Развитие научных основ разработки устройств, машин и агрегатов прядильного производства экспериментально-теоретическими методами

В девяностые годы XX столетия сделан переход России к рыночной экономике, которая связана с децентрализацией управления и приватизацией предприятий. Перестройка сопровождается формированием новых производственных отношений и хозяйственных структур. Вместе с тем, изменяются и приоритеты не только в производстве, но и в научных исследованиях.

В тяжелейшем положении в первую очередь оказались предприятия машиностроения и легкой промышленности. В 1992;96 годах предприятия текстильной промышленности и текстильного машиностроения оказались в так называемом «порочном круге», который характеризуется невостребованностью продукции, взаимными неплатежами, нехваткой оборотных средств на покупку сырья. Статистика начала 1996 года свидетельствует, что половина предприятий текстильной промышленности простаивает из-за отсутствия сырья, а треть — завалено продукцией не имеющей сбыта. Аналогичное положение и на заводах текстильного машиностроения, которые пытаются освоить выпуск изделий бытового назначения.

Дело дошло до того, что предприятиям текстильной и машиностроительных отраслей стало в денежном выражении убыточным производить продукцию. Особенно это проявилось начиная со второй половины 1995 года, после очередного подъёма цен на энергоносители. ¦

Резкое падение темпов роста развития народного хозяйства в значительной степени обусловило все увеличивающееся отставание текстильной промышленности и машиностроения от индустриально развитых стран по уровню научно-технического развития. Национальное достояние России стало постепенно проедаться, инфляционные процессы стимулировали рост цен, лишив миллионы людей материальных стимулов к труду и покупательной способности. В ряде регионов резко возросло число простаивающих предприятий.

Так, например, уровень безработных к экономически активному населению в 1996 году по Ивановской области достиг 10.7%. На одно рабочее место претендуют свыше 90 безработных. В этой связи область объявлена зоной экономического бедствия и требует установления налоговых льгот, инвестиций, централизованного сбыта продукции, создания маркетингового консультационного центра, а также выравнивания ценовой политики экономическими методами.

Опыт западной рыночной экономики и статистика работы Ивановских предприятий в 1995 году подсказывает, что одним из способов выхода из кризиса текстильного и машиностроительного производств является их реконструкция на базе разработка и внедрение новейших автоматизированных технологий и оборудования. Наиболее узловым переходом в этой ситуации для текстиля являются прядильное производство, на котором и сосредоточено внимание проводимых научных исследований ИГТА.

Актуальность. Мировой опыт показывает, что важнейшим направлением как в период перехода к рынку, так и в период развитого рыночного хозяйства является совершенствование материально-технической базы, для успешного развития которой непременным условием является научно-технический прогресс. В современных условиях научно-технический прогресс неотделим от развития науки, которая направлена на создание новейшей техники, роста квалификации кадров, способствует подъёму материального и культурного уровня жизни народа.

Принятая в 1992 г. межвузовская научно-техническая программа.

— и.

Текстиль России" внесла определенный вклад в развитие техники и технологии текстильной промышленности страны, активно способствовала развитию данной отрасли науки и техники в полном соответствии с мировыми тенденциями, созданию и освоению серийного производства систем высокоэффективного технологического оборудования для легкой промышленности, подготовке научных кадров в высших учебных заведениях страны.

В программу составной частью включены международные научные исследования. Так, в частности, разработано обеспечение для ро-сийско-итальянских проектов (совместно с текстильным центром хлопка и одежды г. Бусто Арсицио) в области оптимизации смесей, проектирования свойств пряжи и совершенствования малоотходных технологий прядения, которое предполагается использовать в рамках европейских программ. Реализуется проект «Разработка техники и технологии аэродинамического метода производства нетканых материалов» в содружестве с Монгольским техническим университетом. Совместно с текстильным центром хлопка и одежды (Италия), Либерецким техническим университетом (Чехия), Лодзинским текстильным университетом (Польша), научно-исследовательским текстильным институтом (Дэнкен-дорф, Германия) утверждена работа на тему «Проектирование свойств хлопчатобумажной пряжи пневмомеханического способа прядения», включенная в европейскую программу «КОРЕРШ СШ» .

В последние годы особое место в текстильной отрасли занимают проблемы прядильного производства, в котором ведутся работы по созданию непрерывной системы прядения. Схема прядильного производства для волокон всех видов в основном одинакова, но в каждой системе прядения (аппаратной, гребенной и кардной) пряжу изготавливают по определенному плану.

Таким образом, в настоящее время научные исследования в прядильном производстве сосредоточены на поисках новых смесок и видов сырья, исходя из минимизации затрат и экологии, а также интенсификации процесса подготовки полуфабриката к прядению на участке от кипы до пряжи, оптимизации систем контроля и автоматизированных систем управления технологических процессов.

Ведущими научно-исследовательскими центрами, проектно-конс-трукторскими организациями России МГТА, ИГТА, СПГУТД, КГТУ, ЦНИХБИ, ЦНИИКА, ИвНИТИ, АО «Кардотекс», НПО «Пензтекмаш» и зарубежными фирмами такими как «Rieter» (Швейцария), «Marzoll», «Savio», «Bonina» (Италия), «Murata», «Нага», «Toyota» (Япония), «Trutzschier», «Zinser», «Schlafhorst», «Schubert and Salzer», «Hergeth» (Германия), «Elitex» (Чехия), «Platt-Sakko-Lowell», «Crosroll» (Великобритания), «Hollinswoyrt» (США) и рядом других внесен существенный вклад в теорию и практику проектирования текстильных машин, в создание агрегатов и поточных линий, в реализацию устройств автоматики и систем управления технологическими процессами.

Анализ информации по технологиям и оборудованию, представленной на выставках ITMA, йнлегмаш-93, Инлегмаш-94 показал, что развитие — текстиля в рассматриваемом периоде осуществляется в следующих направлениях:

— создание автоматизированных систем оптимизации смесей и проектирование свойств пряжи;

— проектирование малоотходных ресурсосберегающих технологий и оборудования прядильного производства;

— разработка аэродинамических методов производства нетканых материалов;

— разработка и создание автоматизированных систем проектирования механизмов для текстильного оборудования;

— агрегатирование оборудования с созданием непрерывных систем питания, рыхления, очистки и смешения волокна, а также создание робототехнических комплексов, объединяющих отдельные переходы в прядении;

— создание систем контроля качества, систем автоматического управления для текстильной и машиностроительных отраслей на базе вновь разрабатываемых технологий и оборудования;

— повышение степени автоматизации машин за счет широкого использования средств электроники и микропроцессорной техники, обеспечивающей контроль и управление параметрами технологического процесса с целью оптимизации производительности оборудования, увеличение его надежности и улучшение качества полуфабриката.

Сравнивая тенденции развития отечественного и зарубежного оборудования для приготовительных и прядильных производств, можно отметить, что они совпадают, но технический уровень отечественных машин отстает от рекламируемого передовыми фирмами в части оснащения средствами автоматизации и микропроцессорной техники для контроля и управления. Следует отметить как преимущество зарубежного оборудования высокий уровень автоматизации вспомогательных операций и объединение технологических переходов, а также качество и дизайн.

За последнее десятилетие отечественная промышленность и зарубежные фирмы разработали и внедрили целый ряд разрыхлительно-очис-тительных агрегатов и прядильных поточных линий? предназначенных как для обработки хлопка, льна, шерсти, искусственных, синтетических волокон, так и различных смесей из них. Были разработаны агрегаты и поточные линии с низкой, повышенной и высокой эффективностью очистки. Кипорыхлители с нижним отбором волокна АПК-250−2(3), РКА-1(2) вытесняются кипорыхлителями с верхним отбором волокна АП-18, АП-40, Blendomat (Германия), Marzoll (Италия), Fiber Controls (США). Вместе с тем, до сих пор остается нерешенной сложнейшая задача по обеспечению стабилизации питания машин, находящихся с ними в одной поточной линии.

Несмотря на математическую идентификацию кипорыхлителей с нижним и верхним способами отбора, создание из них автоматизированных комплексов, проблема оптимального сопряжения технологических машин поточных линий прядения не нашла своего окончательного решения. По-прежнему встает вопрос о построении системы стабилизации производительности, обеспечении качественного рыхления исходного волокна из кип, точностных показателях регулирования, повышении быстродействия, об использовании технической диагностики, об оценке влияния автоматизации на технологические параметры. Требуют решения задачи создания датчиков и измерителей показателей потоков волокна в пневмопроводах, датчиков и регуляторов неровноты, цифровых устройств преобразования информации, которые используются для микропроцессорного управления.

Необходимым является создание системы сбора и централизованного контроля исходной информации, а также автоматизация транспортировки, заправки и съема наработанного полуфабриката. Это, в свою очередь, требует разработки и создания робототехнических комплексов, которые позволили бы спроектировать автоматизированные технологические комплексы для прядильного производства.

Целью работы является разработка, теоретическое обоснование структуры текстильного автоматизированного технологического комплекса (АТК) от кипы до пряжи и прогнозирование конструкций машин, агрегатов с экспериментальными исследованиями основных устройств, систем автоматического контроля и управления, обеспечивающих улучшение качества выпускаемой продукции за счет повышения точности, быстродействия, гибкости оперативного управления. Для этого необходимо решить следующие задачи:

1. Провести обзор состояния и определить тенденции развития агрегирования текстильных машин в хлопкопрядильном производстве, а также проблемы построения автоматизированных технологических комплексов.

2. Исследовать методы контроля, математической идентификации отдельных стохастических переходов и установить области оптимального использования средств локальной автоматики, АСУ ТП для стабилизации технологического процесса от кипы до пряжи.

3. Исследовать средства отбора первичной информации в прядильном производстве. Разработать теоретические основы построения датчиков, измерительных преобразователей для линейной плотности настила, ленты, а также контроля качества пряжи на прядильных и прядильно-крутильных переходах.

4. Создать методики временного и волнового анализа стохастических технологических процессов с целью их использования в алгоритмах управления прядильного производства, прогнозирования конструкций машин и структур агрегатов.

5. Идентифицировать технологический процесс формирования пряжи. На основе декомпозиции хлопкопрядильных поточных линий получить математические модели отдельных переходов текстильного производства. Провести анализ и прогнозирование качества волокнистого продукта на сортировочно-разрыхлительном, трепальном, чесаль-но-ленточном и прядильном переходах АТК.

6. Разработать, аналитически и экспериментально исследовать, защитить патентами и внедрить в промышленных условиях следующие средства отбора первичной информации и локальные регуляторы: датчики расхода волокна, датчики линейной плотности настила (холста), регуляторы развеса настила (холста) на выходе бункерных питателей, датчики линейной плотности ленты, регуляторы линейной плотности ленты, преобразователи информации об обрывности в прядильных, пря-дильно-крутильных технологических переходах, системы оптимального управления технологическими процессами в функции обрывности в прядении, регуляторов производительности и алгоритмического обеспечения для автоматизированных систем управления технологического процесса (АСУ ТП) хлопкопрядения. Оценить влияние подобных автоматических систем регулирования (АСР) на технологический процесс от кипы до пряжи. Используя многопроцессорный принцип построения, разработать АСУ ТП в прядильном производстве, на основе регламента, минимальной себестоимости получаемого продукта, наилучшего качества и максимальной производительности.

Внедрить основные результаты исследований в производство.

Автор защищает: результаты теоретических исследований по построению АТК прядильного производства текстильной отрасли, по математической идентификации технологических переходов формирования настила (холста), ленты, пряжиматематические модели отдельных переходов текстильного производства с методами прогнозирования качества волокнистого продукта на сортировочно-разрыхлительном, трепальном, чесально-ленточном и прядильном переходах АТКсистему оптимального управления технологическими процессами прядения в функций обрывности и алгоритмического обеспечения для АСУ ТП хлопкопрядениярезультаты создания и исследования средств отбора первичной информации и локальных регуляторов: датчик расхода волокна, датчиков линейной плотности настила (холста), регулятор развеса настила (холста) на выходе бункерных питателей, датчик линейной плотности ленты, регуляторов линейной плотности ленты, преобразователей информации об обрывности в прядильно-крутильных технологических переходах.

Основные методы исследований. Постановка, проведение и обработка результатов экспериментов проводилась с использованием методов статистического, дисперсионного, регрессионного и спектрального анализов. Разработка и исследование новых принципов управления машинами АТК осуществлялась на основе операторного исчисления, структурных и частотных методов исследования применительно к непрерывным и дискретным системам, использовались методы прямого решения и математического моделирования линейных, нелинейных и трансцендентных уравнений. Применялись методы оптимизации и адаптивного управления, использовался аппарат теории пространства состояний и модельного управления, элементы теории конечных автоматов и теории распределенных систем с запаздыванием. В процессе работы широко использовались методы имитационного математического моделирования сложных динамических объектов и проведены вычислительные эксперименты на ЭВМ с использованием пакетов прикладных программ. Достоверность теоретических положений подтверждается результатами экспериментальных исследований на серийном технологическом оборудовании.

Научная новизна работы заключается в том, что:

1. Разработаны проблемы построения автоматизированных технологических комплексов в хлопкопрядильном производстве.

2. Используя декомпозиционный метод, получены адекватные математические модели технологических переходов хлопкопрядильных АТК, учитывающие способы стабилизации подачи волокнистого продукта при бункерном питании и регулирования линейной плотности ленты на отдельных переходах.

3. Разработаны алгоритмы и программы для моделирования подачи волокна к трепальным машинам, питания группы чесальных машин, управления процессом чесания и вытяжкой.

4. Получены методики временного и волнового анализа стохастических технологических процессов, позволяющие использовать их в алгоритмах управления прядильного производства, при прогнозировании конструкций машин и структур агрегатов.

5. Разработаны и созданы следующие средства отбора первичной информации: датчики расхода волокна, линейной плотности настила, линейной плотности ленты, преобразователи информации об обрывности пряжи в прядильных, прядильно-крутильных технологических переходах.

6. Разработана система оптимального управления технологическими процессами в функции обрывности в прядении, регуляторов производительности и алгоритмического обеспечения для автоматизированных систем управления технологического процесса хлопкопрядения.

7. Получены количественные соотношения, позволяющие провести анализ эффективности сложного оборудования, прогнозирование конструкций машин и структур агрегатов.

Практическая ценность. Работа доведена до практической реализации основных разработанных способов управления и прогнозирования конструкции устройств для технологического процесса хлопкопрядения от кипы до пряжи. Даны рекомендации по настройке машин и структуре агрегатов, позволяющие уменьшить не-ровноту выходного продукта и снизить обрывность в прядении, повысить качество пряжи.

1. Разработаны и доведена до конструктивного исполнения устройства для стабилизации производительности отдельных переходов хлопкопрядильного производства. Защищены патентами N 999 999 способ стабилизации подачи волокнистого продукта при бункерном питании и N 2 038 437 способ регулирования линейной плотности ленты.

2. Созданы и защищены патентами следующие средства отбора первичной информации: датчик линейной плотности настила,. датчики линейной плотности ленты, преобразователи информации об обрывности в прядильных, прядильно-крутильных технологических переходах (патенты N 2 038 437, N 1 175 845 и авторские свидетельства I 745 974, N 672 238, N 461 186).

3. Разработаны робототехнические средства АТК прядильного производства на базе электромеханических роботов для автоматизации доставки сырья, съема, заправки и межоперационной транспортировки полуфабрикатов (патент N 1 382 885).

4. Разработана и доведена до конструктивного уровня схемотехника на основе электронных устройств для задач сбора информации с датчиков и управления исполнительными органами, аналоговоцифровых преобразователей и датчиков медленно изменяющихся сигналов. Создана в виде опытно-конструкторской разработки система централизованного сбора информации с датчиков на основе микропроцессорных устройств для машин совместимых с IBM.

5. Разработанные математические модели переходов АТК, методики временного и волнового анализа стохастических технологических процессов, позволяющие использовать их в алгоритмах управления прядильного производства, прогнозирования конструкций машин, структур агрегатов, применяются в спецкурсах, в курсовом и дипломном проектировании кафедры автоматики Ивановской государственной текстильной академии.

Реализация работы. Результаты исследований внедрены на поточных линиях следующих предприятий:

— Орловском заводе «Химтекстильмаш» (1975 г.);

— Судогодском заводе стекловолокна Владимирской области (1976;1977 г. г.);

— Барановичском хлопчатобумажном комбинате (1977;1978 г.);

— Рижском производственном хлопчатобумажном объединении (РПХО) «Ригас манафактура» (1978 г.);

— Крюковском опытном заводе стекловолокна Московской области, (1981;1984 г. г.);

— Ивановском заводе чесальных машин (1988 г.);

— Ивановском меланжевом комбинате имени К.й.Фролова, (1990 г.).

Суммарный экономический эффект по внедренным работам составил 360 тысяч рублей до 1990 г. и 6,5 миллионов рублей за последующий период времени.

Апробация работы. Материалы по теме диссертации докладывались и получили одобрение на итоговых научно-технических конференциях в Ивановском текстильном институте имени М.В.

Фрунзе в 1970;1993 г. г.- на Всесоюзной конференции по автоматизированному электроприводу в текстильной и легкой промышленности (Иваново, 1970 г.) — на семинаре «Усовершенствование техники и технологии ткацкого производства» (Республиканский дом экономической и научно-технической пропаганды, Киев, сентябрь 1975 г.) — на Всесоюзной конференции «Основные направления в развитии оборудования для хлопкопрядения» (Пензенский дом научно-технической пропаганды, НПО «Пензтекмаш», апрель 1984 г.) — на Всесоюзной научно-технической конференции «Робототехнические системы в текстильной и легкой промышленности», Ленинградский институт текстильной и легкой про-мышлености, ноябрь 1984 г.- на межреспубликанской научной конференции «Разработка высокоэффективных технологических процессов и оборудования, систем управления и автоматизированного проектирования в текстильной промышленности», Московский текстильный институт, апрель 1986 г.- на IV Всероссийской научной конференции «Динамика процессов и аппаратов химической технологии», Ярославский государственный технический университет, октябрь 1994 г.- на международных научно-технических конференциях в Ивановской государственной текстильной академии «Проблемы развития малоотходных ресурсосберегающих экологически чистых технологий в текстильной и легкой промышленности» в 1994;1995 г. г.

Материалы по теме диссертации демонстрировались трижды (в 1974, 1986 и 1990 г. г.) на ВДНХ СССР и отмечены двумя бронзовыми медалями, а также на выставке в ИГТА «Текстиль России» (Иваново, 1995 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 93 печатная работа, из которых в центральных журналах — 21, монографий — 1, во внутривузовских сборниках научных трудов.

— 6, тезисов международных, всесоюзных и республиканских конференций — 30. По материалам проведенных исследований получено 9 патентов и авторских свидетельств на изобретения, а также 1 положительное решение о выдаче патента.

Зарегистрировано 16 отчетов по научно-исследовательским работам.

Объем работы. Диссертация представлена в виде основной части на 338 страницах машинописного текста и приложений на 63 страницах. Общий объём диссертации, включая 111 рисунков, алгоритмов, гистограмм и графиков, составляет 401 страницу.

Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, 6 приложений и перечня использованной литературы в 135 наименований, из которых 17 иностранных источников.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

Предложены общие принципы построения автоматизированного технологического комплекса в прядильном производстве текстильной отрасли, и на их основе разработаны системы управления отдельных технологических переходов. Решена проблема сопряжения технологических машин поточных линий прядения, и разработана система стабилизации производительности на отдельных переходах, обеспечивающая требуемые показатели локального регулирования при различных режимах работы. Это дало возможность сформулировать основные направления локальной автоматизации технологических процессов и основные требования к АСУТП прядения, указать на необходимость решения задачи разработки датчиков и измерителей показателей потоков волокна в пневмопроводах, датчиков и регуляторов неровноты, цифровых устройств преобразования информации, которые необходимы для создания комплексов локального микропроцессорного управления и АСУ ТП второго уровня. Создание системы сбора и централизованного контроля первичной информации позволило указать пути автоматизации транспортировки, заправки и съема наработанного полуфабриката. Это, в свою очередь, привело к разработке робототехнических комплексов, которые позволили бы спроектировать автоматизированные технологические комплексы для прядильного производства.

Разработаны математические модели измерительных преобразователей, которые представлены в форме удобной для реализации на ЭВМ. Созданные модели позволили разработать алгоритмы и программы, дающие возможность получить основные параметрические характеристики преобразователей в задаваемых пользователем интервалах входных параметров. Полученные алгоритмы могут служить базой для расчетов и последующих этапов проектирования.

Предложен метод декомпозиции прядильного автоматизированного технологического комплекса, позволяющий получить математические модели отдельных переходов текстильного производства, провести анализ и прогнозирование качества волокнистого продукта на сорти-ровочно-разрыхлительном, трепальном, чесально-ленточном и прядильном переходах поточных линий и АТК.

Специфика текстильной технологии и машиностроения для нее определяется свойствами обрабатываемых волокнистых продуктов, которые представляются в моделях детерминированными и случайными функциями. Практика использования и создания машин для подобных технологических процессов связана с применением нелинейных, дискретных звеньев, а также динамических блоков с распределенными параметрами. Оценка качества продукции стохастических систем может быть осуществлена путем применения имитационного моделирования с вычислением функционалов или посредством спектрального анализа отклика системы на возмущение. Были выполнены эксперименты на ряде объектов и имитационных статистических моделях (ИСМ) прядильного производства. Полученная близость результатов говорит о достоверности ИСМ и свидетельствует о возможности использования подобных методов в проектировании и анализе работы машин и агрегатов текстильной отрасти.

Вместе с тем показано, что методология анализа и прогнозирования структуры машин и агрегатов прядильного производства с применением концептуального программирования является мощным универсальным средством решения задач динамики.

Методология формирования концептуальных моделей, предложенная в работе, включает в себя характерные этапы математического моделирования динамических систем и кодирование структурной схемы с помощью операторов проблемно-ориентированного языка. При этом система, представленная в виде функциональной схемы, приводится к блок-схеме с требуемой степенью детализации, с указанием передаточных функций отдельных элементов и связи между ними.

В диссертации разработан и обоснован принцип непрерывного управления прядильным технологическим процессом с применением типовых и комбинированных законов управления, многоконтурных и адаптивных структур с запаздыванием. При создании статистических имитационных моделей использованы существующие ¦ технологии и методы управления в прядении. Используя ИСМ, на проблемно-ориентированном языке составлены программы анализа динамических систем прядильного производства, и путем обработки файлов данных моделирования (по методике изложенной в работе) выполнена оценка градиента линейной плотности полуфабриката в переходном и стационарном режимах работы поточной линии. Градиенты внешней неровноты волокнистого продукта при существующем управлении технологическим процессом представлены в виде графиков, полученных в результате машинного и технологического экспериментов. Они позволили провести верификацию статистических моделей. Созданные на базе ИСМ локальные системы непрерывного управления технологией прядения на каждом из переходов представлены в виде функциональных блок-схем и имитационных моделей линейной плотности волокнистых полуфабрикатов. Ожидаемьм результатом непрерывного управления ТП является повышение стабильности питания и точности регулирования подачи волокнистого продукта в системе пневмопитания текстильных машин.

Проведены моделирование и теоретические исследования прядильного технологического комплекса, идентифицирован технологический процесс формирования хлопчатобумажной пряжи.

На основе декомпозиции прядильных поточных линий получены математические модели отдельных переходов текстильного производства. Анализ и прогнозирование качества волокнистого продукта на сорти-ровочно-разрыхлительном, трепальном, чесально-ленточном и прядильном переходах дают возможность установить параметры, изменение которых позволяет совершенствовать оборудование, структуры систем управления и стабилизировать качество волокнистого продукта на каждом из переходов, исходя из требований технологии.

Вместе с тем, показана принципиальная возможность построения систем оптимального управления отдельных переходов и АТК в целом при использовании функциональных математических моделей технологических процессов. Полученные количественные соотношения позволяют провести анализ эффективности сложного оборудования, прогнозирование конструкций машин и структур агрегатов.

Разработаны и апробированы устройства стабилизации линейной плотности настила, питающего текстильные машины. Полученные результаты свидетельствуют, что при установке непрерывного регулятора настила с диэлькометрическим датчиком нижнего слоя волокна на чесальную машину качество ленты повышается в несколько раз. Благодаря этому ликвидируется одно из самых существенных возмущений, затрудняющих стабилизацию линейной плотности полуфабриката.

Предложена многоконтурная система управления стабилизации однотрубного пневмопитания текстильных машин, которая обеспечивает управление по алгоритму стохастической аппроксимации или по непрерывному пропорционально-дифференциальному закону регулирования.

Измерение линейной плотности настила на входе каждой из текстильных машин осуществляется в системе диэлькометрическими датчиками плотности волокна, установленными в нижней части бункеров параллельно выпускным валам питателя.

Введение

в измерительный блок коррекции по влажности на показания диэлькометрического датчика плотности волокна позволяет исключить погрешность вызываемую изменением влажности волокна. Элемент сравнения вырабатывает сигнал рассогласования между текущим значением линейной плотности волокнистой массы и ее заданным значением, которое определяется в соответствии со смеской волокнистого продукта, в результате чего на блок управления подается сигнал не зависящий от влажности и смески, то есть пропорциональный только линейной плотности волокнистого продукта. Для стабилизации питания отдельных текстильных машин независимо от их производительности вводится дифференциал, в котором происходит сложение скоростей вращения выпускных валов питающего бункера, соответствующее производительности технологической машины, со скоростью вращения двигателя коррекции по линейной плотности.

Для доказательства технического результата был изготовлен экспериментальный образец системы стабилизации волокнистого продукта с бункерным однотрубным пневмопитанием для прядильной поточной линии, который испытан в лабораторных и производственных условиях. Испытания позволили подтвердить работоспособность контуров управления, установить параметры оптимальной настройки регуляторов с типовым законом управления и подтвердили, что установка предложенной системы стабилизации в поточной линии снижает градиент внешней неровноты чесальной ленты на 5-метровых отрезках в 2.3 раза.

Для дальнейшего улучшения качества волокнистого продукта в области коротковолновой неровноты, рекомендуется вводить ещё один дополнительный контур регулирования коэффициента вариации линейной плотности волокнистого продукта. Разработаны и исследованы разомкнутый регулятор линейной плотности ленты на базе вытяжного прибора с приводом постоянного тока, а также замкнутая системы регулирования градиента неровноты волокнистого продукта с гиперболическим исполнительным механизмом. Созданные альтернативные варианты серийному разомкнутому регулятору на выходе чесальных и ленточных машин, устраняют указанные недостатки существующих регуляторов, и могут обеспечить получение ленты с градиентом внешней неровноты порядка 1%.

Для исследования предложенных систем контроля пряжи с различными преобразователями, была разработана конструкторская документация и изготовлены несколько серий приборов, которые были защищены авторскими свидетельствами и патентами. Внедрение их на ряде предприятий хлопчатобумажного производства и заводов стекловолокна дало значительный экономический эффект. Производственные испытания показали их высокую работоспособность и надежность. Приборы автоматического контроля нитей и выполненные лабораторные стенды были представлены на ряде выставок и отмечены, в том числе медалями ВДНХ.