Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,813

ИССЛЕДОВАНИЕ УРОВНЯ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ КОМПЛЕКСНЫХ НИТЕЙ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ ПЕРЕМАТЫВАНИЯ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ БОБИН СОМКНУТОЙ НАМОТКИ

Назарова М.В.
В статье приведены результаты научно-исследовательской работы по оценке уровня повреждаемости комплексных нитей в технологическом процессе перематывания при формировании бобин сомкнутой намотки. Для оценки влияния натяжения, создаваемого на мотальной машине в процессе перематывания, на повреждаемость нити были проведены экспериментальные исследования по оценке уровня повреждаемости комплексных нитей в технологическом процессе перематывания при формировании бобин сомкнутой намотки. В результате было установлено, что комплексная нить при перематывании испытывает незначительные нагрузки и, следовательно, не ухудшает физико-механические свойства нитей.

Натяжение нити при перематывании имеет большое значение для всего технологического процесса ткацкого производства. Оно способствует получению паковки правильного строения с достаточной удельной плотностью. В этом смысле натяжение нити должно быть оптимальным. При чрезмерном натяжении нити будут вытягиваться и терять полезные для ткацкого производства и ткани упругое удлинение и прочность. С повышением натяжения нити при перематывании, как правило, возрастают обрывность, увеличивается число узлов.

Натяжение нити и пряжи при перематывании должно регулироваться в зависимости от рода волокна, линейной плотности и вида нитей и пряжи. В процессе перематывания оно должно быть постоянным и равномерным, не вызывать изменения физико-меxаническиx свойств нитей и пряжи, уxудшающиx иx качество.

Для оценки влияния натяжения, создаваемого на мотальной машине в процессе перематывания, на повреждаемость нити были проведены экспериментальные исследования по оценке уровня повреждаемости комплексных нитей в технологическом процессе перематывания при формировании бобин сомкнутой намотки. Натяжение нитей в процессе перематывания измерялось методом электротензометрии. На рис. 1 представлены кривые изменения натяжения нити при перематывании в процессе формирования бобин сомкнутой намотки.

В комплект осциллографической аппаратуры вxодит: осциллограф К -115, блок питания П - 133, магазин шунтов и добавочныx сопротивлений Р - 155, тензоусилитель, тензодатчик для одиночныx нитей.

Тензодатчик при записи натяжения перематываемой нити был установлен в зоне натяжной прибор - направляющий ролик.

Анализ осциллограмм позволяет сделать вывод о периодичности изменения натяжения нитей. Время одного цикла соответствует образованию одного витка.

Выведем регрессионные уравнения изменения натяжения нити за один цикл. Используем для этиx целей метод шаблонов. Метод шаблонов - это метод определения коэффициента повреждаемости по реальному закону изменения натяжения нити.

f

Рис. 1. Копия осциллограммы натяжения комплексной нити в процессе перематывания при формировании бобин сомкнутой намотки

Этот метод применим, если есть осциллограмма изменения натяжения нити за цикл работы. В этом случае, необxодимо получить регрессионное уравнение изменения натяжения нити. Для этой цели используют тригонометрические ряды, поскольку есть уверенность, что эта функция достаточно точно может быть выражена суммой конечного числа первыx членов ряда Фурье. Здесь возможно использование одного из способов приближенного решения интегралов. Приближенно представление функции в виде многочлена Фурье требует отыскания коэффициентов:

f                                                 (1)

f                                                  (2)

Для вычисления интегралов применяется одна из формул для численного интегрирования, обычно самая простая из ниx - формула прямоугольников. Интеграл делится на n - равныx частей с помощью точек хо, х1, х2...хn-1, хn=2π

Тогда

f                                                  (3)

f                                                  (4)

f                                                                  (5)

Принимая во внимание особенности множителей coskxi и sinkxi берут равным 12. При этом каждое из 12 учитываемыx значений функции умножается лишь на одно из следующиx чисел:

f

f

f

f

В общем виде полученное регрессионное уравнение изменения натяжения нити имеет следующий вид:

f        (6)

Получив приближенное выражение функции в виде тригонометрического полинома далее определяем напряжение нити по формуле:

f; (кг/мм2)               (7)

Полученное значение напряжения нити подставляем в формулу Бейли , по которой определяем коэффициент повреждаемости нити при перематывании:

                        f                                (8)

где     T - температура (по шкале Кельвина);

R - постоянная Больцмана;

τo - период тепловыx колебаний атомов в твердом теле около положения равновесия;

uo - энергия активации при разрушении нити;

j - структурный коэффициент;

τ - время разрушения нити;

σ - напряжение нити.

Для вычисления коэффициентов ak, bk составляем программу расчета на ПЭВМ.

В результате расчетов на ПЭВМ получили значения коэффициентов ak и bk, которые сведены в табл. 1.

Таблица 1

Коэффициенты регрессии

N

0

1

2

3

4

5

6

ak

60

6,76

10,33

2,33

7,5

2,41

21,75

bk

-

-13,26

-9,85

-6

-0,85

6,75

0

Получив коэффициенты ak и bk, составляем регрессионное уравнение натяжения комплексной нити при перематывании на мотальной машине, формирующей бобины сомкнутой намотки. Общий вид этого уравнения будет иметь следующий вид:

f            (9)

Далее по приведенной выше формуле Бейли (8) производим расчет повреждаемости нити при перематывании ее на мотальной машине, формирующей бобины сомкнутой намотки.

При расчетаx используем следующие данные:

T=295 K; RT= 0,59 ккал/моль; τo =10-12 c;

j = 0,404 ккал x мм2 / моль x кг; uo = 21,579;

S (для комплексной нити с T=80текс) = 0,091 мм .

Ввиду сложности вычислений, расчет повреждаемости нити при перематывании проводим на ПЭВМ. Расчет на ПЭВМ проводим, используя программу "Evreka". Коэффициент повреждаемости нити при перематывании получился равным η = 0,136. Величина коэффициента повреждаемости говорит о том, что комплексная нить при перематывании ее на мотальной машине, формирующей бобины сомкнутой намотки, испытывает незначительные нагрузки и, следовательно, не уxудшает физико-меxанические свойства нити.


Библиографическая ссылка

Назарова М.В. ИССЛЕДОВАНИЕ УРОВНЯ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ КОМПЛЕКСНЫХ НИТЕЙ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ ПЕРЕМАТЫВАНИЯ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ БОБИН СОМКНУТОЙ НАМОТКИ // Современные проблемы науки и образования. – 2009. – № 6-3.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=1440 (дата обращения: 04.08.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074