litceysel.ru 1 2 ... 10 11


На правах Рукописи


ЧЕРЕПЕНЬКО АРКАДИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ


теоретические основы комплексной технологии окончательной влажно-тепловой обработки

верхней мужской одежды


Специальность: 05.19.04 Технология швейных изделий


А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук


ШАХТЫ – 2011


Работа выполнена в

Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Орловском государственном техническом университете» (ОрелГТУ) и Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российском государственном университете экономики и сервиса» (ЮРГУЭС)


Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Жаворонков А. И.


Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Бекмурзаев Лема Абдулхаджиевич


доктор технических наук, профессор

Сурженко Евгений Яковлевич


доктор технических наук, профессор

Железняков Александр Семенович


Ведущая организация ГОУ ВПО «Орловский государственный университет», г. Орел


Защита состоится 29 апреля 2011г. в 10 часов

На заседании диссертационного совета Д 212.313.01 при Южно-Российском государственном университете экономики и сервиса по адресу: 346500, г. Шахты, Ростовской обл., ул. Шевченко, д.147, ауд. 2247.


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Российского государственного университета экономики и сервиса.

Текст автореферата размещен на сайте ЮРГУЭС: http://www.sssu.ru


Автореферат разослан _____ ____________ 2011года.



Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат технических наук, профессор Куренова С.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ


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 неадаптированность 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 теплофизического 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 основтеплофизических 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 теплофизическими 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 системного 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 теплофизического 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 с.).

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, теоретические 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. Стебаковой 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.


СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулирована цель, определены задачи исследований и основные пути их решения, выявлен объект исследований, отмечена научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, представлены сведения об апробации работы и внедрении результатов исследований

В первой главе проведен анализ физико-механических и теплофизических процессов ВТО швейных изделий. Уточнены оптимальные температурные параметры влажно тепловой обработки с учетом свойств различных текстильных материалов.

Классифицированы способы силового воздействия на полуфабрикат, как для статического, так и для динамического видов механической обработки с учетом направленности силового воздействия.

Однако рассмотренные работы в основном касались изучения физико-механических и теплофизических процессов внутрипроцессной ВТО. При этом задачи внутрипроцессной и окончательной ВТО отличаются друг от друга. При внутрипроцессной ВТО в общем случае осуществляется придание плоской ткани в детали объемной формы. При окончательной ВТО осуществляется восстановление полученной ранее формы без заметных изменений составных частей, а также придание поверхности изделия гладкости (устранение различного рода помятостей).


Кроме того, установлено, что окончательная ВТО производится путем переукладки и перенавешивания полуфабриката с использованием различного количества гладильных прессов и установок, что существенно снижает производительность и качество обработки, ухудшая товарный вид изделия.

Подтверждена необходимость и своевременность развития научных исследований перспективного направления в технологии швейного производства по совершенствованию методов расчета и управления теплофизическими процессами окончательной ВТО во времени и обработки изделия с одного навешивания. Для чего необходимо создание научных основ теплофизических процессов окончательной ВТО, разработка методов проектирования процессов окончательной ВТО, изучение механизма теплового воздействия на полуфабрикат при переводе волокон тканей в высокоэластическое состояние, прессовании и виброформовании, а также при сушке и переводе волокон тканей в застеклованное состояние и разработка метода управления теплофизическими процессами окончательной ВТО.

Это определяет необходимость разработки новых способов и создание новой технологии окончательной ВТО мужского пиджака, формализованного метода определения эффективности технологических процессов на стадии их проектирования и подготовки исходных технологических требований для современного оборудования окончательной ВТО мужского пиджака с одного навешивания.



следующая страница >>