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

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. III.

13.

К опреде-

лению глубины кули-

рования

= я/2 —arctg (я/2^) к движущейся игле.

Дополнительноё перемещение иглы при за-

ключении находится из соотнощения Zb =

= atgaB, где а —расстояние от игольницы

до контура заключающего устройства, в ко-

тором приложена сила, удерживающая

старую петлю от движения вместе с иглой.

Под прокладыванием понимают подачу

нити на иглу в соответствии с программой,

определяемой рисунком переплетения. Нить

должна прокладываться на те крючковые

иглы, на которых еще не было выполнено

вынесение. Наиболее общим случаем нитеподачи является по-

дача нити из произвольной точки, не совпадающей с координат-

ными плоскостями, при расположении

игл по направляющей

иголькогб цилиндра. Если спроектировать нить на горизонталь-

ную и касательную плоскость, получим угол наклона нити

по отношению к горизонтальной плоскости, в которой распо-

ложены старые петли (петельный угол подачи нити), и угол

приближения нити по отношению к касательной плоскости

(игольный угол подачи). Петельный и игольный углы подачи

нити характеризуют условия взаимодействия игл с нитью. На-

дежность захвата нити крючком иглы определяется ориента-

цией нити относительно крючка.

Под кулированием понимается изгибание проложенной на

иглу нити для образования петли заданной длины и формы

Длина нити в петле I является основным параметром трико

тажа, определяющим его структуру и свойства. В трикотаж

ном процессе петлеобразования уже в начале процесса преду

смотрено получение определенной длины нити в петле, котО

рая рассчитывается на стадии проектирования трикотажа

В связи с этим нахождение глубины кулирования> К по задан

ной длине нити в петле I является задачей, имеющей большое

практическое значение.

Решение поставленной задачи сводится к отысканию кор-

ней трансцендентного уравнения

^/2

= г81пф+//2с08ф—гфсозф, ^ (П1.6)

где

—игольчатый шаг; Г=Г1+Л2 — радиусы закруглений средней линии нити

на иглах и платанах (рис. 111.13); ф —угол наклона прямолинейного от-

резка нити к плоскости формирования петель.

Тригонометрические функции 81Пф и cos<p раскладываются

ПО степеням ф:

81Пф = ф

cos ф = I —

фЗ ф8

3! 5!

+ (-1)"т

+ (-1)"

фап+1

(2«+1)!

(2п)1 •

А. С. Далидович, считая, что кулирование может выпол-

няться с перетяжкой нити из ранее сформированной петли

(степень перетяжки не всегда можно предвидеть) и что урав-

нение (III.6) не учитывает деформирование нити, принял угол

Ф, равным JT/2. Тогда

Лк =

Если ограничиться только двумя членами разложения, то

получим уравнение

фЗ _ А _L

ф2

А-Lli-= 0.

4 /• ^ 2 г

Взяв три члена разложения, получим уравнение 5-й степени.

Уравнения 3-й и 5-й степеней в общем случае в радикалах

разрешены быть не могут. Поэтому представляется более ра-

циональным и эффективным числовое решение исходного (ос-

новного) уравнения без разложения тригонометрических функ-

ций в степенные ряды. Корни уравнения (III.6) можно найти

одним из наиболее важных способов числового решения урав-

нений—методом итерации.

Для практического применения метода итерации необходимо

выяснить достаточное условие сходимости итерационного про-

цесса. Если существует правильная дробь q, такая, что

то процесс итерации сходится независимо от начального значе-

ния фо. Представим уравнение (III.6) в виде

i/2 — г sin ф

= arccos —.

^ //2-гф

Такое представление обеспечивает выполнение неравенства

Г(ф)<1. Если выберем фое(0; 1,57), то гарантировано, что по-

следовательные приближения

Ф„ = arccos

дают решение исходного уравнения (л=1, 2, ...).

Нить при расчете предполагается нерастяжимой, однород-

ной, гибкой, в некотором смысле абстрактной. Однако при ана-

литическом исследовании формы нити при кулировании необхо-

димо использовать механику нити, жесткой на растяжение и

изгиб. Применение нелинейной, теории упругости для изучения

поведения нити на вязальных машинах, несомненно, является

развитием теории вязания. Но все же следует отметить, что при-

меняемые расчетные способы нахождения натяжения и формы

нити при изгибе могут быть распространены лишь на сплошные

нити (мононити). Исходным условием всей теории является ги-

потеза плоских сечений, в соответствии с которой поперечные

нормальные сечения нити, плоские до деформации, остаются

плоскими и после деформации. При этом отсутствует давление

волокон друг на друга.

Расчет комплексных нитей и пряжи должен требовать иного

подхода, так как расчет по теории плоских сечений противоре-

чит опытным данным. Для определения внутренних усилий и

смещений с помощью обычных уравнений равновесия тонких

прямолинейных стержней, написанных для конечного деформи-

рованного состояния, необходимо учесть различие в порядке ве-

личин внутренних усилий. Вычисления натяжения комплексных

нитей позволяют считать, что воздействие жесткости при изгибе

на натяжение нити весьма мало и расчет комплексной нити воз-

можно проводить для гибких элементарных нитей с учетом раз-

личия величин внутренних усилий отдельных нитей. Конечно,

каждый отдельный случай требует специального подхода. Во-

прос об исключении жесткости из расчета должен быть решен

после оценки модуля упругости и момента инерции сечения

элементарной нити, зависящего в основном от ее диаметра. Для

подавляющего большинства нитей, перерабатываемых в трико-

тажном производстве, модуль и размеры элементарных нитей на-

ходятся в пределах, которые позволяют пренебречь жесткостью

нити при изгибе. Тем более эти положения относятся к пряже из

натуральных и химических волокон, а также из их смесей.

В последние десятилетия наряду с традиционными материа-

лами появились новые искусственные материалы с высокими

характеристиками прочности и жесткости. Значения модуля со-

ставляют, например, для стеклянных волокон 72000 МПа, для

угольных волокон — 400 000 МПа. Приведенные цифры носят

сугубо ориентировочный характер, но все же дают представле-

ние об увеличении жесткости, превышающей обычные нити в де-

сятки раз. Здесь теорця комплексной нити совершенно необ-

ходима независимо от толщины элементарных нитей.

Вынесением называют движение под крючок проложенной

на иглу нити. При вынесении в случае трикотажного процесса

петлеобразования все петли должны быть одинаково натянуты,

в противном случае возможно перемещение нити в направлении

более натянутого участка. Перераспределение нити между от-

дельными петлями обусловливает неравномерность трикотажа.

При движении новой петли относительно иглы нить отклоняется

от геодезического положения. Расчет этого отклонения анало-

гичен нахождению приведенного угла трения при операции за-

ключения. Глубина кулирования уменьшается по сравнению

с глубиной кулирования при изгибе. Поэтому при выполнении

вынесения следует уменьшать натяжение нити в новых петлях.

Следующая операция —прессование, т. е. ликвидация за-

зора между крючком и стержнем иглы. Операция прессования

на трикотажной машине осуществляется прессом, действующим

последовательно на иглы. После кулирования и вынесения иглы

при. дальнейшем вращении цилиндра встречают неподвижный,

пресс, который имеет специальную форму. Вследствие этого про-

исходит погружение острия крючка в чашу иглы. Одновре-

менно с прессованием прекраш,ается действие заключающего

устройства на старые петли. Старая петля поднимается по

крючку иглы. При выполнении прессования новая петля должна

располагаться под крючком иглы, чтобы новая петля при прес-

совании не была защемлена острием крючка. Иначе это вы-

звало бы нанизывание старой петли на крючок.

При нанесении старая петля движется по запрессованному

крючку иглы в направлении проложенной под крючок новой

нити, находящейся на внутренней поверхности вершины иглы.

Началом нанесения следует считать момент, когда запрессован-

ный конец крючка иглы расположится ниже уровня игольных

дуг старых петель (рис. П1.14). При нанесении остов старой

петли должен пройти сначала по утолщенной части стержня

иглы в области чаши, а затем по запрессованному крючку.

Длина контура крючка со стержнем значительно больше пери-

метра стержня перед нанесением. Длина нити в основе старой

петли может увеличиваться вследствие перемещения со стороны

последующей иглы, так как на этой игле петля еще находится

на стержне. Нить из петли предыдущей иглы перейти не мо-

жет из-за того, что в этот момент нанесение старой петли нахо-

дится в более поздней стадии и поэтому для увеличения длины

нити в этой петле тоже требуется нить, к-тому же в большем

количестве, чем для рассматриваемой петли. Дальнейшее дви-

жение иглы приводит к перемещению нити в противоположном

направлении — со стороны иглы, на которой произошло сбрасы-

вание старой петли. Следовательно, увеличение длины нити

в остове старой петли, наносимой на крючок, осуществляется не

только в результате деформирования нити, сколько за счет пе-

ремещения нити со стороны смежных игл. При этом старые, уже

, сброшенные с игл петли, уменьшают свою длину. Действитель-

ная длина нити в петле t всегда меньше теоретической, полу-

ченной по расчету. Величина уменьшения I и неравномерность

трикотажа зависят от многих причин, и одна из них возникает

при выполнении операции нанесения.

До сих пор в процессе петлеобразования нити новой и ста-

рой петель двигались по различным поверхностям иглы неза-

висимо друг от друга. Если зафиксировать положение нитей

в конце нанесения, то окажется, что новые и старые петли отде-

лены друг от друга. Новые петли расположены под крючком,

старые петли огибают крючок иглы. Чтобы образовать новый

элемент трикотажа — петлю, необходимо новую нить протянуть

сквозь старую петлю. После выполнения вынесения и нанесения

следует операция соединения новой и старой петель, когда они

непосредственно контактируют между собой. На современных

Рис. III.

14.

Операция нанесе-

ния на крючковых иглах

Рис. III.15. Положение новой

и старой петель при оттяжке

машинах соединение не оказывает существенного влияния на

петлеобразование. Введение этой операции скорее традиционно,

чем необходимо.

Соединение совпадает с приходом внутренней точки вершины

крючка на плоскость расположения старых петель. Дальнейшее

относительнре движение иглы и петель определяет сход старой

петли с крючка иглы на новую петлю. Эта операция называется

сбрасыванием. Выполнение сбрасывания связано с некоторыми

трудностями, вызванными тем, что новая петля препятствует

старой сброситься с иглы. Старая петля остается на игле до

тех пор, пока не расширится на две толщины нити новой петли.

При этом старая петля преодолевает сопротивление со стороны

новой нити. Операция протекает успешнее, если форма иглы

выполнена с учетом возможности схода с иглы старой петли.

Для этого увеличивают ширину язычка иглы на участке чаши,

уменьшают толщину вершины крючка в области расположения

новых петель при сбрасывании. Существенное влияние на вы-

полнение операции оказывают структура и свойства пряжи.

Если петли образовывать из трощеной нити, то отдельные нити

располагаются ъ области контакта старой и новой петель одна

рядом с другой и при сбрасывании представляют собой единич-

ную нить. Аналогичные явления возникают и для нитей с малой

Круткой. Кроме того, в этом случае облегчается поперечное

деформирование нитей.'Лучшему переходу старой петли на но-

вую способствует также уменьшение коэффициента трения нити

о нить, достигаемое парафинированием или эмульсированием

нитей.

После сбрасывания старых петель формируются новые

петли. Формированием называют протягивание новых нитей че-

рез старые петли, сброшенные с игл, в результате чего оконча-

тельно образуются новые петли. При трикотажном способе пет-

леобразования длина нити в новой петле при формировании

равнй длине нити в петле при кулировании.

РЬ

•i.

а •

Рис. III.16. Изменение длины нити в петле (а) и график

Д/-Р (б)

Операцией формирования завершается цикл петлеобразова-

ния, в результате которого образуется новая петля. Петлеобра-

зующие органы начинают движение, чтобы начать новый цикл

вязания. Начальное движение иглы сопровождается оттяжкой

от нее старой петли. После- формирования старые петли, сбро-

шенные с игл, располагаются относительно игл так, что петли

могут вновь попасть на крючок иглы. Это явление вызывает на-

бор петель, т. е. приводит к дефектам трикотажа. При выпол-

нении оттяжки старая петля убирается с траектории движу-

щейся иглы путем поворота новой петли за спинку иглы.

Сосредоточенная оттяжка осуществляется с помощью пла-

тин, которые действуют на новые петли, поворачивая их так,

что участки новых петель, расположенные под крючками игл,

устанавливаются за спинками игл. На большинстве машин об-

щую оттяжку старых петель выполняет специальный механизм

оттяжки готового полотна. Часто сочетаются сосредоточенная и

общая оттяжки.

При выполнении оттяжки на прямолинейный отрезок

(рис. П1.15) ветви новой петли длиной /о (рис. П1.16, а) дей-

ствует сила Р со стороны старой петли. Взаимодействие вновь

образованной и старой петель приводит к увеличению длины

нити в петле. Определим количественное изменение длины нити

в петле, обусловленное взаимодействием петель.

Длина нити может быть найдена как длина кривой:

I о

Так как отклонение нити от первоначальной прямолинейной

формы под действием усилия оттяжки не очень значительно, то

величина {dyjdxy мала по сравнению с единицей. Можем на-

писать

(dyldxY

4\-\-{dyldxf « 1 +

Тогда

L^Jfl •^—{dyldxf dx. (III.7)

По известной из теории изгиба зависимости

dyldx = Q/T,

(1П.8)

где Q — поперечная сила простой балки, имеющей такой же пролет, как

нить, и нагруженной так же, как нить; Т — натяжение нити в зоне вязания.

Используя соотношения (III.7) и (1П.8), получим

L= ] {\^\l2Q4T^)dx,

или, так как \dx==to, а Т — величина постоянная,

/о •

Вычислим интеграл j Q4x:

Pb РЧЬ

Следовательно, длина нити, изогнутой в результате действия

старой петли на новую

Натяжение нити в вязальной зоне постоянно, изменения уп-

ругих деформаций не будет, и изменение длины нити в петле,

обусловленное взаимодействием петель,

М = аЬР^/{21оТ^). (III.9)

При анализе петлеобразования обнаруживается существова-

ние предела, к которому стремится положение новой петли.

Принимая во внимание формулу (П1.9) и опытные данные,

можно получить графическое изображение зависимости «усилие

оттяЯски — изменение длины нити в петле» (рис. П1.16,б). Су-

ществует область, в которой А1 наиболее чувствительно к коле-

баниям натяжения полотна. Работа товароприемного механизма

в этой области нежелательна.

3. ВЯЗАЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС ПЕТЛЕОБРАЗОВАНИЯ

Вязальный процесс представляет собой последовательность, как

и трикотажный процесс, десяти операций. Порядок операций

петлеобразования в этом случае отличается: 1) заключение,

2) прокладывание, 3) вынесение, 4) прессование, 5) нанесение,

6) соединение, 7) сбрасывание, 8) кулирование, 9) формирова-

ние, 10) оттяжка. Операции те же самые, как и в рассмотрен-

ном трикотажном процессе, лишь кулирование перенесено

14 Заказ

№

174 4

? f

Рис. III. 17. Схема перетяжки нити

при вязании

С третьей позиции на вось-

мую. В этом на первый взгляд

состоит отличие двух процес-

сов. Но не оно определяет

различие двух процессов пет-

леобразования. Напомним, что

в трикотажном процессе про-

ложенная на иглы нить изги-

бается, превращаясь в новую

петлю уже в начальной ста-

дии петлеобразования. В дальнейшем изменяется лишь форма

нити в петле, основной же параметр трикотажа — длина нити

в петле — остается неизменным. В вязальном процессе кулиро-

вание и формирование протекают одновременно. Если в трико-

тажном процессе предварительное изгибание нити в петлю тре-

бовало значительного времени (в некоторых случаях оно со-

ставляло половину времени цикла петлеобразования), то здесь

новая нить изгибается при выполнении формирования. Длитель-

ность одного цикла петлеобразования сокращается. Сбрасыва-

нию старой петли на новую, формирующуюся, петлю предшест-

вует изгибание нити. Поэтому иногда кулирование ставят перед

сбрасыванием. Однако изгибание нити перед и при выполнении

сбрасывания не является характерным для этой операции, т. е.

сопутствующий изгиб нити не является основой операции сбра-

сывания. На этом основании здесь устанавливается тот порядок

операций, который указан ранее.

Вязальный процесс как более производительный по сравне-

нию с трикотажным получил широкое распространение. Более

того, наблюдается упрощение выполнения трикотаж«ого про-

цесса, направленное на сокращение цикла петлеобразования.

При использовании вязального процесса в петлеобразование

вносятся существенные качественные изменения. Для оценки

этих изменений рассмотрим операцию формирования, осущест-

вляемую на язычковых иглах.

Нить, необходимая для образования новой петли, в основ-

ном поступает со стороны нитеводителя. На рис. П1.17 показаны

направления движения нити при формировании петли li = l{hi)

на игле 1, которая находится в самом нижнем положении отно-

сительно платин. Если бы дальнейшее движение иглы было

горизонтальным, то новая нить двигалась бы от бобины со сто-

роны нитеводителя справа налево, причем смещение нити про-

исходило бы на длину нити в петле h. Но игла кроме перенос-

ного вращательного движения вместе с игольницей участвует

в относительном движении. Для выполнения следующего цикла

петлеобразования игла 2 начинает подъем. Глубина кулирова-

ния уменьшается до величины h2. Натяжение нити в петле h

уменьшается. Движение нити, в каких бы условиях оно ни про-

исходило, осуществляется в направлении большего натяжения.

и если натяжение правой ветви петли 1\ будет больше натяже-

ния левой ветви этой петли, то нить для образования новой

петли h поступает не только со стороны нитеводителя, но и со

стороны ранее сформированной петли h. Часть нити из петли

li переходит через платину в петлю h. Это явление носит назва-

ние перетяжки.

Величина перетяжки зависит от соотношения натяжений вет-

вей нити во вновь формируемой петле /и В готовом трикотаже

длина нити в петле соответствует l2 = l{hi). В левой ветви петли

h натяжение нити можно считать постоянным. Натяжение пра-

вой ветви и всегда переменно, зависит, в частности, от диаметра

бобины, высоты баллона при сматывании. Вследствие этого ве-

личина перетяжки переменная и длина нити в петле изменя-

ется во времени. Перетяжка нити из уже готовых петель в но-

вую имеет большое значение. Например, на основовязальных

машинах перетяжка нити из старой петли может доходить до

200 %.

Но перетяжка оказывает и положительное воздействие на

процесс петлеобразования. Оно состоит в том, что перетяжка

способствует уменьшению натяжения образуемых петель, бла-

годаря чему снижается обрывность нитей при вязании. Явление

перетяжки с помощью известных нам экспериментальных и

теоретических методов еще мало изучено.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие рабочие органы участвуют в процессе петлеобразования?

2. Какова сущность трикотажного и вязального способов петлеобразо-

вания?

Глава 3. ПРОИЗВОДСТВО ОДИНАРНОГО

КУЛИРНОГО И ОСНОВОВЯЗАНОГО

ТРИКОТАЖА

1. ОДНОФОНТУРНЫЕ КРУГЛОТРИКОТАЖНЫЕ МАШИНЫ

Кулирный трикотаж гладких и рисунчатых переплетений выра-

батывается на одно- и двухфонтурных машинах. Установленные

на трикотажных предприятиях круглотрикотажные машины

с иглами, неподвижными относительно игольницы, применяются

в основном для изготовления бельевого и верхнего трикотажа,

а также технических полотен. Машины этого типа имеют высо-

кую скорость вязания, относительно простую конструкцию пет-

леобразующих органов и машины в целом. Техническая харак-

теристика машин приведена в табл. 1П.1.

Наиболее совершенной отечественной машиной является ма-

шина КТ-3, отличающаяся стабильностью вязания, высокой

степенью автоматизации, унифицированным и компактным при-

14» 419

Таблица III.I

1 Модель

1 машины

Класс

машины

Диаметр

игольного

цилиндра,

мм

Число

петлеобра-

зующих

систем

Число игл

Скорость игл

м/с

j КТ-1

450 4

816 1,6—1,8

500 5

906 1,6—1,8

550

996 1,6-1,8

450

964 1,6—1,8

500

1072

1,6-1,8

tf.

•

550

1182 1,6—1,8

КТ-3

' 22

450

816 1,8—2,2

500

906 1,8—2,2

550

998

1,8—2,2

750

1350

1,8-2,2

900

10 1630

1,8—2,2

водом. Устройство петлеобразующих органов, их взаимное рас-

положение для всех машин типа КТ одинаковы.

Петлеобразование на машине осуществляется трикотажным

способом. Вязальная система состоит из заключающей пла-

стины 2 (рис. III. 18,а), нитеводителей 5, кулирного колеса 4,

пресса 6, наносящего и сбрасывающего колеса 7. При враще-

нии игольницы старая петля входит в контакт с рабочим про-

филем заключающей пластины, опускается по стержню иглы и

одновременно перемещается по криволи'нейной поверхности

пластины.

Во время заключения петли, связанные между собой, начи-

нают опускаться по стержню иглы еще до того, как они входят

в контакт с профилем заключающей пластины. Так, на машине

КТ-3 при глубине кулированйя 1,9 мм и одновременном участии

в заключении 36 игл контакт с заключающим устройством на-

ступает лишь на 10-й игле.

При взаимодействии кулирного колеса с иглами выполня-

ются прокладывание, кулирование и вынесение новой нити. Ку-

лирование нити на иглах производится одновременно несколь-

i- J

ад»

/ s 7

Л.

Рис. III.

18.

Главные рабочие органы

круглотрикотажной машины (о) и рас-

четная схема кулирования (б)