ФОРМИРОВАНИЕ ДЛИНЫ НИТИ В ПЕТЛЕ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ СХЕМЕ ЗАПРАВКИ И НАТЯЖЕНИЙ НИТИ

АННОТАЦИЯ

В данной статье приведены экспериментальные исследования по влиянию схемы заправки нити на формирование и длины нити в петле. Установлено, что с помощью нитенатяжителя можно существенно уменьшить пульсацию силы натяжения нити, однако одновременно происходит возрастание давления на нить, что приводит в целом к увеличению силы натяжения нити. Поэтому работу нитенатяжителя необходимо согласовывать с рациональным значением диапазона силы натяжения нити, равным 12…15 сН.

ABSTRACT

This article presents experimental studies on the influence of the threading pattern on the formation and length of the thread in the loop. It has been established that with the help of a thread tensioner it is possible to significantly reduce the pulsation of the thread tension force, but at the same time the pressure on the thread increases, which generally leads to an increase in the thread tension force. Therefore, the operation of the thread tensioner must be coordinated with the rational value of the thread tension force range, equal to 12...15 cN.

Ключевые слова: тарельчатый регулятор натяжения нити, нитеводитель, нитеподача, полная заправка, неполная заправка, нитенаправляющие глазки. 

Keywords: yarn tension device, yarn feeder, feeding, full and partial feeding, yarn guides.

Рассмотрим схему нитеподачи к иглам на трикотажной машине фирмы“LONGSING” (Китай) типа «LХ-280-Т» сосвободным отборам (рис.1).

В соответствии со схемой подача нити на данной машине осуществляется посредством семи нитенаправляющих глазков, расположенных по всей длине системы нитеподачи, двух валиков диаметром 39мм, тарельчатого регулятора натяжения нити, нитеводителя.

Как показали предварительные испытания, в зависимости от схемы заправки нити длина петли для различных переплетений формируется разной. Если учесть, что длина петли является основной характеристикой петельной структуры трикотажа, влияющая на ряд производных параметров, то становится вполне очевидным изучение данного вопроса с целью выработки практических рекомендаций для производства.

Были рассмотрены три характерные схемы нитеподачи, вполне реализуемые на указанной машине:

I-вариант. Полная заправка, нить проходит по всем предусмотренным нитенаправляющим элементам машины.

II-вариант. Неполная заправка, нить проходит по всем нитенаправляющим элементам машины, кроме пары валиков.

III-вариант. Полная заправка, нить проходит по всем направляющим элементам машины, включая нитенатяжитель в рабочем положении с давлением на нить.

В соответствии с первым вариантом заправки нити входное натяжение перед нитенаправителем 1 будет составлять:

Q_вх=Q_ср + Q₀ sin ω t                                               (1.1.)

где Q_ср -среднее значение входного нитенаправителя натяжения нити;

Q₀ - амплитуда колебаний входного натяжения нити;

Ω - частота изменения входного натяжения нити.

С учетом трех фарфоровых нитенаправителей 1,3, и 4 можно записать по уравнению Эйлера следующие выражения:

                   (1.2.)

где f -коэффициент трения нити о фарфоровую поверхность;

α₁, α₃, α₄ - соответственно углы обхвата нити фарфоровыми нитенаправителями, имеющими соответствующие номера элементов на схеме нитеподачи.

Далее нить проходит через узел, состоящий из двух валиков 5, по траектории аb, bс, сd ,de иea. Учитывая равные диаметры валиков и характер огибания нити, запишем

1,3,4,8,9,10,11,12-нитенаправляющие глазки; 2-заправленная нить; 5 – пара валиков с нескользящей поверхностью; 6- нитенатяжное устройсто (регулятор натяжения нити); 7-гладкий стержень нитенатяжного устройства; 13-нитеводитель для прокладывания нити.

Рисунок 1. Схема нитеподачи на трикотажной машине фирмы “LONGSING” (Китай) типа «LХ-280-Т» и нитенаправляющие элементы

……………(1.3.)

где f₁-коэффицент трения нити о стальные поверхности.

Так как в данной схеме заправки нитенатяжитель не создаёт давление, то нить свободно скользит по металлической поверхности стержня 7 с некоторым углом обхватаα₇. Поэтому натяжение нити после выхода из зоны нитенатяжного устройства составит

……………………….(1.4.)

Натяжение нити (3.32), пройдя через нитенаправляющие глазки 8, 9, 10 и 11, получит окончательное натяжение перед нитеводителем 12:

……………….(1.5.)

где α₈, α₉, α_10, α_11,углы обхвата нити соответствующими нитенаправителями.

По второму варианту заправки нити натяжение перед нитеводителем 12 определяется также по формуле (1.5.) за исключением угла 2π во втором слагаемом в показателе степени:

…………………(1.6.)

Таким образом, сила натяжения во втором варианте заправки уменьшится по сравнению с первым вариантом на величину

или с учётом (1.2.)

………………(1.7.)

Уменьшение натяжения нити, при прочих равных условиях для петлеобразования, должно привести к увеличению длинынити в петле со всеми вытекающими последствиями технологического характера.

По третьему варианту заправки нити итоговое натяжение перед нитеводителем2 можно также рассчитать по формуле (1.5.), но следует учесть давление, создаваемое нормальной силой P при сжатии пружины нити натяжного устройства, которая под действием трения между нитью и металлической поверхностью увеличивает силу натяжения.

 Сила натяжения регулируется усилием P, зависящим от жёсткости пружины, через абсолютную деформацию упругого элемента. Таким образом, имеем

……(1.8.)

Так как натяжение по третьему варианту заправки нити больше, чем по первому варианту, то длина нити в петле должна быть меньше, что приводит к увеличению плотности трикотажа и соответственно к расходу сырья на 1 м² полотна.

Таким образом, рассмотренные схемы заправки нити отличаются троекторией её движения, степенью механического воздействия через силу трения на контактных поверхностях элементов нитеподачи и силу, создаваемую нитенатяжителем.

Предварительный качественный анализ влияния схемы заправки на длину нити в петле полностью потдвердился в ходе выполнения экспериментальных работ на трикотажной машине.

Данные экспериментальных исследований по влиянию схемы заправки нити на формирование и длины нити в петле показаны в таблице 1.

Исследование работы механизма нитеподачи на плосковязальной машине фирмы “LONGSING” (Китай) типа LХ-280-Т показало, что на указанных переплетениях в табл. 1. изменение схемы заправок приводит к изменению длины нити в петле.

Так, в первом варианте приведены полученные результаты исследований при полной заправке машины, то есть нить, обвивая пару валиков, проходит по всем точкам механизма нитеподачи машины.

При выработке в такой заправке получены результаты длины петли ластика 1+1, которые приведены в табл. 1. под первым вариантом.

Во втором варианте работа механизма нити подачи меняется, то есть в схеме заправки нить не будет обвивать пару валиков, установленных в механизме нитеподачи, но будут проходить по всем точкам механизма ните-подачи. При выработке в такой заправке получены результаты длины петли ластика 1 + 1, которые приведены в табл.1. под вторым вариантом. 

Таблица 1.

Абсолютная длина нити в петле и её относительное изменение в зависимости от схемы заправки нити при выработке трикотажа различных переплетений

В третьем варианте работа механизма нитеподачи опять меняется, т.е. нить, обвивая пару валиков, проходит по всем точкам механизма нитеподачи машины, включая нитенатяжное устройство, создающее давление нити. Длина петли ластика 1+1 приведены в табл.1. под третьим вариантом. Длина петли ластика 1+1 во втором варианте больше на 13,8% по сравнению с первым вариантом. Причины этого является неполная заправка, т.е. нить проходит не обвивая пару валиков в механизме нитеподачи с уменьшенным натяжением.

Длина петли ластика 1+1 в третьем варианте составляет 6,55 мм и по

сравнению с первым вариантом меньше на 8,5%. Причиной этого является увеличение натяжения нити. Нить обвивая пару валиков проходит по всем точкам механизма нитеподачи машины, причём не испытывает давление через нитенатяжное устройство, что влияет на увеличение натяжения нити.

Увеличение натяжения нити непосредственно влияет на длину нити в петле. В такой последовательности были определены и анализированы остальные варианты, которые представлены в табл. 1.

По технологии трикотажа известно, что чем меньше петля, тем больше плотность трикотажа, а чем больше плотность трикотажа, тем больше расход сырья на 1 м² полотна.

Анализируя результаты изменения заправок в механизме нитеподачи, можно сделать следующие выводы: чтобы получить в различных заправках одинаковую длину петли необходимо отрегулировать натяжение нити в механизме нитеподачи с учётом деформационных свойств сырья, а также рода и состава волокна.

Таким образом, даже качественный анализ полученных уравнений (1.5.),(1.6.) и (1.8.) показывает, что натяжение нити перед нитеводителем при постоянных значениях коэффициента трения нити, контактные поверхности элементов машины зависит от количества контактных зон с углом обхвата α. Так, если нить проходит через пару цилиндрических валиков, то необходимо учесть в показателе степени выражения суммарный угол обхвата α=2π рад.

Однако наиболее существенно натяжение нити перед нитеводителем зависит от работы (настройки) нитенатяжителя, создающего давление на нить и соответствующую силу трения.

Пульсация силы натяжения нити по величине вызывает с такой же частотой колебаний изменение абсолютной деформации нити, что отражается на длине нити в петле формируя неоднородную петельную структуру трикотажа. Каждый нитенаправитель способен уменьшить колебание натяжений нитей за счет трения при контакте с его опорной поверхностью.

Однако при выходе из контактной зоны нитенаправителя колебания натяжения нити могут повторяться.

С учетом выше сказанного следует отметить, что очень важно обеспечить стабильность натяжения нити на последнем участке всего пути нитеподачи перед нитеводителем. С помощью нитенатяжителя можно существенно уменьшить пульсацию силы натяжения нити, однако одновременно происходит возрастание давления на нить, что приводит в целом к увеличению силы натяжения нити. Поэтому работу нитенатяжителя необходимо согласовывать с рациональным значением диапазона силы натяжения нити, равным 12…15 сН [1].

Список литературы:

1. Механическая технология волокнистых материалов. Зотиков В.Е., Бутников И.В., Трыков П.П., Гордеев В.А., Далидович А.С.-М.: Ростехиздат, 1963. - 606с.