مدل‌سازی دستگاه بافندگی فرش

مدل‌سازی دستگاه بافندگی فرش – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

مدل‌سازی جزء محدود ساختار دستگاه بافندگی فرش / دار قالی

چکیده

صنعت فرش دستباف به منظور برآورده‌سازی نیازهای مربوط به تولید فرش‌های با کیفیت و میزان مطلوب تولید می بایست تکنولوژی بافندگی خو را بروزرسانی نماید. دستگاه های بافندگی فرش / دار قالی کنونی از چوب ساخته شده که در نتیجه مستعد حمله موریانه می‌باشند. علاوه بر این، جنگل زدایی یکی از معضلات مرتبط با  استفاده از چوب بشمار می آید. به علاوه، بوسیله کشیدگی ریسمان، قوه کششی یا سفتی مورد نیاز نخ‌های تار حاصل می‌شود. در این راستا، نیروی کشش مورد نیاز را می‌بایست ۲ الی ۳ نفر در طی ۴۰ الی ۴۵ دقیقه تأمین نمایند. راهکار سنتی ایجاد نیروی کششی مطلوب به عنوان یک کار طاقت فرسا و پر مشقت تلقی شده و می‌بایست تغییراتی را در آن اعمال داشت. به منظور اجتناب از مشکلات فوق الذکر، در این مبحث یک دستگاه بافندگی / دار قالی بافی فلزی پیشنهاد شده است که کار بافندگی را آسان می‌سازد، اما در عین حال ذکر این مطلب ضروری است که هزینه چنین سیستمی بیشتر خواهد بود. در این دستگاه ارتقاء یافته، لوله مارپیچی، چرخ دنده حلزونی و چرخ ضامن دار / شیطانک جهت ایجاد کشش در تیر پایینی و قفل شدگی در تیر بالایی به ترتیب به کار گرفته می‌شوند. در این مقاله، آنالیز جزء محدود دستگاه بافندگی فلزی جهت تعیین تنش‌ها و انحراف‌های حیاتی در اجزای آن بکار گرفته می‌شود، بگونه ای که قابلیت انتخاب اندازه ‌های بهینه و شکل‌های مطلوب اجزای ساختاری وجود داشته باشد.

کلمات کلیدی: دستگاه بافندگی فرش، روش جزء محدود و ساختار

۱– مقدمه

بافندگی فرش دستی به طرق مختلف متفاوت از دستگاه های بافندگی منسوجات دستی می‌باشد ]۱[. بافندگی دستی منسوجات تقریبا جای خود را به دستگاه‌های برقی پیچیده داده اند اما فرآیند مشابهی برای بافندگی فرش رخ نداده است که علت آن را می‌توان سیستم ذاتی گره زنی آن و ارزش زیبایی شناسی مرتبط با فرش های سنتی دانست. فرش شرقی‌، همانگونه که در شکل ۱ نشان داده شده است، در حالتی بافته می‌شود که دار قالی به صورت تقریبا ثابت و عمودی در جلوی روی بافنده قرار گرفته است. طول مورد نیاز نخ‌های تار که بر روی تیر / بیم بالایی پیچیده شده اند تحت عنوان چله نخ تار یا غلطک حاوی نخ تار خوانده می‌شود و بوسیله جفتی از ستون‌های به بلندی تقریبا ۸/۱ پشتیبانی می‌گردد. دسته ای از نخ‌های پشمی‌ یا ابریشمی‌که بین چله قالی درج می‌گردند، با تار و پود همانگونه که در شکل ۲ نشان داده شده است به هم بافته شده یا گره زده می‌شوند. این فرآیند در امتداد کل ردیف ادامه می‌یابد. متعاقبا، ردیف مربوطه با استفاده از ابزاری تحت عنوان بیتر / کوبه پرس می‌شود ]۱[. فرآیند گره زنی قالی برحسب طرح قالی ادامه می‌یابد. به طور سنتی، قالی‌های مشرقی بر روی دستگاه‌های بافندگی یا دارهای چوبی بافته می‌شوند (شکل ۱)، که دیگر از نقطه نظر اقتصادی‌، محیطی و کاربردی به واسطه دلایل ذیل به صرفه نیستند ]۲-۳[:

۲– اجزای دستگاه بافندگی و کارکرد آنها

در مفهوم نساجی و اصطلاحات مربوط بدان، بخشی که برای چرخاندن و حلقه نمودن نخ‌های تار و قالی از آن استفاده می‌شود تحت عنوان بیم / چله خوانده می‌شود، که عمدتا به ترتیب شامل چله‌های بالایی و چله‌های پایینی، بخش‌های ۴ و ۷ شکل ۳، می‌باشند. با این وجود عملکرد آنها بسیار پیچیده می‌باشند. ]۵[. از نقطه نظر عملکرد چله- نخ تار به صورت تدریجی مقادیر طول مساوی را برای کلیه نخ‌های تار به هنگام پیشرفت فرآیند بافندگی حاصل می‌آورد و علاوه بر این کشش مناسبی را در کلیه نخ‌های تار به وجود می‌آورد. بین دو مکانیزم تغذیه نخ قفل شده تا قابلیت فراهم آوردن کشش مناسب را داشته باشد. با این وجود همچنان گوناگونی در کشش نخ‌های تار در طی حرکت تشکیل دهنه وجود دارد که بر روی کیفیت فرش تأثیرگذار خواهد بود.

۴– نتایج

مدل جزء محدود در Ansys7 ارائه گردیده و نهایتا حل شد ]۷[. نمودار بردار انحراف دار قالی در شکل ۶ نشان داده شده است که در آن حداکثر انحراف، ۹۷/۱۸ میلیمتر، در اتصال شماره ۸، شکل ۳، رخ می‌دهد. علاوه بر این نمودار تنش مؤثر von-Mises نیز در شکل ۷ نشان داده شده است. تنش حداکثری ۴۸/۱۴۶ MPa در گره‌های وسطی بیم به وجود می‌آید. با این حال، تنش ۹۱/۲۳۵ MPa در اتصال شماره ۶ ستون‌، یعنی در شکل ۳ رخ می‌دهد. در مرجع ]۴[، تنش‌های حداکثری به صورت تحلیلی از طریق این فرض که تیرها دارای پشتیبانی اندکی هستند و ستون‌ها به عنوان ستون‌های ثابت انتها آزاد محاسبه می‌شوند، مشخص خواهند شد. بنابراین، مقادیر مربوطه در مقایسه با مقادیر حاصل آمده با استفاده از ابزار FE بیشتر هستند، یعنی ANSYS 7 همانگونه که در جدول ۵ مشخص شده است.

۵– نتیجه گیری

یک دستگاه قالی بافی / دار قالی فلزی جهت فایق آمدن بر مشکلات دارهای چوبی موجود در مقاله Saha و همکاران ]۳[ ارائه شده است. به منظور کاهش وزن و هزینه، بهینه‌ سازی اجزا حیاتی آن، که عمدتا شامل تیرها و ستون‌ها هستند در مرجع ]۴[ اعمال شد. برای ارزیابی حقیقی بارها، آزمون کششی نخ تار جهت حصول منحنی بار- دفرمه شدگی انجام شد. تحلیل جزء محدود (FEA) اجزای مرتبط در این مقاله جهت تصدیق نتایج تنش و انحراف که برای بهینه‌سازی در مرجع ]۴[ به کارگرفته شد اعمال گردید. FEA به هنگامی ‌مهم می‌باشد که ویژگی‌ها و شرایط حقیقی را نتوان به آسانی در قالب تحلیلی آن اعمال داشت ]۴[، همانگونه که این مورد در ارتباط با اتصال بین تیر و ستون‌ها صحت دارد. نتایج مدل FE قابل قیاس با نتایج حاصله از معادلات تحلیلی می‌باشند ]۴[.