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

Подождите немного. Документ загружается.

использование партионных сновальных машин со средст-

вами автоматизации зарядки шпулярника и соединения нитей

при смене ставки, с автоматическим контролем и регулирова-

нием технологических характеристик, использованием микро-

процессорной техники с целью повышения качества снования и

повышения производительности труда;

использование шлихтовальных машин с высокой степенью

автоматизации контроля и регулирования характеристик про-

цессов с помощью микропроцессорной техники, с двумя пропи-

точными ваннами и раздельной сушкой, увеличенным усилием

отжима с целью повышения качества отшлихтованной пряжи

и производительности машин и труда; новых эффективных

клеящих материалов, обеспечивающих снижение обрывности

в ткачестве; возможна разработка методов сухого шлихтова-

ния термоклеями;

применение автоматизированной вакуумной камеры для за-

парки пряжи;

использование в хлопкоткачестве многозевных машин ТММ

и пневматических станков для выработки малоплотных и об-

легченных тканей; машин ТММ и станков СТБ для производ-

ства тканей массового ассортимента из пряжи средней линей-

ной плотности (бязи и подобные ткани подкладочной, тико-

вой и технической групп); станков пневматических, СТБ и

машин ТММ для производства миткаля, платочных и техниче-

ских тканей; станков СТБ и рапирных для выработки тканей

платьевой, одежной, тиковой, технической и других групп

(фланель, диагональ, молескин, поплин, репс, меланжевые,

вельвет-корд и др.); станков СТБ, пневматических, рапирных

для производства пестроткани, тканей крупноузорчатых со

средним числом уточных нитей на I дм; станков СТБ-М для

производства махровых тканей, рапирных и челночных для

производства тканей из уточной пряжи большой линейной

плотности и фасонной пряжи, тканей с повышенным числом

уточных нитей на 1 дм (мебельно-декоративные, одежные, тех-

нические, плащевые, курточные); станков челночных, рапир-

ных и пневматических для производства ткани из пряжи ма-

лой линейной плотности, в том числе полиэфирнохлопковой

(перкаль, ленточная ткань, батист,, высококачественные соро-

чечные и др.);

полная механизация ручных процессов проборки и при-

вязки основ на базе высокопроизводительных основопробор-

ных автоматов (7000 нитей в 1 ч) и узловязальных машин

(700 узлов в 1 мин).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Как называются детали, с которыми взаимодействуют основа и ткань

при продольном движении, и каково их назначение?

2. Какие механизмы' имеет ткацкий станок?

3. Что называетсй зевом

г"

4. Каковы цель и сущность зевообразования?

5. Какие существуют виды зева?

6. Какие имеются группы зевообразовательных устройств?

7. Какие существуют способы прокладывания утка на ткацких станках?

8. Каково назначение батанного механизма?

9. Какие имеются способы прибоя утка?

10. Что называется прибойной полоской и что такое сила прибоя?

11. Каково назначение товарных механизмов?

12. В каких случаях применяется тот или иной товарный механизм?

13. Каково назначение механизмов натяжения и отпуска основы?

14. Какие типы основных регуляторов применяют на современных ткац-

ких станках?

15. Каковы основные виды брака в ткани?

16. Как определяется производительность ткацкого станка и от каких

факторов она зависит?

Раздел III. Трикотажное производство

Глава 1. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ТРИКОТАЖА

1. ЭЛЕМЕНТЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРИКОТАЖА

Трикотаж —изделия ИЛИ полотна, получаемые из одной нити

или системы нитей путем образования петель и их взаимного

переплетения.

Основными элементами трикотажа являются петли 1

(рис. III.1,а), наброски 2 и протяжки 3. Сочетание элементов

петельной структуры, составляющих непрерывный элементар-

ный ряд, и чередование этих рядов создают переплетение три-

котажа, определяющее его внешний вид и свойства. Для рас-

смотрения порядка сочетаний элементов в ряду и чередова-

ния рядов используется графическое изображение. Ряд точек

(рис. III.I, б) обозначает центры соседних петель, соответст-

вующие расположению игл на машине при образовании пе-

тельного ряда. Для трикотажа, получаемого на машинах

с двумя игольницами (двухфонтурных машинах), ряд петель

располагается по точкам, образующим две линии. Точки

в ряду могут быть расположены со смещением на половину

игольного шага, что соответствует ластичной расстановке игл

(рис. III. 1, в), или друг против друга, что соответствует интер-

лочной расстановке игл (рис. III.

е).

К основным геометрическим параметрам трикотажа отно-

сятся длина нити в петле I, петельный шаг А (рис. III.2) и вы-

сота петельного ряда В. В основу анализа структуры трико-

тажа положен метод геометрического моделирования, при ко-

тором реализуется геометрическое подобие. По модели петли

кулирного трикотажа, предложенной А. С. Далидовичем,

длина нити в петле

l = nD + 2B.

С учетом D=A/2 + d получим

l=:{n/2)A + nd + 2B. » (III.1)

За рубежом получили распространение другие геометриче-

ские модели. Но все же любая из них, включая модель

А. С. Далидовича, полностью игнорирует механические свой-

ства нитей, что привело к цесоответствию расчетов с состоя-

Рис. III.1. Элементы петельной Рис. III.2. Петли Рис. III.3. Эле-

структуры и их графическое изоб- кулирното трико- мент модели петли

ражение тажа

нием реальных нитей. Лучшее приближение дает изучение

длины нити в петле с позиций геометр11чески нелинейной тео-

рии упругости. В рамках классической (линейной) теории уп-

ругости невозможно правильное истолкование ряда вопросов,

связанных с расчетом нитей. Многие исследователи свели ана-

лиз отдельных участков петли к задаче нахождения формы

изогнутого тонкого стержня (рис. П1.3). При этом форма не-

• растяжимой однородной сопротивляющейся изгибу нити .выра-

жается с помощью специальных функций.

Подобный подход является одним из этапов приближения

расчетов нити в условиях вязания к реальному ее состоянию.

Этот метод перед геометрическим имеет преимущество — учи-

тывает свойства нити и дает объяснение зависимости размеров

петель от реологических характеристик нити. Вычисления по-

казывают лучшее приближение физических моделей по срав-

нению с геометрическими к экспериментальным данным.

Для более сложных переплетений аналитическое описание

формы петли крайне затруднительно. Поэтому для расчета

длины нити в петле принят другой метод — эмпирический, в со-

ответствии с которым длина нити в петле связана с парамет-

рами трикотажа соотношением

l = + + (1П.2)

Параметры Ь{ находят экспериментально по серии опытов.

Полученные числовые значения hi могут быть отнесены только

к тому конкретному случаю переплетения, вида и линейной

плотности нити, при котором вычислен параметр. Распростра-

нение результатов на другие переплетения, цусть и весьма

близкие, недопустимо. Поэтому этот метод, как и любой дру-

гой эмпирический метод в какой бы то ни было области зна-

ний, не может претендовать на универсальность.

Другими основными характеристиками, связанными с пе-

тельным шагом А 0 внсотой петельного ряда В яшяются

плотность по горизонт-али Яг и плотность по вертикали Яв.

Плотность по горизонтали — это число петельных столбиков

на единицу длины (100 мм):

Яг=100М.

Плотность по вертикали —число петельных рядов на еди-

ницу ДЛИНЫ:

Яв= 100/5.

Площадь, занимаемая петлей,

S = AB.

В соответствии с принципом Кастильяно действительная

форма равновесия тела отличается от всех возможных форм

тела тем, что для нее величина деформации принимает мини-

мальное значение. Потенциальная энергия деформации изгиба

нити в петле

(1/2)

т. е. величина энергии пропорциональна изгибающему мо-

менту. Ясно, что минимуму энергии соответствует минималь-

ное значение изгибающего момента. Соотношения Клебша ос-

нованы на пропорциональности кривизны 1/р при деформации

изгибающему моменту:

М^ЕПр,

где EI — жесткость поперечного сечения при изгибе.

Тогда для равновесного состояния петли необходима ми-

нимальная кривизна нити в петле, что соответствует ма'Кси-

мальной площади петли S.

Найдем максимум функции S=AB=f {А, В} при наличии

связи между переменными ф(Л, В)=1—biA—biB—bad^O. Ре-

шение задачи основано на способе неопределенных множите-

лей Лагранжа. Для определения тех значений переменных А

и В, при которых функция f достигает относительного макси-

мума1 необходимо приравнять к нулю частные производные по

Л и Б от функции Ф, определяемой равенством Ф=/+|Хф, счи-

тая неопределенный множитель к постоянной величиной, и при-

соединить уравнение связи.

Составим функцию;

Ф = + —М—М)-

Приравнивая к нулю ее частные производные по Л и В, по-

лучим .

аФШ = В^Я&1 = 0; дФ/дВ = А-Щ==0.

Отсюда B = kbu A =

Xb2.

Подставив эти значений в условие

связи I—lb lb 2—Kb lb 2—bad=О, можем определить Л,:

X=(l^bsd)/i2bA)-

Подставляя значение X в выражение для S, получим

при этом

В качестве оценки равновесного состояния трикотажа вво-

дится коэффициент соотношения плотностей

С = Ш=Яг/Яв =

Отклонение от этого значения обнаруживает неравновес-

ное состояние и возможность деформирования трикотажа.

Степень сплошности трикотажа характеризует линейный

модуль петли a=l/d. В некоторых случаях проектирования

трикотажа понятие модуля приобретает доминирующее значе-

ние. Считается, что модуль петли наиболее полно характери-

зует петельную структуру трикотажа. Конкретному виду

трикотажа соответствует определенный модуль, который опре-

деляется статистическими методами из эксперимента. По из-

вестному значению модуля а вычисляется длина нити в петле

l =

<sd.

Между петельным шагом А, высотой петельного ряда

В и длиной нити в петле I устанавливается эмпирическая связь

в виде Л=Л(/, Г); В = В{1, Т), где 7 —линейная плотность

нити.

2. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ

КУЛИРНОГО ТРИКОТАЖА

ПЕРЕПЛЕТЕНИЯ ГЛАДЬ

Кулирная гладь является основным переплетением, на базе ко-

торого образованы все одинарные кулирные переплетения. На

практике и в теоретических расчетах чаще всего используется

геометрическая модель, предложенная А. С. Далидовичем (см.

рис. П1.2). При этом получена формула (П1.1).

Если воспользоваться более общим выражением (П1.2) для

длины нити в петле, то имеем bi=n/2,

= 2. Тогда коэффици-

ент соотношения плотностей для равновесного трикотажа

С = В/Л = bjb^ = я/4 = 0,785.

При растяжении трикотажа изменяется расстояние dso

между точками, фиксированными на трикотаже, при их пере-

мещении в пространстве. Относительное изменение длины от-

• резка выражается следующим образом:

8 = {ds—dSoVdso,

где ds — расстояние между новым положением точек в деформированном

состоянии.

Деформирование может быть по длине и по ширине. В пер-

вом случае деформация

во втором

Эти параметры являются мерой деформирования при рас-

тяжении трикотажа. Но они не удовлетворяют важному требо-

, ванию аддитивности двух последовательных деформаций.

Действительно, пусть нить начальной длины /о испытывает

два последовательных удлинения Ah и А/г. Рассмотрим два

случая — удлинения происходят ступенчато и непрерывно. Ре-

зультаты в обоих случаях должны быть одинаковыми.

Относительные удлинения при деформировании

ступенчатом

Ба

= MJlo + АШо + A/i) =

= I(A/i)/„ + (Ay/о + (/о + A/i)],

непрерывном

Сравнение

полученных выражений показывает, что 81+2^

¥=81

62,

т. е. суммарная деформация, осуществляемая непре-

рывно, не равна сумме последовательных деформаций. Это не

соответствует действительности. Но различие между 81+2 и

исчезает, если удлинения Ah и Ak малы по сравнению

с /о:

ei+2 =

82 —

(A/i + AI^/Iq.

Если А/ не мало, то при больших удлинениях следует от-

носить бесконечно малое изменение длины dl к текущей вели-

чине длины I. Тогда бесконечно малое относительное удлине-

ние, определенное подобным способом,

de" = dl/l.

Исходя из граничного условия отсутствия деформации при

/ = /о получим

в" =Ulll = \n{lllt) = \n{\ + e).

'^min

Деформацию в" называют дефор-

мацией растяжения по Генки. Если

рассмотреть два последовательных

растяжения, то при деформировании

ступенчатом

ef +

e2"

= ln[(/o + A/i + Ag//o],

непрерывном.

Рис. III.4. Предельно

растянутый кулнрный

трикотаж

Отсюда 81+2 = 8^4- е", т. е. резуль-

тат не зависит от последовательности

операций растяжения. Поэтому это

определение должно быть введено

при рассмотрении больших продоль-

ных деформаций, которые характер-

ны для трикотажа. Но все же в тех-

нологии трикотажа применяется ис-

ключительно форма деформации для случая малых смещений

(малых деформаций).

Предельное состояние трикотажа при его растяжении

в длину (рис. П1.4, а) характеризуется минимальным петель-

ным шагом Amin=4d. Если принять длину прямолинейного от-

резка петли равной высоте петельного ряда Втах, то длина

нити в петле

Тогда

Втах = 0,5 (Z^Srtd).

Для предельного состояния кулирной глади при растяже-

нии в ширину (рис. П1.4, б) действительно минимальное зна-

чение высоты петельного ряда Bmin = 2d. Длина нити в петле

Отсюда

Amax^l—Snd.

Следовательно, в случае одноосного растяжения макси-

мальный петельный шаг глади в 2 раза больше максимальной

высоты петельного ряда.

Поверхностная плотность трикотажа (масса 1 м^) равна

M=LT, где L — длина нити в 1 м® трикотажа; Т — линейная

плотность нити. Если длина нити в петле /, мм, число петель

в 1 м® N=10 Яг-10 Пв, то поверхностная плотность, г/м^ оп-

ределяется по формуле

Возможно также использование другой, тождественной,

формулы

М = 1Т/{АВ).

3. ОСОБЕННОСТИ ДВОЙНОГО КУЛИРНОГО ТРИКОТАЖА

Трикотаж главных переплетений состоит из петель, одинако-

вы^ по форме и размерам. Наиболее распространенным из

главных двойных переплетений является ластик, состоящий из

чередующихся лицевых и изнаночных петельных столбиков

(рис. III.5, а). Петли петельного_ряда связаны протяжками

так, что лицевая петля одного слоя трикотажа соединена со

смежной изнаночной петлей другого петельного слоя. Ластик

и с лицевой, и с изнаночной стороны имеет одинаковый внеш-

ний вид, так как со стороны каждого петельного слоя в ла-

стике расположены лицевые петельные столбики, изнаночные

петли почти незаметны. Именно поэтому переплетение ластик

называют двухлицевым. Ластик, состоящий из последователь-

ности столбиков (одного лицевого и одного изнаночного), на-

зывается ластиком

+ 1. Если число лицевых и изнаночных

столбиков в пределах раппорта другое, то образуются вари-

анты ластика типа 2 + 2 (/? = 4), 2+1 {Я=3) и др.

Ластик

может быть распущен только в направлении,

обратном вязанию. В случае обрыва нити в петле распускается

лишь тот петельный столбик, в котором находится эта петля,

причем роспуск происходит также в' направлении, обратном

вязанию. Переплетения других раппортов (2+2, 3+2, 5+2

и т. д.) могут распускаться, в любом направлении. Это объяс-

няется тем, что ластик в этом случае представляет собой сово-

купность отдельных участков глади, которая распускается как

в направлении вязания, так и против вязания.

Ластик с равным числом лицевых и изнаночных петель

в раппорте не закручивается ни по длине, ни по ширине, так

как оба слоя петель уравновешивают друг друга. Можно го-

ворить о равновесии трикотажа без закручиваемости и в слу-

Рис. IIL5. Переплетение ластик и двуластик

чае малой разности числа лицевых и изнаночных петель в пре-

делах раппорта. Но ластик, у которого на одной стороне чи-

сло лицевых столбиков существенно отличается от числа из-

наночных, закручивается по петельному ряду на ту сторону,

где число лицевых петель меньше, чем на другой стороне три-

котажа. Закручиваемость возникает и по петельному стол-

бику. Это вызвано тем, что энергия деформации нитей отдель-

ных участков трикотажа различна и поверхность ластика

с большим числом столбиков в раппорте можно уподобить ку-

лирной глади, закручиваемость которой известна.

На базе ластика образуется широко распространенное пе-

реплетение— двуластик, называемое также интерлочным. Дву-

ластик является совокупностью двух ластиков, соединенных

между собой таким образом, что между петельными столби-

ками одного ластика располагаются петельные столбики дру-

того (рис. III.5, б). В производных переплетениях, в том числе

и в двуластике, присутствуют элементы, различающиеся фор-

мой,—петли и протяжки. Каждый ряд двуластика вяжется

двумя системами из двух различных нитей. В первой системе,

например, работают нечетные иглы одной игольницы и четные

иглы другой. Во второй системе вторую нить ряда провязы-

вают оставшиеся иглы. В результате лицевые петельные стол-

бики одного ластика располагаются напротив изнаночных

столбиков другого. Трикотаж переплетения двуластик явля-

f : ется двухлицевым.

[ Явления, возникающие при обрыве нити в петле, анало-

гичны распускаемости ластика. Двуластик имеет некоторые

! особенности, связанные с его структурой. Между петлями двух

J слоев есть точки контакта, число которых при деформировании

; трикотажа растет. Кроме того, возникают дополнительные

t взаимодействия между протяжками. При нагружении двула-

i стика усилие воспринимается обеими системами нитей и в слу-

i; чае обрыва петли в столбике нагрузка передается на петлю,

ri образованную из другой неразрушенной нити. В силу этих

причин роспуск двуластика ограничен.

4. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ТРИКОТАЖА

ОСНОВОВЯЗАНЫХ ПЕРЕПЛЕТЕНИЙ

Трикотаж главных переплетений состоит из петель, одинако-

вых по величине и форме. К классу главных основовязаных

переплетений относятся цепочка, трико и атлас.

Цепочка (рис. III.6, а) представляет собой переплетение,

образованное прокладыванием нити на одну и ту же иглу. Пе-

тельные столбики независимы друг от друга, образованы из

закрытых или открытых петель. Чаще всего цепочка применя-

ется как составная часть полотна или изделия в сочетании

с другими переплетениями.