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

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. III.23. Траектория игл и

платин (а) в зависимости от

петлеобразования (б)

чинаться не раньше того момента, когда заканчивается движе-

ние игл. Отход платин к центру платинного кольца начинается

в точке А' (рис. 111,23,а), соответствующей точке А наиболь-

шего подъема игл. Платина должна отойти от игл на такое рас-

стояние, чтобы между ее носиком и нитью образовался проме-

жуток b (рис. 111.23,6), гарантирующий попадание нити только

на подбородки платин при захвате ее крючками игл. На

рис. III.23, б показано положение платины при прокладывании

нити на иглу (положение 1). В момент подъема иглы после ку-

лирования на уровень плоскости отбоя платина должна йметь

максимальный выход на величину с, чтобы удалить вновь обра-

зованные петли с пути поднимающихся игл (положение 2). По

этим характерным положениям платив вычерчивается их траек-

тория.

Положение кулирного клина и платин во время кулирова-

ния — формирования определяет важнейший параметр трико-

тажа— длину нити в. петле /. Но если провести расчет I по

формуле (III.I), то всегда действительная длина нити в петле

меньше расчетной. Это может быть отнесено не только к одно-

фонтурным кругловязальным машинам, но и ко всем машинам,

работающим по вязальному способу петлеобразования. Уже

было отмечено, что причиной уменьшения длины нити в петле

является перетяжка — движение кулируемой нити со стороны

ранее сформированной петли. Величина перетяжки зависит в ос-

новном от соотношения натяжений сбегающей ветви нити на

последней кулирующей игле и нити в ранее сформированной

петле, которое уменьшается при движении иглы вверх нового

цикла петлеобразования. Это натяжение можно считать по-

стоянным. Со стороны нитевода натяжение нити меняется.

Непрерывное изменение натяжения нити на входе в вязаль-

ную зону приводит к'очень распространенному в трикотажном

производстве явлению — разнодлинности изделий, достигающей

часто больших величин. Конечно, изменение длины нити в од-

. I ной петле и, следовательно, высоты одного петельного ряда

\ мало, но накопление большого числа отклонений дает суще-

ственную разность длин изделий, образованных на одной и той

же машине в разное время. Рассмотрим движение нити с бо-

бины в направлении петлеобразующих органов, чтобы выяснить

причины колебаний натяжения нити при вязании.

При сматывании с бобины нить вращается с угловой ско-

ростью (О вокруг неподвижной осд! х. Натяжение нити опреде-

ляется формулой

г I

i-!.

Г =

1 + 2 cos^ • ^^^^ •

I f|, где ц — линейная плотность нити; h — высота баллона; I — длина нити в бал-

лоне.

Решение получено для нити, вращающейся вместе с коорди-

натной системой. В установившемся движении нить будет нахо-

диться в равновесии относительно системы координатных осей.

Построенная математическая модель баллона учитывает далеко

не все условия, и в первую очередь не учитывается контурная

скорость v в относительном- движении. Задача о контурном

движении нити имеет большой интерес для теории и различных

приложений. Контурным, или установившимся, движением на-

зывают движение нити с относительной скоростью v вдоль не-

которой неизменной линии. При этом нить все время сохраняет

форму. Уравнения контурного движения имеют вид уравнений

, равновесия, если ввести понятие кажущегося натяжения:

Тогда движущуюся вдоль перемещающейся неизменной ли-

нии нить можно рассматривать как находйщук^ся в покое, если

действительное натяжение Т заменить кажущимся натяжением

Т*. Следовательно, каждая задача об установившемся движе-

нии нити сводится к решению соответствующей задачи статики

нити. Кроме того, решение каждой задачи статики нити распро-

страняется на соответствующее установившееся движение гиб-

кой нити. Выражение (III. 18) справедливо для относительного

равновесия вращающейся нити. Действительное натяжение

движущейся нити

Гж =

, Относительная скорость v в контурном движении определя-

ется законом движения нити в процессе петлеобразования.

Здесь приводится общий метод определения формы связи между

кинематическими параметрами петлеобразующих органов и ско-

ростью нити при вязании. Воспользуемся следствиями теоремы

Тейлора классического анализа. Эта теорема показывает, как

по значениям функции и ее производных в точке строить при-

ближение ее значений в окрестности. Из разложения функции

f(x) около точки X по Тейлору вытекают простые способы ее

аппроксимации в окрестности х. Например, пренебрегая в этом

)азложении всеми нелинейностями по приращению h, получим

f{x+h)==f{x)+hf'{x).

•

Разложение Тейлора можно переписать в виде f(x+h)~

—f{x)=hf'{x), или Af{x)=hf'{x). Установим зависимость

между длиной нити в петле I и глубиной кулирования Ьк- Если

принять схему кулирования в соответствии с рис. 111.13, то, пре-

небрегая геометрическими размерами иглы и платины, будем

иметь

Д/(/1к)=/'(Лк)ААк.

2Лк

V. Hi-^m?

2Лк

л/лк+да

с учетом

получим

•ЛЛк.

В соответствии с формулой Тейлора

того, что производная /' (^к)!-

После преобразования подкоренного выражения

-i/Ak + (^/2)® = Ак л/1 + ctg® а = fh/sin а, имеем

Деля обе части этого равенства на At и переходя к беско-

нечно малым, приходим к зависимости скорости нити v = dljdt

от скорости иглы

Vji —

dhyildt при кулировании

u = 2t)HSina.

Рис. III.24. К выводу

связи между скоростью

V и угловой скоростью

Если контурная скорость v известна, то можно найти угло-

вую скорость вращения нити при сматыбании с бобины. В соот-

ветствии с первым условием равновесия нити, находящейся на

поверхности с трением, необходимо, чтобы в каждой точке нити

угол трения ф был не меньше угла геодезического отклонения 0:

0<cp = arctg^.

Например, для хлопчатобумажной пряжи, имеющей ^^=0,21,

угол X между образующими и осью вращения бобины, равный

углу геодезического отклонения, не больше ф=12°, т. е. равно-

весие возможно при условии, что угол конуса меньше (или ра-

вен) ф<12°. В этих условиях примем форму бобины в виде пря-

мого кругового цилиндра с винтовой намоткой (рис. 111,24,а).

Из рис. 111.24,6 следуют очевидные равенства: AS=AaR,

Л5=А/р. Деля равенство Aa^?=AZp на At и переходя к беско-

нечно малым, получим

По мере сматывания нити диаметр бобины уменьшается, уг-

ловая скорость нити увеличивается. Натяжение нити в баллоне

сматывания при этом растет, причем Т—Т((й^) и даже малые

изменения со ведут к значительному увеличению натяжения

нити при входе в вязальную зону. Чем больше натяжение нити

на последней кулирующей игле, тем больше величина пере-

тяжки нити из ранее сформированной петли.

Следовательно, при меньшем диаметре бобины, если осталь-

ные условия вязания неизменны, длина нити в петле уменьша-

ется, что и является причиной разнодлинности трикотажа. Пере-

тяжку можно уменьшить или совсем устранить, если провязы-

вающий клин будет иметь горизонтальный участок ас (см.

рис. 111.22,6), удерживающий пятки игл на одном уровне. Сила

трения между платинами, иглами и нитью достаточна, чтобы

исключить возможность перетяжки нити. Однако натяжение

нити в процессе петлеобразования будет повышенным, и этот

вариант сохранения постоянной длины нити в петле можно при-

менять только для переработки высокопрочных нитей.

Способ свободного отбора нити иглами с бобины не может

обеспечить постоянного натяжения нити и равномерность пе-

тельной структуры. Современные кругловязальиые машины ча-

сто оснащаются устройствами активной подачи нити. Они обес-

печивают принудительное сматывание нити с паковки и создают

условия для стабилизации натяжения при движении нити к пет-

леобразующим органам. Требования к устройствам активной

нитеподачи:

обеспечение принудительного отбора нити с паковки;

подача нити к иглам с минимальным натяжением и скоро-

стью, равной средней скорости потребления нити, при вязании

с постоянной длиной нити в петле;

при вязании с переменной длиной нити в петле создание ус-

ловий для стабилизации натяжения нити и ее сматывания иг-

лами или отбора с промежуточного контура;

обеспечение бесступенчатого регулирования скорости подачи

нити, причем регулирование должно быть централизованным

для всех петлеобразующих систем и индивидуальным для каж-

дой системы.

3. ОСНОВОВЯЗАЛЬНАЯ МАШИНА

Основовязаный трикотаж вырабатывается на основовязальных

машинах из системы расположенных на навое нитей. Для

большинства переплетений число петель в петельном ряду

равно числу нитей основы. В отличие от кулирного трикотажа,

при формировании которого одна нить последовательно обра-

зует петли в одном петельном ряду, здесь каждая нить основы

прокладывается и затем образует петлю на одной и той же игле

или рядом расположенных иглах. Основовязальные машины мо-

гут быть с крючковыми и язычковыми иглами. Здесь рассмат-

риваются машины высоких классов с крючковыми и пазовыми

иглами, получившими распространение в последнее время. Эти

машины в основном применяют для выработки трикотажа

бельевого ассортимента.

Петлеобразующие органы основовязальной машины вклю-

чают крючковую иглу 1 (рис. 111.25,а), платину 2, ушковину 3

и пресс 4. Иглы относительно игольницы неподвижны и пере-

мещаются с ней как одно звено вязального механизма. Анало-

гично работают и остальные петлеобразующие органы, включая

ушковины, которые установлены на ушковой гребенке. Процесс

петлеобразования вязальный. Римскими цифрами на рис. III.25

обозначены отдельные операции, характерные для петлеобразо-

вания на основовязальных машинах. В отличие от ранее рас-

смотренного процесса петлеобразования, выполняемого вя-

зальным способом, на основовязальной машине следует особо

выделить операцию заключения, выполняемую в два этапа.

Образование новой петли начинается с первого заключения, т. е.

Рис. III.25. Петлеобразующие органы основовязальной машины

С первого подъема иглы от исходного положения. При заключе-

нии старая петля удерживается от подъема носиками платин.

Прокладывание выполняется ушковинами, движущимися между

иглами (поперек игольницы) и вдоль них. Прокачка поперек

игольницы в плоскости крючков внутрь машины начинается

вместе с первым заключением.

Сдвиг ушковой гребенки вдоль игольницы перед крючками

игл при прокладывании нити на иглу происходит после выхода

ушковин из плоскости крючков. Заканчивается прокладывание

обратной прокачкой. По окончании прокладывания после пер-

вого заключения нить нижнего навоя не должна попадать выше

горбинки крючка. Лишь в этих условиях Обеспечивается в даль-

нейшем свободный сход нити с крючка на стержень иглы при

дополнительном подъеме, «называемом вторым заключением.

Если бы заключение проводилось в один этап и нить проклады-

валась непосредственно на стержень иглы, то отрезки нитей„

расположенных за ушковинами, касались бы при сдвиге гре-

бенки крючков соседних игл.' Поэтому прокладывание нити

происходит на крючок иглы. Чтобы перевести нить с крючка на

стержень, игла совершает дополнительный подъем.

Рассматривая петлеобразование, необходимо отметить осо-

бенности операции нанесения старой петли на запрессованный

крючок. Остальные операции аналогичны ранее изученным на

других машинах.

На основовязальных машинах нанесение старой петли на

иглу выполняется одновременным движением платин внутрь

машины и опусканием иглы. Платины своей наклонной

поверхностью поднимают старую петлю, осущесрляя на-

чало нанесения петли, а опускающаяся игла заканчивает

нанесение.

Общий ход иглы при петлеобразовании составляет 16—

20 мм. Можно достичь значительного сокращения перемещения

иглы, если в основовязальных машинах вместо крючковых игл

применять пазовые иглы (рис. П1.25,б). Особенностью и пре-

имуществом вязания на пазовых иглах является совмещение

отдельных операций петлеобразования: вынесения и прессова-

ния; сбрасывания, кулирования и формирования. Кроме того,

при прокладывании нить располага-

ется непосредственно на стержне

иглы, и перемещение иглы уменьша-

ется на 23—25 % по сравнению с об-

щим ходом крючковой иглы. На

современных машинах Кокетт-Е2 пе-

ремещение иглы составляет не более

И мм. Благодаря совершенной кон-

струкции иглы, механизмов машины,

упрощению петлеобразования ско-

рость вязания с 700 рядов в 1 мин

возросла за небольшой период вре-

мени до 1600—2000 рядов.

Изучая процессы на основовя-

зальной машине, нельзя не заметить

чрезвычайно высокую плотность фор-

мирующегося трикотажа при срав-

нительно больших размерах петле-

образующих органов. Установим за-

висимость между длиной нити в ос-

тове петли / и глубиной кулирования

кк. Если принять схему кулирования

Рис. III.26. Схема для рас-

чета длины нити в петле на

осиововязальной машине

в соответствии с рис. III.26, то, пренебрегая геометрическими

размерами иглы и платины, будем иметь

/ = 1/2 К +1/4

где t — игольный шаг.

Движение нити со стороны ушковины вызывается переме-

щением иглы при кулировании. С учетом ранее изложенного

метода, основанного на теореме Тейлора, зависимость скорости

нити V от скорости иглы Уи получена в виде:

= (гЛк (4/г^ + 4/!k

Vi" + 16/гк )

Уи.

Нить при вязании находится в деформированном состоянии

под действием нагружения со стороны рабочих органов. В нити

развивается натяжение Т, с уменьшением которого до нуля или

до нового уровня после формирования длина нити в петле

уменьшается до /о=//(1 + 8). Умножая скорость нити при кули-

ровании на время т образования одной петли, получим длину

нити в петле при вязании /=ут. С учетом деформирования нити

при переходе ее из вязальной зоны в полотно и t = 60/n (где

л —частота вращения главного вала машины, мин-') длина

нити в петле основовязаного трикотажа

и =

[1 + е (Г)] п

Действительная длина нити в петле намного меньше расчет-

ной. Обусловлено это в первую очередь очень большой перетяж-

кой нити из ранее сформированной петли при образовании но-

вой. Ветви формирующейся петли непосредственно связаны,

с одной стороны, с новой нитью основы, с другой — с ранее об-

разованной петлей. И если в кулирном трикотаже ранее образо-

ванные петли в какой-то мере контролируются рабочими орга-

нами петлеобразования, то здесь нить почти свободно движется

со стороны ранее образованной петли в новую. Величина пере-

тяжки достигает 200 %. Уже отмечалось, что перетяжка опре-

деляется соотношением натяжений нити в области формирую-

ш,ейся петли. В условиях правильно построенного петлеобразо-

вания при кулировании — формировании новой петли в зону

формирования следует подавать то количество нити, которое

необходимо для образования петли. Но все существующие ме-

ханизмы подачи нити основовязальных машин не в состоянии

выполнить этого. К тому же чрезвычайно большие скорости

вязания машин определяют работу механизма подачи основы

в других направлениях.

Рис. III.27. Схема нагружения нитей

Механизм подачи основы

Назначение механизмов по-

дачи основы — подача нитей

с навоев к петлеобразующим

органам такой длины, кото-

рая необходима для образо-

вания петель, и создание по-

стоянного натяжения нитей

при вязании. Чтобы стабили-

зировать величину подачи

нити и натяжение основы, не-

обходимо привести в соответ-

ствие скорость подачи и ско-

рость потребления нитей неза-

висимо от переменных факто-

ров, определяющих движение нитей. Условия подачи нитей

в зону вязания изменяются и при образовании отдельных пе-

тельных рядов, и в течение длительного времени схода нити

с навоя. Эти изменения вызваны множеством причин, наиболее

важные из которых следующие: изменение диаметра навоя; пе-

ременное натяжение нитей при наматывании их на навой, не-

постоянство момента сопротивления на валу навоя из-за изме-

нения веса навоя; изменение углов охвата нитями скала, ните-

направляющих и ограничивающих стержней; неравномерность

потребления нитей основы петлеобразующими органами при

образовании одного петельного ряда; неравномерность потреб-

ления нитей прй вязании различных петельных рядов.

В соответствии с принципом работы механизм подачи основы

представляет собой автоматический регулятор, который в той

или иной степени компенсирует действие переменных факторов.

Применяемые на основовязальных машинах механизмы подачи

основы можно разделить по принципу действия на два основ-

ных типа: регулирующие величину подачи нитей основы в за-

висимости от их натяжения и регулирующие скорость схода

нитей с навоя независимо от их натяжения. Механизмы первого

типа могут быть тормозного и принудительного действи]!. Часто

их называют соответственно механизмами пассивной и актив-

ной подачи основы.

Механизмы подачи основы тормозного действия. Они при-

меняются на машинах, работающих при низких частотах вра-

щения (до 300—400 мин-'). Схема нагружения нитей показана

на рис. III.27. С валом навоя I жестко связан тормозной шкив

2, который взаимодействует с фрикционной лентой 3, нагру-

женной силой F на свободном конце. Уравнение равновесия на-

воя записывается в виде

Fi^r^ + F^-^r^-TR^O,

(III.19)

439

( г

г •

где Fi,—сила трения на тормозном шкиве; Г] —радиус тормозного шкива;

— сила трения в цапфах вала навоя;

Г2

— радиус цапф; Т — натяжение

нитей основы; R — переменный радиус навоя.

Сила трения на тормозном шкиве

где ki — коэффициент трения между шкивом и лентой;

<р

— угол охвата

шкива лентой.

Сила Трения в цапфах

где ki — коэффициент трения в цапфах; Он — вес навоя.

Подставляя значения сил трения Fi* и Fj* в уравнение

(III. 19), получим

к к.

Таким образом, по мере срабатывания навоя с уменьшением

его радиуса R и веса G изменяется натяжение нитей Т. В об-

щем случае при уменьшении радиуса навоя натяжение

растет.

Несмотря на простоту, механизмы подачи основы тормоз-

ного действия на быстроходных машинах не применяются, в на-

стоящее время они используются для подачи нитей с дополни-

тельных навоев многогребеночных основовязальных машин.

Механизмы подачи основы принудительного действия.

Вследствие увеличения скорости основовязальных машин по-

требовались механизмы подачи основы принудительного дей-

ствия. Конструкции механизмов активной подачи основы очень

разнообразны. Рассмотрим простейший механизм принудитель-

ной подачи основы периодического действия. Привод навоя по-

лучает вращение от главного вала машины через цепную пере-

дачу 1 (рис. III.28). Звездочка 2 сообщает валу S вращатель-

ное движение. С валом 3 жестко связаны текстолитовый конус

15 и вщт 4. С корпусом механизма соединены текстолитовый

тормозной конус 7 и гайка 6, которые неподвижны в простран-

стве. Оба конуса (подвижный 15 и неподвижный 7) входят

в конусное отверстие зубчатого колеса 8. Вал 3 с закреплен-

ным на нем текстолитовым конусом 15, непрерывно вращаясь,

получает также осевое смещение.

При увеличении натяжения нитей основы тяга 16 и поводок

17 поворачиваются так, что винт 4, ввертываясь в гайку 6, пе-

ремещает вал 3 с текстолитовым конусом 15 вправо. При этом

конус 15 плотно входит в конусное отверстие зубчатого колеса

8 и, смещая его вправо, отводит от тормозного конуса 7. Пру-

жины 5 обеспечивают необходимое сцепление конуса 15 и ко-

леса 8, которое в этих условиях получает вращательное движе-