Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования 12
1.1. Обзор способов чесания текстильных волокон 13
1.1.1. Ручной способ чесания 13
1.1.2. Кардочесание 14
1.1.3'. Гребнечесание 14
1.1.4. "Льночесание" 15
1.2. Выводы 17
2. Основные направления развития математическо го описания процессов, происходящих при чесании 18
2.1. Анализ процесса чесания 18
2.1.1. Дробление волокон 18
2.1.1.1. Первый элементарный процесс продольного дробления технических волокон «Раскол» 19
2.1.1.2. Второй элементарный процесс продольного дробления технических волокон «Изгиб» 22
2.1.1.3. Третий элементарный процесс продольного дробления технических волокон «Тангенциальное воздействие» 23
2.1.1.4. Четвертый элементарный процесс продольного дробления технических волокон «Поперечное сжатие » 24
2.1.2. Отделение костры от волокна 25
2.1.2.1. Первый элементарный процесс отделения костры от волокна «Раскол» 25
2.1.2.2. Второй элементарный процесс отделения костры от волокна «Изгиб» 25
2.1.2.3. Третий элементарный процесс отделения костры от волокна «Тангенциальное воздействие» 26
2.1.2.4. Четвертый элементарный процесс отделения костры от волокна «Поперечное сжатие» 27
2.2. Исследование механических свойств ориентированных во локнистых материалов при сжатии 28
2.2.1. Теоретические аспекты математического описания про цесса сжатия волокнистых материалов 28
2.2.1.1. Цель работы 28
2.2.1.2. Причины, вызвавшие постановку данной работы, обоснование целесообразности ее проведения 29
2.2.1.3. Краткий анализ материалов научных работ и литературных источников 30
2.2.1.4. Рабочая модель 31
2.3. Метод определения усилий, действующих на волокна льна в поперечном направлении, находящихся в горсти при чесании 34
2.4. Способ определения напряжения разрушения связи между волокном и кострой в льняной тресте 40
2.5. Рабочая модель процесса отделения костры от технического льняного волокна 44
2.6. Выводы 46
3. Экспериментальные исследования механических свойств волокон при чесании 47
3.1. Оценка гибкости,льняных волокон и костры 47
3.2. Отделение костры от льняного волокна в процессе чесания на льночесальном агрегате 54
3.3. Экспериментальные исследования механических свойств параллелизованных волокон при сжатии 58
3.3.1. Параметры оценки механических свойств параллелизо-ванных волокон при сжатии 58
3.3.2. Устройство и работа лабораторного стенда для измерения параметров порции параллелизованных волокон при сжатии в поперечном направлении 59
3.3.3. Методика проведения эксперимента 60
3.3.4. Алгоритм и математическая обработка информации полученной в результате эксперимента 62
3.4. Исследование механических свойств льняных технических волокон при растяжении 67
3.5. Исследование влияния напряженного состояния волокон в поперечном направлении на выход очесов и костры при чесании
на льночесальной машине Ч-302-Л 72
3.5.1. Получение исходных данных для проведения эксперимента 72
3.5.2. Определение относительной деформации горсти волокон по переходам гребенных полотен 75
3.5.2.1. Исходные данные 75
3.5.2.2. Нахождение относительной деформации в поперечном направлении 75
3.5.2.3. Нахождение относительной деформации в продольном направлении 75
3.5.2.4. Нахождение полной относительной деформации 76
3.5.3. Определение напряжения волокон в горсти при сжатии гребенными планками 78
3.5.4. Графическое получение зависимости выхода отходов (очесов и костры) от напряжения волокон в поперечном направлении в горсти 81
3.6. Интенсивность чесания 83
3.6.1. Физический смысл коэффициента, учитывающего угол обхвата иглы волокном 83
3.6.2. Расчет интенсивности чесания 85
3.7. Выводы 87
4. Исследование гребней с иглами, имеющими на клон к основанию на льночесальной машине Ч-302-Л 88
4Л. Влияние гребней с иглами, имеющими наклон к основанию
на технологический эффект при проведении эксперимента № 1... 89
4.1.1. Выход очёсов на 8-ом переходе (эксперимент №1) 89
4.1.2. Расщеплённость волокна (эксперимент №1) 90
4.1.3'. Доля насыпной костры (эксперимент № 1) 91
4.2. Влияние гребней с иглами, имеющими наклон к основанию на технологический эффект при проведении эксперимента №2 93
4.2.1. Выход очёсов на 10-ом переходе (эксперимент №2) 93
4.2.2. Расщеплённость волокна (эксперимент №2) 94
4.2.3. Доля насыпной костры (эксперимент №2) 94
4.3. Влияние гребней с иглами, имеющими наклон к основанию на технологический эффект при проведении-эксперимента №3 96
4.3.1. Выход очёсов на 8-м переходе (эксперимент №3) 96
4.3.2. Расщеплённость волокна (эксперимент №3) 97
4.3.3. Доля насыпной костры (эксперимент №3) 97
4.4. Выводы 99
5. Совершенствование процесса чесания текстильных лубяных волокон 100
5.1. Чесание льняных волокон методом "скользящего изгиба" 100
5.2. Выводы 103
6. Производственные испытания 104
6.1. Внедрение гребней с иглами, имеющими наклон к основанию на льночесальной машине Ч-З 02-Л 104
6.2. Технико-экономическая эффективность совершенствования процесса чесания трепаного льна ПО
6.3. Выводы 112
Общие выводы из список использованных источников
- Кардочесание
- Четвертый элементарный процесс продольного дробления технических волокон «Поперечное сжатие »
- Отделение костры от льняного волокна в процессе чесания на льночесальном агрегате
- Расщеплённость волокна (эксперимент №1)
Введение к работе
Проблемы улучшения качества продукции-и, повышения эффективности производства на основе технического перевооружения предприятий, модернизации оборудования, разработки и внедрения новых высокопроизводительных технологических процессов являются крайне необходимыми для развития текстильной промышленности. Поэтому совершенствование технологических процессов является актуальной задачей.
Решение поставленной задачи особенно важно при производстве льняных тканей, производство которых более трудоемко, чем хлопчатобумажных и других.
Известно; что'качество льняных, тканей напрямую-зависит от качества пряжи, а качество льняной пряжи в основном зависит от качества подготовки льняного волокна к процессу прядения и в первую очередь от эффективности процесса чесания трепаного льна.
Наиболее перспективным? направлением является» совершенствование технологического процесса чесания- льняных волокон* с целью* увеличения' степени дробления технических комплексов волокон трепаного льна и повышения очищающей способности игольной гарнитуры без снижения выхода чесаных льноматериалов.
К настоящему моменту времени процесс чесания трепаного льна практически не претерпел существенных изменений со времен разработки первых льночесальных машин изготовленных в 19 веке.
Настоящая работа посвящена разработке и изучению нового способа чесания - "скользящий изгиб". Суть нового способа заключается-в том, что в процессе чесания волокна должны двигаться, по* зигзагообразным траекториям относительно игл гребней, т.о. волокна испытывают действие скользящего изгиба в направлениях перпендикулярных направлению движения гребней относительно волокон. Реализация нового способа чесания осуществляется с помощью гребней с иглами, имеющими наклон к основанию. В результате
8 чего обеспечивается более интенсивное дробление волокон льна в продольном направлении и лучшее отделение от них присушистой костры.
Цели и задачи исследования. Целью диссертационной работы является повышение качества пряжи за счет повышения расщепленности чесаного льна и снижения содержания костры при чесании трепаного льна.
Для достижения цели в работе поставлены и решены следующие задачи:
- выполнен анализ процесса чесания трепаного льна, который пред
ставлен в виде совокупности элементарных механических воздействий;
- разработано математическое описание процесса сжатия в поперечном
направлении для параллелизованных льняных волокон;
- определены параметры напряженно-деформированного состояния
горсти льна при сжатии и изгибе в процессе взаимодействия с гребенными
планками;
разработан и изучен новый способ чесания - "скользящий изгиб", при котором волокна двигаются по зигзагообразным траекториям относительно игл гребней;
разработана и экспериментально проверена конструкция гребня, с иглами, имеющими наклон к основанию, обеспечивающая увеличение степени дробления волокон чесаного льна и интенсификацию очистки волокон от костры.
Объектом исследования в данной работе является совершенствование процесса чесания трепаного льна на льночесальном оборудовании - машине Ч-302-Л.
Методической основой диссертации явились труды ведущих ученых в области исследования льночесания и механических характеристик льняных волокон и костры. В работе использованы теоретические и эксперименталь-
9 ные методы исследования. Применены численные математические методы, а также методы, математического моделирования. При проведении испытаний использовалась как стандартная, так и оригинальная измерительная аппаратура. Обработка экспериментальных данных осуществлялась методами статистического и корреляционного анализов. Вычисляемые процедуры реали-зовывались с применением ПЭВМ, используя программы Mathcad, CorelDRAW, Excel.
Научная новизна заключается в следующем:
разработан новый способ чесания трепаного льна - "скользящий изгиб" за счет придания волокнам движения по зигзагообразным) траекториям относительно; игл гребней;
проанализирован процесс чесания волокон трепаного льна на льночесальной машине Ч1302-Л и произведена классификация элементарных технологических процессов его образующих;
предложена^ модель процесса разрушения* связей между отдельными техническими волокнами, а также волокна с кострой»на основе теории развития трещины;
получена диаграмма напряжений для параллелизованных волокон чесаного льна при сжатии в поперечном направлении;
впервые решена задача по определению напряжения волокон в поперечном направлении в горсти при сжатии гребенными планками;
рассмотрено и теоретически объяснено влияние напряженного состояния волокон в продольном направлении на процесс продольного дробле- > ния волокон и очистки их от костры;
разработан способ определения напряжения разрушения связи в нормальном направлении между волокном и кострой в льняной тресте;
выдвинута гипотеза отделения костры от льняного волокна в процессе чесания, основанная на большой разнице величины жесткости отделяемых компонентов;
10 - предложена, оценка интенсивности чесания, дополнительно позво-ляющаяучитывать.диаметригл и угол обхвата иглы волокном.
Практическая значимость работы. Заключается в разработке и обосновании параметров* чесания трепаного льна методом "скользящего изгиба", с использованием; чередующихся; гребней с иглами; имеющими,наклон^ к основанию двух типов; позволяющими повышать качество чесаного льна за счет интенсификации процессов; дробления волокон- в продольном: направле-нии и очистки;;их от костры. Материалы исследований,могут быть; использованы приеразработке нового^шмодернизациюсуществующёго1 льночесального оборудования; атакже вучебномпроцессежурсатехнологическихдисциплин/ и при изучении механики текстильных материалов:
Реализация результатов:работы: Выполненные разработки приняты! для; модернизации конструкции игольной? гарнитурьг, на льночесальной1; машине ЧтЗ 02-Л на предприятии О АО '"Льнообъедйнение; им:. Ш Д1 Зворыкина", г. Кострома: Разработано "Техническое задание на изготовление, ишспользо-вание гребней с иглами, имеющими'наклон к основанию"!.Разработан и изготовлен стенд для: исследований лубяных технических волокон: "на растяжение и изгиб", использующийся в.учебном процессе.
Апробация результатов работы^Материалы диссертационнойфаботы были доложены и получили положительную < оценку:; на заседаниях кафедры, прядения5КГТ.У (2004-2007гг.)и выступлениях на научных семинарах и конференциях; результаты, работьь опубликованы в; сборнике "Студенты, и; молодые ученые KFTY - производству ": Материалы 56-й; межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студентов; в сборнике трудов (том 9), "Математические, методы в технике и технологиях" 17-той международной научной- конференции; в материалах 7-ой межвузовской научно-практической конференции аспирантов и студентов: Омск, 2006г., "Теорети-
ческие знания— в практические дела"; в Вестнике ярославского государственного технического университета по материалам 59-й научно-технической конференции студентов и магистрантов, 2006 г.; в сборнике трудов юбилейной международной научно-технической конференции "Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона" (Лен — 2006); в сборнике трудов " X юбилейной международной научно-практической конференции по льняному комплексу России "Российский лен", "Высокоэффективные разработки и инновационные проекты в льняном комплексе России, Вологда, 2007 г.; в сборнике трудов международной научно-технической конференции "Текстиль - 2007", "Современные технологии и оборудование текстильной,промышленности", Москва, МГТУ, 2007, а также в сборнике трудов V Международной научно-методической конференции, посвященной 75-летию КГТУ, "Развитие профессионального инженерного образования: от текстильного института к инновационному университету", Кострома, 2007.
Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 13 печатных работ, из которых 7 статей (1 статья входит в «Перечень...» ВАК) и 6 материалов научно-технических конференций, общий объем публикаций составляет 1,8 п.л.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 198 страницах машинописного текста, состоит из введения, 6 глав, общих выводов, списка литературы (108 наименований) и приложений. Работа содержит 7 таблиц и 58 рисунков.
Кардочесание
Известен способ чесания волокон в гор Г _ Волокностях - «льночесание». Это можно сказать, классический способ чесания, который заключается в том, что горсти лубяных волокон подвергаются чесанию двумя гребенными полотнами.
В отечественной промышленности данный способ чесания используется на льноче на сальной машине Ч-302-Л [53]. Горсти воло-примере одиночного волокнакон, зажатые в держателе - колодке, поступают с помощью средств перемещения в зазор между двумя гребенными полотнами, образованными гребнями. В процессе чесания иглы гребней проникают внутрь горсти волокон и перемещаются вдоль них от точки зажима к их концам (рис.4). Такое движения каждого гребня осуществляет параллелиза-цию волокон. Это означает, что волокна в процессе чесания остаются всегда параллельными друг другу, а иглы гребней их «проглаживают» в продольном направлении. Аналогично данный способ реализуется на льночесальном агрегате непрерывного действия АЧЛ. Данный процесс чесания не способствует удалению сорных примесей, особенно присушистой костры в лубяных волокнах. Одновременно с этим следует отметить, что и сам процесс чесания, призванный дробить лубяные волокна в продольном направлении, также не является достаточно напряженным, чтобы считать его удовлетворительным.
Перечисленные обстоятельства указывают на то, что основным недостатком данного способа для чесания волокон является низкая степень дробления лубяных волокон в продольном направлении и слабая очищающая способность от сорных примесей.
С целью повышения эффективности процесса чесания трепаного льна на льночесальной машине решались следующие задачи:
1. Изучение взаимодействия гарнитуры с волокном в процессе чесания и определение доминирующих факторов, обуславливающих наибольшую эффективность процесса.
2. Исследование механических свойств волокон и костры для интенсификации процессов дробления волокон и их очистки.
3. Определение способа повышения очищающей способности игольной гарнитуры гребенных полотен и выбор ее рациональной характеристики.
1. Анализ различных способов и устройств для процесса чесания показал, что для обеспечения интенсивной очистки волокон, их дробимости и повышения выхода искомого продукта, необходимо использовать новые способы воздействия или новые конструкции чесальных устройств, оснащенные дополнительными возможностями.
2. Известные способы воздействия игл на волокно не могут считаться удовлетворительными в отношении предполагаемой эффективности.
3. Существующие методы воздействия игл на очистку волокон не учитывают полезную информацию о механических свойствах разделяемых компонентов.
4. Существует необходимость в совершенствовании процесса чесания.
Считая главными процессы утонения льняных технических волокон и их очистки, в научной и технической литературе подробно не рассматривают механические процессы разделения толстых пучков лубяных волокон на тонкие, и нет математического описания механических действий, в результате которых происходит отделение костринок от волокон.
Предлагается процесс чесания трепаного льна рассматривать и математически описывать в виде совокупности различных элементарных механических воздействий, основанных на предположении теории развития трещин [50, 71, 83], на которые можно разложить весь процесс чесания.
Если в качестве выходного параметра процесса чесания трепаного льна взять «расщепленность» обозначив ее R, то ее результирующее значение можно представить в виде суммы частных результатов Rt, возникающих от элементарных механических воздействий, т.е. R= Yfti Технические волокна трепаного льна представляют собой полоски (т.е. поперечное сечение волокна условно имеет форму прямоугольника) лубяных пучков, состоящие из элементарных волокон. Воздействие на трепаный лен игольной гарнитуры при чесании приводит к дроблению технических волокон на более тонкие.
Чесание трепаного,льна в отечественной промышленности осуществляется на льрючесальных машинах Ч-302-Л и агрегатах АЧЛ. Процесс чесания состоит в многократном воздействии игольной гарнитуры гребенных полотен на свисающую часть горсти трепаного льняного волокна.
Четвертый элементарный процесс продольного дробления технических волокон «Поперечное сжатие »
На различных переходах приготовительного производства текстильной, и в частности льняной, промышленности перерабатываемые волокна образуют соответствующие полупродукты. Так, например, при переработке льняных волокон по короткой системе прядения волокна вначале пребывают в составе кипы и находятся в неориентированном, спрессованном состоянии. После разборки кип организуется поток, в котором волокна также не ориентированы в пространстве, но, подвергаясь рыхлению, объемная плотность такого полупродукта постепенно уменьшается. На первых технологических переходах и на всех последующих волокна всегда образуют некоторую совокупность в форме: слоя волокнистого материала, ленты, ровницы, и на заключительном этапе — пряжи. Во всех случаях полупродукт является волокнистым материалом, свойства которого изменяются на соответствующих технологических машинах. Изменения свойств перерабатываемых полупродуктов осуществляется в технологической машине, в основном, за счет механических воздействий её рабочих органов на соответствующий волокнистый материал. Целью данной работы является получение знаний о механических свойствах волокнистых материалов при сжатии, что позволит осуществлять выполнение математических расчетов для определения результатов, ожидаемых от технологической операции. Для описания механических свойств материалов используются механические характеристики, дающие представление о взаимосвязи деформаций и сил, вызвавших данные деформации.
Причины, вызвавшие постановку данной работы, обоснование целесообразности ее проведения К сожалению, до настоящего времени большинство расчетов технологических машин текстильной промышленности производится без учета свойств перерабатываемых волокон и полупродуктов. Как правило, в расчетах используются зависимости, полученные эмпирически, представляющие функции аппроксимации, связывающие определенный выходной параметр с входными факторами.
Наличие информации о механических свойствах волокнистых материалов и параметров, характеризующих данные свойства, позволит создавать математические модели технологических машин и более точно рассчитывать технологический эффект того или иного оборудования. Сравнивая расчетные значения интересующих нас параметров с фактическими, можно осуществлять оптимизацию, как режимов работы оборудования, так и выявлять пути совершенствования его конструкции.
Одним из наиболее распространенных процессов при переработке текстильных волокон является сжатие. Практически все машины при выполнении своих технологических функций производят полезные воздействия на ( волокна, зажатые определенными рабочими органами. Например, чесание трепаного льняного волокна в льночесальной машине производится при зажиме горсти в колодке, процесс вытягивания полупродуктов в виде ленты производится при её зажиме в питающей и вытяжной паре валиков, процесс наложения крутки на ровницу или пряжу происходит в состоянии, когда в одном сечении обрабатываемый продукт зажат парой валиков и т.п. Кроме того, в процессе выполнения полезных воздействий обрабатываемые волокна также испытывают сжатие — в процессе чесания трепаного льна волокна оказываются зажатыми между иглами гребней, и в последствии интенсив ность такого сжатия является фактором влияющим на технологический эф фект данного процесса.
Краткий анализ материалов научных работ и литературных источников
Для математического описания процесса сжатия неориентированных в пространстве волокон - волокнистых материалов в массе предлагается [16] использовать основы статистической теории молекулярной сетки, состоящей из длинных гибких образований. Согласно этой теории где ас - одноосное напряжение; А — параметр материала; Я — кратность сжатия, Н V Н, V — высота и объем образца при действии напряжения Ос, соответственно, Н0, V0 — начальные значения высоты и объема образца соответственно.
Выражение (4) не вполне точно описывает зависимость относительной деформации волокнистого материала от приложенного напряжения.
В работе [30] предложена функция, описывающая интересующую зависимость с учетом реальных размеров порций волокнистых материалов. ___, (5) (а-є)а где
К - константа, характеризующая механические свойства порции волокнистого материала (Па); є - относительная деформация в направлении действия напряжения; а - предельная относительная деформация, характеризующая некоторый объем порции волокнистого материала, меньше которого сжатие невозможно. Данный процесс, согласно [30], характеризуется также еще двумя константами. К ним относятся: ра — предельная объемная плотность волокнистого материала, соответствующая его состоянию при достижении им предельной деформации; аа - предельное напряжение, соответствующее состоянию при достижении предельной деформации.
Отделение костры от льняного волокна в процессе чесания на льночесальном агрегате
Отделение костры от волокна в процессе чесания трепаного льна на льночесальных агрегатах марок Ч-302-Л и АЧЛ является одной из основных задач, решение которой позволит получить качественное сырье для дальнейшей переработки волокна в прядении. Реализуемый в этих машинах в настоящее время процесс чесания трепаного льна гребнями нельзя признать удовлетворительным. Так как цель процесса чесания - распрямление и па-раллелизация волокон, дробление их на более тонкие и очистка от костры, то применяемый сегодня процесс чесания нельзя назвать, полноценным, потому что волокна чесаного льна не достаточно хорошо раздроблены и содержат костру. В процессе чесания иглы гребней проникают внутрь горсти волокон -и перемещаются вдоль к их концам. Такое движение каждого гребня осуществляет параллелизацию-волокон. Это означает, что волокна в процессе чесания остаются всегда параллельными друг другу, а иглы гребней «проглаживают» их в продольном направлении: Данный процесс чесания не достаточно хорошо способствует удалению сорных примесей, особенно присушистои . костры. Одновременно с этим следует отметить, что и сам процесс чесания, призванный дробить лубяные волокна в продольном направлении, также не является достаточно напряженным!, чтобы считать его удовлетворительным. Такое взаимодействие игл с волокнами при г существующей технологии чесания приводит к тому, что для повышения очищающего действия приходится на каждом следующем переходе использовать гребни с более плотной насадкой игл. Увеличение плотности насадки игл, в .свою очередь ограничено конструктивными решениями, т.к. не представляется возможным бесконечно уменьшать диаметр игл с сохранением их прочности, достаточной для надежной работы гребенных планок в процессе чесания. Такая технология также способствует чрезмерному натяжению волокон, вследствие чего происходит обрыв длинных волокон и удаление их в очес. Перечисленные обстоятельства указывают на то, что основным недостатком существующего в настоящее время способа чесания трепаного, льна является слабая очищающая способность от костры и сорных примесей и низкая степень дробления лубяных волокон в продольном направлении.
Для интенсификации процесса чесания трепаного льняного волокна с целью повышения степени очистки от костры и лучшего дробления волокон в продольном направлении необходимо применять новые принципы воздействия игл на волокна и новые конструктивные решения. В новой технологии чесания трепаного льняного
Обхват иглы волокном в процессе чесания волокна используется различие механических свойств волокон и костры, а именно значительное отличие их жесткости на изгиб GKOC»GBon (п. 3.1). Исходя из этого волокно условно можно считать абсолютно гибким телом, а костру - жестким. Это усло вие необходимо учитывать для достижения интенсивной очистки волокон от костры. При существующем процессе чесания разница1 жесткости на изгиб разделяемых компонентов не проявляется в полной мере так как, угол обхвата иглы волокном очень мал (даже для наилучшего варианта при котором волокно огибает иглу на каждом гребне) и составляет не более р 4 (рис.28) для варианта при диаметре иглы dUZ4—2,2 мм и расстоянии между гребнями Р=67,7 мм.
Рассмотрим процесс обхвата иглы волокном, на котором держится костра (рис.29). Из разложения силы Т, определяющей натяжение ведущей части волокна следует, что составляющая, влияющая на отделение волокна от костры, равна Тх= T-sm(tp/2). Таким образом, очистка волокон от костры зависит как от угла обхвата иглы (р волокном, так и от натяжения волокна Т. Следовательно, можно сделать вывод о том, что для увеличения степени очистки волокон от костры целесообразно увеличивать угол обхвата игл волокном.
Для объяснения необходимости увеличения угла обхвата иглы волокном на очистку волокон от костры были проведены исследования характеризующие степень отделения костры от волокна в зависимости от угла обхвата иглы волокном и от натяжения волокна.
Для этого был разработан и изготовлен лабораторный стенд, схема которого представлена на рис.30. Эксперимент проводился следующим образом: подготавливался рабочий образец из стланцевой тресты, представляющий из себя полоску волокон связанной с древесиной — кострой длиной L=40MM; производилось протаскивание полоски волокон по игле под разным углом с помощью направляющих; подсчитывалось количество циклов пц до момента отрыва древесины от полоски волокон (цикл - протаскивание участка полоски волокон связанной с древесиной через иглу и обратно). Испытания проводились при диаметре иглы dUPJl-2,2 мм; начальном натяжении То =50; 100; 200 сН, и ширине отрываемой полоски волокон Zw0=0,5 мм. Поскольку невозможно подготавливать рабочий образец с постоянной шириной полоски волокон точно равной Ьщ, и отделение волокна от костры в некоторых опытах происходило не полностью - по всей длине костры L, а частично (оставалось неотделен 57 ным от костры волокно на длине Locm), то в таких вариантах производился пересчет фактических значений числа циклов пг по формуле,
Расщеплённость волокна (эксперимент №1)
На предприятии ОАО «Льнообъединение им. И.Д. Зворыкина» были проведены исследования опытной партии гребней с иглами, имеющими наклон к основанию. Испытания проводились на льночесальной машине 4-302-Л. Чесанию подвергался трепаный лен №10, стланец, при массе двух горстей 2р = 240±10 г. На оборудовании использовалась стандартная разводка (+ 2; 0; - 2). Для каждого эксперимента проводился контрольный прочес трепаного льна в количестве 100 кг. Затем определялся выход чесаного льна и его качество. Экспертиза качества волокна осуществлялась в лаборатории предприятия по полученным горстях чесаного льна согласно ОСТ Р 17 - 05 - 012 -94.
В результате исследований было проведено 5 экспериментов:
Эксперимент №1 - обычный(режим работы льночесальной машины, Ч-302-Л (гребни с иглами перпендикулярными основанию на всех переходах);
Эксперимент №2 - замена гребней с иглами перпендикулярными основанию на гребни с иглами, имеющими наклон к основанию наї 6-ом переходе с каждой стороны льночесальной машины Ч-302-Л;
Эксперимент №3 - замена гребней с иглами перпендикулярными основанию на гребни с иглами, имеющими наклон к основанию на 6-ом и 8-ом переходах с каждой стороны льночесальной машины Ч-302-Л;
Эксперимент №4 — замена гребней с иглами перпендикулярными основанию на гребни с иглами, имеющими наклон к основанию на 6-ом;, 8-ом и 10-ом переходах с каждой стороны льночесальной машины Ч-302-Л;
Эксперимент №5 - замена гребней с иглами перпендикулярными основанию на гребни с иглами, имеющими наклон к основанию на 8-ом, 10-ом и 12-ом переходах с параметрами гребней (т.е. плотностью насадкш игл и их диаметром) 6-ого, 8-ого и 10-ого переходов«соответственно; с каждой стороны льночесальной. машиныЧ З 02-Л; ,
При сравнительных испытаниях получены следующие: основные результаты (табл. .7). Из таблицы видно; что с каждым увеличением количества переходов с гребнями.с иглами, имеющими наклон к основанию, на льночесальной машине Чі302-Л- наблюдается повышение расчетного номера чесаного льна, т.е. его4 качества. Следует отметить, что качество получаемого продукта:зависит от степени дробления волокна в продольном направлении и от содержания в нем костры и сорных примесей. Разработанный новый, способ чесания! совершенствует процесс за счет интенсификации дробления тех-нических комплексов волокон; в продольном; направлении и очистки их от костры. А:-,так . как подвергнутый испытаниям- трепаный; лен изначально имел невысокое, содержание костры и недоработки (в пределах нормы- согласно [20]), то повышение качества волокна в основном;определялось степенью его дробленияквшродольномшаправлении:.Согласно лабораторной,проверке разрывная; прочность прядки, волокон в эксперименте №4{ (контрольный; вариант) несколько меньше-, чем в : эксперименте №1. Этск объясняется; тем;, что согласно ОСТ Р 17-05-012-94 на чесаный лен и ГОСТ 10330-76 на трепаный лен, прочность навески волокон на разрыв определяют при зажимной длине равной 100 мм. А так как при! интенсификации дробления- волокон в продольном направлении происходит большее нарушение связей в технических комплексах, то и прочность навески;волокон будет несколько ниже. Если, зажимную длину установить 0; мм, то прочность навески с более раздробленными волокнами будет выше, т.к. прочность на разрыв лубяного пучка, до которого возможно; дробление технического комплекса в продольном направлении в процессе: чесания; выше, нежели прочность технического льняного комплекса, состоящего из этих лубяных пучков. Также необходимо подчеркнуть, что хотя прочность навесок в контрольном варианте (эксперимент №4) незначительно ниже, что на первый взгляд противоречиво, т.к. в технических комплексах нарушено больше связей. Новый; способ чесания "скользящий изгиб" аргументировано интенсифицирует процессы дробления волокон в продольном направлении, создавая необходимые условия при которых волокна больше изгибаются, т.к. прочность элементарного волокна больше, чем прочность связи между ними в техническом комплексе [18]. Что касается гибкости навески волокон, она увеличивается при увеличении количества переходов с гребнями с иглами, имеющими наклон к основанию, на льночесальном оборудовании. Это объясняется тем, что при одинаковой массе навески, гибкость будет больше для более расщепленного волокна. Данная характеристика - гибкость, является важной определяющей составляющей для прядильной способности волокон. Чем интенсивней будет происходить дробление технических комплексов волокон в продольном направлении, тем комплексы будут тоньше, а следовательно, будут обладать большей гибкостью.
