3.2.2. Зависимость температуры от времени по толщинам пакетов тканей. 208.
3.3 Математические модели тепловых процессов при виброформовании, сушке и стабилизации. 220.
3.3.1 Зависимость температуры от толщины пакетов тканей во времени. 220.
3.3.2 Зависимость температуры от времени по толщииам пакетов тканей. 235.
Заключение
по третьей главе. 244.
Глава 4 Разработка метода проектирования технологии окончательной влажно-тепловой обработки швейных изделий. 245.
4.1 Аналитический критерий оценки эффективности технологических процессов ВТО. 245.
4.2 Новый способ окончательной влажно-тепловой обработки. 250.
4.3 Перспективный технологический процесс окончательной влажно-тепловой обработки мужского пиджака. 256.
Заключение
по четвертой главе.261.
Глава 5 Разработка технологических и технических требований по созданию центра обрабатывающего для окончательной.
ВТО мужских пиджаков.262.
5.1 Назначение и технические параметры.262.
5.2 Устройство и работа центра обрабатывающего.264.
Основные выводы и результаты.275.
Список литературы
278.
Приложение.308.
ВВЕДЕНИЕ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОБЛЕМЫ.
Актуальность темы
:
Существенное значение на современном этапе развития швейной промышленности приобретает увеличение темпов и эффективности производства. Совершенство технологии влажно-тепловой обработки (ВТО) и технический уровень оборудования обуславливают рост производительности и улучшение качества швейных изделий.
При этом стадии разработки технологических процессов окончательной ВТО являются определяющим фактором формирования качества готовой продукции, увеличения спроса населения и эффективности производства.
Исследования ученых, а также специалистов в области ВТО позволили решить ряд задач по вопросам совершенствования технологии и соответствующего оборудования. Ими разработаны общие теоретические основы и требования к операциям ВТО, рабочим органам и оборудованию в целом.
Однако, недостаточная изученность теплофизических и физико-механических процессов, а также разновидность способов, технологий и их не-адаптированность к конкретным условиям управления являются сдерживающими факторами развития швейного производства.
В ранее опубликованных работах представлены вопросы, обобщающие производственный опыт и возможное направление ВТО без системной увязки. Вместе с этим локальный подход к функционированию оборудования и технологии, а также отсутствие научной базы по данной проблеме не позволяют разработать новые способы и эффективные технологические процессы окончательной ВТО.
Анализ основных положений окончательной ВТО показал, что до настоящего времени отсутствуют современные теоретические основы теплофизическо-го воздействия на обрабатываемый полуфабрикат, в том числе не разработаны математические модели и алгоритмы расчета технологических режимов тепловых параметров перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние, при механическом воздействии на изделие, а также при его сушке и переводе волокон тканей в застеклованное состояние.
Отсюда видно, что исследования теоретических и технологических основ-теплофизических процессов, а также создание эффективных технологических процессов окончательной ВТО швейных изделий являются актуальной проблемой.
Решению этой проблемы посвящена представленная к защите диссертационная работа. Цель работы:
Цель работы заключается в повышении производительности изготовления и улучшении качества швейных изделий на основе развития теории проектирования высокоэффективных технологий окончательной ВТО.
Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие основные задачи:
1. Систематизация методов проектирования технологических процессов и практических методов ВТО.
2. Определение направлений исследований и путей их реализации.
3. Теоретические и экспериментальные исследования теплофизических процессов ВТО.
4. Разработка математических моделей и алгоритмов расчета параметров и показателей окончательной ВТО, необходимых для создания эффективного технологического процесса, а также для управления теплофизиче-скими процессами.
5. Разработка нового способа и эффективного технологического процесса окончательной ВТО мужского пиджака.
6. Разработка исходных требований для создания центра обрабатывающего для окончательной ВТО мужского пиджака.
Объект исследований:
Методы проектирования технологии ВТО, в том числе теплофизических процессов воздействия на полуфабрикат. Общая характеристика методов исследований:
При проведении теоретических исследований использованы методы сисч темного анализа, макромолекулярной теории полимеров, термодинамики, в том числе тепломассопереноса в капиллярно-пористых телах, тепловой кинетики, аэродинамики, теории исследования операций, теории случайных чисел, методов оптимизации параметров объектов и процессов, математического моделирования и программирования.
При выполнении экспериментальных исследований использовались термодинамические методы исследований материалов, методы математического планирования и анализа экспериментов необходимая вычислительная техника.
В работе применялись следующие программные продукты: MathCad, Maple, STATISTICA Industrial System, Stratum-2000, Компас, Corel Draw, T-Flex, Word, Excell.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций основывается на лабораторных натурных экспериментах и подтверждена математическими методами, а также производственной апробацией результатов работы. Научая новизна работы:
Разработаны теоретические и технологические основы теплофизических процессов окончательной влажно-тепловой обработки швейных изделий и оценки их эффективности в том числе:
1. Разработаны математические модели теплофизических процессов ВТО, позволяющие оптимизировать параметры теплового воздействия на полуфабрикат;
2. Получены системы дифференциальных уравнений, позволяющие определять необходимое количество тепла, температуру слоев конструктивных элементов полуфабриката и длительность процессов перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние, теплового воздействия на полуфабрикат при прессовании и виброформовании, сушке и переводе волокон тканей в застеклованное состояние;
3. Получены аналитические зависимости, позволяющие оптимизировать качество и длительность процессов влажно-тепловой обработки и рассчитывать их эффективность;
4. Разработаны способы, защищенные 5 патентами РФ и алгоритмы расчета теплофизических параметров влажно-тепловой обработки швейных изделий;
5. Разработаны способы, защищенные 7 патентами РФ и алгоритмы управления теплофизическими процессами влажно-тепловой обработки.
Значимость для теории:
1. Разработанные автором аналитические схемы зависимостей теплофизиче-ского воздействия на полуфабрикат являются вкладом в общую теорию влажно-тепловой обработки швейных изделий.
2. Обоснована концепция проектирования технологических процессов окончательной влажно-тепловой обработки с учетом использования математических моделей теплофизических процессов и математических моделей управления данными процессами.
3. Система алгоритмов определения режимов и управления влажно-тепловой обработкой позволила реализовать концепцию единого комплексного методологического подхода к проектированию технологии влажно-тепловой обработки швейных изделий в зависимости от теплофизических и других сопутствующих воздействий на полуфабрикат.
4. Новая база знаний в области проектирования технологии и управления влажно-тепловой обработкой.
Практическая значимость работы:
1. Разработаны методы решения задач проектирования высокоэффективных способов и технологических процессов окончательной ВТО швейных изделий (на примере мужского пиджака), позволяющие прогнозировать и оптимизировать их параметры и эффективность, в том числе алгоритмы для расчета на ЭВМ теплофизических процессов — и управления данными процессами.
2. Разработаны новые эффективные технологические процессы и экспериментальная установка для окончательной ВТО мужского пиджака.
3. Разработано и защищено свидетельством о государственной регистрации программы для ЭВМ «Программное обеспечение для системы автоматизированной оценки эффективности этапа прессования в процессе окончательной влажно-тепловой обработки полуфабриката».
4. Улучшено качество швейных изделий путем выполнения операций отделки с одного навешивания, а также исключения растяжения волокон обрабатываемых тканей на объемных участках полуфабриката и применения научно-обоснованных режимов и параметров ВТО.
5. Улучшены санитарно-гигиенические условия труда за счет введения в технологический процесс ВТО операции удаления отработанного технологического пара и тепла (аспирация) и отделения зоны загрузки от зоны обработки прозрачным теплозащитным экраном.
6. Разработанные исходные требования позволяют создать обрабатывающий центр для окончательной ВТО всего размерно-ростового ряда мужского пиджака.
Автор защищает:
Научно-обоснованные технические и технологические решения по повышению производительности изготовления и улучшения качества швейных изделий за счет новых технологий влажно-тепловой обработки, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики страны, связанные с конкурентоспособностью отечественной швейной промышленности в том числе:
1. Концепцию проектирования технологических процессов окончательной ВТО, интегрированную в САПР;
2. Математические модели и алгоритмы для определения и оптимизации параметров теплофизических процессов окончательной ВТО;
3. Математические модели и алгоритмы для управления теплофизическими процессами окончательной ВТО;
4. Результаты исследований на математических моделях и последующих натурных экспериментах, положены в основу разработанного нового способа и создания технологического процесса окончательной ВТО;
5. Аналитические методы оценки эффективности технологических процессов окончательной ВТО;
6. Исходные инженерные требования по созданию обрабатывающего центра для внедрения в швейное производство полученных результатов диссертационной работы;
Апробация результатов работы:
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на 20 конференциях различного уровня, в том числе: международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности — Прогресс», ИГТА, г. Иваново, 2001; международной научно-технической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения — Технология», ОрелГТУ, г. Орел, 2001, 2002, 2003; межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые развитию текстильной и легкой промышленности — Поиск», ИГТА. Иваново, 2003; международной научно-технической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения — Технология», ОрелГТУ, г. Орел (Россия) Сиде (Турция), 2006; международной научно-практической конференции «Метрологическое обеспечение, стандартизация и сертификация в сфере услуг». Шахты, ЮРГУЭС, 2006;
Работа выполнена по гранту федеральной целевой программы НТП ТОО — 10.4−2477 «Разработка теоретических и технологических основ окончательной влажно-тепловой обработки (ВТО) мужского пиджака» (номер гос. регистрации 01.2.00.101809).
Автор монографии изданной по результатам диссертационной работы является Лауреатом конкурса Минобразования РФ на лучшую научную книгу 2008 года.
Внедрение результатов исследований:
1. Способ и технологический процесс окончательной ВТО мужского пиджака внедрен Орловским ООО «Радуга» при изготовлении кителя для военнослужащих (100 штук).
2. Полученные результаты внедрены в учебный процесс теоретических и практических курсов по дисциплинам «Оборудование для ВТО», «Технология швейных изделий».
3. Результаты исследований вошли в монографию «Теоретические и технологические основы теплофизических процессов окончательной ВТО швейных изделий» авторы Черепенько А. А., Черепенько А. П. (г. Москва, издательство «Прогресс», 2008, — 173 е.).
Публикации:
Всего по материалам диссертации опубликовано 65 печатных работ, среди которых статьи в материалах и сборниках научных трудов и конференций различного уровня, в том числе 17 в реферируемых журналах центральной печати, рекомендованных ВАК, 14 патентов и 1 свидетельство на программу ЭВМ, 2 монографии. Работа выполнялась по гранту федеральной целевой программы НТП ТОО — 10.4−2477 а результат изложен в отчете «Разработка теоретических и технологических основ окончательной влажно-тепловой обработки (ВТО) мужского пиджака» (номер гос. регистрации 01.2.00.101809).
Личное участие в получении изложенных в диссертации результатов:
Обоснование и постановка цели исследований, формулировка задач, научной концепции, определение методов и направлений исследований, системный анализ проблемы, анализ и систематизация полученных результатов, теоретичеп ские исследования и заключения, положения и выводы по работе, организация и непосредственное участие в широком комплексе экспериментальных исследований принадлежат лично автору.
Ряд положений методологического, теоретического и экспериментального характера в разработке методов проектирования эффективных технологических процессов ВТО использованы при выполнении и защите диссертационных работ на соискание ученой степени кандидата технических наук Зубовой Н. П. Стеба-ковой Т. Г. Манжулой Е. В. под руководством автора.
Автору принадлежат основные идеи подавляющего большинства изобретений, опубликованных и использованных в диссертационной работе. Структура и объем:
Диссертационная работа изложена на 306 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, 2 таблиц, 112 рисунков, заключения и библиографического списка насчитывающего 257 наименований, а также приложений, изложенных на 15 страницах.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ.
1. Научно обоснованы технические и технологические решения по повышению производительности изготовления и улучшения качества швейных изделий.
2. Установлено, что процессы теплового воздействия на полуфабрикат изучены не в полной мере, а окончательная ВТО плечевых изделий проводится на ряде единиц оборудования с переукладкой и перенавешиванием полуфабриката.
3. Уточнено целевое назначение и основные функции окончательной N.
ВТО, выявить подсистемы и их элементы, определить структуру технологического процесса, условия и способ обработки, а также метод проектирования. При этом определена система параметров и их числовые значения.
4. Проведено теоретическое обоснование и выполнены исследования по разработке методов проектирования технологических процессов окончательной ВТО с учетом теплового воздействия на полуфабрикат, а также управления теплофизическими процессами.
Разработанные математические модели перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние, теплового воздействия, на изделие при прессовании, виброформовании, сушке нагретым воздухом и переводе волокон тканей в застеклованное состояние, а также управление данными процессами позволяют производить расчеты по оптимизации тепловых параметров ВТО и управления процессом теплового воздействия на полуфабрикат.
5. Проведенные экспериментальные исследования по совершенствованию методов проектирования технологических процессов окончательной ВТО показали адекватность теоретических и экспериментальных работ (критерий Фишера 0,95).
При этом разработан метод проектирования и расчета теплофизических параметров во времени с учетом толщиныконструктивных элементов полуфабриката.
6. На основе: результатов теоретических и экспериментальных исследований разработан новый способ окончательной ВТО плечевой одежды с одного навешивания и с учетом оптимального воздействия тепла на изделие во времени.
7. Разработана новая технология окончательной ВТО мужского пиджака, обеспечивающая существенное улучшение качества и повышение производительности за счет исключения многократных переукладок и перенавешиваний изделия в процессе: обработки и оптимизации тепловых процессов.
8. Результаты, полученные при выпуске партии плечевых швейных изделий в условиях ООО «Радуга» г. Орел показали эффективность разработанной технологииПри этом повышена производительность на 286% и существенно улучшено качество продукции.
9. Внедрение новых технологий окончательной ВТО вносит значительный} вкладв- развитие экономики страны, связанные с конкурентоспособностью отечественной швейнойпромышленности.
10. Результаты научно исследовательских работ и. промышленная апробация технологического процесса позволили разработать исходные техноло.
• гические и технические требования на создание обрабатывающего центра для окончательной ВТО мужского пиджака.
1:1. Инновационность научно исследовательских и опытно конструкторских разработок подтверждена патентами РФ.
12. Всего по материалам диссертации опубликовано 65 печатных работ, среди которых статьи в материалах и сборниках научных трудов и конференций различного уровня, в том числе 17 в реферируемых журналах центральной печати, рекомендованных ВАК, 14 патентов и 1 свидетельство на программу ЭВМ, 2 монографии.
Работа выполнена по гранту федеральной целевой программы НТП ТОО — 10.4−2477 «Разработка теоретических и технологических основ окончательной влажно-тепловой обработки (ВТО) мужского пиджака» (номер гос. регистрации 01.2.00.101809).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.
Разработанный аналитический метод оценки эффективности позволяет оптимизировать длительность и качество ВТО на стадии проектирования технологического процесса.
Полученный новый способ окончательной ВТО обусловил разработку перспективного технологического процесса на одном манекене без перенавешиваний, позволивший улучшить качество окончательной ВТО и почти в 3 раза повысить производительность труда.
При этом улучшены санитарно-гигиенические условия труда за счет удаления из зоны обработки отработанного технологического пара, нагретого воздуха и тепла.
ГЛАВА 5.
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ТЕХНИЧЕКИХ ТРЕБОВАНИЙ ПО СОЗДАНИЮ ЦЕНТРА ОБРАБАТЫВАЮЩЕГО ДЛЯ ОКОНЧАТЕЛЬНОЙ ВТО МУЖСКИХ ПИДЖАКОВ.
5.1 Назначение и технические параметры.
Обрабатывающий центр предназначен для окончательной ВТО мужских пиджаков и может быть использован на крупных швейных предприятиях в потоках по серийному и массовому производству (пошиву) пиджаков мужских костюмов и пиджаков ведомственных форм (военной, железнодорожной, налоговой, милицейской и т. п.) [164].
Центр обрабатывающий призван заменить используемые на швейных предприятиях страны длительное время малоэффективные линии окончательной ВТО, состоящие из изношенного и морально-устаревшего оборудования таких фирм как «Оо1?тап» (Германия), «Раппота» (Венгрия) и др.
При этом трудоемкость окончательной ВТО мужского пиджака на оборудовании фирмы «Goffman» (Гepмaния) [154] составляет 403 секунды, а на предлагаемом — 100 сек. Таким образом, рост производительности труда (РПТ):
403−117 РПТ = 100% = 286%.
Высокая эффективность разработки обеспечивается посредством концентрации операций окончательной ВТО на одной единице оборудования, использования манекенных рабочих органов внутренней формы одежды и применения комбинированных методов силового воздействия на материал пиджака — прессования в сочетании с вибрацией.
Аналоги предлагаемому к разработке оборудованию отсутствуют.
Центр обрабатывающий должен изготавливаться в 2-х исполнениях: Оба исполнения составляют комплекс оборудования для окончательной ВТО пиджаков 44- 58 размеров, который обслуживается одним оператором. При этом в комплект входят оба исполнения.
