Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор 9
1.1. Свойства термостойких волокон, структура изделий, анализ технологий
1.1.1. Получение и свойства волокон оксида алюминия
1.1.2. Текстильные изделия из термостойких волокон
1.2. Анализ способов переработки термостойких волокон и получения жаропрочных материалов из них 22
1.3. Технологии переработки волокон малой длины 27
1.3.1. Свойства и технология переработки асбестового волокна 27
1.3.2. Оценка возможности использования классической технологии для переработки волокон оксида алюминия 30
1.3.3. Технология электрофлокирования 33
1.4. Анализ использования газообразной среды для формирования пряжи из волокон оксида алюминия 38
1.5. Общие принципы гидродинамического прядения и задачи исследования 39
Выводы по главе 1 42
Глава 2. Процесс дискретизации волокнистой массы 44
2.1. Анализ аналогов процесса дискретизации волокон
2.2. Анализ процесса дискретизации 46
2.3. Устройство, работа и эффективность дискретизатора массы волокоп оксида алюминия
Выводы по главе 2
Глава 3. Обоснование состава и режима приготовления суспензии 54
3.1. Соотношение компонентов в суспензии, пряже и ее линейная плотность 54
3.2. Взаимосвязь неровноты распределения волокон в суспензии и не ровноты пряжи по массе
3.3. Оптимизация состава суспензии 56
3.4. Определение электрокинетического потенциала волокон 60
Выводы по главе 3 64
Глава 4. Установка гидродинамического прядения и оптимизация процесса формирования пряжи 66
4.1. Технологические требования к установке гидродинамического прядения 66
4.2. Оценка возможности получения пряжи гидродинамическим способом на макете 67
4.2.1. Макет установки 67
4.2.2. Условия эксперимента на макете 69
4.2.3. Получение пряжи при варьировании диаметром воронки-вставки и крутки 70
4.3. Лабораторная установка для получения пряжи гидродинамическим способом 73
4.3.1. Устройство и работа лабораторной установки 73
4.3.2. Порядок работы на установке 76
4.4. Проектирование элементов узла формирования пряжи 77
4.4.1. Формирующая воронка и её функции 77
4.4.2. Обоснование диаметра цилиндрической части питающей воронки 80
4.4.3. Обоснование конусности формирующей воронки 81
4.4.4. Обоснование диаметра крутильной платформы 82
4.5. Режим работы узла формирования пряжи 84
Выводы по главе 4 85
Глава 5. Процессы дегидратации и наматывания пряжи 86
5.1. Истечение жидкости из суспензии под действием сил гравитации и при отжиме парой валиков 86
5.2. Сушка пряжи 87
5.2.1. Расчет количества влаги, удаляемой из пряжи после формирования и отжима 88
5.2.2. Расчет количества воздуха, используемого для сушки пряжи 89
5.2.3. Тепловой баланс сушильной камеры 91
5.2.4. Оптимизация процесса сушки пряжи 93
5.3. Натяжение пряжи при наматывании 97
Выводы по главе 5 101
Глава 6. Структура и свойства пряжи гидродинамического прядения и шнура 103
6.1. Физико-механические свойства пряжи 103
6.2. Исследование структуры пряжи 106
6.2.1. Исследование ориентации волокон в пряже и клочке 106
6.2.2. Исследование структурных изменений в пряже при поперечном сжатии 109
6.2.3. Регрессионные связи между характеристиками контактов при
сжатии пряжи 114
6.3. Получение шнура и его свойства 117
Выводы по главе 6 119
Выводы по работе 121
- Анализ способов переработки термостойких волокон и получения жаропрочных материалов из них
- Взаимосвязь неровноты распределения волокон в суспензии и не ровноты пряжи по массе
- Устройство и работа лабораторной установки
- Оптимизация процесса сушки пряжи
Введение к работе
Актуальность темы. Технические устройства, используемые в самолёто- и ракетостроении, космонавтике и других областях, эксплуатируются при высоких температурах. Для надежной работы этих устройств необходимы соответствующие теплоизоляционные материалы, в том числе и уплотнительные шнуры.
До настоящего времени изготовление таких шнуров основано на использовании короткометражных волокнистых матов с ручным изготовлением из них наполнителя шнура. Ручной способ изготовления имеет низкую производительность и приводит к неровноте наполнителя по толщине, и, следовательно, к снижению надежности герметизации в стыках соединяемых деталей.
В связи с этим одним из перспективных направлений создания термоизоляционных шнуров является использование пряжи, изготовленной из волокон оксида алюминия, имеющих температуру эксплуатации 1600 С.
Проведенный анализ научно-технической литературы и патентов выявили отсутствие технологий для получения пряжи из волокон оксида алюминия, имеющих длину не более 3 мм. Это подтверждает актуальность разработки таких технологий и их практическую значимость.
Целью исследования является разработка технологии получения пряжи из волокон оксида алюминия, используемой в качестве наполнителя шнура.
Задачи исследования;
- по процессу дискретизации: осуществить анализ известных
устройств для рыхления волокнистых материалов, обосновать
технологические требования к устройству для дискретизации массы
волокон оксида алюминия, разработать конструкцию, изготовить
устройство и оценить эффективность дискретизации;
- по процессу подготовки суспензии: обосновать состав и режим
приготовления суспензии.
- по процессам формирования пряжи, ее дегидратации и
наматыванию: разработать технологические требования к узлам
формирования, дегидратации и наматывания, разработать
технологическую схему установки, оценить ее возможности, исследовать
процессы формирования, дегидратации и наматывания, обосновать режим
работы;
- оценить структуру и свойства пряжи и шнура на её основе.
Методы исследования. В диссертации использованы теоретические и экспериментальные методы.
В теоретических исследованиях использованы методы гидродинамики, проектирования машин, теорий трения и сушки.
В экспериментальных исследованиях использованы методы: цифровой и оптической микроскопии, оценки стабильности суспензии, оценки электрокинетического потенциала волокон оксида алюминия, оценки однородности клочков по плотности, планирования эксперимента и обработки экспериментальных данных, корреляционно-регрессионного анализа, стандартные и нестандартные методы оценки свойств волокон, пряжи и шнура. Исследования выполнены с использованием стандартных и оригинальной программ для ЭВМ.
Научная новизна. При выполнении работы впервые разработаны:
принципы ГДП и соответствующие им процессы: дискретизации волокнистой массы, подготовки суспензии, формирования пряжи, дегидратации и наматывания (натяжение пряжи применительно к движению пряжи в установке);
принципиальные схемы устройств - дискретизатора и установки ГДП;
аналитические зависимости для проектирования линейной плотности пряжи, состава суспензии, её расхода и геометрических параметров отдельных узлов.
Практическая значимость работы. Работа выполнялась в 2007 -2009 гг. по заданию Федерального государственного унитарного
предприятия «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» в рамках НИР «Разработка лабораторной установки получения нитей из аморфных дискретных волокон оксида алюминия и технологии шнуров из них» (шифр темы 07-217-14/3416-7-7/3654-7-9).
Результаты исследования являются основой для создания промышленной технологии.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались: на Международной научно-технической конференции "Современные технологии и оборудование текстильной промышленности" (ТЕКСТИЛЬ-2008), г. Москва, ГОУВПО "МГТУ им. А.Н.Косыгина", 2008 г.;
на Международной научно-технической конференции
"Современные технологии и оборудование текстильной промышленности" (ТЕКСТИЛЬ-2009), г. Москва, ГОУВПО "МГТУ им. А.Н.Косыгина", 2009 г.
на V Международном симпозиуме Techtextil RUSSIA по техническому текстилю, нетканым материалам и защитной одежде. 20-21 апреля 2010 г., ЦВК «Экспоцентр», Москва;
на заседании кафедры прядения ГОУВПО "МГТУ им. А.Н.Косыгина", г. Москва, сентябрь 2010 г.
Работа была представлена:
на XXXIV Федеральной оптовой ярмарке «Текстильлегпром» 16-19 февраля 2010, ВВЦ, г.Москва;
на XXXV Федеральной оптовой ярмарке «Текстильлегпром» 21-24 сентября 2010, ВВЦ, г.Москва.
По теме диссертации опубликовано 2 статьи, в том числе одна в журнале, рекомендованном ВАК, 4 тезиса научных конференций и программа для ЭВМ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 158 страницах, состоит из введения, шести глав с выводами, общих выводов, списка использованной литературы (83 наименования) и 4 приложений. Работа содержит 29 таблиц и 51 рисунок.
Анализ способов переработки термостойких волокон и получения жаропрочных материалов из них
В настоящее время существуют различные способы переработки термостойких волокон, отличающиеся как сущностью процессов формирования изделий из них, так и видом готовых изделий. Кроме того, основное направление использования термостойких волокон -производство огнестойких материалов, т.е устойчивых к открытому пламени. Известен способ получения нетканого мата в качествеполуфабриката для изготовления из него фиброкомпозитного материала [20]. Нетканый мат содержит термопластичное волокно (длина волокна 0,1-30 мм, содержание 30-90 мас.% ) и армирующее волокно (содержание 10-70 мас.%), имеющее более высокую термостойкость, чем первое. Причем термопластичные и армирующие волокна связаны в точках пересечения или просто в контактных точках посредством связующего с содержанием 1-Ю мас.%, при этом длина термопластичного волокна меньше длины армирующего волокна, а поверхностная плотность нетканого мата составляет 8-400 г/м . Нетканый мат выполнен так, что отдельные волокна соединены вместе посредством связующего. Сами волокна связаны друг с другом связующим только в точках пересечения или в точках контакта. Наличие такой структуры нетканого мата имеет важное значение, поскольку при последующем изготовлении композитного материала не должно происходить растягивания? армирующих волокон и/или образования гомогенной смеси. Фиброкомпозит, получаемый из такого мата, может иметь различные пространственные формы. Данный способ позволяет перерабатывать волокна малой длины, но при этом получаемые изделия не обладают достаточной прочностью и формирование конечного уплотнительного материала требует дополнительных технологических операций. Так как мат неравномерен, то при его резке неровнота перейдет в неровноту участков мата, предназначенных для изготовления термостойких шнуров.
Один из способов получения огнеупорных материалов описан в [21], а именно способ получения огнеупорных уплотняющих и облицовочных материалов. Такие материалы могут быть использованы для изготовления уплотнительных, разделительных, герметизирующих и т.п. изделий в виде лент, шнуров, пластин, профилей и т.п., применяемых в производствах с высокими рабочими температурами при выплавке металла и для разлива металла в непрерывные заготовки, отлива слитков, фасонов и т.д. Приготавливают перемешиванием огнеупорное связующее в виде суспензии из водного раствора стекла плотностью от 1,01 до 1,22 кг/дм3, распущенного в нем муллитокремнеземистого волокна до концентрации от 4 до 5 мас.% и сульфата алюминия. Сульфат алюминия добавляют в количестве, при котором рН суспензии близка к нейтральной среде. Приготовленное связующее (суспензию) заливают в реактор и при непрерывном перемешивании вводят порошок оксида магния и оксида алюминия. Оксиды магния и алюминия берут в соотношении алюмомагниевой шпинели MgAl204- Соотношение между оксидом магния, оксидом алюминия и суспензией составляет, мас.%: (от 10 до 30):(от 30 до 40):(от 33 до 50) соответственно. После тщательного перемешивания смесь формуют и обезвоживают. Использование в качестве огнеупорного наполнителя оксидов магния и алюминия обусловлено их высокой температурой плавления, а следовательно, и высокой термостойкостью, что обеспечивает прочность огнеупорного материала при рабочих температурах 800 - 1000 С. Данный способ производства позволяет получать термостойкие уплотнители с высокой рабочей температурой. Однако формирование осуществляется не из волокон, обладающих термостойкими свойствами, а путем приготовления специальных суспензий и ввода в них порошков, придающих необходимые свойства.
В патенте [22] приведен способ получения огнестойкой пряжи для тканых и трикотажных изделий. Получение огнестойкой смешанной пряжи осуществляют следующим образом: трудногорючее полиэфирное волокно перерабатывают в чистом виде или смешивают с волокном русар, или СВМ, или армос. Смешивание осуществляется перед рыхлением методом смесового настила или на питателях смесителях, или путем выставления ставки на автоматических кипных рыхлителях. Эмульсирование смеси авиважными препаратами для исключения электризации при переработке производится путем разбрызгивания эмульсии в количестве 0,1-0,5% препарата к весу волокна либо в смесовом настиле, либо перед подачей волокна в головной питатель или смесовую машину. Трудногорючее полиэфирное волокно или его смеси с волокном русар, или СВМ, или армос в заданных количественных соотношениях подвергаются рыхлению и трепанию на разрыхлительно-трепальном агрегате, затем осуществляется чесание на шляпочных чесальных машинах типа ЧММ-450-14Т, ЧМ-50 и др. Вытягивание, сложение и выравнивание чесальной ленты из 100% трудногорючего полиэфирного волокна и его смесей осуществляется на двух переходах цилиндровых ленточных машин типа Л-2-50, «Ritter» и др. Выработка ровницы линейной плотности 500-1000 текс осуществляется на прядильных машинах типа П-76-5М6, П-66-5М6, П-76-ШГ и др. Недостатком такой пряжи является её невысокая температура эксплуатации, ограниченная температурой горения исходных волокон.
Существует способ эмульсирования, предусматривающий подвод жидкости в зону формирования пряжи. [23]. Прядильное устройство может быть использовано для получения пряжи с заданными- свойствами и позволяет обеспечить равномерность пропитки-волокон пряжи и качество ее эмульсионной обработки. Устройство содержит ротор с желобом и отверстие для подвода эмульсии, выполненное в нижней части воронки ниже ее пряжевыводного отверстия (рис.8).
Взаимосвязь неровноты распределения волокон в суспензии и не ровноты пряжи по массе
Неподвижная трубка 5, соединительная воронка 7 и крутильная платформа 8 установлены соосно. Траектория движения струи суспензии и пряжи до направляющего ролика 11 расположена вертикально, после направляющего ролика до зоны наматывания включительно горизонтально. Такая компоновка позволяет отработанной суспензии под действием сил гравитации свободно поступать в сборную ёмкость 20, из которой затем она может использоваться для приготовления суспензии.
Устройство для осуществления способа получения пряжи на основе коротких волокон работает следующим образом. Из расходной емкости 1 суспензия 2 с помощью вращающегося шнека. 3 через расходный кран 4 і подается по неподвижной трубке 5 в.соединительную воронку 7. На втулке 6, установленной с возможностью вращения-относительно неподвижной трубки 5, закреплена крутильная платформа 8 с расположенными-на ней паковками9 с одиночными стержневыми нитями 10. Втулка и крутильная платформа приводятся во вращательное движение от двигателя 21. Стержневые нити 10 сматываются с паковок 9 под действием вращающегося принудительно мотального барабанчика 18. Скручивающиеся в результате вращения крутильной платформы 8 стержневые нити 10 прикручивают короткие у волокна, содержащиеся в суспензии, и обеспечивают их закрепление влряже с помощью крутки. Отработанная суспензия, отдавшая, часть волокна в пряжу, выходит вместе с ней из формирующей воронки и отводится в специальную ёмкость. Пряжа через направляющий ролик 11 и отжимную пару 12 поступает в камеру термообработки 14, соединенную с источником нагретого воздуха 13. При прохождении через данный узел установки осуществляется дегидратация пряжи, т.е. удаление избыточной влаги, полученной от волокнистой суспензии. Влага забирается воздухом и по специальному пневмопроводу отводится из камеры. Далее нить проходит через нитенаправитель 15, узел авиважной обработки 16 для нанесения контактным способом 50%-го водного раствора глицерина с целью сохранения волокон оксида алюминия при хранении и транспортировке в пряже и с помощью мотального барабанчика 18 наматывается на паковку с готовой нитью 19. Основные параметры и размеры установки приведены в таблице 12 Эксплуатация установки предполагает соблюдение следующих приведенных ниже правил. Запрещается работать на лабораторной установке без надежного заземления, ограждений движущихся частей (крутильного механизма, привода мотального барабанчика). Техническое обслуживание и ремонт электрооборудования должны производиться электротехническим персоналом, прошедшим специальную подготовку; ремонт и техническое обслуживание лабораторной установки производить при полном снятии с нее напряжения 380 В. Подготовка к работе включает в себя выполнение следующих действий: - подключить лабораторную установку к источнику питания; - открыть электрошкаф, включить тумблеры сети; - проверить заземление лабораторной установки; - проверить от руки плавность хода рабочих органов; - проверить работу механизмов лабораторной установки на холостом ходу, т.е. в ручном режиме «Р»; - перевести переключатель в положение «А» и проверить одновременную работу с отключением всех механизмов; - при остановленной установке заправить крутильный механизм пряжей и включить установку; - проверить намотку пряжи на паковку и, если необходимо, произвести корректировку натяжения пряжи путем изменения числа оборотов электродвигателя. механизма наматывания и параметров, влияющих на натяжение пряжи. Необходимо соблюдать следующий порядок работы на установке: - залить компоненты раствора в мешалку; - включить мешалку и приготовить рабочий раствор; - намотать стержневую нить на паковки;7 - установить паковку на крутильный механизм и заправить концы стержневых нитей через всю систему и закрепить их на цилиндрическом патроне; - открыть кран, для подачи рабочего раствора в зону крутки; - включить механизм крутки и намотки; - включить систему сушки; - снять наработанную бобину. Для последующей наработки продукции повторно выполнять вышеприведенный порядок действий. 4.4. Проектирование элементов узла формирования пряжи 4.4.1. Формирующая воронка и ее функции Главным элементом конструкции устройства для получения пряжи гидродинамического прядения является коническая формирующая воронка. В ней осуществляются: - извлечение из суспензии волокон, заполняющей коническую часть воронки при перемещении стержневых нитей; - сгущение потока суспензии (повышение концентрации волокон оксида алюминия) к области формирования пряжи (т.е. к области трощения и кручения стержневых нитей); - формирование струи суспензии с заданным расходом; - истечение из формирующей воронки освободившейся от твердой фазы жидкости. Для обоснования применения известных гидромеханических зависимостей к истечению суспензии из формирующей воронки, следует рассмотреть условия этого явления [53-54]. то суспензия будет заполнять воронку и в конечном счете превысит уровень краев воронки. Это явление может наступить в результате неправильной настройки установки, при которой подача суспензии в воронку будет превышать её расход, либо в случае перекрытия отверстия в цилиндрической части воронки, например, в результате скопления волокон оксида алюминия. Отметим, что: - зависимостью плотности суспензии от давления в нашем случае можно пренебречь, такая жидкость в гидромеханике принимается несжимаемой; - скорость истечения жидкости внутри цилиндрической части воронки, а так же скорость перемещения в конической части воронки не должна меняться с течением времени; такое движение называют установившимся или стационарным, в этом случае поля давления и плотности не зависят в данной точке потока от времени. В гидромеханике различают два вида движении жидкости -ламинарное и турбулентное. При ламинарном течении траектории соседних частиц жидкости можно рассматривать как совокупность отдельных слоев, движущихся с разными скоростями, не перемешиваясь друг с другом. При турбулентном течении частицы жидкости совершают неустановившиеся неупорядоченные движения по сложным траекториям, в результате чего имеет место интенсивное перемешивание различных слоев движущейся
Устройство и работа лабораторной установки
Исследование структуры и свойств пряжи, использование ее в качестве наполнителя выявило ее пригодность для изготовления темпсратуростойкого шнура. Ориентация волокон в пряже выявила достаточно высокую степень хаотичности их расположения сравнимую с расположением волокон в клочках после дискретизации. Это объясняется хаотичным расположением волокон в суспензии и отсутствием ориентирующего воздействия на волокна при их извлечении из жидкости и осаждении на стержневой нити.
Контактирование волокон с плоской поверхностью в условиях поперечного сжатия пряжи моделирует условия ее эксплуатации в качестве элемента прокладки стыковочных узлов деталей, работающих в условиях высокой температуры.
С увеличением нагрузки при сжатии пряжи наблюдается сохранение длин контактов и расстояний между их концами (РМК) при некотором снижении величины углов ориентации контактов. 5. Не обнаружено влияние длины контактов и РМК на углы ориентации волокон, что свидетельствует об относительно одинаковых условиях для волокон разных длин при поперечном сжатии пряжи. 6. Результаты анализа взаимосвязей характеристик контактов не противоречивы при их сопоставлении, что косвенно подтверждает достоверность результатов об этих связях. 7. Коэффициенты вариации по массе отрезков пряжи 300 текс гидродинамического прядения изменяется в пределах от 17,0% до 13,0%, аппаратной пряжи от 15,0 до 8,5 % для отрезков пряжи от 50...200 мм. 8. Осуществленная апробация использования пряжи в качестве сердечника шпура выявила его технологичность. При высокотемпературном нагреве сердечник сохраняется как компактное образование. 9. Комплексная пряжа гидродинамического прядения 300 текс обладает следующими свойствами: круткой - 250 кр/м, разрывной нагрузкой - 8,0 Ы, относительным удлинением - 5%, коэффициентом вариации по линей?юй плотности - 17%). 10. Шпур с наполнителем из пряжи гидродинамического прядения характеризуется следующими свойствами: линейной плотностью - 19 ктекс, диаметром - 10 мм, температура эксплуатации - 1600 С. Комплекс теоретических, экспериментальных, технологических и конструкторских исследовании обеспечил разработку технологии и средств ее реализации для полученияшряжи из волокон оксида алюминия и шнура на ее основе. 2. Обоснованные принципы технологии гидродинамического прядения регламентируют следующие процессы: дискретизацию массы волоконг оксида алюминия, подготовку равномерной по составу суспензии, формирование пряжи, дегидратацию и ее наматывание: 3. Разработанная конструкция дискретизатора обеспечивает разделение массы волокон оксида алюминия на клочки для, дальнейшего использования при приготовлении суспензии- при следующем; режиме: скорость вращения игольчатого: валика; 20;0 м/мин, присадка; между иглами валика и колосниковой решеткошГ,0 мм;.расстояние междуколосниками 5,5 мм.. 4. Теоретически и экспериментально обоснованные состав; суспензию (водаі метилцеллюлоза? - 3 г/л, ПАВ «Лапрол:: 5003» - 2 г/л, волокно оксида алюминия ; - 2 г/л)? и- режим; ее приготовления, обеспечивают равномерное распределение волокош по объему жидкости, что является предпосылкой получения равномерной?пряжи. 5. Разработанная установка обеспечивает выполнение; процессов формирования пряжи;, ее дегидратации, и; наматывание; на бобину при следующем режиме: скорость формирования пряжи - Г, 1 м/мин, частота вращения; крутильной платформы - 275: мин"1, крутка пряжи- - 250 кр/м; расход суспензии - 2,9 л/мин, температура сушки. — 110 С,, содержание авиважаотмассы пряжи-75%. 6: Теоретически обоснованные технологические требования; к узлам формирования дегидратации, сушки; и наматывания пряжи могут использоваться при проектировании промышленной установки, предназначенной для получения пряжи из; волокон оксида алюминия. 7. Проведенные исследования структуры пряжи выявили достаточно хаотическое расположение в ней волокон, стабильность структуры пряжи при поперечном сжатии, что указывает на соответствие структуры условиям эксплуатации. 8. Комплексная пряжа гидродинамического прядения линейной плотности 300 текс обладает следующими свойствами: крутка - 250 кр/м, разрывная нагрузка - 8,0 Н, относительное удлинение — 5%, коэффициент вариации по линейной плотности на отрезках длиной 50 мм- 17% [Приложение 1]. 9. Пряжа гидродинамического прядения позволяет получить температуроустойчивый шнур с поперечником 10 мм, линейной плотностью 19 ктекс, температурой эксплуатации - 1600 С [Приложение 2]. Полученные результаты рекомендуется использовать при разработке промышленной технологии и средств её реализации.
Оптимизация процесса сушки пряжи
На основании анализа научно-технической литературы были изучены три основных технологических схемы получения шнуров из оксидных волокон: получение шнура путем трощения и кручения непрерывных волокон оксида алюминия типа NEXTEL (NASA/TM-2003-212531, США), изготовление шнура путем использования волокон, сформованных в изделие непрерывной длины, в сжатом состоянии в легкосгораемую оболочку с последующей термообработкой, в результате которой оболочка выгорает (US 6004890, Mitsubishi Chemical Corporation, Nippon Pillar Packing Co., Ltd, Япония) и метод получения уплотнительного изделия, состоящего из дискретного волокна марки Saffil, заключенного в плетеную металлическую-пружину из никелевого суперсплава Inconel и двухслойную оплетку из керамических нитей Nextel 312 и 440 [80]. Следует отметить, что уплотнительный шнур, выполненный из дискретных волокон, обладает большей герметизирующей способностью, чем плетеные из непрерывных нитей шнуры, однако, основной проблемой получения таких шнуров является обеспечение их целостности в условиях высоких температур.
В качестве основной технологической схемы был выбран метод, включающий получение наполнителя шнура путем трощения первичных нитей линейной плотности 300 текс до 18 ктекс и его оплетку непрерывными керамическими нитями линейной плотности 68 текс.
Первичные нити 300 текс подвергались трощению на мотальном стенде, состоящем из рамки для бобин с пряжей ГДП 300 текс, шайбового натяжного устройства с мотальным барабанчиком. Трощение осуществлялось дважды. На 1 стадии - в 4 конца с получением трощеной пряжи 300x4= 1200 текс и на 2 стадии в 5 концов с получаемой результирующей трощеной пряжей 6 ктекс. Данная пряжа использовалась на шнуроплетельной машине при сложении в 3 конца, при этом наполнитель шнура имеет линейную плотность 18 ктекс. Трощение на каждой из стадий осуществлялось со скоростью 7 м/мин и натяжением каждой первичной нити -0,1 Н.
Плетение шпура осуществлялось па шнуроплетельной машине ШП-24-1-2М. На штыри веретен шнуроплетельной машины устанавливают 24 шпули с кварцевыми нитями, характеризующуюся следующими свойствами: линейная плотность - 68 текс, допускаемое отклонение по линейной плотности — ±0,5 %, абсолютная разрывная нагрузка - 30 Н, относительное удлинение -0,2 %. В тяговое устройство устанавливают 3 резиновых валика с полукруглыми канавками. Собирают нити со всех веретен в пучок, пропускают его через отверстие направляющего калибра и подвязывают к заправочному концу, огибающему валики тягового устройства.
Бобины с комплексными нитями наполнителя устанавливают под; машину и протягивают вручную их концы через направляющую систему. Шнур марки ШАДв-10 характеризуется следующими свойствами - линейная плотность шнура 19000 текс - диаметр шнура 10 мм - усилие разрыва одной нити наполнителя в составе шнура 2,0 1-І. - обнаруженные пороки шнура - затяжка отдельных нитей; петление одиночных нитей; отсутствие 1-2 нитей в оплётке; обрыв нити наполнителя. По результатам изготовления шнура разработаны технологические рекомендации. Фотография (рис. 50) шнура иллюстрирует его внешний вид, на рис. 51 приведена фотография наполнителя шпура после обработки при 1600 С. 1. Исследование структуры и свойств пряжи, использование ее в качестве наполнителя выявило ее пригодность для изготовления темпсратуростойкого шнура. 2. Ориентация волокон в пряже выявила достаточно высокую степень хаотичности их расположения сравнимую с расположением волокон в клочках после дискретизации. Это объясняется хаотичным расположением волокон в суспензии и отсутствием ориентирующего воздействия на волокна при их извлечении из жидкости и осаждении на стержневой нити. 3. Контактирование волокон с плоской поверхностью в условиях поперечного сжатия пряжи моделирует условия ее эксплуатации в качестве элемента прокладки стыковочных узлов деталей, работающих в условиях высокой температуры. 4. С увеличением нагрузки при сжатии пряжи наблюдается сохранение длин контактов и расстояний между их концами (РМК) при некотором снижении величины углов ориентации контактов. 5. Не обнаружено влияние длины контактов и РМК на углы ориентации волокон, что свидетельствует об относительно одинаковых условиях для волокон разных длин при поперечном сжатии пряжи. 6. Результаты анализа взаимосвязей характеристик контактов не противоречивы при их сопоставлении, что косвенно подтверждает достоверность результатов об этих связях. 7. Коэффициенты вариации по массе отрезков пряжи 300 текс гидродинамического прядения изменяется в пределах от 17,0% до 13,0%, аппаратной пряжи от 15,0 до 8,5 % для отрезков пряжи от 50...200 мм. 8. Осуществленная апробация использования пряжи в качестве сердечника шпура выявила его технологичность. При высокотемпературном нагреве сердечник сохраняется как компактное образование. 9. Комплексная пряжа гидродинамического прядения 300 текс обладает следующими свойствами: круткой - 250 кр/м, разрывной нагрузкой - 8,0 Ы, относительным удлинением - 5%, коэффициентом вариации по линей?юй плотности - 17%).
