Диплом - Комплексная оценка качества хлопкольняной пряжи

Подождите немного. Документ загружается.

Число пороков на 100м кольцевой и пневмомеханической пряжи из смеси

хлопка с котонином

Пороки

Вид пряжи

Кольцевая

Пряжа

Пневмомеханическая

пряжа

Непсы

3320

2160

Утонения

7860

3210

Утолщения

2304

1032

Из таблицы 2.11. видно, что пряжа кольцевого способа прядения

отличается большим числом пороков, чем пряжа пневмомеханического

способа прядения:

 Непсы у пряжи кольцевого способа прядения - 3320, что в 1,5 раза больше,

чем у пряжи пневмомеханического способа - 2160;

 Утонения составляют у пряжи кольцевого способа прядения - 7860, что в

2,4 раза больше, чем у пряжи пневмомеханического способа - 3210;

 Утолщения у пряжи кольцевого способа прядения - 2304, что в 2,2 раза

больше, чем у пряжи пневмомеханического способа - 1032.

2.5. Исследование полуцикловых разрывных характеристик

Механическими свойствами нитей, как и любых тел, называют такие,

которые определяют их отношение к действию различных сил, приложенных

к ним.

Под действием внешних сил нити деформируются, а иногда

разрушаются. Механические силы постоянно действуют на нити в процессах

их переработки и при использовании, поэтому механические свойства во

многом определяют поведение текстильных материалов при переработке и

эксплуатации. Вот почему изучение механических свойств является очень

важным [24].

Для оценки механических свойств текстильных материалов

используется большое число различных характеристик. Согласно

классификации проф. Г.Н. Кукина все характеристики механических

свойств, прежде всего, подразделяются на типы в зависимости от характера

деформации: растяжение, изгиб, сжатие и кручение.

Характеристики каждого типа в свою очередь делятся на классы в

зависимости от полноты осуществления цикла механического воздействия

нагрузка - разгрузка - отдых. Различают характеристики трех классов: 1)

полуцикловые, получаемые при однократном действии части цикла -

нагрузки; 2) одноцикловые, получаемые при однократном действии полного

цикла: нагрузка - разгрузка - отдых; 3) многоцикловые, получаемые после

многократных воздействий полного цикла на материал.

Полуцикловые и многоцикловые характеристики могут быть получены

при испытании материала с разрушением его или без разрушения. В связи

с этим характеристики этих классов принято разделять на два

подкласса: разрывные и неразрывные [22,25].

При изучении механических свойств волокон и нитей наибольшее

значение получили исследования их растяжения. Это объясняется малыми

поперечными размерами и значительной длиной волокон и нитей, что часто

вызывает такой характер приложения к ним сил, при котором в них

возникают деформации растяжения.

При экспериментальном изучении растяжения в основном используют

полуцикловые характеристики при доведении испытуемых образцов до

разрушения. Поэтому в данной работе исследовались полуцикловые

разрывные характеристики механических свойств, получаемые при

растяжении.

Для получения таких характеристик используют разрывные машины,

для краткости называемые динамометрами (dynamis - сила). В зависимости

от способа нагружения и принципа измерения силы, действующей на пробу

испытуемого материала, динамометры делят на гравитационные, пружинные,

электронные. Гравитационные динамометры в свою очередь подразделяются

на маятниковые, весовые, кареточные (с наклонной плоскостью); на этих

приборах проба деформируется под действием силы тяжести того или иного

узла прибора. Наиболее распространенными являются разрывные машины с

маятниковым силоизмерителем.

При растяжении образцов нитей до разрыва определяется ряд

характеристик.

Разрывная нагрузка Р

(сН, Н, даН, гс, кгс) - наибольшее усилие,

выдерживаемое пробой до разрыва. Она определяется непосредственно на

разрывных машинах.

Абсолютное разрывное удлинение l

(мм) - приращение длины пробы

материала к моменту разрыва:

LL 

, (2.12)

где L

– длина пробы в момент разрыва, мм;

– начальная (зажимная) длина пробы, мм

Следует иметь в виду, что не всегда полное разрушение материала

наступает при достижении Р

р.

Нескрученные комплексные нити, нити

специальных структур, мотки и пучки нитей рвутся не мгновенно при

достижении Р

, а постепенно, с последующим понижением нагрузки. В этом

случае можно пользоваться термином «полное абсолютное разрывное

удлинение» (

..пр

)

Относительное разрывное удлинение



(%) – отношение

абсолютного разрывного удлинения к начальной длине пробы, выраженное в

процентах:

%100)/(

 Ll



(2.13)

Относительная разрывная нагрузка Р

(гc/текс, сН/текс) –

разрывная нагрузка, которую имели бы волокно или нить, если бы их

линейная плотность была равна 1 текс:

= Р

/T, (2.14)

где Т – линейная плотность пробы, текс.

Разрывное напряжение



(Па) – разрывная нагрузка Р

(Н),

отнесенная к площади поперечного сечения пробы S (мм

/



;





(2.15)

где



- плотность вещества (материала), мг/мм

Абсолютная работа разрыва R

(кгс·см, Дж) – работа, затраченная

для преодоления энергии связей между частицами структуры пробы при ее

разрушении.

Удельная работа разрыва r

(кгс·см/г, Дж/г) – абсолютная работа

разрыва, отнесенная к массе рабочей части испытуемой пробы m (г):

/m (2.16)

Относительная работа разрыва r

(кгс·см/см

, Дж/см

) – абсолютная

работа разрыва, отнесенная к объему рабочей части пробы испытуемого

материала V (см

), рассчитанному по веществу, т.е. без учета макропор.

В дипломной работе исследовались разрывная нагрузка и удлинение

при разрыве, которые были получены методом разрыва одиночных нитей.

Данные характеристики являются полуцикловыми разрывными

характеристиками, определяющими предельные возможности нити. Они

позволяют оперативно управлять технологическим процессом и качеством

вырабатываемой продукции.

Разрывная нагрузка и разрывное удлинение пряжи определялись по

ГОСТ 6611.2-73 «Нити текстильные. Методы определения разрывной

нагрузки и разрывного удлинения» [23].

Методика проведения работы

При испытании устанавливают зажимное расстояние (обычно 500 или

200 мм) и такую скорость движения нижнего зажима, чтобы растяжение

пряжи до разрыва проходило за 10±1 с, а комплексных нитей - за 20+2 с.

Перед испытанием паковки с нитями выдерживают в нормальных

климатических условиях (



=65±2%; t=20±2°С). Число паковок и число

испытаний с каждой паковки регламентируется стандартом ГОСТ 6611.0 -

ГОСТ 6611.4. Перед испытанием с каждой паковки отматывают и

отбрасывают 1 - 10 м нити, а между испытаниями отматывают 10 - 15 м

льняной пряжи и шелка - сырца или 1 - 3 м всех других нитей. При

испытании хлопчатобумажной пряжи такой отмотки не делают.

Во избежание проскальзывания или перекусывания нитей в зажимах

допускается применять прокладки или пользоваться улиточными зажимами.

При этом концы прокладок должны быть установлены заподлицо с торцами

щечек зажимов. Испытание не учитывается, если нить оборвалась на

расстоянии менее 5 мм от зажима. При заправке нити в зажим не допускается

прикосновение руками к рабочему участку нити. Необходимо также следить

за тем, чтобы при заправке нить не раскручивалась [23].

Разрывные характеристики были получены на разрывной машине

маятникового типа РМ-3-1 с постоянной скоростью движения нижнего

зажима с соблюдением следующих параметров:

- средняя продолжительность процесса растяжения нити до

разрыва -10 ±1 с;

- зажимная длина L

500 мм;

- скорость опускания нижнего зажима составляла 230

мм/с для кольцевой пряжи и 320 мм/с для пневмомеханической

пряжи;

- грузик предварительного натяжения равен 20 г.

Рис.2.1 Схема разрывной машины РМ-30-1:

а – вид спереди; б - вид слева

1- ось; 2 – шкала; 3- диск; 4- храповик; 5 – шестерня; 6- рейка; 7- штанга; 8-

нижний зажим; 9- шток; 10- угловая шкала; 11- груз; 12 – грузовой рычаг; 13-

верхний зажим; 14-гибкая цепь

По результатам испытаний на компьютере с помощью программы

Microsoft Excel методами математической статистики определяли следующие

сводные выборочные характеристики [26]:

Выборочное среднее:

nxx





(2.17)

где n - общее число испытаний,

-отдельные результаты измерений.

Среднее квадратическое отклонение:

nxx

/)(







(2.18)

Коэффициент вариации, %:

С =(



)·100 (2.19)

Абсолютная ошибка выборки:



nt /)(





(2.20)

где t - критерии Стьюдента, определяемый по таблице.

Сводные выборочные характеристики по результатам полуцикловых

испытаний кольцевой и пневмомеханической хлопкольняной пряжи,

полученным на разрывной машине, представлены в таблице 2.12.

Таблица 2.12.

Механические свойства хлопкольняной пряжи кольцевого и

пневмомеханического способов прядения

Вид

испытания

Сводные

характеристики

Кольцевая

пряжа

Пневмомеханическая

пряжа

Разрывная

нагрузка

, сН

303



286



, сН

36,3

32,5

, %

12,0

11,4

, сН/текс

6,2

Разрывное

удлинение

, мм

23,2



0,6

31,6



0,9

, %

4,6

6,3

, сН

0,52

0,76

, %

11,3

12,1

Из таблицы 2.12 видно, что разрывная нагрузка пневмомеханической

пряжи (Р

=286



7сН) меньше в 1,1 раза, чем у кольцевой пряжи

(Р

=303



8сН). Относительная разрывная нагрузка кольцевой пряжи равна

относительной разрывной нагрузке пневмомеханической пряжи и составляет

=6,2 сН/текс.

Относительное разрывное удлинение пневмомеханической пряжи

составляет ε

=6,3%, что превышает значение относительного разрывного

удлинения кольцевой пряжи, равного ε

=4,6%, в 1,3 раза.

Неровнота по разрывной нагрузке больше в 1,1 раза у кольцевой

пряжи, и составляет С

=12,0% в отличие от пневмомеханической пряжи, где

=11,4%. Неровнота по разрывному удлинению напротив больше у

пневмомеханической пряжи в 1,1 раза и составляет С

=12,1%, чем у

кольцевой пряжи, где С

=11,3%.

2.6. Исследование усталостных характеристик пряжи при многократном

растяжении

Подавляющее большинство материалов в процессе эксплуатации

подвергается действию многократных переменных напряжений, в результате

чего свойства материала ухудшаются до тех пор, пока не произойдет его

разрушение. Этот процесс называется утомлением, а его результат –

усталостью. Знание закономерностей разрушения нитей от усталости

позволяет правильно выбрать конструкцию изделия, определить условия его

эксплуатации и разработать научные основы получения волокон с заданными

свойствами.

Многоцикловые характеристики механических свойств волокон и

нитей получаются при приложении к ним многократно повторяющихся

нагрузок или деформаций, меньших, чем разрывные. При многократных

воздействиях в текстильном материале развивается усталость, которая

характеризует местное ухудшение свойств в результате расшатывания

внутримолекулярной структуры волокон, разрушения межволоконных связей

в пряже и комплексных нитях, растаскивания волокон, в итоге приводящих к

их разрушению без потери массы. Нарушение структуры обычно развивается

в тех малых участках (зонах) нитей, где наблюдается неправильное

расположение структурных элементов (волокон, элементарных нитей),

имеются утонения и утолщения и т. д., где легко происходят их смещения.

В итоге нарушение вызывает разрушение – разрыв материала (потеря

им «сплошности»). Усталость, вызванную длительным непрерывным

действием напряжений, называют статической, а многократным прерывным

действием напряжений – динамической. В данной работе изучается

динамическая усталость нитей. Основными характеристиками усталости

являются выносливость, относительная остаточная циклическая деформация

и предел выносливости.

Выносливость (

) – число циклов многократного растяжения,

требующееся для доведения пробы материала (нити) до разрыва. Иногда эта

характеристика заменяется другой – долговечностью (



), то есть временем,

необходимым для доведения пробы до разрушения.