Programación Ingeniería Mecánica UPB:Grupo 1420 04

Resumen

Para realizar una buena producción de calidad en la industria textil, es necesario tener en cuenta el estiraje real o total de las fibras que se procesan. Aplicando diferentes técnicas en maquinaria para este proceso, tal como: el manuar y la mechera, y junto a un control de producción, se logra mayor eficiencia y precisión en la manufactura textil.

Introducción

Hoy en día las hilanderías textiles siguen necesitando de operarios para asegurar el correcto funcionamiento de la maquinaria. Generalmente se considera necesario tener dos o tres operarios por maquina, los cuales se encargan de prevenir algún tipo de falla durante el proceso de estiraje, las cuales son muy comunes y frecuentes por lo que tener tanto personal se ha hecho necesario hasta la fecha. Como todo proceso, este cuenta con numerosas normas que restringen o definen diferentes acabados y dimensiones en la producción de telas. Hacer los cálculos de producción tiende a confundir mucho al operario encargado ya que necesita de numerosas ecuaciones de conversión para cada una de las unidades que determina la norma, y finalmente darle la orden a la maquina. En caso de que ocurra un error al hacer el cambio de norma pertinente, lo cual se hace frecuente, genera retrasos en la producción y numerosas perdidas para la empresa, entre estas, perdidas de personal.

Marco teórico

Estiraje

El estiraje es crucial en la preparación para la hilatura, con consideraciones practicas y mecánicas.

El estiraje es el adelgazamiento de una cinta o mecha al hacer deslizar fibras unas sobre otras. El valor numérico del estiraje E viene dado por la relación entre la longitud final de la cinta L1 y la primitiva L. E es un numero abstracto y es siempre positivo.

          $E={\frac {L_{1}}{L}}$

-Los hay de $4/4$ , que consisten en cilindros inferiores metálicos y ranurados, los cilindros superiores están recubiertos de goma sintética y con el tiempo deben cuantificarse para evitar problemas de operación.

Cambio de unidades textiles

Sistema Directo

Dentro de este sistema se encuentran: tex, dtex, denier.

Este sistema se caracteriza por tener una longitud Constante, acá destacamos las siguientes aplicaciones de este: A continuación se presentan todas las ecuaciones para poder transformar las unidades y poder pasar de un sistema a otro.

Tex

El Tex es un sistema que se utiliza para todos los hilos. Representa la cantidad de gramos que pesan 1.000 m de hilo.

como pasar de tex a las otras unidades:

tex a dtex:

          $dtex=10\cdot tex$

tex a denier:

          $den=tex\cdot 9$

tex a Número métrico:

          $Nm={\frac {1000}{tex}}$

tex a Número ingles del algodon:

          $Nec={\frac {590.54}{tex}}$

tex a Número ingles de la lana:

          $New={\frac {885.8}{tex}}$

tex a Número ingles del lino:

          $Nel={\frac {1653.5}{tex}}$

tex a granos por yarda:

          $grains/yd={\frac {tex}{70.86}}$

Decitex

El deciTex es un sistema utilizado para filamentos sintéticos que expresa la masa en gramos de 10.000 m de hilo. Es un submúltiplo del Tex que puede aplicar a todos los hilos. Se expresa también junto con el título o número de filamentos y el número de cabos que componen el hilo. Ejemplo, como pasar de dTex a las otras unidades:

dtex a tex:

          $tex={\frac {dtex}{10}}$

dtex a denier:

          $den=dtex\cdot 0.9$

dtex a Número métrico:

          $Nm={\frac {10000}{dtex}}$

dtex a Número ingles del algodon:

          $Nec={\frac {5905.4}{dtex}}$

dtex a Número ingles de la lana:

          $New={\frac {8858}{dtex}}$

dtex a Número ingles del lino:

          $Nel={\frac {16535}{dtex}}$

dtex a granos por yarda:

          $grains/yd={\frac {dtex}{708.6}}$

Denier

El denier es un sistema utilizado para filamentos sintéticos continuos. Representa la masa en gramos de 9.000 m de hilo.

como pasar de denier a las otras unidades:

den a tex:

          $tex={\frac {den}{9}}$

den a dtex:

          $dtex={\frac {den}{0.9}}$

den a Número métrico:

          $Nm={\frac {9000}{den}}$

den a Número ingles del algodon:

          $Nec={\frac {5314.9}{den}}$

den a Número ingles de la lana:

          $New={\frac {7972.3}{den}}$

den a Número ingles del lino:

          $Nel={\frac {14882}{den}}$

den a granos por yarda:

          $grains/yd={\frac {den}{637.7}}$

Sistema inverso

Expresan cuánto mide un determinado peso de hilo. Se llaman inversos justamente porque cuanto mayor es el número más delgado es el hilo [1]. Dentro de este sistema se encuentran: Ne, Nm

A continuación se presentan las ecuaciones necesarias para poder transformar las unidades.

Número métrico

El número métrico es un sistema utilizado generalmente para hilos de fibras largas (Lana o Acrílico). Representa el número de metros que pesan 1 gr.

Ejemplo, como pasar de Número Métrico a las otras unidades:

Nm a tex:

          $tex={\frac {1000}{Nm}}$

Nm a dtex:

          $dtex={\frac {10000}{Nm}}$

Nm a denier:

          $Nm={\frac {9000}{Nm}}$

Nm a Número ingles del algodon:

          $Nec=Nm\cdot 0.5905$

Nm a Número ingles de la lana:

          $New=Nm\cdot 0.8858$

Nm a Número ingles del lino:

          $Nel=Nm\cdot 1.6535$

Nm a granos por yarda:

          $grains/yd={\frac {14.1}{Nm}}$

Número inglés del algodón

Se representa por la sigla Nec, se le adiciona una 'c' para identificar que pertenece a la fibra de algodón (Cotton). Ejemplo, como pasar de Número inglés del algodón a las otras unidades:

Nec a tex:

          $tex={\frac {590.54}{Nec}}$

Nec a dtex:

          $dtex={\frac {5905.4}{Nec}}$

Nec a denier:

          $Nm={\frac {5314.9}{Nec}}$

Nec a Número metrico:

          $Nec=Nec\cdot 1.6934$

Nec a Número ingles de la lana:

          $New=Nec\cdot 1.5$

Nec a Número ingles del lino:

          $Nel=Nec\cdot 2.8$

Nec a granos por yarda:

          $grains/yd={\frac {8.33}{Nec}}$

Número inglés de la lana

Se representa por la sigla New, se le adiciona una 'w' para identificar que pertenece a la fibra de lana (Wool) Ejemplo, como pasar de Número inglés de la lana a las otras unidades:

New a tex:

          $tex={\frac {885.8}{New}}$

New a dtex:

          $dtex={\frac {8858}{New}}$

New a denier:

          $Nm={\frac {7972.3}{New}}$

New a Número metrico:

          $Nec=New\cdot 1.13$

New a Número ingles del algodon:

          $New={\frac {New}{1.5}}$

New a Número ingles del lino:

          $Nel=New\cdot 1.87$

New a granos por yarda:

          $grains/yd={\frac {12.5}{New}}$

Número inglés del lino

Se representa por la sigla Nel, se le adiciona una 'l' para identificar que pertenece a la fibra de lino (Linen). Ejemplo, como pasar de Número inglés del lino a las otras unidades:

Nel a tex:

          $tex={\frac {1653.5}{Nel}}$

Nel a dtex:

          $dtex={\frac {16535}{Nel}}$

Nel a denier:

          $Nm={\frac {14882}{Nel}}$

Nel a Número metrico:

          $Nec=Nel\cdot 0.6048$

Nel a Número ingles del algodon:

          $New={\frac {Nel}{2.8}}$

Nel a Número ingles del lino:

          $Nel={\frac {Nel}{1.87}}$

Nel a granos por yarda:

          $grains/yd={\frac {23.33}{Nel}}$

Granos por yarda

Se representa por la sigla grains/yd.

grains/yd a tex:

          $tex=grains/yd\cdot 70.86$

grains/yd a dtex:

          $dtex=grains/yd\cdot 708.6$

grains/yd a denier:

          $Nm=grains/yd\cdot 637.7$

grains/yd a Número metrico:

          $Nec={\frac {14.1}{grains/yd}}$

grains/yd a Número ingles del algodon:

          $New={\frac {8.33}{grains/yd}}$

grains/yd a Número ingles del lana:

          $Nel={\frac {12.5}{grains/yd}}$

grains/yd a Número ingles del lino:

          $grains/yd={\frac {23.33}{grains/yd}}$

Ecuación De Estiraje

El estiraje se va a identificar con la letra E. Tenemos dos tipos de estiraje, el estiraje practico (Valores reales) y el estiraje mecánico (Valores teóricos), generalmente obtenidos de una transformación de movimiento. La diferencia del valor entre los estirajes estará dado por el desperdicio producto del material aprovechado.

Estiraje Practico (Total)

          $ED={\frac {ET}{EQ}}$

Estiraje Mecánico

          $ER={\frac {EM}{{manuar}\cdot {K}}}$ 
          
         * $K=1.3$  Valor Constante

Diseño de la solución

Para controlar uno de los problemas de la hilatura que es el estiraje y este es el corazón del manuar y ejerce una influencia decisiva en la calidad del hilo final.

Se tuvo en cuenta el problema que se le genera al operario tener que calcular el estiraje, que la maquina no rompa el hilo y volver a empalmar, puede ser algo difícil y mas si no maneja las unidades textiles en cuanto entra y como se lo piden que salga, el no calcular el estiraje generaría un problema en el telar haciendo que haya irregularidades en el hilo, que las fibras no se paralicen; por esta razón es muy importante solucionar este problema, de lo contrario toda la producción sería pérdida y tomada como subproducto.

Descripción del software

Se desarrolló un programa en Matlab sobre el estiraje de fibras textiles; éste programa recibe como información la cantidad de toneladas de materia prima con que se alimenta a un proceso de hilandería textil, que entra con una unidad textil determinada en un estudio sobre las propiedades físicas de la fibra a hilar; en este estudio se puede saber la finura de la fibra, resistencia, neps, humedad, entre otros, y se genera la unidad textil , de igual forma se le hace saber al operario las toneladas que se necesitan de dicha fibra hilada, en este programa se calcula el estiraje mecánico y estiraje total de la fibra y el restante se toma como subproducto o basura de la materia prima que se verifica en una gráfica.

Manual de usuario

1. El operario debe tener información de las propiedades de la fibra mencionadas anteriormente.

2. Ingrese esta información en el los campos del programa.

    *Alimentación : Toneladas.
                   unidad textil.
    
    *Producción : Toneladas.
                unidad textil.
    *Manuares.

3. Oprimir el botón calcular.

4. Presione en botón graficar.

5. Si desea puede presionar limpiar los datos en caso de error al ingresarlo y repetir el procedimiento.

6. Para abandonar click en salir.

Resultados

programa con primer intento de combinación de unidades

programa con segundo intento de combinación de unidades

programa con tercer intento de combinación de unidades

Cronograma

Conclusiones

Con base en los resultados obtenidos por el programa se realizaron las siguientes conclusiones:

Logramos crear un programa que facilite a los operarios de las fabricas textiles los cálculos que deben realizarse para obtener el estiraje de las fibras de las telas.

Para el desarrollo del proyecto, Matlab nos facilitó el trabajo de programar el script de la interfaz.

Luego de probar el programa con varios cálculos para el estiraje, se notó el cumplimiento del proyecto inicial que era facilitar a los operarios realizar su trabajo.

Trabajo futuro

Para próximas versiones:

El programa podrá realizar no solo cálculos de resistencia, sino neps, humedad, entre otros.

El programa podrá usarse simultáneamente para hacer cálculos diferentes donde se pueda comparar entre varias posibilidades.

El programa podrá ejecutarse en idiomas diferentes donde se maneje el entorno textil.

Referencias

http://es.wikiversity.org/wiki/ProgramacionIngenieriaMecanicaUPB:Grupo_03

http://www.xtec.cat/~cgarci38/ceta/tecnologia/hilatura.htm

http://alesitatextil.blogspot.com/2011/11/estiraje.html