LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Розвиток наукових основ створення низькомодульної технології рідинної обробки ниток у пакуваннях

функціональній ознаці, структурним рівням, неоднорідностям структури, природі явищ, стадіям формування пакування й періодам обробки. Показано, що головним і найбільш складним у структурному відношенні елементом системи є тіло пакування.

Виконано структурну декомпозицію технологічної системи формування структури пакування хрестового намотування по структурних рівнях, по стадіях формування, по неоднорідностях структури, по взаємодії компонентів структури, по компонентах і параметрах траєкторії навівання нитки. Пакування представлене як чотирьохрівнева структура "тіло пакування – нитка – пасмо – волокно", проникання часток корисної речовини в яку відбувається поетапно в послідовності "міжнитковий простір – міжпасмовий простір – міжволоконний простір – поверхня волокна – внутріволоконний простір". Сформульовано модельне уявлення про структуру тіла пакування на рівні нитки, що складається із шарів, утворених прошарками. Кожний прошарок формується в процесі намотування із чотирьох компонентів траєкторії навівання нитки – правої спіралі, правого еліпсу, лівої спіралі, лівого еліпсу.

Охарактеризовано предмет дослідження — стандартне пакування хрестового намотування циліндричної форми, сформоване на циліндричній основі за допомогою мотального барабанчика постійного кроку, — на всіх розглянутих структурних рівнях. Дано обґрунтування вибору параметрів нитки — бавовняної утокової пряжі лінійної густини 29,4 текс 2. На кожному структурному рівні установлені характерні неоднорідності.

Виконано аналіз впливу неоднорідностей структури пакування на результати рідинної обробки, встановлено негативний характер впливу. Показано, що лімітуючою стадією процесу фарбування є стадія проникання часток барвника в ділянки контактних площадок перетинання витків.

Відрізки двох витків (рис. 1), що перетинаються в контактній площадці під впливом сил міжвиткового тиску й пружності нитки, перебувають у стані динамічної рівноваги. У результаті поперечної деформації витків змінюється площа контактної площадки, а також величина міжцентрової відстані витків а. Перше приводить до локальної зміни пористості нитки, а друге - зміні міжниткової пористості. Результати аналізу механізму впливу структури пакування на процес фарбування ниток з урахуванням її напружено-деформованого стану й перехідних явищ показують, що найбільш важкодоступними для барвника є волокна в зоні контактних площадок, розташовані в шарі на поверхні патрона й у торцевих ділянках, товщиною близько 10–2 м.

Як основу побудови комп'ютерної моделі, поряд з результатами структурної декомпозиції, необхідно одержати кількісні залежності ступеня деформації пересічних витків від зусиль, що діють у контактній площадці, і інших параметрів, які мають вплив на результати технологічного процесу намотування.

У третьому розділі досліджено деформований стан нитки, у тому числі вирішені наступні завдання: розроблено й виготовлено лабораторний комплекс для вивчення поперечної деформації витків в окремо взятій контактній площадці; побудовані експериментальні залежності ступеня поперечної деформації витків у контактній площадці від зусиль пережиму й натягу нитки; побудована експериментальна залежність відносного подовження нитки від величини розтяжного зусилля й зворотна їй залежність.

Необхідність створення спеціального комплексу обумовлена специфікою об'єкта дослідження — нитки, — поперечні розміри якої не перевищують часток міліметра, вимірювані деформації — сотих часток міліметра, а висока чутливість структури нитки до механічних впливів виключає застосування контактних методів виміру.

Вимірювальний комплекс (рис. 2) складається з вузла завдання натягу гілок нитки й фіксації їх у контактній площадці перетинання, вузла настроювання зусилля пережиму й вузла безконтактного виміру поперечної деформації.

Вузол натягу включає два вільно обертових на нерухомих осях шківа 1 і 2, які обгинає нитка 3, утворюючи дві гілки, що перетинаються у контактній площадці 4 під кутом a. Один з кінців нитки нерухомо закріплений у точці 5, а до іншого кінця прикладене розтяжне зусилля Т, рівномірно розподілене між гілками нитки завдяки наявності шківа 1. Вузол завдання зусилля пережиму нитки складається з нерухомої площадки 6 і плоского торця 7 штока 8, орієнтованих паралельно один одному й площині, у якій розташована контактна площадка 3, а також пружини 9, що працює на стиск, лівий кінець якої діє на шток 8, а правий може переміщатися уздовж осі штока 8 за допомогою вилки, укріпленої на каретці 10, під дією ходового гвинта 11, який приводять в обертання ручкою 12.

Вузол виміру ступеня деформації нитки в контактній площадці 4, що містить оптичну систему 13 зі шкалою окулярного мікрометра 14, побудований на базі бінокулярного мікроскопа. Вимір можливий як у процесі візуального спостереження оператором 15, так і за допомогою цифрової камери 16, що передає відеосигнал у комп'ютер за допомогою USB інтерфейсу 17.


Фрагмент цифрового мікрофотографічного зображення двох гілок нитки, які перетинаються у контактній площадці, представлений на рис. 3. Верхня нитка стикається з нерухомою опорною поверхнею, нижня — контактує з торцем штока. По центру видно вертикальну вимірювальну шкалу окулярного мікрометра.

В ході експерименту значення зусиль пережиму й натягу змінювали в межах 0,02...0,49 Н. Кут перетинання гілок нитки в контактній площадці a = 24, кількість повторних вимірів у кожній точці n = 5.

Отримані масиви даних результатів виміру поперечного розміру нитки піддавали обробці за допомогою спеціально складеної програми. З довірчою ймовірністю P = 0,955 максимальне значення помилки не перевищило 2,5 %.

У результаті обробки отримані сукупності експериментальних точок, представлені у вигляді графічних залежностей у двох системах координат: зусилля пережиму — поперечний розмір нитки (рис. 4) і зусилля натягу — поперечний розмір нитки (рис. 5).

Встановлено, що сукупність експериментальних точок залежності відносної зміни поперечного розміру нитки від зусилля пережиму найбільш точно апроксимується сімейством статечних функцій виду

Із рис. 4 видно, що з ростом зусилля пережиму поперечний розмір перетину нитки убуває. При цьому швидкість убування максимальна при малих значеннях зусилля пережиму, а потім швидкість зменшується. Видно також, що натяг значно впливає на величину поперечного розміру деформованих гілок нитки, причому ріст натягу приводить до зменшення відносної деформації гілок нитки в контактній площадці їхнього перетинання.

Сукупність експериментальних точок відносної зміни поперечного розміру ниток, які перетинаються, від зусилля їхнього натягу для заданих значень зусилля пережиму Р апроксимована сімейством експонент виду

Таблиця 1

Значення коефіцієнтів апроксимуючої