автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.02, диссертация на тему:Развитие теоретических основ и технологии получения пряжи на кольцевой прядильной машине

На правах рукописи

Бархоткин Юрий Константинович

г-i

РАЗВИТИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЯЖИ НА КОЛЬЦЕВОЙ ПРЯДИЛЬНОЙ МАШИНЕ

Специальность 05.19.02 - Технология и первичная обработка

текстильных материалов и сырья

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Vi

На правах рукописи

Бархоткин Юрий Константинович

РАЗВИТИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЯЖИ НА КОЛЬЦЕВОЙ ПРЯДИЛЬНОЙ МАШИНЕ

Специальность 05.19.02 - Технология и первичная обработка

текстильных материалов и сырья

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

12580М

Работа выполнена в Ивановской государственной текстильной академии.

Научный консультант - доктор технических наук, профессор

Павлов Ювеналий Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Изгородин Анатолий Кузьмич, доктор технических наук, профессор Проталинский Сергей Евгеньевич, доктор технических наук, профессор Челышев Анатолий Михайлович

Ведущая организация - Московский государственный текстильный

университет им. А.Н. Косыгина

Защита состоится 26 января 2006 года в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 212.061.01 при Ивановской государственной текстильной академии по адресу: 153000, г. Иваново, пр.Ф.Энгсльса, 21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановской государственной текстильной академии.

Ав юреферат разослан «¿V» ^ e<ratSJ?J( 2005 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Кулида H.A.

, i-uc. национальная!

БИБЛИОТЕКА {

! ¿TgSflfr

■■IM» -ßi

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации

Кольцевая прядильная машина имеет ряд неоспоримых преимуществ перед другими видами прядильных машин. Она самая универсальная, простая по конструкции, малоэнергоемкая, с классическим принципом вытягивания и скручивания волокон в пряжу. Коль-»„ цевая пряжа обладает более высокими показателями качества, имеет самый широкий диапазон ассортимента, как по линейной плотности, так и по видам перерабатываемых волокон и их смесей. . В настоящее время мировой парк машин, производящих пряжу,

на 80 % состоит из кольцевых прядильных машин. В России основной является пневмомеханическая прядильная машина в силу того, что она имеет более высокую производительность и более низкую себестоимость вырабатываемой пряжи. Однако пневмомеханическая машина предназначена в основном для получения только хлопчатобумажной пряжи и только средних номеров. Выработка пряжи высокой линейной плотности для технических тканей и низкой линейной плотности для тонких дорогих батистовых и сорочечных тканей, а также пряжи для платьевого, костюмного и пальтового ассортимента возможна только на кольцевой машине. Кольцевая пряжа используется в гребенном, трикотажном и ниточном производствах. Сокращение парка кольцевых машин привело к обеднению ассортимента выпускаемой текстильной продукции, снижению конкурентоспособности и постепенной потере рынка отечественными производителями. Кроме того, ситуация осложнена тем, что работающие текстильные машины имеют большой моральный и физический износ.

В связи с этим тема настоящей диссертационной работы, посвященная проблеме совершенствования технологии получения высококачественной пряжи на кольцевой прядильной машине и расширения ассортимента выпускаемой продукции при одновременном повышении производительности машины, является весьма актуальной.

Цель и задачи исследований

Цель диссертационной работы состоит в разрабо I ке новой технологии формирования одиночной хлопчатобумажной пряжи кольцевого способа прядения и создании устройства для его осуществления, которое позволит повысить производительность кольцевой машины.

сохранить высокое качество пряжи и расширить ее ассортиментные возможности.

Для этого были решены следующие задачи:

- проведены теоретические и экспериментальные исследования существующих технологических операций кручения и наматывания пряжи па кольцевой прядильной машине и разработана новая методика расчета натяжения пряжи в баллоне и в зоне бегунок-паковка, позволяющая выявить скоростные возможности кольцевой машины;

- разработан новый технологический процесс формирования пряжи на кольцевой прядильной машине с дополнительным раскручиванием натянутой пряжи на ограниченном участке, вытягиванием и последующим восстановлением крутки;

- разработано новое крутильно-наматывающее устройство для выполнения вышеуказанных технологических операций с заменой трения скольжения на трение качения в зоне фрикционного контакта бегунка с кольцом;

- предложен и исследован новый вид одиночной хлопчатобумажной пряжи с улучшенными физико-механическими параметрами и определены причины и условия изменения этих параметров.

Методика исследований

В работе применялись теоретические и экспериментальные методы исследований. В теоретических исследованиях использовались теория дифференциального и интегрального исчисления, теория приближенных вычислений, теории динамического равновесия, теория упругости твердого тела, теории прочности твердого тела, теория кручения сплошного материала, теория вращения твердого тела вокруг неподвижной точки, приближенная теория гироскопов, теории устойчивости движения твердого тела, теории малых колебаний, теории (рения и износа, разделы теории текстильного материаловедения, методы оптимизации и математической статистики. В экспериментальных исследованиях применялись приборные методы исследований характеристик текстильного продукта, тензометрические способы, методы фотосъемки, методы планирования эксперимента. Кроме того, использовались вновь разработанные метод решения задачи динамики высокоскоростного качения торообразного тела по кольцевой траектории, способ определения натяжения пряжи в точке наматывания на паковку, способ определения крутящего момента пряжи и методика определения модуля упругости волокна хлопка в пряже.

Научная новизна работы

Автором впервые получены и выносятся на защиту: - новые положения теории баллонирования и наматывания нити на кольцевой машине, включающие: формулу кривой формы баллона нити, условия его существования и необходимой формы, формулу кривой нити в зоне бегунок-паковка, формулу угла наклона нити в этой зоне в точке касания с бегунком, динамическое условие наматывания нити на паковку, формулы для определения натяжения нити в баллоне и в зоне бегунок-паковка, формулы массы бегунка;

- теория построения крутильно-наматывающих устройств со свободно катящимся бегунком, включающая: метод решения задачи высокоскоростного качения торообразного тела по кольцевой траектории, формулы для определения натяжения нити, необходимой массы и момента инерции бегунка, динамические уравнения движения катящегося бегунка с учетом гироскопических сил, формулу для определения частоты малых колебаний бегунка по углу наклона;

- теория прохождения натянутой одиночной комплексной пряжи участка раскручивания, включающая: аналитический способ определения крутки пряжи в зоне временного раскручивания, аналитический и экспериментальный способы определения величины крутящего момента пряжи и нитей, формулы для определения диаметра и укрутки пряжи;

- методика экспериментального определения натяжения нити в зоне бегунок-паковка в точке наматывания для вращающейся паковки и баллонирующей вокруг нее нити;

- методика исследования нового вида хлопчатобумажной пряжи, включающая: форм\л> прочности одиночной хлопчатобумажной пряжи, формулу и способ экспериментального определения модуля упругости волокна хлопка в пряже, параметр неуравновешенности на кручение пряжи и нитей.

Практическая значимость работы

Работа доведена до практической реализации нового способа формирования пряжи па кольцевой прядильной машине при использовании нового крутильно-наматывающего устройства (патент РФ № 2202013). Это позволяет на 30 - 40 % повысить прочность одиночной хлопчатобумажной пряжи и улучшить другие параметры качества, а также расширить ассортиментные возможности машины за счет выработки нового вида пряжи с названием «раскатанная пряжа».

Использование нового крутильно-наматывающего устройства позволяет значительно повысить скоростной режим кольцевой машины с сохранением размеров паковок (патент РФ № 2202013). Исследованы скоростные возможности различных марок кольцевых прядильных машин с этими устройствами. Эксперименты показали, что частота вращения веретен, например, прядильной машины П-76-5М может быть увеличена с 11 - 12 тыс.об/мин до 19-20 тыс.об/мин. Новое крутильное устройство может быть использовано при создании скоростной кольцевой машины с линейной скоростью движения бегунка по кольцу до 80 - 90 м/с. Кроме того, оно может применяться как при произволе!ве одиночной, так и крученой пряжи (на прядильных и крутильных машинах), для выработки пряжи из хлопка, льна, шерсти, шелка, искусственных и синтетических волокон.

Предложены новая методика и устройство для измерения натяжения ниги в точке наматывания на вращающуюся паковку и бал-лонирующей вокруг нее нити (патент РФ № 2202662). Данная методика позволяет определять степень и характер плотности намотки пряжи и оптимизировать размеры паковки.

Предложены новые критерии оценки качества хлопчатобумажной пряжи, позволяющие определять величину неуравновешенности пряжи и нитей на кручение (патент РФ № 2225466), проектируемую прочность, диаметр пряжи и ее укрутку.

Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс ИГТА и использованы в дипломных и магистерских проектах.

Апробация работы

Основные положения работы докладывались и получили положительную оценку на заседании кафедры прядения ИГТА, на совместном заседании кафедр прядения и МТВМ МГТУ и СПГУТиД, на семинаре по теории машин и механизмов Российской академии наук (Костромской филиал секция «Текстильное машиностроение»), научно-технических конференциях ИГТА, МГТУ, РосЗИТЛП, КТУ.

Публикации

Основные результаты выполненных исследований представлены в 52 печатных работах.

Струк гура и объем работы

Диссертационная работа содержит: 4 главы, изложенные на 300 страницах машинописного текста, приложения, 74 рисунка, 266 формул, библиографический список из 129 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность решаемой в диссертационной работе проблемы повышения производительности кольцевой прядильной машины и улучшения качества вырабатываемой пряжи. Сформулирована цель и основные задачи, которые необходимо решить для ее достижения. Дана характеристика научной новизны, практической значимости и реализации результатов работы.

В первой главе проведен анализ технологических операций существующего крутильного устройства кольцевой прядильной машины и разработана новая методика расчета натяжения нити, необходимая для выявления скоростной возможности машины.

Известно, что скоростной режим кольцевой машины определяется скоростью износа бегунка. Согласно основному уравнению износа при трении скольжении для пластического контакта увеличить срок службы бегунка можно, либо увеличивая коэффициент износа материала бегунка, либо уменьшая нагрузку на бегунок в зоне фрикционного контакта. Очевидно, что последняя определяется натяжением нити. Возникает вопрос: можно ли произвольно снижать натяжение нити в баллоне и в зоне бегунок-паковка и до каких пределов?

Вопросам натяжения нити на кольцевой машине посвящены работы многих \ченых, среди которых: П.Ф. Ерченко, А.Н. Державин, H.A. Васильев, Г. Линдмер, А.Н. Минаков, В.А. Ворошилов, П.Ф. Гришин, A.B. Тихомиров, В.И. Казаков, Н.И. Алексеев, Е.Д. Ефремов, И.И. Мигушов, В.Г1. Щербаков, М.С. Гельбрас, К.Е. Маль-берг. Известны различные математические модели и формулы кривой нити в баллоне, полученные с использованием методов математического анализа, теории механики нши и учитывающие возможные факторы: силу сопротивления воздуха, скорость продольного движения нити, жесткость нити на изгиб и кручение и др. Однако большинство моделей сложны и в настоящее время не решены в конечном виде. А те модели для кольцевой машины, которые решены прибли-I женными методами, не являются чисто аналитическими, т.к. для расчета формы баллона кроме натяжения нити необходимо использован, некоторые парамефы баллона, измеренные во время работы машины. Такие модели баллона не дают ответов на многие вопросы, возникающие при эксплуатации и конструировании крутильных устройств. Например, почем} при уменьшении массы бегунка баллон начинает работать нестабильно и сворачивается, а постановка баллоноограни-

чительных колец делает его более устойчивым? Нужно лиуменьшать коэффициент трения между бегунком и кольцом? А самое главное -можно ли произвольно снижать натяжение нити в бал/оне? Такие проблемы возникают вследствие того, что большинство решений выполнено для абстрактного баллона, т.е. для баллона с двуия точками, фиксированными на оси вращения. Решения, согласно згой схеме, позволяют определять натяжение нити, имея реальную форму кривой баллона на кольцевой машине. Однако для определения скоростной возможности крутильного устройства необходимо получить ответ на вопрос - как изменения натяжения нити, создаваемые крутильным устройством, влияют на форму баллона и на его существование.

Кроме того, во всех математических моделях нить в зоне бегунок-паковка рассматривается как прямая геометрическая линия, а натяжение нити в этой зоне во всех точках - одинаковым и не влияющим на условие наматывания на паковку. Такая постанови задачи не имеет никакого научного обоснования. С учетом этого в диссертационной работе теория баллонирования и наматывания нити на кольцевой машине получила дальнейшее развитие, изменение и дополнение.

Для решения задачи проектирования крутильного устройства автором предлагается методика (алгоритм) аналитического определения его параметров, включающая: условие необходимого натяжения нити в баллоне и условие наматывания нити на паковку, формулы массы бегунка, формулы для определения натяжения нити в баллоне и в зоне бегунок-паковка, формулу угла наклона нити в этой зоне в точке касания с бегунком, а также формулу кривой баллона и формулу кривой нити в зоне бегунок-паковка.

Формула кривой баллона нити с началом координат в точке максимального радиуса баллона получена автором в виде:

у = Ь 1п

1 +

(1)

2 (е-\) Т4

; (2) Ь =

1 — 1п

1 +

(с-1 Хн-а)2

, (3)

' ' - -к

Рис. 1

где а - высота полубаллона, м (рис.1); Ь - максимальный радиус баллона, м ;

Гх - проекция натяжения нити в любой точке баллона на

ось ОХ, Н; т0 - масса единицы длины нити, кг/м ; со - угловая скорость вращения баллона, с"1 ; /? - радиус кольца, м ;

Н - высота видимой части баллона (расстояние от направляющего крючка до плоскости кольца), м , а натяжение нити в любой точке баллона можно определять по следующей формуле:

" 2 (е-1) Ь х

Т ~ТХ/ cos arctg

(4)

а2 +(е-\) х2

Анализ формул (1),(2),(3) показывает, что если кольцевая планка будет неподвижна, а нить в вершине баллона и в точке касания с бегунком будет закреплена, тогда высота баллона и его диаметр будут постоянны ( а = const; b = const). В этом случае, натяжение нити в баллоне Тх легко определяется из формулы (2) и зависит только от двух параметров та и со. Но наматывание нити на паковку предполагает скольжение нити относительно бегунка ( а Ф const даже при Н = const), следовательно, форма баллона и натяжение нити в баллоне завися! от реакции связи в точке касания нити с бегунком. Таким образом, при вращении веретена баллон будет увеличиваться в диаметре до тех пор, пока его не уравновесит сила натяжения нити в зоне бегунок-паковка, определяемая силой трения бегунка о кольцо. Поэтому сила трения влияет на форму баллона и натяжение нити.

Для анализа механики баллона и расчетов параметров крутильного механизма на кольцевой машине удобно пользоваться параметром 2а - полной высоты баллона, состоящей из видимой части баллона (АВ) и невидимого продолжения линии баллонирующей нити до пересечения ее с осью баллона (ВК) (рис.1). Причем полная форма свободного баллона строго определяется координатами трех точек (А, В, К), соединенных кривой (1). Положение точек А и В известно из геометрии механизма, а положение точки К (вершины невидимой части баллона) предлагается определять по формуле (2). Если какая-либо из трех точек отсутствует, то процесс баллонирования невозможен без закрепления нити в двух других точках. Это правило позво-

ляет грамотно конструировать и модернизировать любые крутильно-наматывающие устройства со свободным баллоном. Например, если каким-либо образом уменьшать натяжение нити в баллоне (сохраняя т0,(о , Н и Я ), то согласно этому правилу и формуле (2), точка К будет приближаться к точке А (рис.1). Но в зоне между точкой А и плоскостью кольца точка К существовать не может (невозможно провести кривую (1)), следовательно, баллон при таком натяжении существовать не будет. Исходя из этого (а также из решения (3) при условии несуществования Ь), необходимое условие существования баллона 2а > Н, которое, решив (2), можно записать в следующем виде:

Гч > 727-Ю-4 та со2 Н^ , (5)

где Яшзх - максимально возможная высота видимой части баллона при движении кольцевой планки за весь период наработки початка, м.

Однако >с;ювия существования баллона (5) для точного проектирования крутильного механизма недостаточно. Очевидно, что при 2а ~ Н, согласно (3), параметр баллона Ь - оо, а для работы машины необходимо, чтобы максимальная величина максимального радиуса баллона (¿тач) за все время наработки паковки была бы равна расстоянию от оси веретена до нитеразделительной пластины. Решив (2) и (3) при условии Л„ич = В, где В - половина расстояния между веретенами, получим условие приемлемости формы баллона:

7\ =

• (6)

Формула (6) является основой для чисто аналитического расчета параметров крутильного механизма, усилий, возникающих в его звеньях и силы трения между бегунком и кольцом.

Величина натяжения нити в зоне бегунок-паковка в точке касания с бегунком Т] может быть определена из условия динамического равновесия бегунка, как тела точечной массы, а также из условия скольжения нити по бегунку. Поэтому для бегунка с прямоугольным поперечным сечением в диссертационной работе предложена формула для определения натяжения в ветвях нити огибающих тело прямоугольного сечения:

Г, = ГХ (1+0,7//н.б)2 , (7)

где //п.й - коэффициент трения нити о бегунок.

Для определения массы бегунка достаточно согласовать условие (6) с формулами для определения параметра Т\ и получить формулу для расчета необходимой массы бегунка в следующем виде:

т б =

т1 Итах ках 0 + °.7/'»-б ? ~ Я Мб-к 1

я2

(8)

Анализ формул (1), (6), (7) и (8) показывает, что с целью повышения скоростного режима веретена при работе с открытым баллоном, произвольно (не уменьшая размеров паковки) снизить натяжение нити в баллоне, массу бегунка и, следовательно, нагрузку в зоне контакта бегунка с кольцом невозможно. Кроме того, из формул видно, что нельзя уменьшить силу трения между бегунком и кольцом. Если снижать коэффициент трения между бегунком и кольцом /гб.к (вводя различные виды смазки), то для сохранения возможности существования баллона необходимо увеличивать массу бегунка.

Известно, что для уменьшения натяжения нити в баллоне, конструкторами предлагается установка дополнительных баллоноогра-ничительных колец, которые делят баллон на две или более части. Причем рассчитать форму баллона на участке между баллоноограни-чительным кольцом и кольцом с бегунком, используя ранее предложенные формулы и математические модели, невозможно, т.к. неизвестно положение начала координат (вершины баллона). Новые формулы позволяют определять как возможность существования баллона, так и натяжение нити в баллоне на участке между кольцами.

В диссертации проведено динамическое исследование формы и натяжения нити на участке бегунок-паковка. Впервые нить на этом участке рассматривалась как гибкое тело, имеющее массу. Автором получена формула кривой нити и формулы для определения натяжения на данном участке. Доказано, что нить между бегунком и точкой наматывания не прямолинейна, а имеет форму спирали. Поэтому натяжение на данном участке не одинаковое для различных точек. Кроме того, как показывают расчеты, изменение натяжения нити при различных диаметрах намотки паковки имеет значительно меньшую амплитуду, чем при условии прямолинейности нити на этом участке. Нить на кольцевой машине обладает эффектом частичного самовы-равпинания натяжения за счет изгиба своей формы в зоне бегунок-паковка. Этот эффект автором аналитически выявлен впервые.

Динамический подход к нити на этом участке позволил получить силовое условие наматывания нити на кольцевой машине:

, .„-4 2 2 2 г„

1,52-10 та со rn arceos

Т N. ____ R

1„>— —- t (9)

1-е г"

где Т„ - натяжение нити в точке наматывания, Н ;

г„ - радиус намотки нити на паковке, м.

Условие (9) показывает, что для осуществления процесса наматывания нити на вращающуюся паковку натяжение в баллонирующей вокруг нее нити в точке наматывания не может быть меньше определенной величины. Это условие также получено автором впервые.

Для оценки степени точности новых формул и расчетов в диссертационной работе приведены результаты экспериментальных исследований формы баллона и параметров натяжения нити. Причем для определения натяжения нити в баллоне кольцевой машины использовались широко известная методика и измерительная аппаратура, а для определения натяжения нити в точке наматывания нами разработано новое измерительное устройство, так называемое динамометрическое веретено (патент РФ № 2202662) Такое устройство можно использовать для измерения натяжения нити на кольцевой машине, а также при любой конструкции крутилыю-наматывающих и разматывающих механизмов при условии баллонирующей нити.

Экспериментальные исследования показали высокую достоверность аналитических формул и новых положений теории балло-нирования и наматывания нити на кольцевой машине. Доказано, что крутильное устройство обладает эффектом частичного самовыравнивания натяжения нити. Определено, что натяжение в точке наматывания за все время наработки паковки изменяется не более чем на 5 %.

Проведенные аналитические и экспериментальные исследования доказывают, что натяжение на кольцевой машине не может быть меньше определенной величины, которая растет в квадратичной зависимости от частоты вращения веретен. Это позволяет сделать вывод о существовании только двух основных путей повышения скорости вращения веретен: либо создание трудноизнашиваемого материала для бегунка и кольца (увеличение коэффициента износа), либо изменение характера трения между бегунком и кольцом.

Вторая глава посвящена исследованию технической возможности крутильного устройства со свободно катящимся бегунком в повышении скорости вращения веретен кольцевых машин.

Опираясь на результаты исследований, проведенных в первой главе, и выбрав второй путь решения задачи повышения скорости вращения веретен, был предложен новый способ кручения и наматывания нити и устройство для его осуществления. Суть нового устройства (патент РФ № 2202013) заключается в том, что трение скольжения бегунка о кольцо заменено трением качения. Известно, что при трении качения в силу особенности природы трения износ материала трущейся пары во много раз медленнее, чем при трении скольжения. Это увеличивает срок службы бегунка и кольца и позволяет бегунку работать в более тяжелых условиях нагрузок и высоких скоростях. Принципиальная схема нового устройства представлена на рис.2. Бегунок имеет торообразную форму и помещен внутри разъемной кольцевой камеры с рабочей торообразной поверхностью, радиус кривизны, сечения которой больше радиуса кривизны сечения бегунка (рис.3). Нить проходит сквозь бегунок и при вращении паковки увлекает его за собой, а возникшая при этом сила инерции заставляет его свободно катиться по внутренней вертикальной вогнутой рабочей поверхности кольцевой камеры с касанием в одной точке, исключая трение скольжения бегунка о горизонтальные стенки камеры. Для заправки нити в кольцевой камере имеется сковная заправочная щель.

Испытания нового крутильно-наматывающего устройства показали, что скорость вращения веретен можно увеличивать до предела технической возможности самой машины, сохраняя при этом большие размеры паковки. Кроме того, торообразная форма бегунка позволяет ему катиться внутри кольцевой камеры и вращаться относительно скручиваемой пряжи в сторону, обратную ее крутки, что в сочетании с ее натяжением в баллоне создает особый эффект изменения внутренней структуры и параметров получаемой пряжи.

Поэтому далее в диссертационной работе решались две основные задачи. Первая - это исследование технической возможности нового крутильно-наматывающего устройства в повышении скорости вращения веретен и производительности кольцевой машины. Вторая - это исследование новой технологической возможности кольцевой машины с такими устройствами в улучшении качества и расширении ассортимента вырабатываемой пряжи.

Рис. 2

Рис. 3

Решению первой задачи и посвящена вторая глава. В ней предлагается методика расчета динамики качения бегунка внутри кольцевой камеры и выполнен расчет параметров нового устройства.

Особенностью нового крутидьно-наматывающего устройства является то, что бегунок осуществляет свободное качение внутри кольцевой камеры с касанием в одной точке - точке качения. Поэтому расчет динамики нового крутильного устройства является очень сложной задачей. Торообразный бегунок имеет пять степеней свобо- 4 ды, в то время как для выполнения условий работы необходимо только три закона движения. Кроме того, как доказано ранее, натяжение 1 нити в баллоне не может быть установлено произвольно, а сила тре- ч ния, создаваемого подвижным телом - бегунком, не может быть снижена. Поэтому первоначально в главе проведено аналитическое исследование, позволившее получить формулы для расчета натяжения нити и параметров нового крутильно-наматывающего устройства, обеспечивающего процесс баллонирования и наматывания.

Из условия динамического равновесия кольцевого бегунка при его плоском движении и условия скольжения нити по бегунку автором получены формулы для определения натяжения нити в баллоне Гч и в зоне кольцевой бегунок-паковка, у бегунка в виде :

тр со2 /?

Ч )

где тр - масса бегунка, кг;

- радиус кольцевой камеры (беговой дорожки), м ;

с/ - наружный диаметр бегунка, м ;

Ь - толщина бегунка, м;

л - коэффициент трения качения бегунка о камеру, м ;

Р - угол наклона вектора силы к линии, соединяющей центр

паковки и центр бегунка (рис.4), рад ;

/И..-Р " коэффициент трения нити о бегунок ;

Лн-бор - коэффициент трения нити о верхний бортик камеры.

Используя (10) и условие необходимой силы натяжения нити в баллоне (6), получена формула для расчета массы бегунка, обеспечивающего приемлемую форму баллона при работе нового крутильного устройства. Получено также уравнение условия качения бегунка.

Анализ этих формул показывает, что новое крутильно-наматывающее устройство, создавая минимально необходимое натяжение нити в баллоне, позволяет повысить натяжение в зоне бегунок-паковка (в точке наматывания) и, следовательно, увеличить плотность намотки пряжи в паковке, что подтверждается на практике и приводит к экономии при транспортировке пряжи.

Однако плоское движение бегунка в кольцевой камере не поддерживается никакими направляющими. Кроме того, на бегунок действуют усилия в ветвях нити, которые стремятся изменить направление его движения. Поэтому далее решался вопрос устойчивого качения бегунка, т.е. может ли торообразный бегунок только за счет большой скорости собственного вращения противодействовать усилиям в ветвях нити Т1 и Т2, создающим наклоняющий и вертящий момент сил относительно оси, проходящей через точку качения.

Известно, что тор или плоское круглое тело при качении по шероховатой поверхности имеют одну геометрическую и три кинематические связи. Причем все три кинематические связи при условии свободного качения неинтегрируемые, т.е. неголономные. Кроме того, две степени свободы тора будут неустойчивые - это движение по углу крена и по углу рыскания.

Для юго чтобы задачу о движении бегунка решить в рамках механики твердого тела, автором предлагается метод решения задачи высокоскоростного качения торообразного тела по кольцевой траектории. В качестве основы решения использованы три необходимых условия - предпосылки: торообразное тело должно катиться по кольцевой траектории; качение тора должно быть высокоскоростным; качение тора должно быть свободным. Тогда, согласно теореме Кельвина, устойчивость движения нашего бегунка будет обеспечиваться гироскопическими силами, т к. в гироскопически стабилизируемой системе число неустойчивых координат должно быть четным. Это позволяет использовать классическую механику, а теорию качения плоского тела по шероховатой поверхности заменить теорией движения твердого тела вокруг неподвижной точки и теорией гироскопа.

Суть метода решения поставленной задачи заключается в гом, что качение бегунка по кольцевой траектории рассматривается как сложное вращательное движение твердого тела, имеющего некоторый (сколь угодно малый) угол наклона к горизонтальной поверхно-

сти и совершающего принудительное обратное регулярное прецессионное движение вокруг неподвижной точки, расположенной на пересечении оси бегунка с осью паковки.

Сложное вращательное движение бегунка а>Р раскладывается на быстрое вращательное движение его вокруг собственной оси а>1 и вращение оси бегунка вокруг паковки со6. Вращение горообразного бегунка представляется как движение гироскопа, имеющего небольшой угол наклона к горизонтальной поверхности. В то же время вращение бегунка как твердого тела с одной неподвижной точкой определяется изменением углов Эйлера:

<р =fi(t); ¥-/2(0; e=h(t)% (П)

где (р - угол собственного вращения бегунка ;

ц/ - угол прецессии ;

0 - угол нутации.

При условии: ф = а>{ = const; ^ = й>6 = const ; 0 = у — const бегунок будет иметь регулярную прецессию, а гироскопический момент L , возникающий в быстровращающемся бегунке, будет стремиться уменьшать угол наклона бегунка к горизонту у и, согласно теореме Кельвина, повышать его устойчивость движения. Расчетная формула гироскопического момента получена в виде:

L = (-3X coñ sin2 у -3. ш, cosy +3, ы0 cos2 у) " хеоб j , (12) где 3S ; 3, - моменты инерции бегунка, кгм2;

со," = к - единичный вектор.

При решении поставленной задачи использованы: теорема о движении центра масс, динамические уравнения Эйлера для твердого тела, теорема Резаля, принцип Даламбера, теория гироскопа. В результате автором получены шесть уравнений движения торообразно-го бегунка в кольцевой камере с учетом гироскопического момента. Наиболее важное из них - пятое уравнение имеет вид:

Т2 eos [i ^Лр sin y+/?t cos у)-Т\ cos а sin у - Rc cos у J -

- N Rc sin у + соб sin у (со,-соб cos у) (3, -3.) - (13)

- Зх сид sin2y-3r Wа щ cosy + 3. w\ cos2 у = О

где Т\ ; Ti - усилия в ветвях нити (рис.4), Н ;

N - реакция дорожки кольцевой камеры, Н ;

Rp ; Rc - радиус бегунка и его сечения, м.

Рис.4

Полученные автором уравнения движения бегунка исследованы на устойчивость при наличии гироскопических сил. Определены конструктивные параметры кольцевой машины, бегунка и кольцевой камеры при которых осуществляется устойчивое качение. Доказано, что свободное качение бегунка может достигаться в широком диапазоне скоростей и линейных плотностей нити. Причем устойчивость движения бегунка повышается с ростом скорости вращения веретена.

Кроме динамической устойчивости в диссертационной работе исследовалась вибрационная устойчивость. Из теории колебания твердых тел известно, что гироскопические тела (к которым относится быстровращающийся бегунок) имеют собственные частоты колебаний, так называемую прецессионную и нутационную частоты. Поэтому для оценки вибрационной устойчивости нового крутильного устройства определялась возможность резонансного совпадения собственной частоты колебания катящегося бегунка по углу нутации у , полученной при использовании теоремы об устойчивости колебаний упругих систем, с частотой его прецессионного вращения. Проведенный расчет дополнительно подтвердил предположение об устойчивом движении бегунка в широком диапазоне скоростей.

Таким образом, качение бегунка по кольцевой камере с одной точкой контакта до минимума снижает скорость износа бегунка и кольцевой камеры, повышает долговечность устройства и позволяет кольцевой машине работать на предельно высоких скоростях. Проведенные производственные испытания на отечественных кольцевых прядильных машинах показали возможность его устойчивой и надежной работы при частоте вращения веретен 20 25 тыс. об/мин, причем, что особенно важно, не уменьшая существующих размеров паковок, как по диаметру намотки, так и по ее высоте. В этом случае линейная скорость качения бегунка достигала у = 65 м/с.

В работе также аналитическим способом исследована предельно возможная скорость работы кольцевой машины. В новом крутильном устройстве уже не износ бегунка ограничивает скорость вращения веретена, а прочность бегунка на разрыв (аналогично маховику). Таким образом, рабочая частота вращения веретен с новыми кру-тилыю-наматывающими устройствами и большими размерами паковок при соответствующем подборе параметров устройства для выработки хлопчатобумажной пряжи может составлять 30 тыс. об/мин, а линейная скорость качения бегунка достигать V = 80 + 90 м/с.

Третья глава посвящена разработке и исследованию технологии временного раскручивания пряжи на ограниченном участке, осуществляемой на кольцевой машине новым крутильным устройством со свободно катящимся бегунком.

Производственные испытания показали, что кроме значительного повышения производительности кольцевой машины, применение крутильного устройства с катящимся бегунком открывает новые технологические возможности по улучшению качества получаемой пряжи. Достигается это благодаря осуществлению нового способа формирования пряжи на кольцевой машине, суть которого заключается в следующем (патент № 2202013). Пряжа, сформированная в треугольнике кручения, двигаясь вдоль баллона, в нижней его части огибает верхний бортик и попадает в кольцевую камеру (рис.2). На участке от верхнего бортика до бегунка она подвергается временному раскручиванию за счет контакта с бегунком, собственное вращение которого имеет направление, обратное крутке пряжи (длина участка раскручивания меньше средней длины волокна). Затем, пройдя сквозь бегунок и обогнув его, пряжа автоматически восстанавливает крутку, выходит из кольцевой камеры и наматывается на паковку (рис.3). Необходимым условием ограничения длины участка раскручивания и сохранения прочности пряжи в баллоне является прижим ее к верхнему бортику, имеющему определенный профиль, протяженную зону контакта, а также осевое движение пряжи от бортика к бегунку.

На участке временного раскручивания силы взаимодействия между соседними волокнами снижаются настолько, что пряжа превращается в волокнистый продукт, аналогичный ровнице. В то же время волокна испытывают общее осевое натяжение, необходимое для осуществления процесса баллонирования пряжи. Поэтому совместное действие раскручивания и натяжения заставляет свободные фрагменты более натянутых волокон (передние и задние кончики) смещаться относительно менее натянутых, а последние распрямляться и увеличивать свое натяжение. Такое смещение волокон приводит к общей вытяжке пряжи, доказательством чему является реальное утонение получаемой пряжи дополнительно на 5 + 15 % в зависимости от первоначальной структурной неровноты. Раскручивание, вытягивание и последующее мгновенное скручивание волокнистого продукта, но уже не из плоской мычки, а из уплотненного тела цилиндрической формы, выравнивает и фиксирует новую структуру пряжи.

Волокна приобретают правильную форму пространственных спиралей с более равномерным натяжением и плотным расположением в теле пряжи.

В результате таких дополнительных технологических операций разрушается предыдущая структура пряжи и формируется новая, значительно отличающаяся от существующей кольцевой. Новая пряжа (мы ее назвали раскатанной) по сравнению с аналогичной кольцевой имеет более высокую прочность и модуль упругости на растяжение более плотную структуру расположения волокон в сечении, меньший диаметр, она более равновесна по крутке и менее ворсиста.

Вопросам теории и практики временного упрочнения текстильного продукта способом ложного кручения посвящены работы наших известных ученых: В.И. Будникова, К.И. Корицкого, С.С. Ковнера, Г.В. Соколова, В.П. Хавкина, H.H. Лебедева, И.И. Фин-кедьштейна, Ю.В. Павлова, Г.И. Чистобородова и др. Однако вопрос временного раскручивания пряжи на ограниченном участке и под натяжением, ни теоретически, ни экспериментально не исследовался. Причем новая технологическая идея раскручивания пряжи имеет ряд важных существенных отличий от технологии скручивания ленты или ровницы. Принципиально раскручивание пряжи в кольцевой камере нового крутильного устройства можно представить схемой, изображенной на рис.5. Эта схема отражает участок раскручивания, если ось естественных координат, совпадающих с осью пряжи в относительном движении, представить в виде прямой.

ъ я

Рис. 5

Эксперименты показывают, что сдвижка фрагментов волокон в теле пряжи возможна, если Ка< |(0,2-0,3) ^о|, где: К3 - крутка на участке раскручивания; К0 - первоначальная крутка пряжи. Для оценки эффективности нового крутильного устройства по улучшению пара-

метров пряжи необходим расчет величины Кл . Однако определить эту крутку традиционным способом - составлением баланса круток невозможно. Не применима также и теория ложного кручения ленты и ровницы. Для расчета крутки Ка на участке раскручивания автором предлагается новая теоретическая схема, суть которой заключается в рассмотрении условия равновесия по моменту сечения пряжи в точке взаимодействия с бегунком. В этом сечении действуют три крутящих момента: внешний фрикционный момент со стороны раскручивающего элемента (бегунка) Мрас, реактивный упругий крутящий момент со стороны участка «а» равный Мкра и реактивный упругий крутящий момент со стороны участка «Ь» равный Мьр ь . Основываясь на том, что крутящий момент в любом сечении пряжи в зоне «а» будет постоянен и равен Мкр а = | Мкр ь - Мрас |, величину крутки в зоне раскручивания можно определить:

Л"а=/|МкрЬ-Л/рас| , (14)

где / - функциональная зависимость упругого крутящего момента пряжи от ее крутки (получена далее в работе);

Мкр ь - упр> гий крутящий момент, возникающий в вырабатываемой пряже (далее символ Ь будем опускать), Н-м ;

Мрас - фрикционный раскручивающий момент, действующий со стороны бегунка, Н-м.

В нашем случае раскручивающий момент со стороны вращающегося бегунка можно определить следующим образом:

ЧN а ц , (15)

где N - сила нормального давления на рабочую часть бегунка со стороны пряжи, Н ;

(Л - диаметр пряжи при соответствующей крутке и натяжении, м ;

ц - коэффициент трения пряжи о рабочую поверхность бегунка.

Таким образом, для оценки эффективности нового крутильного устройства по улучшению параметров качества пряжи необходимо определить: Мкр; /; N ; с1; ц . Однако использовать классическую теорию деформации чистого кручения сплошного цилиндрического тела для определения величины упругого крутящего момента А/кр натянутой пряжи нельзя. Рассматривая усилия, возникающие в волокнах в сечении идеальной пряжи при деформациях: кручения, естественной усадки и дополнительного осевого натяжения, автором получена формула для определения упругого крутящего момента пряжи в следующем виде:

Мкр = Евп FB па d |L^-I|l-2L2) + , (16)

, (l-e, )■ 103

где L = -—----величина, характеризующая угол подъема

п d К

винтовой линии наружного волокна с учетом деформации пряжи;

е„ = с, -ск - общее относительное удлинение пряжи ;

£,.= 2,47-10'6 d2 К2 - у крутка пряжи ;

Ч =--- - относительное удлинение за счет осевой

n ^ па

растягивающей силы ;

£в.п. - модуль упругости волокна в теле пряжи, кг/мм2;

FB - площадь поперечного сечения волокна, мм2;

/7В - число волокон в сечении пряжи ;

К - крутка пряжи, кр/мм ;

Р - осевая растягивающая сила, кгс.

Формула (16) показывает, что упругий крутящий момент в пряже зависит не только от крутки, но и от осевой растягивающей силы (такая зависимость аналитически получена впервые). Это принципиально важно для расчета технологической операции раскручивания пряжи под натяжением. Кроме того, как показали дальнейшие исследования, для определения величины крутящего момента пряжи необходимо знать величину Ев п и ее реальный диаметр d, который не остается постоянным при деформации кручения и растяжения.

Для подтверждения достоверности расчетов крутящего момента по формуле (16), автором предлагается новый способ и устройства для определения величины крутящего момента реальной пряжи и ниток (патент РФ № 2225466).

На рис.6 и рис.7 показаны зависимости крутящего момента хлопчатобумажной пряжи № 40 (25 текс) от величины осевой силы и от крутки пряжи, рассчитанные по формуле (16) и полученные экспериментальным способом на новом измерительном устройстве, (кривые 1 и 2 - расчетные зависимости при d = const, кривые 3 и 4 - экспериментальные). Сравнительный анализ этих кривых показывает, что в начальный момент теоретические и экспериментальные результаты близки, что подтверждает достоверность формулы (16).

Рис. 6

Рис. 7

Однако, по мере раскручивания пряжи (рис.7) и по мере ее на-гружения (рис.6), наблюдается расхождение зависимостей. Это объясняется тем, что при кручении и растяжении происходит изменение ее диаметра. Поэтому, чтобы формула (16) точно отражала реальный процесс, необходимо иметь зависимости с1 =/(К) и (I -/(Р). Их можно получить, используя теоретические и экспериментальные данные, что и было сделано в работе. В результате была получена объединенная формула для определения диаметра хлопчатобумажной пряжи:

с/ = 2.Ю"2 4ЬТ (\~кР) , (17)

где Т - линейная плотность пряжи, текс ;

Ь - коэффициент, учитывающий вид волокна и способ формирования пряжи;

к - коэффициент, учитывающий характер нагрузки.

Таким образом, для расчета величины Ка крутки пряжи на участке временного раскручивания нового крутильного устройства кольцевой машины известны все параметры (Л/ определяется по формуле (10), а коэффициенты трения по работам И.В.Крагельского и др.).

Кроме решения конкретной задачи определения эффективности раскручивания пряжи вращающимся бегунком, методика определения упругого крутящего момента имеет широкий круг практического приложения. Так оценка величины крутящего момента необходима в любых технологических процессах, где имеется движение нити (пряжи) с открытым концом или свободная петля. Численное определение величины упругого крутящего момента может заменить такой важный параметр как равновесность пряжи и нитей, который определяется только при условии нулевого усилия натяжения. В работе предложен новый параметр качества нити (пряжи) - коэффициент неуравновешенности на кручение, который можно определять по формуле:

(18)

где Мкр(р) - реактивный упругий крутящий момент пряжи при определенном осевом натяжении (р), 10'5 Н-м ; Т - линейная плотность пряжи, текс.

Знак (±) означает направление крутки реактивного крутящего момента. Использование параметра /?р позволит оценить различные технологические возможности пряжи для ее последующей обработки. Это имеет практическое значение при проектировании пряжи.

Четвертая глава посвяшена исследованию нового вида хлопчатобумажной пряжи, полученной на кольцевых машинах с новым крутильным устройством, и выявлению причин повышения прочности и жесткости такой пряжи.

Испытания показывают, что новая технологическая операция временного раскручивания натянутой пряжи на ограниченном участке, осуществляемая крутильным устройством с катящимся бегунком, на столько изменяет ее структуру и параметры, что раскатанную пряжу можно классифицировать как новый вид. Раскатанную хлопчатобумажную пряжу мы получали на кольцевых машинах при частотах вращения веретен до 25 тыс.об/мин (о = 65 м/с). Однако при таких скоростях существующее крутильное устройство кольцо-бегунок работать не может. Поэтому для сравнения параметров кольцевой и раскатанной пряжи проводились испытания пряжи, полученной на машинах П-76-5М при существующих частотах вращения веретен. Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Таблица 1

ПАРАМЕТРЫ Кольцевая пряжа Новая пряжа

Частота вращения веретен, об/мин 11500 11500

Линейная плотность пряжи, текс 25 21,6

Крутка пряжи, кр/м 800 690

Прочность одиночной пряжи, сН/текс 11,75 15,32

Разрывное удлинение пряжи, % 4,91 4,13

Ровнота пряжи по Устеру, су 22,48 21,36

Диаметр пряжи, мм 0,168 0,142

Коэффициент неуравновешенности пряжи на кручение, Я50 0,096 0,072

Очевидно, что выравнивание структурной неровноты пряжи при смещении фрагментов волокон может осуществляться только при условии некоторой вытяжки пряжи. Это приводит к определенному утонению продукта и соответственному снижению параметра крутки. Так раскатанная х/б пряжа, выработанная в одинаковых условиях, имеет на 10 + 15 % меньшую линейную плотность и, соответственно, меньшую крутку. Но при этом, как показывают испытания, прочность ее на 30 - 35 % выше, а разрывное удлинение на 15 20 % меньше.

В диссертации приведены результаты испытаний раскатанной пряжи, выработанной на машине П-76-5М при скоростях вращения веретен в 15 и 20 тыс.об/мин. Во всех вариантах испытаний раскатанная пряжа всегда имела повышенную прочность, несмотря на снижение линейной плотности и крутки по сравнению с кольцевой пряжей. Рост прочности наблюдался и при выработке шерстяной пряжи.

Следует отметить, что снижение линейной плотности и крутки пряжи, за счет дополнительного вытягивания в кольцевой камере при ее раскручивании, не является потерей производительности кольцевой машины. Для выработки раскатанной пряжи с одинаковой линейной плотностью и круткой необходимо соответственно уменьшать вытяжку в вытяжном приборе и скорость выпуска переднего цилиндра на величину вытяжки, дополнительно возникающей в кольцевой камере нового крутильного устройства. Тогда прочность нашей пряжи при одинаковой линейной плотности и крутке возрастает еще больше по сравнению с контрольной пряжей. Так прочность раскатанной х/б пряжи № 40 (25 текс) с круткой 800 кр/м при существующих рабочих скоростях вращения веретен составляла 16,19 сН/текс (росг 35 -40 %), разрывное удлинение 4,1 %.

Кроме того, раскатанная пряжа имеет отличающийся от классической кольцевой пряжи характер сопротивления деформации растяжения. Диаграмма растяжения раскатанной пряжи (кривая 1, рис.8) на начальном этапе деформации (до 25 % от разрывной нагрузки) имеет характерный «горб», свидетельствующий о высоком модуле упругости пряжи, в отличие от почти линейной деформации кольцевой пряжи (кривая 2, рис.8). Эффект повышенной жесткости на начальном этапе деформации имеет свои технологические преимущества. Например, если из раскатанной пряжи изготовить основные нити, то при получении уточно-уплотненных тканей, как одежного (например, джинсовой ткани), так и технического ассортимента, прибойная полоска будет значительно меньше, что облегчит выработку ткани.

Раскатанная пряжа имеет повышенную объемную плотность (меньший диаметр сечения). Па рис.9 показан микро срез кольцевой хлопчатобумажной пряжи № 40, на рис.10 микро срез аналогичной раскашнной пряжи. Кроме того, как показывают исследования, проведенные по методике, предложенной в предыдущей главе, у раскатанной пряжи упругий крутящий момент снижается в среднем на 25 - 30 %, т.е. она более равновесна на кручение (табл. 1).

d = 0,168 мм

Рис. 9

d = 0,142 мм

Рис. 10

Известно, что основными показателями качества пряжи, как материала, подвергаемого деформациям, является прочность ее на разрыв и жесткость'на растяжение, поэтому четвертая глава посвящена вопросам раскрытия механизмов изменения прочности и жесткости новой пряжи, а также исследованию других ее параметров.

Вопросам прочности пряжи посвящено много работ отечественных и зарубежных исследователей: Н.М. Белицина, Е. Брашлера, В.А. Ворошилова, Ш. Жегоффа, В.Е. Зотикова, 3. Келера, К.И. Ко-рицкого, В.М. Кутьина, Э. Мюллера, Б.П. Позднякова, А.Е. Рудина, Г.В. Соколова, А.П. Соловьева и др. Анализируя известные работы, автор предлагает свою формулу прочности пряжи, которая с одной стороны объединила бы все предыдущие исследования, а с другой -позволила понять причину повышенной прочности раскатанной пряжи. Поэтому формула для определения проектируемой прочности одиночной хлопчатобумажной пряжи имеет вид:

Р = Р. дГ ('-'.) ^ 9 G '

' П

где /;„ - средняя прочность одиночного волокна хлопка, cil ;

Na - номер волокна, м/г ;

/V,, - номер пряжи, м/г ;

<; - коэффициент ровноты пряжи по линейной плотности ;

0 - коэффициент у плотненноеги структуры пряжи ;

G - коэффициент равномерности натяжения волокон в сечении пряжи в момент разрыва пряжи.

Коэффициент £ показывает, какая часть от среднего числа волокон в сечении находится в тонком месте - сечении разрыва, а коэффициент 0 - какая часть из волокон в тонком месте разорвется. Для их определения можно использовать известные формулы:

где а - коэффициент, зависящий от системы прядения и состояния технологического оборудования.

Сек - длина скольжения волокон, мм ;

L - средняя длина волокна, мм.

Коэффициент G показывает, во сколько раз среднее натяжение волокон в сечении пряжи в момент разрыва больше максимального натяжения волокон в ее сечении. Вывод формулы для определения

коэффициента С основан автором на известном факте, что при неровной по толщине пряже ее крутящий момент будет одинаковый во всех сечениях пряжи и равен крутящему моменту в месте разрыва. Тогда С? = Моп/А/гип , где: Мп,„ - предполагаемый крутящий момент в месте разрыва пряжи от разрывающихся волокон и, имеющих одинаковое усилие в момент разрыва, М0„ = Мкр - реальная величина крутящего момента пряжи в момент разрыва. Преобразовав Мгт , имеем:

4000 Моп М„

С = —-- , (22)

* й-р К Ма (1-е,) р„ £ О

где с/р - диаметр пряжи в месте разрыва в момент разрыва, мм.

Формула (19), хорошо согласуется с экспериментальными данными по определению реальной прочности пряжи. Кроме того, она позволяет лучше понять механизм образования прочности хлопчатобумажной пряжи, а также пути совершенствования ее структуры. Формула показывает, что прочность пряжи будет тем выше, чем ближе к единице будут с, в и С . Близость к единице £ зависит от общей технологии получения полуфабриката и, особенно, от работы вытяжных приборов. Работа нового крутильного устройства создает небольшую дополнительную вытяжку пряжи, поэтому ровнота пряжи по линейной плотности практически не меняется. Решить задачу выравнивания пряжи по линейной плотности новое крутильное устройство не может ( ^одинаковый у кольцевой и раскатанной пряжи). Для его повышения необходимо совершенствование вытяжных приборов. Новое крутильное устройство, выравнивая структуру волокон в сечении, уплотняет пряжу, поэтому у раскатанной пряжи № 40 в = 0,89, (у кольцевой в = 0,78). Натяжение волокон в сечении раскатанной пряжи более равномерное, поэтому С = 0,96 (у кольцевой О = 0,83). Расчеты и экспериментальные исследования показывают, что коэф-фициен г использования прочности волокон у раскатанной пряжи может достигать 0,75, тогда как у кольцевой пряжи он равен 0,5. Таким образом, прочность раскатанной пряжи по сравнению с кольцевой может быть выше на 50 %, что способствует повышению ее прядомо-го номера. Раскатанная пряжа, выработанная по кардной системе прядения, по своим прочностным параметрам соответствует (а иногда и превосходит) пряжу гребенной системы прядения. Это может давать существенную экономию при производстве пряжи высокой прочности и низкой линейной плотности.

Во всех экспериментальных исследования раскатанная хлопчатобумажная пряжа вместе с повышенной прочностью приобретает и повышенную жесткость на растяжение. Это, по нашему мнению, объясняется тем, что хлопковое волокно не является цилиндрическим телом, а представляет собой сплющенную и скрученную вдоль оси в попеременном направлении трубочку. При растяжении одиночного волокна, кроме деформации «материала» волокна происходит раскручивание витков его спиралевидного тела (рис. 11).

Рис. 11

Такое пространственное изменение формы добавляет удлинение в линейных размерах волокна хлопка, что искажает такой расчетный параметр как его модуль упругости. Например, при длине волокна ¿0 = 36 мм ; разрывной нагрузке Р = 4,8 сН и разрывному удлинению £к = 0,07 , определенный по известной формуле модуль упру-ЮС1И £„ - 527 кг/мм*. Однако наши исследования показали, что полученный 1аким образом мод>ль упругости волокна нельзя использовать в расчетных формулах прочностно-деформационных характеристик пряжи (например, в формуле (16)), так как волокно хлопка, находящееся в пряже, не имеет возможности свободно раскручивать свои витки при нагружении пряжи, как в свободном состоянии. Для определения модуля упругости хлопкового волокна, находящегося в пряже, автором предлагается формула, учитывающая его геометрию:

1000 ¿„ Л,

¿,-¿„-0.5

+!1 -/ к„ г

(23)

где

Ц -

и --

I -

Кп -/г„ -

нагрузка волокна, сН ; начальная длина образца, мм ; длина образца в конце нагружения, мм ; диамсгр описанной окружности сечения волокна, мм ; длина витка волокна, мм ; крутка волокна, кр/мм ; площадь поперечного сечения волокна, мм".

Расчеты, проведенные по формуле (23) показывают, что модуль упругости волокна, находящегося в пряже, примерно в 2 раза выше, чем свободного волокна и составляет для зрелого хлопкового волокна 4-5 типа 1 и 2 сорта Евп = 1035 кг/мм2. Именно эту величину модуля упругости волокна хлопка необходимо использовать в расчетах проч-ностно-деформационных параметров пряжи и ткани. Для экспериментального определения модуля упругости «волокна в пряже» в диссертационной работе предлагается новая методика и стенд.

На основании этого можно сделать вывод, что более плотное расположение волокон в сечении раскатанной пряжи сильнее ограничивает возможность волокон хлопка раскручивать свои витки и дополнительно удлиняться за счет этого, поэтому такая пряжа обязательно будет более жесткая. Любое повышение прочности хлопчатобумажной пряжи, достигаемое за счет увеличения ее объемной плотности (увеличение 0 ), обязательно сопровождается повышением жесткости пряжи на растяжение. При идеальном расположении волокон в теле пряжи жесткость ее приблизится к жесткости «материала» (целлюлозы) волокна. Следует заметить, что такое повышение жесткости относится только к хлопчатобумажной пряже.

В диссертационной работе, также исследован вопрос влияния длины зоны раскручивания пряжи в кольцевой камере нового крутильного устройства на выравнивание натяжения волокон в сечении пряжи. Получены формулы для определения натяжения центральных и периферийных волокон с учетом укрутки пряжи и уменьшения диаметра пряжи при деформации растяжения. Определено влияние уплотнения пряжи (уменьшения диаметра) на равномерность натяжения волокон и на равновесность пряжи на кручение.

Выводы и рекомендации по работе

При решении задач, поставленных в диссертационной работе, автор пришел к следующим основным выводам и рекомендациям: 1. Параметры формы баллона на кольцевой машине зависят от натяжения нити в баллоне, ее линейной плотности, угловой скорости вращения баллона, размеров и положения кольца. Невозможно сконструировать крутильно-наматывающее >стройство со свободным баллоном, которое, не изменяя геометрии баллона, его угловой скорости вращения и линейной плотности нити, снижает натяжение нити в баллоне. I нос. нТцТонлльнам ,

I БИБЛИОТЕКА I I СПетер«ург (

Ч. — Ш «т ^

2. Нить, вращающаяся в баллоне, имеет силовую опору в точке касания с бегунком, а натяжение нити в баллоне и его форма обеспечивается силой трения бегунка по кольцу. Невозможно при конструировании новых крутильно-наматывающих устройств уменьшать эту силу трения, так как это приведет к изменению геометрии баллона, невозможности его существования и осуществления процесса кручения.

3. Массу бегунка необходимо рассчитывать из условия поддержания максимально возможного диаметра баллона в момент начала наработки нижней точки полного гнезда паковки.

4. Форма нити на участке бегунок-паковка на кольцевой машине при вращении паковки не может быть прямолинейной, а натяжение нити не может быть одинаковым в различных точках этого участка. Натяжение нити в точке наматывания паковки не может быть меньше определенной величины, обеспечивающий процесс ее наматывания.

5. Кр>тильно-наматывающее устройство кольцевой машины обла-дае! способностью частичного самовыравнивания натяжения нити. Наибольший эффект выравнивания натяжения нити при изменении диаметра намотки достигается в точке наматывания нити на паковку.

6. Разработано новое крутильно-наматывающее устройство со свободно катящимся горообразным бегунком для кольцевых машин (патент РФ № 2202013). Это устройство стабильно и устойчиво работает при существующем и повышенном режиме скоростей вращения веретен до 25 тыс. об/мин и линейной скорости качения бегунка до и = 65 м/с, с сохранением больших размеров паковки.

7. Как показали теоретические исследования, свободное качение бегунка внутри кольцевой камеры стабилизируется гироскопическими силами, возникающими при вращении наклонно катящегося бегунка. Качение бегунка виброустойчиво. Предельно возможная линейная скорость качения бегунка может достигать о = 80 - 90 м/с.

8. Новое крутильно-наматывающее устройство обеспечивает на кольцевой прядильной машине осуществление нового способа формирования пряжи (патент РФ № 2202013) и получение нового вида хлопчатобумажной пряжи - раскатанной пряжи с отличающимися от кольцевой пряжи структурой и параметрами.

9. Новый способ формирования пряжи на кольцевой машине заключается в раскручивании натянутой пряжи на ограниченном участке, вытягивании и последующем восстановлении крутки.

10. Раскатанная пряжа по сравнению с аналогичной кольцевой имеет повышенную прочность и жесткость. У нее повышенная объемная плотность, меньший диаметр сечения, более равномерная структура расположения и натяжения волокон, она более равновесна по крутке.

11. При теоретическом определении величины реактивного упругого крутящего момента пряжи необходимо учитывать ее осевую деформацию растяжения, укрутку и изменение ее диаметра при кручении и осевом растяжении. Поэтому использовать классическую теорию деформации чистого кручения сплошного материала цилиндрического тела для определения крутящего момента натянутой хлопчатобумажной пряжи нельзя.

12. Упругий крутящий момент хлопчатобумажной пряжи зависит от жесткости волокон в теле пряжи, числа волокон в ее сечении, диаметра и крутки пряжи, а также от общего осевого усилия растяжения.

13. Прочность кольцевой хлопчатобумажной пряжи зависит от прочности волокна хлопка, числа волокон в месте разрыва, а также от степени уплогненности волокон и равномерности их натяжения в сечении пряжи в момент ее разрыва.

14. Раскатанная хлопчатобумажная пряжа имеет повышенную степень уплотненности волокон в сечении, и более равномерное их натяжение, поэтому ее прочность выше аналогичной кольцевой пряжи. 15'. Жесткость на растяжение кольцевой хлопчатобумажной пряжи зависит от жесткости материала волокна хлопка, а также от степени извитое ги волокон и уплотненности их в теле пряжи.

16. Жесткость на растяжение хлопкового волокна, находящегося в теле пряжи, выше жесткости волокна, находящегося в свободном состоянии примерно в 2 раза. Модуль упругости хлопкового волокна, определенный в свободном состоянии, нельзя использовать в расчетных формулах прочностно-деформационных параметров пряжи.

17. Жесткое 1ь на растяжение раскатанной хлопчатобумажной пряжи выше аналогичной кольцевой потому, что волокна в сечении раскатанной пряжи расположены ближе друг к другу, что затрудняет раскручивание витков волокон.

18. Новое крутильно-наматывающее устройство со свободно катящимся бегунком увеличивает производительность и расширяет ассортиментные возможности, поэтому его можно рекомендовать для модернизации и разработки новых видов кольцевых машин.

Публикации, отражающие основное содержание диссртации

1. Бархоткин, Ю.К. Крутящий момент идеальной пряжи[Текст] // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2002. -№ 4-5. - С.56-59.

2. Бархоткин, Ю.К. Форма и натяжение баллонирующейнити на кольцевой прядильной машине [Текст] // Изв. вузов. Тежология текстильной промышленности. - 2002. - № 6. - С.39-42.

3. Бархоткин, Ю.К. Влияние массы бегунка на натяжение нити на кольцевой прядильной машине [Текст] // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2003. - № 1. - С.44-47.

4. Бархоткин, Ю.К. Расчет натяжения нити на кольцевой прщиль-ной машине [Текст] // Изв. вузов. Технология текстильно! промышленности. - 2003. - № 2. - С.38-40.

5. Бархоткин, Ю.К. Модуль упругости хлопкового волокна | пряже [Текст] // Изв. вузов. Технология текстильной промышленно-С1и. -2003. -№ 3. - С.50-53.

6. Бархоткин, Ю.К. Усадка пряжи при кручении [Текст] // Изв. вузов. Технология 1скстильн0й промышленности. - 2003. -№ 4. -С.35-37.

7. Бархоткин, Ю.К. Способ определения натяжения нити га кольцевой прядильной машине в зоне бегунок-паковка [Текст] / Ю.К.Бархо1кин, Л.А.Столяров // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2003. - № 5. - С.28-31.

8. Бархоткин, Ю.К. Формула прочности хлопчатобумажной пряжи [Текст] // Изв. вузов. Технология текстильной промыишнности. - 2003. - № 6. - С.27-30.

9. Бархоткин, Ю.К. Новое крутильное устройство [Т"екст| / Ю.К.Бархоткин, Ю.В.Павлов // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2004. - № 1. - С.29-32.

10. Бархоткин, Ю.К. Новый вид хлопчатобумажной пряжи [Текст] / Ю.К.Бархоткин, Ю.В.Павлов // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2004. - № 2. - С.24-27.

11 Бархоткин, Ю.К. Натяжение нити на новом крутильном устройстве [Текст] // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2004. - № 3. - С.28-31.

12. Бархоткин, Ю.К. Динамическая устойчивость бегунка в новом крутильном устройстве [Текст] // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2004. - № 4. - С.24-27.

13. Патент на изобретшие 2202013 Российская Федерация, МПК7 П 01 Н 7/54. Способ кручения и наматывания нити и устройство для его осуществления [Текст] / Бархоткин Ю.К., Павлов Ю.В.; опубл. 10.04.2003, Бюл. № 10.

14. Патент на изобретение 2202662 Российская Федерация, МПК7 О 01 Н 13/26. Веретено динамометрическое [Текст] / Бархоткин Ю.К., Столяров А.А.; опубл. 20.04.2003, Бюл. №11.

15. Патент на изобретение 2225466 Российская Федерация, МПК7 О 01 Н 13/32. Способ определения крутящего момента крученой текстильной нити и пряжи [Текст] / Бархоткин Ю.К.; опубл. 10.03.2004, Бюл. № 7.

16. Патент на полезную модель 47371 Российская Федерация, МПК7 Р 01 Н 13/26. Приспособление для вырезания образца крученых текстильных материалов и нитей [Текст] / Столяров А.А., Бархоткин Ю.К.; опубл. 27.08.2005, Бюл. № 24.

17. Бархоткин, Ю.К. Новая кольцевая прядильная машина [Текст] / Ю.К.Бархоткин, Ю.В.Павлов // Изв. Ивановского отд. Петровской академии наук и искусств. Секция технич. на) к / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2003. -С.53-56.

18. Бархоткин, Ю.К. Диаметр хлопчатобумажной пряжи [Текст] // Совершенствование технологии прядения: сб. научн. тр. / Иванов. гос. текст, академия. - Иваново, 2003. - С.73-76.

19. Столяров, А.А. Анализ методов измерения натяжения нити в зоне бегунок-паковка кольцевой прядильной машины [Текст] / А.А.Столяров, Ю.К.Бархоткин Ч Совершенствование технологии прядения: сб. научн. тр. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2003.-С .66-70.

20. Столяров, А.А. Новое динамометрическое веретено [Текст] / А.А.Столяров, Ю.К.Бархоткин // Совершенствование процессов текстильного производства: сб. научн. тр. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2004. - С.22-25.

21. Бархоткин, Ю.К. Формулы для определения массы бегунка на кольцевой прядильной машине [Текст] // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (Поиск - 2002):

тез. докл. межвуз. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2002. - С.22.

22. Бархоткин, Ю.К. Натяжение баллонирующей нити на кольцевой прядильной машине [Текст] // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (Поиск - 2002): тез. докл. межвуз. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2002. - С.23.

23. Бархоткин, Ю.К. Новое устройство для измерения натяжения i пряжи на участке «бегунок-паковка» кольцевой прядильной машины [Текст] / Ю.К.Бархоткин, Л.А.Столяров // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной

и легкой промышленности (Прогресс - 2002): сб. матер, между-нар. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2002. - С.3-4.

24. Бархоткин, Ю.К. Методика аналитического определения натяжения нити в баллоне и массы бегунка кольцевой прядильной машины [Текст] // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (Прогресс - 2002): сб. матер, между нар. науч.-техн. конф. / Иванов. гос. текст, академия. - Иваново, 2002. - С.20-21.

25. Бархоткин, Ю.К. Методика определения крутящего момента пряжи | Геке 1J // Современные наукоемкие технологии и перепек- . [ивные материалы текстильной и легкой промышленности (Про-ipecc - 2002): сб. матер, междунар. науч.-техн конф. / Иванов.

гос. т екст. академия. - Иваново, 2002. - С.22-23.

26. Бархоткин, Ю.К. Причины ограничения производительности кольцевой прядильной машины [Текст] // Молодые ученые - развитию текст ильной и легкой промышленности (Поиск - 2003): сб. матер. межв>з. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. -Иваново, 2003.-С. 14-15.

27. Бархоткин, Ю.К. Методика расчета диаметра хлопчатобумажной нряжи [Текст] II Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (Поиск - 2003): сб. матер, межвуз. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2003. -С.18-19.

28. Столяров, A.A. Методика расчета оптимального размера паковки на кольцевой прядильной машине [Текст] / А.А.Столяров, Ю.К.Бархоткин // Молодые ученые - развитию текстильной и

легкой промышленности (Поиск - 2003): сб. матер, межвуз. на-уч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2003. -С.20-21.

29. Бархоткин, Ю.К. Возможности выработки нового вида хлопчатобумажной пряжи // Перспективы использования компьютерных технологий в текстильной и легкой промышленности (Пиктел -2003): сб. матер. 1 междунар. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2003. - С.56-57.

30. Бархоткин, Ю.К. Эффективность различных способов намогки пряжи на кольцевой прядильной машине [Текст] / Ю.К.Бархоткин, А.А.Столяров // Перспективы использования компьютерных технологий в текстильной и легкой промышленности (Пиктел - 2003): сб. матер. 1 междунар. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2003. - С .57-58.

31. Бархоткин, Ю.К. Экспресс - метод определения натяжения нити в баллоне кольцевой прядильной машины [Текст] // Перспективы использования компьютерных технологий в текстильной и легкой промышленности (Пиктел - 2003): сб. матер. 1 междунар. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2003. -С.59-60.

32. Бархоткин, Ю.К. Возможности повышения производительности кольцевой прядильной машины [Текст] // Современные технологии и оборудование текстильной промышленности (Текстиль -2003): тез. докл. всерос. на) ч.-техн. конф. / Моск. гос. текст, университет им. А Н.Косыгина. - Москва, 2003. - С. 18-19.

33. Бархоткин, Ю.К. Новая кольцевая прядильная машина [Текст] / Ю.К.Бархоткин, Ю.В.Павлов // Студенты и молодые ученые КГТУ - производству: матер. 56-й межвуз. науч.-техн. конф. / Костр. гос. технол. университет. - Кострома, 2004. - С. 155-156.

34. Столяров, A.A. К вопросу об изменении натяжения нити на кольцевой прядильной машине [Текст] / А.А.Столяров, Ю.К.Бархоткин // Студенты и молодые ученые КГТУ - производству: матер. 56-й межвуз. науч.-техн. конф. / Костр. гос. технол. университет. - Кострома, 2004. - С. 156-157.

35. Бархоткин, Ю.К. Структурные преобразования в хлопчатобумажной пряже при воздействии на нее раскручивающего момента [Текст] // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой про-

мышленности (Поиск - 2004): сб. матер, межвуз. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2004. - С.22-23.

36. Бархоткин, К>.К. Использование упругого крутящего момента для оценки равновесности пряжи и ниток [Текст] // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (Поиск - 2004): сб. матер, межвуз. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2004. - С.23-24.

37. Бархоткин, Ю.К. Экспериментальный способ для определения модуля упругости волокна хлопка в структуре пряжи [Текст] / Ю.К.Бархоткин, Е.В.Есавочкина // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (Поиск - 2004): сб. матер, межвуз. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2004.-С.24-25.

38. Бархо1Кип, Ю.К. Методика определения натяжения нити на кольцевой машине в зоне бегунок-паковка [Текст] / Ю.К.Бархоткин, А.Л.Столяров // Молодые ученые - развитию 1ексгильной и легкой промышленности (Поиск - 2004): сб. матер, межвуз. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2004. - С.25-26.

39. Бархогкмн, Ю.К. Натяжение пряжи на кольцевой машине с новым крутильным >сгройс!вом [Текст] // Молодые ученые - развитию текстильиой и легкой промышленности (Поиск - 2004): сб. матер, межвуз. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. -Иваново, 2004. - С.27-28.

40. Бархоткин, Ю.К. Расчет натяжения нити в зоне «бегунок-паковка» кольцевой прядильной машины [Текст] / Ю.К.Бархоткин, А.А.Столяров // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (Прогресс - 2004): сб. матер, междунар. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2004. - С.5-6.

41. Бархоткин, Ю.К. Экспериментальное определение величины крутящего момента пряжи и нитей [Текст] / Ю.К.Бархоткин, Е.В.Есавочкина // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (Прогресс - 2004): сб. матер, междунар. науч.-техн. конф. / Иванов. гос. текст, академия. - Иваново, 2004. - С.6-7.

42. Бархоткин, Ю.К. Кольцевая прядильная машина с новым крутильным устройством [Текст] / Ю.К.Бархоткин, Ю.В.Павлов //

Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (Прогресс - 2004): сб. матер, междунар. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2004. - С.7-8.

43. Бархоткин, Ю.К. Методика расчета модуля упругости волокна хлопка в пряже [Текст] // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (Прогресс - 2004): сб. матер, междунар. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2004. - С. 10-11.

44. Бархоткин, Ю.К. Методика расчета величины упругого крутящего момента одиночной хлопчатобумажной пряжи [Текст] // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (Прогресс - 2004): сб. матер, междунар. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. -Иваново, 2004.-С. 11-12.

45. Бархоткин, Ю.К. Методика расчета прочности одиночной хлопчатобумажной пряжи [Текст] // Современные наукоемкие технолог ии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (Прогресс - 2004): сб. матер, междунар. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2004. - С. 12-13.

46. Бархоткин, Ю.К. Кольцевая прядильная машина с новыми техническими и технологическими возможностями [Текст] / Ю.К.Бархоткин, Ю.В.Павлов // Современные проблемы текстильной и легкой промышленности: тез. докл. межвуз. науч.-техн. конф. / Рос. заоч. институт текст, и лег. пром. - Москва, 2004. - С.11.

47. Столяров, A.A. Устройство контроля натяжения нити на участке 6ei унок-паковка на кольцевой прядильной машине [Текст] / А.А.Столяров, Ю.К.Бархоткин // Современные проблемы текстильной и легкой промышленности: тез. докл. межвуз. науч.-техн. конф. / Рос. заоч. институт текст, и лег. пром. - Москва, 2004.-С. 12.

48. Ходаков, О.В, Структурное натяжение волокон в сечении идеальной пряжи [Текст] / О.В.Ходаков, Ю.К.Бархоткин // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (Поиск - 2005): сб. матер, межвуз. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2005. - С.32-33.

49. Есавочкина, Е.В. Оценка способов определения величины крутящего момента пряжи и нитей [Текст] / Е.В.Есавочкина, Ю.К.Бархоткин // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (Поиск - 2005): сб. матер, межвуз. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2005. -С.42-43.

50. Бархотки», Ю.К. Метод решения задачи высокоскоростного качения торообразного тела по кольцевой траектории [Текст] // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (Прогресс - 2005): сб. матер, междунар. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2005. - С.3-4.

51. Бархоткин, Ю.К. Методика расчета натяжения волокон в сечении идеальной пряжи при различной ее осевой нагрузке [Текст] / Ю.К.Бархоткин, О.В. Ходаков // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (Прогресс - 2005): сб. матер, междунар. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2005. - С.5-6.

52. Бархоткин, Ю.К. Оценка равновесности пряжи и нитей [Текст] / Ю.К.Бархоткин, Е.В.Есавочкина // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (Прогресс - 2005): сб. матер, междунар. науч.-техн. конф. / Иванов, гос. текст, академия. - Иваново, 2005. - С.41-42.

1

Лицензия ИД № 06309 от 19.11.2001. Подписано в печать 11.11.2005 Формат 1/16 60 х 84 Бумага писчая. Плоская печать

Усл. печ. л. 2,55. Уч. - изд. л. 2,44. Тираж 100 экз. Заказ № 270_

Федерально-издательский отдел Ивановской государственной текстильной академии. Отдел оперативной полиграфии. 153000 г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 21

»26393

РНБ Русский фонд

2006-4 28949

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1.

АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ, ВЫПОЛНЯЕМЫХ КРУТИЛЬНО-НАМАТЫВАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ НА КОЛЬЦЕВОЙ ПРЯДИЛЬНОЙ МАШИНЕ

1.1 Анализ литературных источников и постановка задач исследования.

1.2 Форма и натяжение баллонирующей нити.

1.3 Уравнение кривой нити для несвободного баллона.

1.4 Влияние массы бегунка на натяжение нити.

1.5 Форма и натяжение нити в зоне бегунок-паковка.

1.6 Способность нити выравнивать свое натяжение в точке наматывания при различных диаметрах намотки.

1.7 Методика и устройство для определения натяжения нити в точке наматывания при вращающейся паковке и баллонирующей нити.

1.8 Методика экспериментального определения натяжения нити в баллоне

1.9 Скоростные возможности крутильного устройства кольцевых прядильных и крутильных машин.

Выводы по главе.

Глава 2.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НОВОГО КРУТИЛЬНО-НАМАТЫВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА КОЛЬЦЕВОЙ ПРЯДИЛЬНОЙ МАШИНЫ.

2.1 Принцип действия нового крутильно-наматывающего устройства кольцевой прядильной машины

2.2 Расчет параметров натяжения нити для нового крутильно-наматывающего устройства.

2.3 Регулярная прецессия ролика-бегунка в кольцевой камере.

2.4 Гироскопический момент ролика-бегунка.

2.5 Расчет технических параметров нового крутильно-наматывающего устройства

2.6 Расчет вибрационной устойчивости нового бегунка.

2.7 Скоростные возможности нового крутильно-наматывающего устройства.

2.8 Испытания нового крутильно-наматывающего устройства.

2.9 Перспективы использования нового крутильно-наматывающего устройства

Выводы по главе.

Глава 3.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

НОВОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОПЕРАЦИИ РАСКРУЧИВАНИЯ ПРЯЖИ НА КОЛЬЦЕВОЙ ПРЯДИЛЬНОЙ МАШИНЕ.

3.1 Раскручивание пряжи на ограниченном участке.

3.2 Крутящий момент идеальной пряжи.

3.3 Усадка пряжи при кручении.

3.4 Расчет крутящего момента пряжи.

3.5 Новый способ и устройства для определения величины крутящего момента пряжи и ниток.

3.6 Эксперименты по определению крутящего момента пряжи и ниток

3.7 Изменение диаметра пряжи при кручении и осевом растяжении.

3.8 Расчет параметров раскручивания пряжи внутри кольцевой камеры нового крутильного устройства.

3.9 Практическое применение новой теории крутящего момента пряжи и ниток

Выводы по главе.

Глава 4.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОЛЬЦЕВОЙ ХЛОПЧАТОБУМАЖНОЙ ПРЯЖИ НОВОГО ВИДА.

4.1 Испытание пряжи, полученной на кольцевой машине с новым крутильно-наматывающим устройством.

4.2 Формула прочности хлопчатобумажной пряжи.

4.3 Влияние объемной плотности пряжи на равномерность натяжения волокон

4.4 Влияние длины зоны временного раскручивания пряжи на равномерность натяжения волокон.

4.5 Расчет прочности новой пряжи.

4.6 Модуль упругости хлопкового волокна в пряже.

4.7 Жесткость новой пряжи на растяжение.

4.8 Практическое применение новой пряжи и перспективы совершенствования кольцевой прядильной машины.

Выводы по главе.

Актуальность темы диссертации

Кольцевая прядильная машина имеет ряд неоспоримых преимуществ перед другими видами прядильных машин. Она самая универсальная, простая по конструкции, малоэнергоемкая, с классическим принципом вытягивания и скручивания волокон в пряжу. Кольцевая пряжа обладает более высокими показателями качества, имеет самый широкий диапазон ассортимента, как по линейной плотности, так и по видам перерабатываемых волокон и их смесей.

В настоящее время мировой парк машин, производящих пряжу, на 80 % состоит из кольцевых прядильных машин. В России основной является пневмомеханическая прядильная машина в силу того, что она имеет более высокую производительность и более низкую себестоимость вырабатываемой пряжи. Однако пневмомеханическая машина предназначена в основном для получения только хлопчатобумажной пряжи и только средних номеров. Выработка пряжи высокой линейной плотности для технических тканей и низкой линейной плотности для тонких дорогих батистовых и сорочечных тканей, а также пряжи для платьевого, костюмного и пальтового ассортимента возможна только на кольцевой машине. Кольцевая пряжа используется в гребенном, трикотажном и ниточном производствах. Сокращение парка кольцевых машин привело к обеднению ассортимента выпускаемой текстильной продукции, снижению конкурентоспособности и постепенной потере рынка отечественными производителями. Кроме того, ситуация осложнена тем, что работающие текстильные машины имеют большой моральный и физический износ.

В связи с этим тема настоящей диссертационной работы, посвященная проблеме совершенствования технологии получения высококачественной пряжи на кольцевой прядильной машине и расширения ассортимента выпускаемой продукции при одновременном повышении производительности машины, является весьма актуальной.

Цель и задачи исследований

Цель диссертационной работы состоит в разработке новой технологии формирования одиночной хлопчатобумажной пряжи кольцевого способа прядения и создании устройства для его осуществления, которое позволит повысить производительность кольцевой машины, сохранить высокое качество пряжи и расширить ее ассортиментные возможности.

Для этого были решены следующие задачи:

- проведены теоретические и экспериментальные исследования существующих технологических операций кручения и наматывания пряжи на кольцевой прядильной машине и разработана новая методика расчета натяжения пряжи, позволяющая выявить скоростные возможности кольцевой машины;

- разработан новый технологический процесс формирования пряжи на кольцевой прядильной машине с дополнительным раскручиванием натянутой пряжи на ограниченном участке, вытягиванием и последующим восстановлением крутки;

- разработано новое крутильно-наматывающее устройство для выполнения вышеуказанных технологических операций с заменой трения скольжения на трение качения;

- предложен и исследован новый вид одиночной хлопчатобумажной пряжи с улучшенными физико-механическими параметрами и определены причины и условия изменения этих параметров.

Научная новизна работы

Автором впервые получены и выносятся на защиту:

- новые положения теории баллонирования и наматывания нити на кольцевой машине, включающие: формулу кривой формы баллона нити, условия его существования и необходимой формы, формулу кривой нити в зоне бегунок-паковка, формулу угла наклона нити в этой зоне в точке касания с бегунком, динамическое условие наматывания нити на паковку, формулы для определения натяжения нити в баллоне и в зоне бегунок-паковка, формулы массы бегунка;

- теория построения крутильно-наматывающих устройств со свободно катящимся бегунком, включающая: метод решения задачи высокоскоростного качения торообразного тела по кольцевой траектории, формулы для определения натяжения нити, необходимой массы и момента инерции бегунка, динамические уравнения движения катящегося бегунка с учетом гироскопических сил, формулу для определения частоты малых колебаний бегунка по углу наклона;

- теория прохождения натянутой одиночной комплексной пряжи участка раскручивания, включающая: аналитический способ определения крутки пряжи в зоне временного раскручивания, аналитический и экспериментальный способы определения величины крутящего момента пряжи и нитей, формулы для определения диаметра и укрутки пряжи;

- методика экспериментального определения натяжения нити в зоне бегунок-паковка в точке наматывания для вращающейся паковки и баллонирую-щей вокруг нее нити;

- методика исследования нового вида хлопчатобумажной пряжи, включающая: формулу прочности одиночной хлопчатобумажной пряжи, формулу и способ экспериментального определения модуля упругости волокна хлопка в пряже, параметр неуравновешенности на кручение пряжи и нитей.

Практическая значимость работы

Работа, начатая автором в 1985 году как инициативная, в дальнейшем выполнялась в рамках научно-исследовательской работы ИГТА и доведена до практической реализации нового способа формирования пряжи на кольцевой прядильной машине при использовании нового крутильно-наматывающего устройства (патент РФ № 2202013). Это позволяет на 30 40 % повысить прочность одиночной хлопчатобумажной пряжи и улучшить другие параметры качества, а также расширить ассортиментные возможности машины за счет выработки нового вида пряжи с названием «раскатанная пряжа».

Использование нового крутильно-наматывающего устройства позволяет значительно повысить скоростной режим кольцевой машины с сохранением размеров паковок (патент РФ № 2202013). Исследованы скоростные возможности различных марок кольцевых прядильных машин с этими устройствами. Эксперименты показали, что частота вращения веретен, например, прядильной машины П-76-5М может быть увеличена с 11 ^ 12 тыс. об/мин до 19 + 20 тыс. об/мин. Новое крутильное устройство может быть использовано при создании скоростной кольцевой машины с линейной скоростью движения бегунка по кольцу до 80 90 м/с. Кроме того, оно может применяться как при производстве одиночной, так и крученой пряжи (на прядильных и крутильных машинах), для выработки пряжи из хлопка, льна, шерсти, шелка, искусственных и синтетических волокон.

Предложены новая методика и устройство для измерения натяжения нити в точке наматывания на вращающуюся паковку и баллонирующей вокруг нее нити (патент РФ № 2202662). Данная методика позволяет определять степень и характер плотности намотки пряжи и оптимизировать размеры паковки.

Предложены новые критерии оценки качества хлопчатобумажной пряжи, позволяющие определять величину неуравновешенности пряжи и нитей на кручение (патент РФ № 2225466), проектируемую прочность, диаметр пряжи и ее укрутку.

Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс ИГТА и использованы в дипломных и магистерских проектах.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

В результате проведения теоретических и экспериментальных исследований при выполнении поставленной в диссертационной работе цели автор пришел к следующим основным выводам:

1. Параметры формы баллона на кольцевой машине зависят от натяжения нити в баллоне, ее линейной плотности, угловой скорости вращения баллона, размеров и положения кольца. Невозможно сконструировать крутильно-наматывающее устройство со свободным баллоном, которое, не изменяя геометрии баллона, его угловой скорости вращения и линейной плотности нити, снижает натяжение нити в баллоне.

2. Нить, вращающаяся в баллоне, имеет силовую опору в точке касания с бегунком, а натяжение нити в баллоне и его форма обеспечивается силой трения бегунка по кольцу. Невозможно при конструировании новых крутильно-наматывающих устройств уменьшать эту силу трения, так как это приведет к изменению геометрии баллона, невозможности его существования и осуществления процесса кручения.

3. Массу бегунка необходимо рассчитывать из условия поддержания максимально возможного диаметра баллона в момент начала наработки нижней точки полного гнезда паковки.

4. Форма нити на участке бегунок-паковка на кольцевой машине при вращении паковки не может быть прямолинейной, а натяжение нити не может быть одинаковым в различных точках этого участка. Натяжение нити в точке наматывания паковки не может быть меньше определенной величины, обеспечивающий процесс ее наматывания.

5. Крутильно-наматывающее устройство кольцевой машины обладает способностью частичного самовыравнивания натяжения нити. Наибольший эффект выравнивания натяжения нити при изменении диаметра намотки достигается в точке наматывания нити на паковку.

6. Разработано новое крутильно-наматывающее устройство со свободно катящимся торообразным бегунком для кольцевых машин (патент РФ № 2202013). Это устройство стабильно и устойчиво работает при существующем и повышенном режиме скоростей вращения веретен до 25 тыс. об/мин и линейной скорости качения бегунка до V = 65 м/с, с сохранением больших размеров паковки.

7. Как показали теоретические исследования, свободное качение бегунка внутри кольцевой камеры стабилизируется гироскопическими силами, возникающими при вращении наклонно катящегося бегунка. Качение бегунка виброустойчиво. Предельно возможная линейная скорость качения бегунка может достигать о = 80 - 90 м/с.

8. Новое крутильно-наматывающее устройство обеспечивает на кольцевой прядильной машине осуществление нового способа формирования пряжи (патент РФ № 2202013) и получение нового вида хлопчатобумажной пряжи - раскатанной пряжи с отличными от кольцевой пряжи структурой и параметрами.

9. Новый способ формирования пряжи на кольцевой машине заключается в раскручивании натянутой пряжи на ограниченном участке, вытягивании и последующем восстановлении крутки.

10. Раскатанная пряжа по сравнению с аналогичной кольцевой имеет повышенную прочность и жесткость. У нее повышенная объемная плотность, меньший диаметр сечения, более равномерная структура расположения и натяжения волокон, она более равновесна по крутке.

11. При теоретическом определении величины реактивного упругого крутящего момента пряжи необходимо учитывать ее осевую деформацию растяжения, укрутку и изменение ее диаметра при кручении и осевом растяжении. Поэтому использовать классическую теорию деформации чистого кручения сплошного материала цилиндрического тела для определения крутящего момента натянутой хлопчатобумажной пряжи нельзя.

12. Упругий крутящий момент хлопчатобумажной пряжи зависит от жесткости волокон в теле пряжи, числа волокон в ее сечении, диаметра и крутки пряжи, а также от общего осевого усилия растяжения.

13. Прочность кольцевой хлопчатобумажной пряжи зависит от прочности волокна хлопка, числа волокон в месте разрыва, а также от степени уплотненности волокон и равномерности их натяжения в сечении пряжи в момент ее разрыва.

14. Раскатанная хлопчатобумажная пряжа имеет повышенную степень уплотненности волокон в сечении, и более равномерное их натяжение, поэтому ее прочность выше аналогичной кольцевой пряжи.

15. Жесткость на растяжение кольцевой хлопчатобумажной пряжи зависит от жесткости материала волокна хлопка, а также от степени извитости волокон и уплотненности их в теле пряжи.

16. Жесткость на растяжение хлопкового волокна, находящегося в теле пряжи, выше жесткости волокна, находящегося в свободном состоянии примерно в 2 раза. Модуль упругости хлопкового волокна, определенный в свободном состоянии, нельзя использовать в расчетных формулах прочностно-деформационных параметров пряжи.

17. Жесткость на растяжение раскатанной хлопчатобумажной пряжи выше аналогичной кольцевой потому, что волокна в сечении раскатанной пряжи расположены ближе друг к другу, что затрудняет раскручивание витков волокон.

18. Новое крутильно-наматывающее устройство со свободно катящимся бегунком увеличивает производительность и расширяет ассортиментные возможности, поэтому его можно рекомендовать для модернизации и разработки новых видов кольцевых машин.

Feci quodpotui, faciant meliora potentes

1. Павлов Н.Т. Сельфактор. М.: Издание ЦК Союза текстильщиков, 1926. -144 с.

2. Вишневский Я.А., Зубов П.И. Сельфакторный способ прядения // Текстильная промышленность. 1993. - № 5. - С.21.3. Патент США № 2732682.4. Патент США №3110150.

3. Патент Великобритании № 477259.6. Патент ЧССР № 108575.7. Патент ЧССР № 108328.

4. Патент Швейцарии № 585283.9. Патент Франции № 1349155.10. Патент ФРГ №963400.1. И. Патент США №689556.12. Патент Германии №4558550.13. Патент США №2711626.14. Патент Франции № 1309135.15. ПатентФРГ№ 1115166.

5. Безверетенное прядение. Пер. с чеш./В. Роглена и др. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 294 с.

6. Полякова Д.А. Проблемы высокоскоростного кольцевого прядения и пути их решения //Текстильная промышленность. 1993. - № 3. - С.5-8.

7. Ерченко П.Ф. Теория кольцевого ватера //Известия общества содействия улучшению и развитию мануфактурной промышленности. 1906. - № 2, №3.

8. Державин А.Н. О натяжении и фигуре нити на ватере //Бюллетень Политехнического общества. -1906.

9. Линднер Г. Форма баллона, натяжение нити и расположение бегунка при прядении на кольцевых ватерах //Известия общества содействию и развитию мануфактурной промышленности. 1911. - № 6.

10. Васильев H.A. Вопросы теории прядения. М.:, JL: Легпром, 1932. - 276 с.

11. Минаков А.П. О форме баллона и натяжение нити в крутильных машинах //Известия МТИ. 1929. - т. 2.

12. Минаков А.П. Анализ движения бегунка на кольце в кольцепрядильных машинах //Сборник работ научно-исследовательского сектора Всесоюзной промышленной академии легкой индустрии. 1937. - т. 1.

13. Минаков А.П. Основы механики нити. //Научно-исследовательские труды Московского текстильного института. 1941. -т. IX. выпуск. 1, С.1.88.

14. Ворошилов В.А. Теория ватерного прядения хлопка. М.: Основа, 1932.

15. Гришин П.Ф. Натяжение нити на кольцевых ватерах //Научно-редакционная секция НИТИ. Москва. 1934.

16. Казаков В.И. Динамическое исследование натяжения и формы вращающейся нити (баллона) //Бюллетень ИвНИТИ. 1934. - № 12.

17. Тихомиров A.B. Натяжение нити на ватере //Научно-исследовательские труды Ивановского текстильного института за 1933 1934 г.

18. Дроздов С.Ф. Влияние высоты баллона на условия прядения //Бюллетень ИвНИТИ. 1938. - № 4, № 5.

19. Алексеев Н.И. Статика и установившееся движение гибкой нити. М.: Легкая индустрия, 1970. - 272 с.

20. Ефремов Е.Д. Движение нити в процессе ее наматывания на паковку. Дисс.док. техн. наук. Л.: ЛТИ, 1971.

21. Мигушов И.И. Механика текстильной нити и ткани. М.: Легкая индустрия, 1980.-160 с.

22. Щербаков В.П. Прикладная механика нити. Учебное пособие для вузов. -М.: РИО МГТУ им. А.Н.Косыгина, 2001.-301 с.

23. Павлов Н.Т. Прядение хлопка. М.: Легкая промышленность, 1951. - 674 с.

24. Меркин Д.Р. Введение в механику гибкой нити. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы., 1980. - 240 с.

25. Имшенецкий В.Г. Канонические дифференциальные уравнения гибкой нерастяжимой нити и брахистохроны //Протоколы математического общества Харьковского университета. 1886. - вып. 1.

26. Бархоткин Ю.К. Форма и натяжение баллонирующей нити на кольцевой прядильной машине //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2002. - № 6. - С.39. .42.

27. Мигушов И.И. К решению задачи стационарного движения баллонирующей нити в сопротивляющейся среде //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1972. - № 4. - С.57.60.

28. Бархоткин Ю.К. Расчет натяжения нити на кольцевой прядильной машине //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2003. - № 2. -С.38.40.

29. Бархоткин Ю.К. Влияние массы бегунка на натяжение нити на кольцевой прядильной машине //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. -2003.-№ 1.-С.44.47.

30. Зотиков В.Е., Будников И.В., Трыков П.П. Основы прядения волокнистых материалов. М.: Гизлегпром, 1959. - 507 с.

31. Терюшнов А.В;, Бадалов К.И., Борзунов И.Г., Конюков П.М., Смелова H.A. Прядение хлопка и химических волокон. М.: Легкая индустрия, 1974. - 480 с.

32. Борзунов И.Г., Бадалов К.И., Гончаров В.Г., Димова Т.А., Шилова Н.И. Прядение хлопка и химических волокон. М.: Легпромбытиздат, 1986. -350 с.

33. Бадалов К.И., Жоховский В.В., Осьмин H.A. Прядение хлопка и других текстильных волокон. М.: Легпромбытиздат, 1988. - 450 с.

34. Павлов Ю.В., Шапошников А.Б., Плеханов А.Ф., Минофьев A.A., Павлов К.Ю. Теория процессов, технология и оборудование прядения хлопка и химических волокон. Иваново : ИГТА, 2000. - 392 с.

35. DE 566272 А (AKTIENGESELLSCHAFT BROWN, BOVERI & CffilN BADEN), 14.12.1932.

36. Howell H.G., Mieszkis K.W., Maboz D. Friction in textiles. Butterworths scientific publications, London, 1959, p.22.

37. Плотникова JI.A., Балакин B.E. К вопросу об измерении натяжения нити между бегунком и паковкой //Технический прогресс в текстильной промышленности: Сборник MB и ССО УССР. 1973.

38. A.c. 1130750 Способ контроля натяжения нити на прядильной машине / Гусев В.Н. и др.

39. Патент РФ № 2202662. Веретено динамометрическое / Ю.К.Бархоткин, А.А.Столяров. Опубл. 20.04.2003. - Бюл. № 11.

40. Бархоткин Ю.К., Столяров A.A. Способ определения натяжения нити на кольцевой прядильной машине в зоне бегунок-паковка //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2003. - № 5. - С.28. .31.

41. Талызин М.Д. Изучение механических свойств текстильных нитей с помощью электрических измерений . М.: Гизлегпром, 1959.

42. Вакс Е.Э. Измерение натяжения нитей. М.: Легкая индустрия, 1966.

43. Лавров К.А. Тензометрические измерения в текстильной промышленности. М.: Легкая индустрия, 1979.

44. Лейтман М.В. Нормирующие измерительные преобразователи электрических сигналов. М.: Энергоиздат, 1986.

45. Гост 8207-76. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов измерений.

46. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента. М.: Легкая индустрия, 1974.

47. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений.- JL: Энергомашиздат, 1982.

48. Венцель Е.С., Овчаров JI.A. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. -М.: Наука, 1988.

49. Айвазян С.А., Мхитарян B.C. Теория вероятностей и прикладная статистика. -М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001.

50. Бархоткин Ю.К. Экспресс метод определения натяжения нити в баллоне кольцевой прядильной машины //Сб. материалов Международной научно-технической конференции «ПИКТЕЛ». Иваново. ИГТА -2003-С. 59.60.

51. Крагельский И.В. Трение и износ. Изд. 2-е перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1968. - 480 с.

52. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя. В 3-х т. Т. 1. 5-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1978. - 728 с.64. A.c. СССР № 5753387.

53. Григорьева К.А., Аксман В.П. Развитие кольцевого прядения с использованием вращающихся колец //Вопросы исследования новых способов прядения и конструирования машин прядильного производства. М., 1985. -С.45.53.

54. Патент Великобритания № 1469380.

55. Заявка 58-126325 Япония. Прядильное кольцо с повышенной износостойкостью.

56. Рекламный проспект фирмы TOYOTA (TOYODA AUTOMATIC LOOM WORKS, LTD) Ring spinning frame. Model RX-100.

57. Бархоткин Ю.К., Павлов Ю.В. Способ кручения и наматывания нити и устройство для его осуществления //Патент на изобретение РФ № 2202013.- Опубл. 2003, Бюл. № 10.

58. Бархоткин Ю.К., Павлов Ю.В. Новое крутильное устройство //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2004. - № 1. - С.29. .32.

59. Бархоткин Ю.К. Натяжение нити на новом крутильном устройстве //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности 2004 - № 3. - С.28.31.

60. Бархоткин Ю.К. Динамическая устойчивость бегунка в новом крутильном устройстве //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2004. -№ 4. -С.24.27.

61. Архангельский Ю.А. Динамика быстровращающегося твердого тела. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985.-192 с.

62. Архангельский Ю.А. Аналитическая динамика твердого тела. М.: Наука, 1977.

63. Аппель П. Теоретическая механика, Т.2. М.: Физматгиз, 1960.

64. Магнус К. Гироскоп, теория и применение. М.: Мир, 1974.

65. Ганиев Р.Ф., Кононенко В.О. Колебания твердых тел. М.: Наука, 1976.

66. Пановко Я.Г., Губанова И.И., Устойчивость и колебания упругих систем. -М.: Наука, 1967.

67. Справочник. Прочность, устойчивость, колебания. Т. 3. М.: Машиностроение, 1968.

68. Ишлимский А.Ю. Классическая механика и силы инерции. М.: Наука, 1987.-319 с.

69. Рекламный проспект фирмы Schlafhorst | Saurer. Autocoro 360. На шаг впереди всех.

70. Будников И.В. Непрерывное ложное кручение //Сб.: научн.-исслед. труды. МТИ. М.- 1938.-т. 7.

71. Соколов Г.В. Вопросы теории кручения волокнистых материалов. М.: Гизлегпром, 1957. - 234 с.

72. Ковнер С.С. К теории процесса кручения с учетом вытягивания //Текстильная промышленность. 1954. - № 9.

73. Финкельштейн И.И. Процесс сложения и формирования продукта на ровничных машинах. -М.: Легкая индустрия, 1972. 192 с.

74. Павлов Ю.В. Исследование неподвижных вьюрков в прядении. Дис.док. техн. наук. Иваново: ИвТИ, 1975. - 315 с.

75. Павлов Ю.В. Неподвижные вьюрки в прядении. М.: Легкая индустрия, 1978.-120 с.

76. Чистобородов Г.И. Разработка научных основ формирования текстильных материалов в процессах подачи и транспортирования. Дис.докт. техн. наук. Иваново: ИГТА, 1997 552 с.

77. Архангельский А.Г. Учение о пряже. М. : Л.: Гизлегпром, 1941. - 500 с.

78. Гинзбург Л.Н., Хавкин В.П., Винтер Ю.М. Динамика основных процессов прядения (кручение, натяжение, обрывность, смешивание). Ч. 111. М.: Легкая индустрия, 1976. - 224 с.

79. Крагельский И.В. Трение волокнистых веществ. М.: Л.: Легпром, 1941. -128 с.

80. Крагельский И.В., Виноградова И.Э. Коэффициенты трения. Справочное пособие. M.: Машгиз, 1955. - 188 с.

81. Корицкий К.И. Вопросы структуры и проектирования хлопчатобумажной пряжи. М.: Л.: Легпром, 1940. - 162 с.

82. Брашлер Е. Крепость хлопчатобумажной пряжи. Под ред. В.В.Линде и В.И.Будникова. М.: Л.: Легпром, 1939. - 152 с.

83. Державин А.Н. Некоторые итоги исследовательской работы по хлопковому волокну //Изв. текст, пром. и торговли. 1928. - № 11.

84. Каган В.М. Взаимодействие нити с рабочими органами текстильных машин. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 119 с.

85. Проталинский С.Е., Ильин Л.С., Смирнов С.Л. Натяжение и крутка пряжи при ее формировании //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1999.-№ 1.-С.37.40.

86. Бархоткин Ю.К. Крутящий момент идеальной пряжи //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2002. - № 4 - 5. - С.56. .59.

87. Бархоткин Ю.К. Усадка пряжи при кручении //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2003. - № 4. - С.35.37.

88. Прикладная математика и механика. М.: Т. 7, вып. 3,1943. - С. 223-225.

89. Архангельский А.Г. Учение о волокнах-М.: Л.: Гизлегпром, 1938 -480 с.

90. Кукин Г.Н., Соловьев А.Н. Текстильное материаловедение. Часть 2. М.: Легкая индустрия, 1964. - 379 с.

91. Патент РФ на изобретение № 2225466 Способ определения крутящего момента крученой текстильной нити и пряжи. /Бархоткин Ю.К. Опубл. 10.03.2004.-Бюл.№ 7.104. А. с. СССР №251237.

92. Зарецкас С.-Г.С., Бубнене Д.Б., Гурвичус И.В., Путна В.П. Крутильный динамометр релаксометр КДР-1 //Н.-и. труды Лит. НИИТП, Т.1. Вильнюс., «Минтис». - 1971. - С. 268.278.

93. Bänke К.Н. Zuzammenhänge zwischen Drehung, Reissfestigkeit, Bruchdehnung und der Drehmoment von Baumwoll und Zellwollgespinsten //«Faserforsch, u. Text.». 1957- H. 12. - S. 495.500.

94. Frenzel W., Bänke K.H. Die Messung der Kringelneigung von Garnen und Zwirnen //«Faserforsch, u. Text.». 1957. - H. 4. - S. 129.138.108. А. с. СССР №366368.

95. Столяров A.A., Бархоткин Ю.К. Приспособление для вырезания образца крученых текстильных материалов и нитей //Патент на полезную модель РФ № 47371. Опубл. 2005, Бюл. № 24.

96. Власов П.В. Нормализация процесса ткачества. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 296 с.

97. Справочник по хлопкопрядению /Широков В.П., Владимиров Б.М., Полякова Д.А. и др. 5-е изд. перераб. и доп. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1985. - 472 с.

98. Бархоткин Ю.К., Павлов Ю.В. Новый вид хлопчатобумажной пряжи //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности 2004 - № 2. - С.24. .27.

99. E.Müller. Über die Festigkeitseigenshaften fadenförmiger Fasergebilde in ihrer Abhängigkeit vom Drahte derselben, Civilingenieur, 1880.

100. Ch.Gégauff. Force et élasticité des files en cotton «Builetin de la Société industrielle de Mulhouse», 1907.

101. Соловьев A.H. Зависимость крепости пряжи от ее номера, крутки, неров-ноты и свойств волокна //Отчет по СНИЛ, МТИ. 1938 г.

102. Соловьев А.Н. Проектирование свойств пряжи в хлопчатобумажном производстве.-М.: Гизлегпром, 1951 г.

103. Кутьин В.М. Влияние свойств хлопкового волокна на крепость корда //Бюллетень ИвНИТИ. 1938. - № 3.

104. Ворошилов В.А. К вопросу о крутке, усадке и крепости пряжи //Бюллетень ИвНИТИ.-1938.-№10-12.

105. Белицин Н.М. Составление смесок в хлопкопрядении. М.: Гизлегпром, 1932.

106. Белицин Н.М. Свойства хлопка и крепость пряжи //Бюллетень ИвНИТИ. -1934.-№10-12.

107. S.Köhler. The influence of fibre length on the proportion of fibre strength until-ised in cotton yarns, (перевод в журнале Бюлл. ИвНИТИ, 1934 г., № 10-12).

108. Поздняков Б.П. Зависимость крепости пряжи от качественных свойств волокон //За реконструкцию текстильной промышленности. 1934. - № 2.

109. Корицкий К.И. Основы проектирования свойств пряжи. М.: Гизлегпром, 1963.

110. Рудин А.Е. Прогнозирование разрывных характеристик пряжи. С-Петербург, 1998. - 86 с.

111. Бархоткин Ю.К. Формула прочности хлопчатобумажной пряжи //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2003. - № 6. - С. 27. .30.

112. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М.: Наука, 1986. - 544 с.

113. Бархоткин Ю.К. Модуль упругости хлопкового волокна в пряже //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2003. - № 3. - С. 50. .53.

114. Архангельский А.Г. Волокна, пряжа, ткани. М.: Типография Русского Товарищества Печатного и Издательского Дела, 1914. - 356 с.

115. Бархоткин Ю.К. Разработка методов и средств стабилизации натяжения основы на станках СТБ и A l l IP. Дис.канд. техн. наук. Иваново: ИвТИ, 1986.- 173 с.