Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние исследований в области строения, проектирования и изготовления тканей классического строения и тканей новых структур 17
1.1. Аналитический обзор литературы по строению и изготовлению тканей новых структур 17
1.2. Аналитический обзор литературы по строению и изготовлению ортогональных тканей 37
1.2.1. Основные направления в развитии геометрической модели, теории строения и проектирования однослой ной ткани 37
1.2.2. Аналитический обзор способов и устройств для формирования тканей с переменной плотностью по утку... 56
1.3. Задачи исследования 63
1.4. Теоретическая и экспериментальная базы исследования 64
1.5. Выводы 65
2. Разработка способа получения на бесчелночном ткацком станке ткани с переменным направле нием осей нитей основы в процессе ткачества 66
2.1. Общая схема технологии образования тканей новых структур на ткацком станке 66
2.2. Особенности движения ремиз при зевообразовании 68
2.3. Возможные варианты переплетений, особенности их построения и условий формирования тканей с переменным направлением осей нитей основы в процессе ткачества 76
2.4. Выводы 93
3. Ткацкий станок для формирования тканеис переменным направлением осей нитей основы в процессе ткачества 95
3.1. Разработка конструктивно-заправочной линии нитей основы на ткацком станке 97
3.2. Зевообразовательный механизм к ткацкому станку 102
3.2.1. Зевообразовательный механизм для реализации способа получения трехосных тканей и тканей с элементами трехосной структуры 103
3.2.2. Устройство для изготовления тканей с элементами перевивки 108
3.3. Механизм прибоя уточной нити на ткацком станке 114
3.4. Выводы 119
4. Натяжение основных нитей при формировании ткани с переменным направлением осей нитей основы в процессе ткачества 121
4.1 Деформация нитей основы в процессе зевообразования 121
4.1.1. Деформация нитей основы системы 2о, пробранных в глазки стержней верхней подвижной планки 122
4.1.2 Деформация нитей основы системы 1о, пробранных в глазки галев нижней подвижной планки 131
4.1.3. Изменение деформации нитей основы во времени в процессе зевообразования 136
4.2. Натяжение нитей основы при формировании элемента ткани с переменным направлением осей нитей основы в процессе ткачества 152
4.3 .Совершенствование основного регулятора 179
4.4. Выводы 187
5. Прогнозирование строения ткани с переменным направлением осей нитей основы в процессе ткачества 188
5.1. Исследование взаимосвязи между параметрами заправки ткацкого станка и параметрами строения трехосных тканей 188
5.2. Особенности формирования кромки трехосной ткани и прогнозирование ее строения 220
5.3. Выводы 235
6. Формирование тканей с переменной плотностью по утку на станках с товарным регулятором не прерывного действия 236
6.1 Формирование тканей с переменной плотностью по утку 236
6.2. Товарный регулятор к пневморапирному ткацкому станку 244
6.2.1 .Устройство и работа нового товарного регулятора 244
6.2.2. Параметры наладки нового товарного регулятора 247
6.2.3. Определение оптимальной наладки блокирующего приспособления нового товарного регулятора 250
6.3. Товарный регулятор к пневматическому ткацкому станку 257
6.4. Определение коэффициента жесткости основы и ткани 260
6.5. Выводы 265
7. Исследование параметров строения тканей ортогонального строения 266
7.1.Определение параметров строения ткани, формируемой из малосминаемых нитей 268
7.2. Определение геометрической плотности ткани, формируемой из нитей подвергающихся смятию 280
7.3 Определение максимальной плотности ткани 296
7.4. Определение коэффициентов наполнения ткани волокнистым материалом по основе и утку 306
7.5 Определение уработки систем нитей в ткани 314
7.6. Определение порядка фазы строения ткани 318
7.7. Исследование взаимного давления нитей основы и утка в ткани и влияние его на параметры строения 323
7.8. Выводы 328
Общие выводы и рекомендации 329
Список литературы 333
Приложения 361
- Аналитический обзор литературы по строению и изготовлению ортогональных тканей
- Возможные варианты переплетений, особенности их построения и условий формирования тканей с переменным направлением осей нитей основы в процессе ткачества
- Зевообразовательный механизм для реализации способа получения трехосных тканей и тканей с элементами трехосной структуры
- Натяжение нитей основы при формировании элемента ткани с переменным направлением осей нитей основы в процессе ткачества
Введение к работе
Современное бесчелночное ткацкое оборудование, например, пневмора-пирные станки с кулачковым зевообразовательным механизмом может вырабатывать узкий ассортимент тканей. Однако в отношении качества и ассортимента тканых изделии ткацким производствам предъявляются серьезные требования со стороны рынка. Таким образом, расширение ассортиментных возможностей современного бесчелночного оборудования является задачей важной, решение которой позволит без затрат на приобретение нового дорогостоящего оборудования организовать более гибкие к потребностям рынка ткацкие производства. Решение поставленной задачи может сопровождаться разработкой или усовершенствованием методов проектирования и технологии изготовления тканей, необходимостью разработки или усовершенствования некоторых механизмов ткацкого станка.
Существующие ткацкие станки с кулачковым зевообразовательным механизмом могут вырабатывать ткань только с параллельным расположением нитей основы в ткани. Важным резервом повышения эффективности работы отечественного парка бесчелночных ткацких станков является разработка нового способа формирования ткани.
Актуальность проблемы диссертационной работы заключается в разработке способа формирования тканей новых структур, в которых нити основы в процессе ткачества не остаются параллельными друг другу, а взаимодействуя между собой переплетаются с нитями утка и механизмов для его реализации на бесчелночном ткацком станке с кулачковым зевообразовательным механизмом, разработке новых структур тканей не ортогонального строения, а также с элементами ортогонального и не ортогонального строения с улучшенными прочностными характеристиками, что позволит расширить ассортиментные возможности существующего парка бесчелночного ткацкого оборудования. Особенностью данной работы является комплексное проведение теоретических и экспериментальных исследований в области разработки тканей новых структур и технологических процессов производства тканей с переменным направлением
осей нитей основы в процессе ткачества, модернизации зевообразовательного и батанного механизмов, товарного регулятора бесчелночного ткацкого станка, усовершенствовании метода расчета параметров строения однослойных тканей, что является основой создания новой технологии получения тканей новых структур и исследования их строения.
Выбор темы обусловлен требованиями научно-технического прогресса, одним из направлений которого является снижение материалоемкости тканей с сохранением физико-механических свойств, расширение ассортиментных возможностей ткацкого станка с малым числом ремиз кулачкового зевообразовательного механизма и улучшение качества выпускаемых текстильных изделий.
Основная цель работы заключается в разработке способа получения тканей новых структур и механизмов его реализации на бесчелночном ткацком станке, исследовании условий формирования и особенностей строения тканей с переменным направлением осей нитей основы в процессе ткачества, совершенствовании геометрической модели строения однослойных тканей, позволяющей определять их структурные параметры при различных вариантах взаимного расположения нитей основы и утка между собой.
Для достижения намеченной цели в работе решены следующие задачи:
разработан способ получения тканей новых структур;
разработаны ткацкий станок и технология заправки основы на ткацком станке при выработке тканей новых структур;
разработаны новые технические решения для реализации способа формирования тканей новых структур на ткацком станке с кулачковым зевооб-разовательным механизмом;
выполнены теоретические исследования натяжения нитей основы при формировании тканей новых структур;
проведено исследование влияние натяжения нитей основы на условия формирования тканей новых структур;
предложено техническое решение для стабилизации статического натяжения нитей основы;
разработана методика прогнозирования строения фона и кромки ткани с переменным направлением осей нитей основы в процессе ткачества;
предложены новые конструктивные решения технических средств для реализации процесса формирования тканей с переменной плотностью расположения нитей по утку;
усовершенствован метод расчета параметров строения однослойных тканей.
Поставленные в работе задачи решались теоретически и экспериментально. В теоретических исследованиях использованы методы дифференциального, интегрального исчислений, аналитической геометрии, сопротивления материалов, линейной теории упругого изгиба нитей, геометрического метода проекта-
рования параметров строения тканей проф. Н.Г. Новикова, теория рядов Фурье. Основные теоретические положения, полученные в диссертационной работе, подвергались экспериментальной проверке на лабораторном и действующем производственном оборудовании с использованием современной измерительной аппаратуры. Для измерения натяжения основных нитей использовались методы тензометрии и осциллографирования. Обработка экспериментальных и теоретических данных выполнена с применением ЭВМ. Достоверность экспериментальных результатов исследований обеспечивалась корректным использованием методов оценки погрешности измерений. Достоверность результатов теоретического исследования подтверждена экспериментально.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА заключается в разработке новых для отечественного ткачества теоретических основ технологического процесса получения на ткацком станке тканей новых структур. В диссертационной работе впервые теоретически и экспериментально обоснована возможность формирования на бесчелночном ткацком станке с кулачковым зевообразовательным механизмом тканей как ортогонального, так и не ортогонального строения, а также с элементами ортогонального и не ортогонального строения, выполнен комплекс исследований по условиям формирования тканей новых структур, разработана методика прогнозирования строения фона и кромки ткани, научно обоснованы технические решения новых средств изменения плотности ткани по утку, стабилизации статического натяжения нитей основы.
Разработанные способы получения тканей новых структур позволяют значительно расширить ассортиментные возможности бесчелночных ткацких станков с кулачковым зевообразовательным механизмом. Теоретически разработанные и экспериментально исследованные новые конструктивные решения зевообразовательного, батаг.ЧОго механизмов, товарного регулятора позволяют получать новые структуры тканей ортогонального и не ортогонального строения, а также с элементами ортогонального и не ортогонального строения. Предложенные рекомендации по форлетоованию тканей с переменным расположением нитей основы в процессе ткачесгча позволят оценить возможность формирования разработанной структуры и «вбрать необходимое базовое переплетение. Разработанная методика прогнозирования строения ткани позволяет оценить уработку нитей на станке и подобрать переплетение элементов фона и кромки для осуществления нормального протекания технологического процесса ткачества.
Техническая новизна оригинальных устройств, обеспечивающих форм* рование на бесчелночном ткацком станке тканей с переменным направлением осей нитей основы, переменной плотностью расположения нитей по утку, а также стабильное протекание процесса ткачества подтверждена одиннадцатью патентами, тремя авторскими свидетельствами на изобретение и двумя свидетельствами на полезную модель.
Экспериментальные исследования проводились в ткацкой лаборатории Московского государственного текстильного университета имени А.Н. Косыгина, Ивановской государственной текстильной академии, а также на ткацких фабриках Ивановского региона. Апробация способа формирования ткани с переменной плотностью по утку проводилась в ткаикой лаборатории Ивановской государственной текстильной академии и в производственных условиях на Ко-хомском хлопчатобумажном объединении, Ивановской ткацкой фабрике им. СМ. Кирова на ткацких станках АТПР и «8 Марта» на пневматических ткацких станках с новым товарным регулятором. Апробация способа формирования ткани с переменным направлением осей нитей основы в процессе ткачества проводилась в ткацкой лаборатории Ивановской государственной текстильной академии и в производственных условиях ОАО «Родтекс» на ткацких станках АТПР и СТБ с новыми зевообразовательным и батанным механизмами.
Отдельные результаты работы внедрены в учебный процесс ИГТА и используются при изучении учебных дисциплин «Теория процессов, технология и оборудование производства», «Теория строения, особенности заправки и изготовления тканей», «Строение и проектирование тканей сложных переплетений».
Материалы по теме диссертации докладывались и получили одобрение:
на областной научно-технической конференции "Новые технические и технологические разработки и их внедрение в текстильной и легкой промышленности" (г.Иваново, 1989 г.);
на всесоюзной научно-технической конференции "Новое в технике и технологии текстильного производства" (г.Иваново, 1990 г.);
на международной научно-технической конференции " Проблемы развития текстильной и легкой промышленности в современных условиях " (г.Иваново, 1992 г.);
на международной научно-технической конференции "Современные тенденции развития технологии и техники текстильного производства" (г.Иваново, 1993 г.);
на международной научно-технической конференции " Проблемы развития малоотходных ресурсосберегающих экологически чистых технологий в текстильной и лёгкой промышленности"(г.Иваново, 1994 г.);
на международных научно-технических конференциях " Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности" (г.Иваново, 1998 - 2000,2002 - 2005 гг.);
на межвузовских научно-технических конференциях аспирантов и студентов "Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности" (г.Иваново, 2001, 2002 гг.);
на внутривузовской научной конференции МГТУ ( г. Москва, 2001 г)
на межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студентов " Студенты и молодые ученые КГТУ - производству" (г. Кострома, 2003 .)
на всероссийских научно-технических конференциях "Современные іехнологии и оборудование текстильной промышленности" (г.Москва, 2001,2003 гг.);
на заседании кафедры ткачесіва Московского государственного текстильного университета имени А.Н. Косыгина (г. Москва, 2005 г.);
на заседании проблемного совета факультета технологии и промышленного менеджмента Московскою государственного текстильного университета имени А.Н. Косыгина (г. Москва, 2005 г.).
ЛИЧНОЕ УЧАСТИЕ АВТОРА В ПОЛУЧЕНИИ ИЗЛОЖЕННЫХ В ДИССЕРТАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ. Постановка цели, выбор методов решения поставленных задач, обобщение полученных результатов, теоретические положения и сформулированные в работе выводы и рекомендации принадлежат автору. Внедрение результатов исследований выполнено как автором лично, так и под его руководством и при непосредственном участии.
ПУБЛИКАЦИИ. Основные результаты работы отражены в 59 работах, из них 2 моноірафии, 11 патентов, 3 авторских свидетгльств на изобретение, 2 свидетельства на полезную модель, 10 статей в журнале "Известия вузов. Технология текстильной промышленности", 1 статья в журнале 'Текстильная промышленность", 4 статьи в сборниках научных трудов ИГТА и Ml ТУ, 1 статья в Вестнике научно-промышленного общества, 1 статья в сборнике материалов международной научно-технической конференции, 24 тезиса докладов научно-технических конференций.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, общих выводов и рекомендаций, библиографического списка и приложении. Содержание диссертации изложено на 412 страницах, из них основного текста на 332 страницах, содержит 90 рисунков, 21 таблицу. Библиоірафический список исіючает 285 источников на 28 страницах.. Приложения составляют 52 страницы.
Аналитический обзор литературы по строению и изготовлению ортогональных тканей
Изучению вопросов строения и проектирования тканей посвящены многие исследования отечественных ученых. Среди них следует отметить работы, в которых сформированы основные положения и методы определения структурных характеристик и (или) разработаны те или иные направления в развитии теории строения и проектирования тканей в нашей стране [85-98]. Основателем отечественной науки о строении ткани можно считать профессора Н.Г. Новикова, работы которого явились «фундаментом», на котором были построены дальнейшие исследования российских ученых в об ласти строения и проектирования тканей. Разработанная им геометрическая теория строения ткани полотняного переплетения [85] учитывает девять случаев порядков фаз строения в зависимости от соотношения изгиба нитей основы и утка в ткани. Профессор Новиков Н.Г. предположил, что фаза строения ткани зависит от соотношения натяжения основных и уточных нитей в элементе ткани, причем основную роль при формировании элемента ткани играет уточная нить. Автор отметил, что основной величиной, влияющей на порядок фазы строения ткани, является натяжение утка, а характер формирования элемента ткани зависит от таких свойств утка, как прочность, гибкость и удлинение. На основе разработанной геометрической модели строения проф. Новиков Н.Г. предложил формулы для расчета высот волн изгиба, порядка фазы
Однако при использовании разработанной Н.Г. Новиковым теории строения возникают некоторые вопросы при определении параметров строения тканей, в которых одна из систем нитей почти не изгибается (не ураба-тывается), а другая имеет значительный изгиб (уработку) составляя опорную поверхность ткани. К ним можно отнести основоуплотненные и уточноупот-ненные ткани [86]. При определении параметров строения таких тканей, согласно классического представления расположения уточных и основных нитей относительно друг друга в крайних порядках фаз строения, получаются не соответствующие действительности значения. Поскольку такие параметры строения ткани, как порядок фазы и связанные с ним высоты волн изгиба нитей основы и утка являются ключевыми характеристиками структуры ткани, то многие работы посвящены именно прогнозированию, определению и проектированию данных показателей. Селивановым Г.И. [99, 100] был предложен способ исследования структуры ткани с использованием полей связи, однако он не получил широкого распространения, так как значительно усложнялись формулы при определении основных характеристик переплетения. В работе [101] предложена формула для вычисления порядка фазы строения ткани:
Возможные варианты переплетений, особенности их построения и условий формирования тканей с переменным направлением осей нитей основы в процессе ткачества
Как было указано ранее предлагаемый способ [218] получения тканей с переменным направлением осей нитей основы в процессе ткачества (трехосных) позволяет получать ткани и ортогонального и не ортогонального строения. Рассмотрим возможные варианты переплетений тканей новых структур [222, 223] с различным сочетанием участков ортогонального и не ортогонального строения при реализации предложенного [218] способа. Для этого предварительно систематизируем все многообразие переплетений в зависимости от вида используемой основной паковки: - при сматывании основы с одного ткацкого навоя; - при сматывании основы с ткацкого навоя и дополнительных катушек; - при сматывании основы с двух навоев. Для большей наглядности рисунки переплетения тканей с переменным направлением осей нитей следует изображать линейным способом. При использовании разработанного нами способа и при сматывании основы с одного ткацкого навоя возможны следующие варианты переплетений: переплетение с не ортогональным расположением нитей в ткани; переплетение с элементами ортогонального и не ортогонального расположения нитей в ткани; переплетение с ортогональным (классическим) расположением нитей основы и утка в ткани. Здесь и далее по тексту, в силу особенности строения (как было отмечено ранее), условимся называть трехосными - ткани, в который нити основы не остаются параллельными друг другу по всей ширине, а ткани имеющие элементы как ортогонального, так и не ортогонального строения (с переменным направлением осей нитей основы в про цессе ткачества) - ткани с элементами трехосной структуры. Рассмотрим по нескольку вариантов каждого возможного вида переплетения в отдельности.
Трехосную ткань по разработанному нами способу можно получить »\ при использовании минимум 2-х ремиз зевообразовательного механизма. При базовом полотняном переплетении перемещение основных нитей поперек ткацкого станка посредством подвижных планок 7 и 7 возможно через уточную прокидку (рис.2.4). От количества перемещений в горизонтальной плоскости (поперек ткацкого станка) пш зависит структура получаемого переплетения (рис.2.5 а, б, в). Как видно из рисунка с увеличением количества перемещений угол наклона (3 нитей основы к нитям утка уменьшается, а угол наклона нитей основы к продольной оси ткани увеличивается. Представленные на рис. 2.5 виды переплетений получены при постоянной величине шага перемещения в горизонтальной плоскости 1ш=Д1/2. На рис.2.5 а, б, в приведены виды переплетения трехосных тканей при количестве перемещений нитей основы в горизонтальной плоскости пш соответственно равным 1, 2 и 3. Переплетение трехосной ткани, представленной на рис. 2.56, соответствует переплетению, изображенному на рис.2.1. Как видно из рис.2.5, вследствие равного количества перемещений нитей основы 1, пробранных, например, в верхнюю подвижную планку, и нитей основы Г, пробранных соответственно в нижнюю подвижную планку, ура-ботка данных нитей (внутри одного переплетения) будет одинаковой.
Согласно рис. 2.5 и формулы (2.1) раппорты представленных переплетений будут: для переплетения на рис. 2.5а - Ro= 2, Ry=4; для переплетения на pHC.2.56-Ro= 4, Ry=8; для переплетения на рис.2.5.в - Ro= 6, Ry=12. Увеличивая количество ремиз в заправке при формировании трехосных тканей с одного ткацкого навоя и определенном постоянном количестве перемещений в одну сторону нитей основы в горизонтальной плоскости (рис.2.5) можно увеличивать плотность расположения нитей основы в ткани. Возможно использование в трехосных тканях и не полотняного переплетения нитей основы с нитями утка. В этом случае следует подбирать базовое переплетение, учитывая особенность разработанного нами способа получения тканей с переменным направлением осей нитей основы в процессе ткачества, а именно, что в горизонтальной плоскости перемещаются и верхняя и нижняя подвижные планки ремиз и только в тот момент, когда нити основы, пробранные в глазки галев верхней подвижной планки (например 7 на рис. 2.2) образуют верхнюю ветвь зева, а нити основы, пробранные в глазки галев нижней подвижной планки (7 на рис.2.2) - нижнюю ветвь зева. Таким образом, перемещение возможно только тогда, когда глазки галев верхней подвижной планки находятся выше глазков галев нижней подвижной планки. Причем при сматывании нитей с одного ткацкого навоя величина одного перемещения (шага) и нижней и верхней планок должна быть одинаковой. Этим условиям отвечают производные от полотняного переплетения, а именно все основные репсы, уточные репсы, в обозначении которых числитель равен знаменателю (например уточный репс 2/2, 3/3), а также правильные рогожки. Поскольку в раппорте этих переплетений имеются одина-ково плетущиеся нити, то возможно два варианта проборки нитей в глазки галев подвижных планок: проборка одинаково плетущихся основных нитей в один глазок галева, тогда для формирования ткани понадобится 2 ремизки; увеличивать количество ремиз до числа, равного базовому раппорту по основе. Последовательность проборки в глазки галев верхней и нижней подвижных планок следует согласовывать с переплетением по первой уточной нити. Те нити основы, которые выше 1-ой нити утка пробираются в глазки галев верхней подвижной планки, те, которые ниже 1-ой нити утка - в нижнюю подвижную планку. На рис. 2.6 представлены переплетения трехосной ткани при базовом переплетении: уточный репс 2/2 (рис.2.6а), пш=2; основный репс 2/1(рис.2.6б), пш=3; рогожка 2/2 (рис.2.6в), пш=1.
Зевообразовательный механизм для реализации способа получения трехосных тканей и тканей с элементами трехосной структуры
Отличительной особенностью зевообразовательного механизма является наличие в нем новых ремизных рам и механизма для перемещения нитей основы поперек станка вдоль утка [230]. В остальном можно использовать кулачковый зевообразовательный механизм, например, станков АТПР,СТБ и др.. На рис.3.3 приведены схемы ремизных рам 10 и 11. Каждая из рам имеет отверстие, в которое свободно вставлена планка 12 и 13 (на рис.2.3 соответственно 7 и 7 ). На планках жестко посажены стержни 14 и 15 (соответственно 8 и 8 на рис.2.3) на равном расстоянии друг от друга. Каждый стержень 14 и 15 несёт на себе соответственно отверстия 16 и 17 (9 и 9 на рис.2.3, 5 и 6 на рисЗ.1 и рис3.2..), в которые пробраны нити основы 18 системы 2о и 19 системы 1о. Таким образом, каждая из ремиз 10 и 11 по устройству не отличаются друг от друга и могут быть взаимозаменяемы. Стержень 14 с отверстиями 16 ремизной рамы 10 расположены таким образом, что при перемещении их в вертикальной плоскости нити основы 18 должны свободно проходить между нитями основы 19, пробранными в отверстия 17 стержней 15. Согласно нового способа формирования ткани основные нити 18 и 19 перемещаются в вертикальной плоскости для образования зева и в горизонтальной плоскости поперек станка вдоль утка для переплетения нитей основы между собой. Перемещение нитей основы в горизонтальной плоскости вдоль утка осуществляется посредством подвижных планок 12 и 13.
Эти планки получают движение от программного управления. В качестве одного из вариантов привода подвижных планок 12 и 13 поперек станка в направлении утка предложен механизм, в который входит программа, состоящая из пластин различной ширины. Общая схема привода планок 12 и 13 ремизных рам 10 и 11 приведена на рис.3.4. От приводного вала ткацкого станка через цепную передачу вращение получает вал 20, на который жестко посажена призма 21, несущая на себе картон 22. Картон состоит из соединенных между собой профилированных пластин различной ширины. Ролик 23 трехплечего рычага 24 прижимается с помощью упругого звена к профилированной пластине картона 22. Другие плечи рычага 24 несут на себе отверстия, в которые свободно вставлены пальцы 25 и 26, жестко соединенные с подвижными планками 12 и 13. Трехплечий рычаг 24 шарнирно посажен на оси 27, которая жестко закреплена на раме станка, причем расстояние от оси 27 до отверстий 28 и 29 одина ковое. В зависимости от ширины пластин картона 22 ролик 23 отклоняется в одном или другом направлении. Механизм работает следующим образом. От главного вала ткацкого станка через цепную передачу движение получает вал 20 (рис.3.4) и жестко посаженная на этом валу призма 21, с помощью которой перемещаются пластины картона 22. Картон состоит из профилированных пластин различной ширины.
Пусть на ролик 23 подействовала широкая пластина. В этом случае ролик 23 повернет на некоторый угол трехплечий рычаг 24. При этом одно плечо с отверстием 28 повернется на некоторый угол влево, а плечо с отвер стием 29 повернется на этот же угол вправо. За счет пальцев 26 и 25 перемес тятся планки 12 и 13, а вместе с нити стержни 14 и 15 с отверстиями 16 и 17. Вместе с отверстиями 16 и 17 переместятся основные нити 18 и 19 поперек ткацкого станка вдоль утка. Одновременно с перемещением планок 12 и 13 в образованный зев прокладывается уточная нить. При смене зева, когда ремизная рама 10 с верхней планкой 12 движется вниз, а ремизная рама 11с нижней планкой 13 движется вверх, происходит прибой , например первой уточной нити. В последующий зев прокладывается вторая уточная нить, когда ремизная рама 11 переместиться вверх, а ремизная рама 10 переместиться вниз. Таким образом, перемещение планок 12 и 13 в горизонтальной плоскости может произойти только в том случае, когда подвижная планка 12 перемещается вверх, а планка 13 движется вниз.
Причем начало перемещения планок осуществляется с момента, когда отверстия 16 и 17 стержней 14 и 15 находятся в одной горизонтальной плоскости. Если после широкой пластины на ролик 23 будет действовать пластина большей ширины, то верхняя планка 12 сместится влево еще на величину разности ширин пластин картона, а нижняя планка 13 сместится вправо на ту же величину. Основные нити 18 и при этом в ткани будут располагаться под некоторым углом друг к другу. Если под ролик 23 подойдет пластина картона меньшей ширины, то трехпле чий рычаг 24 посредством пальцев 25 и 26 сместит планку 12 вправо на ве личину разницы величин пластин, а планка 13 переместится на ту же величи ну, но влево. Основные нити в ткани будут расположены под некоторым уг лом друг к другу, но в другом направлении. Таким образом, используя кар тон с разной шириной пластин, можно на станке с предлагаемым зевообразо вательным механизмом вырабатывать ткань новых структур с различным ри сунком переплетения нитей основы между собой и нитями утка, меняя на правление и величину перемещения основных нитей поперек ткацкого станка вдоль нитей утка слева на право и справа налево, а также получить ткань, в которой на определенной ее длине нити основы могут переплетаться между собой и с нитями утка, а на следующем участке ткани нити основы могут ос таваться параллельным друг другую, т.е. переплетаясь только с нитями утка. Самая узкая пластина в картоне 22 будет соответствовать для основных нитей 18, пробранных в отверстия 16 стержней 14 планки 12, крайней правой точке на кривой изгиба основной нити в ткани, после которой нити основы 18 либо остаются в ткани параллельными между собой, либо перемещаются влево. Для основных нитей 19, пробранных в отверстия 17 стержней 15 планки 13 пластина минимальной ширины будет соответствовать крайней левой точке кривой изгиба этих нитей в ткани. Для подтверждения возможности практической реализации предлагаемого способа получения тканей с переменным направлением осей нитей основы в процессе ткачества на ручном ткацком станке и в условиях ткацкой лаборатории кафедры проектирования текстильных изделий Ивановской го сударственной текстильной академии на станке АТПР-100-4 был выработан опытный образец трехосной ткани при базовом полотняном переплетении нитей основы с нитями утка, заправочный рисунок которой, фотографии станка со стороны грудницы, фотография образца ткани при пятишаговом перемещении нитей основы попек станка представлены в Приложении 2. Особенностью ткани, полученной на станке с помощью предлагаемого зевообразовательного механизма является наличие в ней различных узоров, полученных разнообразным переплетением основных нитей между собой и с нитями утка, повышенные прочностные характеристики за счет увеличенного количества связей, малая распускаемость.
Натяжение нитей основы при формировании элемента ткани с переменным направлением осей нитей основы в процессе ткачества
Полученное выражение позволяет определить общее натяжение нитей основы при формировании трехосной ткани в любой момент времени срабатывания ткацкого навоя. В Приложении 6 представлены произведенные расчеты общего натяжения нитей основы при формировании трехосной ткани с двухшаговым перемещением нитей основы поперек ткацкого станка в начальный момент времени (при полном навое) и при доработке навоя и осциллограмма натяжения нитей основы. На рис. 4.11 представлены графики изменения общего натяжения за базовый раппорт ткани по утку при полном навое и при доработке ткацкого навоя. Произведенные теоретические расчеты общего натяжения основы и результаты осциллографирования в процессе срабатывания ткацкого навоя при перемещении нитей основы в горизонтальной плоскости на два шага показали, что при доработке основы с ткацкого навоя общее натяжение нитей основы при максимально открытом зеве увеличивается. При этом момент инерции подвижной системы скала в процессе ткачества оставался постоянным, а момент трения изменялся с 4,48 Н-м до 5,4 Нм. Как было указано ранее для реализации выше указанного способа получения тканей с переменным направлением осей нитей основы в процессе ткачества ( переплетения нитей основы между собой и нитями утка ) галева ремиз 8 и 8 (рис.2.3) должны быть жестко закреплены соответственно на планках 7 и 7 емизных рам 1а и 1а строго на определенном расстоянии, причем материал для изготовления стержней должен быть с повышенной жесткостью на изгиб.
Определим силу, действующую на стержень 1 (рис.4.12) от натяжения основных нитей при максимально раскрытом зеве и перемещении подвижных планок от центральной оси. Введем некоторые допущения. Пренебрегаем трением между нитями основы и между поверхностью глазка стержня и нитями основы, т.е. принимаем, что величины натяжения нитей основы в передней и задней частях зева равны между собой. Начало координат принимаем в центре глазка 2 стержня 1. Определим силу, действующую на стержень 1 от вертикального перемещения ремизки и вместе с ней подвижной планки для образования зева, то есть силу, дейст планки влево сила Кш стремиться изогнуть стержень .1 вправо. Определим координаты этого вектора с учетом принятых ранее допущений. Как видно из рис.4.13 и рис.4.14 вектор Кш будет иметь следующие координаты (Km(cosan-oosfi );Q;-Kul(sma +smfi )) тогда его величина будет определяться следующим образом: Определим натяжение нитей основы нижней ветви зева ( как более натянутую) при перемещения их в горизонтальной плоскости. Согласно рис4Лб деформация нитей основы от перемещения их поперек ткацкого станка А,ші Определим силу i? , действующую на стержень от совместного действия вертикального и горизонтального перемещения подвижной планки. Вектор Ёобщ получим сложением векторов Кш и R o6lif и его координаты будут: Ro6uf (Ковщісояа -cos/? y+KUi(cosa"-cosf1");-Ko6uf(sma +sin/? ); Рассмотрим как поведет себя стержень при действии на него силы Иобщ. Согласно рис.4.12, рис.4.13, рис.4.14 и полученным координатам вектора Ro6u( под действием натяжения нитей основы конец стержня 1 может иметь Определим прогиб стержня от действия на него сил. Как известно, для балки длиной 7, жестко заделанной одним концом и нагруженной сосредоточенной силой Р на свободном конце, прогиб/свободного конца определяется по формуле [243]: / = Для рассматриваемого стержня прогиб его ж нца в плоскости ХУ, /х, см: Для анормального протекания процесса формирования ткани с переменным направлением осей нитей основы необходимым условием является отсутствие прогиба конца стержня. Таким образом при выборе материала стержня следует принимать во внимание следующее выражение: Выберем материал для изготовления стержней подвижных планок лри формировании трехосной ткани с двух шаговым перемещением нитей основы поперек ткацкого станка в одну сторону, т.е. при пш =2, 1Ш = 1,5 мм. В силу особенностей формирования принимаем поперечное сечение стержня в виде круга, диаметром 2 мм. Тогда Jx=Jy=J 7K?/64=7,85-l(J5 см4 и формула (4.119) примет следующий вид
