ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТКАНИ ДЛЯ ОДЕЖДЫ СТРОИТЕЛЕЙ НА ТКАЦКОМ СТАНКЕ

AННОТАЦИЯ

Данная работа посвящена исследованию и оптимизации процесса ткачества с целью достижения максимальной производительности ткацкого станка. В качестве основного критерия оптимизации выбрано минимизация обрыва пряжи основы, так как уменьшение обрыва нити напрямую влияет на производительность станка, а также на такие показатели, как занятость ткача и коэффициент эффективности использования оборудования. Работа демонстрирует применение методов математического моделирования и планирования эксперимента для оптимизации процесса ткачества. Полученная математическая модель, описывающая зависимость обрывности нитей основы от выбранных факторов, может представлять практический интерес для предприятий текстильной промышленности. Разработаны оптимальные технологические параметры выработки специальных тканей. Уровень обрывности основы составляет 0,183 обрыва на 1м. ткани при заправочным натяжении нитей основы -36сН, величина заступа- 15мм, положение скало относительно грудницы ниже-15 мм.

ABSTRACT

This work is devoted to the study and optimization of the weaving process in order to achieve maximum productivity of the weaving machine. Minimization of warp yarn breakage was chosen as the main optimization criterion, since reducing the thread breakage directly affects the machine productivity, as well as such indicators as weaver employment and equipment efficiency coefficient. The work demonstrates the application of mathematical modeling and experiment planning methods to optimize the weaving process. The resulting mathematical model describing the dependence of warp thread breakage on the selected factors may be of practical interest to textile industry enterprises. Optimal technological parameters for the production of special fabrics have been developed. The warp breakage level is 0.183 breaks per 1 m of fabric with a warp thread filling tension of -36 cN, the overhang value is 15 mm, the position of the scallop relative to the rib is below -15 mm.

Ключевые слова: ткачество, ткацкий станок, обрывность нити, оптимизация, математическая модель, натяжение основы, величина заступа, положение скало, критерий Фишера.

Keywords: weaving, weaving machine, thread breakage, optimisation, mathematical model, warp tension, backstop value, scalo position, Fisher's criterion.

Введение. С применением методов многофакторного  планирования эксперимента определялись оптимальные технологические параметры заправки ткацкого станка при выработке ткани для специальной одежды. Оптимальные параметры заправки должны обеспечить минимальную обрывность нитей основы. Во многом уменьшение обрывности нитей основы (при постоянной постоянной скорости ткацкого станка) помогает достичь поставленной цели в процессе ткачества. Это позволяет выбрать минимизацию обрыва пряжи основа основным критерием оценки процесса ткачества. Обрывность влияет на занятость ткача, коэффициент эффективности использования ткацкого станка, производительность труда и оборудования. Таким образом, принятый критерий оптимизации позволяет в полной мере охарактеризовать эффективность объекта исследования.

Методология эксперимента.Для оптимизации процесса ткачества были выбраны три основных независимых переменных: x₁ - заправочное натяжение основы сН; x₂ - величина заступа, мм; x₃ - положение скало относительно грудницы, мм.

Выбор интервалов и значений факторов, для трёх уровней варьирования проводили из учета технологических возможностей заправки ткани (Таб.1)

Таблица 1.

Интервалы и уровни варьирования факторов 

Таблица 2.

Матрица планирования, опыт и результаты расчетов

В результате обработки результатов эксперимента по известной методике получена математическая модель второго порядка, описывающая зависимость обрывности нитей основы от выбранных факторов.

Проверку гипотезы об адекватности полученной модели проводили при помощи критерия Фишера, которая показала адекватность полученной модели.

x₂:=-1,-0,9..1      x₃:=-1,-0,9..1     x₁:=1

Рисунок 1. График влияния натяжения нити на обрывность нити

На изолиниях видно, что количество обрывов нити в основе уменьшилось за счёт увеличения величины заступа до  и увеличения положения скало относительно грудницы . При этом натяжение нити достигает максимального значения .

Рисунок 2. График влияния величины заступа на обрывность нити

x₁:=-1,-0,9..1      x₃:=-1,-0,9..1     x₂:=-1

На изолиниях видно, что количество обрывов нити в основе уменьшилось за счет увеличения натяжения нити и увеличения положение скало относительно грудницы . В этом случае величина заступа достигает максимального значения .

Рисунок 3. График влияния величины расположение скало относительно грудницы на обрывность нити

x₁:=-1,-0,9..1      x₂:=-1,-0,9..1     x₃:=-1

На изолиниях мы видим, что количество обрывов нити уменьшается за счет увеличения натяжения нити до  и увеличения величины заступа до . При этом положение скало относительно грудницы достигает максимального значения .

Оценку эффективности технологического эксперимента проведены при помощи срезов, в которых получены параметры:

Натяжение нитей основы -36сН(на одну нить)

Величина заступа- 15мм

Положение скало относительно грудницы- 15 мм.

Вывод: Проведённое исследование позволило установить взаимосвязь между параметрами ткачества и обрывностью нитей основы. Полученная математическая модель может быть использована для прогнозирования и оптимизации процесса ткачества. Экспериментально подтверждено, что оптимальное сочетание натяжения основы, величины заступа и положения скало относительно грудницы позволяет существенно снизить количество обрывов нити, что приводит к повышению производительности ткацкого станка. Результаты исследования могут быть использованы на текстильных предприятиях для совершенствования технологического процесса ткачества.

Список литературы:

1. Гриффин Дж. Текстильные материалы. - М.: Мир, 1989. - 384 с.
2. Челнак И. Г. Механика текстильных материалов. - М.: Легкая индустрия, 1978. - 288 с.
3. О. Ахунбаев, М.Эргашев. Теория расчета натяжения нитей основы в шёлкоткацких станках. Т.: «Фан ва технология», 2010, 222 стр.
4. Т.Р. Рашидов., Ш.Шозиётов., Q.B.Moминов. Назарий механика асослари. Ташкент. 1990.497-504 стр.
5. Komola Murodxodjaeva, Naima Sodiqova, Patxillo Siddiqov, Dilrabo Nazarova,Maxnuza Jalilova.”Some peculiarities AIP Conf. Proc. 3045, 030041 (2024) https://doi.org/10.1063/5.0197685.