Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Аналитический обзор
1.1. Особенности формирования ткани бесчелночного ткачества 10
1.2. Качество пряжи как фактор, определяющий потребительские свойства тканей 19
1.3. Распрямленность волокон в продуктах прядения и методы её определения 27
1.4. Постановка задачи исследования 39
Глава II. Зависимость свойств пряжи от некоторых параметров её строения ,
2.1. Объекты и методы исследвъания 4-2
2.2. Влияние ориентации и распрямленности волокон на прочностные свойства пряжи 46
2.3. Влияние распрямленности волокон на неровноту пряжи 51
2Л. Влияние распрямленности волокон на устойчи вость к многократному изгибу 59
2.5. Рэспрямленность волокон и влажность пряжи 66
Глава III. Применение электрокинетического метода для оценки особенностей строения пряжи
3.1. Электрокинетические явления в текстильных материалах 75
3.2. Кинетика капиллярного и электрокапиллярного поднятия жидкости в текстильных материалах 81
3.3. Оценка распрямленности волокон по электрона- пиллярному поднятию 83
3.4. Оценка среднего расстояния между волокнами 91
3.5. Статистическое распределение распрямленности волокон 95
Глава IV. Влияние структуры пряжи на качество тканей бесчелночного ткачества
4.1. Межрапирная транспортировка уточной нити и качество ткани 101
4.2. Исследование влияния структуры пряжи на формирование потребительских свойств ткани методом скоростной киносъёмки 113
4.3. Совершенствование процесса прокладывания нити в межрапирном промежутке 125
4.4. Оптимизация потребительских свойств тканей пневморапирного способа производства 131
Глава V. Исследование потребительски свойств тканей бесчелночного ткачества
5.1. Влияние порока "недолёт утка" на оценку уровня качества экспериментальных тканей 142
5.2. Сравнительная характеристика показателей структуры тканей из пряжи кольцевого и пневмомеханического прядения 145
5.3. Сравнительная характеристика физико-механических свойств экспериментальных тканей из пряжи кольцевого и пневмомеханического прядения 149
5.4. Технико-экономическая эффективность работы 159
Выводы и предложения 162
Литература 165
Приложения
- Качество пряжи как фактор, определяющий потребительские свойства тканей
- Влияние ориентации и распрямленности волокон на прочностные свойства пряжи
- Кинетика капиллярного и электрокапиллярного поднятия жидкости в текстильных материалах
- Исследование влияния структуры пряжи на формирование потребительских свойств ткани методом скоростной киносъёмки
Введение к работе
Повышение эффективности работы хлопчатобумажного производства связано с широким внедрением новых безверетенных прядильных машин и бесчелночных ткацких станков / I /.
Однако в настоящее время особое внимание уделяется не количественному росту производства, а качеству выпускаемой продукции.
В решениях ХХУІ съезда партии, материалах Пленума ЦК КПСС подчеркивалось важное экономическое и социальное значение, которое приобретает повышение качества товаров народного потребления, в том числе тканей, одежды, обуви и т.д. / 1,2 /. На июньском (1983 г.) Пленуме ЦК КПСС отмечалось: "В настоящее время задача состоит в том, чтобы не только увеличивать производство, но и значительно поднять качество товаров народного потребления... Стоило бы сосредоточить главное внимание на повышении качества продукции, улучшении использования производственных мощностей,сырья, рабочего времени" / 2 /. В постановлении / 3 / указывалось, что в условиях возрастающего насыщения рынка товарами решающее значение приобретают вопросы ассортимента и качества изделий, вместе с тем отмечалось, что на предприятиях легкой промышленности допускается выпуск изделий с нарушением требований стандартов и технических условий, которые не находят сбыта и оседают в торговой сети, образуя сверхнормативные запасы. В связи с этим ставится задача увеличения выпуска товаров улучшенного качества, с новыми потребительскими свойствами.
Эти положения в полной мере относятся к производству и торговле хлопчатобумажных тканей, в особенности при использовании новых способов производства.
В настоящее время 30$ всей пряжи вырабатывается пневмомеха-
ническим способом, 60% всех тканей на бесчелночных ткацких станках, в том числе 52% хлопчатобумажных тканей / 4 /. Больше половины предприятий хлопчатобумажной промышленности осуществляет замену старого оборудования на новые безверетенные прядильные машины и бесчелночные ткацкие станки, а в 1990 г. принято решение полностью произвести замену челночных ткацких станков на бесчелночные / 5 /. Широкое внедрение станков такого типа позволяет решать ряд экономических и социальных проблем: повысить производительность труда и оборудования в 1,3 - 1,7 раза, улучшить санитарно-гигиенические условия ткацкого цеха, т.е. уменьшить производственный шум на 8-Ю децибелл / 6 /. Эффективность внедрения бесчелночных ткацких станков ещё больше возрастает при использовании их в комплексе с безверетенными прядильными машинами / 5 /.
В настоящее время на пневморапирных ткацких станках вырабатывают ткани различного ассортимента. Однако в процессе их эксплуатации установлено, что вырабатываемые ткани имеют специфические пороки, именуемые "недолёты утка", которые ухудшают потребительские свойства, значительно снижают качество тканей. Доля таких пороков составляет 40-50% от общего их числа / 6 /. В результате часть продукции выпускается пониженного качества, а в ряде случаев некачественной в особенности при выработке её из пряжи пневмомеханического прядения. Это приводит к большим потерям ценного природного сырья.
Таким образом, внедрение современной технологии прядения и ткачества повышает производительность труда, однако без должного согласования со специалистами-товароведами может не достигать планируемого эффекта. Поэтому внедрение новых технологий и
машин в текстильную промышленность требует тесного сотрудничества технологов, конструкторов, проектировщиков и других специалистов со специалистами в области товароведения. Такое сотрудничество необходимо для всестороннего изучения и устранения факторов объективно снижающих потребительские свойства тканей и изделий из них.
Среди работ советских и зарубежных ученых, посвященных проблемам бесчелночного ткачества относят исследования Букаева П.Т., Власова П.Б., Пилипенко В.А., Сидорова Ю.П., Павлова Г.Г., Петуха Н.А., коллективные труды, выполненные в ЦНИКБМ, ВНИИЛТекмаше, МТИ, ИВНИТИ и других. Однако, несмотря на значительное количество работ, посвященных особенностям выработки тканей в бесчелночном ткачестве, к настоящему времени нет достаточно полных представлений о влиянии структуры пряжи безверетенного и кольцевого прядения на потребительские свойства тканей бесчелночного ткачества, в частности, пневморапирного. В настоящее время они занимают доминирующее положение (69,5%) в парке бесчелночных ткацких станков / 7 /.
Актуальность таких исследований еще больше возрастает в связи с широким внедрением в хлопчатобумажную промышленность цепочки "безверетенная прядильная машина - бесчелночный ткацкий станок".
Настоящая работа проводилась в соответствии с планом научно-исследовательских работ Московского института народного хозяйства им. Г.В.Плеханова по договорам творческого содружества (регистрационные номера № ТС-126 и № ТС - 77 ).
Цель и задачи исследования. Целью работы явилось исследование влияния структуры пряжи кольцевого и безверетенного пряде-
ния на потребительские свойства и повышение качества тканей бесчелночного ткачества.
С учетом специфики безверетенного прядения и пневморапирно-го ткачества был определен круг задач, позволяющих произвести оптимизацию потребительских свойств и повышение качества готовой продукции:
Исследование особенностей строения и физико-механических свойств пряжи кольцевого и пневмомеханического прядения.
Исследование влияния структуры пряжи кольцевого и пневмомеханического прядения на основные потребительские свойства и уровень качества тканей.
Определение основных направлений оптимизации потребительских свойств и повышение уровня качества тканей пневморапирного способа производства.
Разработка прибора и методики для оценки особенностей строения пряжи.
Апробация предложенных разработок в условиях производства.
На.учная новизна заключается в следующем:
проведено комплексное исследование влияния новых способов прядения и ткачества на основные потребительские свойства готовой продукции;
проведены теоретическое и экспериментальное исследования в области оптимизации потребительских свойств тканей пневморапирного способа производства;
впервые определена аналитически и подтверждена экспериментально возможность использования электрокинетических явлений в текстильных материалах для исследования распрямленности волокон в продуктах прядильного производства;
k) предложены прибор и методика определения распрямленности волокон в продуктах прядения электроосмотическим способом.
Достоверность исследования подтверждается обработкой экспериментальных данных общепринятыми методами математической статистики с использованием ЭВМ.
Практическая значимость определяется разработкой конкретных рекомендаций, направленных на повышение качества и оптимизацию свойств тканей бесчелночного ткачества, использованием предложенных прибора и методики для определения распрямленности волокон в продуктах прядильного производства.
Эти разработки получили положительную оценку и вызвали практический интерес ряда предприятий страны.
Реализация результатов работы. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования, направленные на повышение качества тканей, вырабатываемых на станках АТПР, внедрены на Московской ткацко-отделочной фабрике. На прибор и методику для определения распрямленности волокон получены запросы от Московской тонкосуконной фабрики им.Петра Алексеева, Барнаульского тонкосуконного комбината, Донецкого хлопчатобумажного комбината, Никопольской ниточной фабрики и др. Экономический эффект от внедрения составил 6,8 тыс.руб в год.
Апробация работы. Результаты исследований доложены на У Всесоюзной межвузовской конференции по проблеме "Управление качеством, эффективностью и совершенствованием ассортимента промышленных товаров на базе стандартизации и применения вычислительной техники" (Тбилиси, 1981 г.); на научных конференциях профессорско-преподавательского состава МИНХ им. Г.В.Плеханова
(Москва, 198І, 1983 гг.), на научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 50-летию Белорусского Государственного института народного хозяйства им. В.В.Куйбышева "Актуальные проблемы совершенствования хозяйственного механизма в свете решения ХХУІ съезда КПСС" (Минск, 1983 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 статей, в том числе 3 статьи в журнале "Текстильная промышленность".
Качество пряжи как фактор, определяющий потребительские свойства тканей
Пряжа - один из важнейших структурных элементов строения ткани. Её свойства определяются строением, линейной плотностью, круткой, диаметром, ровнотой и т.д. Для выработки тканей применяют пряжу самой различной толщины, например, хлопчатобумажную от 5 до 100 текс. Из этой пряжи изготавливают широкий ассортимент тканей - тонкие батисты и тяжелую байку, используя в утке сравнительно толстую пряжу, получают фланель с хорошим ворсовым застилом / 27, 28 /.
В настоящее время широко осваиваются безверетенные способы производства пряжи. Наиболее распространенным является пневмомеханический способ прядения, который приводит к получению пряжи, имеющей свои особенности. Эта пряжи по результатам стандартных физико-механических показателей прочности, равномерности, крутке, а также внешнему виду существенно отличается от пряжи, выработанной на кольцепрядильных машинах /29-33/. Хлопчатобумажная промышленность значительными темпами оснащается прядильными машинами пневмомеханического способа прядения. Производство пряжи этим способом постоянно растет / 4 /.
Ещё больший эффект от освоения пневмомеханических прядильных машин БД-200 возникает при внедрении их одновременно с бесчелночными ткацкими станками / 5 /. Ранее отмечалось,что воздушная струя, прокладывающая уточную нить при бесчелночном ткачестве оказывает большое влияние на нить, способствуя изменению её структуры. Ухудшение структуры пряжи осложняет её транспорт,увеличивая вероятность появления порока "недолёт утка", изменяя потребительские свойства готовой ткани. Отсюда следует, что пряжа по своим свойствам должна соответствовать требованиям, предъявляемым к пневморапирному ткачеству. Особенности формирования структуры пряжи кольцевого и пневмомеханического прядения привлекают внимание советских и зарубежных исследователей./34-45/. Сложность исследования структуры пряжи заключается в том, что она анизотропна, следствием чего является отсутствие единого мнения относительно некоторых свойств тканей / 46 /.
В настоящее время ведутся сравнительные исследования свойств пряжи различных типов. Условия формирования пряжи пневмомеханического и кольцевого прядения отражаются на её структурных характеристиках, а в итоге на физико-механических свойствах самой пряжи и тканей.
Пряжа пневмомеханического прядения при некотором сходстве с классической отличается от неё своей структурой (рис. 1,4, 1,5), обуславливающей соответствующие различия в свойствах /33, 47-51/.
Классическая пряжа имеет мягкий волокнистый сердечник с жестко заполненной оболочкой, пряжа пневмомеханического прядения характеризуется наличием жесткого сердечника со свободно лежащей вокруг оболочкой волокон, которые располагаются хаотично, придавая пряже объёмность, увеличивая её диаметр в среднем на 11-15% / 32, 33, 37/. Можно предположить, что ткани, выработанные из пряжи кольцевого и пневмомеханического прядения одинаковой линейной плотности, будут различны по толщине и другим геометрическим показателям.
Специфическая структура пряжи пневмомеханического прядения обеспечивает ей лучшую равномерность по линейной плотности, которая снижает полосатость в готовых тканях, способствует улучшению их фактуры.
Однако, при наличии равномерности по толщине и прочности на разрыв одиночной нити, значительно меньшему количеству пороков в виде утонений и утолщений, пряжа пневмомеханического прядения по прочностным характеристикам уступает пряже кольцевого прядения. Установлено, что прочность на разрыв ниже на 15-25%, причем удлинение выше на 1-3% / 37, 48, 49, 50 /.
Полагают, что понижение прочности происходит в результате наличия в пряже пневмомеханического прядения большого количества изогнутых кончиков, т.е. малой распрямленности волокон, слабой их ориентации вдоль оси пряжи / 33, 48 /.
С целью упрочнения пряжи пневмомеханического прядения увеличивают её крутку. Количество кручений на один метр в среднем выше на 25% по сравнению с пряжей кольцевого прядения, что придаёт ей жёсткость / 50 /.
Изучению влияния крутки на свойства пряжи, соответственно и тканей посвящено много работ, установлены значения критической крутки в пряже пневмомеханического и кольцевого прядения / 52, 53/. Установлено, что критический коэффициент крутки у пряжи пневмомеханического прядения, больше чем у классической. Изыскание путей повышения прочности пряжи пневмомеханического прядения обусловлено также технологией её переработки, в частности, использованием в пневморапирном ткачестве.
Сравнительные характеристики описанных выше свойств пряжи обоих способов прядения в настоящее время изучены достаточно полно / 46 /.
Дискуссионным является вопрос устойчивости пряжи к многоцикловым нагрузкам: устойчивости к истиранию, многократному изгибу и т.д. Изучение многоцикловых нагрузок особенно важно, поскольку в процессе переработки, а также при эксплуатации материал; испытывает различного рода деформации. Можно ожидать,что напряжение, возникающее при одинаковых значениях деформаций, будт меньше в пряже пневмомеханического прядения, при наличии большего значения удлинения, чем в классической пряже.
Особое внимание обращено на изгибоустойчивость пряжи, поскольку в литературе встречаются противоречивые данные.
Многократный изгиб более интенсивно изменяет структуру пряжи. Исследователями установлено / 46 /, что устойчивость пряжи пневмомеханического прядения к многократному изгибу ниже, чем классической пряжи / 46 /. Однако оценки снижения устойчивости сильно варьируют (от 1,4 до 2,5 раза) (табл. 1.3).
Более низкая изгибоустойчивость объясняется авторами /33, 46/ рыхлой структурой пряжи, плохой параллелизацией волокон, низкой распрямленностью составляющих пряжу волокон, что однако, справедливо лишь отчасти.
Влияние ориентации и распрямленности волокон на прочностные свойства пряжи
Показатели ориентации и распрямленности волокон определялись нами косвенным методом Линдслея-Леонтьевой при помощи специального зажима / 86 /.
Образец ленты с отмеченным направлением выхода её из машины зажимается между одной нижней и тремя верхними пластинами. Края ленты обрезаются и под пластинами остаётся отрезок 50,8 мм. Затем верхние крайние пластины снимаются и лента прочесывается в двух направлениях до параллелизации волокон. Изогнутые волокна распрямляются и выступают за линию отреза. Затем доли вычесанных волокон отдельно собираются, а боковые пластинки снова накладываются на ленту, прижимаются и выступающие волокна обрезаются по имеющимся прорезам. После чего снимаются сначала боковые пластины, а затем среднюю, и, полученные дольки волокон, помещают в соответствующие ячейки специальной коробки, проводят взвешивание долей вычесанных волокон, по формулам определяют ориентацию и распрямленность волокон / 86 /. За фактическое значение принималось среднее арифметическое из 30 испытаний. Результаты обрабатывались на электронно-вычислительной машине по программе "Статистик".
Контроль за распрямленностью волокон в продуктах прядения позволяет увидеть как форма волокон и их расположение влияют на физико-механические свойства пряжи / 33 /, имеющие особое значение при формировании потребительских свойств тканей в пнев-морапирном ткачестве. Ориентация волокон характеризовалась коэффициентом относительной параллелизации, долей изогнутых кончиков в прямом и обратном направлении.
Данные исследований представлены в табл. 2.4, из которой видно, что от перехода к переходу возрастает коэффициент относительной параллелизации как в прямом, так и в обратном направлениях, пропорционально с ним возрастает коэффициент распрямлен-ности. Из полученного продукта (ленты и ровницы, подаваемых в прямом и обратном направлении) вырабатывалась пряжа кольцевого и пневмомеханического прядения. В качестве контроля использовались прочностные характеристики пряжи ( табл. 2.5).
Из табл. 2.5 следует, что прочность пряжи кольцевого прядения оказалась выше при подаче продукта в прямом направлении, что соответствовало Кобт) в ровнице (табл. 2.4). Эта закономерность не зависела от линейной плотности пряжи. Характеристики пряжи, полученной из ленты, поступающей под расчесывающий валик пневмомеханической машины БД-200, были одинаковы независимо от направления входа продукта. Разница в показателях находилась в пределах ошибки опыта.
Это объясняется тем, что на пневмомеханической машине БД-200 вместо вытяжного прибора установлено дискретизирующее устройство, зубья которого достаточно хорошо выбирают волокна, расположенные с различной направленностью загнутых кончиков.
В результате процесса дискретизации питающего продукта (ленты) происходит разрушение её структуры и внутрь прядильной камеры попадает продукт с иной структурой, т.е. структура продукта слабо влияет на структуру пряжи / 32 /.
При кольцевом прядении пряжз формируется из непрерывного потока волокон предварительно распрямленных, параллелизованных и сформированных в ленту. В таких условиях структурные характеристики питающего продукта и пряжи будут иметь тесную связь. Естественно, что наиболее полно можно структуру ровницы и пряжи определять по расположению и форме волокон, т.е. оценивать их параллелизацию и распрямленность. Кроме того, при кольцевом прядении происходит дополнительное распрямление волокон при прохождении ровницы через вытяжной прибор прядильной машины и одновременном натяжении продукта и скручивании / 32 /.
Таким образом, разницы в свойствах пневмомеханической пряжи, выработанной из ленты, подаваемой в машину "хвостиками" или "головками" вперед не наблюдалось, заметное отличие в свойствах имело место только в кольцевой пряже. Исходя из этого, для изготовления тканей пневморапирным способом, вырабатывалась пряжа из продукта, подаваемого в прядильную машину только в прямом направлении, поскольку такая пряжа обладала лучшими потребительскими свойствами.
Качество материала определяется совокупностью его свойств. На текстильных предприятиях с помощью современной аппаратуры осуществляется контроль качества на всех стадиях производства, что позволяет значительно повысить потребительную стоимость вырабатываемых тканей и снизить расход сырья. Неровнота пряжи вызвана наличием в пряже тонких и толстых мест, что ухудшает свойства ткани, понижает её физико-механические и эстетические свойства. На ткани появляются полосатость, зебристость и т.д. С помощью систематического контроля неровноты можно установить причину её появления, которая тесно связана с распрямленностью волокон. При внедрении высокоскоростного оборудования для производства пряжи и тканей, установление зависимости между не-ровнотой пряжи и распрямленностью волокон в ней является сложной, но необходимой задачей оптимизации процесса производства пряжи и тканей, повышения их качества.
Неровнота чесальной ленты, ленты с ленточных машин и ровницы контролировались нами по линейной плотности. С этой целью определяли массу 3 сантиметровых и одно-метровых отрезков, а для ровницы - трехсантиметровых и десятисантиметровых отрезков. Из двухсот испытаний по каждому исследуемому объекту определялся коэффициент вариации, по которому контролировалась неровнота полуфабрикатов.
В пряже время от времени возникают участки, резко отличающиеся от поперечного сечения пряжи, так называемые утонения
Кинетика капиллярного и электрокапиллярного поднятия жидкости в текстильных материалах
Подъем жидкости по капилляру вследствие действия сил поверхностного натяжения занимает определенное время и определяется исходя из выражения 3.18.
Для сравнительного анализа сопоставим эти данные с результатами, полученными опытным путем.
Образцы текстильных материалов (ленты) крепятся к штативу так, чтобы нижние концы находились в красящем растворе ( краситель индиго). Результаты снимаются через I мин., но для более достоверной и наглядной картины, первые несколько результатов снимаются до полного насыщения, т.е. до тех пор, пока жидкость не достигнет определенного уровня и не стабилизируется на нем. С целью повышения смачиваемости проб удалялись воскообразные вещества обработкой их в варочном растворе / 129 /.
Разная высота поднятия красящего раствора объясняется различной степенью очистки образцов от примесей, препятствующих капиллярной проводимости.
Для нахождения радиуса капилляра можно воспользоваться формулой (3.18), из которой следует:
Для сравнения экспериментальных данных с теоретически возможными, воспользуемся формулой (3.18), которая определяет зависимость высоты поднятия жидкости ( х ) и радиуса капилляра ( г ) от времени ( і ). Из этой формулы, выражая х получим:
Придавая значения і от І до 20 мин, при определенных значениях I и х. , соответствующих образцам, получаем соответствующие экспоненты. Сравнивая расчет с экспериментом, нужно отметить, что кривые имеют несколько иной вид и расположение в осях координат. Разница эта объясняется погрешностью, которая неизбежна при опытах.
Сопоставляя теоретические данные с экспериментальными, можно заметить, что кривым I и 2 соответствует одна экспонента Xn&t = 50 мм и Z = 2,98-10" м (рис. 3.2 ), Это объясняется тем, что Xm&i зависит от радиуса капилляра, а так как высота поднятия красящего раствора у образцов принята одинаковой (50 мм), то по формуле (3.19) радиус капилляра тоже одинаков -- 2,98#Ю м. Придавая значениям і по формуле (3.20) от I до 20 мин., получаем подобные экспоненты.
При проведении опытов по кинетике электрокапиллярного поднятия использовали пряжу кольцевого и пневмомеханического прядения линейной плотностью 20 текс и 29,4 текс.Известно, что электрокинетические явления имеют место при наличии двойного электрического слоя на границе раздела фаз. Зная характеристики двойного электрического слоя (на границе раздела фаз), можно получить большое количество информации о самой границе раздела фаз, если известны некоторые интегральные параметры, описывающие данное явление с макроскопической точки зрения. Можно указать на зависимость от структурных элементов таких электрокинетических явлений как электроосмотическое поднятие жидкости при наличии тока / 125, 126 /.
Перемещение частиц раствора под действием электрических сил характеризуется так называемой подвижностью / 125 / Если между электродами, разделенными расстоянием / (м) (рис. 3.3) существует разность потенциалов U (в), то напряженность поля можно, с некоторым приближением, считать равной 4- , считая, что частицы перемещаются на расстояние за время і , запишем (3.21) в следующем виде / 125 /:
Если движение частицы происходит не в свободном пространстве раствора, а внутри текстильного материала, то это движение будет определяться расположением волокон, между которыми находятся капиллярные канальцы. Положим, что вследствие извитости волокон пройденный частицей путь будет отличаться от прямого и иметь некоторую длину t tт.е. распрямленность пропорциональна квадратному корню из высоты электроосмотического поднятия.
Следует отметить, что довольно часто волокна изогнуты и соединены друг с другом так, что их невозможно разъединить, не разорвав. Коэффициент распрямленности можно определять по отношению проекции волокна к длине волокна в вертикально подвешенном образце между образующими разность потенциалов электродами / 128 /. Нами в работе предложен прибор для определения распрямленности волокон в продуктах прядильного производства, позволяющий определять данный показатель без разрушения. Прибор схематически изображён на рис. ЗА.
Прибор состоит из заземлённой ванны I с раствором окрашенного электролита 2, планки 3, к которой крепится образец материала 4, шкалы с делениями 5, электрода 6, куда от источника питания 7 подаётся электрический потенциал / 130 /.
Прибор работает следующим образом. Один конец образца прикрепляют к изолированной от земли планке, а другой опускают в заземлённую ванну с раствором электролита, окрашенного красящим веществом, например, эозином. К электроду подают определенный
Исследование влияния структуры пряжи на формирование потребительских свойств ткани методом скоростной киносъёмки
На правильность транспортировки нити влияет скорость воздушного потока, собственные колебания несущей струи и нити, её структура.
С помощью кадров скоростной киносъёмки удалось зафиксировать изменения формы нити, происходящие на всем пути её движения от подающей рапиры к приемной, наглядно увидеть причины образования пороков "недолет утка", снижающих качество ткани.
На основе фотокадров построены кинограммы транспортировки пряжи кольцевого и пневмомеханического способов прядения (рис. 4.4 - 4.7 ).
Кинограммы показали, что форма уточной нити в процессе её прокладывания изменялась и конец её приобретал вид "петли", "вращающейся петли" или "синусоиды".
Возможны различные причины образования "петли". Одна из них заключается в том, что воздушный поток, выходящий из подающей рапиры, расширяется и трансформируется в затопленную струю, которая взаимодействует с окружающей средой и со всасывающим потоком. Выходя из рапиры, нить попадает в такую струю. При удалении её от сопла рапиры происходит отклонение от центральной оси струи, уменьшается аэродинамическое воздействие на её конец, что приводит к потере скорости продвижения нити. Элементы нити, находящиеся ближе к оси потока, имеют большую скорость, нежели удаленные от оси. Вместе с тем, скорость находящихся вблизи оси потока элементов нити несколько меньше скорости, которую они имели в рапире. Такое несоответствие скоростей элементов нити приводит к набеганию последующих её элементов на предыдущие и, как следствие этого, на конце уточной нити появляется "петля". Такая "петля" не всегда распрямляется при подходе к приёмной рапире и втягивается в неё петлей, образуя порок "недолёт утка" (рис. 4.4 и 4.5 ).
Другой причиной, вызывающей образование "петли" за счет набегания участка нити д .является раскручивание конца уточной нити под воздействием воздушного потока, что приводит к увеличению сил трения, потере скорости и образованию "петли". В потоке происходит частичное деструктурирование пряжи, особенно заметное на её конце / II /, объёмная плотность нити понижается, увеличивается пористость, это способствует образованию "петли" и её вращению, т.е. нить приобретает на конце форму "вращающейся петли". Вращение конца уточной нити в межрапирном пространстве больше у пряжи пневмомеханического способа прядения (рисЛ.6). При взаимодействии потока с нитью происходит закручивание потока в результате того, что сама нить имеет крутку. К выходу из рапиры закручивание потока распространяется на всё поперечное сечение нити. Крутка экспериментальной пряжи пневмомеханического способа прядения на 12-25% больше по сравнению с пряжей кольцевого способа прядения. Установлено также, что пряжа пневмомеханического способа прядения раскручивается более интенсивно, теряя около 25% первоначальной крутки на конце уточной нити, который захватывается приёмной рапирой, в то время как потеря крутки у пряжи кольцевого способа прядения составила примерно 13%. Раскручивание нити способствует вращению образовавшейся "петли", усложняя её транспортировку (рис. 4.6 ).
Неустойчивость поведения нити в приосевой области струи в межрапирном пространстве объясняется также рядом других причин. При ближайшем рассмотрении распределения средней скорости в воздушном потоке, выходящем из подающей рапиры, ось симметрии потока оказывается местом неустойчивости, где элемент нити не находится в состоянии равновесия. Особенности потока внутри рапиры приводят к образованию "крупных" вихрей (рис. 4.8), радиусы которых ( R-i и R; ) за счет поперечных пульсаций, не могут быть одинаковыми, а это приводит к случайным поперечным смещениям осевой составляющей максимальной скорости (Wma-v.) в заданном поперечном сечении воздушной струи, что также приводит к раскачке нити в ней и даже к образованию петли внутри подающей рапиры.
Потеря "жесткости" нити в результате ослабления тянущего усилия, которое к тому же пульсирует со своей частотой, близкой к частоте турбулентных макропульсаций в осевом направлении, очевидно, будет также способствовать образованию петли / II /.
Представленные кинограммы свидетельствуют также и о том, что имеют место гармонические колебания нити, причем амплитуда и частота колебаний нити кольцевого способа прядения (рис. 4.4 , 4.5) меньше, чем пряжи пневмомеханического прядения ( рис. 4.6, 4.7 ). Усиление колебаний нити в межрапирном промежутке обуславливается также и тем, что при выходе из рапиры, в силу расширения выходящей струи, происходит её торможение и нить подвергается упругой деформации, которая приводит к поперечно-продольным колебаниям нити. При близости частот колебаний нити и воздуха в рапире или при их совпадении происходит увеличение колебаний нити в межрапирном промежутке (рис. 4.5, 4.7), нить приобретает состояние аэродинамической неустойчивости / II /; элементы нити при
