Производство меланжевой пряжи

Выбор системы прядения, т. е. выбор определенного ассортимента машин, на которых будет производиться обработка сырья для получения пряжи тесно связан с разработкой плана прядения.

План прядения является основным документом прядильной фабрики, определяющим технологию производства пряжи. Он содержит основные данные, определяющие заправку машин всех переходов для выработки пряжи требуемой линейной плотности и качества. План прядения определяет производительность всех машин и их количество.

Составление плана прядения и выбор технологического оборудования проводят параллельно, так как технические возможности машины влияют ни параметры плана прядения. С другой стороны, изменение отдельных паря метров плана прядения иногда вызывает необходимость изменения сделанного ранее выбора машины.

Разработка плана прядения производится по следующим этапам:

1. Выбор и обоснование линейной плотности всех полуфабрикатов, числа сложений и вытяжек, осуществляемых на машинах всех переходов.

Выбор и обоснование коэффициентов крутки и величины крутки ровницы и пряжи.

2. Выбор и обоснование скорости выпуска продукта на всех машинах, а также частоты вращения веретен на ровничных и прядильных машинах.

3. Расчет теоретической производительности машины, выпуска, веретен., кг/ч.

4. Расчет выработки одной машины, выпуска, веретена с учетом к.п.в. и к.р.о., кг/ч и другие параметры.

Чтобы обосновать каждый параметр плана прядения, необходимо пользоваться технической литературой, а также знать опыт работы передовых предприятий.

Следует стремиться к наибольшему использованию мощностей вытяжных приборов, получению высокой производительности оборудования за счет увеличения частоты вращения выпускающих органов машин. Вытяжку и скорость оборудования следует выбирать в разумных пределах, при которых качество продукта и уровень обрывности в прядении обеспечивали бы экономное расходование сырья, максимальный выход пряжи из смеси хлопка, достаточно высокие зоны обслуживания основных производственных рабочих и, в конечном счете, минимальную себестоимость пряжи.

Оптимальным, т. е. наилучшим планом прядения является такой, при котором потребуются наименьшие капитальные затраты на оборудование, будут созданы наилучшие условия труда и обеспечено высокое качество продукции.

Отдельные планы прядения для выработки пряжи различного ассортимента приведены в «Справочнике по хлопкопрядению» с. 39-61.

2.1.3.1 Составление плана прядения

1) Составим план прядения с учетом того, что пряжа вырабатывается по кардной системе прядения пневмомеханическим способом прядения;

2) Составляем план прядения согласно “Справочника по хлопкопрядению” [2, с.55].

Пневмомеханическая прядильная машина BD-200RCE.

- Определим крутку:

К = т * 100/Тпр, где (6)

т - табличное значение коэффициента крутки. Согласно таблице 22 [5, с.136] в соответствии с Тпр =20текс и Lшт = 35.38мм принимаем т = 53,7.

Тогда

К = 53,7*100/20 = 1200,8 кр/м.

- Вытяжка на машине BD-200RCE равна Е = 156,32 [2, с.56].

- Частота вращения прядильной камеры определяем по формуле

nп.к. = К * Vвып; (7)

nп.к. = 1200,8 * 41,6 = 50000 об/мин.

- К.Р.О. принимаем равным 0,97 [2, с.56].

- К.П.В. принимаем равным 0,92 [2, с.56].

- Производительность одного прядильного устройства машины определим по следующей формуле [1, с.121] :

Р = nп.к. * Тпр * К.П.В. * Ку * 60 / (К*1000000), (8)

Где Ку - коэффициент укрутки пряжи, Ку =0,945 [1, с.121].

Тогда

Р = 50000*20*0,92*0,945*60 /(1200,8* 1000000)= 0,043 кг/час.

Производительность всей машины равна

Рм = m * Р, где (9)

m - количество прядильных устройств на машине.

Принимаем m=200 [2, с.258].

Тогда

Рм = 200 * 0,043 = 8,68 кг/час.

Ленточная машина II-го прехода Л2-50-220У.

Линейную плотность вырабатываемой ленты определяем по формуле [7, с.29]:

Тл2 = Тпр * Е/d , (10)

где Е - вытяжка на машине BD-200RCE , Е=156,32;

d - число сложений d=1;

Значит,

Тл2 = 20*156,32/1 = 3126.5 текс.

- Вытяжку на машине Л2-50-220УМ в соответствии с [2, с.55] принимаем равной Е=6.

- Число сложений принимаем d=6 [1, с.144].

- Скорость выпуска на машине Л2-50-220УМ принимаем равной Vвып=300м/мин [2, с.182].

- К.Р.О. принимаем равным 0,97 [2, с.55].

- К.П.В. принимаем равным 0,78 [2, с.55].

- Производительность машины определяем в соответствии с [1, с.74]

Р = Тл2 * Vвып * 60 * К.П.В. * m /1000000, (11)

где m - число выпусков на машине, m = 2 [2, с.172].

Тогда

Р = 3126.5*300*60*0,78*2/1000000 = 87,8 кг/час.

Ленточная машина I-го перехода Л2-50-1.

- Линейную плотность вырабатываемой ленты определим по формуле 10 [7, с.29]:

Тл1 = Тл2 * Е/d , где

Тл2 - линейная плотность ленты 2-го перехода,;

Е - вытяжка на машине Л2-50-220У, Е=6;

d - число сложений на машине Л2-50-220У, d=6.

Тогда

Тл1 = 3126,5*6/6 = 3126,5 текс.

- Вытяжка на машине равна Е=6,23 [1, с.144].

- Скорость выпуска равна Vвып = 300 м/мин [2, с.58].

- Принимаем К.Р.О. равным 0,975 [2, с.58].

- Принимаем К.П.В. равным 0,8 [2, с.58].

- В соответствии с [1, с.74] производительность машины определяется по следующей формуле 11:

Р = Тл1 * Vвып * 60 * К.П.В. * m / 1000000, где

m - число выпусков на машине, m = 2 [2, с.172].

Тогда

Р = 3126,5*300*60*0,8*2 / 1000*1000 = 90,04 кг/час.

Чесальная машина ЧМ-50.

- Линейная плотность вырабатываемой ленты определяется по формуле 10 [7, с.29]:

Тч.л. = Тл1 * Е/d , где

Тл1 - линейная плотность ленты 1-го перехода, Тл1=3126,5текс;

Е - вытяжка на машине Л2-50-1, Е=6,23;

d - число сложений на машине Л2-50-1, d=6;

Тогда Тч.л. = 3126,5*6,23/6 = 3246,35 текс.

- Вытяжку на машине ЧМ-50 принимаем равной Е=100 [2, с.58].

- Скорость выпуска на машине ЧМ-50 равна V_вып=110 м/мин [2, с.122].

- К.Р.О. принимаем равным 0,9 [2, с.58].

- К.П.В. на машине ЧМ-50 равен 0,92 [2, с.58].

- В соответствии с [1, с.51] производительность чесальной машины определяется по следующей формуле:

Р = V_вып * Тч.л. * 60 * К.П.В./ 1000 * 1000; (12)

Р = 110*3246,35*60*0,92 / 1000*1000 = 19,7 кг/час.

Трепальная машина ТБ-3.

Поскольку разработку проектов для выработки суровой хлопчатобумажной пряжи по кардной системе прядения следует вести при бункерном (бесхолстовом) способе питания чесальных машин, то в плане прядения для трепальной машины, возможно, указать только:

- К.Р.О. принимаем равным 0,955 [2, с.58].

- К.П.В. принимаем равным 0,94 [2, с.58].

- Производительность машины принимаем равной Р=212 кг/час [2, с.58].

На основе полученных данных составим план прядения для выработки пряжи.

Таблица 2.3 - План прядения.

Машина, переход	Линейная плотность выходящего продукта, текс ктекс	Вытяжка	Число сложений	Коэффициент крутки	Крутка, кр/м	Скоростьвыпуска, м/мин об/мин	Теоретическая производительность, кг/час	КПВ	Норма производительности, кг/час	КРО	КИМ	Плановая производительность, кг/час
РОА, ТБ-3 сортировочный	-	-	-	-	-	-	212	0,94	199,28	0,955	0,898	190,31
ЧМ-50	3,24635	-	1	-	-	110	21,41	0,92	19,7	Г 0,9	0,828	17,73
чесальный
Л2-50-1	3126,5	6,23	6	-_	-	300	112,55	0,8	90,04	0,975	0,78	87,789
Ленточный1
Л2-220-УМ	3126,5	6	6	-	-	300	112,56	0,78	87,8	0,97	0,757	85,166
ленточный2
BD-200RCE	20	156,32	1	53,7	1200,8	50000	9,43	0,92	8,68	0,97	0,892	8,42
прядильный

2.1.3.2 Выбор оборудования и его характеристика

Трепальная машина ТБ-3

Трепальная машина ТБ-3 включена в состав разрыхлительно-трепального агрегата, который вместе со шляпочными чесальными машинами включаются в состав поточных линий “кипа - чесальная лента”. Для кардной системы с пневмомеханическим способом прядения разработана ПО НИЭКИПМАШ следующая поточная линия [7, с.26]:

1) автоматический питатель АП-36 /1 шт./

2) смесовая машина СН - 3У/1 шт./

3) шестибарабанный наклонный очиститель ОН-6-4М /1 шт./

4) горизонтальный разрыхлитель ГР-8 /1 шт./

5) пильчатый разрыхлитель РПХ-М /1 шт./

6) обеспыливающая машина МО /1 шт./

7) трепальная машина ТБ-3 /2 шт. - волокнистый поток поступает на машину ТБ-3.

8) с каждой трепальной машины волокнистый поток распределяется по бункерам 2 чёсальных машин ЧМ-50.

Техническая характеристика трепальной машины ТБ-3 [9, с.54]:

частота вращения, об/мин

ножевого барабана

715, 815, 920, 440,

480, 560

Трепала - 1190, 1060, 930, 825.

производительность, кг/час - 150 - 200

установленная мощность, кВт - 4,1

способ удаления угаров - автоматический

рабочая ширина, мм - 1000

габаритный размеры машины, мм:

длина - 3565

ширина - 1790

высота - 2840

Масса машины, кг, не более - 2700.

Чесальная машина ЧМ-50.

На машине осуществляется процесс кардочесания, т.е. разъединения спутанных волокон, удаление примесей и коротких волокон, частичное распрямление волокон и их ориентация. Одновременно с этим происходит дальнейшее смешивание волокон, преобразование их в ленту и выравнивание вырабатываемого продукта по линейной плотности.

Техническая характеристика чесальной машины ЧМ-50:

рабочая ширина машины, мм - 1020

диаметры рабочих органов по металлу, мм:

холстового валика - 160

питающего цилиндра - 80

приемного барабана - 236

рабочего валика -

чистительного валика -

главного барабана - 1283

съемного барабана - 627

съемно-передающего валика - 72

давильных валов - 75

плющильных валиков лентоукладчика - 76

длина рабочей грани питающего столика, мм - 27,83

число шляпок общее - 112

в работе - 46

скорость движения шляп. полотна, мм/мин - 100, 80

длина перераб. хлоп. волокна, мм - 28/29-35/36

лин. плотность вол. слоя на питании,ктекс - 417-345

лин.плотность ленты, ктекс - 5,55-3,33

производительность, кг/час - до 40

габаритные размеры с лентоукладчиком, мм:

при диаметре таза - 500

длина - 3942

ширина - 1970

высота - 1710

масса машины - 4800.

Ленточная машина 1-го перехода Л2-50-1 и 2-го перехода Л2-50-220У.

Ленточные машины предназначены для вытягивания и сложения лент. Процесс вытягивания осуществляется с целью утонения лент, а также распрямления и параллелизации волокон.

Машина Л2-50-220У имеет автосъем наработанных тазов, а машина Л2-50-1 снабжена системой автоматического регулирования толщины вырабатываемой ленты.

2.1.4 Составление таблицы выходов полуфабрикатов и пряжи и расчет коэффициента загона

После разработки плана прядения известна линейная плотность полу фабрикатов и вся система переходов прядения. Далее определяют количество полуфабрикатов по переходам на 100 кг пряжи и на 100 кг смеси. Для этой цели предварительно составляют баланс отходов (обратов) Если принять количество пряжи, выпускаемой с прядильных машин, за 100%, то полуфабрикатов потребуется по массе больше, так как на каждом переходе, начиная с разрыхлительно-очистительного агрегата, возникают потери материала - отходы. Их количество зависит от принятого режима обработки, засоренности хлопка и других причин и обычно нормируется.

1) Поскольку выбранная нами смесь состоит из нескольких компонентов с различым выходом для каждого компонента, то для определения выхода пряжи из смеси воспользуемся формулой 9 [7,с.30]

Всм = Вi * i, (13)

где Вi - выход пряжи i-го компонента смеси;i - доля i-го компонента.

2) Расчет норм выхода пряжи, обратов и отходов из смеси произведем в таблице 2.4.[7, ст31]

Таблица 2.4 - Нормы выхода основной пряжи, обратов и отходов из смеси

Вид продукта и отходов	Промышленный сорт хлопкового волокна	Выход из смеси %
	I	II
Обраты, всего	0,84	0,95	0,906
в том числе:
рвань ленты	0,84	0,95	0,906
Отходы прядомые	8,03	9,04	8,636
в том числе:
мычка	0,01	0,02	0,016
кардный очес	2,4	2,6	2,52
орешек и трепальный пух	3,73	4,15	3,982
орешек и чесальный пух	1,46	2,02	1,796
чистая подметь	0,1	0,15	0,13
путанка	0,1	0,1	0,1
Отходы ватные	0,23	0,29	0,266
в том числе:
пух с чесальных палок верхних валиков и чистителей	0,08	0,09	0,086
загрязненная подметь	0,15	0,2	0,18
Прочие отходы(подвальный пух с фильтров, грязная и масляная подметь	0,4	0,45	0,43
Невидимые отходы	1	2,1	1,66
Всего отходы и обраты	10,57	12,83	11,9
Пряжа	89,43	87,17	88,1

3) Распределим обраты и отходы по переходам обработки в соответствии с планом прядения и составим таблицу 2.5.

Таблица 2.5 - Расчет коэффициента загона полуфабрикатов для выработки пряжи.[7,c.34]

Наименование обратов и отходов	Всего	В том числе по переходам
		сортировка	трепание	чесание	ленточный I	ленточный II	прядильный
Рвань ленты	0,906	-	-	0,2718	0,2265	0,2265	0,1812
Мычка	0,016	-	-	-	-	-	0,016
Кардный очес	2,52	-	-	2,52	-	-	-
Орешек и трепальный пух	3,982	-	3,982	-	-	-	-
Орешек и чесальный пух	1,796	-	-	1,796	-	-	-
Чистая подметь	0,13	-	-	0,0325	0,0195	0,0195	0,0585
Путанка	0,1	-	-	-	-	-	0,1
Пух с чес. палок, верхних
валиков и чистителей	0,086	-	-	0,0129	0,0215	0,0215	0,0301
Загрязненная подметь	0,18	-	0,18	-	-	-	-
Прочие отходы	0,43	0,43	-	-	-	-	-
Невидимые отходы	1,66	0,664	0,581	0,415	-	-	-
Всего отходов и обратов	11,806	1,094	4,743	5,0482	0,2675	0,2675	0,3858
Выход полуфабрикатов и пряжи		98,906	94,163	89,1148	88,8473	88,5798	88,194
Коэффициент загона		112,1	106,77	101,044	100,74	100,44	1

2.1.5 Расчет количества смеси, полуфабрикатов и пряжи, вырабатываемых в 1 час

Расчет количества смеси, полуфабрикатов и пряжи, вырабатываемых в 1 час, производят в связи с тем, что производительность всех машин определяется как количество продукта, вырабатываемое в 1 час. Это количество продуктов по каждому переходу называют часовым заданием. При расчете часового задания первоначально необходимо определить количество веретен ими выпусков безверетенных прядильных машин, вырабатывающих пряжу каждой линейной плотности и каждого назначения.

Так как по заданию в час необходимо вырабатывать Gпр=100кг пряжи, то количество смеси и полуфабрикатов определим исходя из количества вырабатываемой пряжи по формуле 20 [7, с.40]:

Gп.ф.о. = Gпр * Кз /100; где (14)

Gп.ф.о. - количество полуфабрикатов, необходимое для выработки Gпр кг пряжи;

Кз - коэффициент загона соответствующего перехода (Кз указаны в таблице 2.5.).

- Чесание: Gч.л.о.= Gпр * Кз = 100*101,04/100= 101,04 кг/час.

- Ленточный I:Gл1.о. = Gпр * Кз = 100*100,74/100= 100,74 кг/час.

- Ленточный II:Gл2.о.= Gпр * Кз = 100*100,44/100= 100,44 кг/час.

2.1.6 Расчет количества машин по всем переходам

Определив количество полуфабрикатов и смеси по всем переходам прядильного производства, рассчитывают необходимое количество машин. Для этих целей используют формулу:

Mi = G_пф / Р_пл, (15)

где Mi - потребное количество машин в I - и переходе;

G_пф - количество полуфабрикатов в i - м переходе, кгЛ;

Р_пл, - плановая производительность машин в i - м переходе, кг/ч.

Установив по справочной литературе число веретен или выпусков на одной машине, определяют количество машин на каждом переходе делением общего количества веретен или выпусков на их число на одной машине.

Расчетную производительность машины определим по формуле 16 [7, с.40]:

Рр = Рф * к.р.о., где (16)

Рф - фактическая производительность машины;

к.р.о. - коэффициент работающего оборудования.

1) Чесальная машина ЧМ-50.

В соответствии с пунктом 2.1.3.1 настоящей расчетно-пояснительной записки

Рф = 19,7 кг/час и к.р.о.=0,9.

Тогда

Рр = 19,7 * 0,9 = 17,73 кг/час.

2) Ленточная машина 1-го перехода Л2-50-1.

В соответствии с пунктом 2.1.3.1 настоящей расчетно-пояснительной записки

Рф = 90,04 кг/час и к.р.о.=0,975.

Тогда

Рр = 90,04 * 0,975 = 87,789 кг/час.

3) Ленточная машина 2-го перехода Л2-50-220У.

В соответствии с пунктом 2.1.3.1 настоящей расчетно-пояснительной записки

Рф = 87,8 кг/час и к.р.о.=0,97.

Тогда

Рр = 87,8 * 0,97 = 85,166 кг/час.

4) Пневмомеханическая прядильная машина BD-200RCE.

В соответствии с пунктом 2.1.3.1 настоящей расчетно-пояснительной записки

Рф = 7,6 кг/час и к.р.о.=0,97.

Тогда Рр = 8,68 * 0,97 = 8,42 кг/час.

В соответствии с [9, с.121] потребное количество оборудования определяется по следующей формуле:

М = Gп/Рр, где

Gп - необходимое количество полуфабриката для данного перехода, кг/час.

1) Чесальный переход:

В соответствии с пунктом 2.1.5 настоящей расчетно-пояснительной записки Gч.л.о. = 101,04 кг/час.

Тогда

Мч.о. = 101,04/17,73 = 5,7 машин. Принимаем 6 машин.

2) Ленточный 1-ый переход:

В соответствии с пунктом 2.1.5 настоящей расчетно-пояснительной записки

Gл1.о. = 100,74 кг/час.

Тогда Мл1.о.=100,74/87,789 =1,15 машины. Принимаем 1 машину.

3) Ленточный 2-ой переход:

В соответствии с пунктом 2.1.5 настоящей расчетно-пояснительной записки

Gл2.о. = 100,44 кг/час.

Тогда Мл2.о. = 100,44/85,166 = 1,18 машины. Принимаем 1 машину.

4) Прядильный переход:

В соответствии с пунктом 2.1.5 настоящей расчетно-пояснительной записки

Gо = 100 кг/час.

Тогда Мп.о. = 100/8,42 = 11,84 машины. Принимаем 12 машин.

Данные расчётов сведём в таблицу 2.5.

Таблица 2.6 - Сопряжённость и аппаратность оборудования.

Наименование показателей	Переходы
	Сорт-трепальный	Чесальный	Ленточный I	Ленточный II	Прядильный
Количество полуфабрикатов, кг/ч	112,1	101,04	100,74	100,44	100
Плановая производительность 1 выпуска, кг/ч	190,31	17,73	43,8945	42,583	0,043
Расчетное количество выпусков	0,59	5,7	2,3	2,36	2325,58
Выпусков на 1 машине	1	1	2	2	200
Заправлено машин по расчёту	0,59	5,7	1,15	1,18	11,63
Принято машин	1	6	1	1	12
Принятое количество аппаратов	1
Количество машин в 1 аппарате	1	6	1	1	12

Объединим машины в аппараты. За основу аппарата выбираем ленточную машину 2-го перехода Л2-50-220У, поскольку она имеет наибольшую производительность.

При кардной системе прядения аппаратом является совокупность машин от чесальных до прядильных, закрепленных за одной ленточной машиной [9, с.122].

Количество машин всех переходов должно делиться на количество машин, выбранных за основу аппарата, так как число аппаратов будет равно числу этих машин. Кроме этого, число машин исследуемого перехода должно делиться на число машин предыдущего перехода.

В случае, если эти условия не выполняются, принимают соответствующее требованиям количество машин и осуществляют корректировку производительности соответствующих машин по формуле 23 [7, с.41]:

Рн = Рр * Мр/Мп , где

Рн - производительность машины после корректировки их числа;

Рр - расчетная производительность машины;

Мр - расчетное количество машин;

Мп - принятое количество машин.

4) Составим схему аппарата

Чесальный переход

Ленточный 1-ый переход

Ленточный 2-ой переход

Прядильный переход

Откорректируем план прядения.

Поскольку производительность ленточной машины 2-го перехода Л2-50-220У в процессе объединения машин в аппараты для выработки основы была изменена до Р = 85,166*1,18/1=100,5 кг/час, то необходимо изменить и скорость выпуска на этой машине. Производительность машины без учета к.р.о. равна

Р = 100,5/0,97 = 103,604 кг/час.

Р = Vвып * Тл1 * 60 * К.П.В. * m / 1000000;

Vвып = Р * 1000000 / (Тл1 * 60 * К.П.В. * m);

Vвып =103,604*1000000/(3126,5*60*0,78*2)=354,032м/мин,

что можно считать приемлемым в соответствии с [2, с.172].

Тогда скорректированный план прядения выработки суровой будет иметь следующий вид:

Таблица 2.7 - Откорректированный план прядения

Машина, переход	Линейная плотность выходящего продукта, текс ктекс	Вытяжка	Число сложений	Коэффициент крутки	Крутка, кр/м	Скорость выпус ка, м/мин об/мин	Теоретическая производительность, кг/час	КПВ	Норма производительности, кг/час	КРО	КИМ	Плановая производительность,кг/час
РОА, ТБ-3	-	-	-	-	-	-	120,47	0,94	113,24	0,955	0,898	112,28
сортировочный
ЧМ-50	3,24635	-	1	-	-	104,44	20,34	0,92	18,715	0,9	0,828	16,84
чесальный
Л2-50-1 ленточный!	3126,5	6,23	6	-	-	345	129,43	0,8	103,55	0,975	0,78	100,96
Л2-220-УМ ленточный2	3126,5	6	6	-	-	354,03	132,83	0,78	103,604	0,97	0,757	100,5
BD-200RCE	20	156,32	1	53,7	1200,8	49768,6	9,14	0,92	8,41	0,97	0,892	8,16
прядильный

2.2 Технологическая часть по производству меланжевой хлопкополиэфирной пряжи

Хлопок и цветное лавсановое волокно на предприятие поступает в кипах. После хлопок поступает на разрыхлительно-очистительный агрегат (РОА), где происходит его очистка от сорных примесей, разрыхление и смешивание. РОА состоит из следующих в цепочке машин:

1) питатель П-1 /2 шт./

2) трёпальная машина ТБ-3 /2 шт./

3) смесовая машина СН - 3У /1 шт./

4) Со смесовой машины хлопок поступает в две трёпальные машины Т-16.

На трёпальных машинах производятся холсты.

Лавсановое волокно поступает на другой РОА сагрегированный с чёсальной машиной ЧМ-50. РОА состоит:

1) питатель П-1 /1 шт./

2) горизонтальный разрыхлитель ГР-8, с регулятором неровноты слоя /1 шт./

3) чесальная машина ЧМ - 50 /2 шт./

Затем хлопковые холсты и цветная полиэфирная лента в тазах поступают на чёсальные машины 4С фирмы «UNIREA», которая заправляется одним холстом и 28 полиэфирных лент (см. рисунок 1). Именно на этой машине осуществляется процесс меланжирования.

После меланжевая лента поступает в тазах на два ленточных перехода:

1 - ленточная машина Л2 - 50 - 1; 2 - ленточная машина Л2 - 50 - 220УМ, на которых происходят процессы параллелизации волокон, смешивания и выравнивания ленты за счёт сложения.

Далее лента в тазах поступает на прядильные машины BD - 200 - RCE, на которых пневмомеханическим способом производится пряжа.

2.2.1 Основные показатели физико-механических свойств меланжевой хлопкополиэфирной пряжи

1) Согласно [4, с.24] основная пряжа I-го сорта вырабатывается по кардной системе прядения.

2) Основные физико-механические свойства основной пряжи линейной плотностью 18,5 текс представлены в таблице 2.6.

Таблица 2.8 - Основные физико-механические свойства основной пряжи [7, с.8].

Линейная плотность, текс	Допустимое относительное отклонение кондиционной линейной плотности от номинальной, %	При испытании одиночной нити
		Удельная разрывная нагрузка	Коэффициент вариации по разрывной нагрузке, %	Показатель качества (не мение)
		сн/текс	гс/текс
20	2,0	9,3	9,5	13,5	0,79

2.2.2 Сырье для выработки пряжи

Для пряжи I сорта, линейной плотностью 20 текс для кардной системы прядения, удельная разрывная нагрузка равна [7,с.8]: Рогост = 9,3 сн/текс

Для данной линейной плотности пряжи, вырабатываемой по пневмомеханическому способу прядения, типовые сортировки имеют вид [7, с.14]: 4-I, 5-2, полиэфирные волокна.

При этом сумма пороков должна составлять не более 2%. Долю первого компонента примем равной 1=0,40; доля второго компонента составляет 2=0,30; доля третьего компонента составляет 3=0,30.

На основе выбранной типовой сортировки по таблице 10 [7, с.14] для хлопка 4 типа выбираем селекционный сорт 5904-И (машинный способ сбора), а для хлопка 5 типа выбираем селекционный сорт Кзыл-Рават (машинный способ сбора), для полиэфира - лавсан М окрашенный в массе (ГОСТ 13231-83).

Основные показатели технологических свойств волокон приведены в таблице 2.7. [7, с.16]

Таблица 2.9 - Технологические свойства хлопкового волокна

Селекционный	Сорт	%	Lшт,	Тв,	Рв,	Ро,
сорт	хлопка	вложения	мм	мтекс	сН	сН
5904-И	1	40	36,5	166	4,5	27,1
Ан-Самарканд	2	30	33,7	172	4,3	25
Лавсан М		30	38	170	8	47,1

Для определения оптимального сочетания смешиваемых компонентов, целесообразно применять расчетные методы прогнозирования свойств смешанной пряжи. Относительная разрывная нагрузка смешанной пряжи из смеси двух видов волокон рассчитывается по формуле А. Н. Ванчикова:

Роб.см. = Ро.см. * Ксм. [1 ст362], (17)

где Ро.см. = n₁ * Pо.в₁ + n₂ * Pо.в₂ - средневзвешенная относительная разрывная нагрузка смеси, состоящей из волокон, имеющих относительную разрывную нагрузку Pо.в₁ = Рв1 * 1 + Рв2 * 2, и Pо.в₂ с долевым содержанием n₁=0,70 - для хлопкового волокна и n₂=0,30 - для полиэфирного волокна; Ксм - коэффициент использования разрывной нагрузки волокон смеси в пряже.

Ксм = K₁ - а * n₂ + b * n₂ ² [1 ст362], (18)

где K₁ - коэффициент использования разрывной нагрузки хлопкового

волокна в пряже; a и b - постоянные коэффициенты, зависящие от вида и свойств волокон в смеси

a = 1 - (е₁ / е₂ ) [1 ст362],

где е₁ и е₂ - соответственно: разрывное удлинение менее и более растяжимых компонентов (е₁ = 8%; е₂ = 38%).

b= а*(Тв.м / Тв.б )*n [1 cт362],

где Тв.м = Тв1 * 1 + Тв2 * 2, и Тв.б - линейные плотности с меньшей и большей растяжимостью, соответственно; n - коэффициент, зависящий от состава смеси n = 1, для смеси хлопка и лавсана.

K₁ =(1 - 0,0375 Но - 2,65/ Тпр/ Тв )*(1 - q/ Lшт )*К**,

т.е. К₁ - понижающий коэффициент равный столькоже как и для хлопка, он рассчитывался в технологической части 2.1. для хлопковой пряжи .

K₁=(1-0,0375*3-2,65/20/0,1684)*(1-5/35,38)*0,85*0,8*1= =0,64*0,86*0,8*0,85=0,404;

a = 1 - (8/38) = 0,54;

b = a*((0,166*0,60+0,172*0,40)/0,170)*1=0,54*1*1=0,54;

Ро.см. = 0,70*(27,1*0,60+25*0,40)+47,1*0,30=32,34сН/текс;

Таким образом Ксм. = 0,404-0,54*0,30+0,54*0,30²=0,291 и

Роб.см. = 32,34*0,291=9,4сН/текс, что можно считать приемлемым, поскольку значение превышает допустимое в пределах 0,5сН/текс, что установлено ГОСТом.

2.2.3 Составление плана прядения и выбор оборудования

2.2.3.1 Составление плана прядения

Составим план прядения с учетом того, что пряжа вырабатывается по кардной системе прядения пневмомеханическим способом прядения;

Составляем план прядения согласно “Справочника по хлопкопрядению” [2, с.55].

Пневмомеханическая прядильная машина BD-200RCE.

Определим крутку:

К = т * 100/Тпр, где

т - табличное значение коэффициента крутки. Согласно таблице 22 [5, с.136] в соответствии с Тпр =20текс и Lшт = 35.38мм принимаем т = 53,7.

Тогда

К = 53,7*100/20 = 1200,8 кр/м.

Вытяжка на машине BD-200RCE равна Е = 156,32 [2, с.56].

Частота вращения прядильной камеры определяем по формуле

nп.к. = К * Vвып;

nп.к. = 1200,8*41,6 = 50000 об/мин.

К.Р.О. принимаем равным 0,97 [2, с.56].

К.П.В. принимаем равным 0,92 [2, с.56].

Производительность одного прядильного устройства машины определим по следующей формуле [1, с.121] :

Р = Vвып * Тпр * К.П.В. * Ку * 60 / 1000000,

где Ку - коэффициент укрутки пряжи, Ку=0,945 [1, с.121].

Тогда

Р = 41,6*20*0,92*0,945*60 / 1000000= 0,043 кг/час.

Производительность всей машины равна

Рм = m * Р, где

m - количество прядильных устройств на машине. Принимаем m=200 [2, с.258].Тогда Рм = 200 * 0,043 = 8,68 кг/час.

Ленточная машина II-го перехода Л2-50-220У.

Линейную плотность вырабатываемой ленты определяем по формуле 6 [7, с.29]:

Тл2 = Тпр * Е/d ,

где Е - вытяжка на машине BD-200RCE , Е=156,32;

d - число сложений d=1;

Значит,

Тл2 = 18.5*156,32/1 = 3126.5 текс.

Вытяжку на машине Л2-50-220УМ в соответствии с [2, с.55] принимаем равной Е=6.

Число сложений принимаем d=6 [1, с.144].

Скорость выпуска на машине Л2-50-220УМ принимаем равной Vвып=300м/мин [2, с.182].

К.Р.О. принимаем равным 0,97 [2, с.55].

К.П.В. принимаем равным 0,78 [2, с.55].

Производительность машины определяем в соответствии с [1, с.74]

Р = Тл2 * Vвып * 60 * К.П.В. * m /1000000, где

m - число выпусков на машине, m = 2 [2, с.172].

Тогда

Р = 3126.5*300*60*0,78*2/1000000 = 87.8 кг/час.

Ленточная машина I-го перехода Л2-50-1.

Линейную плотность вырабатываемой ленты определим по формуле 6 [7, с.29]:

Тл1 = Тл2 * Е/d ,

Где Т_л2 - линейная плотность ленты 2-го перехода;

Е - вытяжка на машине Л2-50-220У, Е=6;

d - число сложений на машине Л2-50-220У, d=6.

Тогда

Тл1 = 3126,5*6/6 = 3126,5 текс.

Вытяжка на машине равна Е=6,23 [1, с.144].

Скорость выпуска равна Vвып = 300 м/мин [2, с.58].

Принимаем К.Р.О. равным 0,975 [2, с.58].

Принимаем К.П.В. равным 0,8 [2, с.58].

В соответствии с [1, с.74] производительность машины определяется по следующей формуле:

Р = Тл1 * Vвып * 60 * К.П.В. * m / 1000 * 1000, где

m - число выпусков на машине, m = 2 [2, с.172].

Тогда

Р = 3126,5*300*60*0,8*2 / 1000*1000 = 90,04 кг/час.

Меланжевая лента на ленточную машину 1-го перехода поступает с чесальной машины 4С фирмы «UNIREA», на которой и происходит процесс смешивания хлопка с полиэфиром.

2.2.3.2 Выбор оборудования и его характеристика

Основными пороками тканей из меланжевой и цветной пряжи являются полосатость и засоренность. Эти пороки получаются из-за неоднородности окрашенного хлопкового волокна по цвету, которая обусловлена неоднородностью сурового хлопкового волокна по зрелости и другим свойствам, большой засоренностью волокна, недостаточной очистки от пороков при трепании и чесании, плохого смешивания волокон при меланжировании, возможного смешивания волокон разных партий. Поэтому очень важно выбрать поточную линию, имеющую высокую степень очистки и смешивания.

Трепальная машина Т-16, производство хлопковых холстов.

Трепальная машина Т-16 включена в состав разрыхлительно-трепального агрегата. Для кардной системы с пневмомеханическим способом прядения и для выработки хлопкового холста на Барановичском производственном хлопчатобумажном объединении (БПХО) разработана следующая поточная линия повышенной очистки:

1) питатель П-1 /2 шт./

2) трёпальная машина ТБ-3/2 шт./

3) смесовая машина СН - 3У/1 шт./

Со смесовой машины хлопок поступает в трёпальную машину Т-16.

Чесальная машина ЧМ-50, производство полиэфирной ленты.

На машине осуществляется процесс кардочесания, т.е. разъединения спутанных волокон, удаление примесей и коротких волокон, частичное распрямление волокон и их ориентация. Одновременно с этим происходит дальнейшее смешивание волокон, преобразование их в ленту и выравнивание вырабатываемого продукта по линейной плотности. Машина включена в состав разрыхлительно-трепального агрегата для выработки полиэфирной ленты.

2.2.5 Расчет количества смеси, полуфабрикатов и пряжи, вырабатываемых в 1 час

Так как по заданию в час необходимо вырабатывать Gпр=100кг пряжи, то количество смеси и полуфабрикатов определим исходя из количества вырабатываемой пряжи по формуле 20 [7, с.40]:

Gп.ф.о. = Gпр * Кз /100; где

Gп.ф.о. - количество полуфабрикатов, необходимое для выработки Gпр кг пряжи;

Кз - коэффициент загона соответствующего перехода (Кз указаны в таблице 2.12.).

Так как в меланжевую смесь хлопка необходимо70%, а полиэфира-30%, то в пряжу в час необходимо вырабатывать:

* хлопка - Gпр.х = Gпр * 70 / 100 = 100*70/100 = 70кг/ч;

* полиэфира - Gпр.п = Gпр * 30 / 100 = 100*30/100=30кг/ч.

- Сортировка:

-полиэфира Gс.п= Gпр.с.п* К_з=30*116,36/100=34,908кг/ч

-хлопка Gс.м= Gпр.с.м* К_з=70*117,02/100=81,92кг/ч

- Трепание: Gх= Gпр.х * Кз = 70*110,16/100=77,112кг/ч.

- Чесание:

-полиэфира Gч.л.п = Gпр.п * Кз = 30*106,94/100=32,082 кг/ч.

-меланжа Gч.л.м = Gпр * Кз = 100*101,14/100=101,14кг/ч.

- Ленточный I: Gл1.= Gпр * Кз = 100*100,82/100= 100,82 кг/ч.

- Ленточный II: Gл2.= Gпр * Кз = 100*100,5/100= 100,5 кг/ч.

2.2.6 Расчет количества машин по всем переходам

Расчетную производительность машины определим по формуле 22 [7, с.40]:

Рр = Рф * к.р.о., где

Рф - фактическая производительность машины;

к.р.о. - коэффициент работающего оборудования.

1) Чесальная машина ЧМ-50.

В соответствии с пунктом 2.2.3.1 настоящей расчетно-пояснительной записки Рф = 30,36 кг/час и к.р.о.=0,9.

Тогда

Рр = 30,36 * 0,9 = 27,324 кг/час.

2) Чесальная машина «UNIREA»

В соответствии с пунктом 2.2.3.1 настоящей расчетно-пояснительной записки Рф = 30,5 кг/час и к.р.о.=0,9.

Тогда

Рр = 30,5 * 0,9 = 27,45 кг/час.

3) Ленточная машина 1-го перехода Л2-50-1.

В соответствии с пунктом 2.2.3.1 настоящей расчетно-пояснительной записки Рф = 90,04 кг/час и к.р.о.=0,975.

Тогда

Рр = 90,04 * 0,975 = 87,789 кг/час.

4) Ленточная машина 2-го перехода Л2-50-220У.

В сооответствии с пунктом 2.2.3.1 настоящей расчетно-пояснительной записки Рф = 87,8 кг/час и к.р.о.=0,97.

Тогда

Рр = 87,8 * 0,97 = 85,166 кг/час.

1) Чесальный переход:

В соответствии с пунктом 2.2.5 настоящей расчетно-пояснительной записки Gч.л.п = 32,082 кг/ч.

Тогда

Мчм - 50 = 32,082/30,36 = 1,05 машин. Принимаем 1 машину.

Gч.л.м = 101,14 кг/ч,

Тогда МUNIREA =101.14/30,5 = 3,61 машин. Принимаем 4 машины.

2) Ленточный 1-ый переход:

В соответствии с пунктом 2.2.5 настоящей расчетно-пояснительной записки

Gл1.о. = 100,8 кг/час.

Тогда

Мл1.о.=100,8/90,04 =1,12 машины. Принимаем 1 машину.

3) Ленточный 2-ой переход:

В соответствии с пунктом 2.2.5 настоящей расчетно-пояснительной записки

Gл2.о. = 100,5 кг/час.

Тогда Мл2.о. = 100,5/87,8 = 1,145 машины. Принимаем 1 машину.

4) Прядильный переход:

В соответствии с пунктом 2.2.5 настоящей расчетно-пояснительной записки

Gо = 100 кг/час.

Тогда Мп.о. = 100/8,68 = 11,63 машины. Принимаем 12 машин.

Объединим машины в аппараты. За основу аппарата выбираем ленточную машину 2-го перехода Л2-50-220У, поскольку она имеет наибольшую производительность.

При кардной системе прядения аппаратом является совокупность машин от чесальных до прядильных, закрепленных за одной ленточной машиной [9, с.122].

Количество машин всех переходов должно делиться на количество машин, выбранных за основу аппарата, так как число аппаратов будет равно числу этих машин. Кроме этого, число машин исследуемого перехода должно делиться на число машин предыдущего перехода.

В случае, если эти условия не выполняются, принимают соответствующее требованиям количество машин и осуществляют корректировку производительности соответствующих машин по формуле 23 [7, с.41]:

Рн = Рр * Мр/Мп

Где Рн - производительность машины после корректировки их числа;

Рр - расчетная производительность машины;

Мр - расчетное количество машин;

Мп - принятое количество машин.

Откорректируем план прядения.

Поскольку производительность ленточной машины 2-го перехода Л2-50-220У в процессе объединения машин в аппараты для выработки основы была изменена до Р = 85,166*1,18/1=100,5 кг/час, то необходимо изменить и скорость выпуска на этой машине. Производительность машины без учета к.р.о. равна

Р = 100,5/0,97 = 103,604 кг/час.

Р = Vвып * Тл1 * 60 * К.П.В. * m / 1000000;

Vвып = Р * 1000000 / (Тл1 * 60 * К.П.В. * m);

Vвып =103,604*1000000/(3126,5*60*0,78*2)=354,032м/мин, что можно считать приемлемым в соответствии с [2, с.172].

Тогда скорректированный план прядения выработки суровой будет иметь следующий вид:

Выводы по разделу 2

1. Для производства меланжевой пряжи было выбрано следующее сырьё: хлопковое волокно (70%) и цветное полиэфирное волокно (30%). Состав сырья выбирался в соответствии со стандартом. Проверка выбранного сырья проводилась с помощью формулы профессора А. Н. Ванчикова, по которой определялась относительная разрывная нагрузка меланжевой пряжи, выработанной из этого сырья. По данным проверки установлено, что пряжа соответствует ТУ РБ 00311645.116-2000.

2. Разработан план прядения, выбрано необходимое оборудование, произведен расчёт количества полуфабрикатов и пряжи по переходам производства и расчёт количества оборудования, организована сопряженность и аппаратность оборудования, сделана корректировка плана прядения.

3. Разработанный план прядения обеспечивает минимальное количество оборудования для выработки необходимого количества пряжи 100 кг/час. Выбранное оборудование дает возможность обеспечить необходимые: степень смешивания, очистки и равномерности по составу смеси в продукте прядения - пряже.

3 Исследовальческая часть

Современный технический прогресс текстильной промышленности связан с развитием ее техники и технологии. Для успешного управления технологическими процессами и их оптимизации с целью повышения производительности оборудования и качества продукции уже недостаточно знать отдельные качественные стороны процесса.

Для анализа сложных технологических процессов широко применяются методы экспериментального математического моделирования. Использование методов планирования эксперимента позволяет получать математические модели исследуемого процесса в реализованном диапазоне изменения многих факторов, влияющих на процесс, наиболее экономичным и эффективным способом.

3.1 Исследование влияния состава меланжевой пряжи на её физико-механические свойства

Для исследования влияния состава меланжевой пряжи на её физико-механические свойства сбор данных по составам меланжевых пряж производился на Барановичском производственном хлопчатобумажном объединении. Обработка данных проводилась с помощью программ «Statistics for Windows» при пассивном эксперименте (табл.3.1.).

Таблица 3.1 - Результаты экспериментов

№ эксперемента	Линейная плотность, текс	% вложения лавсана	Крутка, кр/м	Коэффициенты значимости	Относительная разрывная нагрузка, сН/текс	Коэффициент вариации по разрывной нагрузке	Показатель качества
				X1	X2	X3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	19,9	22,0	953	0,417	1,0	-0,498	10,300	12,100	0,860
2	19,9	18,0	955	0,417	0,556	-0,481	9,500	12,000	0,790
3	19,9	12,0	987	0,417	-0,111	-0,213	10,400	12,200	0,850
4	20,6	16,0	954	1,0	0,333	-0,490	10,000	12,400	0,820
5	18,4	20,0	1074	-0,833	0,778	0,515	9,700	14,200	0,690
6	18,7	22,0	1044	-0,583	1,0	0,264	10,600	15,400	0,690
7	20,3	20,0	954	0,750	0,778	-0,490	9,500	12,800	0,740
8	18,6	14,0	1009	-0,667	0,111	-0,029	10,000	14,400	0,700
9	18,4	16,0	990	0,833	0,333	-0,188	9,800	10,800	0,960
10	18,5	12,0	1060	-0,750	-0,111	0,397	10,800	13,000	0,830
11	19,7	4,0	978	0,250	-1,000	-0,289	9,000	15,700	0,570
12	18,6	6,0	1050	-0,667	-0,778	0,314	9,900	11,700	0,850
13	19,8	8,0	970	0,333	-0,556	-0,356	10,700	12,300	0,870
14	18,2	10,0	1027	-1,0	-0,333	0,121	10,700	11,100	0,970
15	18,5	8,0	1078	-0,750	-0,556	,548	9,500	11,600	0,820
16	18,4	4,0	1030	-0,833	-1,000	0,146	10,400	11,100	0,940
17	20,1	14,0	1002	0,583	0,111	-0,088	10,300	10,400	0,990
18	20,1	14,0	1005	0,583	0,111	-0,063	10,800	13,900	0,780
19	20,0	10,0	987	0,500	-0,333	-0,213	10,000	11,400	0,870
20	20,2	10,0	1002	0,667	-0,333	-0,088	10,800	14,200	0,760
21	20,1	10,0	1029	0,583	-0,333	0,138	10,700	12,600	0,850
22	19,8	10,0	1028	0,333	-0,333	0,130	10,400	10,900	0,950
23	20,1	10,0	1006	0,583	-0,333	-0,054	10,700	11,600	0,920
24	19,8	10,0	1050	0,333	-0,333	0,314	10,300	15,500	0,660
25	19,7	10,0	893	0,250	-0,333	-1,000	10,600	10,700	0,990
26	20,1	10,0	996	0,583	-0,333	-0,138	10,700	12,600	0,850
27	20,1	10,0	1132	0,583	-0,333	1,000	10,800	11,800	0,920
28	20,1	10,0	1120	0,583	-0,333	0,900	10,600	11,100	0,960
29	20,1	10,0	978	0,583	-0,333	-0,289	11,100	9,700	1,140
30	19,9	20,0	990	0,417	0,778	-0,188	10,600	13,900	0,760
31	19,8	20,0	990	0,333	0,778	-0,188	10,600	10,500	1,010
32	20,0	20,0	982	0,500	0,778	-0,255	10,600	11,300	0,940
33	19,8	20,0	972	0,333	0,778	-0,339	10,900	10,200	1,070
34	19,8	10,0	1008	0,333	-0,333	-0,038	10,900	10,700	1,020
35	20,4	10,0	1044	0,833	-0,333	0,264	9,100	12,500	0,730
36	19,9	10,0	1035	0,417	-0,333	0,188	10,700	13,600	0,780
37	20,0	10,0	1029	0,500	-0,333	0,138	10,200	12,300	0,830

При исследовании технологических процессов и объектов часто оказывается, что выходной параметр и фактор (входные параметры) являются случайными величинами. Например, случайными величинами являются: масса отрезков чесальной ленты и холста, входящего в шляпочную чесальную машину; масса отделяемых порций на гребнечесальной машине периодического действия и линейная плотность питающего холстика; зазоры между уточными нитями в ткани и линейной плотности уточной нити и т. п.

В результате дискретных измерений фактора X (например, массы 500-миллиметрового отрезка пряжи) и выходного параметра Y процесса (например, разрывной нагрузки пряжи) получают две последовательности сопряженных случайных чисел

Если же факторы и выходной параметр регистрируют в виде непрерывных реализаций, то по соответствующим правилам производится их дискретизация (квантование по времени), и они также могут быть представлены в виде двух последовательностей сопряженных случайных величин. Указанные пары случайных значений исследователь получает при проведении эксперимента в производственных условиях без изменения режима работы технологического объекта, т. е. при проведении пассивного эксперимента.

Каждой паре измерений X_jY_j соответствует определенная точка в корреляционном поле точек. Каждому X_j соответствует ряд значений Y. В результате деления случайных величин X на ряд интервалов I_Х и отнесения к середине X_j интервала всех значений Y, попавших в этот интервал, можно найти среднее значение Y_x = Yj для каждого интервала, которое называется условной средне_й. Если соединить точки, соответствующие условным средним Y_x отрезками прямых линий, получим ломаную линию, называемую эмпирической линией корреляционной зависимости. При увеличении числа измерений с одновременным уменьшением интервала I_Х эмпирическая линия Y_x -- Y (X) стремится к предельной -- теоретической. Уравнение Y_R (X), которое определяет эту теоретическую линию, будем называть корреляционным уравнением, так как оно определяет одно значение условной средней для каждого уровня фактора. Для корреляционных взаимосвязей двух случайных величин Y и X характерно наличие двух зависимостей Y (X) и X (Y) двух теоретических линий корреляционной зависимости, которые чаще всего не совпадают и называются сопряженными линиями.

Для оценки степени линейной связи двух случайных величин рассчитывают числовую характеристику, называемую коэффициентом корреляции (КК). Чем меньше разброс точек в корреляционном поле точек для любого Х и У, тем больше теснота связи между случайными величинами и тем меньше угол ф между сопряженными прямыми Y_R (X) и Х_R (У). Парный коэффициент корреляции может быть --1 <= г_ух <= 1.

Использование парного КК как меры тесноты связи между случайными величинами Y и X обосновано и имеет четкий смысл лишь в том случае, когда они имеют двухмерное нормальное распределение, выборка сопряженных пар случайных переменных образована в порядке случайного отбора и отклонения экспериментальных и расчетных значений Y_j -- Y_R также распределены нормально. При этих условиях Y, X, S \Y\, S \Х\, г_ух являются исчерпывающими характеристиками корреляционной связи У и X. В остальных случаях к интерпретации коэффициента корреляции следует подходить с большой осторожностью.

Теснота линейной связи между случайными величинами Y, Xi ... Х_м определяется полным (совокупным) или множественным коэффициентом корреляции (МКК) -- Ry,x₁...x_M. Этот коэффициент определяет силу совместного влияния всех факторов на выходной параметр Y.

МКК всегда положителен и заключается в пределах от нуля до 1. Использование коэффициента корреляции как меры тесноты связи и определение его доверительного интервала обоснованы лишь в том случае, когда исследуемые случайные величины имеют многомерное нормальное распределение. Это условие сужает сферу практического использования корреляционного метода построения математической многофакторной модели. Данный метод успешно используют лишь для получения линейных многофакторных зависимостей.

В тех случаях, когда необходимо оценить тесноту связи выходного параметра с каким-либо фактором при исключении влияния одного или нескольких факторов определяют частный коэффициент корреляции (ЧКК). Это является достоинством множественного корреляционного анализа данных пассивного эксперимента, так как исследователь не может в этом случае зафиксировать на постоянном уровне ряд факторов.

Таблица 3.2 - Корреляционная матрица

	Относительная разрывная нагрузка	Коэффициент вариации по разрывной нагрузке	Показатель качества
Линейная плотность	0,13	-0,07	0,07
Процент вложения лавсана	0,02	0,06	-0,03
Крутка	0,04	0,16	-0,14

Таблица 3.3 - Корреляционная матрица

	X1	X2	X3
X1	1,00	0,06	-0,30
X2	0,06	1,00	-0,28
X3	-0,30	-0,28	1,00

Получена модель

Р_о= 10,867+1,221*X₁*X₂+2.911*X₂*X₃-0.744*X₁²-0.697*X₂²-2.034*X₁²*X₂ - 1.376*X₁²*X₃+1.497*X₂³+1.525*X₃³.

Таблица 3.4 - Оценка значимости коэффициентов модели относительной разрывной нагрузки

	A0	A12	A23	A11	A22	A112	A113	A222	A333
Estimate	10,867	1,221	2,911	-0,744	-0,697	-2,034	-1,376	1,497	1,525
Std.Err.	0,163	0,435	0,722	0,281	0,242	0,520	0,596	0,285	0,415
t(28)	66,726	2,807	4,030	-2,651	-2,883	-3,914	-2,308	5,251	3,678
p-level	0,000	0,009	0,000	0,013	0,007	0,001	0,029	0,000	0,001

Final loss: 4,013741907 R=0,77260 Variance explained: 59,690%

Если один из коэффициентов зафиксировать на определённом уровне то получим следующие зависимости:

- стабилизируем коэффициент X₂

При процентном содержании В=10 %, Х₂ = - 0,333

Рисунок 3.1 График зависимости относительной разрывной нагрузки от линейной плотности пряжи и крутки

Данная зависимость очень сложна для её описания, поэтому определим только при каких значениях относительная разрывная нагрузка пряжи максимальна и минимальна: Р_мах при Х₁ = от - 1 до 0, и при Х₂ = от - 1 до 0.

Р_мin при Х₁ = 0,5, и при Х₂ = от - 1 до 0,5

При процентном содержании В=20 %, Х₂ = 0,778

Рисунок 3.2 График зависимости относительной разрывной нагрузки от линейной плотности пряжи и крутки

Из данной зависимости видно, что при увеличении линейной плотности и крутки разрывная нагрузка пряжи возрастает.

- зафиксируем коэффициент X₁

При линейной плотности Т=20 текс, Х₁ = 0,500

3.2 Сравнительный анализ методик определения неровноты смешанных пряж

Целью данной части исследований является определение влияния процентного вложения полиэфирного волокна на точность работы прибора «USNTR», при определении неровноты на различных отрезках длины продукта.

Сравнительный анализ проводился между методикой определения неровноты ленты по линейной плотности ручным способом взвешивания различных по длине отрезков меланжевой ленты и методикой определения неровноты ленты по линейной плотности емкостным способом на приборе «USTER».

Принцип работы прибора «USTER» заключается в измерении толщины пряжи емкостным способом и обработка данных с помощью ЭВМ. Полуфабрикат или пряжа пропускается между двух пластин емкостного датчика, который снимает изменения емкости и в электронном виде подаёт их на ЭВМ.

Неровнота по линейной плотности меланжевой ленты с различным процентным вложением цветного волокна (17% и 33%) сначала определялась на приборе «USTER», а затем ручным способом. Ручной способ заключается в следующем:

1) Ленту с различным вложением полиэфирного волокна (33% и 20%) нарезали на отрезки различной длины 3, 10, 25, 50 и 100 сантиметров.

2) Эти отрезки взвешивали на электронных весах.

3) Обработка данных проводилась с помощью программ «Statistics for Windows».

Таблица 3.5 - Неровнота по линейной плотности

Длина отрезка, см	Полиэфирная лента	Хлопковая лента	Среднее отклонение, %
	Вариант 1	Вариант 2	Вариант 3	Вариант 4	Вариант 1	Вариант 2
3	52,37	33,07	36,99	33,57	8,25	15,43	29,94523
10	17,94	16,52	0,32	21,77	15,86	9,661	13,67854
25	11,25	10	20,89	2,64	7,143	27	13,15454
50	7,93	10,98	9,2	3,125	17,8	7,955	9,49793
100	7,78	23,1	3,11	24,5	23,02	17,43	16,48859

Судя по обработке полученных результатов можно сделать вывод, что минимальная погрешность измерений меланжевой пряжи на приборе «USTER» при измерении отрезков длинной 50сантиметров. При измерении неровноты меланжевой пряжи на больших или меньших отрезках на приборе «USTER» погрешность измерений увеличивается.

Таблица 3.6 - Результаты при 33 % полиэфирного волокна

Длина	Коэфф. вар. по устеру	Коэфф. вар. по массе	Погрешность, %	Коэфф. вар. по массам хлопк. составл.	Коэфф. вар. по массам лавсан. составл	Коэфф. вар. по доле хлопк. составл	Коэфф. вар. по доле лавсан. составл	Коэфф. вар. по смешиванию
I повторность
3	6,500	9,770	50,308	12,180	9,730	4,060	8,530	6,680
10	4,500	4,390	2,444	5,070	7,120	2,790	5,310	4,241
25	3,000	2,780	7,333	3,760	4,560	2,080	4,220	3,327
50	2,400	3,000	25,000	2,460	6,650	2,300	4,460	3,548
100	2,200	2,380	8,182	2,310	2,880	0,660	1,140	0,931
II повторность
3	6,000	7,780	29,667	10,260	13,100	5,730	12,020	9,416
10	3,700	4,120	11,351	5,590	4,220	2,250	4,300	3,432
25	2,700	2,760	2,222	4,500	3,930	2,400	4,470	3,588
50	2,000	2,380	19,000	3,630	3,950	2,100	3,990	3,188
100	1,500	1,840	22,667	2,980	4,120	2,100	3,920	3,145

Таблица 3.7 - Результаты при 20 % полиэфирного волокна

Длина	Коэфф. вар. по устеру	Коэфф. вар. по массе	Погрешность, %	Коэфф. вар. по массам хлопк. составл.	Коэфф. вар. по массам лавсан. составл	Коэфф. вар. по доле хлопк. составл	Коэфф. вар. по доле лавсан. составл	Коэфф. вар. по смешиванию
I повторность
3	5,800	8,240	42,069	8,990	20,700	4,770	18,700	13,646
10	4,000	5,060	26,500	5,580	10,280	2,000	9,350	6,761
25	3,000	3,730	24,333	3,970	7,670	1,920	8,040	5,845
50	2,500	2,690	7,600	3,310	9,070	1,910	8,730	6,319
100	2,200	3,500	59,091	4,080	9,950	2,040	9,310	6,739
II повторность
3	6,800	10,850	59,559	10,650	17,720	3,270	12,340	9,027
10	4,800	3,890	18,958	4,620	12,310	2,870	11,540	8,409
25	3,700	3,220	12,973	4,160	17,650	3,950	16,500	11,997
50	3,200	1,990	37,813	2,820	6,040	1,370	6,360	4,600
100	2,800	1,890	32,500	2,710	3,910	1,120	4,720	3,430

На основании полученных результатов можно сделать вывод, что коэффициент вариации по смешиванию лучше при вложении полиэфирного волокна 33%.

Моделирование случайного волокнистого продукта, состоящего из компонентов с одинаковыми длиной и линейной плотностью волокна показало, что между неровнотой C_V двухкомпонентного продукта по линейной плотности, средними долями компонентов ₁ и ₂ и неровнотой C_V1 и C_V2 по доле компонентов существуют следующие зависимости

1) соотношение неровнот по доле компонентов обратно пропорционально соотношению долей компонентов

(19)

Данное соотношение может быть выведено аналитически для любого закона распределения масс отрезков компонентов.

2) произведение неровнот по доле компонентов равно квадрату неровноты двухкомпонентного продукта по линейной плотности

(20)

Как будет показано ниже, второе соотношение справедливо только для пуассоновских потоков.

Эти соотношения подтвердились и для случайного волокнистого продукта с переменной длиной волокна, с различными длинами и линейными плотностями волокон компонентов, а также для продуктов с комбинированной неровнотой, равномерных по составу.

Отсюда можно получить формулу для расчета минимальной неровноты по доле компонента

(21)

(22)

(23)

Так как , коэффициент вариации по доле i-того компонента рассчитывается по формуле

(24)

С учетом того, что неровнота идеального продукта рассчитывается по формуле (), получим, что неровнота по доле компонента, равномерно распределенного по длине идеального волокнистого продукта определяется по формуле

(25)

Моделирование показало, что формулы (24) и (25) справедливы также и для трехкомпонентного волокнистого продукта.

Параметры C_V1 и C_V2 являются, соответственно, неровнотами распределения вдоль продукта первого и второго компонентов. Они связаны с неровнотой смешивания волокон компонентов следующей известной формулой

(26)

где k - количество смешиваемых компонентов.

Для двухкомпонентного волокнистого продукта

(27)

Неровнота смешивания для идеального двухкомпонентного продукта рассчитывается по формуле

(28)

Для реального волокнистого продукта равномерного по составу неровноту по смешиванию можно рассчитать по формуле

(29)

Для реального трехкомпонентного продукта

(30)

В общем виде, при числе компонентов n неровнота смешивания для равномерного по составу реального продукта может быть определена по формуле

(31)

На рис. 2 и 3 представлены зависимости коэффициента вариации С_{V i} в зависимости от доли компонента при различном числе волокон в сечении идеального двухкомпонентного продукта. Из полученных формул видно, что неровнота распределения вдоль продукта i-того компонента повышается с уменьшением количества волокон в сечении продукта и доли компонента.