Разработка технологии выработки трикотажных цельновязаных изделий сложной конструкции на плосковязальном оборудовании

Развитие текстильной промышленности в рамках рыночной экономики определяется тенденциями роста высокоэффективного производства текстильных товаров, которое обусловлено увеличением объема высококачественных изделий и одновременного снижения себестоимости продукции, при использовании высокотехнологичного оборудования и минимальных производственных площадей [2.1].

Производство высококачественной продукции, способной удовлетворить растущий спрос потребителя, сводится к разработке новых ресурсосберегающих технологий выработки изделий при использовании современного высокопроизводительного оборудования, отвечающих эстетическим и качественным требованиям потребителя.

Особое место в текстильной промышленности занимает трикотажное производство изделий различного назначения.

Научно-технический прогресс и развитие компьютерных технологий ведут к созданию высокотехнологичного и высокопроизводительного оборудования, позволяющего вырабатывать качественные трикотажные изделия, при минимальных затратах сырья, времени и человеческих ресурсов. Из чего следует сокращение числа технологических переходов при производстве изделий и сокращение площадей производственных помещений.

В настоящее время известны три способа производства трикотажных изделий: раскройный, полурегулярный и регулярный [1.2].

С точки зрения минимизации швейных и ручных операций в технологическом процессе производства трикотажных изделий наиболее эффективным является регулярный способ вязания изделий. В рамках этого способа наиболее экономичным и ресурсосберегающим является цельновязаный способ производства изделий, вырабатываемых на вязальном оборудовании.

Однако выработка цельновязаных изделий представляет очень сложный процесс, требующий реализации непосредственно на вязальном оборудовании целого ряда технологических узлов, обычно, выполняемых на дополнительном раскройно-швейном оборудовании.

Сложности, связанные с проектированием технологий для выработки цельновязаных изделий, заставляют ограничиваться трикотажным предприятиям на выпуске более простого ассортимента: шапок, шарфов, маек, жилетов и так далее, представляющих собой полотно или одну трубку.

Цельновязаные изделия с рукавами выпускают только несколько отечественных предприятий. При этом выпускаемые изделия практически всегда имеют вид джемпера с соединением рукава и проймы по линии «реглан» и имеют ряд существенных недостатков.

С целью расширения выпускаемого ассортимента и повышения их качества в рамках данной работы предполагается провести исследования технологий выработки цельновязаных изделий и совершенствование технологий производства цельновязаных изделий сложной конструкции на современном плосковязальном оборудовании.

Выработка цельновязаных изделий предусматривает использование современного трикотажного оборудования с широкими технологическими возможностями, высокой производительностью за счет применения более экономичных технологических приемов и электронного отбора рабочих органов и управления, что приводит к экономии затрат на подготовку производства и быстрой смене программ вязания.

Цель работы заключается в разработке теории проектирования эффективной технологии выработки высококачественных цельновязаных изделий сложной конструкции на плосковязальном оборудовании, обеспечивающей возможность расширения ассортимента верхнетрикотажных цельновязаных изделий.

Постановка задач. Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

— проектирование технологии вязания трубчатых участков изделия, вырабатываемых различными сочетаниями структур трикотажа одинарных и двойных переплетений на плосковязальном двухфонтурном оборудовании;

— разработка технологии соединения нижних участков окатов рукавов и пройм стана цельновязаных изделий с сохранением конструктивных особенностей, присущих кроеным изделиям;

— разработка технологии, алгоритма и методики проектирования процессов соединения любых криволинейных деталей из трикотажа и окатов рукавов с проймами стана цельновязаных изделий;

— разработка программы проектирования технологии образования узлов соединения криволинейных участков деталей и окатов рукавов с проймами стана цельновязаных изделий.

Методика исследования. При выполнении работы использовались теоретические и экспериментальные методы исследования, а именно: методы системного анализа и синтеза, теория вязания и строения трикотажа, методы концептуальной разработки (моделирования), методы комбинаторики, метод математического описания процесса петлеобразования, математическая обработка данных с использованием описания кривых при помощи полинома Лагранжа, определения площадей фигур, ограниченных полученными кривыми, при помощи формулы Ньютона-Лейбница.

Обработка экспериментальных данных и построение функциональных зависимостей осуществлялось с помощью программ Microsoft Exel. Для создания программы проектирования технологии вязания узлов соединения использовался язык скриптов VBScript (подмножество Visual Basic), встроенный в программу Windows.

Проектирование опытных образцов осуществлялось в программной среде «Model 7.0» Steiger-Zamark (Швейцария).

Экспериментальные исследования проводились в технологических лабораториях Московского государственного текстильного университета им.

А.Н.Косыгина на кафедре технологии трикотажного производства с учетом существующих методик нормативно-технологической документации.

Научная новизна. В результате проведенных исследований автором впервые получены следующие результаты:

— разработан алгоритм расчета расстановки игл и раппортов кладки нити при параллельном вязании нескольких полотен любых одинарных и двойных переплетений трикотажа на плосковязальном двухфонтурном оборудовании;

— предложена методика разработки технологии выработки деталей сложной формы в зависимости от вида и параметров петельной структуры трикотажа с использованием графических зависимостей;

— разработаны новые способы соединения нижних участков оката рукава и проймы стана, образующие горизонтальные участки, получены патенты РФ №№ 2 326 996, 2 326 997, 2 326 998 на технологию выработки цельновязаных изделий с использованием этих соединений;

— разработан аналитический метод и алгоритм расчета технологии соединения участков двух деталей, имеющих разные углы наклона, но одинаковое число петельных рядов;

— разработан аналитический метод и алгоритм расчета технологии соединения участков двух деталей, имеющих разные углы наклона и разное число петельных рядов;

— разработана методика проектирования технологии соединения оката рукава любой конструкции с проймой стана цельновязаного изделияразработана программа автоматизированного проектирования технологии соединения оката рукава любой конструкции с проймой стана цельновязаного изделия.

Практическая значимость полученных результатов заключается в возможности предприятиям отечественной промышленности сократить время на разработку цельновязаных изделий сложных конструкций, повысить их качество и расширить ассортимент продукции, а также использования их в качестве обучающих методик и программ при подготовке специалистов трикотажного производства.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано три статьи, получено три патента РФ, опубликованы тезисы двух докладов.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы, включающего 57 наименований отечественной и зарубежной литературы, приложений. Содержит 286 страниц машинного текста, 81 рисунок и 33 таблицы. Приложения представлены на 24 страницах и включают программы расчета и выработки различных участков цельновязаного изделия.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2:

1. На основании анализа технологии выработки трубчатого трикотажного полотна на двухфонтурной плосковязальной машине для расчета многослойных полотен введено новое понятие — общий раппорт переплетений, характеризующий прокладывание нитей в раппортах всех параллельно вырабатываемых слоев, необходимый для составления программ вязания.

2. Предложены формулы для определения раппорта Ri' каждого слоя трикотажа с учетом пропуска игл и общего раппорта Re всех слоев, позволяющие рассчитать параметры трикотажа.

3. Предложена формула расчета количества дополнительных неработающих игл в каждом слое, с учетом получения равномерной петельной структуры и числа игл, необходимых для переноса петель одного или нескольких слоев при параллельном вязании каждого /-го слоя цельновязаного изделия.

4. Разработанные процессы вязания трубки двойными переплетениями показали, что при их выработке необходимо выполнение дополнительной операции переноса петель после провязывания каждого ряда любого слоя, что исключает перекрещивание протяжек вырабатываемых слоев трикотажа, но снижает производительность оборудования.

5. Разработаны две технологии вязания отработки, разделительных рядов и заработки цельновязаного изделия в зависимости от вида механизма оттяжки, имеющегося на плосковязальной машине.

6. Разработана схема работы нитеводов, исключающая разнооттеночность рукавов и стана, при выработке на двухфонтурной плосковязальной машине цельновязаных изделий со станом в виде трубки и незамкнутой трубки.

7. Предложены технологии изменения ширины деталей изделия в процессе соединения передней и задней частей на внешней и внутренней сторонах рукава или стана и способы закрытия отверстий, возникающих при увеличении ширины детали изделия.

8. Предложен процесс выполнения групповых сбавок в полотне при выработке трубчатых изделий, позволяющий повысить эффективность групповых сбавок и исключить возможность разрыва протяжек, соединяющих петли, расположенные на иглах противоположных игольниц.

3. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ СОЕДИНЕНИЯ НИЖНЕЙ ЧАСТИ ОКАТА РУКАВОВ С ПРОЙМОЙ СТАНА.

В технологическом процессе выработки цельновязаного изделия с рукавами наиболее трудоемким является процесс соединения деталей рукавов со станом.

Существует несколько конструкций рукава изделия: рукав покроя «реглан», цельнокроеный рукав и втачной рукав.

С точки зрения трудоемкости выработки цельновязаного изделия с рукавом на плосковязальном оборудовании наименее трудоемким является процесс соединения деталей стана и рукава покроя «реглан», так как конструкция проймы стана и оката такого рукава представляет собой участки прямых линий, по которым в процессе вязания соединяются детали рукава и стана до горловины изделия. В настоящее время технология соединения стана с рукавом покроя «реглан» наиболее часто применяется, так как не требует особых технологических решений.

Наиболее сложным в процессе цельновязания является процесс соединения втачного рукава со станом, так как окат втачного рукава и пройма стана изделия представляют сложные кривые, по которым происходит соединение деталей рукава и стана.

Общая проблема, возникающая на первом этапе при производстве цельновязаных изделий с рукавами любой конструкции, заключается в разработке технологии соединения нижних точек оката рукава и проймы стана. Независимо от конструкции рукава при соединении рукава и стана в нижней точке происходит соединение двух или четырех петель рукава и стана, при этом ширина спинки и переда изделия в области рукава вяжутся одинаковыми, что приводит при носке к большему растяжению петель, расположенных около соединенных петель на передней части стана, а также дефект перетяжки полочки изделия на спинку в области горловины и плечевых срезов. Ослабленные растянутые петли (рис. 3.1) при носке сначала просвечивают, а затем протираются.

В научно-технической литературе данная проблема не освещена, поэтому первой задачей исследования является необходимость проведения анализа применяемых возможных вариантов соединения рукава со станом и разработка новых технологических решений.

Технологически процесс соединения нижних точек оката рукава и проймы стана производится следующим образом.

После вязания трубок рукавов и трубки стана разными нитеводами выполняется соединение этих деталей и затем продолжается вязание верхней части изделия одним или несколькими нитеводами. При этом соединение деталей необходимо выполнять последовательно — сначала соединяют один рукав со станом, затем другой. При соединении трубки рукава с трубкой (или незамкнутой трубкой) стана соединяются крайние петли внутренней стороны рукава с крайними петлями внешней стороны стана.

Соединение крайних петель рукава и стана может быть различным и зависит: от взаимного расположения петель на иглах машины, от направления и величины сдвигов и от последовательности соединения петель.

Принципиально соединение петель рукава и стана можно представить в виде двух вариантов (рис. 3.2, рис. 3.3).

Вариант соединения, представленный на рисунке 3.2 назовем параллельным, а представленный на рисунке 3.3 — перекрестным.

Технологии соединения точек 1,3 и 2,4 или 1,4 и 2,3 могут быть различными и зависят от взаимного расположения точек 1,2,3,4 при вязании купонов рукава и стана.

Анализ возможных вариантов взаимного расположения точек 1,2,3,4 на рукаве и стане показал, что достаточно представить двенадцать вариантов (рис. 3.4), чтобы охватить все возможные ситуации, возникающие при параллельном и перекрестном соединениях крайних точек рукава и стана.

Образование отверстий в области соединения нижних точек оката рукава и проймы стана.

Рис. 3 Л.

Параллельное соединение петель рукава и стана стан ri 1 Г/ ' 3 рукав /.

Рис. 3.2.

Перекрестное соединение петель рукава и стана стан.

Варианты расстановки игл деталей рукавов и стана цельновязаного изделия 8.

II II / у.

М IN.

7 (Г NW N.

— Ш // N.

NN /М is).

N /.

N/.

N/ NN / jy/.

N- // NNК).

N II /.

Щ В опасные точки.

Рис. 3.4.

3.1. Анализ процесса соединения крайних петель рукава и стана.

Способы соединения петель рукава и стана при параллельном расположении протяжек на представленных вариантах взаимного расположения петель оката рукава и стана (рис. 3.4) могут выполняться только со сдвигом петель рукава относительно петель стана. Величина сдвига зависит от взаимного расположения крайних петель рукава и стана относительно друг друга [1.12].

Для осуществления параллельного соединения крайних петель рукава и стана, способом переноса петель, необходимо расположить соединяемые петли друг напротив друга для чего требуется предварительно перенести петли рукава и стана на разные игольницы (рис. 3.7 а), исключив возможность разрыва протяжек, расположенных между игольницами, затем необходимо произвести сдвиг одной из игольниц. Величина сдвига зависит от варианта взаимного расположения петель.

Предварительный перенос петель рукава и стана на разные игольницы необходим при любом из двенадцати вариантов, чтобы исключить возможность разрыва протяжек, расположенных между игольницами при выполнении сдвига. При этом следует учесть, что при переносе петель рукава и стана на разные игольницы необходимо, чтобы петли слоев каждой детали располагались на разных иглах. Назовем это условие разделением слоев. После выполнения разделения слоев протяжки переда рукава должны находиться сверху протяжек задней части рукава, а в слоях стана, расположенных на иглах передней игольницы протяжки задней части стана должны располагаться сверху протяжек передней части стана.

Для исключения возможности разрыва протяжек, расположенных между игольницами при выполнении сдвига, проведен анализ нагрузки, действующей на пряжу различного состава, при её удлинении в зависимости от величины игольного шага для различных классов машин.

Нами были проведены испытания на разрыв шерстяной пряжи линейной плотности 31×2×5текс, хлопчатобумажной пряжи линейной плотности 29×2×2×2 текс, хлопчатобумажной пряжи линейной плотности 18,5×2×2×3 текс, хлопчатобумажной пряжи линейной плотности 16,5x2x2x2 текс и вискозной пряжи линейной плотности 30×2 текс импортного производства на установке Zweigle F 441 [5.1, 5.3].

Экспериментальным путем был получен график зависимости удлинения пряжи от действующей на неё нагрузки (рис. 3.5).

Значения разрывной нагрузки и удлинение пряжи различного состава представлены в таблице 3.1.