تاثير نوع نخ روي سيستم ديناميكي تابيدن و پيچش ماشين ريسندگي رينگ

چكيده
در اين مقاله تاثير پارامترهاي جنس نخ روي ديناميك و پايداري شرايط كاري در سيستم تابيدن و پيچش ماشين ريسندگي رينگ در طي پيچش بسته نخ به حالت پودي مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته است.يك برنامه كامپيوتري پديده ديناميكي را در طي فرآيند ريسندگي شبيه سازي كرده است كه مبناي اين تجزيه و تحليل مي باشد.تغييرات كشش و شكل بالون كه به نوع نخ بستگي دارد از طريق چگالي خطي الياف تعيين مي شود.همچنين مدول سختي اوليه نخ و ضريب اصطكاك آن مورد آزمايش و بررسي 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 روشهاي جديد ريسندگي توليد سنتي نخ با استفاده از ماشين ريسندگي رينگ هنوز انجام مي شود.يكي از دلايل اين است كه ماشين ريسندگي رينگ نخ را در يك محدوده وسيعتر از چگالي خطي در مقايسه با روشهاي ديگر ريسندگي توليد مي كند.با توجه به مزاياي نخ ريسيده شده كلاسيك ،توسعه شرايط كاري و افزايش سطح كارايي هدف ثابت و هميشگي توليد كنندگان نخ مي باشد و اين با بهينه سازي شرايط كاري در سيستم هاي تابيدن و پيچش آميخته مي شود.افزايش سرعت دوك يكي از روشهاي ممكن روي افزايش كارايي ماشين رينگ مي باشد

.با اين وجود،افزايش كشش نخ در نهايت منجر به پارگي در يك سطح استاندارد مي شود كه از نتايج اين پديده مي باشدو بايد از آن جلوگيري كرد 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 اين صورت با داشتن اين سطح علمي و روشها موثرترين روش براي جمع آوري اطلاعات مربوط به ديناميك سيستم استفاده از مدلهاي رياضي مي 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:
تحقيقات انجام شده در اين مقاله شامل تجزيه و تحليل تاثير الياف نخ و ويژگيهاي ظاهري آن روي ديناميك سيستم، در طي فرآيند ريسندگي است و شرايط فني آن از طريق عملكرد زير بررسي مي شود:

عملكرد درست و كامل يك سيستم تابيدن و پيچش كه در آن فقط تنشهاي پايه ظاهر مي شود يعني تنشهايي كه ناشي از هندسه خط ريسندگي است. عملكرد سيستم تابيدن و پيچش به طور ناقص كار مي كند كه درآن بهم خوردگي نخ داراي يك مشخصه جبري و تصادفي است.

جدول ۱-۲ پارامترهای معرفی شده در برنامه که عملکرد ناقص سیستم تاب و پیچش را مشخص می کند:

جدول شماره ۳ فهرست پارامتر های تغییر شکل یافته را در آزمایشات مشخص می کند:

– برنامه شبیه سازی دینامیک سیستم:
برنامه بر اساس يك مدل رياضي از ديناميك سيستم تابيدن و پيچش طراحي شده است.اين مدل همچنين بهم خوردگيهاي خارجي را در بر ميگيرد.برنامه به كاربر اجازه ميدهد كه آزمايشات عددي را روي سيستم با هر نوع پارامتر پياده كند.

عملکرد برنامه به شرح زیر است:
تعيين و نمايش گرافيكي شكل پايدار بالون براي پارامترهاي كاري سيستم و براي جرم شيطانك مفروض و كشش نخ.(شكل ۱). شبيه سازي فرآيند ديناميكي براي پارامترهاي فني و ساختاري سيستم تاثير گذار در .مشخصه هاي بهم خورگي و اختلال سيستم. (شكل ۲). شبيه سازي پارامترهاي جبري و تصادفي كشش در برابر زمان نخ در ريسندگي تاثير گذار در شكل آني بالون.(شكل۲). نمايش گرافيكي مسيرهاي كشش در برابر زمان كه به مقايسه شرايط كاري سيستم مربوط مي شود.(شكل ۳).

محاسبه مقادير پارامترهايي كه كشش نخ را در منطقه ريسندگي تعيين مي كند:

كشش مينيمم كشش ماكزيمم كشش متوسط دامنه متوسط نوسانات كششي

جدول ۲ فاکتور های بی نظمی در شبیه سازی را نشان می دهد …

همانطور كه از جداول ۱ و ۲ مشخص مي باشد نا هماهنگ بودن دم خوكي و دوك در ارتباط با رينگ به عنوان يك بهم خوردگي جدي تلقي مي شود در صورتي كه فاكتور نا هماهنگي چگالي خطي نخ ،سرعت چرخش دوك،سرعت توليد نخ و ضريب اصطكاك نخ در برابر المانهاي تابيدن و پيچش بهم خوردگي تصادفي را نشان ميدهد.اين شبيه سازي روي يك نخ باچگالي خطي و در دو مرحله پيچش انجام شد:

پيچش روي ماسوره خالي كه با ارتفاع ماكزيمم بالون مشخص مي شود و تشكيل آخرين لايه روي بسته كه به ارتفاع مينيمم بالون مربوط ميشود.پارامتر های نخ که به ویژگی هایی از انواع مختلف نخ مربوط می شود که در آزمایشات استفاده شده در جدول شماره ۳ آشکار شده است.
– نمونه نتایج آزمایشات شبیه سازی به قرار زیر است:

– ديناميك عملكرد درست يك سيستم تابيدن و پيچش در طي مراحل اوليه شكل گيري 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 ۱ و ۲ نشان داده شده است.مقايسه اي از روشهاي شبيه سازي كشش نخ براي انواع نخ حاصله از الياف مختلف در شكل ۳ آشكار است مقادير كششي محاسبه شده در جدول ۴ آورده شده است كه براي نخهاي مختلف مي توان نتايجي حاصل كرد. از تجزیه و تحلیل شکل ۳ و ۴ 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.

-ديناميك عملكرد درست سيستم تابيدن و پيچش در طي مرحله نهايي بسته نخ:
شكل ثابت بالون و شبيه سازي ديناميك يك سيستم كه به طور درست كار ميكند و آخرين لايه را مي پيچد و ارتفاع بالون مينيمم است در شكل ۴ نشان داده شده است.و مقايسه مقادير كشش در جدول ۵ آورده شده است.

مقايسه نتايج مربوط به بالونها با ارتفاع ماكزيمم و مينيمم به اين نتيجه كلي منتهي شد كه در طي تشكيل بسته نخ مقادير كشش متوسط نخ كاهش مي يابد در حاليكه دامنه آنها افزايش پيدا مي كند.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 ۶ 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 ۵ و مقادیر ارائه شده در در جدول ۵ 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.

– ديناميك سيستم تابيدن و پيچشي با عملكرد ناقص و ويژگي جبري و تصادفي در طي مرحله اوليه تشكيل بسته:

يك سيستم تابيدن و پيچش با عملكرد ناقص و ويژگي جبري و تصادفي مثل يك سيستم واقعي است كه در طولاني مدت مورد استفاده قرار مي گيرد. در شكل ۷ يك بالون كاملا پايدار و شبيه سازي فرآيند ديناميك سيستم كه در ارتفاع ماكزيمم بالون عملكرد ناقص دارد نمايش داده شده است.مقايسه روشهاي شبيه سازي در شكل ۸ نشان داده شده استو مقادیر کشش محاسبه شده نخها با الیاف متفاوت در جدول ۶ 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.