити термін проектування та створити умови для найшвидшого оновлення асортименту виробів заданої форми, що виробляються на круглопанчішних автоматах, виключити необхідність виготовлення партії пробних зразків та їх подальшого дослідження, а також отримати реальний економічний ефект, зумовлений скороченням трудових та сировинних витрат.

Особистий внесок автора. У працях, виконаних із співавторами, особистий внесок автора полягає в обговоренні постановки задач, вирішенні теоретичних питань, виконанні експериментальних досліджень, обробці результатів вимірювань, формулюванні висновків.

Апробація роботи. Основні положення дисертаційної роботи доповідались і обговорювались:

на наукових конференціях молодих вчених та студентів ДАЛПУ в 1995-1997 роках;

на розширеному засіданні кафедри технології трикотажного виробництва ДАЛПУ у листопаді 1998 року.

Публікації. По матеріалам дисертації є 11 публікацій. З них тези до-повідей (2), 3 статті у збірнику наукових праць молодих вчених та студентів ДАЛПУ, 3 статті у наукових журналах, 3 депоновані рукописи.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, 6 розділів з висновками, загальних висновків, списку використовуваних джерел, що включає в себе 56 найменувань (7 стор.), а також додатків, представлених на 131 сторінці. Роботу викладено на 226 сторінках, у тому числі іллюстрації на 43 сторінках, 10 таблиць.

Основний зміст

Вступ присвячено обгрунтуванню актуальності вибраної теми. Відзначено новизну, наукову та практичну цінність роботи, описано її структуру і вказано обсяг.

У першому розділі зроблено аналіз існуючих методик проектування панчішно-шкарпеткових виробів з метою створення єдиної методики проектування всієї їх різноманітності. Виявлено недоліки існуючих методик і визначено окремі положення, котрі необхідно врахувати в системі САПР панчішно-шкарпеткових виробів. Характерним для усіх цих методик є їх частковий характер, використання емпіричних залежностей, котрі справедливі тільки для певного асортименту, виду устаткування, переплетення і сировини. Відзначено методики вчених Московської текстильної академії О. В. Курак-сіної, М. В. Ульянової, О. В. Глушкової, присвячені автоматизованому проектуванню панчішно-шкарпеткових виробів. Підкреслюється необхідність удосконалення методики проектування з точки зору її використання в САПР панчішно-шкарпеткового виробництва. Відсутність комплексних, системних досліджень в області автоматизо-ваного проектування виробів, що виготовляються на круглопанчішних автоматах, перешкоджає збільшенню виробництва, знижує його конкурентоспроможність.

Другий розділ присвячено системно-структурному аналізу етапів проектування. При цьому встановлено основні задачі, вирішення котрих дозволить розробити єдину методику проектування панчішно-шкарпеткових виробів.

Виявлено необхідність дослідження структури та розтяжності трикотажу візерункових переплетень, які мають знижену розтяжність.

Запропоновано класифікацію бортів панчішно-шкарпеткових виробів, на основі якої розроблено методику проектування параметрів петельної структури та витрат сировини на в'язання ділянки борта. При проектуванні бортів з еластомірною ниткою передбачено її заробка у відповідності з рапортом прокладування по висоті в усіх чи деяких рядах, а також враховується вплив способу заробки на висоту петельного ряду.

Для мисків панчішно-шкарпеткових виробів на основі їх класифікації та розгорток на площині встановлені коефіцієнти, котрі характеризують долю голок, які приймають участь у вироблені ділянок миска від загальної кількості голок круглопанчішного автамата. У роботі запропоновано загальну методику розрахунку витрат сировини на в'язання даної ділянки з урахуванням отриманих коефіцієнтів для всієї різноманітності конструкцій мисків.

На основі запропонованих методик проектування ділянок борту і миска розроблено програми розрахунку витрат сировини на в'язання цих ділянок.

У третьому розділі розглянуті питання проектування параметрів структури виробів, що виготовляються на круглопанчішних автоматах візерунковими переплетеннями.

Зважаючи на знижену розтяжність трикотажу візерункових переплетень і відсутність досліджень у даному напрямку відзначена необхідність дослідження структури виробів, що виготовляються на круглопанчішних автоматах жаккардовими, пресовими, платированими та неповними переплетеннями. Встановлено, що основним параметром, від якого залежить відповідність довжини виробу вимогам нормативно-технічної документації є висота петельного ряду, так як виходячи із значення даного параметру визначається число рядів в'язання на тій чи іншій ділянці.

Для трикотажу жаккардових та пресових переплетень на основі їх геометричних моделей, розроблених О. В. Кураксіною виходячи з трьох можливих випадків перетягування нитки, уточнені формули для визначення висоти жаккардової та пресової петель в залежності від її індек-су, а також висоти петель, сусідніх з індексними, з яких відбувалось пе-ретягування нитки.

У випадку перетяжки нитки з півтори петлі висота петель сусідніх з жаккардовими буде різною, так як із однієї з цих петель перетяжка нитки відбувається у дві сусідні жаккардові петлі (Вcmin), а з другої тільки в одну (Вcmax).

Шляхом проведення розрахунку при використанні геометричної моделі жаккардового трикотажу та виведених формул встановлено, що максимальний індекс жаккардової петлі, досягнутий за рахунок перетяжки нитки з остовів сусідніх петель, із протяжок, що з'єднують остови, та за рахунок перерозподілу нитки з голкової дуги у палочки, дорівнює трьом. При цьому петля сусідня з жаккардовою максимально затяг-нута і її висота дорівнює двом умовним діаметрам нитки (Вс=2dy). Однак можливе отримання жаккардової петлі і більш високих індексів за рахунок пружного видовження нитки. У цьому випадку в структурі трикотажу з'являється рельєфний ефект.

Аналіз геометричних моделей трикотажу пресових переплетень дозволив отримати залежності для визначення висоти пресової петлі та сусідніх з нею петель для трьох випадків перетяжки нитки.

Розрахункові формули для трикотажу пресових переплетень аналогічні вказаним вище, які призначені для жаккардового трикотажу.

При розгляданні петельної структури трикотажу платированих переплетень занесено ряд уточнень у відомі формули для визначення висоти петельного ряду, довжини грунтової та платировочної нитки у рапорті.

У результаті аналізу структури трикотажу подвійних неповних переплетень уточнено залежності для визначення його дійсної ширини з урахуванням заходу петель та закручуваності вздовж петельних стовпчиків, а також приведеної ширини, коли трикотаж подвійного непов-ного переплетення “ приводиться” до ластику з рапортом 1+1 без ураху-вання закручуваності.

Встановлено, що у трикотажі одинарних неповних переплетень в силу пружних властивостей ниток петельні стовпчики намагаються зблизитися, у результаті чого протяжки в місцях пропущених петельних стовпчиків згинаються у дуги, зменшуючи при цьому ширину трикотажу в умовно-рівноважному стані.

Запропоновано залежності для визначення ширини одинарного трикотажу неповних переплетень.

Четвертий розділ присвячено теоретичним дослідженням розтяжності панчішно-шкарпеткових виробів, що виготовляються на круглопанчішних автоматах жаккардовими, пресовими, перекидними, платированими, а також неповними переплетеннями.

Зважаючи на те, що візерунковий трикотаж характеризується величезною різно-манітністю за рахунок різної кількості, видів та поєднання елементів структури у рапорті переплетення, його розтяжність може змінюватися у широких межах. Тому важливо ще на етапі проектування визначити, чи буде забезпечено найважливіший показник якості - розтяжність панчішно-шкарпеткового виробу. Для виробів, що виробляються візерун-ковими переплетеннями, котрі мають знижену розтяж-ність по ширині, перевірку умови забезпечення розтяжності необхідно здійснювати по ряду, що складається з максимальної кількості елементів структури, обмежуючих розтяжність виробу. У випадку невідповід-ності розтяжності ділянки виробу вимогам необхідно змінити структуру переплетення на ділянці. Тому доцільно проектувати розтяжність панчішно-шкарпеткового виробу як показник, інтегрований на базі розтяжності первинних елементів, які складають його структуру. У зв'язку з цим вперше розроблено різноманітні первинні елементи, що складають структуру трикотажу жаккардових і пресових переплетень.

Емпіричні коефіцієнти, що входять до формули, являють собою відношення коефіцієнта розтяжності трикотажу, який містить первинні елементи одного виду, до розтяжності трикотажу базового переплетення. Використання відносних величин, а не самих коефіцієнтів розтяжності пояснюється тим, що розтяжність первинних елементів залежить не тільки від поєднання в них індексних та базових петель, але й від параметрів режиму в'язання, виду і лінійної щільності використовуваної сировини, застосованого устаткування.

В панчішно-шкарпеткових виробах, що виготовляються перекидними платиро-ваними переплетеннями, елементами, котрі обмежують розтяжність, є протяжки платировочної нитки у місцях, де петлі складаються тільки з нитки грунта. Тому їх кількість слід враховувати при проектуванні розтяжності ділянок виробу.

Представляє інтерес і зворотня задача - визначення максимально можливої кількості протяжок платировочної нитки в одному петельному ряді панчішно-шкарпеткового виробу, коли відоме значення потрібного коефіцієнту розтяжності.

Дослідження структури трикотажу одинарних та подвійних неповних переплетень показало, що на відміну від трикотажу жаккардових, пресових і перекидних платированих переплетень, в його структурі від-сутні елементи, котрі обмежують його розтяжність, однак вона буде залежати від кількості та порядку чередування пропущених петельних стовпчиків.

Для характеристики розтяжності панчішно-шкарпеткових виробів, що виробляються неповними переплетеннями пропонується використовувати приведений коефіцієнт розтяжності, що не враховує змін ширини трикотажу внаслідок заходу петель чи закручуваності вздовж петельних стовпчиків, та дійсний коефіцієнт розтяжності, що враховує ці зміни.

При порівнянні розтяжності трикотажу подвійного неповного переплетення з розтяжністю трикотажу, виробленого ластиком з рапортом 1+1 і одинарного з розтяжністю гладі рекомендується використовувати приведені коефіцієнти розтяжності, котрі визначаються без урахування закручуваності (для подвійних) чи без урахування зміни ширини (для одинарних).