close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

bd000101024

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
У Д К 677.11: 620.1
Виноградова Анастасия Евгеньевна
С О В Е Р Ш Е Н С Т В О В А Н И Е МЕТОДА
ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ЛЬНЯНОЙ ТРЕСТЫ
Специальность 05.19.01
"Материаловедение производств текстильной
и легкой промышленности"
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени
кандидата технических наук
Кострома - 2005
Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте по
переработке лубяных культур и Костромском государственном технологическом уни­
верситете
Научный руководитель:
доктор технических наук,
профессор Пашин Евгений Львович
Официальные оппоненты:
доктор технических наук,
профессор Гусев Борис Николаевич
кандидат технических наук,
профессор Дроздов Владимир Георгиевич
Ведущая организация:
ОАО «Костромской Н И И льняной промышленности»
Защита состоится 3 ноября 2005 г в 13 часов на заседании диссертационного со­
вета Д 212.093.01 в Костромском государственном технологическом университете по
адресу: 156005, г. Костро.ма, ул. Дзержинского, 17, ауд. 214.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Костромского государствен­
ного технологического университета.
Автореферат разослан 3 октября 2005 г.
Ученый секретарь диссертационного совета,
доктор технических наук, профессор
Ф^
-^-
. П.Н. Рудовскнй
/f^^^
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
РАБОТЫ
А К Т У А Л Ь Н О С Т Ь Т Е М Ы . В последнее время в нашей стране и за рубежом не
ослабевает интерес к использованию льняного волокна при производстве текстильных
материалов. Интенсифицировались экспортно-импортные операции и поэтому повы­
силась роль стандартизации, как инструмента способствующего повышению качества
продукции из льна.
Актуальность работ по совершенствованию существующих стандартов на льня­
ное сырье диктуется также изменениями технологии производства льна в сфере А П К .
Получение тресты повсеместно осуществляется с использованием способа расстила
стеблей льна на льнище. Внедрены интенсивные механизированные технологии убор­
ки льна. Это повлияло на уровень технологических параметров льняной тресты: уве­
личилась гетерогенность свойств, и как следствие, ухудшилась пригодность льна к
трепанию.
Практика применения действующего ГОСТ 24383-89 показала, что его требова­
ния не обеспечивают необходимый учет упомянутых изменений технологии производ­
ства при определении технологической ценности льна В результате возникают нега­
тивные последствия. Снижается эффективность использования льна и заинтересован­
ность в производстве высококачественной тресты и волокна. Это трансформируется в
область текстильного производства и способствует ухудшению качества готовой про­
дукции.
Таким образом, совершенствование метода оценки технологического качества
льняной тресты является актуальной и важной практической задачей, способствующей
стабилизации обеспечения отечественной текстильной промышленности высококаче­
ственным сырьем.
Подтверждением значимости указанной задачи является включение тематики по
совершенствованию существующего стандарта на льняное сырье в межведомственную
координационную программу НИОКР по развитию технологии и техники для перера­
ботки льна и конопли, утвержденную 20.11.2002 г.
Ц Е Л Ь И З А Д А Ч И И С С Л Е Д О В А Н И Й . Основной целью исследования являет­
ся повышение точности и объективности оценки технологической ценности льняной
тресты на основе совершенствования инструментальных методов квалиметрии и классировки единичных и интефальных показателей качества.
}
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
•^ анализ существующих систем оценки качества льна и определение направ­
ления совершенствования метода по ГОСТ 24383-89 «Треста льняная. Требования при заготовках»;
•^ обоснование и разработка нового метода подготовки пробы стеблей тресты
для переработки на лабораторном станке СМТ при определении показателя
выхода длинного волокна;
■^ совершенствование методов определения фуппы цвета волокна и контроля
степени вылежки тресты по показателю отделяемости волокна от древесины;
foe. НДЦИОНАЛЬНАЯ i
6НБЛИ0ТЕКА / I
it^jlfi\
4
v'
^
выявление причин образования «недоработки» при получении трепаного во­
локна и разработка алгоритма корректировки величины интегрального пока­
зателя качества тресты в зависимости от уровня гетерогенности ее свойств;
уточнение величины интервала номерного ряда интегрального показателя
качества.
М Е Т О Д Ы И С С Л Е Д О В А Н И Я . Методической основой диссертации явились
труды ведущих учёных в области оценки качества текстильных материалов и сырья
для их производства. В работе использовали теоретические и экспериментальные ме­
тоды исследования. Применяли положения теории вероятности, математической ста­
тистики, а также методы текстильного материаловедения. При проведении экспери­
ментальных исследований использовали стандартную и оригинальную аппаратуру.
Обработку опытных данных осуществляли, применяя методы многомерного, регрес­
сионного, дисперсионного и корреляционного анализов при 9 5 % доверительной веро­
ятности. Вычислительные процедуры реализовывали на П Э В М , используя программы
Mathcad, Statgraphics, Excel, Borland Delphi 7 Studio.
Н А У Ч Н А Я Н О В И З Н А заключается в обосновании и разработке инструмен­
тальных методов определения показателей качества льняной тресты и алгоритмов оп­
ределения ее технологической ценности для совершенствования существующей сис­
темы стандартизации.
В результате исследований впервые:
•^ установлены причины несоответствия выхода длинного волокна, получаемо­
го на лабораторном станке С М Т и на промышленном оборудовании;
■^ выявлена взаимосвязь параметров неровноты отдельных свойств стеблей
льняной тресты с количеством недоработанного волокна, получаемого при
выходе из М Т А ; установлена зависимость уровня «недоработки» с длиной
(диаметром) стеблей тресты и цветом волокна, а также с условиями трепа­
ния при получении из нее волокна;
•^ разработаны инструментальные методы определения: выхода длинного во­
локна с использованием станка С М Т с учетом длины стеблей и разброса
вершинных и комлевых концов, а также группы цвета и показателя отделяемости волокна от древесины;
•^ обоснована величина градации номерного ряда, исходя из условий макси­
мальной вероятности попадания интефального показателя качества в его
интервалы.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБО­
Т Ы . В результате проведенных исследований разработаны предложения по совершен­
ствованию положений ГОСТ 24383-89 «Треста льняная. Требования при заготовках» в
части изменения методов определения выхода волокна на станке СМТ, группы цвета и
показателя отделяемости.
Новые и усовершенствованные инструментальные методы определения указан­
ных параметров явились основой для разработки проекта изменений в ГОСТ 24383-89,
в частности раздела методов испытания. Эти методы приняты к использованию Все­
российским техническим комитетом по стандартизации Т К № 460 «Лубяные культуры
и продукция, производимая из них». Они получили положительную оценку на межве-
домственном согласительном совещании по рассмотрению проекта изменения № 2 в
ГОСТ 24383-89 «Треста льняная. Требования при заготовках» (г. Кострома, 2005)
Метод определения группы цвета с учетом трех координат цветности включен в
план государственной стандартизации на 2005 г., а новые технические средства кон­
троля (устройство для определения структурных параметров горсти, устройство для
определения показателя «отделяемости волокна от древесины») включены в проект
плана НИР и ОКР по Минсельхозу Р Ф по приборному обеспечению отрасли льновод­
ства (координатор РНИИ «Агроприбор»).
Установленная взаимосвязь показателя «недоработки» со свойствами тресты и
параметрами ее обработки рекомендуется для совершенствования организации произ­
водства трепаного волокна с целью снижения затрат на его получение.
Результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке ин­
женеров по специальности 280100 «Технология и оборудование производства нату­
ральных волокон», а также при проведении НИР и ОКР во Всероссийском научноисследовательском институте по переработке лубяных культур.^
А П Р О Б А Ц И Я Р А Б О Т Ы . Основные положения диссертационной работы док­
ладывались и обсуждались на международной научно-технической конференции «Ак­
туальные проблемы переработки льна в современных условиях (Лен -2004)» (Костро­
ма, 2004); на 55-ой научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки в
А П К » (Кострома, 2004); на международной научно-технической конференции «Пути
повышения конкурентоспособности продукции из льна» (Вологда, 2004); на междуна­
родной научно-технической конференции молодых ученых «Новое в селекции, гене­
тике, технологии, выращивании, уборке, переработке и стандартизации лубяных куль­
тур» (Глухов, 2004); на международной научно-технической конференции «Инновации
в производстве товаров нового поколения из льна» (Вологда, 2005); на Российском на­
учном семинаре по научным проблемам агропромышленной переработки лубоволокнистых материалов (КГТУ, Кострома, 2004, 2005); на заседания)^ кафедры производст­
ва льняного волокна К Г Т У (Кострома, 2004, 2005); на заседании учёного Совета Все­
российского НИИ по переработке лубяных культур (Кострома, 2004, 2005); на Всерос­
сийском согласительном совещании по вопросам стандартизации льняной тресты
(ВНИИЛК, Кострома, 2005), на заседании Всероссийского технического комитета по
стандартизации (ТК № 460 «Лубяные культуры и продукция, производимая из них»)
(В1ШИЛК, Кострома, 2005), на профессорском семинаре К Г Т У (Кострома, 2005).
ПУБЛИКАЦИИ.
По теме диссертации опубликовано 16 научных работ, из них 3 в центральных
журналах, 6 статей в тематических сборниках, а также получено 2 патента Российской
Федерации на изобретения.
О Б Ъ Е М Р А Б О Т Ы . Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и
общих выводов. Работа содержит 171 страницу, из них 17 таблиц, 40 рисунков, список
литературы, включающий 131 наименование, 4 приложения.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, опреде­
лены цель и задачи исследований, указана научная новизна и практическая ценность
работы.
В первой главе приведен анализ известных методов оценки качества льняной
тресты, выявлены их достоинства и недостатки. Отмечено, что значительный вклад в
решение проблемы квалиметрии лубоволокнистых материалов внесли И.В. Крагельский, В.П. Добычин, С Е . Лазарева, М.А. Тимонин, А.Б.Кузьминский, Я.А. Лебедев,
А.А. Шушкин, A . M . Антонов, М.Е Егоров, В.Г. Трифонов, П.Г. Волков, П.К. Кондрашук, Ф.Ф. Строганов, Н.К. Тарасов, А.И. Дмитриева, В.М. Осипова, Ф . В . Зубов, А.Н.
Иванов, Т.А. Кудряшова, Е.Л. Пашин.
Установлено, что развитие методов оценки качества льняной тресты в основном
осуществлялось по трём направлениям, а именно, путём создания: методов, основан­
ных на технологической оценке качества с применением промышленного оборудова­
ния; инструментальных систем, обеспечивающих контроль отдельных свойств с ис­
пользованием лабораторных приборов; методов, объединяющих элементы технологи­
ческой и инструментальной оценки.
В настоящее время доминируют методы третьего направления, разработка кото­
рых проводилась в Ц Н И И промышленности лубяных волокон, В Н И И льна, В Н И И лу­
бяных культур и др.
При анализе ряда зарубежных источников сделано заключение, что методы,
применяемые в иностранных стандартах, в основном базируются на оценке морфоло­
гических признаков и контроле внешнего вида стеблей. Например, технологическая
ценность льняной соломы определяется выходом волокна, а его качество, характеризу­
ется в основном по морфологическим признакам. По продолжительности анализа за­
рубежные методы достаточно длительны.
Установлено, что основы метода оценки качества льняной тресты, по сущест­
вующему в настоящее время отечественному стандарту были разработаны к 1980 году.
Между тем за последнее время в льняном комплексе произошли существенные изме­
нения в технологии производства льна. Возрос уровень механизации, внедрена рулон­
ная технология уборки льна, на льнозаводы поступает только стланцевая льнотреста,
имеющая повышенную неоднородность технологических свойств. Эти обстоятельства
привели к изменению качества льнотресты. Возросла ее неоднородность по таким
важным показателям качества как длина, степень вылежки и растянутость стеблей.
Однако, эти изменения не нашли отражения в требованиях действующего стандарта
ГОСТ 24383-89 "Треста льняная. Требования при заготовках".
Кроме этого, на практике до сих пор применяется органолептическая оценка
цвета волокна по эталонам, что приводит к проявлению субъективизма и снижает точ­
ность результатов анализа.
Из-за указанных недостатков возникло несоответствие оценки льнотресты по
ГОСТ 24383-89 с фактическим результатом её переработки на льнозаводах. Нередки
случаи, когда одна и та же партия сырья оценивается разными номерами. Было выска­
зано предположение, что причиной этого является несоответствие существующей ве­
личины градации сорто-номерного ряда общему уровню разброса свойств тресты.
7
Таким образом, появилась настоятельная необходимость устранения указанных
недостатков на основе повышения объективности и точности результатов анализа тех­
нологической ценности льняной тресты. Это необходимо, в конечном итоге, для обес­
печения рационального её использования на льнозаводах, стабилизации их сырьевой
базы и повышения качества волокна, как сырья для текстильной промышленности.
На основе проведённого анализа и требований практики сформулированы ос­
новные направления исследований для достижения поставленной в работе цели.
Во второй главе проведен анализ и осуществлено совершенствование сущест­
вующего метода определения одного из важнейших показателей качества льняной тре­
сты - выхода длинного волокна с использованием лабораторного станка марки СМТ.
В результате сравнительного анализа условий подготовки стеблей льняной тре­
сты перед промином и трепанием на станке СМТ, а также на мяльно-трепальном агре­
гате (МТА) выявлены причины, вызывающие несоответствие выходов длинного во­
локна при оценке качества и промышленной переработке тресты. Это связанно с не
учетом структурных параметров горсти при обработке на станке СМТ.
Были проанализированы условия расположения на транспортёре, фиксации и
обработки стеблей тресты на станке СМТ с учетом их влияния на пригодность к тре­
панию. В качестве критерия, оценивающего эффективность системы подготовки,
предложено использовать показатель пригодности слоя стеблей к трепанию ! ! „ рас­
считываемый по методике профессора A.M. Ипатова. Были выявлены различия при­
годности стеблей в сравниваемых вариантах.
Применительно к станку СМТ пригодность стеблей следует рассчитывать по
двум вариантам, так как по ГОСТ 24383-89 расположение стеблей на ленте транспор­
тера осуществляется в зависимости от принадлежности льнотресты к двум классам
длины (до 67 и более 67 см). Поэтому Пт'''^^ возможно определить следующим обра­
зом:
1)
длина стеблей менее 67см.
7--? ffi
2)
7+ Г"'-(L-3-0l-3o2)-3al
П Г = ф(1_1:^) - ф ( _ Л
длина более 67см.
ст1
^
'.
);
а2
а _fiOW3.fTl
(L-60) + P " - ( L - 3 a l - 3 . a 2 ) - 3 a l
ПГ=Ф(^
60) 3al^_^^v
J__r
^
^
^^
сЛ
а!
.
где L - длина горсти с учетом растянутости; a l , а2 - среднеквадратичные отклонения
положений комлевых и вершинных концов стеблей в горсти, см; l/'^^ - минимальная
длина стеблей, пригодных к обработке на СМТ, см; Ф(...) - функция Лапласа.
Полученные модели позволили провести сравнительный анализ по расчетному
выходу длинного волокна на станке СМТ и МТА. Он подтвердил различие результатов
обработки. Наибольшие различия наблюдаются при обработке на СМТ льняной тресты
с длиной горсти до 60 см и среднеквадратичными отклонениями положений комлевых
и вершинных концов стеблей в горсти более 2 см. Численные значения различий по
выходу волокна у такой тресты могут достигать 30 %(абс.). Это приводит к ошибкам
при определении технологической ценности тресты. На практике удельный вес коли­
чества партий льна, качество которых определено с ошибкой может достигать 25%.
8
Для исключения данного недостатка был разработан новый способ подготовки
льнотресты перед трепанием на станке СМТ. Его особенностью стал предварительный
учет структурных параметров горсти: L, a l ист2.Зная эти параметры возможен расчёт
координаты Z (рис.1) для определения месторасположения середины горсти стеблей на
транспортере станка С М Т от мяльных вальцов. Величина Z определяется по формуле:
Ь - З а 1 - З с т 2 - • СМТ
"'т
),
Z = 60--+о1-(3+—
т
/:п L
2
, ,,
a l + а2
Рис. 1. Схема расположения горсти на транспортере станка С М Т
Доказано, что при такой подготовке горсти появляется возможность более пол­
ной имитации условий фиксации стеблей на существующих типах М Т А .
Экспериментальная проверка подтвердила, что вновь предложенная система
подготовки стеблей (в сравнении с существующей по ГОСТ 24383-89) обеспечивает
большее сходство выходов волокна на СМТ и МТА. (рис. 2).
И ГОСТ 24838-89
В Вновь предложенный вариант
Обработка на МТА
Варианты опытов
Рис. 2. Результаты обработки при двух системах подготовки льняной тресты
А' L«60cM, <i1=3cM, о2=5 см;
В: L«60CM,ст1=5см, а2=6,3 см;
С: Ьв70см, сг1=3см а2=5,9см; D: L«70 см а1=5см а2=7,4 см
Для оперативного определения L, a l и а2 предложен способ, основанный на
учете толщины горсти при пропуске относительно пары валков. Был разработан изме­
рительный стенд для реализации данного способа. В его основу положено запатенто­
ванное техническое решение (Патент Р Ф № 2240498). Предложен алгоритм расчёта
длины горсти и среднеквадратичных отклонений положений комлевых и вершинных
концов стеблей в горсти. Он базируется на аппроксимации формирующихся опытных
данных при профилировании толщины горсти по ее длине полиномом девятого поряд­
ка. Анализ полученного полинома позволил выявить точки, координаты которых, по
отношению к горсти стеблей, характеризуют зоны растянутости комлевых и вершин­
ных участков льнотресты. Проведённая проверка нового способа и алгоритма расчёта
позволила заключить о том, что расчетные значения параметров горсти статистически
не значимо отличаются от фактических.
В третьей главе указаны недостатки существующих способов оценки цвета
льняного волокна и обоснован вариант совершенствования оценки этого качественно­
го параметра. Доказана целесообразность использования при определении группы
цвета волокна кроме координаты цветности Z (из общей совокупности координат сис­
темы X Y Z ) дополнительно координаты У и X . С учётом этого разработана методика
измерения цвета льноволокна с использованием в качестве измерительного средства
стандартного цветного планшетного сканера. Исходными данными для расчёта группы
цвета в этом случае являются изображения льноволокна представленные в виде графи­
ческих файлов в формате Windows bitmap, а результатом - координаты цвета, полу­
ченные путем разложения каждой точки изображения на три составляющие (красную,
зеленую и синюю) с последующим переводом в систему X Y Z . В целях уменьшения
времени проведения анализа и обеспечения необходимой точности проведено обосно­
вание размеров участков в общем поле анализируемого изображения. Установлено,
что их величина должна быть более 0,2% от общего размера изображения.
Для решения задачи идентификации анализируемого образца волокна по его
цвету использован метод дискриминантного анализа. Это позволило разработать алго­
ритм оперативного определения группы цвета применительно к методу анализа льня­
ной тресты по ГОСТ 24383-89.
Проведённая экспериментальная проверка результатов измерения при использо­
вании нового и стандартного метода определения группы цвета волокна позволила вы­
явить их сходство (рис.3). Этот вывод вытекает из результатов статистической обра­
ботки опытных данных. Величина коэффициентов корреляции (г = 0.866) и детермина­
ции (R^ = 0,75), что подтверждает наличие сильной связи между сравниваемыми ре­
зультатами. Однако применение нового метода с использованием сканера обеспечива­
ет получение более объективной и информативной, а значит более точной оценки цве­
та за счёт наличия взаимосвязей параметров X Y Z и технологических свойств льна.
, S '
2
3
Группа 1фета исследуемых образцов
Рис. 3. Группа цвета льноволокна, определённая по сравниваемым способам
10
в результате проведенных исследований для практического применения пред­
ложен инструментальный метод оценки цвета (определения группы цвета) волокна. В
настоящее время на его основе в рамках плана государственной стандартизации на
2005 год разработан проект изменения в ГОСТ 24383-89. Проведено Всероссийское
согласительное совещание по данному проекту, где он рекомендован для внедрения и
использования в качестве стандартного метода.
Полученные результаты по цветометрии с использование трёх координат цвет­
ности явились также основой для разработки инструментального метода оценки вы­
лежки льняной тресты для определения показателя отделяемости волокна от древеси­
ны. Для реализации данного метода создан макетный образец прибора, в котором в ка­
честве чувствительного элемента применили специальный фотодиод и блок свето­
фильтров, при помощи которых происходит разложение отраженного от горсти стеб­
лей светового потока на три составляющие цвета (красную, зеленую и синюю). В про­
цессе дальнейщих исследований была получена регрессионная модель, связывающая
указанные составляющие цвета с отделяемостью волокна по Г О С Т 24383-89. Вид этой
модели следующий:
О = 12,449 - 0,0337К + 0,0039 3 - 0,0096 С,
где О - показатель отделяемости; К, 3, С - оценки значений красной, зеленой и синей
составляющих цвета.
Была проведена сравнительная проверка нового и стандартного метода опреде­
ления показателя отделяемости волокна (рис. 4). Оказалось, что значение коэффициен­
та корреляции статистически достоверное и высокое г = 0,98.
Констатировано, что новый метод позволяет существенно ускорить процесс оп­
ределения показателя отделяемости волокна и исключить субъективность при подго­
товке пробы стеблей к анализу. Разработанный метод и макетный образец прибора ре­
комендованы для использования Техническому комитету по стандартизации «Лубяные
культуры и продукция, производимая из них» Т К № 460.
74
' Я Фактическое значение
6,5
Q Расчетное значение
5,5
g 3,5
-
° 2,5 1,5
о
с
ш
0,5
-0,5 -
1
2
3
4
5
6
Классы партий тресты по показателю отделяемости
Рис, 4. Значения показателя «отделяемости...» при разных методах оценки
В четвертой главе представлены результаты исследований, направленные на
уточнение оценки качества льняной тресты с повышенной неровнотой свойств. В этой
связи проведен анализ причин, приводящих к образованию недоработанного волокна
11
на мяльно-трёпальном агрегате. Используя положения теории надёжности, исследова­
ны и выявлены закономерности формирования «недоработки» в процессе обескостривания стеблей лубяных культур. Предложен вариант интерпретации полученной веро­
ятностной модели, объясняющей образование недоработанного волокна (рис. 5). Был
сделан вывод, что величина закостренности будет определяться силами отрыва костры
N(k) и силами ее сцепления с волокном Р(к), а также разбросом этих параметров Д Р(к)
и Д N(k). Оказалось, что на уровень «недоработки» влияют, прежде всего, параметры
обрабатываемой тресты (определяющие массу костры и её связь с волокном), а также
условия обескостривания (определяющие величину сил отрыва костры от (из) волок­
на).
ДР(к)
AN(k)
80
90
100
ко.1нчество воздействий, к
110
Рис.5. Вариант геометрической интерпретации вероятностной
модели взаимодействия параметров N(k) и Р(к)
Получена рефессионная модель, определяющая взаимосвязь между содержани­
ем костры в волокне с одной стороны, а также свойствами тресты и режимами трепа­
ния - с другой:
CK=3,17-0,4I3*d-0,194*O+0,079''W-0,003*a),-0,004*0)2 ,
где С,, - содержание костры в волокне, % ; d - диаметр стеблей, мм; О - отделяемость
волокна от древесины, усл. ед.; W - влажность тресты после сушки, % ; coi - частота
вращения трепального барабана первой секции трепальной машины МТА, мин'';
С02 - частота вращения трепального барабана второй секции, мин"'.
Факт наличия недоработанного волокна определяется превышением фактиче­
ского значения С,, нормативного значения, указанного в действующем ГОСТ на льня­
ное трепаное волокно.
Обоснован алгоритм расчета изменения величины интегрального показателя ка­
чества (суммы проценто-номеров) в зависимости от величины варьирования длины и
группы цвета льняной тресты, которые корреляционно связаны с показателями диа­
метра и отделяемости. При его создании исхолили из формирования дополнительных
12
затрат на обработку недоработанных прядей, сверх или ниже положенных норм на
льнозаводе.
В конечном итоге на основании рассчитанных издержек на базе полученной
регрессионной модели, в зависимости от варьирования свойств партии льнотресты по
указанным показателям, обоснована система корректировки суммы проценто-номеров.
В этой же главе проведены исследования по совершенствованию сушеств5Тощей
градации номерного ряда. Используя положения теории вероятностей, обоснован ее
размер, исходя из уровня вариации интегрального показателя качества и его среднего
значения. Оказалось, что размеры сорто-номерного ряда должны быть укрупнены, а
разница показателей качества (проценто-номеров) между соседними номерами должна
уменьшаться по мере их роста. Установлено, что при таких условиях номерной ряд
может иметь следующий вид: 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5, 3 и более, то есть всего 6 градаций
взамен 11, используемых по существующему стандарту.
Для стимулирования производителя в повышении качества льняной тресты в ус­
ловиях применения укрупненной градации с использованием теории известного япон­
ского специалиста в области квалиметрии Тагути, предложены элементы дифферен­
циации внутри каждого интервала номерного ряда по величине интегрального показа­
теля качества (сумме проценто-номеров).
Использование нового варианта номерного ряда позволит снизить количество
случаев, при которых одна и та же партия тресты оценивается разными номерами.
Пятая глава посвящена разработке алгоритма определения номера и проверке
новых решений по инструментальной оценке качества льняной тресты. В результате
проведенных исследований разработаны и предложены для применения:
- усовершенствованный метод, который предусматривает определение выхода
длинного волокна со станка С М Т с использованием новой системы подготовки, осно­
ванной на предварительном определении структурных параметров горсти;
- определение группы цвета волокна инструментальным методом с использова­
нием сканера;
- косвенная оценка показателя отделяемости волокна по координатам цветности
стеблей тресты;
- алгоритм корректировки величины интегрального показателя качества в зави­
симости от уровня варьирования цвета волокна и длины стеблей.
На основе указанных разработок предложен новый способ оценки качества
льняной тресты (Патент Р Ф №2256012). Его проверку проводили в условиях Судиславского льнозавода и Всероссийского Н И И по переработке лубяных культур. Были
проанализированы около 20 партий разнокачественной тресты с целью определения её
номера по ГОСТ 24383-89 и по вновь предложенным методам и алгоритмам.
Результаты позволили заключить следующее (рис.6). Средний уровень оценки
остался на прежнем уровне. Взаимосвязь сравниваемых вариантов оценки достаточно
высокая. Было проведено распределение разностей оценок в сравниваемых вариантах
по классам свойств тресты (выход длинного волокна, показатель цвета, горстевая дли­
на и среднеквадратические отклонения по комлевым и вершинным концам). Получены
сходные закономерности изменения интегрального показателя качества по указанны
13
свойствам, что свидетельствует о приемлемости нового способа оценки качества льня­
ной тресты.
г=0^»9
140
160
180
200
220
240
Сумма ароцевто-вомеров е со<яветствии с
ГОСТ 24383-89
Рис. 6. Взаимосвязь сумм проценто-номеров,
определённых по стандартному и новому методам
На заключительных этапах работы проведен расчёт экономической эффективно­
сти новой системы инструментальной оценки качества льняной тресты. Используя об­
щепризнанную «Методику определения экономической эффективности использования
в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложе­
ний» установлено, что в расчёте на одну тонну льнотресты возможен экономический
эффект примерно 300 рублей. Отмечено, что при применении новой системы появля­
ются эффекты, величину которых не возможно оценить в денежном выражении. К ним
следует отнести повышение объективности анализов, их информативности, а также
возможности прогнозирования по результатам контроля технологических эффектов
переработки тресты в условиях льнозавода.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
1. Развитие методов оценки качества льняной тресты в основном осуществля­
лось по трём направлениям, а именно, путём создания'
• методов, основанных на учете количества и качества продуктов переработки
с применением промышленного оборудования;
•
•
инструментальных методов, обеспечивающих контроль отдельных свойств с
использованием лабораторных приборов;
комплексных методов, объединяющих элементы технологической и инстру­
ментальной оценки,
В настоящее время доминируют методы третьего направления. Однако они тре­
буют совершенствования оценки качества тресты, путем учета особенностей структу-
14
ры стеблей и их переработки в связи с повсеместным использованием в производстве
стланцевой тресты, а также внедрением интенсивных механизированных технологий
уборки льна с поля.
2. Основными причинами несоответствия выходов длинного волокна на лабора­
торном станке СМТ и на промышленном оборудовании являются разные условия фик­
сации пробы стеблей тресты при выделении из них волокна. Для обеспечения сходства
указанных условий необходимы сведения о средней длине стеблей в горсти и их рас­
тянутости по комлевым и вершинным концам.
3. Определение средней длины стеблей в горсти и их растянутости по комлевым
и вершинным концам можно осуществлять по результатам профилирования анализи­
руемой горсти стеблей и анализа аппроксимирующей кривой полученного профиля.
Предложенный инструментальный метод расчета L, a l , о2 позволяет получать резуль­
таты статистически не отличающиеся от реальных значений этих параметров
4. Усовершенствован метод определения выхода длинного волокна. Его основ­
ным отличием от существующего метода является необходимость расположения сере­
дины анализируемой горсти на транспортёре станка СМТ на расстоянии Z до зоны за­
жима. При этом величина Z функционально связана с L, a l , а2.
5. Для повышения объективности и информативности оценки цвета волокна не­
обходим контроль всех его составляющих: X , Y, Z.
Разработан инструментальный метод определения группы цвета волокна по
ГОСТ 24383-89. Его новизной является использование стандартных сканирующих уст­
ройств, алгоритм выбора размера сканирующих участков изображения, учёт трёх ко­
ординат цветности, а также применение приёма идентификации, основанного на ис­
пользовании дискриминантного анализа.
6. Разработан инструментальный метод контроля степени вылежки тресты, ос­
нованный на применении специального прибора, отличительной особенностью кото­
рого от ближайшего аналога (патент Украины № 27248) является использование трёх
координат цветности, связанных регрессионной зависимостью с показателем отделяемосги тресты по ГОСТ 24383-89.
7. Дано объяснение одной из причин образования «недоработки» Н. Установле­
но, что её уровень прежде всего определяется неровнотой свойств стеблей тресты, оп­
ределяющих их декортикационную способность. Предложено процесс выделения ко­
стры в ходе трепания рассматривать на основе взаимодействия двух комплексов слу­
чайных параметров, один из которых определяет степень связи костры с волокном, а
другой - массу костринок и величину сил, обеспечивающих вывод костры из волокна
в процессе обработки. Создана регрессионная модель взаимосвязи между параметром
«недоработки» и диаметром стеблей, их цветом, влажностью и частотой вращения тре­
пальных барабанов.
8. Разработан алгоритм корректировки интегрального показателя качества при
определении номера тресты в условиях превышения (занижения) нормативного уровня
«недоработки». Основой алгоритма является обеспечение адекватности величин упо­
мянутых корректировок затратам, связанным с переработкой недоработанного волок­
на.
15
9. Предложена уточнённая система градации номерного ряда. Основным эле­
ментом новизны данной системы является взаимосвязь величины градации с уровнем
разброса показателей качества. Кроме этого, используя метод Тагути, предложена не­
обходимость увеличения значений интегрального показателя' качества внутри каждого
интервала в номерном ряду.
10. Основными положениями совершенствования существующей системы мето­
дов испытаний льняной тресты по ГОСТ 24383-89 являются:
• использование нового метода расположения горсти стеблей тресты на
транспортере СМТ перед её обработкой;
• новый инструментальный метод определения фуппы цвета волокна и пока­
зателя отделяемости волокна;
• корректировка суммы баллов при определении номера тресты с учетом неровноты свойств стеблей тресты по их длине и цвету;
• усоверщенствованные градация и номерной ряд для определения качества
тресты.
11. Использование новых предложений по совершенствованию метода оценки
качества льняной тресты, обеспечивает более объективную и точную оценку ее каче­
ства. При их применении на практике возможно получение годового экономического
эффекта примерно 300 рублей в расчете на тонну тресты.
ПУБЛИКАЦИИ, ОТРАЖАЮЩИЕ ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. Виноградова А.Е., Ломагин В.Н., Пашин Е.Л. Определение цветовых характери­
стик волокна при определении качества льняной тресты. // Вестник ВНИИЛК, - 2003,
№ 1 . - С. 82...85.
2. Виноградова А.Е., Пашин Е.Л. Сравнительный анализ условий подготовки льня­
ной тресты перед обработкой на станке СМТ-200М и мяльно-трепальном агрегате. //
Вестник ВНИИЛК. - 2003, № 1.-С. 79... 82,
3. Румянцева И.А., Виноградова А.Е., Пашин Е Л. Закономерности удаления костры
и образование «недоработки» при получении трепаного льняного волокна. // Вестник
В Н И И Л К . - 2003, № 1 , с. 38...41.
4. Виноградова А.Е., Пашин Е.Л. Совершенствование метода определения выхода
длинного волокна. // Материалы международной научно-технической конференции
«Актуальные проблемы науки в АПК». - Кострома, К Г С Х А , 2004. - С. 16... 18.
5. Виноградова А.Е , Пашин Е Л. Обоснование размеров участков сканируемого изо­
бражения при определении цвета трепаного льна // Международная научнотехническая конференция "Актуальные проблемы переработки льна в современных
условиях": Тез. докл. - Кострома: К Г Т У , 2004. - С. 27.. .28.
6. Виноградова А.Е., Ломагин В.Н., Пашин Е.Л. Определение цветовых характери­
стик волокна при определении качества льняной тресты.// Материалы международной
научно-технической конференции «Новое в селекции, генетике, технологии, выращи­
вании, уборке, переработке и стандартизации лубяных культур». Сб трудов (выпуск
№3). - Глухов, Украина: Институт лубяных культур У А А Н , 2004. - С. 153.
16
7. Басова Н.В., Виноградова А.Е., Румянцева И.А. CoBep]pfcHtTi3^B^i|5:i|sfteMH це­
нообразования при заготовке тресты на льнозаводы. // Международная научнотехническая конференция "Актуальные проблемы переработки льна в современных
условиях": Тез. докл. - Кострома: К Г Т У , 2004. - С. 222...224.
8. Лешукова Г.Ю., Бухарина Е.А., Виноградова А.Е., Пашин Е.Л. Совершенствование
системы расчета с поставщиками льняной тресты. // Международная научнотехническая конференция "Актуальные проблемы переработки льна в современных
условиях": Тез. докл. - Кострома: К Г Т У , 2004. - С. 220.
9. Виноградова А.Е., Пашин Е.Л. Совершенствование размера градации критериев
качества при стандартизации льняной тресты. // Вестник К Г Т У . - 2004, № 9. - С. 5.. .7.
10. Виноградова А.Е., Ломагин В.Н. Применение метода колориметрии для сравни­
тельной оценки цвета льняного волокна. // Изв. вузов. Технология текстильной про­
мышленности. - 2004, № 4. - С. 16... 18.
11. Виноградова А.Е., Ломагин В.Н. Определение цветовых характеристик льняного
волокна. // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2004, № 5. С. 19...22.
12. Куликов А.В., Пашин Е.Л., Виноградова А.Е. Определение взаимосвязи свойств
трепаного льняного волокна с его цветом. // Изв. вузов. Технология текстильной про­
мышленности. - 2004, № 1.-С. 8...11.
13. Куликов А.В., Виноградова А.Е., Пашин Е.Л. Способ определения средней длины
льна. Патент Р Ф № 2240498, М К И D 01 С 1 7 G 01 В 5/02, Бюл. №32 от 20.11.2004 г.
14. Виноградова А.Е., Пашин Е.Л., Куликов А.В. Способ оценки качества льняной
тресты. Патент Р Ф №2256012, М К И D01B1/00, Бюл.№19от10.07.2005г.
15. Виноградова А.Е., Ломагин В.Н., Пашин Е.Л. Инструментальный способ оценки
степени вылежки льнотресты// Вестник В Н И И Л К . - 2005, №2, с. 104... 106.
16. Виноградова А.Е., Пашин Е.Л. Способ определения структурных параметров стеб­
лей льнотресты при оценке ее качества. Вестник В Н И И Л К . - 2005. №2, с. 110... 114.
РНБ Русский фонд
Анастасия Евгеньевна
Совершенствование метода оценки
2006-4
19961
Автореферат диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Подписано в печать 26.09.05. Формат бумаги 60x84 1/16.
Печать трафаретная. Печ. л . 1,0. Заказ 566. Тираж 100.
Р И С К Г Т У , Кострома, ул. Дзержинского, 17 .
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
828 Кб
Теги
bd000101024
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа