LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Удосконалення технології виготовлення базальтових тканин

тканини силу прибивання утокової нитки з урахуванням рівнонатягнутого зіву можна записати:


Рпр = Qсумcosαо – Qт , (1)


де Рпр – сила прибивання, сН/нитку;

Qсум – "сумарний" (враховує вплив трьох факторів) натяг нитки, сН/нитку;

αо – половина кута зіву при прибиванні;

Qт – натяг тканини при прибиванні, сН/нитку.

З робіт Єфремова Е.Д., Мігушова І.І., Васильченко В.М., Щербаня В.Ю. і інших авторів відомо, що на натяг основних ниток у зоні формування тканини впливають три основні фактори, що відображають специфічні властивості матеріалу, що переробляється: тертя, зминальність і жорсткість ниток на вигин.

Сумарний натяг основної нитки, з урахуванням розглянутих факторів, можна розглядати як суму трьох доданків:


Qсум = Qo(тр) + Qo(зм) + Qo(виг), (2)


де Qo(тр) – натяг основної нитки біля опушки тканини при прибиванні

внаслідок тертя між нитками;

Qo(зм) – -//- внаслідок зминальності обох систем ниток;

Qo(виг) – -//- внаслідок впливу жорсткості на вигин основних і утокових ниток.


Вплив перших двох факторів (тертя і зминальності нитки) на її натяг вивчено проф. Васильченко В.М. і представлено у вигляді рівняння рівноваги:


Qo(тр+зм) = Qn(1+С1)(1+С2)n-1exp[rуφ/(rу+rо)], (3)


де С1 = kdo/dy·(sinαo + sinα); (4)


С2 = 2kdo/dy·sinα ; (5)


φ = α1 + 2·α·(n –1). (6)


Qn – натяг основної нитки за межами зони формування тканини, сН/нитку;

k – коефіцієнт зминальності ниток;

n – розрахункове число утокових ниток зони формування тканини;

– коефіцієнт тертя між нитками;

do, dy, ry, ro – розрахункові діаметри і радіуси основної й утокової ниток, мм;

φ – розрахункова величина сумарного кута обхвату утокових ниток

основними у зоні формування тканини, рад;

α1, α – кут нахилу першої і n-ої основних ниток, рад;

2·α – кут обхвату утоку основною ниткою, рад.

Третю складову натягу основної нитки біля опушки тканини, що враховує її опір жорсткості на вигин, можна визначити, розглядаючи рух жорсткої нитки на вигин по нерухомому циліндру сумірному з діаметром нитки. Цей натяг викликаний силою тертя на дузі обхвату між контактуючими поверхнями основної й утокової ниток Qo(виг1) і додатково силою тертя в точках входу і сходу Qo(виг2)


Qo(виг) = Qo(виг1) + Qo(виг2). (7)


Натяг Qo(виг1), викликаний силою тертя на дузі обхвату, може бути враховано формулою Єфремова Е.Д. з урахуванням впливу товщини нитки:


Qo(виг1) = Qnexp[βrуφ/(rу+rо)sinβ], (8)


де β – кут нахилу утокової нитки в тканині.

Натяг Qo(виг2) викликаний місцевим тертям у точках входу і сходу нитки і залежить від кута жорсткості нитки на вигин, що визначається формулою:

cosγо = 1- EI / 2Qo(rу+rо), (9)


де EI - жорсткість нитки на вигин, сНмм; γо – кут жорсткості нитки, рад.

Якщо комплексну кручену базальтову нитку розглядати як механічну систему, що складається з окремих філаментів (елементарних волокон), то величина коефіцієнту жорсткості нитки на вигин буде визначена за формулою



де - момент інерції перерізу окремого філаменту;

- діаметр перерізу окремого філаменту;

n - число філаментів, з яких складається комплексна нитка.

Цей натяг Qo(виг2) можна визначити так:


Qo(виг2) = Т0 + 2Т1 + 2Т2 + · · · + 2ТК + 2ТК+1 + · · · + 2Тn-1 + Тn (11)


де Т0 Тn - місцеві сили тертя в точках входу і сходу ниток.


У свою чергу: Т = ·Р·β/sinβ = 'Р = 'sinγо, (12)


де ' = β/sinβ - приведений коефіцієнт тертя, з урахуванням прогину утоку;


Р – перерізуюча сила, що визначає в точках входу і сходу ниток величину

місцевої нормальної реакції N.

Тоді натяг Qo(виг2) можна записати як:


Qo(виг2) = (Qo + 2Q1 + 2Q2 + · · · + 2Qк + 2Qк+1 + · · · + 2Qn-1 + Qn)'sinγ. (13)


Або Qo(виг2) = [Qo + 2(Q1 + Q2 + · · · + Qк + Qк+1 + · · · + Qn-1 + Qn) - Qn]'sinγ. (14)


Якщо Qк = Qк+1 [1 + 2k·(do/dy)sinα]exp[2'ryα/(ry+ro)],


тоді Qк / Qк+1 = [1 + 2k·(do/dy)sinα]exp[2'ryα/(ry+ro)] = q, (15)


де q - знаменник геометричної прогресії.

Суму членів геометричної прогресії визначимо як:


∑Q1n = Qn (qn – 1)/(q – 1). (16)


Підставивши (16) у (14) і зробивши деякі перетворення, одержимо:


Qo(виг2) = [Qo + Qn {(2qn – 1)/(q – 1) – 1}]'sinγ. (17)


З урахуванням (17), (8) і (3) рівняння (2) після деяких перетворень одержимо у вигляді:


Qсум = Qn[(1+С1)(1+С2)n-1(1+С3)+1]exp['rуφ/(rу+rо)] + Qn {(2qn – 1)/(q – 1) – 1}С3 (18)


де С3 = 'sinγ . (19)


Задаючись мінімально-необхідним натягом тканини при прибиванні і розрахувавши за допомогою отриманої формули сумарний натяг основної нитки біля опушки тканини, можна визначити силу прибивання з рівняння (1).

За допомогою виведеної формули виконано розрахунок сили прибивання при формуванні базальтової тканини полотняного переплетення в залежності від щільності тканини по утоку з урахуванням всіх трьох розглянутих факторів. Встановлено ступінь впливу тертя, зминальності і жорсткості ниток на вигин на умови прибивання. Результати розрахунків приведені у вигляді кривих на рис.1,де крива 1 представляє залежність сили прибивання від щільності тканини по утоку з урахуванням тертя між нитками, крива 2 – з урахуванням тертя і жорсткості ниток на вигин, крива 3 – з урахуванням тертя і зминальності ниток, 4 – з урахуванням усіх трьох факторів: тертя, зминальності і жорсткості ниток на вигин, 5 – експериментальна крива.












Рис. 1. Графік залежності сили прибивання від щільності тканини по утоку.

Для підтвердження правильності теоретичних досліджень і для більш глибокого вивчення процесу формування тканини з жорстких на розтягування і вигин базальтових ниток були проведені експериментальні дослідження.

У третьому розділі викладена методика проведення експериментальних досліджень процесу формування базальтової тканини і конструкції приладів спеціально створеної