دانشنامه نساجی دانشجو

دستگاه اوستر

 

دستگاه اوستر براساس تغییرات ظرفیت خازن ساخته شده است دراثر جریان مستقیمِD.cباولتاژ  یک میدان الکترونیکی بین دوصفحه ی خازن ایجاد می شود اکنون اگر یک ماده ی عایق دربین دوصفحه ی ان قرار داده شود میدان الکترونیکی تقویت شده وتغییری درمدار الکترونیکی به وجود می اوررد که به وسیله ی یک امپر متر دقیق قابل اندازه گیری است باعبور دادن مواد نساجی از بین دوصفحه ی خازن الکترونیکی متناسب با تغییرات جرم مواد تغییراتی درظرفیت خازن به وجود امده که این تغییرات خود باعث به وجود امدن تغییراتی درفرکانس یک نوسانگر فرکانس بالا خواهد شدسپس تغییرات فرکانس این نوسانگر بانوسانگر ثابت دیگری مقایسه شده وتفاوت دوفرکانس به صورت ولتاژالکتریکی در می اید که این ولتاژ به دستگاه انتگراتور (برای نشان دادن نا یکنواختی به صورت درصد میانگین انحرافات%Uودرصد ضریب تغییرات%cvوبه دستگاه ثبات (برای رسم منحنی نایکنواختی)فرستاده می شود

انتخاب نمونه:

برای انتخاب  نمونه به صورت تصادفی از محصولات ماشین های ریسندگی  نمونه برداری می شود

وسایل مورد نیاز:

وسایل مورد نیاز جهت تعیین نایکنواختی محصولات ریسندگی یک دستگاه کامل اوستر به شرح زیر می باشد

ا-دستگاه سنجش یک نواختی

2-دستگاه انتگراتور

3-دستگاه نشان دهنده ی عیوب

4-دستگاه اسپکتروگراف

5-دستگاه ترسیم منحنی سنجش یک نواختی

6-دستگاه ترسیم منحنی اسپکتروگراف

 

 

 

شرح ازمایش

اصول کاردستگاه اوستر یاسنجش نایکنواختی ویکنواختی براساس خازن الکتریکی میباشد بدین صورت که اوستر تغییرات جرم مواد نساجی را(نخ,نیمچه نخ,فتیله,بالش وبالشچه)رااز الیاف مختلف طبیعی ومصنوعی و نیمه مصنوعی درواحد طول اندازه گیری می نماید یعنی باعبور موادنساجی ازبین صفحات خازن الکتریکی متناسب باتغییرات جرم مواد تغییراتی درظرفیت خازن  الکتریکی به وجود اورده که این تغییرات باعث بوجودامدن تغییراتی درفرکانس شده وتغییرات فرکانس باثابت دیگری مقایسه  گردیده ودرنتیجه ی تفاوت دوفرکانس بصورت ولتاژ الکتریکی درامده سپس توسط دستگاه بصورت %u,و%Vنشان داده می شود

خازن ها

خازن ها به منظور سنجش یک نوتختی دراندازه های مختلف درروی دستگاه اوستر قرار داده شده اند که نسبت به نمرات مختلف از ان استفاده می کنند

تذکر:درحین آزمایش وجود هر نوع ناخالصی دربین خازن ها باعث اشتباه در مقدارu%و%cvمی شود برای تمیز کردن خازن ها از یک برگ کاغذ خشک استفاده کنید

نسبت بین سرعت مواد وکاغذ

سرعت مواد باید طوری انتخاب گردد تا قلم ثبات قادر به ثبت فرکانس هایی باشد که از تغییرات موج های کششی به وجود می ایدنسبت بین سرعت مواد وکاغذ ترسیم منحنی داده شده است

سرعت مواد روی دستگاه اوستر 4و8و50و100و200یارد دردقیقه وسرعت کاغذ ترسیم منحنی 1و2و4و10و20و40اینچ دردقیقه است که باانتخاب سرعت مواد وسرعت کاغذ نسبت بین ان ها را در جدول به راحتی می توان پیدا نمود

 برای مثال اگر سرعت مواد 8یارد دردقیقه وسرعت کاغذ 4اینچ دردقیقه باشد نسبت این دو1به 72 است یعنی 1اینچ سرعت کاغذ برابر با72 اینچ سرعت مواد است این نسبت با توجه به تغییرات زیر انتخاب می گردد

برای تغییرات کوتاه به نسبت 8تا20

برای تغییرات متوسط به نسبت 40تا160

برای تغییرات بلندبه نسبت 200تا2000

دستگاه نشان دهنده ی عیوب

این دستگاه عیوبی مانند نپ,نقاط نازک,ضخیم رااز سیگنال هایی که به وسیله ی واحد اصلی به دستگاه نشان دهنده ی عیوب تغذیه می گردد تعیین می کند

دستگاه اسپکتروگراف

دستگاه اسپکتروگراف یکی از قسمت های مهم اوستر است وکار ان نشان دادن طیف یک نواختی از نمونه ی مواد ازمایش است طی این ازمایش سیگنال هایی از دستگاه تشخیص یک نواختی به دستگاه اسپکتروگراف می رسد پس از 5الی10 دقیقه بافشار دادن دکمه ی مربوط منحنی اسپکتروگرام روی کاغذ ثبات رسم می گردد با اسپکتروگرام به دست امده به راحتی می توان محل عیب راتشخیص داد عیوب معمولا به دودسته زیر تقسیم می شوند

عیوب مکانیکی

عیوب مکانیکی فقط مربوط به عوامل مکانیکی ماشین هاست مانند خارج از مرکز بودن غلتک ها یا کجی محورها برای تعیین عیوب  مکانیکی دوروش کلی محاسبه ای وتاکومتر وجود دارد

روش تاکومتر:دراین روش بااستفاده از یک دورسنج می توان به عیوب مکانیکی پی برد

=גּ

روش محاسبه ای:ازروی دیاگرام انتقال نیرو بامشخص بودن تعداددندانه ها مقدار کشش بین قسمتها ناحیه ی معیوب رامشخص می کنیم

عیوب موج های کششی

 موج های کششی دزنواحی کششی ابتدا باید طول موج رامشخص نمودطول موج بلندترین دامنه دراسپکتروگرام طول موج متوسط نامیده می شود

  در طی عملیات ریسندگی staple مخصوصاً با الیاف طبیعی باید جریاینی از میلیونها لیف را که هر کدام ساختار متفاوتی با بقیه دارند و حتی مقداری از الیاف غریبه و خارجی را به همراه خود دارد را به صورت نخ با ساختاری یکنواخت چه از نظر تاب ، وزن واحد طول ، قطر ، رنگ ، استحکام و ... تبدیل شود . بسیاری از این مشخصات به هم وابسته بوده و با آندازه گیری و آنالیز تغییرات در آنها می توان به یکنواختی و با عدم یکنواختی در نخ پی برد . از گذشته به طور معمول اندازه گیری وزن واحد طول نخ را با یکنواختی آن مرتبط می دانند و از این شیوه نه تنها برای اندازه گیری یکنواختی نخ که برای دیگر تولیدات مراحل ریسندگی چون فتیله و نیمچه نخ هم استفاده می کنند .

فرض کنید لایه ای از الیاف داریم و آن را به قطعات کوچکی با طولهای یکسان میبریم . می توان وزن هر کدام از این قطعات را اندازه گیری نموده و در یک گراف با فواصل مشخص علامت زده و آنها را به هم وصل کنیم . (مانند شکل 1-1 ) حال اگر توسط یک خط افقی مقدار متوسط داده ها را مشخص کنیم می توانیم شمایی از میزان تغییرات در وزن این قطعات نسبت به میانگین را ببینیم .

این اطلاعات پایه می تواند به روش های دیگری به صورت داده های عددی بیان گردد. مثلا ً میانگین و ضریب تغییرات را محاسبه و بیان کنیم .

انحراف از میانگین همواره به صورت رندم رخ نمی دهد . نقاط موجود در دیاگرام مناطق نازک و ضخیم را در نخ نمایش می دهد . این مناطق نازک و ضخیم به سطح مقطع و طول اندازه گیری شده وابسته می باشند .

 

 

 

 

 

 

طبقه بندی عیوب نخ

عیوب نخ می توانند در اندازه سطح مقطع و یا در طول متفاوت باشند .مشخصات اصلی  این عیوب بر اساس اندازه آنها ، طولشان و فرکانس تکرار در آنها بنا نهاده میشود .

-         یکنواختی

-         عیوب

-         عیوب نخ قابل اعتراض

یکنواختی

در تمامی مواد تولیدی ریسندگی ( فتیله ، نیمچه نخ و نخ ) توزیع الیاف در طول متفاوت می باشد . برای مثال اگر یک نخ را

در چند جای متفاوت ببریم تعداد الیاف در سطح مقطع در هر کدام از این قطعات متفاوت می باشد . به صورت معمول شانس یافتن +- 40% از تغییرات در هر اندازه گیری وجود دارد . در ضمن این تغییرات تحت دتاثیر ظر افت الیاف ، ضریب تغییرات ظرافت آنها  و جنس آنها نیز می باشد . تغییرات در وزن واحد طول نخ وابسته است به میزان تغییرات در الیاف تشکیل دهنده آن و به نام یکنواختی شناخته می شود . (Um%  و CVm%   )

این مقادیر به ریسنده کمک می کند تا ماشین آلات را طوری تنظیم نماید تا الیاف در طول نخ به یکنواخت ترین حالت ممکن قرار گیرند .

عیوب

مناطق ضخیم ، نازک و نپ جزء عیوب نخ محسوب می شوند . عیوبی که  به صورت معمول به +\-100%  محدود می شوند معمولا ً تعداد کمی هستند و باید ترجیحا ً  به صورت جداگانه شمرده شوند تا اینکه با مقادیر یکنواختی Um%   که به سختی تخت تاثیر آنها قرار می گیرد در یک گروه آورده شوند . به طور معمول اگر ناحیه ای مساحت سطح مقطعی برابر +30% تا +100% بیشتر از میانگین داشته باشد را منطقه ضخیم و اگر -30% تا -70% ک.چکتر باشد درا ناحیه نازک گویند . اساس اندازه گیری نپ ها طولی برابر 1mm  می باشد . طول مبنی برای اندازه گیری نقاط ضخیم و نازک 5/1 برابر طول استیپل الیاف تشکیل دهنده آن نخ می باشد .تعداد این عیوب در 1000m   و یا یک یارد گزارش می گردد . این اطلاعات بر اساس  Hand book   شرکت PRIMIER  تنظیم شده و در مواردی ممکن است در تعاریف متفاوت

باشد .

عیوب نخ

نواحی را که طولی بیش تر از 1mm   و افزایش مساحت سطح مقطعی بیش از 100% داشته باشند را جزء عیوب نخ طبقه بندی می کنند .

 

 

مبانی اندازه گیری

آزمایش های یکنواختی درجه نایکنواختی را در نخ ، فتیله و نیمچه نخ بوسیله اندازه گیری تغییرات جرم در طولی از آن که برابر صفحه خازن آندازه گیر می باشد محاسبه می کند . (شکل 1.3)

اصول کار این خازن ها بر این اساس است که آنها خازنهایی با عایق هوا می باشند . عبور نخ و یا فتیله که خود عایق جریان الکتریکی هستند از میان صفحات خازن باعث تغییر در ضرفیت آن می شود که دستگاه آین تغییرات ظرفیت را با جرم نخ عبوری مرتبط کرده مقدار آن را محاسبه می کند . حال اگر متریال مورد آزمایش به صورت ممتد از مابین صفحات خازن عبور کند تغییر در ظرفیت خازن با تغییر در وزن واحد طول آن ماده وابسته خواهد شد که آن واحد سطح برابر با طول صفحات خازن می باشد . این تغییرات در ظرفیت در یافت شده ، تقویت می گردد و به صورت های محتلف گزارش می شود .

 

براورد عددی تغییرات جرم

یک گراف تغییرات جرمی همانند شکل 1-1 می تواند شمای خوبی از تغیر را به ما بدهد ولی در مورد تغییرات کوچک و یا دامنه تغییر مانند عیوب کوتاه و ایا بلند و غیره در آن گراف ها سخت و زمان بر می شود و به همین علت نیاز به براورد های عددی نمایان می گردد.

مقادیر عددی

Um%  - یکنواختی جرمی با طولهای اندازه گیری شده تقریبا ً 1 cm   

Cvm% - ضریب تغییرات جرمی با طول برشی برابر 1cm  

C v% - ضریب یکنواختی جرمی برای طول برشی برابر با 1 ، 3 ، 10 ,   50  و یا 100 متر inter or half inter mode)

Max and min mass variation - بالاترین و پایین ترین مقدار جرمی اندازه گیری شده در حالت    

نرمال  و یا با طول برشهای متفاوت .

Index(i) - ارتباط بین cvm و یکنواختی که می تواند در الیاف ایده آل شکل بگیرد .

Imperfection/km - تعداد افزایش وزن ها (نقاط ضخیم) ، کاهش وزن ها (نقاط نازک   ) و نپ ها اندازه

گیری شده تحت شرایط زیر :

نقاط نازک :  -30% ، -40% ، -50% ، -60%

نقاط ضخیم : +35% ، +50% ، +70% ، +100%

نپ: +140% ، +200% ، +280% ، +400%

مقادیر پیشنهادی :

برای نخ رینگ :  -50% ، +50% ، +200%

برای نخ اپن اند :  -50% ، +50% ، +280%

 

Relative count                         انحراف نسبی نمره الیاف

  بر روی دیاگرام  تغییرات جرمی در مقابل زمان اطلاعات به صورت ترکیبی از عیوب مختلف که بر هم منطبق شده و همدیگر را تشدید کرده اند نشان داده می شود . ولی با این حال روی این دیاگرام اطلاعاتی چون نقاط نازک و ضخیم و نپ ها به خوبی مشخص هستند . تصاویر زیر به صورت شماتیک نحوه شناسایی این مناطق بر روی نمودار را نشان می دهد .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

از سوی دیگر فرض کنید یک فتیله را آزمایش میکنیم  و از سوی دیگر اطلاع داریم که غلتک جلویی آن زدگی دارد . حال اگر قطر این غلتک 32 میلی متر باشد و با توجه به اینکه بعد از غلتک تولید دیگر کششی به مواد اعمال نظده است پس باید در هر دور غلتک که تولیدی برابر محیط خود ایجاد کرده است یک عیب شکل بگیرد  پس فاصله این عیوب باید برابر با 32X  3.14   بوده و برابر با 100.43  میلی متر و یا 10 سانتی متر باشد . به بیان دیگر این عیب موجی با طول موج برابر 10 سانتی متر بر روی نمودار ایجاد خواهد کرد . باز باید به این نکته اشاره کرد که با توجه به اینکه عیوب دیگر نیز به صورت هم زمان ایجاد نایکنواختی هایی بر روی رشته تولیدی و به بیان دیگر در نمودار ایجاد می کنند . در نتیجه شناسایی طول موجهای هر عیب بر روی نمودار به سادگی امکان پذیر نمی باشد . به همین دلیل شرکت های سازنده دستگاه های یکنواختی با کمک توابع ریاضی نمودار را تحلیل کرده و دیاگرام دیگری را با نام اسپکتروگراف ارائه می کنند . این دیاگرام شدت هر عیب را در مقابل طول موج رسم می کند . در این حالت با توجه به این نمودار می توان طول موج هر عیب را یافته و در صورت شدید شدن عیب در یک طول موج خاص نسبت به مابقی دیاگرام طول موج نقطه معیوب را بیابیم .

 

همانطور که در شکل نیز به صورت شماتیک نشان داده شده است عیوب نشان داده شده در این دیاگرام به دو دسته کلی تقسیم می شوند . عیوب میله ای که نشان دهنده عیوب پریودیک بوده و از خرابی غلتک های کشش و یا قسمتی از سیستم انتقال حرکت ناشی می شوند . پیدا کردن محل این عیوب به این صورت است که محیط هر غلتک کششی رادر کشش هایی که بعد از آن غلتک وجود داشته تا زمانی که رشته مورد آزمایش قرار گرفته است ضرب کرده و طول موجی را که آن غلتک می توانسته بوجود آورد را بدست می آوریم در این حالت با توجه به تنظیمات اعمال شده در خط می توان لیستی از طول موجهایی که هر بخش می تواند ایجاد کند تهیه کرده و در صورت بروز عیب پریودیک و مشاهده آن در دیاگرام ناحیه آسیب دیده به راحتی پیدا شده و می توان رفع عیب نمود . نوع دیگری از عیوب که در این دیاگرام ها قابل مشاهده است به صورت یک تپه خود را نشان می دهد که به عیب های کششی معروف است و به علت بد تنظیم شدن فواصل کششی ایجاد می شود . طول موجی که فواصل کششی می توانند ایجاد کنند برابر است با 2.82X  طول متوسط الیاف   . اگر این عیب در ناحیه عقب و یا در ماشین های قبل تولید شده باشد بایددر کشش های بعدی اعمال شده بر رشته ضرب شود .

دستگاه های آزمایشگاهی اندازه گیری یکنواختی معمولاً نتایج خود را به سه روش ارئه می دهند . دیاگرام تغییرات جرمی ، اسپکتوگراف و جدول داده های عددی . نتایج سه آزمایش انجام شده بر روی فتیله ، نیمچه نخ و نخ انجام شده به پیوست ارائه می شود .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در نمودار اسپکتوگرام بالا که متعلق به یک فتیله با نمره گرم در متر 4 می باشد می توان به آسانی عیب پریودیکی با طول موج 11 سانتی متر یافت که به احتمال زیاد مربوط به غلتک تولید ماشین کشش می باشد . از سوی دیگر دیاگرام در ناحیه بین 20 تا 60 سانتی متر بلند تر از حد معمول است که می تواند ناشی از یک عیب کششی باشد . به هر حال دستگاه اوستر قادر است عیوب را به رنگ قرمز در آورده و نشان دهد . در ناحیه عقب با مرکزیت 2 متر هم می توان عیب کششی را دید . در کنار این مسأله در جدولی اطلاعاتی  که نشان دهنده می زان نایکنواختی محصول است را ارائه کرده است  که با توجه به جداول سطوح اوستر می توان  در رابطه با آنها قضاوت کرد . لازم به ذکر است که جداول سطوح اوستر بیشتر در رابطه با نخ گرد

آوری شده اند و هنوز برای فتیله و نیمچه نخ اطلاعات چندان دقیقی را ارئه نمی کنند .

 

جداول بالا نتایج آزمایش یک نیمچه نخ می باشد . همانطور که می توان دید در این نیمچه نخ هم عیوب کششی و هم عیوب پریودیک قابل مشاهده می باشد . ولی با توجه به آنکه  بلند ترین طول موج عیب دیده شده حدود 2 متر می باشد به احتمال زیاد عیوب ایجاد شده توسط همین ماشین ایجاد شده است ولی برای  پیدا کردن محل دقیق عیب بایدتنظیمات ماشین را به همراه مشخصات آن داشته باشیم .

 

اطلاعات ارائه شده در بالا مربوط به یک نخ نمره 30 انگلیسی بوده که مورد آزمایش قرار گرفته است . بر اساس جداول سطوخ اوستر می توان نتایج عددی به دست آمده از این نخ را در سطح جهانی بررسی نمود . نکته جالب آن است که با توجه به جداول اوستر تمامی نتایج به دست آمده  برای هر کدام از گزینه های بالا مثل نقاط نازک ، نقاط ضخیم و Cv%  و ... در سطح 50% می باشد . این بدین معناست که 50 % از کارخانه های شرکت کننده در این آمار گیری قادر بوده اند به این سطح کیفی دست یابند . بنابر این هر چه به سمت سطح کیفی 5% اوستر نزدیک شویم به کیفیت بالاتری دست یافته ایم و بدین معناست که به سطحی دست یافته ایم که تنها 5% از کارخانه های جهان به آن دست یافته اند .برای این  مقایسه با سطوح اوستر از جداول اوستر موجود در آزمایشگاه استفاده شد . 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل وقسمت های دستگاه اوستر

درکلید  test type:دوحالت نرمال واینرت را توضیح دهید؟

درحالتی که کلید روی حالت نرمال باشد کلیه تغییرات کوتاه ومتوسط وبلند راثبت می کند واگر حالت اینرت باشد یک مدار مخصوص مانند صافی عمل نموده وتغییرات کوتاه رااز حالت متوسط وبلند جدا می کند

کلیدRengofscaleراتوضیح دهید؟

این کلید حدود نوسانات راباتوجه به ضخامت مواد نساجی که ازمایش می شود تنظیم می گردد که از اعداد5/12-25-50-100درصد روی ردیف کلید ها مشخص شده است

نخ:100 %          فتیله:25 %         نیمچه:50 %         بالش وبالشچه:5/12%

 

 برگرفته از وبلاگ http://nasaji-yazd.blogfa.com/