Цитович И.Г. Технологическое обеспечение качества и эффективности процессов вязания поперечновязанного трикотажа

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 4.12. Зависимость обрывности при вязании от

линейной плотности и вида сырья:

—

текпурированяые

итиг,

—

смешанная пряжч 3

—

чисто-

шерстш1ая пряжа

/ 'Линейная

/ ялвтпвет»

Оятимамнай

толщина нити

опт1шальные соотношё-

(418)

жи за рубежом примен$нот следующие.

ния[95]:

для однрфонтурных машин

= 103,1/Vrfc или Гк =

10633/Б®;

ДЛЯ

дйухфонтурных машин

£.=

94,1/71\ипиТк

8860/£^ (4.19)

Из-соотношений (4.18) и (4.19) следует, что пряжу линейной плот-

ности 31 текс X 2 предпочтительно перерабатывать на машинах 12

и 14 кл., линейной плотности 19,2 текс х 2 - на машинах 16 и 18 кл.,

линейной плотности

текс - на машине 18 кл.

На практике часто для вязания применяют ма^ны более низких

классов, чем предусматривается соотношениямии4.18) и (4.19), так

как снижение класса машин повышает надежность^роцесса вязания.

Таким образом, для выбора режима переработки нити линейной

плотности Тк из соотношений (4.18) и (4.19) определяется достаточно

точно класс машины

А,С. Далидович предлагает обобщенную формулу для оптималь-

ных соотношений между линейной плотностью нити и классом вя-

зальной машины:

Тк=

1000 Ы^,

где b

—

коэффициент, учитывающий тип машины.

Кроме толщины нити, выбирая при проектировании рациональ-

ную ДНП, можно также влиять на надежность процесса вязания, сни-

жая обрьщность. Однако выбор ДНП должен основываться на требо-

ваниях, предъявляемых к качеству трикотажного полотна и его

эксплуатационным свойствам.

4.€J. ОБРЫВНОСТЬ КАК СЯВДСТВИБ НАГУШНИЙ ОПЕРАЦИЙ ПРОЦЕССА

ПЕТЛЕОБРАЗОВАНИЯ

Нормальное выполнение операций процесса петлеобразования

предусматривает определенное кинематическое положение нити и

старых петель относительно петлеобразующих органов машины и не-

обходимое их относительное перемещение во времени. Положение

Рис. 4.13. О'новные виды

нфушеиий отераций петлв-

образспания

НИТИ и петель в пространстве (форма нити) и на элементах иглы су-

щественно изменяется в зависимости от реальных физико-механи-

.еских свойств, а также натяжения нити, особенно при малых (близ-

ких к нулю) его значениях.

Основные виды нарушений операций процесса петлеобразования

следующие:

нарушение операций прокладывания и вынесения нити, когда

прокладываемая нить не захватывается крючком иглы (рис. 4.13, а),

что вызывает сброс петли, образование дыры и спуск петель;

' нарушение операции заключения петель, когда старая петля

"транспортируется" открытым язычком иглы и не перемещается на

его стержень (рис. 4.13, Типичный дефект - набор двух или более

Рис. 4.14. Условия выполнения

операции заключения петель

петель, последующий их обрыв с образованием дыры или продоль-

ной полосы при поломке головки иглы;

нарушение операции прессования, когда старая петля "накалы-

вается" на открытый язычок или снова попадает на него (рис. 4.13, в).

Дефект - набор петель, повышенная ворсистость из-за разделения

волокон нити;

нарушение,операции сбрасывания, когда старая петля задержи-

вается новой петлей при соединении (рис. 4.13, г). Дефект - набор

петель, образование дыр, как правило, срыв полотна;

нарушение операции оттяжки петель, когда новая петля либо вы-

ходит из-под крючка (рис. 4.13, д), либо попадает в старую петлю, что

сопровождается сбросом или образованием дыр.

При вязании платированного трикотажа по причине различия

фрикционных свойств нитей часто нарушается положение лицевых и

изнаночных петель (рис. 4.13, е). Нарушения могут происходить как

при заключении, так и при нанесении петель.

Детальный анализ причин нарушения операции сбрасывания пет-

ли можно найти в работе [96], где рассмотрена предшествующая

сбрасыванию операция соединения петель.

Операция заключения петель на язычковых иглах наиболее часто

нарушается при вязании одинарных переплетений. Рассмотрим не-

обходимые условия заключения петель.

На язычковой игле старая петля должна сходить на стержень иглы

под действием силы оттяжки Q (рис. 4.14). При своем движении по

язычку петля отклоняется на угол у

= р +

Рз, где р - приведенный

угол трения. Если линия действия усилия оттяжки будет находиться

внутри угла у,. то при любом значении усилия оттяжки петля оста-

нется неподвижной. Следовательно, основное условие заключения

петель сводится к тому, чтобы линия действия силы Q находилась

вне угла V, т.е.

0>Р

+ Рз.

(4.20)

В.М. Каган, анализируя положение нити на движущемся,стержне

[97], показал, что угол наклона ветвей петли

где ц - коэф-

фициент' трения нити об иглу. Однако условие (4.20) не определяет

величины силы Q: из него просто следует, что при любом значении

силы Q возможно заключение петель. Но практика показывает, что

в "действительности заключение петель требует' вполне определен-

ного конечного значения силы Q, которую необходимо приложить

к старым петлям. Это обусловлено тем, что коэффициент трения

текстильных 'нитей с уменьшением нагрузки возрастает (см. соотно-

шение 4.37). Таким образом, при малом значении силы Q приведен-

ный угол трения р может иметь большое значение (на рис. 4.14 ему

будет соответствовать угол

i). При этом вектор силы Q будет нахо-

диться внутри угла Pi и условие (4.20), определяющее заключение

петель, не будет выполнено. С увеличением силы Q значение уг-

Рис. 4.15. Прокладывание

нити на иглы вязальной ма-

шины:

—

схема; б

—

расчетная модель

лар у'лленьшается

при условии

р =

—- ф - Рз приводит к переме-

щению старой петли.

Заключение петель может быть также нарушено, если ДНП мень-

ше периметра иглы по сечению 1-2 (см. рис. 4.14). При этом возможны

два случая; 1) произойдет "заклинивание" петли (она будет переме-

щаться язычком иглы); 2) в результате приложения усилия оттяж-

ки Q увеличится ДНП (за счет удлинения нити или перетягивания).

В последнем случае необходимое усилие будет зависеть от модуля

упругости нити и условий перетягивания при заключении. Условия

заключения упрощаются, если игла имеет выемку внизу стержня,

уменьшающую ее периметр по сечению 1-2.

Из соотношения S = Q cos (ф + Рз) следует, что полезная составляю-

щая S силы заключения будет возрастать с уменьшением угла Ф

положения игольницы и угла Рз наклона язычка иглы относительно

стержня. Поэтому для процесса вязания, где заключение затруднено,

необходимо уменьшить углы ф и Рз.

Условия заключения усложняются также из-за наличия на конце

язычка иглы чаши, грани которой образуют между собой угол а. С уве-

личением этого угла возникает дополнительная составляющая F

сопротивления перемещению петли. Поэтому этот угол необходимо

уменьшать или при необходимости применять язычок без чаши.

Анализ показывает, что определяющими факторами, влияющими

на нарушение операций заключения и сбрасывания петель, являются

фрикционные свойства нити и геометрия иглы.

При анализе условий прокладывания и вынесения нити необходи-

мо учитывать влияние изгибной жесткости на форму упругой линии

нити. При прокладывании нити нитеводом 1 (рис. 4.15, а) на иглы

Hi - Иб, расположенные между платинами 2, нить из-за сопротив-

ления изгибу занимает форму тпк и отклоняется от'прямой на опре-

деленную величину / (рис. 4.15, б). В зависимости от величины вход-

ного натяжения То форма нити, особенно в -зоне малых натяжений,

может изменяться, вследствие чего условия прокладывания нити

могут нарушаться.

Известно, что при входе на поверхность нитепроводника дейст-

вительный угол обхвата его нитью из-за сопротивления изгибу

уменьшается на величину yi (см. рис. 4.15, б). Угол Vi определяется

соотношением [6]

= 2Г(г.6)' • (4.21)

где H = EJ- жесткость нити при изгибе; г - радиус нитепроводника; 26-- толишна ни-

Разложив cos у в ряд

cos

v = 1 - (v^/2), можно получить из соотно-

шения (4.21) известное уравнение для угла Vi, если толщиной нити

пренебречь:

у-Т^Т-

В сечении п участка нити с изгибной жесткостью Я действуют си-

ла Г, направленная по касательной к нити, а также момент

М,

причем

М = (4.23)

в сечении т действуют силаТх и моментAfi, причем

Mi=H/r. (4.24)

Введем систему координат XOY с осью абсцисс, параллельной ли-

нии действия силы Ti, и составим уравнение равновесия участка тп

нити. Для суммы проекции сил на направление оси ОХ получим

Для суммы моментов всех сил с учетом выражений (4.23) и (4.24)

найдем

(4.25)

г R И , .

Учитывая, что величина 1/R мала по сравнению с величиной 1/г,

уравнение (4.25) запишем как 1/г

Th/H, тогда

Ь=Н/(Тг). ' (4.26)

Из геометрических рассмотрений можно получить

г (1

- cos

Vi),

а с учетом выражения (4.26)

/=—-r(l-cosVi).

, Подставив значение (4.21) в последнее выражение, найдем

' Н X

I ы

После преобразований получим

(4.27)

/ 2 гГ-^

Выражение (4.27) однозначно определяет стрелу / отклонения ни-

ти, если известна жесткость нити при изгибе Н, радиус нитепроводни-

ка

и величина натяжения Т.

Необходимо учитывать, что в зоне малых натяжений нити

То < 5 сН увеличение жесткости нити, например, с 0,6 до 3,5 сН • мг^

(рис. 4.16) вызывает рост отклонений стрелки/, которые могут быть

соизмеримы с размерами крючка кглы. '

||| Как видно из уравнения (4.27), обеспечение одинаковых геомет-

1,|' рических или кинематических положений нити (/

const) при измене-

' НИИ жесткости, нити Н может быть достигнуто путем пропорциональ-

ного изменения натяжения нити Г*. Это также означает, что для

,1,' обеспечения требуемой кинематики взаимодействия иглы и жесткой

j'i на изгиб нити натяжение нити не может уменьшаться до значений,

, близких к нулю, а должно иметь вполне определенную величину. Это

(j' является одной из основных особенностей процесса вязания жестких

на изгиб нитей (стеклянных, из проволоки и т.п.) по сравнению с ни-

тями, жесткость которых на изгиб мала.

При малом, близком к нулю, уровне натяжения нити может

в большей степени проявляться известный эффект "ножниц", особен-

но при переработке нитей малой крутки. Вместе с тем чрезмерное

* Уравнение (4.27) может быть использовано для оценки усилия натяжения ветвей

петли при ее оттяжке.

'Г-: ,7 J-.:'.-;.:

Рис. 4.16. Зависимость отклонения фор-

мы нити (стрелки f) от входного натяже-

'- , , нияГо I • '

0,2 0,¥ 0.В Цв/.мм

увеличение входного натяжения нити также может вызывать нару-

шение прокладывания нити в случаях неправильной установки ните-

вода: при малом натяжении прокладывание и вынесение нити под

крючок может обеспечиваться тем, что язычок при прессовании при-

нудительно "выносит" нить под крючок, преодолевая сопротивление

нити. Следствием малого натяжения нити могут быть также попе-

речные колебания нити повышенной амплитуды^ на что обратил вни-

мание Б.С. Оке.

Причины нарушений операций прессования (см. рис. 4.13', в) и от-

тяжки петель (см. рис. 4.13, д) с учетом заданных конструктивных

параметров могут быть найдены при раскрытии закономерностей на-

тяжения и перемещения старых петель в процессе петлеобразования.

Процесс натяжения и отвода петель из зоны петлеобразования ха-

рактеризуется двумя видами деформационных перемещений: актив-

ной деформацией петель под действием внешних сил при взаимодей-

ствии с элементами иглы и пассивной - под действием внутренних

сил в структуре полотна при сходе петли с чаши иглы, при-формиро-

вании и оттяжке петель. Это позволяет считать, что на процесс петле-

образования решающее значение оказывают вязкоупругие свойства

полотна.

Проф. А.И. Кобляков, исследуя начальную стадию обратного про-

цесса релаксации трикотажа за время h = 0,1 - 0,3 с, установил, что

в малых интервалах времени в начальной стадии релаксации дефор-

мации преобладающей является эластическая или упругозапаз-

дывающая часть деформации [38].

Наличие переходных процессов упругозапаздывающей деформа-

ции петель в ходе петлеобразования было установлено результатами

экспериментальных исследований натяжения старых петель с по-

мощью специально разработанного прибора [98]. Измерение прово-

дилось на плосковязальной односистемной машине 10 кл. при вяза-

нии из шерстяной пряжи линейной плотностл

текс X 2 полотна пе-

реплетения ластик 1+1 стандартного качества. Было установлено, что

деформации подвергаются 20 - 30 петельных рядов полотна, после

Рис. 4.17. Характерная осцил-

лограмма натяжения петель

q (t) в процессе петлеобра-

зования

}

' t.

•At,

чего деформация полотна практически сводится к нулю. Таким обра-

зом, оттяжка петель есть результат деформации ограниченного участ-

ка полотна и целиком .определяется его деформационными свойст-

вами.

Натяжение старых петель в процессе петлеобразования не остает-

ся постоянным, как обычно принято в технологии вязания: его реали-

зует некоторая функция q(0 (рис. 4.17).

Деформационные перемещения старых петель характеризуются,

во-первых, активной деформацией, что вызывает рост натяжения

петель. Максимальные натяжения петля имеет при открьшании языч-

ка иглы (точка 1), прохождении петлей открытого язычка (точка 2) и

при окончании операции нанесения петли (точка 3). Отсюда следует,

что геометрия иглы является существенным фактором, влияющим на

натяжение старых петель и их деформационные перемещения.

Для интервалов времени

и (после схода петли с открытого языч-

ка до начала прессования) и Atz' (сбрасывание, формирование и от-

тяжка петель) характерна упругозапаздывающая пассивная дефор-

мация петель под действием сил упругости полотна.

Задержка перемещения петель в интервалах времени Дь и Atz

может служить причиной нарушения последующих операций. Поэто-

му нас должна интересовать скорость деформационных перемещений

петель. Принимая, что жесткость трикотажного полотна при деформа-

ции X равна С (д:), коэффициент вязкости (внутреннего трения) - Г],

зависимость между силой F и деформацией исходя из принятой для

описания упругозапаздывающих деформаций петель модели -.Фойгта

запишем в виде

CU)x

ili

= f(f).

(4-28)

В общем виде жесткость материала трикотажного полотна есть

функция от нагрузки или величины деформации, т.е. С (х) = dQidx.

Полагая, что деформации х, обусловленные протеканием рабочего

процесса, малы по сравнению с полной (начальной) деформацией

полотна, а величина этой деформации х

а, жесткость петель полотна

можно принять постоянной и равной

~ dx'

При этом уравнение (4.28) запишем в виде

''О

J .

\х=а

СОХ+11Д; = Р (0.

Изменение натяжения петель при сбрасывании петли с головки

иглы и сходе ее с чаши язычка близко к ступенчатому воздействию

Оо (О- При этом изменение на1яжения петель может быть принято

пропорциональным амплитуде деформации А. Поэтому решение

уравнения (4.28) имеет вид

x(t)fA,(l-e~'\ (4.29)

где T

'l)/Co;Ai= А/Со.

Уравнение (4.29) выражает закон перемещения петель при их

пассивной упругозапаздывающей деформации в интервалах времени

Ah и Дифференцируя уравнение (4.29), найдем скорость пере-

мещения петель:

В теории автоматического регулирования определяют время пе-

реходного

процесса, по истечении которого процесс закончится

с заданной точностью Д исходя из условия

д.

Полагая, например, что Д = 0,05, можно получить То = 3,29 Т =

= 3,29 Л/Со.

Таким образом, время, по истечении которого петля переместится

на заданное расстояние, зависит от упругости полотна С и коэф-

фициента внутреннего трения (вязкости) Ц. Полученные результаты

позволяют раскрыть новые аспекты механизма влияния усилия от-

тяжки на процесс петлеобразования: изменение усилия оттяжки

(натяжение полотна) опосредованно влияет на процесс через пока-

затели жесткости и внутреннего трения полотна.

Критерием эффективности оттяжки петель без участия платин

является выбор такого уровня натяжения полотна, при котором

r=tl/Co = min.

Для полотен различного состава нитей и структур с увеличением

отношения л/Со эффективность оттяжки будет уменьшаться.

Изменение усилия оттяжки полотна необходимо рассматривать

в связи со скоростью деформационного перемещения петель при схо-

де их с язычка иглы, а также при формировании и, оттяжке петель.

Нарушение этих операций часто является результатом низкого на-

тяжения полотна. При этом рабочий процесс должен осуществляться

таким образом, чтобы рассматриваемые операции выполнялись с

меньшей скоростью, чем скорость деформации петель. Это требует

выбора определенных законов перемещений игл и наличия в неко-

торых случаях для качественного вязания определенных ."площа-

док" их выстоя в периоды процесса петлеобразования с пассивной

деформацией петель, чтобы обеспечить перемещение петель в резуль-

тате деформации структуры трикотажа. В некоторых случаях это

требует уменьшения скорости вязания и числа петлеобразующих

систем.

Переработку нитей необходимо выполнять при нагрузках, кото-

рые наиболее близки к их упругой деформации. Переработка пряжи

с пониженной упругостью и повышенным внутренним трением по

сравнению с синтетическими нитями при увеличении скорости вя-

зания и числа петлеобразующих систем может приводить к ухудше-

нию качества вырабатьшаемого полотна, что часто подтверждается

экспериментально.

4.7. Трение нитей в процессе петлеобразования

4.7.1.

АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

Контактное взаимодействие нитей с рабочими органами вязаль,-

ной машины при их относительном перемещении, относится к явле-

нию трения этих нитей. Одно из важных последствий трения нити -

рост ее натяжения, обусловленный сопротивлением перемещения

нити относительно контактной поверхности. Поэтому под фрикцион-

ными свойствами нити в общем случае следует понимать совокуп-

ность ее реальных физико-механических характеристик, изменение

которых в той или иной мере оказывает влияние на натяжение нити.

Трение нити при движении по поверхности малой кривизны (при

малом изгибе) достаточно полно характеризуется законами внешнего

(контактного) трения. В этом случае обобщенной оценкой фрикцион-

ных свойств нити является величина ее коэффициента трения о кон-

тактную прверхность.

На основе молекулярной теории трения, разработанной Б.В. Де-

рягиным, и молекулярно-механической теории трения И.В. Кра-