CZ22710U1 - Zařízení k měření tkacího odporu na tkacím stroji - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení k měření tkacího odporu na tkacím stroji, který obsahuje osnovní vál spřažený s osnovním regulátorem, osnovní svůrku, tkací listy, tkací paprsek, navíjecí ústrojí a tenzometrické snímače pro měření tahové síly v osnovní ch nitích a tahové síly ve vytvářené tkanině.

Dosavadní stav techniky

Při známé výrobě tkaniny na tkacím stroji se z osnovního válu odvíjí množství rovnoběžně vedených osnovních nití, které jsou za osnovní svůrkou vedeny k listům brda, přičemž střídavě procházejí očky nitěnek prvního a druhého listu. Na osnovních nitích jsou v oblasti za osnovní svůrkou zavěšeny lamely osnovní zarážky a u některých tkacích strojů jsou osnovní niti dále vedeny křížovými činky. Při tkaní se jedna část osnovních nití jedním listem zvedne a druhá část osnovních nití je druhým listem prakticky ve stejném místě naopak stažena směrem dolů. Tak se mezi jednou a druhou částí osnovních nití vytvoří klínový prostor, tzv. prošlup, pro zanesení útkové niti prohozním ústrojím ve směru kolmém k osnovním nitím. Prošlup se začíná otevírat za osnovní svůrkou, nejpozději za křížovými činky. Při tzv. přírazu je útková niť zatlačena paprskem ve směru osnovních nití do zužující se klínové mezery až na poslední útkovou niť již utkané části tkaniny. Listy s nitěnkami se nyní pohybují opačně, čímž osnovní niti překříží útkovou niť a provázáním ji tak upevní k poslední útkové niti již utkané části tkaniny. Přitom vytvoří osnovní niti nový prošlup pro zanesení další útkové niti. Tento děj se neustále opakuje.

Důležitým momentem této činnosti je proces přírazu útkové niti. Vzájemné působení prvků, které se přírazu účastní, především osnovních nití, útkové niti, paprsku a příslušný průběh změn silových veličin, není běžně k dispozici.

Zařízení podle dosavadního stavu techniky řeší především regulaci napětí v osnovních nitích podle druhu vyráběné tkaniny především s ohledem na její vazbu, tloušťku, pružnost atd., což se provádí obvykle regulací rychlosti odvíjení osnovních nití na základě kontinuálního měření napětí v osnovních nitích. Cílem je v první řadě zabránit přetrhům osnovních nití, nicméně proces přírazu velkou měrou ovlivňuje výslednou kvalitu vyrobené tkaniny, která se projeví vzhledovými vadami způsobenými především nerovnoměrností útkové dostavy.

Zjišťování napětí osnovních nití se obvykle snímá přímo prostřednictvím pružně uložené osnovní svůrky, nebo za osnovní svůrkou v místě, kde jsou všechny osnovní niti prakticky vzájemně rovnoběžné.

Například u DE 3724829 Al je osnova vedena přes odpružený pohyblivý váleček osnovní svůrky, za ní je umístěno kolmo na pohyb osnovních přízí přímé hadicovité měřicí těleso, které je přízemi opásáno střídavě na horní nebo dolní části jeho obvodu. Měřicí těleso je připojeno k tlakovému snímači.

U řešení podle DE 102004016072 Al je měřicím prostředkem odpružená jednoramenná páka s válečkem, jehož povrch je částečně opásán běžícími osnovními nitěmi. Okamžitá poloha této páky se v řídicí jednotce převádí na napětí a signál řídící rychlost otáčení osnovního válu. Rovněž je známé řešení, které používá k řízení osnovního regulátoru měření provozních tahových sil v osnovních nitích alternativně buď přímo snímání tahu v osnově, nebo využívá měření tahových sil ve tkanině.

Formování tkaniny je silovým procesem. Při zatlačování útku do tkaniny se překonává odpor osnovních nití proti deformacím (zvlnění a protažení elementů nití) i třecí odpory mezi nitěmi. Souhrnně se tyto síly nazývají tkací odpor. Tento odpor se musí překonat aktivní silou, obvykle priraznou silou, která vzniká vzájemným působením tkacího paprsku a čela tkaniny v důsledku protahování osnovy, tedy nárůstu tahové síly v osnově, a „zkracování“ tkaniny, tedy poklesu tahové síly ve tkanině. Lze říci, že tento fyzikální model a odpovídající technické prostředky pro

- 1 CZ 22710 Ul jeho realizaci, tj. především tkací paprsek s bidlenem a náhonovým mechanismem se bez výjimky uplatňuje na všech tkacích strojích. Rovněž parametry mechanismu pro vytváření prošlupu (zdvih a úhel otevření osnovních nití) se v průběhu času ustálily na určitých hodnotách podobných pro všechny typy jednoprošlupních tkacích strojů.

Cílem technického řešení je monitorování průběhu silových veličin procesu přírazu ve stadiu vývoje tkacího stroje nebo pri modernizaci jeho ústrojí. Takto zjišťované hodnoty lze využít jako konkrétní podklady pro optimalizaci způsobu tkaní z hlediska zvýšení kvality vyráběné tkaniny, zejména potlačení vzniku útkové pruhovitosti a analýzy příčin jejího vzniku.

Podstata technického řešení ío Cíle technického řešení je dosaženo zařízením k měření tkacího odporu na tkacím stroji, jehož podstatou je to, že výstupní signál snímače tahové síly v osnově je připojen k jednomu kanálu vyhodnocovací jednotky a výstupní signál snímače tahové síly ve tkanině je připojen k druhému kanálu vyhodnocovací jednotky, přičemž vyhodnocovací jednotka je opatřena nebo spřažena s prostředky pro odpočítání velikosti tahové síly ve tkanině od velikosti tahové síly v osnově, při15 čemž vypočtený rozdíl je roven tkacímu odporu.

Zařízení k měření tkacího odporu na tkacím stroji umožňuje relativně jednoduchým způsobem získat podklady, které jsou nutné pro získání znalostí využitelných k optimalizaci mechanizmů tkacího stroje.

Přehled obrázků na výkresech

Příkladná provedení podle technického řešení jsou schematicky znázorněna na výkresech, kde značí obr. 1 schéma zařízení, obr. 2a a 2b schéma kalibrace tenzometrického snímače, obr. 3 časovou závislost tkacího odporu a obr. 4 závislost maximálních hodnot tkacího odporu na útkové dostavě.

Příklady provedení technického řešení

Na obr. 1 jsou schematicky znázorněny známé prostředky tkacího stroje 100. Soustava osnovních nití 101 je navinuta na osnovním válu 102, osnovní niti jsou vedeny přes osnovní svůrku 103 k neznázorněným lamelám osnovních zarážek, přičemž mohou být v některých případech vedeny také křížovými činky 104. Za nimi následuje mechanizmus prošlupu, jehož součástí jsou zde dva tkací listy 105, 106 pohybující se pri činnosti stroje ve svislém směru vzájemně protiběžně pri30 močarým vratným pohybem. Očky jejich nitěnek 107, 108 prochází řada sudých a lichých osnovních nití 101, které jsou tak listy unášeny, přičemž pri každém zdvihu vytvářejí klínovitý prošlupní prostor 109. Osnovní niti 101 procházejí dále mezi třtinami 110 paprsku 111. Paprsek ί 11 se pohybuje ve vodorovném směru, přičemž přiráží zanesenou útkovou niť 112 do vazného bodu 113, ve kterém se osnovní niti 101 kříží, čímž fixují útkovou niť 112. Ve vazném bodu 113 tak vzniká tkanina 114 charakterizovaná dostavou osnovy a útkovou dostavou, tj. počtem osnovních nití 101 a útkových nití 112 na 1 cm šířky, respektive délky tkaniny 114. Tkanina je vedena k navíjecímu ústrojí 115 a navíjena na zbožový válec 116.

Příkladné provedení zařízení podle technického řešení ke sledování a poznání procesu přírazu útkové niti 112 obsahuje tenzometrický snímač 2 uspořádaný v kontaktu s osnovními nitěmi 101 v oblasti za osnovní svůrkou 103 v místě, kde jsou všechny osnovní niti rovnoběžné, nebo prakticky rovnoběžné. Tenzometrický snímač 2 obsahuje svislou nosnou část 3, ve které jsou vetknuty dva vodicí kolíky 31 podepírající zespodu příslušný počet osnovních nití 101 a snímací kolík 32, kterýje shora vtlačen do těchto osnovních nití 101, takže část obvodu snímacího kolíku 8 je tkaninou 114 opásána. Délka L· snímacího kolíku 32 tenzometrického snímače 2 je v prí45 kladném provedení 10 cm.

Za vazným bodem 113 je vznikající tkanina 114 podepřena opěrnou lištou 4 a blíže k navíjecímu ústrojí 115 opěrným válečkem 5. Uprostřed vzdálenosti mezi opěrnou lištou 4 a opěrným váleě-2 CZ 22710 Ul kem 5 je nad tkaninou 114 uspořádán napříč posuvu tkaniny nosník 6, na němž je upevněn snímač 7 tahové síly ve tkanině 114. Přes celou šířku tkaniny 114 se rozprostírá kovový nosník 6, ke kterému je upevněn tenzometrický snímač 7, na jehož dolní části je snímací tyč 8. Snímací tyč 8 je vtlačena shora do pásu tkaniny 114, takže část obvodu snímací tyče 8 je tkaninou 114 opásána. Tenzometrický snímač 7 obsahuje polovodičové tenzometry.

Příkladné zařízení podle technického řešení obsahuje dvoukanálovou elektronickou jednotku 9, jejíž výstup je připojen ke vstupu standardního osobního počítače 10 vybaveného příslušným softwarem. Výstup tenzometrického snímače 2 tahové síly Q_o v osnovních nitích 101 je připojen ke kanálu A, výstup tenzometrického snímače 7 tahové síly Q_r v tkanině 114 ke kanálu B elektronické jednotky 9.

Před vlastním měřením se provádí kalibrace tenzometrických snímačů 2, 7 tahové síly Q_o, Qt v osnovních nitích 101 a ve vyráběné tkanině 114.

Pri kalibraci tenzometrického snímače 2 tahové síly Qo v osnovních nitích 101 (obr. 2a, 2b) je tento připojen na vstup kalibračního modulu elektronické jednotky 9. Vzorek 20 pásu tkaniny je uprostřed podélně ve směru osnovních nití 101 prostrižen tak, aby do něj mohl být vložen tenzometrický snímač 2 stejně, jak je umístěn mezi osnovními nitěmi 101 pri měření na tkacím stroji 100. Na spodní část vzorku 20 je zavěšeno závaží 21 o hmotnosti m = 20 kg.

Z tahové síly G vyvolané závažím 21

G = m . g = 20.9,81 = 196,2 [N] = 19620 [cN], a z nosné Šířky k tkaniny ve vystřižené části vzorku 20 je při dostavě osnovy do = 16 [nití na 1 cm] vypočtena kalibrační hodnota Q_Ok tahové síly Q_o osnovních nití 101 připadající na jednu niť, kteráje uložena v elektronické jednotce 9 a měřena na jejím kanálu A:

Q_0K = G/ (do . L₃) = 19620 / (16 . 10) = 123 [cN].

Na tkacím stroji 100 ie tedy měřena tahová síla Q_Oi [cN/Ι niť] připadající na jednu osnovní niť.

Kalibrace tenzometrického snímače 7 tahové síly Q_T ve tkanině 114 se provádí přímo na tkacím stroji 100. Pomocí neznázorněného osnovního regulátoru je nastavena určitá tahová síla Q_o v osnově, například Qo ~ 70 [cN/Ι niť]. Ta je potom přiřazena kalibrační hodnotě Qtk měřené elektronickou jednotkou 9 na kanálu B, ke kterému je připojen snímač 7 tahové síly Qt v tkanině 114. Tahová síla Q_T ve tkanině je potom opět měřena jako tahová síla Qti připadající na jednu osnovní niť. Příkladná měření průběhu tahových sil v osnovních nitích 101 a v tkanině 114 na tkacím stroji 100 se provádějí za jeho ustáleného chodu pro různé hodnoty nastavení osnovního regulátoru a různé hodnoty útkové dostavy d_v.

Příklad měření

Nastavení osnovního regulátoru OR	Nastavené útkové dostavy du
lkN(35 cN/niť)	8	9	10	11	12	TT	! 14 1	1 15	1 16
1,5 kN (53 cN/niť)	8	9	10	11	12	13	14	15	16
2 kN (70 cN/niť)	X	X	10	11	12	13	14	15 ,	: x i

x) měření pri daném seřízení nebylo možné z technologických důvodů realizovat.

Neznázorněné grafy průběhů časových závislostí tahové síly Q_o v osnově (tenzometrický snímač 2 připojený na kanál A elektronické jednotky 9) a tahové síly Qt ve tkanině (tenzometrický snímač 7 připojený na kanál B elektronické jednotky 9) byly dále zpracovány v tabulkovém kalkulátoru Excel 2003. Z naměřených hodnot byl vyjádřen tkací odpor R jako rozdíl tahové síly Q_o v osnovních nitích 101 a tahové síly Qt v tkanině 114

-3CZ 22710 Ul r = Qo-Q_t [cN/1 niť].

Časová závislost tkacího odporu R pro nastavení osnovního regulátoru na hodnotu OR ~ 1,5 kN (tj. Qo ⁼ 53 cN/niť) a útkové dostavy na hodnotu d_Li = 12 nití/1 cm je vyjádřena grafem na obr. 3. Využitím tohoto grafu byly určeny maximální hodnoty tkacího odporu Rmx pro osm tkacích cyklů. Pro každé měření byla z takto získaných hodnot určena průměrná hodnota maximálního tkacího odporu Rm0 a 95% interval spolehlivosti IS95, což je uvedeno v následující tabulce:

Útková dostává		8	9	10	11	12	13	14	15	16
Rm0 pro 1,0 kN	i	7,4	13,7	22,8	28,4 1	33,4	42,1	54,θΊ	61,0	i 65,2
ISW	f	1,5	1,6	2,0	1,6	1,2	1,5	1,7	1,8 1	1 0,9
Rmax0 pro 1,5 kN	r-	7é	10,9	21,7	[ 26,0	i 39,9	44,9	57,1	96,3	94,2
is9S	L	1,0	r 1,7	1,2	13	1 1,7	1,4	1,8	1,5	1,6

Rmax0 pro 2,0 kN	X	X	19,9	32,1 Ί	44,6	61,9	109,7	1163
IS95	X	X	1,2	j 1,5	1,5'	1,2	0,9	1,6

Graf na obr. 4 představuje závislost průměrných maximálních hodnot tkacího odporu Rm0 na útkové dostavě d_u pro různé hodnoty nastavení osnovního regulátoru. Pro každou hodnotu tkacího odporu Rm0 je v grafu znázorněna i homí a dolní mez intervalu spolehlivosti 95% IS95.

V příkladném provedení je tkací odpor měřen při různých nastaveních osnovního regulátoru. Je však možné využít i jiných parametrů tkacího stroje, například je možně měřit při různých otáčkách tkacího stroje, při různých vazbách vyráběné tkaniny atd.

Znalost průběhu silových veličin při procesu přiřazuje velmi důležitá ke zjišťování tkacího odporu a tím k optimalizaci procesu tkaní jak z hlediska přetrhů nití při provozu stroje, tak z hlediska kvality vyráběné tkaniny. Zařízení podle technického řešení umožňuje dosáhnout tohoto cíle s relativně nízkými náklady vynaloženými na použitá zařízení i pracovní čas.

Claims (10)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Zařízení k měření tkacího odporu R na tkacím stroji (100) obsahujícím osnovní vál (102) spřažený s osnovním regulátorem, osnovní svůrku (103), tkací listy (105, 106), tkací paprsek

   20 (111), navíjecí ústrojí (115) a tenzometrické snímače (2, 7) pro měření tahové síly Q_o v osnovních nitích (101) a tahové síly Q_T ve vytvářené tkanině (114), vyznačující se tím, že výstupní signál snímače (2) tahové síly Q_o v osnově je připojen ke kanálu (A) vyhodnocovací jednotky (9) a výstupní signál snímače (7) tahové síly Qt ve tkanině je připojen ke kanálu (B) vyhodnocovací jednotky (9), přičemž vyhodnocovací jednotka (9) je opatřena nebo spřažena s

   25 prostředky pro odpočítání velikosti tahové síly Q_T ve tkanině od velikosti tahové síly Qo v osnově, přičemž vypočítaný rozdíl je roven tkacímu odporu R.

   3 výkresy

   30 Seznam vztahových značek:

   100 tkací stroj

   101 osnovní niti

   102 osnovní vál

   -4CZ 22710 Ul

   103 osnovni svůrka

   104 křížové činky

   105 tkací list

   106 tkací list

   107 nitěnka

   108 nitěnka

   109 prošlupní prostor

   110 třtina paprsku

   111 tkací paprsek

   112 útková niť

   113 vazný bod

   114 tkanina

   115 navíjecí ústrojí

   116 zbožový vál
2. 2 tenzometrický snímač tahové síly v osnovních nitích

   20 vzorek tkaniny (pro kalibraci snímače 2)

   21 závaží (pro kalibraci snímače 2)
3. 3 nosná deska (tenzometrického snímače)

   31 vodicí kolík (tenzometrického snímače)

   32 snímací kolík (tenzometrického snímače)
4. 4 opěrná lišta (tkaniny u snímače 7)
5. 5 opěrný váleček (tkaniny u snímače 7)
6. 6 nosník (snímače 7)
7. 7 tenzometrický snímač tahové síly v tkanině
8. 8 snímací tyč (snímače 7)
9. 9 elektronická vyhodnocovací jednotka
10. 10 osobní počítač

    A kanál (jednotky 9)

    B kanál (jednotky 9).