автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.01, диссертация на тему:Разработка автоматизированных методов оценки показателей склеенности и трения комплексной стеклянной нити

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕКСТИЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ А. Е КОСЫГИНА

РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИР0ВАИН1Н МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ПОШШЯЕЙ СКЛЕЕННОСТИ И ТРЕШ1Я КОМПЛЕКСНОЙ СТЕКЛЯННОЙ НИТИ

Специальность 05.19. 01 - Материаловедение (текстильное, кожэвенно-меховое, обувное, швейное)

На правах рукописи

МОРОЧКО Александр Седорович

АВТОРЕФЕРАТ..

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1991.

; Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском '/>•*• ••• 'ипетигуте 'стеклопластиков и стекловолокна ' ■ 4Шудао-производственного объединения "Стеклопластик'1 .

Научный руководитель: кандидат технических наук, о. и. с

' ' ■ ■ '• Киселев-& И.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

член-кор. Инженерной академии РСФСР К. Е. Шрепелкин,

Государственной текстильной академии имени А. Н. Косыгина (г. Москва, Малая Калужская ул., д. I). : С диссертацией ыс:нно ознакомиться в библиотеке академии

кандидат технических наук, доцент, А. С. Шестаков.

Вадущае предприятие: Тверской вавод стеклопластиков и стекловолокна, г. Тверь.'

Завита диссертации состоится '¿I в часов на еасодании спец, , , много совета

{С 053. 25. 02 Московской ордена Трудового Красного Знамени

Учений секретарь специализированного совета К. 05-3. 25. 02 кандидат технических наук, доцент

Л-' Е А. Осьыпн

А

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы.

. , Повышение конкурентоспособности И совершенствование изделий -—-ведущих отраслей современной техники требует создания новых высокопрочных' материалов lia текстильной основе, среди которых широкое распространение имеют материалы на основе стекловолокна. Улучшенные эксплуатационные качества, коррозионная стойкость, эле1стриЧескпе свойства, жесткость и прочность изделий на основе текстильных ма- • териаяов из стеклянного волокна обусловлены оптимальным сочетанием адгезионных, механических и электрических свойств стекловолокна, памапливателя, аппрета, связующего.

fío для получения высококачественных материалов необходимо осуществить текстильную переработку стеклянной нити без повреждения > структуры, ворсообразования, пуховнделения.

Применительно к стеклянным нитям наибольшее влияние на повреждаемость в процессе переработки оказывают гоэеткост! на изгиб, скле-енность, коэффициент трения и неравномерность распределения этих параметров по длине нити.

Существующие методы оценки этих Показателей не отвечают современным требованиям, что затрудняет выявление причин возникновения повреждений нити и прогнозирование ее Повреждаемости в последуй»« технологических процессах. Поэтому актуальной йвляетсй разработка современных методов и аппаратуру оценки и Прогнозирования свойств стеклянных НМеЙ.

Целью работы является разработка автоматизированных Методов оценки показателей сююеннсстИ й трейия комплексной Стеклянной нити.

Поставленная цель BKJiwUaet решение cjiëftyfoffijk научных И технических задач:

- исследование изменения структуры кьмЛлекойой стеклянной нити при изгибе-растйзйэнйй, привоДйЕ$му к кэыейеййй ей МеЗШНЙЧескМх свойств,

- изучение влияния жесткости на изгиб и склбеНоети На процесс са-мораселоения нити, повышайтеыу вероятность корсооОразоэат.л и пуховЫДеЛеНИя,

- разработка метода и аппаратуры оцеккй склееНости и вероятности саморасслоения комплексной нйти и прогнозирования повреждаемости нити в процессе переработки,

- разработка метода и аппаратуры оценки тренйя й влияний энергети-'

«¡ЙЧ.КИ1С потерь на разрушение структуры нити при взаимлдийотнш к нитеправодниками и нитенатяжителнми на патядание и величину коэффициента трения.

Научная новизна.

В диссертационной работа вперши :

- проведаны исследования нелинейного иьгиба комплексных стеклянных нитей с ыекволоконными связями для определения удельной энергии расслоения « поерзадения нити при слсыных деформациях раотяшмия -нагиба?

- разработан метод оценки Ьклеенноети и ¿«емкости на изгип обработанной аамаслшзателем, шлихтой комплексной нити;

- раэр;_.оотан метод оценки и прогнозирования устойчивости нити к расслоению и повреждению при сложных деформациях растя^ния -ивгибas

- разработан метод опенки и определении иокаааюлей трошш нитей с учетом гиотерезисшл эффектов смятии и расслоения нити на ноте-проводнике н устройство для его осуществления на практике, защищенное авторским свидетельство!,:.

Практическая цепкость работ» состоит в создании на базе разработанных методов и аппаратуру автоматизированного рабочего места исследователя, которое мокет быть использовано как в лабораторных исследованиях при.проведения НИР, так я в промышленности для оценки качества нанесения вашеливателя, шлихты, прогнозирования повреждаемости стеклянной НИШ в поодедуищх Процессах переработки.

РаэработатШе метод й устройство Но определению натяжения и трения с учетом гистерезпсних аффектов, • входящие в состав АРМ исследователя, позволяют определить раздельно влияние на натяжшие нити после нитепроводннка собственно коэффициента трения и смятия и расслоения нити при огибании нитепроводиика.

Разработанные метод И устройство tío определению склеешюети и жесткости комплексной нити на изгиб позволяет оценить распределение заыаелмвателя вдоль лиги и качество его нанесения на стеклянную нить.

Апробация работа. Результаты работы долойьны и получили положительную оценку на паучник конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов Московской Государственной текстильной академий им А. Н. Косыгина в 1990, 1991гг. , научно-практической конференции молодик учения и специалистов ВИИИС1Ш в 1991г.

Результаты работи вшдрени на Тверском заводе стеклопластиков

и стекловолокна и во ВИИИОШЗ в составе ЛРМ-И.

Объем работы. Лнссертационная работа состоит из введения, четырех глав, изложенных: на .143 страницах текста, В6 рисунков, .14 таблиц и приложения. Список литературы содержит 108 наименований. содиташЕ РАБОТЫ

Ро введении обоснована актуальность теин и сформирована цель работы. Рассмотрены научная н практическая значимость, пути внедрении и апробации диссертационной работы.

В первой главе, представляющей собой оОвор литературы по теме диссертации, основное внимание уделялось анализу причин, выпивающих повреждаемость комплексной стеклянной нити при переработке' и методам оценки показателей, оютмвающих наибольшее влияние на повреждение стеклянной нити.

Из анализа литературных данных следует, что текстильная переработка и ткачество приводят г. значительному сникенню прочности стеклонити и стеклоткянн но сравнению с! прочность^ Мононити. Существенное влияние на прочноет* материала оказывает изгиб стеклянной нити. Степень изгиба нитей в ткани Имеет большее значение, чем для тканей из органических нитей, так как «емкость стеклянных нитей со много раз больше жесткости ийтей ив других 1галоКой.

Отмечается, что параметры склеешюетй Й шйршШ первичной нити, связанны'- с жесткостью на нагиб комплексной Нйтп, обработанной за-масливателем, являются ключевыми при решении задаЧ повышения качества продукции. Нарушение счслеенностй нйТИ Приводит к появлению дефектов, обусловленных расслоением КомплекснУх нитей И вызывающих ворсообразование И пуховВДеленйе.

Особые гребойанМя йредъпйлйюТся к йобУшэйию раШоЫерпости склеивания первичной стеклянной Нити е ййКоЛьаЬваШеЦ вйльйоклешцих С крахмальных) зайаслНваТелей. ЙерайиоыфйосТй Нанесения еаыаслива-теля создает колебания КозффиЦйёМа ТреШм, чТо еущестйе; ю влияет на повреждаемость нити. Варйацйй коэффициента треййя, тыс ай, как и межлоевые склейКй нитей на н&коНке, ВкзШ&Ьг йуДЬСаЦйи натяжения нити при прохомдеШш ШйенайрйвнтёЛэй; ЙТй (^стор'ы способствуют повреждаемости нити, приводй к сЯйзшййй кй^ес^ва йродукцйн.

Для анализа стабильней те:<нолоН1ЧескС№ Процесса Необходим непрерывный контроль сКлеейостй й ТрёНМи ШШ! йДоЛь ее длйны, что возможна только с применением автоматйзйрованйых Методов сбора и обработки информации. Прй этом возможно получйть й обобщеннее показатели и распределение измеряемых показателей вдоль нити и осуществить

оценку качества нити до еапуска ее в производство .

Вторая глава посвяшена разработке метода и аппаратуры оценки иэгибауотойчивости н рас с лаивае мое т и комплексной стеклянной нити при огибании ею нитепроводников балда?» кривизн». .

В процессе переработки стеклянные нити подвергаются сложным деформациям растяжения - изгиба. Ир*; атом структура нити разрушается, отдельные моцоннти ¿¡амйются, образуя ворс, приводящий к возникновению пуха, пуховик ишщак и, в конечном итоге, к обрыву комплексной нити, что снижает производительность труда и качество выходной продукции. Кесткие стеклянные нити более критичны к изгибным нагрузкам, чем к растягивающим. О энергетической точки зрения это означает, что энергия, сообщаемая нити при изгибе сравнительно небольшим усилием, равна энергии, получаемой нитью при растяжении значительно большим усилием.

Нагрузка на нить в процессе производства значительно меньше предельных разрывных (раприыер, при усилии'разрыва нити 6,8 текс порядка 10 Н, натяжение нити при переработке составляет 7-10 мШ, поэтому основной причиной повреждаемости нити является работа нити на изгиб.

В процессе кзгруженИя часть поглощенной энергии будет затрачиваться на 'де(&ор!Ааццю мононитей, а часть на преодоление сцепления между волокнами. Запасенная до момента разрушения связей энергия расходуется на расслоение комплексной нити или, если силы сцепления "замасливатель - волокно" достаточны, на смятие и.излом моноволокон.

Разработан метод оценки склеености, основанный на расслоении комплексной нити при приложении изгибающих нагрузок и способ его осуществления грехтоцечным изгибом.

Склеенная Комплексная нить начинает изгибаться согласно схеме рис. 1 как тонкий упругий стержень до тех пор, пока не начнет огибать опору радиуса г и задача определения зависимости усилия от перемещения решается методом упругих параметров в эллинтическик интегралах.

Усилие, регистрируемое измерительным датчиком, направленопо осч 0Y и равно (с учетом того, что скема трехточечного изгиба симметрична) 2

при перемещении, определяемым по формуле

¿ _ j A tet jt, caz f- [£ (Ш-FlfiH ]sir>? (2) a "VTTSEEEj vi ¿ItPiV,

2 í nkFnú'y >cosó * rm^ws'

гле Я^')~аллшп'ичеекие интегралы &;гд]щ~

рч 1 г>) рода; Е(к), £^у/)-эллш1тичепкие ипгегралы Я»;=аидрп «-го рода;-к модуль, Ц> -нм!тп7да эллиптического интеграла; / -усилие, .чрйотпури'ир ид иит1.; И -я^-РГКОСТЪ 1111ти на ИЗП15; £ -ДЛИПа ¡13 пи ¡а-пит учгчгткч шгги; 2й • расстояние можцу опорами; £? -угол мокду направлением силы / И оси 07.

Павиош.кють ушшш от иеремедвнил, (рис.К) при различных значениях п.тпиочшя, рпссчитши» с тжоцм) ЭШ но программе, разработанной р рамках диссертации. Анализ зависимостей показывает. что при отсутствии иатяя&япя регистрируемое датодном усилие линейно зависит от ппгнбиой гоетноотп нити. Поэтому при измерении жзсткости нити ич ипгиб натялхчшр должно быть минимальным. Это условие реализовано я р<?КПМ9 порг.достатпчоского движения нити с импульсивным №• р«'меш>'чшем нити и остановкой в моменты ¡иглба - измерении и разра-Погнииой ммкроироирсгорноп систем^ оценки оклеенности п расслаииае-мости стеклянной комплексной нити.

С целью опрпдрленил взаимосвязи жесткости на изгиб со структурным параметром - шириной проведен -эксперимент с использованием разработанного автоматизированного стенда и оптического микроскопа.

Из полученных данных следует, что для уже расслоенных, неск-леенннх образцов, усилие нарастает плавно, угол наклона зависимости Г(х), пропорциональный жесткости на изгиб , мал. Наблюдаемая ширина нити, напротив, велика и увеличивается незначительно. Образцы, хорошо склеенне, имеют меньшую ширину нити. Анализ полученных кривых показывает, что процесс интенсивного расслоения (увеличение ширины нити) начинается после. накопления нитью энергии необходимой для расслоения. До этого момента усилив увеличивается пропорционально перемещению. При начавшемся расслоений усилие стабилизируется, или падает. Падение усилия объясняется резким падением жесткости на изгиб при расслоении комплексной нити на пряди.

Уменьшение крутизны роста усилия свидетельствует об изменении структуры комплексной нити - увеличении чкзДа прядей, на которые расслаивается комплексная нить, с одновременным' уменьнением лсла мононитей, входящих в каждую прядь, что выражается в падении суммарной жесткости нити-и визуально проявляется в увеличении ширины нити при изгибе.

•Для оценки склеености и изгибоустойчивости нити предложены следующие параметры, определяемые по экспериментально получаемой

íx

4 íi

.{V"<

MXj, \

/jj i \n

k s/J 1

L

fue . 1 '¡пехточхчяш! изгиб деогкой шпя. К .i • ií

^ i = /7 i

17- . .-г

Ун4

fc Зе.иисииосгь изгаббщего усилия поп огибании нить» Нйт-'Пр^водвякй от нагйасная нити.

Рис. 3. Экспериментальная зависимость изгибающего усилия от .деформации изгиба.

- о -

пятокшмостп усилия от перемещения пэгнОзтелт (рис. 3): жесткость пи ти но изгиб начальная fl) и конечная (2); удельная анергия изгиба: гистрррзнснан (необратимая) энергия изгиба; параметр Л, характер» зупцнй процесс расслоения; рассланлаемость.

Параметр А жкавнсает как протек-пет процесс расслоения - :ш счет работы внешних сил (Л<1) или нашшепнпя внутренняя энергия так;»? увеличивает необратимую гнстерезиепую энергию, затрачиваемую па расслоение (Л> 1) п является апериодической оценкой условия перехода вынужденного расслоения комплексной нити иод действием внешних сил к рчморасслоепию при изгибе. В режиме вынужденного расслоения работа внешних сил больше необратимых, гйстерезионых потерь при расслоен!!» dwi-hpdwritct. При критических условиях вынужденное расслоение может перейти к самопроизвольному саморасслоению, сопровождающемуся уменьшением внутренней энергии. В этом случае гистерезис-ные потери растут не только за счет работы внешних сил,но и за счет уменьшения внутренней энергии и Рс)у<(№иат.

Условием перехода к саморасслоению является выполнение неравенства с1Ц/г j

О)

Самопроизвольное расслоение tie управляемо и приводит к наиболее опасным повреждениям нити.

Расслаиваемость определяется по формуле

У- djl/dWr fd)

сТy/jTT (4)

где cin/dy - скорость расслоения,

dWr/dn - удельная энергия расслоения! Эти параметры хараотеризуют процесс разрушения структуры нити с разных сторон. Удельная эиергйя расслоения показывает, сколько энергии необходимо для образования единицы Длины новой пряди, a dn/dy - скорость этого расслоения. Введение показателей сопротивления расслоению или расслаиваемое™ Позволяет определить фазовые сдвиги, обусловленные вязкоупругйМй эффектами, отражающими неодновременность приложения нагрувКи и.образования' новых прядей. Отсутствие фазовых сдвигов эквивалентных тока и Напряжения свйдетельствует о наличии только чибто упругих эффектов, сопровождающихся хрупким расслоением. Вероятность ворсообразования при хрупком расслоений выше, чем при вязкоупругом вследствие манЬией длительности процесса прй той же затраченной энергии.

с использованием разработанной системы проведены испытания комплексных стеклянных нитей 34,52,68 те--с, обработанных крахмаль-

- iu -

ним зим&еливателеь- и по предложенный характеристикам определена пригодность мспит&шог нитей к текстильной переработке.

Распределение показателей склееш-юетн пдоль нити, определяемое с помоцью разработанной автоматизированной системы оценки склеенное-ти комплексной cüeiwimañ mmi позволяет оценить эффективность нанесения еклеивакадго веь>зсгва - з&часливателя, шлихты на нить, равномерность наноса, уровень еклеекности, вероятность ьорсоойраьова-ж;.; и пуховидб.ченпя.

То&тьн глаза поопяк.епа разработке метода н аппаратуры оценки характеристик трения и рзврутанщ» структуры нити при дмниении.

Апахпэ ьгагв/одойсгвил кзсткой на и&пй шгго с датчиком измерения ш.."ярения, прбдст&влйкч^го собой схему тректошчиого нагиба, потшышн?, что ивобход!!ш учитывать смлтке яь*ш в зоне соприкосновения а чуогаггольтш • эх&тгеои датчика, жесткость (сощдоксной стеклянной нити, уменьшение угла онвата эа счет жесткости, расслоение лптя на теле трзинк, которым" является псе огибаемые нитью нан-рэвнтеди. Умеренна натяхэтэтя наги щтчтш/ш до и после тела тратм не позволяет для склеенной ванаелтвателэы комплексной стеклянной нити учесть шишке расслоение и взсэдзости на изгиб па коэффициент ■гренк>.

Для неупругой нити «rata сгиба - разгиба при огибании цилиндрического тела трепия сопровожу • i'ch энергетическими потерями на гиптепоь'пс. -Гаэкесть швду затраченной и возвращенной работой равна пдокзл» гчсгорезаса и раежо^узгея на прираюшко натякешш нити после тела трения.

В ревультате прозе дешн-u экспериментальных нссдодозавиП определены требования к систеш намерения:

- необходимо измерять цагаюинв набегающей ветви нити, догиш-ш:е сбегашрй ветви нити, силу трения интн по нитепроводнику Оеа контакта с нитью до и после тела трения;

- измерения дольни проводиться с.вшокой точностью одновременно на одном и том aw участке нити и независимо,что позволит определить раздельна влияние на выходное натяшые коэффициента трения и аффектов смятия я повреждения структуры нити;

- cHCifeMfí намерения должна обладать малой' инерционностью, чтобы намерять бистро-текущие процессы при скоростях пита, с, авнииых а •i't Л ко лог ИЧ^ о киш.

Удовлетворяет этим требованиям разработанный трехкомноиентный

- и -

датчик нич..айлия и трения (рис.4), эвщиьршшЯ а/с па изобретение.

Устройство работает следующим образом, ¡'а тело трения 2 аоа-дейктвует уоюш» напыщенна двняуфйся нити 1 ^ до и Е, после толп тренна и врьадощнй момент, соэдмдокий силани Ртр,. Ртр-г , где г - радиус тела трения. Сила интяз&гшч ^ уравпов&кшю&тси реаюдкй Г2' пси ира'д-гиня » »отравлении деоткой евкаи о. Сила натнкйнин г, У1«,1Г»»юы.-'зиыкг?сл реакцией г{ ос» граышп в штрпахелии орииюа-Инн тсги^с.дяг'чики 9. трешм уравков^шго&сТСН нарой сил Ртр и

. Ти'П'одчт'икс V ия'орпе? силу иат.н.'ятш пита Я> ,тензодатчик о измеряет силу трения г7р , тожюдатчнк О шиеряет пззнссть сил Г^ц^.

Пнете|«»зис;иаи »юс?аялн«!^а увеличения шгя.'йшш нити определяется из в; ¡рахени;: Д ~ ¡ъ - Р( - , Г..! 7.

Пр.чиэ пснку разработанного '¿г/чнка осуществлено н еатс,«ат.»иро-занпоИ системе оценки козффнц:: ¡¡та трения ког.нлпксних стекляшн.':; ките;";.

Распределение- гатя;:е?'1:я, гкеторезпенмх потерь, ¡кк;.; Ьвд-б.чга трения с учетом и Зев учета доголннтольного пэт-яжшш, обуилшьи-ного энергетически!*;! яот-фшгп иря прохождении лоты» тгодроводпика

приведены па рее. и.

Разработанная Ештоштизированиая система оцапки когО&Щиекта треннл пьчнонсттЕА для апшпяа смятия и разрубания

структуры нити ин величину коз°[ ¡¡ицпента трглшя ¡шмплекешг«: стеклаи-¡ш.ч нитей.

Дтшке для сгздсзсшггбВ ¿ш&иоЯ плотность» 2Л, 52 и в& ччжо, выработанных «а крахяалыюы загк.«гагавагадв па тъдошязн ПО "С-геклозо-локпо" и стеклонитей .т.глеГ-ноП плотность» 52 ¡1 60 такс, выработана на замаоливателе "пара&товая зиульсиз" на Тверском заводе стекловолокна и стеклопластиков приведет; и таблице 1.

Диализ зкенеритвталышх данных иоказод, что аффекты смятия н разрушения структуры литн при огибании нитью шггенроводннка вносят существенную погрешость в ившрение коэффициента '¡'рения существующими приборам! и необходим учет этих эффектов при оценке коэффициента трения комплексных стеюшнных нитей. " Из менее важный является витекаюлчй из корреляционного анализа получение« даннцл вивод о тог!, что на колебания выходного катшзИш вариация гиотервапсиш потерь оказиваег большее влияние, чеа вариация коэффициента тре.':кн (коэффициенты корреляции со значимостью приведены в та)л. 1).

Таблица !

|ллн. плотность, !

I

¡замасдиватель I, ^ I Ум

|-----------1----,---------------

\34 текс, крахм. ) 0. 19 | 0. 0210. 301 0. 03115. 1

!---------1----1--------1------{-----1---

|52 текс, крахм. |0. 22 | 0. 01 ¡0. 38

|--------1----1--

168 текс,крахм. |0.161 0. 01 |0. 27

152 текс, п/э |0.32| 0. 0310. 52

168 текс, п/э 10.251 0. 00[0.27

I___) . I_I__

0.02| 22. 4

-----1------

0. 02Ц4.8

О. ое ' 45. 4

О. 02 |13. 4 _ . . и__

í I

К*.; t 1

0. 13| 4. 13(0. 48117. 24 |

0. 12| 3. 71 |0. 84 ¡49. 80 [

0.54) 4. 84 |0.771 9. 04 |

-----1-----1------,---,

0.32| 4.5310.76|32. Ь [

-------,----1-----1--1

0.38| 9. 61 ¡0. 8" 118. 24|

_I. ,, I_I_„I_I

"'Предложенные параметры к большой объем данных, получаемых и обрабатываемых с использованием автоматизированного рабочего места исследователя позволяют в короткое время получить объективную"оценку качества комплексной нити и прогнозировать повреждаемость стеклянных нитей в текстильной переработке.

В четвертой Главе проведен анализ взаимодействия комплексной стеклянной нити с нитенаправителями я нитенатяшгелями.

Равномерность нанесения за^елявателя и склейки мононитей в комплексной Нити определяют равномерность натяжении нити при переработке. ПостоялетЬо заданного натяжения является основным параметром, определявшим качество приготовления основ на сновальной машине, повреждаемость !Шти при размотке, крутке, трощении.

Равномерность натяжения обеспечивается в процессах текстильной переработки применением нитенатягошх приборов.

На размотке и крутке это, как правило, пруток или гребенка из стали,которые огйбаёт Нить. На сновке применяются сложные нитенатя-жители: роторные (Нить огибает вращающийся, подтормаживаемый ротор), тарельчатые (Нйть проходит между тарельчатыми пластинами с регулируемым усилием сжатия), гребенчатые (нить проходит по двум гребенкам с регулируемым расстоянием между гребенками и переменным углом охвата). ^

В нитенатяжителях тарельчатого типа нить сдавливается между плоскостями тарелочек под действием пружины или электромагнита. Сила трения, возникающая при движении нити по этим поверхностям, соз-

Рис.4. Трехкоипонентш-ш совмещенный датчик натяжения и тренил.

г, С к

га.«1?

' ''''

¡4, Г,

3.3

12.0

¿4.0

за.з

—I--п

<т. з 63. а

9.3

12. 9

2-5 О

36 . О

■38.8

Pnc.fi. 'Экспериментальные распределения натяжения, ) пстерезпеных потерь и коэффициента трения вдоль нити.

дает натяжение на выходе устройств При г«холи и ?ону к» яду тар'М.'.-чатыми пластинам; пить сд шньпется и частично ноеотишнтш-туг еяои форму после выхода ив эоны сдавливания.

Для оценки взаимодействия комплексной стеклянной нити с нито иатиаителе« тарельчатого типа проведены ¡¡'.'следования по определению, зависимости усилия поперечного сдавливания нити от деформации сжатия, которые показали, что в отличие от хлопчатобумажной нити стек данная комплексная нить не полностью восстанавливает свою форму при прохождении мевду тарелочками. Площадь между кривыми увеличения -уменьшения екатия определяет гистерезисную энергия, натраченную на смятие и разрушение связей между мононитями в комплексной нити. Пти необратимые потери энергии таг. ян, к? и при огибания нигыи нитепр" водника приводят к увеличению натяжзния нити на выходе тарельчатого нитенатяжителя.

Исследование взаимодействия стеклянных комплексных питой с нитепатяямтелямя тарельчатого и гребенчатого типа, сопровождающегося процессами смятия и расслоения, позволило сделать вывод о существенном влияния показателей склеенности и равномерности ранпре-деления вдоль нити заыасливателя на пульсацию натяжения и повреждаемость нити. '

С целью определения демпфирующих свойств нитенатяжителей с учетом одинаковой природы взаимодействия комплексной стеклянной нити с различными нитенатяжителями на автоматизированном рабочем месте исследователя проведан анализ нитенатяжителей по двум показателям, зависящим от качества замасливания нити и качества нитенатямюго прибора:

- коэффициенту вариации выходного натяжения нити

- коэффициенту гашения пульсаций выходного натяжения, который характеризует способность данного натядателя уменьшать (гасить) выходные пульсации натяжения нити

Объектом исследования выбрано пять типов нитенатяжителей зарубежного к отечественного производства, применяемых при сновании стеклянных нитей: роторный нитенатяжитель марки HH-F с двумя ьари-антами покрытия ротора (ФРГ, фирма "Hacoba"); нитенатяжитель с пружинно-масляным демпфером (ФРГ, фирма "KarJ Mayer"); нитенатяжитель двухзонный тарельчатого типа (Швейцария, ^ирма "Benninger"); нитенатяжитель трехзонный тарельчатого типа марки НС-1-(СССР); пластинчатый нитенатяжитель (СССР).

Экопер! лент выполнялся на однокруточных нитях 2.8 текс, 5.6 текс, 11.0 текс, 22.0 текс, полученных на крахмальном аамасливателе. Для оценки влияния вида замасливателя на показатели разброса среднего натяжения нитей исмытывались нити линейной платностью 2.8 текс и 11.0 текс на заыасливателе "парафиновая эмульсия".

В результате экспериментальных исследований с целью определении влияния линейной плотности нити, скорости сматывания, вида замасливателя на контролируемые показатели установлено, что наиболее высокими технологическими свойствами для качественной переработки стеклянных нитей тонкого ассортимента- обладает нитенатякитель о пружинно,-маслянным демП(|ером фирмы "Karl Mayer". Полученные результаты использованы в исходных данных, выданных во БШГИЛТекмаш для проектирования нитенагяжных устройств для переработки стеклянных нитей.

Общие выводы и рекомендации.

1. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено применение трехточечного изгиба для оценки склеенности и расслаиваеыости комплексной стеклянной нити, обработанной замасливателем, шлихтой или связуювдм.

2. Разработаны энергетические критерии оценки склеенности комплексной нити: удельная энергия.расслоения, параметр А, равный отношению производных необратимой гистерезисной энергии и полкой энергии изгиба, характеризующий вероятность неуправляемого саморасслое-ння комплексной нити, расслаиваеиоеть, характеризующая способность нити к расслоению. Полученные критерии позволяет оценить склеен-ность нити, ее способность к расслоению и вероятность ворсообразо-вания.

3. Разработан программно-аппаратный комплекс, реализующей предложенным методом в автоматическом рехмме оценку выработанных критериев вдоль первичной стеклянной нити. Автоматизированный контроль характеристик вдоль длины комплексной стеклянной нити, распределения, гиеторраммы Позволяют определить уровень и йариацию степени склеенности нити и выявить технологические причини опиюнения или вариации этого показателя.

-1. Получены ьираиэння для энергетических потерь, обусловленных разрушением нити на теле трения и влияние этих потерь и жесткости нити на изгиб, на величину измеряемого натяжения стеклянной нити при огибании ею тела трения, что позволило существенно пэрысить точность регистрации этих показателей.

Р. Разработана конструкция датчика в виде трехкомнонентной систр-мн, позволяющая раздельно и независимо друг от друга измерять с высокой точностью натякеиия нити до и после тела трения и необратимые гистерезисные потери на теле трения.

0. Разработана автоматизированная система оценки коэффициента трения при взаимодействии жесткой на изгиб комплексной стеклянной нити с телом трения из любого материала. Разработанная система позволяет в автоматизированном режиме получить данные о распределении коэффициента трения вдоль паковки, ее зависимости от материала тела трения, скорости протяжки нити, способа намотки нити на паковку и оценить качество нанесения замасливателя на комплексную пить.

7. Разработаны и утверждены методика то оценке склеенноети перечной стеклянной комплексной нити и методика по оценке коэффициента трения и повреждаемости нити на нитепроводниках и нитенатпжитеднх.

8. О использованием разработанной автоматизированной системы определено, что величина дополнительного натяжения, создаваемого смятием нити и разрушением адгезионных связей медцу мононитями н комплексной нити при огибании тела трения составляет для стеклонитей, выработанных на крахмальном эамасливателе, 30% - 50% по отношению ко входному натяжению, для стеклонитей, выработанных на эамасливателе "парафиновая эмульсия", составляет 5DZ - 80%. Выявлено, что вариации дополнительного натязяеййя оказывают большее влияние на пульсацйо натяжения на выходе нитепроводника, чем вариации коэффициента ТГ-'НИЯ.

9. С учетом дополнительного натяжения определен уточненный коэффициент трения для стеклонитей, выработанных на крахмальном эамасливателе - 0.15-0. 2; для стеклонитей, выработанных на замасливател< "парафиновая эмульсия" = 0.3-0. 4.

10. Предложен Параметр оценки ннтенагяжных приборов, базирующийся на одинаковом взаимодействии нити с нитенатяжигелеми тарельчатого и гребенчатого тина, равный отношению коэффициента вариаций выходного натяжения к коэффициенту вариации входного, отражающий демпфирующие свойства нитенатякных к коэффициенту вариации входного, отражающий демпфирующие свойства нитенатяжных приборов при их взаимодействии с нитью.

11. Проь деп анализ работы нитенатялнтелей отечественного и импортного производства различными нитями тонкого ассортимента, определен с использованием предложенного коэффициента гашения пульсаций интенатяжитель, имеиций оптимальные характеристики для переработки стеклянных нитей тонкого ассортимента - прибор с пружинно-маслинш демпфером фирмы "Karl Mayer".

По материалам диссертации опубликованы следующие работы: 1. Киселев В. И. , Морочко А. Ф. - Методы оценки характеристик изгнбо-устойчивости движущейся нити. /Разработка и совершенствование методов и приборов оценки качества и надежности текстильных материалов. (.{.эьВУЗовский сборник научных трудов. Ы. , (ГШ, 1900. й. Морочко А. Ф. , Киселев В. И. . Якубова O.A. - Метод оценки разрупае-мссти стеклянной нити при взаимодействии с нитепроводпиками. /Сборник научных трудов НПО "Стеклопластик", Структура и свойства стеклоармированних полимеров. , LL , Взеюторгиздат, 1989. 3. Морочко А. Ф. , Киселев Б. И. - Устройство для измерении натяжения я трения. Решение о выдаче авторского свидетельства на изобретение от 27.02.90 но заявке N4674185/28, приоритет от 03.02.1380.

Формат бумага 60*84/ Усл. печ. л.1,25 Тирак 9 0 зкз.

16

Подписано в печать 04.01.92 Сдано в производство 04.0f.92 Бумага ьшо.к.

Заказ 28

Уч.-изд. л. 1,0

Басплатно

РотащлитМЩ, 117419, Москва, ул. Донская, 26