Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ. 4
ГЛАВА 1. Металлические трикотажные сетеполотна технического
10 назначения.
ВЫВОДЫ по главе 1. 37
ГЛАВА 2. Исследование и оценка свойств металлического
39 трикотажного сетеполотна.
2.1 .Разрывные характеристики металлического трикотажа. 39
2.2. Рас пускаем ость металлического трикотажа. 42
2.3.3акручиваемость металлического трикотажного сетеполотна. 50
2.4.Электрофизические свойства металлического трикотажного
61 сетеполотна.
ВЫВОДЫ по главе 2. 72
ГЛАВА 3. Разработка технологии устранения дефектов в структуре
металлических трикотажных сетенолотен.
3.1.Диагностика причин возникновения дефектов в структуре
металлических трикотажных сетеполотеп.
3.2.Способы устранения дефектов основовязаного
сетеполотна.
ВЫВОДЫ по главе 3. 101
ГЛАВА 4. Технология формообразования отражающей поверхности
параболической антенны.
4.1.Технологические требования к изготовлению
отражающей поверхности антенны.
4.2.Получение объемной формы изделия. 105
4.2.1 .Формовочная способность трикотажа. 107
4.2.2.Формозакрепление. 110
4.3.Получение развертки конструкции отражающей поверхности. 114
4.4.Разработка технологии раскроя и пошива полотна при натяжении. 119
ВЫВОДЫ по главе 4. 127
ГЛАВА 5. Определение оптимальных параметров технологии пошива
128 отражающей поверхности антенны.
5.1.Анализ и исследование свойств швейных ниток, использующихся
для сшивания металлического трикотажа.
5.2.Анализ и исследование строения и свойств ниточных стежков и
строчек.
5.3.Испытания ниточных швов, образованных на металлическом
трикотажном сетеполотне.
5.4.Анализ особенностей процесса стежкообразования при пошиве
металлического трикотажного сете полотна.
ВЫВОДЫ по главе 5. 203
ГЛАВА 6. Технологический режим раскроя и сшиики деталей
205 сетеполотен для отражающей поверхности рефлектора.
ВЫВОДЫ по главе 6. 226
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ. 227
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. 229
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. 235
ПРИЛОЖЕНИЕ И. 245
Введение к работе
Развитие текстильной промышленности в настоящее время направлено не только на удовлетворение бытовых нужд населения, но и на производство текстильных изделий технического назначения.
Развитие производства трикотажа технического назначения связано со значительным расширением его применения в различных областях техники, обусловленным значительным расширением сырьевой базы, ростом уровня технологических возможностей оборудования. Среди трикотажа технического назначения многообразием применений и необычностью предъявляемых к нему требований выделяется трикотаж из металлических комплексных и мононитей,
Распространение металлического трикотажа в различных областях техники объясняется рядом уникальных физико-механических и других специфических свойств, присущих только петельной структуре трикотажа, проявляющиеся в совокупности со свойствами самих металлических нитей. Петельная структура трикотажа обеспечивает хорошую растяжимость, формоустойчивость, эластичность, упругость, прочность в условиях высоких температур и разных нагрузок.
Металлический трикотаж с успехом применяется во многих отраслях техники в качестве фильтров, защитной спецодежды для рабочих горячих цехов, пожарных экранирующих штор, защитной облицовки приборов и оборудования. Трикотажное полотно, выработанное из стальной микропроволоки, используют в качестве арматуры теплоизоляционного покрытия для паровых и газовых труб, печей, трубопроводов, атомных станций [1]. Трикотаж из металлических нитей широко используется в вибро- и ударопоглощающих деталях. В ракето- и самолетостроении применяются различного вида уплотняющие материалы.
Широкое применение металлический трикотаж нашел в космических исследованиях и авиационной технике, в частности, в качестве материала
5 отражающих поверхностей космических самораскрывающихся и наземных антенн связи.
Например, известно, что при реализации полета американского корабля «АПОЛЛОН-11», на поверхности Луны была развернута параболическая самораскрывающаяся антенна диаметром около 3 метров. Ее поверхность была выполнена из трикотажного полотна, выработанного основовязаным переплетением из комплексной стальной металлической нити, покрытой слоем золота.[2]
Из литературных зарубежных источников [3,4,5,6] известно, что с момента появления трикотажных материалов из металлических нитей различных сплаїзов и до настоящего времени, эти материалы представляют собой сетеполотна с размерами ячей от 1 мм до 3 мм, выполненные из металлических нитей диаметром 2СН-70 мкм.
Имеющаяся информация не содержала технологических аспектов изготовления металлических полотен, поэтому основными предпосылками создания полотен для антенн в отечественных разработках систем космической связи явились основополагающие исследования российских ученых в области технологии текстильных материалов, проведенные в Московском государственном текстильном университете проф. Шаловым И.И., проф. Кудрявиным Л.А,, доц. Заваруевым В.А. [7,8,9,10]. Исследования проводились на базе структур трикотажа кул ирных и основовязаных переплетений.
С 1984 г. в МГТУ им. А.Н. Косыгина совместно НПО ПМ (г.Железногорск) проводятся исследования по разработке материалов для отражающих поверхностей антенн космических аппаратов на базе трикотажа основовязаных переплетений [11].
В настоящее время одним из основных элементов конструкции крупногабаритных высокоточных трансформируемых антенн космических аппаратов является металлическое полотно, монтируемое на несущую конструкцию зеркала антенны и имеющее целый комплекс специфических
6 свойств: гибкое и эластичное, обеспечивает многократность свертывания и развертывания без изменения своих характеристик, имеет минимальную массу и разрушаем ость при местных механических повреждениях, необходимую прочность при использовании растягивающих усилий, обеспечивает работоспособность при неблагоприятных погодных условиях, имеет минимальное лобовое сопротивление и большой коэффициент отражения электромагнитных волн. Эти свойства обусловлены как структурой трикотажных переплетений, так и характеристиками металлических нитей, образующих полотно.
Антенны являются одним из основных элементов коммуникационных спутников. От них зависит качество и надежность связи, а с увеличением габаритов антенн значительно расширяются их возможности. Таким образом^ исследование особенностей и разработка оптимальных технологических процессов изготовления крупногабаритных изделий из металлических трикотажных сетеполотен является актуальной задачей.
Цель научной работы. Обзор отечественной и зарубежной литературы показывает, что в настоящее время в нашей стране нет единой технологии изготовления отражающих поверхностей крупногабаритных антенн.
Поэтому целью данной работы является создание технологии формирования круш го габаритных изделий сложной пространственной формы из металлического трикотажного сетеполотна.
В соответствии с данной целью были поставлены следующие задачи: исследование основных видов структур трикотажных сетеполотен; исследование физико-механических и электрофизических свойств металлического трикотажа, используемого в качестве отражающей поверхности; изучение существующих способов формирования объемных текстильных изделий; выбор оптимального способа формирования крупногабаритной поверхности сложноконструктивной формы; разработка технологии создания отражающей поверхности космической самораскрывающейся антенны; изучение видов, диагностика и способы устранения дефектов в структуре металлических трикотажных сетеполотен; экспериментальная проверка разработанной технологии формирования отражающей поверхности; разработка технологического режима изготовления отражающей поверхности антенного рефлектора из металлического трикотажного сетеполотна.
Методика исследования. Выполненная работа базировалась на использовании теоретических и экспериментальных методов исследования, математической статистики. Для решения поставленных задач использован системный подход. Методической и теоретической основой работы являются труды отечественных и зарубежных ученых по. технологии трикотажного производства, анализ научных и патентных источников.
Экспериментальные исследования проводились в технологических лабораториях на кафедре технологии трикотажного производства Московского государственного текстильного университета им. А.Н. Косыгина с учетом существующих методик и нормативно-технической документации (ГОСТ, ОСТ, ТУ).
Научная новизна. Состоит в разработке технологии изготовления крупногабаритных изделий из металлического трикотажа.
При проведении теоретических и экспериментальных исследований получены следующие результаты: исследованы физико-механические и электрофизические свойства металлического трикотажа, а также ниточных стежков и строчек, влияющие на процесс изготовления и эксплуатации отражающей поверхности КС А; разработана технология создания отражающей поверхности КС А из металлического трикотажного сетеполотна; разработан способ раскроя деталей из металлического трикотажного сетеполотна, находящегося под постоянным натяжением; разработан способ соединения деталей из высокорастяжимого полотна (патент РФ №2245405); предложены способы устранения дефектов в структуре металлических трикотажных сетеполотен.
Практическая ценность. В результате проведенных исследований определены факторы, связанные со свойствами металлического трикотажного сетеполотна, отрицательно, влияющие на процесс создания отражающей поверхности КСА, и разработаны пути их оптимизации. Получены экспериментальные данные по основным физико-механическим свойствам трикотажных полотен, ниточных строчек и швов. Разработана и апробирована технология изготовления отражающей поверхности КСА из металлического трикотажного сетеполотна при постоянном натяжении. Предложены способы устранения дефектов металлических трикотажных сетеполотен. Разработанная технология внедрена на предприятиях НПО ПМ им. акад. М.Ф. Решетнева (г. Железногорск); РКК «Энергия» (г. Королев).
На разработанный способ получен патент на изобретение.
Апробация работы проводилась в промышленных условиях на предприятиях НПО ПМ им. акад. М.Ф. Решетнева (г. Железногорск); РКК «Энергия» (г. Королев), а также в процессе выполнения экспериментальных работ в УПМ МГТУ им. А.Н. Косыгина, Акты внедрения результатов научно-исследовательской работы прилагаются.
Основные положения диссертационной работы были доложены и. обсужены: - на научно-практической конференции аспирантов на кафедре иностранных языков Московского государственного текстильного университета имени А.Н, Косыгина на (2003 г.); на Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (ТЕКСТИЛЬ - 2003), (18-19 ноября 2003 г.); на Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (ТЕКСТИЛЬ - 2004), (24 ноября 2004 г.); на расширенном заседании кафедры технологии трикотажного производства МГТУ им. А.Н. Косыгина (26 сентября 2005 г.).
По материалам диссертации опубликовано 2 статьи и тезисы докладов на 3 научных конференциях; получен 1 патент на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав с выводами, общих выводов, списка литературы, включающего 57 наименований, 2 приложений. Работа изложена на 253 страницах машинописного текста, имеет 112 рисунков, 27 таблиц. Приложения представлены на 19 страницах.
