Содержание к диссертации
Введение
1. Современные представления о структуре трикотажа 6
1.1. Современные представления о структуре трикотажа и ее влияние на свойства полотна 6
1.2. Классификация трикотажных переплетений и возможные способы их получения 13
2. Разработка методик проектирования технологических параметров трикотажа комбинированных неполных переплетений 19
2.1. Выбор объекта 19
2.1.1. Описание оборудования 19
2.1.2. Характеристика сырья 20
2.1.3. Выбор метода получения регрессионных уравнений 20
2.1.4. Варианты полученных комбинированных переплетений 22
2.1.5. Выбор критериев 25
2.2. Проверка применимости расчетно-экспериментального (эмпирического) метода проектирования технологических параметров комбинированных неполных переплетении 29
2.3. Проверка применимости теоретического метода проектирования технологических параметров 117
Выводы по главе 2 124
3. Исследование физико-механических свойств трикотажа комбинированных неполных переплетений с целью прогнозирования его эксплуатационных характеристик 125
3.1.Прочность комбинированного трикотажа 125
3.2.Растяжимость трикотажа комбинированных переплетений 127
3.2.1. Зависимость растяжимости трикотажа неполных комбинированных переплетений от величины петельной группировки 128
3.2.2..Сравнение растяжимости ластика 2+2 и комбинированного неполного переплетения с П=2
3.3.Устойчивость к истиранию комбинированного трикотажа 133
3.4.Воздухопроницаемость комбинированного трикотажа 137
3.5.Материалоемкость комбинированного трикотажа 141
3.5.1.Толщина комбинированного трикотажа 143
3.5.2.Объемная плотность трикотажа 147
3.6. Графическая оптимизация выбора комбинированных переплетений .. 151
3.7.Пиллингуемость комбинированного трикотажа 154
Выводы по главе 3 155
4. Расчет экономической эффективности выработки комбинированных неполного трикотажа с пониженной материалоемкостью 157
Общие выводы 165
5. Библиографический список 167
Приложение
- Классификация трикотажных переплетений и возможные способы их получения
- Проверка применимости расчетно-экспериментального (эмпирического) метода проектирования технологических параметров комбинированных неполных переплетении
- Зависимость растяжимости трикотажа неполных комбинированных переплетений от величины петельной группировки
- Графическая оптимизация выбора комбинированных переплетений
Введение к работе
В последние годы производство трикотажных изделий в России постоянно увеличивается. Так, за период с января по май 2001 года, производство трикотажных изделий возросло на 63,8% по сравнению с этим же периодом 2000 года.
В условиях рыночной экономики наиболее важной и актуальной задачей в трикотажной промышленности является повышение качества продукции при постоянном повышении производительности труда и использовании ресурсосберегающих технологий. Большое внимание обращается на разработку новых видов переплетений, которые бы отвечали современным требованиям по физико-механическим свойствам, комфортности, гигиеническим свойствам.
В теоретическом плане решение этой задачи заключается в дальнейшем развитии теории трикотажных переплетений, создании новых видов трикотажа, разработке высокоэффективных процессов вязания с оптимальными параметрами трикотажа.
Среди многообразия трикотажных переплетений особый интерес представляют комбинированные переплетения. Они обладают формоустойчивостью, малой растяжимостью, тканеподобным внешним видом, пониженной материалоемкостью.
Комбинированными переплетениями много лет занимались как в МГТУ, так и на кафедре ТОТП СПГУТД. Ранее для прогнозирования технологических параметров и режимов вязания трикотажа комбинированных переплетений не было теоретической базы и лишь для некоторых переплетений были установлены зависимости параметров петельной структуры от заправочных параметров полотна, следовательно, не было возможности прогнозировать свойства полотен.
Актуальность диссертационной работы состоит в том, что исследования направлены на решение важной проблемы трикотажной промышленности: улучшение качества выпускаемой продукции и уменьшение материалоемкости производства.
Целью диссертационной работы является разработка новых неполных комбинированных переплетений из различных видов сырья, оптимизация структур и изучение свойств разработанных полотен, разработка методик проектирования технологических параметров трикотажа комбинированных неполных переплетений.
Методика исследования. Теоретической базой исследования в области классификации комбинированных переплетений и проектирования технологических параметров трикотажа явились работы И.И. Шалова, Л.А. Кудрявина, Л.П. Ровинской, С.Ф. Безкостовой, Л.В. Шкуновой и др.
Для обработки экспериментальных данных применялся пакет прикладных программ STATGRAPHICS, графическая программа Curve Expert 1.3 , Advanced Grapher и Microsoft Exel.
Научная новизна. Получены новые результаты в области оценки и прогнозирования характеристик трикотажа комбинированных неполных переплетений, что позволило получить структуры, обладающие хорошими потребительскими свойствами, при пониженной материалоемкости. Получены экспериментальные уравнения, связывающие параметры сырья с технологическими параметрами трикотажа.
Практическая ценность проведенных исследований заключается в распространении ресурсосберегающей технологии получения трикотажных изделий на широкий класс комбинированных кулирных переплетений, которые могут вырабатываться на подавляющем большинстве трикотажных машин.
Классификация трикотажных переплетений и возможные способы их получения
Структура трикотажа определяется размерами, формой и взаимным расположением состдаляюншх его элементов. В зависимости от формы элементы структуры трикотажа могут представлять собой петли, наброски и протяжки. Соединением элементов структуры в определенной последовательности образуется трикотаж. Видом соединения, то есть взаимосвязью элементов структуры, характеризуется переплетение трикотажа.
Общая система классификации трикотажных переплетений в СССР была впервые предложена А. С. Далидовичем в 1944г [43]. В дальнейшем эта система классификации переплетений была усовершенствована и дополнена.
В настоящее время различают классы главных, производных, рисунчатых и комбинированных переплетений трикотажа. К классу главных относят простейшие переплетения, состоящие из одинаковых элементов структуры. Главные переплетения имеют простейшую структуру. К классу производных принадлежат переплетения, образованные из сочетания нескольких одинаковых главных переплетений, взаимно ввязанные так, что между петельными столбиками одного размещаются петельные столбики другого или нескольких таких же переплетений. К классу рисунчатых относят переплетения, образованные на базе главных или производных переплетений путем введения в них дополнительных элементов (набросков, протяжек, дополнительных нитей) или путем изменения процессов выработки с целью получения трикотажа с новыми свойствами. К главным переплетениям относятся гладь, изнаночная гладь, цепочка, трико, атлас, ластик и др. К производным переплетениям относятся производная гладь, производное трико, производный атлас, производный ластик и др. К рисунчатым переплетениям относятся ажурные, ананасные, киперные, филейные, платированные, уточные, футерованные, плюшевые, прессовые, жаккардовые, перекрестные, неравномерные, неполные, перевязанные, рингель-трикотаж и сплит-трикотаж. Переплетение характеризуется раппортом. Раппорт - это наименьшее число петельных рядов или столбиков, после образования которых порядок чередования петель, набросков или протяжек в переплетении повторяется. В зависимости от формы петли главные и производные переплетения подразделяются на подклассы - кулирные и основовязаные. В трикотаже кулирных переплетений петельный ряд образуется из нити последовательно, а в трикотаже основовязаных переплетений -одновременно. Трикотажные переплетения вырабатываются на машинах с одной и с двумя игольницами и называются, соответственно, одинарными и двойными. Из вышеизложенного видно, что трикотажные переплетения отличаются большим разнообразием структур, которые оказывают влияние на свойства трикотажных полотен, но ее влияние равноценно влиянию свойств нити. По мнению ряда исследователей [44-47], наибольшую возможность для изменения структуры полотна при минимальных трудозатратах и сохранении материалоемкости базового полотна представляют комбинированные переплетения. Трикотаж комбинированных переплетений содержит в своей структуре элементы главных, производных и рисунчатых переплетений. Учитывая, что эти переплетения включают в себя много подклассов, число возможных сочетаний при выработке комбинированных переплетений очень велико. Первая классификация комбинированных переплетений предложена проф. И.И. Шаговым [44]. В ее основу положено деление переплетений по признаку состава элементов петельной структуры: петли, наброска и протяжки. По этой классификации комбинированные переплетения по числу элементов, входящих в структуру, разделяют на четыре группы: 1) простые, содержащие в петельных рядах только петли; 2) прессовые, состоящие из двух элементов - петли и наброска; 3) подкладные, состоящие из двух элементов - петли и протяжки; 4) смешанные, сочетающие в своей структуре петли, наброски, протяжки. Далее у И.И. Шалова комбинированные переплетения делятся на двухрядные, трехрядные, четырехрядные и многорядные. Например, простые двухрядные - репс, неполный ластик, восьмизамочные. Свое видение строения трикотажа предлагает А.И. Кобляков [1]. За элемент структуры трикотажа принимается петля, но рассматривается она как одна из форм отрезка нити в процессе вязания. В связи с этим, автор предлагает за элемент структуры трикотажа принять нить. Проф. А.И. Кобляковьш предложена классификация элементарных звеньев структуры трикотажа, их кодовое обозначение. Все элементарные звенья разбиты на классы, подклассы и могут быть записаны в виде цифрового кода. В соответствии с предложенной классификацией, А.И. Кобляков дает свое определение для комбинированных переплетений: «Комбинированные переплетения - переплетения двух и более элементов с элементарными звеньями разнообразной формы»[1]. При таких переплетениях в трикотаже сочетаются связи главных переплетений с главными, главных с производными, главных и производных переплетений с элементами, у которых звенья не образуют переплетения. Комбинированные переплетения можно разделить на простые, мелкоузорчатые и крупноузорчатые. К простым комбинированным переплетениям автор относит структуры с продольной ориентацией остовов петель фактически кулирные и основовязаные переплетения: гладь - гладь, трико - трико и др. Предложенная А.И. Кобляковьш классификация не дает полного представления о всем многообразии класса комбинированных переплетений.
Проверка применимости расчетно-экспериментального (эмпирического) метода проектирования технологических параметров комбинированных неполных переплетении
Зависимость поверхностной плотности трикотажа от величины петельной группировки для ПАН пряжи при Т = 125 текс (Вариант 4) представлена на рис. 2.32. Зависимость петельного шага от величины петельной группировки для полушерстяной пряжи при Т = 125текс (Вариант 5) представлена на рис. 2.33. Зависимость высоты петельного ряда от величины петельной группировки для полушерстяной пряжи при Т = 125 текс (Вариант 5) представлена на рис. 2.34. Зависимость поверхностной плотности трикотажа от величины петельной группировки для полушерстяной пряжи при Т =125 текс (Вариант 5) представлена на рис. 2.35. Зависимость петельного шага от величины петельной группировки для ПАН пряжи при Т = 125 текс (Вариант 5) представлена на рис. 2.36. Зависимость высоты петельного ряда от величины петельной группировки для ПАН пряжи при Т = 125 текс (Вариант 5) представлена нарис. 2.37. Зависимость поверхностной плотности трикотажа от величины петельной группировки для ПАН пряжи при Т = 125 текс (Вариант 5) представлена на рис. 2.38. Зависимость петельного шага от величины петельной группировки для полушерстяной пряжи при Т = 187,5текс (Вариант 6) представлена на рис. 2.39. Зависимость высоты петельного ряда от величины петельной группировки для полушерстяной пряжи при Т = 187,5 текс (Вариант 6) представлена на рис. 2.40. Зависимость поверхностной плотности трикотажа от величины петельной группировки для полушерстяной пряжи при Т =187,5 текс (Вариант 6) представлена на рис. 2.41. Зависимость петельного шага от величины петельной группировки для ПАН пряжи при Т = 187,5 текс (Вариант 6) представлена на рис. 2.42. Зависимость высоты петельного ряда от величины петельной группировки для ПАН пряжи при Т = 187,5 текс (Вариант 6) представлена на рис. 2.43. Зависимость поверхностной плотности трикотажа от величины петельной группировки для ПАН пряжи при Т = 187,5 текс (Вариант 6) представлена на рис. 2.44. Зависимость петельного шага от величины петельной группировки для полушерстяной пряжи при Т = 187,5текс (Вариант 7) представлена на рис. 2.45. Зависимость высоты петельного ряда от величины петельной группировки для полушерстяной пряжи при Т = 187,5 текс (Вариант 7) представлена на рис. 2.46. Зависимость поверхностной плотности трикотажа от величины петельной группировки для полушерстяной пряжи при Т =187,5 текс (Вариант 7) представлена на рис. 2.47. Зависимость петельного шага от величины петельной группировки для ПАН пряжи при Т = 187,5 текс (Вариант 7) представлена на рис. 2.48. Зависимость высоты петельного ряда от величины петельной группировки для ПАН пряжи при Т = 187,5 текс (Вариант 7) представлена на рис. 2.49. Зависимость поверхностной плотности трикотажа от величины петельной группировки для ПАН пряжи при Т = 187,5 текс (Вариант 7) представлена на рис. 2.50. Зависимость петельного шага от величины петельной группировки для полушерстяной пряжи при Т = 250 текс (Вариант 8) представлена на рис. 2.51. Зависимость высоты петельного ряда от величины петельной группировки для полушерстяной пряжи при Т = 250 текс (Вариант 8) представлена на рис. 2.52. Зависимость поверхностной плотности трикотажа от величины петельной группировки для полушерстяной пряжи при Т = 250 текс (Вариант 8) представлена нарис.2.53. Зависимость петельного шага от величины петельной группировки для ПАН пряжи при Т = 250 текс (Вариант 8) представлена на рис. 2.54. Зависимость высоты петельного ряда от величины петельной группировки для ПАН пряжи при Т = 250 текс (Вариант 8)представлена нарис. 2.55. Зависимость поверхностной плотности трикотажа от величины петельной группировки для ПАН пряжи при Т = 250 текс (Вариант 8) представлена нарис.2.56. Зависимость петельного шага от величины петельной группировки для полушерстяной пряжи при Т = 250 текс (Вариант 9) представлена на рис. 2.57. Зависимость высоты петельного ряда от величины петельной группировки для полушерстяной пряжи при Т = 250 текс (Вариант 9) представлена на рис. 2.58. Зависимость поверхностной плотности трикотажа от величины петельной группировки для полушерстяной пряжи при Т = 250 текс (Вариант 9) представлена на рис.2.59. Зависимость петельного шага от величины петельной группировки для ПАН пряжи при Т = 250 текс (Вариант 9) представлена на рис. 2.60. Зависимость высоты петельного ряда от величины петельной группировки для ПАН пряжи при Т = 250 текс (Вариант 9) представлена на рис. 2.61. Зависимость поверхностной плотности трикотажа от величины петельной группировки для ПАН пряжи при Т = 250 текс (Вариант 9) представлена нарис.2.62. Зависимость петельного шага от величины петельной группировки для полушерстяной пряжи при Т = 312,5 текс (Вариант 10) представлена на рис. 2.63. Зависимость высоты петельного ряда от величины петельной группировки для полушерстяной пряжи при Т = 312,5 текс (Вариант 10) представлена на рис. 2.64.
Зависимость растяжимости трикотажа неполных комбинированных переплетений от величины петельной группировки
Пиллингуемость - свойство трикотажа образовывать на своей поверхности закатанные в комочки или косички концы волокон, называемые пиллями.
В данной работе были проведены испытания по определению пиллингуемости трикотажных полотен на приборе «Пиллтерстер» типа FF - 4. Сущность метода по ГОСТ Р 50025 - 92 [105] заключается в образовании на трикотаже ворсистости и в подсчете максимального количества пиллей по определенной площади. Каждая проба испытывалась в течении 120 минут с остановкой прибора через каждые 30 минут и подсчетом образовавшихся пиллей. На приборе было смоделировано циклическое переменное движение синусоидального характера нижней головки с большой амплитудой. Это движение повторяет условия эксплуатации трикотажных изделий (симулирование движения руки в процессе носки). Верхняя головка вращается. Сила, прижимающая образец к абразиву равна 100 грамм. На приборе установлена скорость 40 циклов /мин при времени реальной эксплуатации изделия (120 мин). Для исследования были отобраны образцы трикотажа комбинированного неполного переплетения с П = 4 и переплетения ластик 1+1 из полушерстяной и ПАН пряжи. 1. С ростом петельной группировки в комбинированном трикотаже на базе неполного ластика увеличивается растяжимость трикотажа при эксплуатационных нагрузках. 2. Растяжимость трикотажа переплетения ластик 2+2 примерно втрое выше, чем полотна комбинированного переплетения с П=2. 3. Растяжимость комбинированных переплетений нельзя рассматривать как среднее арифметическое растяжимостей базовых переплетений, образующих данное комбинированное переплетение. 4. Разрывная нагрузка комбинированных переплетений может быть рассмотрена как среднее арифметическое базовых переплетений, входящих в данное комбинированное переплетение. 5. Устойчивость к истиранию комбинированного неполного трикотажа увеличивается с ростом петельной группировки. б.Увеличение петельной группировки приводит к снижению коэффициента воздухопроницаемости 7.Снижение материалоемкости при разработке структур комбинированных неполных переплетений не приводит к ухудшению свойств трикотажных полотен. 8.При помощи метода комплексных диаграмм найдены наилучшие варианты из исследуемых полотен - комбинированные неполные переплетения с П=4 и П=16. 9.Пиллингуемость комбинированных неполных переплетений меньше, чем пиллингуемость переплетения ластик 1+1. 10. С целью прогнозирования свойств комбинированных неполных переплетений получены уравнения зависимости растяжимости воздухопроницаемости, устойчивости к истиранию, толщины, объемной плотности от величины петельной группировки. Одной из важнейших задач для улучшения качества и расширения ассортимента трикотажных изделий является выработка полотен, обладающих малой растяжимостью. С этой целью были разработаны полотна комбинированных неполных переплетений с различными петельными группировками. Эти полотна обладают малой растяжимостью, хорошей формоустойчивостью и пониженной материалоемкостью. Поверхностная плотность различных переплетений трикотажа при линейной плотности Т=62,5 текс представлена в табл. 4.1. Затраты на сырье для джемпера женского, связанного различными переплетениями из полушерстяной пряжи, представлены в табл. 4.2. Рассчитываем условный годовой экономический эффект [106,107] по формуле: Условный годовой экономический эффект при использовании полушерстяной пряжи представлен в табл. 4.3. Затраты на сырье для джемпера женского, связанного различными переплетениями из ПАН пряжи, представлены в табл. 4.4. Условный годовой экономический эффект при использовании ПАН пряжи представлены в табл. 4.5.
Графическая оптимизация выбора комбинированных переплетений
Отсюда следует, что полотна комбинированных неполных переплетений с различными петельными группировками обладают материалоемкостью, пониженной на 20-30% по сравнению с базовыми переплетениями. Применение данных полотен позволяет на 20-30% снизить затраты на сырье и получить годовой экономический эффект на 1000 изделий от 10 до 15 тыс. руб.
Комбинированные переплетения обладают большим многообразием структур и могут вырабатываться со специальными заранее заданными физико-механическими и эксплуатационными свойствами.
Впервые для комбинированных неполных переплетений получены регрессионные уравнения, устанавливаюпще зависимость технологических параметров трикотажа от параметров используемого сырья. 3. На основе эмпирических уравнений, полученных в работе, могут быть спроектированы технологические параметры трикотажа комбинированных неполных переплетений. 4. Введена поправка к методу геометрических моделей, учитывающая отличие модуля петли ластика 1+1 от модуля идеальной петли (а = 21), которая позволила уточнить расчеты при проектировании комбинированного трикотажа с отклонением между расчетными и опытными значениями в пределах 5%. 5. Метод геометрических моделей и расчетно-экспериментальный метод применимы для проектирования технологических параметров комбинированного трикотажа. 6. Для комбинированных неполных переплетений получены регрессионные уравнения, которые устанавливают зависимости физико механических свойств трикотажа от величины петельной группировки. 7. Полученные регрессионные уравнения позволяют прогнозировать важнейшие эксплуатационные характеристики комбинированного неполного трикотажа с различными петельными группировками. 8. Графическая оптимизация комбинированных неполных переплетений показала, что по принятым критериям лучпшми являются комбинированные неполные переплетения с петельными группировками П=4иП=16. 9.Исследования показали, что пиллингуемость разработанных трикотажных полотен ниже, чем у трикотажа базовых переплетений, причем пиллингуемость полушерстяных полотен ниже, чем полотен из ПАН пряжи. 10. Изменение петельной группировки и модуля петли позволяет получить комбинированный неполный трикотаж с заданной материалоемкостью и свойствами. 11. Практическая ценность исследований заключается в распространении ресурсосберегающей технологии получения трикотажных изделий на широкий класс комбинированных кулирных переплетений, которые могут вырабатываться на подавляющем большинстве трикотажных машин. 12. Применение трикотажа комбинированных неполных переплетений позволяет снизить затраты на сырье на 20-30 % и получить годовой экономический эффект на 1000 изделий от 10 до 15 тыс. р.
