Цитович И.Г. Теоретические основы стабилизации процесса вязания

Подождите немного. Документ загружается.

же образование ее пойдет за счет уменьшения предшествующей петли или

же в конце концов нить может оборваться" [15, с. 85].

Шскольку степень защемления нити, а следовательно, действующая

на шпь нагрузка изменяются в зависимости от глубины купирования,

обеспечение точности положения кулирных клиньев является обязатель-

ным условием не только для повышения равномерности петель, но и для

оошения обрывности. При вязании на двухфонтурных машинах сущест-

венное влияние на обрывность нити оказывает соотношение глубин ку-

пирования нити иглами диска и цилиндра. Постоянная длина подаваемой

в зону вязания нити может по-разному распределяться между петлями,

образуемыми иглами диска и цилиндра. Оптимальные условия, по данным

Ф. Харта [50], при вязании без распределения можно получить в том

случае, когда длины нити в петлях, образуемых на иглах цилиндра и дис-

ка, равны. Это снижает обрывность нити.

На стадии проектирования процесса вязания обрывность может быть

уменьшена, во-первых, выбором рационального соотношения между тол-

щиной нити и классом трикотажной машины, во-вторых, выбором длины

{шти в петле, соответствующей толщине применяемых нитей и классу

трикотажной машины (естественно, при удовлетворении требований к

структуре и свойствам готовой продукции).

При неправильном выборе соотношения между толщиной нити и клас-

сом машины нагрузки, действующие на нить в процессе петлеобразования,

могут возрастать, что приводит к увеличению обрьтности нити. При

экспериментальном исследовании Д. Хеншоу [21] установлена существен-

ная зависимость нагрузок, возникающих в процессе петлеобразования,

от толщины нити. В случае чрезмерного увеличения толщины нити натя-

жение ее возрастает также при выполнении операции соединения

петель [51].

Статистическое обобщение различных данных с помощью регрессион-

ного анализа, выполненное во ВНИИТП, позволило установить, что за-

правки оборудования осуществляются в чрезвычайно широком диапа-

зоне толщин нити (табл. 2.2).

Вместе с тем статистика обрывности пряжи, которую приводит X. Виг-

нал [52], показывает, что существуют оптимальные соотношения между

линейной плотностью пряжи и классом трикотажной машины, когда об-

рывность нити минимальная, причем это характерно прежде всего для

2.2. Зависимость между линейной плотностью нити Т^ и классом Е

трикотажной машины

Расстановка

игл

Класс

машины

Сырье

Пределы изменения линейной плотности

Расстановка

игл

Класс

машины

Сырье

Нижний

Верхний

Ластичная

10-24

Пряжа

Гл = (550/Ю - 10

Тк= 620/Я- 5

12-24

Нить

Г^=330/Е- 7

7>= 370/Я

4-7

Пряжа

rjt= 970/Е- 80

Tic= 10101 Е- 16

Интерлочная 10-24

Пряжа

rjt= 7S0/F- 20

Тк=: mOlE- 26

16-24

Нить Tk= 250IE- 3

Тк= SS5IE- 10

переработки пряжи в чистом виде, отличающейся меньшей технологич-

ностью по сравнению со смешанной пряжей и текстурированными ни-

тями.

А.С. ДалидовИЧ предлагает обобшенную формулу для оптимальных

соотношений между линейной плотностью нити и классом трикотажной

машины

Tj^

= , где b - коэффициент, учитывающий тип машины.

Частные случаи этой формулы применяют за рубежом [53]:

для однофонтурных машин

Е = \.0ЪМу/т1 или = ЮбЗЗ/^-^; (2.8)

для двухфонтурных машин

Е= 94,11 y/j^ или Г^ = SSeO/f^ (2.9)

Из соотношений (2.8) и (2.9) следует, что пряжу линейной плотности

31 X 2 текс предпочтительно перерабатывать на машине 12, 14 кл.;

19,2X 2 текс - 16,18 кл.; 31 текс- 18 кл. Таким образом^ при выборе

режима вязания нити линейной плотности из соотношений (2.8) и

(2.9) определяется достаточно точно класс машины Е.

Выбором рациональной длины нити в петле (естественно, при удовлет-

ворении требований к готовой продукции) ^акже^кюжю^л1!я1ь^

ност^роцесса вязания, сшиоя обрьшность нити. Неоправданное увели-

чеюй~дшо1ьГнити в петле вызывает рост натяжения нити при ее кулирова-

нии и может быть причиной обрыва нити, особенно при недостаточной

ее прочности. Чрезмерное уменьшение длины нити в петле снижает на-

грузки на купируемую нить, однако может вызвать обрьш старых петель

последнего или предыдущего рядов [25].

ГЛ ^^ИМ»™ "Я ПГ.НПИЯНИИ ПОКазаЛ,

ч^ наибол.ьщу10--иа1:вузку_1Шть^испыть1вает^^омент, близкий к оконча-

нию ее кулирования [54]. '

Лзвестны_£азличнь1е^

способы

намерения натяжениянити_д_процессе

петлеобразования Т21, 55, 5бГ. На рис. 2.9 показана схема измерения

усилия Р провязывания нити на плосковязальной машине ПВПЭМ

10/100 [47].

В клин 4 вмонтирован преобразователь 2, вьшолненный в виде ко№

сольного стержня, причем на участке провязывания (купирования)

нити он может взаимодействовать только с одной иглой 3, имеющей

более высокую пятку 1, чем все остальные иглы. Такая схема позволяет

сохранить без изменения взаимное положение всех игл и вьщелить одну

иглу, пятка которой, воздействуя на упругий элемент, вызьшает его

прогиб и изменение сопротивления проволочного тензодатчика. Для

предотвращения температурных погрешностей измерений рядом с ра-

бочим датчиком установлен компенсационный R2, проволочная решетка

которого располагается поперек упругого элемента и не воспринимает

деформацию. Тензодатчики Ri и R2 преобразователя измерительного при-

бора включают в четырехплечевую мостовую цепь тензометрического

усилителя 5 УТ4-1. Регистращш натяжения осуществляется шлейфовым

осциллографом б Н-700 с записью осциллограмм на фотобумагу.

Траекто- ^

рия движе \

ния пяток \

игл

2.9. Схема устройства для измерения

усилия провязывания нити

При конструировании величина Д (см. рис. 2.9) выхода упругого

стержня за траекторию движения всех пяток игл была принята равной

около 0,2 мм. Сечение упругого стержня было рассчитано исходя из мак-

симального его прогиба 0,03 мм для продольной нагрузки 10 Н. Было'

также обеспечено необходимое соотношение периода собственных ко-

лебаний

Тс

упругого элемента и времени нарастания Гц переднего фронта

регистрируемой силы [57, с. 231].

Исследования зависимости усилия провязывания нити от длины нити в

петле проводили при вязании полотна переплетением ластик 1:1 из шер-

стяной пряжи 31x2 текс*. Было установлено, что действующая на иглу

продольная нагрузка возрастает как при увеличении длины нити в петле,

так и ее уменьшении (рис. 2.10 и 2.11). Рост нагрузок на иглу с увеличени-

ем длины нити в петле вызван увеличением натяжения купируемой нити,

а с уменьшением - возрастанием сил сопротивления при нанесении ста-

рой петли. Последний результат подтверждает схему обрьшности старых

петель, которую рассмотрел А.С. Далидович [25]. Дж. Врзу и Н. Бурно

провели более детальные исследования силовой картины процесса пет-

леобразования [56]. Ими также бьшо установлено, что в зависимости

от длины нити в петле максимальные нагрузки вызваны либо купирова-

нием новой петли, либо процессом нанесения старой петли. Последнее

имеет место, когда длина нити в петле меньше охватываемого нитью

периметра головки иглы. При этом усилие провязывания нити в основ-

ном определяется величиной входного натяжения нити и усилием оттяж-

ки полотна. Динамика процесса купирования характеризуется кривой

с двумя вершинами: первая соответствует операции нанесения старой пет-

ли, вторая - операции купирования новой петли. А.В. Пинхасович, ис-

следуя процесс вязания на плосковязальных машинах низкого класса,

установил, что момент соединения петель характеризуется дополнитель-

* в работе [47] приведены результаты анализа усилия провязывания стеклянных

нитей.

ТТЛ

ЗООсН

I I I I

i' 5 5

мм

2.10. Характерные осциллограммы для усилия провязывания нити Р

i.8

1.М-М

2.11. Зависимость усилия Р провязыва-

ния нити от длины нити в петле I. Плос-

ковязалы1ая машина 10 кл.; пряжа

шерстяная линейной плотности 31 X 2

текс; Т s: 50 сН; ^ = 8 сН на 1 петлю

ным амплитудным изменением нагрузок, что еще более усложняет ди-

намическую картину сил при купировании нити [51]. При этом было

также установлено существенное влияние длины нити в петле на действу-

ющие при вязании нагрузки. Полученные результаты свидетельствуют

о том, что при переработке нитей повышенной толщины и вязании прес-

совых переплетений обрывность может быть обусловлена ростом нагру-

зок при выполнении операции соединения петель.

Поскольку обрывность есть функция действующих при вязании нагру-

зок, среди показателей физико-механических свойств нити необходимо

рассматривать те, которые влияют на ее натяжение при фрикционном

взаимодействии с петлеобразующими органами вязальных машин. При

этом коэффициент тангенциального сопротивления движению нити как

показатель ее фрикционных свойств является обобщенной оценкой тех-

нологичности пряжи, суммирующей влияние различных ее показателей на

натяжение нити (толщина нити, характеристика внешнего контактного

трения, внутреннего трения при изгибе и смятии иити, жесткость нити и

Др.).

На {жс. 2.12 приведены данные, устанавливающие зависимость обрьш-

ности пряжи от коэффициента тангенциального сопротивления при пере-

работке ее на различных видах оборудования. Интересно отметить, что

в условиях активной нитеподачи

(рис. 2.12, б), когда стабилизируется

входное натяжение нити, обрывность нити снижается в 2-3 раза. Б. Шулер

и Г. Бухлер установили, что при парафинировании, когда уменьшается

показатель фрикционных свойств хлопчатобумажной пряжи, можно

снизить обрывность нити более чем в 10 раз [58]. При этом анализ струк-

турного состава дефектов позволяет установить, что снижение пока-

зателя фрикционных свойств умжьшает обрьшность нити по другим

причинам, в частности из-за внешних дефектов пряжи, узлов и образова-

а.1б ол ом

0.19

ОЛ 0.19 0,21

0,г3 JU

0.15 о,г

о,гь

2.12. Зависимость обрывности при вязании от показателя фрикционных свойств

пряжи:

а - хлопчатобумажной линейной плотности 18,5 текс на круглотрикотажных маши-

нах МТ-1 22 кл.; б - шерстяной линейной плотности 22,5 X 2 текс на кругловязаль-

ных машинах "Мульттикомет" 18 кл.: 1

—

при пассивной нитеподаче; 2

—

при актив-

ной нитеподаче; в

—

то же, на котонных машинах

ния пуха. Л. Климент получил аналогичные результаты при переработке

хлопчатобумажной и шерстяной пряжи [19]. В зависимости от коэффи-

циента тангенциального сопротивления М обрывность Q (случаев на 1 кг)

изменяется следующим образом:

для хлопчатобумажной пряжи при /я = 0,27; ii = 0,22 и 0,15

(2 = 4,67; б = 2,56 и С = 0,61 соответственно;

для шерстяной пряжи при ц = 0,32; ц = 0,20 и м = 0,14 Q = 25,3;

Q = 6,18 и б = 1,44 соответственно.

Л. Хантер, М. Кэвуд и Д. Добсон [49] на основании статистического

анализа обрьганости шерстяной пряжи при вязании на машинах 22-28 кл.

установили, что для различных видов переплетений наиболее значимое

влияние на обрывность также оказывают фрикционные свойства нити.

При этом отмечена зависимость обрывности от линейной плотности, раз-

рывного удлинения, прочности пряжи, а также ее меровноты.

Высокая корреляция обрывности нити с фрикционными свойствами

позволяет считать их оценку наиболее важной характеристикой техноло-

гичности пряжи, предназначенной для трикотажного производства. По-

скольку изменение фрикционных свойств влияет также на длину нити

в петле, входной контроль качества сырья по фрикционным показателям

следует считать необходимым мероприятием по повышению качества

трткбтажной п{юдукщш. ~

ибрывность как следствие нарушений процесса петпеобразования.

Нормальное выполнение операций процесса петлеобразования предусмат-

ривает определенное кинематическое положение нити и старых петель

относительно петлеобразующих органов машины и необходимое их отно-

сительное перемещение во времени. Положение нити и петель в простран-

стве и на элементах иглы существенно изменяется в зависимости от ре-

альных физико-механических свойств нити и величины натяжения нити,

особенно при малых (близких к нулю) его значениях.

При определении положения нити на элементах петлеобразующих ор-

ганов в первую очередь учитывают фрикционные свойства нити [59].

Учет фрикционных свойств нити позволяет определять необходимые

перемещения петлеобразующих органов при проектировании рабочих

процессов вязальных машин [60].

Процесс петлеобразования может изменяться в результате наруше1{ий

операций: прокладывания и вынесения нити (рис. 2.13, а); заключения

петель — старая петля транспортируется открытым. язычком иглы и

не перемещается на его стержень (рис. 2.13, б) ; прессования - старая

петля накалывается на открытый язычок или снова попадает на него

(рис. 2.13, в); сбрасывания - старая петля задерживается новой петлей

при H5f соединении (рис. 2.13, г); оттяжки петель - новая петля либо

выходит из-под крючка (рис. 2.13, д), либо попадает в старую петлю.

При вязании платированного трикотажа из-за различия фрикционных

свойств нитей часто нарушается положение лицевых и изнаночных петель

(рис. 2.13, е). Нарушения могут происходить как при заключении, так

и при нанесении петель. Этот дефект трикотажа обычно называют пробив-

кой петель.

Детальный анализ причин нарушения операции сбрасывания петли

можно найти в работе [51], где рассмотрена предшествующая сбрасыва-

нию операция соединения петель.

Операция заключения петель на язычковых иглах при вязальном спо-

собе петлеобразования наиболее часто нарзоцается при вязании одинарных

переплетений. На язычковой игле старая петля должна сходить на стер-

жень иглы под действием силы оттяжки Q (рис. 2.14). При своем движе-

нии по язычку петля отклонится на угол Т = р + ^з, где Р - приведенный

д е

2.13. Основные виды нарушений процесса детлеобразования

угол трения. Если линия действия усилия оттяжки будет находиться

внутри угла 7, то при любом значении усилия оттяжки петля останется

неподвижной. Следовательно, основное условие заключения петель сво-

дится к тому, чтобы линия действия силы Q находилась йне угла 7, т.е.

0>Р +

из.

(2.10)

В.М. Каган, анализируя положение нити на движущемся стержне [59],

показал, что угол Р наклона эетвей петли равен где

- коэффициент

трения нити об иглу. Однако условие (2.10) не определяет величину си-

лы С; из него просто следует, что при любом значении силы Q возможно

заключение петель. Однако практика показывает, что в действительности

операция заключения петель требует вполне определенного конечного

значения силы Q, которую необходимо приложить к старым петлям. Это

обусловлено тем, что коэффициент трения текстильных нитей с уменьше-

нием нагрузки возрастает. Таким образом, при малом значении силы Q

приведенный угол трения Р может иметь большое значение (на рис.

2.14

ему будет соответствовать значение Pi). При этом вектор силы будет на^

ходиться внутри угла Pi и условие (2.10), определяющее операцию заклю-

чения петель, не будет выполнено. При увеличении силы Q значение угла

Т I а

р уменьшается и при условии р = j — ф-р приводит к перемещению ста-

рой петли относительно иглы. Заключение петель может быть также на-

рушено, если длина нити в петле меньше периметра иглы по сечению 1-2

(см. рис. 2.14). При этом возможны 2 случая: первый - произойдет "за-

клинивание" петли (она будет транспортироваться язычком иглы), вто-

рой - в результате приложения усилия оттяжки Q произойдет увеличение

длины нити в петле (из-за удлинения нити или ее перетяжки из старой

петли). В последнем случае необходимое усилие будет зависеть от мо-

дуля упругости нити и условий перетяжки нити в петлях при заключе-

нии. Условия выполнения операции заключения упрощаются, если игла

имеет выемку, уменьшающую ее периметр по сечению 1—2. Из соотноше-

ния S = Gcos (ф + Рз) следует, что полезная составляющая S силы заклю-

чения будет возрастать с уменьшением угла ф положения игольницы и

угла Рз наклона язычка иглы к стержню иглы. Поэтому для процесса

вязания, где заключение затруднено, необходимо уменьшить углы

Фя0з-

Условия заключения усложняются также

из-за

наличия на конце язычка

иглы чаши, грани которой образуют между собой угол а. С увеличением

этого угла возникает дополнительная составляющая F силы сопротив-

ления перемещению петли. Поэтому этот угол необходамо уменьшать

или при необходимости применять язычок без чаши.

Условия заключения петель при вязании на плосковязалЬных машинах

рассмотрел Б.Б. Строганов и сделал аналогичные выводы [61]. Опреде-

ляющими факторами, влияющими на нарушение операций заключения

и сбрасывания петель, являются фрикционные свойства нити и параметры

геометрии иглы. При анализе условий прокладьтания и вьшесения нити

rt, I /f

Нг

2.14. Условия выполнения операиии э» 2.15. Влияние иэгибной жесткости нити

ключения петель на условия прокладывания н вынесения

нити под крючок

необходимо учитывать влияние сопротивления изгабу нити на ее форму.

В каяестве примера рассмотрим прокладывание нити на крайнюю иглу

при вязании на плосковязальной машине [62].

Рассмотрим равновесие з^стка аЬ нити (рис. 2.15), где точке а оси

нити соответствует кривизна 1/р = 1/(25), обусловленная изгибом нити

вокруг ниги старой петли СП, а точке b — минимальная кривизна 1/р =

= 1/Я участка

ас

нити.

В сечении, проходящем jtepes точку b участка нити с жесткостью Я

на изгиб, действ^^ет сила< Г, направленная по касательной к оси нити,

а также момент Л/з, причем

М2=Я/Л, (2.11)

в сечении, проходящем через точку а, сила Ti и момент Му, причем

Ml =Hlp. (2.12)

Введем систему координат с осью абсцисс, параллельной линии дей-

ствия силы Г]. Составим уравнения равновесия участка аЬ нити. Для

суммы проекций всех сил на направление оси ОХ получим

Ti =Г. (2.13)

Для суммы моментов всех сил с учетом соотношений (2.11), (2.12)

и (2.13) найдем

(1/р)-(1/Л)=771/Я. (2.14)

Учитывая, что величина 1/Л мала по сравнению с 1/р (отношение р/Л =

= I/3Q0 - 1/500), уравнение (2.14) запишем в виде

11Р = П/Н, (2.15)

откуда

T=Hf(ph). (2.16)

Полагая, что 1/р = 1/ (26) (см. рис. 2.15), получаем

Г=Я/(25А). (2.17)

Из-за сопротивления изгибу нить на з^стке прокладьшания откло-

няется от линии теоретического прокладывания на величину стрелки/

Если стрелка или допускаемое отклонение нити / от теоретической линии

прокладывания заданы, то диапазон изменения параметра h, входящего

в уравнения (2.15), (2.16), можно определить в пределах

/<А</+26. (2.18)

Как видно из структуры уравнения (2.17), обеспечение одинаковых

геометрических или кинематических положений

нити

А =

const

(т.е. и усло-

вий технологического процесса) при изменении жесткости нити может

быть достигнуто путем пропорционального изменения натяжения нити Г.

В частности, если жесткость нити на изгиб больше жесткости, например,

шерстяной пряжи, то одинаковые условия прокладывания ее на иглы

могут быть получены в результате большего ее натяжения.

По соотношениям (2.17) и (2.18) можно вычислить необходимое

натяжение нити при ее компенсации и прокладывании на иглы.

Рассмотрим пример расчета для стеклянных нитей, жесткость которых

на порядок больше жесткости традиционных видов сырья.

Принимая, что допускаемое отклонение нити от линии прокладьшания

f = 0,2 мм и учитывая, что для стеклянной нити линейной плотности

107 текс Я = 0,72сН

•

мм^ [63], 6 =0,1 мм, из уравнения (2.17) получаем

Г=0,72/[2

-0,1

(0,2 ... 0,4)].= 9 ... 18 сН.

Таким образом, минимальное входное натяжение нити, исходя из

условий прокладьюания нити, не может быть менее 9 сН. При меньших

значениях натяжения нарушаются операции прокладьшания и вынесения

нити под крючок.

Причины нарушений операций прессования (см. рис. 2.13, в) и.оттяжки

петель (см. рис. 2.13, д) (при заданных конструктивных параметрах

игл) могут быть найдены при раскрытии закономерностей натяжения

и перемещения старых петель в процессе петлеобразования.

Процесс натяжения и отвода петель из зоны петлеобразования характе-

ризуется двумя видами деформационных перемещений: активной дефор-

мацией петель под действием внешних сил при взаимодействии с элемен-

тами иглы и пассивной деформацией под действием внутренних сил в

структуре полотна при сходе петли с чаши иглы при формировании и

оттяжке петель. Это позволяет считать, что на процесс оттяжки и фор-

мирования петель решающее влияние оказывают вязкоупругие свойства

полотна.

А.И. Кобляков, исследуя начальную стадию обратного процесса ре-

лаксации трикотажа за время f = 0,1 - 03 с, установил, что на малых

интервалах времени в начальной стадии релаксации деформации преоб-

ладающей является эластическая или упругозапаздывающая часть де-

формации {43, с. 51]. Наличие переходных процессов упругозапаздываю-

щей деформации нити в процессе петлеобразования бьшо установлено

результатами экспериментальных исследований натяжения старых петель

с помощью специально разработанного прибора [64].

2.16. Характерная осциллограмма натяже-

ния петель q (f) в. процессе петлеобразо-

вания

А.В. Матуконис отмеча-

ет, что каждая текстиль-

ная конструкция является

статистически неопредели-

мой системой. Поэтому

современные эксперимен-

тальные методы (приме-

нение электрических дат-

чиков и т.п.) нельзя не-

посредственно использо-

вать для определения нап-

ряжений или деформаций

элементов данной систе-

мы [65, с. 98]. Однако

следует считать, что экспериментальные методы, внося в измерения

естественные систематические погрешности, являются важным инстру-

ментом для установления закономерностей деформации текстильной

конструкции.

Измерение проводилось на плосковязальной машине ПВПЭМ 10 кл.

при вязании полотна переплетением ластик 1x1 из шерстяной пряжи

линейной плотности 31x2 текс. Было установлено, что деформации под-

вергаются 20-30 петельных рядов полотна, после чего деформация по-

лотна практически равна нулю. Таким образом, оттяжка петель есть

результат деформации ограниченного участка полотна и определяется

деформационными свойствами полотна.

Натяжение старых петель в Процессе петлеобразования не остается

постоянным — его реализует некоторая функция q (t). Деформациош1ые

перемещения старых петель являются результатом, во-первых, активной

деформации, что вызывает рост натяжения петель, причем максимальные

натяжения петля имеет (рис. 2.16) при открьшании язычка иглы (точка

I), прохождении петлей открытого язычка (точка 2) и при окончании

операции нанесения петли (точка Sf; во-вторых, для интервалов времени

Ati (после схода петли с открытого язычка до начала прессования) и

(сбрасывание, формирование и оттяжка петель) характерна упру-

гозапаздьшающая пассивная деформация петель.

Задержка перемещения петель на интервалах времени Д/i

ДГг может

служить причиной нарушения последующих операций. Поэтому нас долж-

на интересовать скорость деформационных перемещений петель.

* Геометрия иглы существенно влияет на натяжение старых петель и их деформаци-

онные перемещения.