CZ303018B6

CZ303018B6 - Zpusob a zarízení k merení tkacího odporu na tkacím stroji

Info

Publication number: CZ303018B6
Application number: CZ20110490A
Authority: CZ
Inventors: Bílek@Marin; Tumajer@Petr
Original assignee: Technická univerzita v Liberci
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2012-02-29
Also published as: CZ2011490A3

Abstract

Zpusob merení tkacího odporu se provádí pri tkaní, kdy se soucasne merí tahová síla Q.sub.O.n. v osnove a tahová síla Q.sub.T.n. ve tkanine a z jejich rozdílu se stanovuje okamžitý tkací odpor R = Q.sub.O.n. - Q.sub.T.n.. Zarízení k merení tkacího odporu R na tkacím stroji (100) obsahuje osnovní vál (102) spražený s osnovním regulátorem, osnovní svurku (103), tkací listy (105, 106), tkací paprsek (111), navíjecí ústrojí (115) a tenzometrické snímace (2, 7) pro merení tahové síly Q.sub.O.n. v osnovních nitích (101) a tahové síly Q.sub.T.n. ve vytvárené tkanine (114). Výstupní signál snímace (2) tahové síly Q.sub.O.n. v osnove je pripojen ke kanálu (B) vyhodnocovací jednotky (9) a výstupní signál snímace (7) tahové síly Q.sub.T.n. ve tkanine je pripojen ke kanálu (B) vyhodnocovací jednotky (9). Vyhodnocovací jednotka (9) je opatrena nebo spražena s prostredky pro odpocítání velikosti tahové síly Q.sub.T.n. ve tkanine od velikosti tahové síly Q.sub.O.n. v osnove, pricemž vypocítaný rozdíl je roven tkacímu odporu R.

Description

Způsob a zařízení k měření tkacího odporu na tkacím stroji

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu měření tkacího odporu na tkacím stroji.

Dále se vynález 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 io tenzometrické snímače pro měření tahové síly v osnovních 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. přiřazuje útková niť zatlačena paprs25 kem 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 3 724 829 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 s osnovních nitích alternativně buď přímo snímání tahu v osnově, nebo využívá měření tahových sil ve tkanině.

- 1 CZ 303018 B6

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 příraznou 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 tahová síly ve tkanině. Lze říci, že tento fyzikální model a odpovídající technické prostředky pro jeho realizaci, tj. především tkací paprsek s bidlenem a náhonovým mechanismem se bez výjimky uplatňuje na všech tkacích strojích. Rovněž parametry mechanismu pro vytváření prostupu io (zdvih a úhel otevření osnovních nití) se v průběhu času ustálily na určitých hodnotách podobných pro všechny typy jednoprošlupních tkacích strojů.

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

Podstata vynálezu

C ί 1 e vynálezu je dosaženo způsobem měření tkacího odporu na tkacím stroj i, jehož podstatou je, že se při tkaní současně měří tahová síla v osnově a tahová síla ve tkanině a z jejich rozdílu se stanovuje okamžitý tkací odpor. Vzájemný vztah okamžitých hodnot tahové síly v osnově a ve tkanině při průběhu tkaní lze vyhodnocovat jako tkací odpor.

Je výhodné, když se tahová síla v osnově snímá za osnovní svůrkou v oblasti, v níž jsou všechny osnovní niti v tkací rovině, a tahová síla ve tkanině se snímá v oblasti tkaniny mezi vazným bodem a navíjecím ústrojím. To umožňuje snadno instalovat snímací prostředky na tkací stroj a získat přesné hodnoty pro jejich další zpracování.

Spolehlivých výsledků se dosahuje měřením, které se provádí za ustáleného chodu stroje v intervalech o zvoleném počtu tkacích cyklů, přičemž se pro jednotlivá měření mění jednak nastavení alespoň osnovní ho regulátoru pro nastavení tahové síly v osnově, jednak nastavení hodnoty útkové dostavy.

Vytvoří se časová závislost naměřené hodnoty tahové síly v osnově a tahové síly ve tkanině, přičemž se vyjádří průběh tkacího odporu jako rozdíl tahové síly v osnově a tahové síly ve tkanině a následně se výsledek měření zpracuje jako graf závislostí maximálního tkacího odporu na útkové dostavě pro různá nastavení osnov ního regulátoru. Tak lze získat větší počet podkladů pro posou40 zení průběhu tkacího odporu.

Cíle vynálezu je dosaženo také 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, přičemž vypočítaný rozdíl je roven tkacímu odporu.

Způsob a 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.

-2CZ 303018 Β6

Přehled obrázků na výkresech

Příkladná provedení podle vynálezu jsou schematicky znázorněna na výkrese, kde značí obr. 1 schéma zařízení podle vynálezu, 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 vynálezu

Na obr. 1 jsou schematicky znázorněny známé prostředky tkacího stroje 100. Soustava osnovních nití 101 je navinuta na osnovních válu 102, osnovní nití jsou vedeny přes osnovní svůrku 103 k neznázoměným 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 při činnosti stroje ve svislém směru vzájemně proti běžně přímočarým vratným pohybem. Očky jejich nitěnek 107, 108 prochází řada sudých a lichých osnovních nití 101, které jsou tak listy unášeny, přičemž při každém zdvihu vytvářejí klínovitý pros lupni prostor 109. Osnovní niti 101 procházejí dále mezi třtinami 110 paprsku 111. Paprsek 111 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 114 je vedena k navíjecímu ústrojí 115 a navíjena na zbožový válec 116.

Příkladné provedení zařízení podle vynálezu 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 101 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 i0í a snímací kolík 32, který je shora vtlačen do těchto osnovních nití 101, takže část obvodu snímacího kolíku 32 je osnovními nitěmi 101 opásána. Délka L₂ snímacího kolíku 32 tenzometrického snímače 2 je v příkladném 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 válečkem 5 je nad tkaninou 114 uspořádán napříč posuvu tkaniny 114 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 2, 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 vynálezu obsahuje dvoukanálovou elektronickou jednotku 9, jejíž výstup je připojen ke vstupu standardního osobního počítače K) vybaveného příslušným softwarem. Výstup tenzometrického snímače 2 tahové síly Qo v osnovních nitích 101 je připojen ke kanálu A, výstup tenzometrického snímače 7 tahové síly Qt 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.

Při kalibraci tenzometrického snímače 2 tahové síly Q_o 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 prostřižen tak, aby do něj mohl být vložen tenzometrický snímač 2 stejně, jak je umístěn mezi osnovními nitěmi 101 při měření na tkacím stroji 100. Na spodní část vzorku 20 je zavěšeno závaží 21 o hmotnosti m = 20 kg.

- 3 CZ 303018 B6

Z tahové síly G vyvolané závažím 21

G = m . g = 20.9,81 = 196,2 [N] = 19620 [cN], a z nosné šířky L3 tkaniny ve vystřižené části vzorku 20 je při dostavě osnovy d₀ = 16 [nití na I cm] vypočtena kalibrační hodnota Qo_K tahové síly Q_o osnovních nití 101 připadající na jednu niť, která je uložena v elektronické jednotce 9 a měřena na jejím kanálu A:

Qok = G / (do · L₃) = 19620 / (16.10) = 123 [cNj.

Na t kácím stroji 100 je 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 WO. Pomocí neznázoměného osnovního regulátoru je nastavena určitá tahová síla Q_ov osnově, například Q_o = 70 [cN/Ι niť]. Ta je potom přiřazena kalibrační hodnotě Q_Tk měřené elektronickou jednotkou 9 na kanálu B, ke kterému je připojen snímač 7 tahové síly Q_T v tkanině 114. Tahová síla Q_T ve tkanině je potom opět měřena jako tahová síla Qri 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 du.

Příklad měření

Nastavení osnovního regulátoru OR	Nastavené útkové dostavy d_u
1 kN {35 cN/niť)	8	9	10	11	12	13	14	15	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

x) měření při daném seřízení nebylo možné z technologických důvodů realizovat

Neznázoměné grafy průběhů časových závislostí tahové síly Q_o v osnově (tenzometrický snímač 2 připojený na kanál A elektronické jednotky 9) a tahové síly Q_T 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 Qo v osnovních nitích 101 a tahové síly Q_T v tkanině 114

R = Q₀-Qr[cN/1 niť].

Časová závislost tkacího odporu R pro nastavení osnovního regulátoru na hodnotu OR = l,5 kN (tj. Qo = 53 cN/niť) a útkové dostavy na hodnotu do = 12 nití/l 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:

-4CZ 303018 B6

Útková dostává	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Rm0 Dro 1,0 kN	7,4	13.7	22,8	28,4	33.4	42,1	54,0	61.0	65,2
IS95	JL5	1,6	2,0	1,6	1,2	1,5	1,7	1,8	0,9
Rmax0 pro 1.5 kN 7,5	10.9	21,7	26,0	39,9	44,9	57,1	96.3	94,2
!Sas	2L0	1.7	1,2	1.3	1,7	1,4	1,8	1,5	1,6
Rmax0 pro 2.0 kN	X	X	19,9	32,1	44,6	61,9	109,7 116,3	X
ÍS95-	X	X	1,2	1,5	1,5	1,2	0.9	1,6	X

Graf na obr. 4 představuje závislost průměrných maximálních hodnot tkacího odporu Rm0 na útkové dostavě du pro různé hodnoty nastavení osnovního regulátoru. Pro každou hodnotu tkacího odporu Rm0 je v grafu znázorněna i horní 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 pří provozu stroje, tak z hlediska kvality vyráběné tkaniny. Zařízení podle vynálezu umožňuje dosáhnout tohoto cíle s relativně nízkými náklady vynaloženými na použitá zařízení i pracovní čas.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob měření tkacího odporu R na tkacím stroji (100), vyznačující se tím, že se při tkaní současně měří tahová síla Qo v osnově a tahová síla Qt ve tkanině a z jejich rozdílu se stanovuje okamžitý tkací odpor R = Q_o - Q_T.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že tahová síla Qo v osnově se snímá za osnovní svůrkou (103) v oblasti, v níž jsou všechny osnovní niti (101) v tkací rovině, a tahová síla Q_T ve tkanině se snímá v oblasti tkaniny (114) mezi vazným bodem (113) a navíjecím ústrojím (115).
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že měření se provádí za ustáleného chodu stroje v intervalech o zvoleném počtu tkacích cyklů, přičemž se pro jednotlivá měření mění jednak nastavení osnovního regulátoru OR pro nastavení tahové síly Q_o v osnově, jednak nastavení hodnoty útkové dostavy du.

-5 CZ 303018 B6
4. Způsob měření podle libovolného z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se vytvoří časová závislost naměřené hodnoty tahové síly Qo v osnově a tahové síly Qr ve tkanině, přičemž se vyjádří průběh tkacího odporu R jako rozdíl (Q_o - Qt) tahové síly Q_o v osnově a
5 tahové síly Q_T ve tkanině a následně se výsledek měření zpracuje jako graf závislostí maximálního tkacího odporu Rmx na útkové dostavě du pro různá nastavení alespoň osnovního regulátoru OR.

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

15 vyhodnocovací jednotky (9), přičemž vyhodnocovací jednotka (9) je opatřena nebo spřažena s prostředky pro odpočítání velikosti tahové síly Q_T ve tkanině od velikosti tahové síly Q_ov osnově, přičemž vypočítaný rozdíl je roven tkacímu odporu R.