بخشی از مقاله
چکیده
در ماشینهای حلقوی تاری، به دلیل اینکه دامنه حرکت اجزای بافت، زیاد است، تغییرات کشش نخهای تار که در تماس با این اجزا هستند نیز زیاد میشود. کنترل این تغییرات در فرآیند بافت دارای اهمیت بسزایی است و اگر این امر به درستی صورت نگیرد بر راندمان تولید ماشین و همچنین کیفیت پارچه تولیدی از نظر ظاهر و ویژگیهای فیزیکی تأثیر میگذارد.
در این پژوهش عوامل موثر بر کشش نخ تار در ماشین کتن مورد مطالعه قرار گرفته و کشش نخ به کمک روابط دینامیکی و سینماتیکی و به کمک نرمافزار Matlab Simulink شبیهسازی شد. نتایج به دست آمده تا حد زیادی با مقدار تجربی کشش نخ که به وسیله کششسنج بدست آمد، مطابقت دارد.
-1 مقدمه
یکی از روشهای تولید پارچه در صنایع نساجی، صنعت بافندگی حلقوی تاری است. ماشین کتن یا تریکوبافی یکی از ماشینهای حلقوی تاری است که بدلیل گیج - تعداد سوزن در اینچ - بیشتر، بافتهای ظریفتر تولید میکند، به همین علت برای تولید بافتهای ساده با سرعت بالا، از این ماشین استفاده می گردد.
کنترل کشش نخ و کاهش دامنه نوسانات آن منجر به تولید محصول با یکنواختی بالا و افزایش قدرت طراحی و همچنین کاهش نرخ نخپارگی و توقفات ماشین میگردد.[2] لذا در این پژوهش با مطالعه و تحلیل کشش نخ تار بر اساس رفتار دینامیکی مکانیزم بافت در ماشین کتن از طریق اندازهگیری و رسم نمودار و تشکیل معادلات دینامیکی مربوطه، شبیه سازی تغییرات سیکلی کشش نخ در محیط نرمافزاری صورت گرفت. از مزایای شبیهسازی این مکانیزم میتوان به بررسی اثر تغییر هر پارامتر از جمله سختی فنر کنترل کشش بر رفتار سامانه - کشش نخ - بدون تغییر بر روی ماشین اصلی و صرف هزینه و انرژی پرداخت.
-2 تئوری
در ابتدای این پژوهش، ابعاد اجزای مختلف ماشین کتن اندازهگیری شده و نمای کلی ماشین ترسیم شد تا با استفاده از آن روابط حرکتی قسمتهای مورد نیاز به دست آید. این کار به وسیله نرمافزار AutoCAD انجام شد که نتیجه آن، شکل 1 الف میباشد. در ادامه برای درک بهتر روابط از مقاطع مختلف این مدل استفاده میشود.
شکل :1 الف - شمای کلی مکانیزمهای موجود در ماشین کتن، ب - مسیر نخکشی در ماشین
بر اساس قانون هوک، کشش نخ از رابطه - 1 - بدست میآید:
که ℓ0 و 0 به ترتیب طول و کشش اولیه نخ و مقدار کشش نخ در حین عملیات بافندگی میباشد. در صورتی که در رابطه فوق ℓ − ℓ0 به سمت صفر میل کند، رابطه - 1 - به صورت رابطه - 2 - بازنویسی میشود:
که در رابطه - 3 - ،ℓ مقدار نخ تحت کشش در حین بافت در مسیر نخکشی و ℓ مقدار نخ تغذیه شده از چله نخ در هر رج بافت است. همچنین میزان نخ مصرفی در هر رج بافت با استفاده از Run-in در ℓ4 گنجانده شده است. از آنجا که مقدار 1 ثابت است معادله - 2 - به صورت معادله - 4 - بازنویسی میشود:
شکل :2 برشهای مقطعی بخشهای مختلف مکانیزم بافت ماشین: الف - شانه و سوزن، ب - سامانه تغذیه، ج - فنر کنترل کشش
برای حل معادله - 4 - نیاز است تا مقادیر ℓ2, ℓ3, ℓ4 و ℓ بر اساس ساختمان ماشین محاسبه شود. با توجه به شکل 3، روابط زیر برای این مقادیر نوشته میشود.
در رابطه - 6 - ، نیروی عمودی وارد بر فنر، طول فنر، مدول الاستیک - سختی - و ممان اینرسی آن است. در رابطه - 10 - ، مقادیر ، و به ترتیب کشش حد تغذیه نخ، بازوی گشتاور نیروی نخ حول محور میله کنترل کشش و تعداد سرنخهای تار میباشند. همچنین در رابطه I - 9 - ممان اینرسی دورانی چله است که از رابطه - 11 - محاسبه میشود:
که در رابطه فوق، شعاع چله در هر لحظه، 0 شعاع چله خالی، ℎ طول چله و چگالی نخ - نایلون - است.
معادلات ریاضی موقعیت مکانی بخشهای مختلف ماشین با استناد به نمودارهای جابجایی اجزای مختلف ماشین کتن با مکانیزم بادامکی که در کتاب مکانیزم بافندگی حلقوی تاری[1] آورده شده و با توجه به این که این معادلات باید متناوب با دوره تناوب سرعت ماشین باشند، با استفاده از سری فوریه به صورت تقریبی بدست آمد
