Севостьянов А.Г. и др. Механическая технология текстильных материалов

Подождите немного. Документ загружается.

Решим уравнение (П.6):

dvldt = {U~-v)k.

Кроме того, имеем

= 0 при /=0. Разделяя переменные, на-

ходим [7—и) Интегрируя ldvl{U~-v) = \k]dt + Ci,

получим: —\og{U'-v)'=tlx+C\, где Ci — произвольная постоян-

ная. Отсюда выводим f/—у = где С, равная

е—*^', есть также произвольная постоянная. Ее можно опреде-

лить при у—О, если ^=0, тогда C = U. Окончательно

Из анализа этого уравнения следует отметить, что с увели,-

чением т уменьшается максимальная скорость разгона Vmax и

увеличивается длина участка разгона L.

На рис. 11.41 представлены графики изменения скорости от-

резка нити в свободной струе в зависимости от расстояния S

от среза сопла.

Поскольку скорость потока U (S) падает в направлении

движения нити, наступает момент, когда скорость нити дости-

гает скорости потока (в месте их пересечения) и разгон нити'

заканчивается. На участке торможения нити (при S>L) ско-

рость нити превышает скорость потока, нить продолжает дви-

жение по инерции, теряя скорость от сопротивления воздуха.

При движении через зев форма нити отклоняется от прямоли-

нейной. Искажение формы движущейся нити при взаимодей-

ствии с провисающими нитями основы и вследствие действия

других факторов приводит к заработке петель уточной нити

в ткань и недолетам уточной нити.

Ткань, вырабатываемая на пневматических ткацких станках,

имеет с правой стороны неровную кромку из концов нитей

утка. Эта бахрома мешает дальнейшей отделке ткани, ее от-

резают, в результате чего образуются отходы. Длина нитей,

выступающих из правой кром-

ки ткани, изменяется от 3 до

50 мм и зависит от величины

уработки при формировании

элемента ткани и точности от-

меривания нити отмериваю-

щими устройствами. При ши-

рине ткани по берду 90 см

(бязь, миткаль) количество

отходов достигает 4,4 % в тка-

честве и 0,2 % при перематы-

вании уточных нитей, что пре-

вышает количество отходов,

полученных на обычных стан-

ках, на 4 %. Естественно,

0,7JS,M

Рис. 11.41. График изменения скоро-

сти отрезка нити в свободной струе

воздуха

точность отмеривания нити утка на пневматических ткацких

станках очень важна.

Несмотря на указанные недостатки, пневматические ткац-

кие станки широко применяются при переработке пряжи и ни-

тей различных видов. Этому способствует их высокая произ-

водительность: до 400—450 прокидок уточин в 1 мин. На со-

временных станках скорость нити до 40 м/с.

Пневморапирный способ прокладывания уточной нити

На пневморапирном ткацком станке процесс прокладывания

нити занимает весьма значительную часть оборота главного

вала станка.

На выстой батана отводится 240° поворота главного вала,

в течение ®/4 времени цикла (от 45 до 315° поворота главного

вала) рапиры находятся в зеве.

На рис. 11.42 показана схема прокладывания уточной нити

в зеве на станке АТПР-120. Механизм прокладывания утка

состоит из двух рапир — правой 1 й левой 3, отмеривающего ба-

рабана 6. К барабану с помощью пружины прижат ролик 7,

образующТ!й с барабаном фрикционную пару, которая непре-

рывно смывает нйть с неподвижной бобины 4. Между боби-

ной и зажимом фрикционной пары расположена система ните-

проБодников- и нитенатяжителей 5. Циклическим движением

нити

•

управляет рычаг компенсатора, на конце которого име-

ется глазок 9 для прохождения нити. Рычаг компенсатора

вместе с неподви-жными нитепроводниками 8 и /О образует зону

накопления уточной нити, в данном случае — устройство для

образования петли. Огибая нитепроводник нить з1аводится

в правую рапиру I и удерживается там воздушным потоком.

Прокладывание нити осуществляется следующим образом.

Рис. 11.42. Схема про-

кладывания уточной

нити на станке АТПР-

120

На рис. 11.42, а показано положение, когда рапиры на^ходятся

вне зева и происходит подготовка уточной нити к прокидке че-

рез зев. В момент прокидки нити ,с двух сторон в открытый зев 2

(рис. 11.42, б) вводятся рапиры / и 3.

Правая рапира 1 вместе с уточной нитью перемещается от

кромки ткани к ее середине. В середине зева рапиры сходятся,

и уточная нить из рапиры I под воздействием потока воздуха,

эжектируемого левой рапирой 3, переходит в нее. Длина нити

в левой рапире 3 не превышает 200 мм. Затем рапиры выхо-

дят из зева, а свободный конец тягой воздуха удерживается

в левой рапире. После выхода рапир из зева проложенная нить

прибивается бердом к опушке ткани.

Фрикционная пара непрерывно сматывает нить- с бобины

с заранее заданной постоянной скоростью, зависящей от час-

тоты вращения барабана^. В отличие от пневматического спо-

соба прокладывания скорость и закон движения нити зависят

не от условий разгона нити воздушным потоком, а от кинема-

тики отмеривающего устройства и компенсатора.

Воздушный поток осуществляет лишь силовое замыкание,

поддерживая нить в натянутом состоянии и заставляя ее дви-

гаться в заданном направлении.

Время t, в течение которого рапиры находятся в зеве, и

ширина заправки В^ «ограничивают снизу» среднюю скорость

прокладывания нити: •

При частоте вращения главного вала станка п = 360 мин"'

и ширине заправки 120 см скорость

= 9,6 м/с; такое же зна-

чение v„ соответствует частоте вращения главного вала станка

270 МИН"' и ширине заправки 160 см. В обоих этих случаях по-

стоянная скорость сматывания нити с бобины 7,2 м/с.

Полная скорость подачи нити.в зев является алгебраиче-

ской суммой скоростей Vo и t»K, где

— скорость подачи нити

'отмеривающим устройством;

—скорость подачи нити ком-

пенсатором (зависит от конструкций компенсатора).

ио

= Взп/60,

где п —частота вращения главного вала станка.

Для пневморапирных ткацких станков не решена проб-цема

недолетов уточной нити. Основным недостатком этого способа

прокладывания являются сложные динамические условия дви-

жения рапир при высокой скорости станка и неизбежность

быстрого износа некоторых деталей этого узла.

Пневморапирные ткацкие станки предназначены для выра-

ботки хлопчатобумажных и шелковых тканей из пряжи от 14,9

до 50 текс, а также льняных и джутовых тканей некоторых

видов.

4. ПРИБИВАНИЕ УТОЧНОЙ НИТИ К ОПУШКЕ ТКАНИ

Способы прибивания уточной нити

Сущность операции прибивания уточной нити заключается в пе-

ремещении нити к опущке ткани и в смещении ее вместе

с опушкой на определенную величину. Положение прибиваемой

уточной нити по отношению к предыдущей определяется глав-

ным образом числом уточных нитей на 1 дм ткани. Формирова-

ние ткани на ткацком станке представляет собой сложный тех-

нологический процесс, сопровождающийся действием сил, кото-

рые вызывают различные деформации нитей основы и утка.

Процесс формирования ткани на ткацком станке определяет

строение ткани, которое с течением времени изменяется срав-

нительно немного. Изменения в строении ткани зависят от де-

формации нитей основы и утка.

Работа станка может осуществляться с заступом и без него.

Если уточная нить 1 (рис. 1.43, а) от начала до конца движе-

ния вдоль нитей основы 3 и 4 перемещается бердом 2 в откры-

том зеве, то при окончании прибоя взаимодействие между ни-

тями основы и утка будет минимальное, так как их натяжение

небольшое. В этом случае ткань рыхлая и получить ткань

с большим числом уточных нитей на 1 дм затруднительно. Ра-

бота без заступа на современных плоских ткацких станках

возможна только для тканей, у которых нити основы и утка

имеют малый коэффициент трения, или тканей с малым числом

уточных нитей на 1 дм, например марли.

Для правильного формирования ткани к моменту прибоя

необходимо создать определенное и достаточное натяжение ос-

новных нитей, которое обеспечивается в основном заправочным

натяжением и определенной величиной заступа. С момента за-

ступа (рис. П.43, б) натяжение основных нитей возрастает, так

как происходит образование следующего зева.

Рис. 11.43. Схемы при-

боя нити без заступа

(о) и с заступом (б)

Натяжение основы действует на нить утка с двух диамет-

рально противоположных сторон и изгибает ее. По мере изгиба

уточной нити натяжение ее также увеличивается и она в свою

очередь давит на нити основы и изгибает их. При работе с за-

ступом можно получать ткани с большим числом уточных ни-

тей на 1 дм.

Линию перехода основных нитей в ткань называют опушкой

ткани, она определяется образующей последней уточной нити

в ткани. Формирование ткани не заканчивается на прибиваемой

уточной нити, а продолжается на некотором расстоянии от

опушки вдоль ткани. Длину ткади, в которой положение уточ-

ных и основных нитей не стабилизировано относительно друг

друга, называют зоной формирования ткани.

В настоящее время различают три способа прибивания

уточной нити.

1. Фронтальный — прибой осуществляется одновременно по

всей ширине ткани. Этот способ самый распространенный и

применяется на плоских ткацких станках, где уток проклады-

вается периодически и периодически прибивается бердом

к опушке ткани.

2. Секционный — прибой осуществляется по частям ширины

ткани (по секциям). Этот способ применяется на многозевных

машинах, где ткань формируется не одновременно по всей ши-

рине, а по секциям. Уточная нить прибивается гребенками, на-

бираемыми из отдельных пластинок.

3. Точечный — прибой осуществляется последовательным

прижатием уточной нити к опушке ткани. Этот способ нахо-

дит применение в основном на круглоткацких станках.

Далее рассмотрим фронтальный способ прибоя. В первона-

чальный период прибоя уточная нить перемещается бердом и

свободно скользит по нижней плоскости зева (см. рис. П.43, а).

Взаимодействие уточной нити с основными начинается с мо-

мента заступа. Это взаимодействие выражается во взаимном

изгибе основных и уточной нитей, появлении взаимных давле-

ний и сил трения между ними.

После подведения уточной нити к опушке ткани сила сопро-

тивления ее дальнейшему перемещению относительно основных

нитей сильно возрастает —увеличиваются взаимное смятие ни-

тей и силы трения. При этом увеличивается натяжение нитей

основы, а натяжение ткани уменьшается. Наибольшие силы со-

противления перемещению уточной нити получают при край-

нем переднем положении батана. Эти силы преодолеваются

давлением берда. Наибольшую силу, давления берда на опушку

ткани во время прибоя называют силой прибоя.

Количественно сила прибоя может быть определена как раз-

ность между натяжением основы и ткани в момент крайнего

переднего положения берда.

Равнодействующая натяжения ветвей зева и сила натяже-

ния ткани к моменту прибоя равны между собой и составляют

некоторую величину Г.

В общем случае равнодействующая Го натяжения ветвей

(

Го'

То") основы при крайнем переднем положении берда мо-

жет быть выражена уравнением

То~Т -{- КпСо -(- ЯсСо,

где

%в

— деформация основы вследствие прибоя или величина прибойной по-

лоски; Со — коэффициент жесткости основы в заправке ткацкого станка; 'кс —

суммарная дополнительная деформация основы в момент прибоя вследствие

зевообразования, движения качающегося скала, отпуска основы с навоя и

других воздействий.

Натяжение ткани при крайнем переднем положении берда

TfK — Т ХпСтк + ^ТкСтк>

где Сти — коэффициент жесткости ткани в заправке ткацкого станка; Лтн

суммарная дополнительная деформация ткани в период прибоя уточной

нити (в результате отвода ее товарным механизмом и других воздействий).

Тогда сила прибоя

Р ~ То'— Ттк = Т -j- XjiCo -i" ХсСо'—{Т'—ЯпСтк -f-

^ьткСтк)

— (Со Стк)

"Ь

^сСо—^ткСтк-

Величина прибойной полоски

к = {р-к^о -f )WkCtk)/(Co -I Стк).

Таким образом, при общих равных условиях величина при-

бойной полоски зависит от силы прибоя Р, которая в свою

очередь определяется типом вырабатываемой ткани и парамет-

рами заправки ткацкого станка.

Если пренебречь деформацией вследствие зевообразования,

отвода ткани, отпуска основы, то

Хп

= Р/(Со + Стк).

Величину прибойной полоски можно определить, зная закон

перемещения берда. Закон перемещения берда зависит от типа

батанного механизма.

Величина прибойной полоски уменьшается в результате до-

полнительной деформации основы Хс в момент прибоя. Если

в момент прибоя раскрывается зев, происходит деформация ос-

новы вследствие работы качающегося скала и других причин,

то прибойная полоска уменьшается.

Отпуск основы с навоя в момент прибоя уточной нити спо-

собствует уменьшению деформации основы и, следовательно,

увеличивает прибойную полоску. Величина Яп увеличивается,

если в период прибоя уточной нити ткань в рабочей зоне под-

вергается дополнительной деформации Х.тк вследствие отвода

ткани товарным механизмом. Величина прибойной полоски за-

висит также от коэффициентов жесткости основы Со и ткани

Стк в заправке ткацкого станка.

Коэффициент жесткости основы в расчете на одну нить ~

Со

Сэ.

о/Lo,

где Сэ. о — коэффициент жесткости метрового отрезка нити в условиях крат-

ковременных деформаций; Lo — длина деформируемой основы, равная сумме

отдельных элементов основы в заправке станка.

Коэффициент жесткости ткани в расчете на одну нить

Стк— Сэ.гк11-ук>

где Сэ. тк — коэффициент жесткости метрового отрезка нити в ткани в ус-

ловиях кратковременных деформаций; Ltk — длина деформируемой тканн.

Ниже приведены экспериментально полученные коэффици-

енты жесткости метровых отрезков одиночной нити при их

кратковременной деформации:

Нить

Хлопчатобумажная средней толщины,

шлихтованная

Льняная суровая 72 текс сухого прядения

Аппаратная шерстяная

Сэ.о.Н/см

7,5

Коэффициент жесткости отрезка бязи в расчете на одну

нить равен 1 Н/см.

Величина сопротивления прибоя уточной нити определяется

структурой ткани, свойствами пряжи и условиями запрэвки.

Наибольшее влияние оказывает структура вырабатываемой

ткани, определяемая числом нитей обеих систем на 1 дм, соот-

ношением линейных плотностей пряжи, заполнением и видом

переплетения. При выработке легких тканей с малым запол-

нением требуется небольшая сила прибоя на одну нить. При

выработке плотных технических тканей сила прибоя на одну

нить значительно больше. Общая величина силы прибоя при

выработке легких тканей составляет всего лишь несколько де-

сятков ньютонов, а при выработке технической ткани, например

бельтинга,— несколько тысяч ньютонов.

Величина деформации основй во время прибоя (прибойная

полоска) при работе станка устанавливается благодаря авторе-

гулированию системы.

Нормальная величина перемещения опушки ткани состав-

ляет 4—6 мм. Большая прибойная полоска получается при не-

достаточном натяжении основы. Малая прибойная полоска сви-

детельствует об излишнем натяжении основы, в результате воз-

можна также повышенная обрывность.

В процессе работы станка основные нити в рабочей зоне

подвергаются различным разрушающим воздействиям, к кото-

рым относятся действие сил трения, переменная деформация

растяжения, деформация изгиба. Большинство разрушающих

воздействий оказывает многократное влияние на каждый

элемент ^1ити. Под влиянием этих воздействий происходит раз-

рушение нитей основы и возникает обрывность. Наибольшим

разрушениям подвергаются наиболее слабые участки нитей.

Деформация растяжения способствует более интенсивному

разрушению нити от истирания, а истирающие воздействия спо-

собствуют усилению разрушения нити вследствие деформации

растяжения.

Интенсивность разрушающих воздействий вследствие тре-

ния нитей основы о скало, глазки галев и ламели при прочих

равных условиях зависит от величины возвратных перемещений

нитей основы и повторяемости этих перемещений. Величина

перемещения зависит от величины прибойной полоски — прямо

пропорциональна ей. Количество же воздействий пропорцио-

нально числу уточных нитей на 1 дм вырабатываемой

ткани.

Исследования показывают, что при равных общих условиях

на разрушение пряжи в процессе ткачества оказывает влияние

соотношение коэффициентов жесткости Co/CtK- Максимальное

значение прибойная полоска имеет при Со/Стк=1- При этих

условиях наблюдаются и максимальные разрушающие воздей-

ствия на нити основы.

Батанные механизмы

Основная технологическая функция батанного механизма чел-

ночного станка — прибивание уточной нити к опушке ткани.

Кроме того, батан выполняет ряд дополнительных функций;

обеспечивает движение челнока по брусу батана, приводит

в движение механизмы товарного и основного регуляторов, ав-

томата смены шпуль, разгрузки клапанов и др.

На батане челночных ткацких станков монтируют многочел-

ночные приборы, предохранительные устройства от вылета чел-

нока и механизмы контроля уточной нити. В батан этих стан-

ков встроен боевой механизм, погонялка которого совершает

переносное движение вместе с батаном.

На бесчелночных ткацких станках на батане установлены

направляющие гребенки для движения нитепрокладчика или

специальный канал-конфузор на пневматических или гидравли-

ческих станках.

По типу привода батанные механизмы можно разделить на

две основные группы — кривошипные и с кулачковым приво-

дом.

Для челночных ткацких станков наиболее широкое распро-

странение получили механизмы первой группы. Батанные меха-

низмы с кулачковым приводом широко распространены на бес-

челночных ткацких станках.

"^се батанные механизмы должны удовлетворять следующим

технологическим и техническим требованиям:

размах качания берда должен быть наименьшим во избе-

жание сильного перетирания нитей основы зубьями берда;

уточная нить к опушке ткани должна прибиваться плавным

давлением, а не ударом;

масса батана должна быть небольшой и достаточной для

выполнения всех технологических и механических операций ме-

ханизма.

блтлиный механизм челночного станка

(с кривошипным приводом)

На рис. 11.44 представлена схема аксиального батанного меха-

низма, у которого линия направления хорды, стягивающей пол-

ную дугу перемещения пальца лопасти, проходит через ось Oi

главного вала.

Нормальное отношение длины I поводка к радиусу криво-

шипа г составляет от 3 до 6. Если отношение ///-<3, то счита-

ется, что механизм с коротким поводком. Если отношение

//г>6, то-—с длинным поводком. При вращении главного вала

батан через поводки получает качательное движение вокруг

оси подбатанного вала Ог. Когда лопасть батана 1 движется

к опушке ткани 5, бердо 3 перемещает уточную нить 4 в том

же направлении и прибивает ее к опушке ткани 5. 'Во время по-

лета челнока бердо и склиз 6 бруса 7 служат для него направ-

ляющими.

При вращении главного вала его колено описывает окруж-

ность с центром в точке Oj, а палец лопасти батана 2 также

движется по дуге с центром

в точке Ог- Вследствие боль-

шой длины лопасти батана

(более 700 мм) и сравни-

тельно небольшого угла его

поворота, можно принять, что

палец лопасти движется не по

дуге, а по прямой. В этом слу-

чае перемещение пальца ло-

пасти батана определяется по

формуле

S = г (1—cos а) ± г^ sin^ а/{21),

(П.7)

где а —угол поворота главного вала

от переднего нулевого положения,

град.

При движении пальца ло-

пасти к: валу кривошипа вто-

рой член уравнения берется

со знаком плюс. Скорость и

Рис. 11.44. Схема батанного меха-

низма челночного ткацкого станка

369

ускорение определяют последовательным дифференцированием

уравнения (Н.7):

у = dS/d^ = га [sin а +/• sin 2а/(201;

а =

(о®г (cos

а + г cos 2а/0.

где (О-^угловая скорость главного вала, рад/с.

Из приведенных уравнений видно, что при а=0 и при а = я

скорость будет равна нулю (у = 0). Ускорение будет макси-

мальным при а=0,.минимальным — при а==180°.

Зная величины радиуса кривошипа и длины поводка и за-

даваясь углами а поворота кривошипа, можно определить ског

рость и ускорение для любого положения кривошипа и постро-

ить соответствующие кривые.

На рис. 11.45 построены графики пути S, скорости v и уско-

рения а пальца лопасти батана с нормальным и коротким по-

водками. Из графиков и приведенных уравнений видно, что

скорость и ускорение пальца лопасти батана зависят от отно-

шения г//; чем больше это отношение, тем больше скорость и

ускорение пальца лопасти батана, симметричность -движения

нарушается, а плавность снижается. Пунктирной линией пока-

заны кривые для батана с нормальным поводком,' а сплошной

линией — для батана с коротким поводком. Изменение пара-

метров движения дано за время одного оборота главного вала

станка. Начало отсчета принято в крайнем переднем положе-

нии батана. Один оборот главного вала разбит на 12 частей.

В момент прибоя (нулевое положение) батан с коротким по-

водком имеет значительно большее ускорение.

Для нормального движения челнока через зеа необходимо,

чтобы инерционная сила прижимала его к берду. Это условие

тг

ос

Рис. 11.45. Графики пути, скорости Рис. 11.46. Схема направления дви-

и ускорения пальца лопасти батана женин батана, ускорения и сил

с нормальным и коротким повод- инерции

ками