LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Розвиток наукових основ стабілізації натягу пружної системи заправки текстильних машин

підсилювач; 20 – джерело постійної напруги; 23 – генератор низької частоти; 25 – автоматичний перемикач; 26 – мультивібратор; 27 – мікропроцесорний частотомір; 28 – тканина або трикотажне полотно; , – акустичні опори матеріалу полотна та повітряного середовища


ГОСТ 3811- 72 (ИСО 3932 – 76, ИСО 3933 – 76, ИСО 3801 – 77) "Материалы текстильные. Ткани, нетканые полотна и штучные изделия. Методы определения линейных размеров, линейной и поверхностной плотности". Проведений аналіз взаємодії ультразвукової хвилі з полотном дозволив визначити, що відношення амплітуди ультразвукової хвилі, що пройшла крізь матеріал, та амплітуди ультразвукової хвилі, що пройшла крізь матеріал і відбита від його поверхні, обернено пропорційно поверхневій щільності: , де - електрична напруга; - коефіцієнт пропорційності; - довжина ультразвукової хвилі в матеріалі; - коефіцієнт затухання.

На рис. 5 приведено результати експериментальних досліджень на зразках тканин виробництва прядильно-ткацької фабрики № 2 ВАТ "Херсонський бавовняний комбінат", аналіз яких показав, що максимальні значення відносної похибки мають місце для тканин з максимальним та мінімальним значеннями поверхневої щільності. Так, для тканини бязь (арт.131) з номінальною поверхневою щільністю 144 г/м2 вона не перевищувала 4,3%, а для тканини "Каштан" (арт. 0154) з номінальною поверхневою щільністю 404 г/м2 – не перевищувала 4,9 %. При цьому ці похибки мають місце при контролі усього асортименту тканин без переналагоджування приладу під контроль поверхневої щільності конкретної тканини. При виконанні цієї операції похибка не перевищує 2,5 %, що підтверджено актом проведення виробничих випробувань. Застосування ультразвукового пристрою контролю поверхневої щільності дозволяє нормалізувати процес ткацтва. На рис. 6 наведені експериментальні залежності поверхневої щільності тканини бязь (арт. 131) полотняного переплетіння при її виготовленні на ткацькому верстаті СТБ-1-180 від часу при зниженому натягу основи - 21 сН/нитку та номінальному натягу основи - 26 сН/нитку. При пониженому натягу основи відбувається збільшення її уработки по основі (з 7,3 до 8,9 %), збільшується середнє значення поверхневої щільності, відбуваються перевитрати сировини та виникають значні коливання поверхневої щільності полотна. Таким чином, застосування пристрою технологічного контролю поверхневої щільності тканини дозволяє контролювати процес виготовлення тканини та при необхідності коригувати його. При цьому зменшуються витрати сировини (тканина може виготовлятись в мінусовому полі допусків по поверхневій щільності). Для безпосереднього контролю натягу ниток розроблено ультразвуковий фазовий метод. Проведені дослідження показали, що



Рис. 5. Теоретична ( ) та експериментальна ( ) залежності

від поверхневої щільності тканини



Рис. 6. Експериментальні залежності поверхневої щільності тканини

бязь (арт. 131) при її виготовленні на ткацькому верстаті СТБ-1-

180 від часу : а - при натягу основи 21 cН/ нитку; б – при натягу

основи 26 сН/нитку


між швидкістю розповсюдження (або амплітудою) ультразвукових коливань подовжніх хвиль у волокнах та нитках та величиною натягу існує досить слабка залежність. Тому було використано ультразвукову згинну хвилю, швидкість розповсюдження якої складає , де - колова частота коливань, - об'ємна щільність матеріалу нитки. Оскільки швидкість подовжніх ультразвукових хвиль дорівнює , то швидкість згинної ультразвукової хвилі при постійному значенні частоти , в основному, залежить від діаметру нитки. Оскільки зміни швидкості розповсюдження ультразвукової хвилі призводять до зміни фазового зсуву між ультразвуковою хвилею, що випромінюється, та ультразвуковою хвилею, що приймається після проходження відрізку нитки заданої довжини , то в експерименті визначалось значення фазового зсуву . При цьому зменшення діаметру нитки (при збільшенні натягу) призводить до зменшення швидкості розповсюдження згинної хвилі , що, у свою чергу, призводить до збільшення фазового зсуву .

Для проведення експериментальних досліджень було створено установку, функціональна схема якої приведена на рис. 7. У якості випромінювача та приймача ультразвукових коливань використовувались перетворювачі з хвилеводами та точковим контактом. Значення акустичної бази визначалось експериментально з умови забезпечення режиму бігучої хвилі. Результати експериментальних досліджень приведено на рис 8. За результатами експериментальних досліджень було отримано регресійні залежності фазового зсуву від натягу у вигляді , де - коефіцієнти, що мають розмірність [рад/сН2], [рад/сН] та [рад] відповідно:

для бавовняної пряжі 29 текс:

,


для вовняної пряжі 31 текс:

,


для капронової комплексної нитки 31 текс:

,


для віскозної комплексної нитки 29 текс:

.



Рис.7. Функціональна схема експериментальної установки:

1 – генератор Г3-110; 2, 6 – підсилювачі; 3 – ультразвуковий випромінювач; 4 – ультразвуковий приймач; 5 – нитка; 7 – фазообертач; 8 – фазометр Ф2-34; 9 – ролик


При цьому досягнута досить висока чутливість (приблизно рад/сН). Враховуючи, що основна похибка фазометра Ф2-34 не перевищує рад, то такий метод доцільно застосовувати для контролю малих змін натягу ниток. Для безконтактного контролю натягу полотна запропоновано використання симетричної нульової хвилі Лемба , яка розповсюджується без частотної дисперсії, що виключає можливість появи спотворень ультразвукового імпульсного сигналу при його розповсюдженні в контрольованому матеріалі. При цьому кут між нормаллю до площини матеріалу та хвильовим вектором ультразвукової хвилі, що випромінюється, визначається з умови співпадіння фазової швидкості у повітряному середовищі () зі швидкістю хвилі (): . Прийом ультразвукового сигналу здійснюється безконтактно у зоні згину, що дозволяє значно зменшити шуми, які збуджуються при використанні контактних перетворювачів. При цьому використовується явище



Рис. 8. Результати експериментальних досліджень:


- для бавовняної пряжі 29 текс; - для вовняної пряжі 31 текс; -

для капронової комплексної нитки 31 текс; - для віскозної

комплексної нитки 29 текс


підсиленого перевипромінювання ультразвукових хвиль у зоні згину контрольованого матеріалу. Для проведення досліджень було створено експериментальну установку, функціональна схема якої приведена на рис. 9. У якості випромінювача та приймача ультразвукових коливань було використано ультразвукові стрижневі перетворювачі з пластинчатим резонатором та рупорним пристроєм. Для проведення експериментів було використано зразки тканин виробництва прядильно-ткацької