Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОЦИКЛОВЫХ И ПОЛУЦИКЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НИТЕЙ ДО И ПОСЛЕ ТКАЧЕСТВА

Назарова М.В., Романов В.Ю.
Данная работа посвящена экспериментальным исследованиям основных параметров строения и свойств петельных тканей. С целью изучения физико-механических свойств петельных тканей было определено влияние заправочного натяжения нитей коренной основы, заправочного натяжения нитей петельной основы и величины задней части зева на свойства исследуемых тканей и нитей коренной и петельной основ. Исследовались многоцикловые и полуцикловые характеристики нитей до и после ткачества.
петельные ткани
натяжение нитей

Одной из составляющих изменения прочностных характеристик ткани является изменение механических свойств нитей при формировании из них ткани.

Основными показателями механических свойств нитей являются полуцикловые и многоцикловые разрывные нагрузки, а также многоцикловые истирающие нагрузки.

В качестве объекта исследования была выбрана хлопчатобумажная петельная ткань. Особенностью строения петельной ткани является то, что для её выработки требуется две системы основных и одна система уточных нитей. Характеристика исследуемой петельной ткани представлена в таблице 1.

Таблица 1

Характеристика исследуемой ткани [5, 7] 

Параметры

Размерность

Величина

1

2

3

Сырье: основа

уток

-

-

х/б

х/б

Линейная плотность нитей:

коренная основа

петельная основа

уток

 

текс

текс

текс

 

20х2

29х2

50

Плотность ткани по направлению:

коренной основы

петельной основы

утка

 

нит/дм

нит/дм

нит/дм

 

130

130

175

Размеры суровой ткани

см

41х82

Уработка нитей [6]:

коренной основы

петельной основы

утка

 

%

%

%

 

12

70,7

3,1

Поверхностная плотность ткани

г/м2

380

Коренная основа переплетается с утком переплетением полурепс основный 2/1, петельная основа переплетается с утком также переплетением полурепс основный 2/1, соотношение между числами основных нитей равно 1:1. К опушке ткани будет одновременно прибиваться три уточные нити, так как раппорт по утку равен 3.

Анализ многочисленных научных исследований [1-4] показал, что технологические параметры заправки ткацкого станка оказывают значительное влияние на строение и свойства тканей, выработанных на ткацком станке, а также на свойства нитей, используемых в ткачестве. Для выявления изменения свойств нитей до и после процесса ткачества, в зависимости от заправочных параметров станка, испытания проводились для нитей коренной и петельной основ, вынутых из ткани и сравнивали полученные показатели с аналогичными показателями свойств этих нитей до ткачества.

Испытания нитей на устойчивость к многоцикловым нагрузкам - выносливости к многократному растяжению и стойкости к истиранию, позволяют установить пригодность сырья для выработки ткани заданного строения на данном типе станка. Полуцикловые характеристики - разрывная нагрузка и разрывное удлинение дают информацию о предельных возможностях материала.

Разрывная нагрузка и удлинение нитей основы и утка определялись на универсальной разрывной машине ФП-10. Испытания проводились в соответствии с ГОСТ 6611.2-73.Определение долговечности нитей при истирании проводили на приборе ИПП. Испытания проводились в соответствии с ГОСТ 66110-73

Долговечность нитей при многократном растяжении определяли с помощью пульсатора ПН-5 по ГОСТ 28890-90.Результаты исследования нитей коренной и петельной основы и утка до ткачества на устойчивость к воздействию многоцикловых и полуцикловых нагрузок приведены в таблице 2.

Таблица 2

Устойчивость нитей до ткачества к многоцикловым и полуцикловым нагрузкам 

Вид пряжи

Усталостное разрушение, циклов

Истирающее разрушение, циклов

Разрывная нагрузка,

гс

Разрывное удлинение, %

Коренная основа (20 х 2 текс)

9155

185

480

6,45

Петельная основа (29 х 2 текс)

10250

310

700

6,50

Уток (50 текс)

-

253

600

6,21

Между нитями в процессе ткачества происходит зацепление и трение друг о друга. При большом количестве, хоть и располагаются нити основы на ткацком станке параллельно друг относительно друга, такие взаимодействия приводят к их обрывности.

Результаты исследования нитей коренной и петельной основы и утка после ткачества на устойчивость к воздействию многоцикловых и полуцикловых нагрузок приведены в таблице 3.

Таблица 3

Устойчивость нитей после ткачества к многоцикловым и полуцикловым нагрузкам 

Вид пряжи

Усталостное разрушение, циклов

Истирающее разрушение, циклов

Разрывная нагрузка, гс

Разрывное удлинение, %

Коренная основа (20 х 2 текс)

7250

140

400

5,8

Петельная основа (29 х 2 текс)

9200

290

630

6,25

Уток (50 текс)

-

248

550

6,10

Для оценки степени влияния основных технологических параметров выработки петельной ткани на свойства ткани в качестве управляемых параметров выбраны:

Х1 - заправочное натяжение коренной основы, сН;

Х2 - заправочное натяжение петельной основы, сН;

Х3 - величина задней части зева (вынос зева), мм.Эксперимент проводился по одной из матриц Бокса - В3, так как она удовлетворяет требованиям оптимальности оценок коэффициентов модели и выходных параметров при меньшем числе опытов.

В таблице 4 представлены результаты исследования нитей основы и утка, вынутых из ткани, на стойкость к истиранию. Испытания проводились на самоистирание пряжи в петле до полного разрушения по стандартной методике.

Таблица 4

Изменение в процессе ткачества свойств нитей - стойкость к истиранию 

N

п/п

Заправочное натяжение коренной

основы, сН

Заправочное натяжение петельной основы, сН

Вынос

зева, мм

Стойкость к истиранию, циклов

Коренная основа

Петельная основа

Уток

код.

нат.

код.

нат.

код.

нат.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

+

70

+

40

+

410

113

220

179

2

-

40

+

40

+

410

121

240

186

3

+

70

-

20

+

410

129

250

171

4

-

40

-

20

+

410

127

254

155

5

+

70

+

40

-

310

136

270

149

6

-

40

+

40

-

310

112

230

198

7

+

70

-

20

-

310

111

220

165

8

-

40

-

20

-

310

122

245

169

9

+

70

0

30

0

360

121

220

205

10

-

40

0

30

0

360

124

250

109

11

0

55

+

40

0

360

115

230

125

12

0

55

-

20

0

360

138

276

108

13

0

55

0

30

+

410

133

265

149

14

0

55

0

30

-

310

125

250

142

Так как многоцикловые нагрузки, а именно, выносливость к многократному растяжению на станке испытывают нити основы, то испытания проводились только для коренной и петельной системы нитей.

Результаты исследования нитей вынутых из ткани на выносливость к многократному растяжению приведены в таблице 5.

Таблица 5

Изменение в процессе ткачества свойств нитей - выносливость к многократному растяжению 

N

п/п

Заправочное натяжение коренной

основы, сН

Заправочное натяжение петельной основы, сН

Вынос

зева, мм

Выносливость к многократному растяжению

Коренная основа

Петельная

основа

код.

нат.

код.

нат.

код.

нат.

1

+

70

+

40

+

410

6872

8500

2

-

40

+

40

+

410

6834

8300

3

+

70

-

20

+

410

6917

8900

4

-

40

-

20

+

410

5127

7600

5

+

70

+

40

-

310

6655

8811

6

-

40

+

40

-

310

6213

8610

7

+

70

-

20

-

310

5214

7800

8

-

40

-

20

-

310

6514

9110

9

+

70

0

30

0

360

6754

9210

10

-

40

0

30

0

360

6897

9420

11

0

55

+

40

0

360

6633

9020

12

0

55

-

20

0

360

5321

7950

13

0

55

0

30

+

410

6795

9020

14

0

55

0

30

-

310

6843

9150

После математической обработки результатов экспериментальных исследований [1, 3, 4], на ЭВМ получены следующие уравнения регрессии:

- стойкость к истиранию нитей коренной основы (циклов)

а

- стойкость к истиранию нитей петельной основы (циклов)

2

- стойкость к истиранию нитей утка (циклов)

3

- выносливость к многократному растяжению коренной основы

5

- выносливость к многократному растяжению петельной основы

5

В качестве метода оптимизации исследуемого технологического процесса использован метод канонического преобразования математической модели. Построены двухмерные сечения поверхности отклика при фиксированном третьем факторе.

На основании анализа уравнений регрессии, характеризующих двухмерные сечения и изучения графического изображения сечений поверхностей отклика можно сделать следующие выводы:

1) максимальное влияние на полуцикловые характеристики (разрывная нагрузка и разрывное удлинение) нитей основы и утка оказывает заправочное натяжение нитей основы;

2) максимальное влияние на стойкость к истиранию нитей коренной основы оказывает заправочное натяжение нитей петельной основы;

3) максимальное влияние на стойкость к истиранию нитей петельной основы оказывает заправочное натяжение нитей петельной основы;

4) максимальное влияние на стойкость к истиранию нитей утка оказывает заправочное натяжение нитей петельной основы;

5) оптимальные технологические параметры выработки петельных тканей, позволяющие вырабатывать ткань с максимальной стойкостью к истиранию нитей коренной основы (Y7 = 137,6 цикла) следующие: Х1 = 48,4 сН; Х2 = 30 сН; Х3 = 410 мм;

6) оптимальные технологические параметры выработки петельных тканей, позволяющие вырабатывать ткань с максимальной стойкостью к истиранию нитей петельной основы (Y8 = 278,3 цикла) следующие: Х1 = 48,5 сН; Х2 = 30 сН; Х3 = 410 мм;

7) оптимальные технологические параметры выработки петельных тканей, позволяющие вырабатывать ткань с максимальной стойкостью к истиранию нитей утка (Y9 = 193,5 цикла) следующие: Х1 = 70 сН; Х2 = 41,1 сН; Х3 = 410 мм;

8) максимальное влияние на выносливость к многократному растяжению коренной основы оказывает заправочное натяжение нитей петельной основы;

9) максимальное влияние на выносливость к многократному растяжению петельной основы оказывает заправочное натяжение нитей петельной основы;

10) оптимальные технологические параметры выработки петельных тканей, позволяющие вырабатывать ткань с максимальной выносливостью к многократному растяжению нитей коренной основы (Y10 = 7592 цикла) следующие:

Х1 = 70 сН; Х2 = 43,5 сН; Х3 = 410 мм;

11) оптимальные технологические параметры выработки петельных тканей, позволяющие вырабатывать ткань с максимальной выносливостью к многократному растяжению нитей петельной основы (Y8 = 9618 циклов) следующие:

Х1 = 40 сН; Х2 = 365,6 сН; Х3 = 310 мм.

Список литературы

  1. Назарова М.В. Метод получения математической модели натяжения основы на ткацком станке при использовании интерполяционного полинома Стирлинга // Технология текстильной промышленности. - 2007. - 5. - С. 32-34.
  2. Назарова М.В. Эффективность использования различных полиномов при исследовании натяжения нитей по переходам ткацкого производства // Технология текстильной промышленности. - 2007. - 2. - С. 48-50.
  3. Назарова М.В., Березняк М.Г. Использование интерполяционного полинома Чебышева для анализа натяжения нитей основы // Фундаментальные исследования. - 2006. - 12. - С. 73-74
  4. Назарова М. В., Березняк М. Г. Разработка автоматизированного метода приближения функций с использованием полинома Лагранжа для описания технологического процесса ткачества // Успехи современного естествознания. - 2006. - 12. - С. 90-91
  5. Назарова М.В., Романов В.Ю. Анализ напряженно-деформированного состояния основных нитей на ткацком станке СТБМ-180 при выработке петельных тканей (статья) // Современные проблемы науки и образования. - 2007. - 4. - С. 111-117.
  6. Назарова М.В., Фефелова Т.Л. Исследование влияния величины уработки основных и уточных нитей на свойства ткани вельвет-корд // Успехи современного естествознания. - 2008. - 12. - С. 71-72.
  7. Романов В.Ю. Определение оптимальных параметров изготовления хлопчатобумажной ткани (статья) //Известия Вузов: Технология текстильной промышленности. - Иваново, 2008. - 2. - С. 64-66.

Библиографическая ссылка

Назарова М.В., Романов В.Ю. ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОЦИКЛОВЫХ И ПОЛУЦИКЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НИТЕЙ ДО И ПОСЛЕ ТКАЧЕСТВА // Современные проблемы науки и образования. – 2010. – № 6. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=4561 (дата обращения: 17.10.2021).

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