دانلود تحقیق تاثیر نوع نخ روی سیستم دینامیکی تابیدن و پیچش ماشین ریسندگی رینگ

چکیده
در این مقاله تاثیر پارامترهای جنس نخ روی دینامیک و پایداری شرایط کاری در سیستم تابیدن و پیچش ماشین ریسندگی رینگ در طی پیچش بسته نخ به حالت پودی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.یک برنامه کامپیوتری پدیده دینامیکی را در طی فرآیند ریسندگی شبیه سازی کرده است که مبنای این تجزیه و تحلیل می باشد.تغییرات کشش و شکل بالون که به نوع نخ بستگی دارد از طریق چگالی خطی الیاف تعیین می شود.همچنین مدول سختی اولیه نخ و ضریب اصطکاک آن مورد آزمایش و بررسی قرار گرفته است.

لغات مهم :
ماشین ریسندگی رینگ ، سیستم تابیدن- پیچش، پدیده دینامیکی ، شبیه سازی نخ ،چگالی الیاف نخ،مدول سختی اولیه ، ضریب اصطکاک.

مقدمه
با وجود توسعه روشهای جدید ریسندگی تولید سنتی نخ با استفاده از ماشین ریسندگی رینگ هنوز انجام می شود.یکی از دلایل این است که ماشین ریسندگی رینگ نخ را در یک محدوده وسیعتر از چگالی خطی در مقایسه با روشهای دیگر ریسندگی تولید می کند.با توجه به مزایای نخ ریسیده شده کلاسیک ،توسعه شرایط کاری و افزایش سطح کارایی هدف ثابت و همیشگی تولید کنندگان نخ می باشد و این با بهینه سازی شرایط کاری در سیستم های تابیدن و پیچش آمیخته می شود.افزایش سرعت دوک یکی از روشهای ممکن روی افزایش کارایی ماشین رینگ می باشد.با این وجود،افزایش کشش نخ در نهایت منجر به پارگی در یک سطح استاندارد می شود که از نتایج این پدیده می باشدو باید از آن جلوگیری کرد و مزیت خاصی ندارد.تعداد نخ پارگی های نخ با کاهش کشش نخ در طی فرایند ریسندگی کاهش می یابد.آگاهی کامل از شرایط کاری تاثیر پارامترهای نخ ودستیابی به اطلاعات مر بوط به تاثیر انها و عوامل موثر روی دینامیک سیستم تاب و پیچش بسیار مشکل است.

در این صورت با داشتن این سطح علمی و روشها موثرترین روش برای جمع آوری اطلاعات مربوط به دینامیک سیستم استفاده از مدلهای ریاضی می باشد.

یک برنامه کامپوتری شبیه سازی در بخش "تکنولوژی و ساختار نخها" طراحی شد و تاثیر عوامل ویژه روی دینامیک سیستم به عواملی که در یک روش رایج و جداگانه عمل می کنند مورد مشاهده و بررسی قرار گرفت.هدف اصلی این کار که بررسی تاثیر ویژگیهای نخ روی شدت پدیده دینامیکی سیستم تاب و پیچش در ماشین ریسندگی رینگ است که با ارزیابی وابستگی بین پارامتر های تشکیل دهنده نخ و دینامیک سیستم ارتباط دارد.ار طرفی یک تجزیه و تحلیل کامل انجام شد و در طی آن تاثیر جداگانه ویژگیهای ظاهری نخ روی روش پدیده دینامیکی سیستم آشکار شد .

آخرین مرحله بررسی به تاثیر رایج عوامل ذکر شده روی دینامیک سیستم مربوط می شود و به نتایج ذکر شده در این مقاله منتهی می شود.هدف از این مقاله ،تحقیق و جمع آوری اطلاعات مربوط به تاثیر نخ روی سیستم تاب و پیچش ریسندگی رینگ می باشد.

ریسندگی رینگ با ویژگیهای زیر مشخص میشود:
چگالی مواد-مدول سختی الاستیسیته-ضریب اصطکاک نخ
-برنامه ازمایشی و شرایط آزمایشات شبیه سازی:
تحقیقات انجام شده در این مقاله شامل تجزیه و تحلیل تاثیر الیاف نخ و ویژگیهای ظاهری آن روی دینامیک سیستم، در طی فرآیند ریسندگی است و شرایط فنی آن از طریق عملکرد زیر بررسی می شود:
عملکرد درست و کامل یک سیستم تابیدن و پیچش که در آن فقط تنشهای پایه ظاهر می شود یعنی تنشهایی که ناشی از هندسه خط ریسندگی است.

عملکرد سیستم تابیدن و پیچش به طور ناقص کار می کند که درآن بهم خوردگی نخ دارای یک مشخصه جبری و تصادفی است.

جدول 1-2 پارامترهای معرفی شده در برنامه که عملکرد ناقص سیستم تاب و پیچش را مشخص می کند:


جدول شماره 3 فهرست پارامتر های تغییر شکل یافته را در آزمایشات مشخص می کند:





- برنامه شبیه سازی دینامیک سیستم:
برنامه بر اساس یک مدل ریاضی از دینامیک سیستم تابیدن و پیچش طراحی شده است.این مدل همچنین بهم خوردگیهای خارجی را در بر میگیرد.برنامه به کاربر اجازه میدهد که آزمایشات عددی را روی سیستم با هر نوع پارامتر پیاده کند.

عملکرد برنامه به شرح زیر است:
تعیین و نمایش گرافیکی شکل پایدار بالون برای پارامترهای کاری سیستم و برای جرم شیطانک مفروض و کشش نخ.(شکل 1).

شبیه سازی فرآیند دینامیکی برای پارامترهای فنی و ساختاری سیستم تاثیر گذار در .مشخصه های بهم خورگی و اختلال سیستم.

(شکل 2).

شبیه سازی پارامترهای جبری و تصادفی کشش در برابر زمان نخ در ریسندگی تاثیر گذار در شکل آنی بالون.(شکل2).

نمایش گرافیکی مسیرهای کشش در برابر زمان که به مقایسه شرایط کاری سیستم مربوط می شود.(شکل 3
محاسبه مقادیر پارامترهایی که کشش نخ را در منطقه ریسندگی تعیین می کند: کشش مینیمم کشش ماکزیمم کشش متوسط دامنه متوسط نوسانات کششی جدول 2 فاکتور های بی نظمی در شبیه سازی را نشان می دهد ...

همانطور که از جداول 1 و 2 مشخص می باشد نا هماهنگ بودن دم خوکی و دوک در ارتباط با رینگ به عنوان یک بهم خوردگی جدی تلقی می شود در صورتی که فاکتور نا هماهنگی چگالی خطی نخ ،سرعت چرخش دوک،سرعت تولید نخ و ضریب اصطکاک نخ در برابر المانهای تابیدن و پیچش بهم خوردگی تصادفی را نشان میدهد.این شبیه سازی روی یک نخ باچگالی خطی و در دو مرحله پیچش انجام شد: پیچش روی ماسوره خالی که با ارتفاع ماکزیمم بالون مشخص می شود و تشکیل آخرین لایه روی بسته که به ارتفاع مینیمم بالون مربوط میشود.پارامتر های نخ که به ویژگی هایی از انواع مختلف نخ مربوط می شود که در آزمایشات استفاده شده در جدول شماره 3 آشکار شده است.

- نمونه نتایج آزمایشات شبیه سازی به قرار زیر است: - دینامیک عملکرد درست یک سیستم تابیدن و پیچش در طی مراحل اولیه شکل گیری بسته نخ: نمونه هایی از دیدگاه های پایدار در مورد شکل بالون و دینامیک سیستمی که به درستی کار می کنند و اولین لایه نخ پنبه را می تاباند در شکلهی 1 و 2 نشان داده شده است.مقایسه ای از روشهای شبیه سازی کشش نخ برای انواع نخ حاصله از الیاف مختلف در شکل 3 آشکار است مقادیر کششی محاسبه شده در جدول 4 آورده شده است که برای نخهای مختلف می توان نتایجی حاصل کرد.

از تجزیه و تحلیل شکل 3 و 4 نتیجه می گیریم که شرایط کاری موجود ،بیشترین کشش موجود ریسندگی را در زمان تولید نخ پلی استر موجب می شود.نخ کتان دومین نخ.سپس نخ پنبه و نخ ویسکوز می باشد.کمترین کشش در زمان تولید نخ نخ پشمی می باشد.

از طرفی بالاترین دامنه کشش در درجه اول به نخ پشم سپس نخ ویسکوز ، نخ پنبه و پلی استر و نخ کتانی است.

نتایج بدست آمده به طور آماری مورد ارزیابی قرار گرفت یک فرضیه اولیه که نوع نخ تاثیری روی سیستم تاب و پیچش ندارد مورد فرض گرفته شد.آزمایشات مهم به طور متناوب انجام شد.تحقیقات نشان داد که یک رابطه چند گانه بین پارامترهای الیاف نخ و مقادیر کشش ریسندگی وجود دارد.

-دینامیک عملکرد درست سیستم تابیدن و پیچش در طی مرحله نهایی بسته نخ: شکل ثابت بالون و شبیه سازی دینامیک یک سیستم که به طور درست کار میکند و آخرین لایه را می پیچد و ارتفاع بالون مینیمم است در شکل 4 نشان داده شده است.و مقایسه مقادیر کشش در جدول 5 آورده شده است.

مقایسه نتایج مربوط به بالونها با ارتفاع ماکزیمم و مینیمم به این نتیجه کلی منتهی شد که در طی تشکیل بسته نخ مقادیر کشش متوسط نخ کاهش می یابد در حالیکه دامنه آنها افزایش پیدا می کند.بر اساس اطلاعات نتیجه می گیریم که متوسط بیشترین کشش در مورد نخ پلی استری صدق می کند.

همین توالی برای مقادیر متوسط دامنه های کشش نخ بکار می رود.تابیدن نخ کتان در طی آخرین مرحله تشکیل بسته در ارتفاع مینیمم بالون و شرایط کاری موجود سیستم باعث فروپاشی بالون می شود.

این موقعیت در شکل 6 نشان داده شده است.

مقایسه نتایج مربوط به بالونها با ارتفاع ماکزیمم و مینیمم به این نتیجه کلی منتهی شد که در طی تشکیل بسته ها مقادیر کشش متوسط نخ،کاهش می یابد در حالی که دامنه آن افزایش پیدا می کند.

از طرف دیگر همان طور که از مقایسه ردیفهای نشان داده شده در جدول 5 و مقادیر ارائه شده در در جدول 5 مشخص می باشد ، ویژگیهای خاص نخ کتان و پنبه در ارتفاع مینیمم بالون آشکار می شود.در مورد نخ پنبه ، یک ردیف متغییر از کششها ظاهر می شود که ویژگی وضعیتی هست که بلافاصله قبل از سقوط بالون پیش می آید.

از طرف دیگر در مورد نخ کتان نیز ردیف متغیری از کشش نخ و شکل بالون مشخص می شود.

- دینامیک سیستم تابیدن و پیچشی با عملکرد ناقص و ویژگی جبری و تصادفی در طی مرحله اولیه تشکیل بسته: یک سیستم تابیدن و پیچش با عملکرد ناقص و ویژگی جبری و تصادفی مثل یک سیستم واقعی است که در طولانی مدت مورد استفاده قرار می گیرد.

در شکل 7 یک بالون کاملا پایدار و شبیه سازی فرآیند دینامیک سیستم که در ارتفاع ماکزیمم بالون عملکرد ناقص دارد نمایش داده شده است.مقایسه روشهای شبیه سازی در شکل 8 نشان داده شده استو مقادیر کشش محاسبه شده نخها با الیاف متفاوت در جدول 6 فهرست شده است.

زمانی که دو سیستم تاب –پیچش را مقایسه می کنیم که به درستی عمل می کند ولی نواقصی هم دارد، ممکن است به تفاوتهای مشخص بین مقادیر و روند کشش نخ پی ببریم.زمانی که با یک سیستم ناقص کار می کنیم مقادیر کشش متوسط و دامنه های کشش افزایش یافته و بالون در طی آخرین مرحله تشکیل بسته ها سقوط می کند.

نتیجه گیری بر اساس آزمایشهای انجام شده مشخص شده است که جنس الیاف نخ و ویژگیهای ظاهری نخ روی کشش نخ در زمان عملکرد ناقص سیستم تابیدن و پیچش تاثیر می گذارد.این تاثیر در زمان عملکرد درست سیستم نیز صدق می کند.میزان تاثیر به جنس الیاف بستگی دارد.با مقایسه ویژگیهای خاص الیاف می توان گفت که مواد کتان بیشترین تاثیر را روی کشش نخ و شکل بالون اعمال می کند.این ویژگیها خودشان را درست در طی مرحله اولیه تشکیل بسته نشان میدهند.دلیل این ویژگی نخ کتان سختی بالای آن است.در زمان تولید نخ پنبه ،ویژگی موجی کشش نخ (که سقوط بالون را نشان می دهد)در طی مرحله اولیه تشکیل بسته مشاهده می شود.

برای دیگر الیاف مراحل کشش نخ ثابت است.برنامه طراحی شده به مشاهده شدت تاثیر منتهی شد یعنی مواد خام مختلف تاثیری روی دینامیک سیستم تاب-پیچش یک ماشین ریسندگی رینگ که تحت شرایط فنی مساوی کار می کند ندارد.برای یک مهندس این می تواند انتخاب پارامترهای کاری ماشین را بدون نیاز به انجام دادن آزمایشات با یک ابزار واقعی روی ماشین رینگ موجب شود.

مراجع 1.

Przybył K., Simulating the Dynamics of the Twisting-and-Winding System of the Ring Spinning Frame, Fibres & Textiles in , Vol.

9, January/March 2001, No 1 (32).

2.

Przybył K., Stability of Working Conditions of the Twisting-and-Winding System of the Ring Spinning Machine in Dependence of Yarn Material, Fibres & Textiles in , Vol.

9, October/December 2001, No 4 (35).

3.

Przybył K., Influence of Yarn Surface Properties on the Dynamic of the Twisting-and-Winding System of the Ring Spinning Frame, Fibres & Textiles in Eastern Europe, Vol.

10, April/June 2002, No 2 (37).

4.

Sonntag E., Die Schallgeschwindigkeit in belasteten Garnen, Textil Praxis International, November 1993.

5.

Urbańczyk G.

W., Nauka o włóknie (Science of Fibre), WNT, 1985.

6.

Greń J., Statystyka matematyczna: modele i zadania (Mathematical Statistic: Models and Exercises), PWN, .