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

Подождите немного. Документ загружается.

•

11(1

1 I

Рис. III.6. Основовязаные переплетения

В переплетении трико (рис. III.6, б) петли располагаются

поочередно в двух соседних петельных столбиках. Трико, как

и цепочка, состоит из закрытых или открытых петель или соче-

тания тех и других, повторяющихся по рядам. Характерной

особенностью основовязаных переплетений, включая и трико,

является зигзагообразное строение. Петли наклонены в направ-

лении, обратном расположению протяжек. В трико все

протяжки являются односторонними. Энергия деформации изо-

гнутых в петли нитей определяет ориентацию петель в трико-

таже. Величина наклона петель зависит в основном от жестко-

сти нити при изгибе и плотности трикотажа.

Производным от трико переплетением является сукно

(рис. III.6, в), образуемое системой нитей, расположенных по-

очередно в двух петельных столбиках через один. Для рас-

смотренных основовязаных переплетений может быть введен

параметр л, показывающий число петельных столбиков, на ко-

торое смещается нить для образования каждого последующего

ряда. Тогда для цепочки «==0, трико «=/1, сукна п = 2.

С учетом параметра п возможно получение общей формулы

для расчета длины нити в петле. Пусть модель петли представ-

ляет собой набор дуг окружностей и эллипсов (рис. III.7).

Длина нити в петле l=BC+AB-l-CD£. Длина ВС равна поло-

вине длины окружности с радиусом ^/г^, т. е. BC—^k лй. Эле-

менты петли АВ и CDE считаются четвертями эллипсов соот-

Рис. П1.7. Модель

петли для расчета

длины нити в петле

ветственно с полуосями ai=A/2, 6i = 5 и а=пА, Ь=2В. Сумми-

руя, получим

г = я/4 (п + 1 /2) Л + 3/4яВ + 3/2nd.

Коэффициент соотношения плотностей С, если принять во

внимание ранее полученное выражение C=bifb2, принимает

[ вид

я/4 («+1/2) в+1/2

Шп 3 •

с увеличением п увеличивается длина протяжек и поверх-

ностная плотность трикотажа, уменьшается угол наклона про-

тяжек к линии петельного ряда. Протяжки, в этом случае ори-

ентируются по ширине, что ведет к уменьшению растяжимости

трикотажа по ширине.

К классу главных переплетений относится атлас — осново-

вязаное переплетение, в котором каждая нить образует после-

довательно имеющие двусторонние протяжки петли в смежных

петельных столбиках. На обычных основовязальных машинах

петельные ряды атласа чередуются с рядами трико

(рис. III.6, г). В таком трикотаже минимальный раппорт пе-

реплетения по ширине /?г=.3, по высоте

i?B

= 4. Раппорт опре-

деляют от рядов трико, меняющих направление ориентации,

до рядов трико, повторяющих начальные ряды. В случае боль-

шого раппорта протяжки, соединяющие соседние петельные

столбики, сначала ориентированы в одном направлении, затем

в обратном, возвращаясь к исходному петельному столбику.

, Петли имеют наклон в сторону, противоположную направле-

нию выходящей протяжки. Вследствие этого трикотаж пере-

плетения атлас из одноцветных нитей имеет поперечные по-

лосы разных оттенков. Если нити основы разноцветные, то на

поверхности атласа располагается характерный зигзагообраз-

ный рисунок.

Длина нити в петле атласа с двусторонними протяжками

определяется по формуле длины нити в петле глади с учетом?

наклона петельных столбиков и рядов:

U = nl2A' + 2B' + nd,

где Л' —петельный шаг по линии наклонного ряда (Л'=/4 sin а); . В' — вы-

сота петельного ряда (B'=B/sma, где а — угол наклона петельных столби-

ков к линии петельного ряда).

Для атласа, в котором ряды атласа чередуются с рядами

трико, находится средняя длина нити в петле в одном рап-

порте переплетения. Длина

нити в пбворотных петлях трико

определяется при rt== I по формуле

= J-лЛ + — яВ + — nd,

8 - 4 ' 2

Рйс. III.8. Кривая деформи-

рования трикотажа

Тогда средняя длина нити

в петле

где —высота раппорта переплетения.

Характерной особенностью всех

основовязаных переплетений явля-

ется их практическая нераспускае-

мость. Цепочка, трико, атлас с ма-

лым раппортом распускаются

только в направлении, обратном вя-

занию, при условии освобождения

остовов петель от обрезанных или оборванных концов про-

тяжек.

Деформирование трикотажа в условиях одноосного растя-

жения характеризуется кривой напряжение о —деформация

е (рис. III.8). Форма кривой выявляет очень большие измене-

ния'модуля упругости в процессе деформирования. В начале

деформирования изменяется форма петли: одни участки нити

выпрямляются, другие изгибаются в большей степени, нити

ориентируются в направлении нагрузки. Смещаются точки

контакта между нитями, что обусловливает изменение длины

одних частей."петли за счет других. В связи с этим даже не-

большие нагрузки приводят к существенным удлинениям три-

котажа.

5. ПОНЯТИЕ ОБ АВТОМАТИЗИРОВАННОМ

ПРОЕКТИРОВАНИИ ТРИКОТАЖА

Исходным условием технологического проектирования трико-

тажа является патрон узора полотна или форма детали изде-

лия, получаемые в результате художественного проектирова-

ния. Разработанный рисунок или детали изделия должны быть

реализованы на вязальной машине. Отдельные элементы из-

делия вырабатываются непосредственно в процессе вязания

или получаются способом раскроя из полотна. На первом

этапе проектирования, являющегося исходным для технологи-

ческого проектирования, уточняются структура трикотажа, тип

вязальной машины для получения,полотна с заданным узором

или детали определенной формы. Hai втором этапе проектиро-

вания, технологическом, проектируются данные для воспроиз-

ведения узора трикотажа или программ управления изготов-

лением заданной формы трикотажа. Данными для воспроиз-

ведения узора являются заправочные таблицы для набора ди-

сковых или барабанных узорообразующих механизмов, схемы

насекания перфолент или перфокарт, схемы набора цепей уп-

равления. На трикотажных машинах с электронными узорооб-

разующими механизмами эти данные вводятся в виде про-

грамм запоминающих устройств. На этом же .этапе технологи-

ческого проектирования проводятся расчеты основных техно-

логических параметров трикотажа:

поверхностной плотности, плотности вязания, процентного

содержания различных видов сырья;

расхода сырья и количества отходов на единицу готового

изделия;

норм производительности оборудования, КПВ;

объема производства.'

Для обычйого технологического проектирования трикотажа

требуется выполнить многочисленные и трудоемкие расчеты.

При использовании системы автоматизированного проектиро-

вания трикотажа все расчеты выполняются ЭВМ, что сокра-

щает затраты времени и повышает точность. Результаты вы-

числений используются в качестве заправочных параметров

вязальной машины, на которой изготавливаются образцы три-

котажа. Образцы сравниваются по проектируемым параметрам

с техническими условиями. По результатам отклонений вво-

дятся уточнения в заправочные параметры вязальной машины,

после чего вырабатывается стандартная продукция.

Для реализации САПР трикотажа необходимы: математи-

ческое описание структуры трикотажа; методы автоматизи-

рованного количественного определения элементов структуры

трикотажа по патрону его узора; алгоритм расчета параметров

трикотажа (поверхностная плотность, уработка, расход сырья

различных видов, производительность оборудования и пр.);

алгоритмы расчетов узоров и подготовки заправочных таблиц

для воспроизведения узора на машинах с данным видом узоро-

образующих механизмов.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие элементы и параметры трикотажа характеризуют его строение?

2. Каковы особенности структуры и свойств о;1инарного и двойного ку-

лирного трикотажа?

3. Каковы особенности строения основовязаных переплетений?

Глава 2. ПРОЦЕССЫ ПЕТЛЕОБРАЗОВАНИЯ

1. ГЛАВНЫЕ РАБОЧИЕ ОРГАНЫ

В трикотажной машине объединены механизмы,

которые осу-

ществляют заданное движение и с помощью которых произво-

дится изменение формы, свойств, состояния и положения ни-

тей. Основой трикотажной машины являются петлеобразую-

щие органы, к которым относятся иглы, платины, пресс, ушко-

вины и пр. Кроме петлеобразующих органов имеются и другие

детали, хотя они непосредственно и не участвуют в процессе

петлеобразования. Все эти детали вместе с петлеобразующими

органами носят название игольно-платинных изделий.

Конструкция главных рабочих органов в первую очередь

зависит от вида полотна или изделия, вырабатываемого на

машине. Процесс петлеобразования также вызывает те или

иные особенности в конструкции. Кроме того, определенные

виды переплетений обусловливают необходимость рабочих ор-

ганов, отличных друг от друга. Если учесть, что детали петле-

образующей системы работают в сложных условиях (высокая

частота вращения, ударные нагрузки, сложный изгиб), то они

должны обладать высокими физико-механическими свойст-

вами. Разнообразие игольно-платинных изделий велико. Вся

номенклатура продукции, выпускаемой заводами игольно-пла-

тинных изделий, сведена в каталог, в котором каждому изде-

лию присвоено условное обозначение, называемое позицией.

Язычковые иглы (рис. III.9, а) предназначены в основном

для машин с подвижными относительно игольницы иглами.

В язычковых иглах можно выделить крючок 1, язычок 2, чашу

3, ось 4, стержень 5, пятку 6 и хвостовик 7. Особенностью

язычковой иглы является вращающийся язычок, который за-

крывает крючок иглы при выполнении операции прессования

и нанесения старой петли, ^'азмер А должен быть наимень-

шим, так как он предопределяет ход иглы в процессе петлеоб-

разования и тем самым влияет на протяженность петлеобра-

зующей системы. Форма иглы должна обеспечить сопряжение

язычка со стержнем в закрытом и открытом состоянии (ас

<15...20°, р<15...17°). Профиль иглы способствует сбрасы-

ванию старой петли с иглы. У запрессованных игл сход ста-

рых петель затрудняется расположенной под крючком новой

нитью. Для облегчения сбрасывания петли чашу 3 язычка

6 7

Рис. III.9. Иглы и пла-

тина трикотажных ма-

шин

выполняют шире крючка. Тогда старая петля, расширяясь

в чаше, легче сойдет на новую петлю.

Особенности процесса петлеобразования обусловливают

конструкцию язычковых игл, которые отличаются по количе-

ству язычков и пяток. Позиции язычковой иглы в каталоге бу-

дут разными в зависимости от высоты пятки, формы отдель-

ных частей иглы.

В крючковой игле (рис. III.9, б) можно выделить стержень

крючок 2, чашу 3. Назначение чаши — обеспечить прилега-

ние к стержню- острия крючка при его "закрытии, (прессова-

нии). Общим для крючковых игл является возможность отгиба

игл. Для этого они должны быть достаточно длинными и об-

ладать довольно малой жесткостью при изгибе. Возможность

изгиба стержня иглы под действием небольшого натяжения

нитей в некоторой мере компенсирует колебания натяжения

нитей и обеспечивает выработку трикотажа без обрывов нитей.

Важное значение для увеличения производительности ма-

шины имеет уменьшение рабочего хода иглы, который опреде-

ляется в. основном длиной язычка и крючка. Для уменьшения

этого размера существенно изменена конструкция игл. В ре-

зультате появился новый вид игл — составные. Ранее были

разработаны и применены трубчатые иглы. Трудности изго-

товления этих игл ограничили. их применение. В настоящее

время широкое распространение получили в основовязальном

производстве пазевые (движковые) иглы. Принципиально но-

вым для этих игл является совмещение отдельных операций

петлеобразования, что наряду с уменьшением перемещения

иглы при вязании приводит к резкому увеличению производи-

тельности трикотажных машин.

Платины образуют плоскость, на которой происходит фор-

мирование петель; они удерживают старую петлю от подъема

вместе с движущейся иглой при заключении, а также осущест-

вляют оттяжку петель из зоны вязания. На рис. III.9, в пока-

зана платина однофонтурной кругловязальной машины. Пла-

тина состоит из бородки 1, носика 2, горловины 3, пятки 5, ос-

нования 4. Конструкции платин многообразны, и работа их

при образовании петель будет рассмотрена в каждом частном

случае отдельно при изучении конкретной трикотажной ма-

шины.

2. ТРИКОТАЖНЫЙ ПРОЦЕСС ПЕТЛЕОБРАЗОВАНИЯ

Свойства трикотажа определяются двумя основными факто-

рами: 1) свойствами нитей, из которых сформирован трико-

таж, 2) структурой трикотажа. Форма и длина нити в петле,

взаимное расположение петель зависят от условий из{ образо-

вания на трикотажной машине. Существует большое разнооб-

разие видов трикотажа. Но можно утверждать, что в основе

процессов петлеобразования заложен единый принцип. Для

образования петли необходимо создать такое положение двух

нитей, при котором одна из нитей (новая по терминологии,

принятой в технологии трикотажного производства) протяги-

вается сквозь петлю, образованную ранее из другой нити. До-

стичь этого можно двумя способами, в зависимости от кото-

рых различают два процесса петлеобразования — трикотаж-

ный и вязальный.

Рассматривая процессы петлеобразования, можно выделить

отдельные характерные операции, последовательность которых

различна длй трикотажного и вязального процессов. При изу-

чении петлеобразования следует иметь в виду, что любая из

операций протекает во времени., Рисунки, поясняющие сущ-

ность каждой операции, отражают лишь мгновенное положе-

ние петлеобразующих органов и нитей.

Трикотажный процесс включает десять операций

(рис. 111.10): / — заключение, 2 —прокладывание, 3 — кулиро-

вание, 4 —вынесение, 5прессование, б —нанесение, 7 — со-

единение, 8 — сбрасывание, 9 — формирование, 10 — оттяжка.

Операция заключения состоит в относительном движении

иглы и старой петли, при котором старая петля смещается

в направлении основания иглы за пределы крючка. Расстоя-

ние между острием крючка и игольной дугой старой петли

должно обеспечить возможность прокладывания новой нити

на иглу. Относительное движение петли и иглы приводит

Рие. ШЛО. Трикотажный процесс дет^еобразоваиня

Рис. III.11. к выводу уравне-

ния равновесия нити

к появлению сил трения между дви-

жущимися поверхностями, что вы-

зывает особые условия выполнения

заключения. Приложение сил к ста-

рой петле происходит в области

платинных дуг старых петель. Если

на машине платин нет, то старая

петля движется вместе с иглой на

значительную величину, сравнимую

с перемещением иглы при заключе-

нии. Расстояния, проходимые рабо-

чими органами в процессе петлеоб-

разования, определяют закон движения, скоростной режим и

производительность машины. Необходимо знать величину до-

полнительного перемещения ирлы при заключении, вызванного

взаимодействием иглы и старой петли. Это перемещение зави-

сит от угла поворота старой петли относительно иглы. Если бы

взаимодействие иглы и нити петли происходило в точке, то по-

ворот петли происходил бы в пределах угла трения. В данном

случае рассматриваемое явление требует специального решения.

Для этого следует обратиться к элементам механики гибкой

нити, тем более что дальнейшее изложение материала часто

основывается на этом разделе механики.

Пусть на концах а и & (рис. П1.11) элемента ds нити дей-

ствуют натяжения,, направленные по касательным. Кроме того,

нить находится в стационарном силовом поле, причем сила,

отнесенная к единице длины нерастяжимой нити и к единице

ее плотности, равна F. Тогда на элемент нити будет действо-

вать сила Fiids, где ц —линейная плотность нити.

Рассмотрим равновесие элемента ds. Условие равновесия

этого элемента:

Fiuls+T + dT^T = 0.

Отсюда

(П1.3)

dT+F|xds = 0.

Это равенство выражает дифференциальное уравнение рав-

новесия в векторной форме.

Представим это уравнение в проекциях на оси декартовых

координат. Так как косинусы углов, которые касательная

к кривой в точке а(х, у, z) образует с осями координат, равны

dxfds, dy/ds, dz/ds, то

Т^ = Tdx/ds, Ту = Tdy/ds, Т, = Tdz/ds,

408

Проектируя обе части векторного равенства (1П.З) на оси

координат, имеем

-d/ds{Tdx/ds) + F^=0-,

d/ds{Tdylds) + Fy =

0-,

~d/ds{Tdz/ds) + F^ = 0.

Найдем уравнения равновесия нити в проекциях на оси по-

строенного в точке а натурального трехгранника._0^значим

орты касательной, нормали и бинормали через т", v®, тогда

Т=Т?.

dT _ d ^jT^o-^ _ dT ~o J. dx°

ds ds ds ds

dT°

ds p

Следовательно,

где p:— радиус кривизны кривой в точке а.

ds ds p

И из уравнения равновесия (И1.3) получим

(П1.4)

Так как f = f+ + ^рР", то равенство (1П.4) можно

представить в виде

1 / dT

ц V ds

аг -о^ г

ds р

Отсюда получим уравнения равновесия нити в проекциях

на оси натурального трехгранника

(П1.5)

(J, ds [i p

Из уравнений (III.5) видно, что производная от натяжения

нити по дуге равна взятой с обратным знаком проекции дей-

ствующей силы на касательную, а произведение натяжения

нити в данной точке на кривизну кривой, по которой нить рас-

полагается в равновесии, равняется взятой с обратным зна-

ком проекции силы на главную нормаль.

Наиболее распространенные системы координат, которые

будут широко использоваться для анализа петлеобразования,

Ь)-

\ °

Рис. III.12. Положение нити при заключении

не вполне удобны для решения задачи о движении нити ста-

рой петли при заключении.

Введем координаты, связанные с поверхностью, на которой

расположена нить. В качестве новой переменной используем

угол а (рис. III. 12). Угол а имеет простой геои^етрический

смысл — это угол между ортом касательной к нити т° и векто-

ром е, расположенным в данном случае в плоскости направ-

ляющей цилиндра и направленным в сторону возрастания по-

лярного угла ф. Угол а отсчитывается от вектора в положи-

тельную сторону.

- Уравнение равновесия нити на поверхности прямого кру-

гового цилиндра, движущегося со скоростью v, записывается

в ййде

где k — коэффициент трения нити по цилиндру.

Разделим переменные и получим

da/cos® а=—Ыф.

Отсюда tg а=—ka+С. Здесь С — произвольная постоян-

ная. В точке В ф=1фв=0, а=ав и tgфв=C. Тогда tga=tgaB—

—kfp.

Обе ветви нити AiB и ЛаС лежат в одной плоскости, точки

Ai и Лг расположены в плоскости, параллельной плоскости

хОу, симметрично относительно оси Оу.

В точке С tgac=—tgttB, Ф=я. Отсюда tgaB=3t/2^. Таким

образом, при заключении петля располагается под углом а=