Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ развития конструкций и способов получения компактной упрочненной пряжи для технических тканей 11
1.1 Анализ конструктивных особенностей прядильных устройств и современных технологических аспектов производства пневмомеханической пряжи 11
1.2 Анализ патентной и научно-технической литературы по вопросу разработки конструкций и способов получения компактной упрочненной пряжи на ППМ 16
1.3 Разработка классификации способов получения компактной упрочненной пряжи для технических тканей 28
1.4 Анализ факторов, влияющих на повреждаемость пряжи и нитей в процессе выработки и эксплуатации технических тканей...34
Выводы по главе 1 38
Глава 2. Разработка экспериментального стенда и теоретическое обоснование основных конструктивных параметров устройства для получения компактной упрочненной пряжи механическим воздействием 39
2.1 Разработка экспериментального устройства со стержневым интенси-фикатором крутки для механического упрочнения пневмомеханической пряжи 39
2.2 Оптимизация заправочных параметров получения пневмомеханической пряжи на экспериментальном стенде со стержневым интенсифи-катором крутки 49
2.3 Исследование процессов воздействия стержневого интенсификатора крутки на равномерность по толщине пневмомеханической пряжи...51
Выводы по главе 2 58
Глава 3. Разработка экспериментального стенда и теоретическое обоснование основных конструктивных параметров устройства для получения компактной упрочненной пряжи химической обработкой 59
3.1 Исследование и разработка экспериментального стенда для химической обработки пряжи 59
3.2 Обоснование выбор упрочняющего вещества для реализации химической обработки пряжи 74
3.3 Оптимизация процессов химической обработки упрочняющим веществом на основе хитозана и его воздействия на основные свойства пряжи 77
3.4 Построение комплексного показателя эффективности критериев оптимизации химической обработки пряжи упрочняющим веществом на основе хитозана 83
3.5 Оптимизация процессов химической обработки упрочняющим веществом на основе (акрилокси)пропилтриметоксилана и его воздействи-ия на основные свойства пряжи 87
Выводы по главе 3 89
Глава 4. Разработка экспериментального стенда и устройства для получения компактной упрочненной пряжи электростатической обработкой ..90
4.1 Разработка экспериментального стенда для обработки пряжи в зоне коронного разряда 90
4.2 Оптимизация процессов воздействия коронного разряда на основные свойства пряжи 95
Выводы по главе 4 97
Глава 5. Сравнительный анализ исследований компактной упрочненной пневмомеханической пряжи, полученной средствами механического, химического и электростатического воздействия 98
5.1 Оценка и сравнение результатов выработки компактной упрочненной пневмомеханической пряжи с использованием механического, химического и электростатического способов 98
5.2 Оценка изменения характера и величины разрывной нагрузки компактной упрочненной пряжи 102
5.3 Оценка изменения характера и величины разрывного удлинения компактной упрочненной пряжи 105
5.4 Оценка кривых растяжения и работы разрыва компактной упрочненной пряжи 107
5.5 Анализ повреждаемости компактной упрочнено пряжи при выработки технических тканей на ткацком станке 112
5.6 Анализ показателей качества компактной упрочненной пряжи с помощью характеристик надежности 116
5.7 Определение обобщенных показателей желательности для основных свойств (факторов) компактной упрочненной пряжи влияющих на качество технических тканей 119
Выводы по главе 5 122
Глава 6. Анализ и оценка структурных физико-механических свойств пнев момеханической компактной пряжи 124
6.1 Выбор и обоснование параметров, характеризующих основные прогнозируемые физико-механические свойства пряжи, выработанной из смеси однородных волокон 124
6.2 Исследование влияния конструктивных и технологических параметров процесса прядения на образование ворса пряжи на пневмомеханических прядильных машинах 135
6.3 Прогнозирование ворсистости пряжи, выработанной на кольцевых и пневмомеханических прядильных машинах из смеси однородных волокон 141
6.4 Прогнозирование разрывной нагрузки и разрывного удлинения пряжи, выработанной на кольцевых и пневмомеханических прядильных машинах из смеси однородных волокон 154
Выводы по главе 6 168
Общие выводы по работе 169
Список использованной литературы 171
Приложения 183
- Анализ патентной и научно-технической литературы по вопросу разработки конструкций и способов получения компактной упрочненной пряжи на ППМ
- Оптимизация заправочных параметров получения пневмомеханической пряжи на экспериментальном стенде со стержневым интенсифи-катором крутки
- Обоснование выбор упрочняющего вещества для реализации химической обработки пряжи
- Оптимизация процессов воздействия коронного разряда на основные свойства пряжи
Введение к работе
Актуальность работы В настоящее время одной из ключевых задач, поставленной перед текстильной промышленностью Российской Федерации, является интенсификация сырьевых ресурсов отрасли. По-прежнему лидирующим сырьевым компонентом в мировом балансе текстильного сырья, и в Российской Федерации в частности, продолжает оставаться хлопковое волокно. Мировое потребление хлопкового волокна по прогнозам «Международного консультативного комитета по хлопку» (МККХ) в 2009-2010 сезоне будет превышать производство, что свидетельствует об актуальности задачи интенсификации сырьевых ресурсов.
Перспективой для изменения свойств натуральных и химических волокон является использование нанотехнологий. Обработка полимерных соединений, составляющих структуру натурального волокна, на нано уровне позволяет не только устранить природные дефекты, но и создавать новые, качественно отличающиеся, свойства.
Применение компактной пряжи, обладающей рядом преимуществ, в сравнении с обычной, является перспективным направлением при производстве трикотажных, тканых изделий, особенно для тканей технического назначения. Это связанно, прежде всего, с ее особыми свойствами: повышенной прочностью и другими показателями. Использование комбинаций основных свойств компактной пряжи позволяет не только повысить качество тканей и изделий бытового назначения, вырабатываемых из высокосортного хлопка, но и открывает перспективы для эффективного использования низкосортного сырья при выработке тканей технического назначения для средств защиты и пошива спецодежды.
В связи с этим одно из наиболее перспективных направлений развития техники и технологии хлопкопрядильного производства в Российской Федерации, связанно с применением компактного прядение.
В настоящее время небольшое количество работ посвящено изучению вопросов производства компактной упрочненной пряжи для тканей бытового назначения. Проведенный анализ научной литературы и патентный поиск позволили подтвердить актуальность темы, ее практическую значимость, а также позволили сделать вывод о том, что исследования по выработке тканей технического назначения с использованием компактной упрочненной пневмомеханической пряжи не проводились.
Поэтому разработка оптимальных технологических параметров изготовления компактной упрочненной пряжи для тканей технического назначения является актуальной научной задачей.
Цель и задачи работы Целью диссертационной работы является разработка устройства и оптимальных технологических параметров изготовления компактной упрочненной пряжи для тканей технического назначения, теоретическое обоснование модификации структурных физико-механических свойств пневмомеханической пряжи выработанной по технологии компактного прядения.
Основными задачами исследования являются:
- разработка классификации и выбор на ее основе наиболее перспектив-
ных способов изготовления компактной пряжи;
- разработка и создание устройства для производства компактной пряжи;
установление технологических параметров изготовления компактной упрочненной пряжи на отечественном оборудовании;
получение математических моделей влияния технологических парамет-
ров и параметров заправки прядильной машины на основные физико-механические свойства пряжи;
- оптимизация технологических процессов изготовления компактной уп-
рочненной пряжи;
- анализ повреждаемости компактной упрочненной пряжи при выработке
технических тканей на ткацком станке;
- разработка методик по анализу и оценки структурных физико-механических свойств пряжи.
Методы исследования В диссертации использовались традиционные методы исследований основных физико-механических свойств волокон и пряжи. При проведении теоретических исследований использованы математические методы дифференциальной геометрии, дифференциального и интегрального исчислений и методы прикладной механики нити.
В экспериментальных исследованиях использованы методы:
определения неровноты полуфабрикатов и пряжи по линейной плотности на лабораторном компьютерном комплексе USTER TESTER - 4SE;
определения неровноты полуфабрикатов и пряжи по линейной плотности на лабораторном комплексе КЛА-2;
определения характеристик свойств пряжи с использованием универсальной испытательной системы «Инстрон» серии 4411;
определения ворсистости пряжи методом сканирования образцов.
При проведении экспериментальных исследований и обработке экспериментальных данных использованы методы математического планирования эксперимента, установления причинно-следственных связей на основе бинарной причинно-следственной теории информации и функционального аппарата прикладной статистики.
Основные этапы исследования выполнены с применением программных комплексов для ПЭВМ:
- статистический анализ данных, математическое планирование экспе
римента, поиск оптимальных параметров с использованием пакетов
STATISTICA, MS Excel, MathCAD и MATLAB;
- разработка конструкций устройств и экспериментального стенда, об
работка графических изображений с использованием пакета Компас 3D
V7.0.
Экспериментальные исследования проводились на действующем технологическом оборудовании в производственных условиях и учебной лаборатории кафедры прядения хлопка МГТУ имени А.Н. Косыгина и ОАО «Измайловская мануфактура».
Научная новизна При выполнении работы впервые:
разработана классификация устройств и способов получения компактной упрочненной пряжи на пневмомеханических прядильных машинах;
разработаны конструкции устройств для получения компактной пряжи;
получены математические модели, характеризующие влияние технологических параметров изготовления компактной упрочненной пневмомеханической пряжи на ее физико-механические свойства;
проведена оценка повреждаемости компактной упрочненной пряжи при выработке технических тканей на ткацком станке;
разработаны методики по анализу и оценки структурных физико-механических свойств пряжи.
Практическая значимость работы
Данная работа проводилась в рамках НИР ГОУВПО "МГТУ имени А.Н. Косыгина" по гранту молодых исследователей 2007 г. (шифр темы 07— 603-12) «Разработка и исследование процессов получения компактной упрочненной пряжи на пневмомеханических прядильных машинах», а также по госбюджетным НИР: (шифр темы 03-605-12) «Разработка теоретических основ и способа получения упрочненной хлопчатобумажной пряжи на кольцевых прядильных машинах», (шифр темы 06-630-12) «Разработка метода прогнозирования свойств пряжи от свойств хлопкового волокна различных селекционных сортов с учетом изменения его свойств в процессе переработки».
Результатами теоретических и экспериментальных исследований, явилась разработка оптимальных технологических параметров изготовления
компактной упрочненной пряжи для тканей технического назначения, позволяющая отечественным текстильным предприятиям повысить качество и потребительские свойства готовой продукции, а также наиболее рационально использовать свои сырьевые ресурсы. Результаты работы могут быть использованы в учебном процессе.
Анализ патентной и научно-технической литературы по вопросу разработки конструкций и способов получения компактной упрочненной пряжи на ППМ
Анализ зарубежной и отечественной научно-технической и патентной литературы позволил разделить все многообразие конструктивных решений, связанных с производством компактной упрочненной пневмомеханической пряжи на пять основных групп.
К первой группе можно отнести устройства, улучшающие пневмомеханический процесс формирования пряжи или дополняющие его. Специалистами ИГТА предложено такое устройство.
С целью снижения обрывности, увеличения компактности и разрывной нагрузки пряжи за счет увеличения крутки, уменьшения отложения пыли, пуха и мелких сорных примесей в желобе прядильной камеры было предложено следующее решение (рис. 1.4).
Устройство 3, выполненное в форме усеченного конуса с основанием 4 и расширяющейся боковой стенкой 5, которое устанавливается внутри камеры (ротора) 1 непосредственно на приводном валу 2. Боковая поверхность 6 устройства выполнена перфорированной. В таком узле пряжа, сформированная в желобе камеры (ротора), выводится через зазор между верхней кромкой конусообразного дополнительного устройства и пряжевыводной воронкой 8 в трубку 9 выпускными валами 12. Мелкие сорные примеси и пыль, могут выделяться из сформированной пряжи 7, за счет баллонирования ее при движении до и после пряжевыводной трубки, а также контактировании с интенси-фикатором крутки 10. Внутренняя поверхность устройства 3 перфорированная, что позволяет в сочетании с соответственно направленными воздушными потоками собирать и удалять, выделяемые сорные примеси и пыль через вентиляционные каналы 11. Применение таких устройств снижает обрывность пряжи и уменьшает количество сорных примесей, осаждающихся в желобе ротора на 7.6%, и увеличивает компактные и прочностные свойства пряжи [53].
Ко второй группе относятся устройства двух типов: вьюрки и неподвижные интенсификаторы крутки. Заметим, что все описываемые устройства могут использоваться отдельно, или же в определенной комбинации. Так в устройстве, описанном ранее (рис. 1.4) для увеличения эффекта устанавливается неподвижный интенсификатор.
Одним из вариантов использования крутильных элементов этого типа является интенсификатор крутки (рис. 1.5), выполненный в виде геликоида [66], пряжа в котором проходит через внутренний канал, при установке в пряжевыводной трубке 3 [54, 78].
Выводимая из прядильной камеры 1 пряжа 2 скользит по острому ребру 6, лопасти 7, во внутреннем канале 4 геликоидного интенсификатора 5 образуя с ним острый угол близкий к 45 . При этом образуются витки ложной крутки в набегающей ветви пряжи 2 от желоба ротора до ребра 6 лопасти 7 геликоидного интенсификатора 5. Это происходит за счет того, что транспортируемая пряжа принимает форму винтовой линии поверхности интенсификатора и получает дополнительную крутку. Такой тип конструкции снижает обрывность примерно на 18% и способствует упрочнению набегающего участка пряжи за счет увеличения крутки на 15...20%. На рис. 1.6 представлена конструкция устройства с неподвижным стержневым интенсификатором крутки [55]. Соосно прядильному ротору 1 с каналами 2 для отсоса воздуха, сборной поверхностью 3 и желобом 4, установлена пряжевыводная трубка 5 с воронкой 6. Канал 8 трубки 5, коаксиаль-но которой расположен стержень 7, выполнен, также как и стержень, в форме конуса, сужающегося в направлении выведения пряжи. Вершина конической поверхности стержня 7 представляет полуэллипсоид вращения 9.
Совершаемое продольное движение при огибании поверхности воронки 6 пряжей 10 обуславливает потерю крутящего момента и снижения величины крутки на 11%, за счет уменьшения изгиба пряжи и трения о поверхность воронки 6, уменьшается обрывность пряжи, увеличивается ее компактность и прочностные свойства. Дополнительный крутящий момент, возникающий при вращении ротором 1 баллонирующего участка пряжи и касания стержня между оттяжными валиками 11 и воронкой 6 пряжевыводной трубки 5, дополнительно скручивает пряжу на этом участке ABC. Крутка под влиянием этого момента, огибая поверхность воронки 6, проникает на баллонирующий участок с наружного участка.
Оптимизация заправочных параметров получения пневмомеханической пряжи на экспериментальном стенде со стержневым интенсифи-катором крутки
Влияние технологических параметров заправки ППМ на качество вырабатываемой пряжи исследовалось большим количеством авторов, которые приходили к консолидированным решениям, определяя следующую группу основных факторов: частота вращения прядильной камеры, мин1; частота вращения дискретизирующего барабанчика, мин1; нагрузка на питающий столик, Н; заправочная крутка, кр/м; линейная плотность пряжи, текс. С целью установления условий выработки пряжи реализован предварительный эксперимент с факторным планированием по матрице Коно-2 [79]. В качестве управляемых технологических параметров выбраны: Хі - линейная плотность пряжи, текс; Х2 - частота вращения прядильной камеры, мин1. В табл. 2.1 представлены уровни варьирования факторов. Пряжа вырабатывалась из средневолокнистого хлопка на отечественном оборудовании [89], сортировка планы прядения представлены в (приложении табл. 3-4). Проведена оценка двух критериев: абсолютная разрывная нагрузка пряжи РПр и разрывное удлинение 1ПР. После исключения незначимых коэффициентов регрессии и перехода от кодированных величин к именованным получены следующие уравнения для абсолютной разрывной нагрузки и разрывного удлинения пряжи (оценка коэффициентов регрессии их значимости представлены в приложении табл. 5-6): Решение задачи оптимизации рис. 2.5 проводилось с целью определения максимальной разрывной нагрузки и разрывного удлинения пряжи в среде MS Excel (Мастер - Поиск решений).
Уравнения при решении представлялись в канонической форме, а значения факторов варьировались в установленном интервале табл. 2.1. Полученные результаты позволяют выработать рекомендации по заправке ППМ для выработки компактной упрочненной пряжи в случае применения стержневого интенсификатора крутки. Решения задачи оптимизации для абсолютной разрывной нагрузки и разрывного удлинения совпадают: Xj = 1 (42 текс) и Х2 = -1 (45 000 мин 1), значения критериев соответственно: РцР - 305.41 сНи 1ПР — 25.85 мм. На стенде со стержневым интенсификатором крутки по оптимальным заправочным параметрам вырабатывались опытные образцы пневмомеханической пряжи следующих линейных плотностей: 22, 25, 29, 33, 42 текс из хлопкового волокна 5 типа планы прядения приведены в (приложении табл. 4). Контрольный образец вырабатывался из идентичного сырья по аналогичному плану прядения на ППМ. Неровнота пряжи определялась на приборе КЛА-2 с записью спектрограмм и градиентов неровноты, которые позволяют оценить неравномерность пряжи по толщине (приложение, табл. 7-8). Известные методики [95] для определения степени совершенства технологических процессов прядения сводятся к определению индекса и уровня неровноты, величины, которых определяются по формулам соответственно (2.31) и (2.32): где СУфлет - фактическая квадратическая неровнота пряжи по прибору KJIA-2, %; Сугип - гипотетическая неровнота пряжи, %\ т— среднее число волокон в поперечном сечении продукта; к = 1.06 - коэффициент для хлопкового во локна. При достаточно совершенном уровне технологических процессов прядения индекс неровноты снижается по мере утонения продукта. Также в исследованиях используется метод определения степени совершенства технологических процессов прядения по разности или отношению площадей между реальным и идеальным амплитудными спектрами. Чем меньше разность или чем ближе отношение площадей к единице, тем более совершенна система прядения, применяемая при производстве пряжи. На рис. 2.6 представлена спектрограмма А(А,), полученная в результате испытаний пряжи на приборе KJ1A-2. Усредненный реальный амплитудный спектр в зависимости от длины волны А, представлен кривой А. Кривая Аг представляет собой непрерывный амплитудный спектр волн, которые образуют неровноту по толщине гипотетических (идеальных) полуфабрикатов и пряжи, то есть таких продуктов прядения, в которых волокна имеют случайное расположение. Если продукт образован из волокон разной длины, причём штапельная диаграмма представляет наклонную прямую линию (трапециевидный штапель), то можно построить спектр для идеального продукта по формуле (2.33): где lm, ln - максимальная и минимальная длины волокна, мм; к - коэффициент усиления; X - длина волны, задается от X = 1 см до X = 200 см, с интервалом Д где Км - масштабный коэффициент; Тв — средняя линейная плотность волокон, текс; 1 — средняя длина волокон, мм; т — среднее число волокон в поперечном сечении продукта. Для автоматизирования расчета степени совершенства процессов прядения была разработана методика [15], включающая несколько последовательных действий, ее описание представлено в табл. 2.2. На рис. 2.7 и 2.8 показана реализация основных этапов разработанной методики.
Обоснование выбор упрочняющего вещества для реализации химической обработки пряжи
Созревание волокон хлопка происходит неравномерно и обуславливает различия в геометрических параметрах структуры волокна, менее зрелые волокна имеют отличающуюся толщиной от зрелых волокон вторичную стенку и на просвет воспринимаются белесыми из-за своих светопоглощающих и светоотражающих свойств. Устранение дефектов строения незрелого волокна позволит использовать его на равных со зрелым волокном для выработки пряжи. Весьма эффективным решением этой задачи может быть использование аналога целлюлозы - хитозана (частично диацебилированного поли-N-ацетил D-глюкоз-амина) [18, 76, 77]. Структура молекулы хитозана имеет вид:
Хитозан — это длинноцепочечный неразветвленный полимер, полученный из хитина частичным деацетилированием горячей щелочью. Структура хитозана аналогична структуре целлюлозы, ОН-группы которой у второго углеродного атома замещена на ацетилоамино- или аминогруппу. Установлено, что примерно 80-85% природных ацетиламиногрупп хитина превращаются в первичные аминогруппы, с образованием продукта, растворимого в разбавленных кислотах. Хитозан также используется при малосминаемой отделки хлопка.
Самый эффективный метод нанесения хитозана включает процессы пропитки - сушки - промывки. В большинстве случаев целлюлозное волокно обрабатывают хитозаном в разбавленном растворе уксусной кислоты, но устойчивых химических связей между хитозаном и целлюлозой при этом не образуется. Для образования устойчивых химических связей возможно использование лимонной кислоты, при этом реакция может протекать как между лимонной кислотой и целлюлозой, так и между лимонной кислотой и гид-роксильными группами хитозана, при этом свободные карбоксильные группы могут реагировать с аминогруппами хитозана, образовывая прочную солевую связь между лимонной кислотой и хитозаном. В данной реакции лимонная кислота является растворителем для хитозана и сшивающим агентом для целлюлозы.
Актуальность применения описываемого вещества также сводится ни только к использованию незрелого хлопка, но и зрелого. Стенка хлопкового волокна состоит из очень тонкого первичного слоя (0,5 мкм) и основной вторичной стенки толщиной 6-8 мкм. В первичном слое редко расположенные целлюлозные фибриллы пересекаются под большими углами, а вторичная стенка, состоит из пучков фибрилл, расположенных по винтовым линиям, поднимающимся под углом 20-40 к оси волокна [22, 69]. При переработки хлопкового волокна на оборудовании прядильного производства элементы первичной стенки удаляются или аксиально ориентируются одновременно с ориентацией фибрилл вторичной стенки из-за контакта с гарнитурой рабочих органов машин. Применение упрочняющего вещества на основе хитозана позволит сформировать покрытия в виде пленки на поверхности хлопкового волокна и частично компенсировать недостатки его структуры. Упрочняющее вещество, применяемое для получения компактной упрочненной пряжи на пневмомеханических прядильных машинах, приготовлялось из следующих компонентов [96]: - 7% лимонной кислоты от массы волокна; - 0,8% хитозана от массы волокна; -ПАВ 0,1%.
Упрочняющее вещество применялось в трех различных концентрациях водного раствора, его ИК-спектр (неконцентрированного вещества) представлен на рисунке 3.6 [23, 25, 88], состоит из смеси хитозана с раствором кислоты и ПАВ.
Другим возможным решением задачи повышения прочностных свойств пряжи обработкой упрочняющим веществом является применение хорошо зарекомендовавшего себя препарата - (акрилокси)пропилтриметоксилана, химическая формула которого:
Применение данного вещества позволит путем присоединения силокса-новых групп к молекулам целлюлозы, составляющей основу хлопкового волокна, улучшить качественные характеристики за счет образования химических связей.
При исследованиях химических воздействий на волокнистые материалы наибольшее распространение получили методы математического планирования эксперимента [24, 45, 65, 73]. Во время обработки пряжи раствором укрепляющего вещества происходит частичное проникновение его в пряжу. Неравномерное распределение укрепляющего вещества обуславливается неодинаковыми связями между волокнами в пряже. Разрыв пряжи при ее испытании происходит на разрывной машине, главным образом, в тех зонах, где пряжа имеет пороки, образованные в процессе ее выработки. Вследствие этого может наблюдаться большой разброс показателей прочности пряжи, разрывного удлинения, неровноты по прочности и по линейной плотности. Перечисленные показатели объективно характеризуют основные технологические свойства компактной упрочненной пряжи и могут быть выбраны в качестве параметров оптимизации.
Обработанная пряжа исследовалась на приборе «Uster Tester - 4SE». Данный прибор позволяет производить запись уровней неровноты пряжи по линейной плотности, выявлять количество тонких (Thin), толстых (Thick) мест и узелков (Neps). Модель испытания пряжи при исследовании на приборе «Uster Tester» показана на рис. 3.7.
Сушка пряжи осуществлялась в процессе обработке путем наматывания пряжи на поверхность перфорированного барабанчика, нагретого до 52 С (рис. 3.1).
Оптимизация процессов воздействия коронного разряда на основные свойства пряжи
С целью установления оптимальных условий обработки реализован эксперимент с факторным (ПФЭ) планированием по матрице 22 [79]. Матрица планирования и результаты опытов представлены в табл. 4.2. Обработка экспериментальных данных осуществлялась посредствам программного комплекса STATISTICA 6.0.
Проведена оценка двух критериев: абсолютная разрывная нагрузка пряжи и разрывное удлинение. После исключения незначимых коэффициентов регрессии получено следующее уравнение для абсолютной разрывной нагрузки пряжи:
Решение задачи оптимизации рис. 3.8 проводилось с целью определения максимального значения разрывной нагрузки пряжи в среде MS Excel (Мастер - Поиск решений), значения факторов варьировались в установленном интервале табл. 4.2. Оценка уравнения регрессии (4.4) позволила определить, что наибольшее значение разрывной нагрузки пряжи достигается в 2-ом опыте матрицы эксперимента, при этом ее величина уменьшается по сравнению с контрольным образцом.
После исключения незначимых коэффициентов регрессии получено следующее уравнение для разрывного удлинения пряжи: Решение задачи оптимизации рис. 3.8 проводилось с целью определения максимального значения разрывного удлинения пряжи в среде MS Excel (Мастер - Поиск решений), значения факторов варьировались в установленном интервале табл. 4.2. Оценка уравнения регрессии (4.5) позволяет определить, что наибольшее значение разрывного удлинения пряжи, как и максимальной разрывной нагрузки, достигается при минимальной скорости движения нити. 1. Проведенные испытания экспериментального стенда, для обработки пряжи в зоне коронного разряда, показали, что имеется возможность воздействия на структуру хлопковых волокон на ППМ. 2. Определено влияние расстояния х между игольчатым и плоским электродами на величину напряженности электрического поля при U = 11 кВ и радиусе закругления острия иглы R = 0.05 мм. 3. Проанализировано влияние разности потенциалов U между электродами на величину напряженности электрического поля при Е = 7.5-10 В/м, R = 0.05 мм и расстоянии между остриями игл и плоским электродом равным х = 5 мм, для получения коронного разряда. 4. Выявлено, что воздействие коронного разряда на хлопковое волокно в пряже тем интенсивнее, чем выше его зрелость и сортность. 5. Получены регрессионные модели, учитывающие изменение абсолютной разрывной нагрузки пряжи и удлинения в зависимости от геометрических размеров разрядного устройства и скорости движения пряжи. 6. Проведена оптимизация основных заправочных параметров коронирую-щего устройства при величине силы тока 4-Ю"8 А и величине напряжения 11 кВ. 7. Полученные результаты испытания пряжи, после воздействия на нее коронным разрядом, позволяют сделать вывод о том, что происходит увеличение удлинения пряжи при разрыве на 2-3%. Для выбора из предлагаемых наиболее рационального способа получения компактной упрочненной пневмомеханической пряжи были проведены сравнительные испытания пневмомеханической пряжи линейной плотности Ті IP = 25 текс. Планы прядения и основные заправочные параметры ППМ представлены в (приложении табл. 11-13). Для исследованных образцов приняты следующие обозначения: использование стержневого интенсификатора крутки (вариант 1), химической обработки пряжи (вариант 2(1) - упрочняющее вещество на основе хитозана; 2(2) - упрочняющее вещество на основе (акрилокси)пропилтриметоксилана), обработки пряжи коронным электрическим разрядом (вариант 3) и для сравнения пряжа выработанная из такой же ленты (спектрограммы представлены в приложении табл. 14-15) на ППМ (контрольный вариант). Сравнительный анализ результатов выработки компактной упрочненной пневмомеханической пряжи линейной плотности ТПр = 25 текс представлен в табл. 5.1-5.2. На рис. 5.1 показана лепестковая диаграмма основных показателей испытания пряжи. Для всех исследуемых вариантов производился расчет (приложение табл. 18-22) изменения себестоимости пряжи в процентах по сравнению с контрольным вариантом.
