ИССЛЕДОВАНИЕ ОРИЕНТАЦИИ И РАСПРЯМЛЕННОСТИ ВОЛОКОН В ЛЕНТЕ МЕТОДОМ РАЗРЫВА

АННОТАЦИЯ

В статье изучены геометрические свойства хлопкового волокна в ленте, а точнее ориентация и распрямленность волокон. Описан метод определения распрямленности волокон в ленте путем определения разрывной нагрузки отрезков ленты. Данный эксперимент показал что волокна в чесальной ленте и лент с первого и второго перехода действительно распрямляются. Исходя из результатов исследования пришли к выводу что появление неравноты, а точнее появление изогнутости волокна в большей степени способствуют процессы происходимые на чесальной машине. Поэтому оптимизация и изучение процесса чесания является одним из важных направлений в изучении неровноты полуфабрикатов и улучшения их качества.

ABSTRACT

The article studied the geometric properties of cotton fiber in the sliver, or rather the orientation and straightness of the fibers. A method for determining the straightness of the fibers in the sliver by determining the breaking force of the sliver cuts is described. This experiment showed that the fibers in the sliver and the sliver from the first and second drawing machine actually straighten out. Based on the results of the study, we came to the conclusion that the appearance of unevenness, or rather the appearance of fiber curvature, is more conducive to the processes occurring on the carding machine. Therefore, the optimization and study of the carding process is one of the important areas in the study of the unevenness of semi-finished products and improving their quality.

Ключевые слова: Лента, процесс чесания, крючки, ориентация, распрямленность, волокно, разрывная нагрузка, неровнота.

Keywords: Sliver, carding process, hooks, orientation, straightness, fiber, breaking force, unevenness.

Введение. Нынешнее исследования в области развития текстильной промышленности направлены на улучшение качества и физико-механических свойств производимой продукции. При изучении данного вопроса нужно учитывать факторы, влияющие на качество готовой продукции, например такие как физико-механические свойства сырья, машины и оборудования и др. Однако улучшение качества продукции путем использования высококачественного сырья или новейшего оборудования не может дать эффективность, так как себестоимость продукции вырастит в разы. Исходя из этого отдельное внимание стоит уделять непосредственно самому технологическому процессу и его характеристикам, а также качеству полуфабрикатов.

Результаты исследований. Изучая изменение какой-либо характеристики процесса, никогда нельзя забывать о других его характеристиках и особенностях, потому что технологический оптимум определяется всей совокупностью воздействий. Например, в процессе чесания, кроме выравнивания и перемешивания потока, сырье очищается от сора и происходит индивидуализация волокон в процессах вытягивания, наряду с утонением продукта волокна распрямляются, а при сложении осуществляется выравнивание не только по толщине, но и перемешивание, т. е. выравнивание по составу и т. д. [1]

Распрямление волокон в чесальной ленте имеет большое значение для прядения, так как сильно влияет не только на механические свойства ленты, но и на поведение волокон при вытяжке и на неравномерность лент после вытягивания. Одним из способов оценки распрямление волокон в ленте, это подсчет количество волокон, имеющих крючки.

Одной из особенностей хлопковых волокон является закругление их концов, так называемые «крючки». В 1949 г. У.Э. Мортон и Р.Дж. Саммерс предложили классификацию волокна на 5 групп в зависимости от их формы крючков.

Крючки волокна в большей степени формируются на кардочесальной машине, и согласно Мортону и Саммерсу, от 40 до 60 % волокон в чесальной ленте имеют изогнутый задний конец (Trailing hook), от 10 до 20 % - изогнутый передний конец (Leading hook), от 10 до 20 % - изогнутые оба конца волокна (Both sides hook), от 14 до 29 % прямые концы (Straight and)  и 10 – 15 % имеют другую форму (Other form). [2]

Форма и ориентация волокна в полуфабрикатах прядильного производства является важными факторами, влияющими на неровноту полуфабрикатов по линейной плотности. Исходя из этого данные факторы необходимо учитывать при проектировании и расчете прядильного процесса для производства более качественной продукции. [3,4]

Определение распрямленности волокна путем подсчета крючков в волокне и определения индекса распрямленности является сложным и трудоёмким процессом на производстве данный способ не даст эффективности так как занимает много времени на определение и обработку результатов. Наиболее оптимальным решением определения распрямленности волокон в ленте является способ определения разрывной нагрузки полуфабрикатов, т.е. данные способ даёт возможность оценивать распрямлённость волокна по уменьшению разрывной нагрузки. Чем меньше разрывная нагрузка полуфабриката, тем более распрямлено волокно в его составе. [5,6]

 Исследование разрывной нагрузки ленты проводилось в лаборатории кафедры «Технология изделий текстильной промышленности» Наманганского инженерного технологического института. Для проведения испытания были выбраны полуфабрикаты линейной плотности Т - 4,9 текс, выработанные из хлопкового волокна селекционных сортов АН-35 (I сорт 4 тип 60%) и Султон (I сорт 4 тип 40%) такие как, чесальная лента, лента с ленточной машины первого перехода и лента с ленточной машины второго перехода. Для определения разрывной нагрузки ленты использовалась разрывная машина марки РМ-3 с установленными на расстоянии 50 мм друг от друга измененными захватами рисунок 1. На рисунке представлена схема определения разрывной нагрузки на разрывной машине, где 1 штанга маятника, 2 шкала силоизмерителя, 3 шкала удлинения, 4 захват пассивный, 5 захват активный, 6 образец ленты.

Испытуемые образцы ленты нарезались на ровные отрезки равные чуть больше расстояния между захватами и устанавливались между активным и пассивным захватами после чего разрывались. Данный эксперимент повторялся 25 раз для каждого образца ленты отдельно.

Все результаты экспериментов сохраняя последовательность по длине исследуемых лент были проанализированы статистическим методом определения резко выделяющихся значений и на основание этих результатов были построены графики, показывающие изменение разрывной нагрузки по длине образцов, а также по переходам прядильного производства от чесального до второго ленточного перехода. [6]

Рисунок 1. Схема определения  разрывной нагрузки на разрывной машине

На рисунке 2 представлен график Изменение разрывной нагрузки образцов ленты по их длине. Данный график показывают изменение разрывной нагрузки по длине ленты длинной более одного метра, а также здесь можно увидеть, как меняется разрывная нагрузка ленты по переходам.

Рисунок 2. Изменение разрывной нагрузки образцов ленты по их длине

Определив среднее значение разрывной нагрузки испытуемых образцов простроена, нижеследующая гистограмма (рисунок 3) на которой показано изменение среднего значения разрывной нагрузки в зависимости от перехода прядильного производства.

Рисунок 3. Среднее значение разрывной нагрузки образцов по переходам

Анализируя полученные результаты из графика изменения разрывной нагрузки образцов ленты по их длине (рис. 2.) мы видим, что график разрывной нагрузки представлен в форме волны и колеблется в пределах для чесальной ленты 3,76 ÷ 4,92 Н, для ленты первого перехода 2,30 ÷ 3,88 Н, а для ленты второго перехода 1,90 ÷ 3,85Н. Исходя из этого можно сделать вывод что разрывная нагрузка чесальная лента с показателем неравноты CVm равным 3,29 % что соответствует 75% по UsterStatistics 2018 должна быть в пределах 4,5 ± 0,2 Н, разрывная нагрузка лента первого перехода с показателем неравноты CVm равным 3,71 % что соответствует 75% по UsterStatistics 2018 должна быть в пределах 2,9 ± 0,2 Н, а разрывная нагрузка ленты второго перехода с показателем неравноты CVm равным 2,97 % что соответствует 50% по UsterStatistics 2018 должна быть в пределах 2,5 ± 0,2 Н.

Исходя из показателей среднего значение разрывной нагрузки образцов по переходам приходим к выводу что волокна от перехода к переходу выравниваются, т.е. крючковатость волокна уменьшается, учитывая это можем предположить, что количество изогнутых волокон в ленте первого перехода уменьшается на 34,9%, а в ленте второго перехода на 44,9 %.  

Данный эксперимент показал что волокна в чесальной ленте и лент с первого и второго перехода действительно распрямляются (паралелизуются относительно друг друга). Благодаря проведенному эксперименту мы получили возвожность определять паралелизацию волокон путем определения разрывной нагрузки отрезков ленты. Тем самым получив аксиому: “Чем меньше разрывная нагрузка отрезков ленты, тем более паралелизованы волокна в ней”. Исходя из этого мы приходим к выводу, что разрывная нагрузка ленты уменьшается после каждого перехода, но у данного уменьшения есть обратная сторона черезмерное уменьшение разрывной нагрузки может привести к тому что полуфабрикат потеряет свои структурные свойства и его будет невозможно использовать в последующих переходах.  

Выводы

Подытожив всё вышесказанное приходим к выводу что появление неравноты полуфабрикатов зависит в основном от параметров чесального процесса. Исходя из это оптимизация и изучение процессов происходящих на чесальной машине является одним из важных направлений в изучении неровноты полуфабрикатов и улучшения качества готовой продукции, что полностью оправдывает выражение текстильщиков «Что прочешешь, то и выпрядешь»

Список литературы:

1. Гинзбург Л. Н., Хавкин В. П., Винтер Ю. М., Молчанов А. С., Динамика основных процессов прядения, часть I (формирование и выравнивание волокнистого потока), изд-во «Легкая индустрия», 1970, 304 стр.
2. W. E. Morton & R. J. Summers (1949) FIBRE ARRANGEMENT IN CARD SLIVERS, Journal of the Textile Institute Proceedings, 40:2, P106-P116.
3. Лабораторный практикум по текстильному материаловедению: Учеб. пособ. для вузов/ Кобляков А.И., Кукин Г.Н., Соловьев А. Н. и др. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Легпромбытиздат, 1986.- 344 c.)
4. Севостьянов А.Г. Методы исследования неровноты продуктов прядения. М.: Ростехиздат, 1962г.
5. Азизов И.Р., Одилхонова Н.О., Ласточкин П.Д. Исследования и анализ неровноты полуфабрикатов прядильного производства // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 4(85)
6. Ашнин Н.М. - Кардочесание волокнистых материалов. - М : Легкая промышленность и бытовое обслуживание, 1985. — 144 с.
7. Ю.Севостьянов А.Г. Методы и средства исследования механико- технологических процессов текстильной промышленности. - М.: Легкая индустрия, 1980.