О ЗНАЧИМОСТИ КРУТКИ КАК ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ИСТОЧНИКА ПУЛЬСАЦИИ НАТЯЖЕНИЯ НИТИ ПРИ КОНТАКТЕ С НИТЕПРОВОДЯЩИМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ

АННОТАЦИЯ

Cтатья посвящена исследованию влияния толщины пряжи на длину нити в петле. Установлено, что при выходе из тарельчатого устройства следует учитывать силы сжатия прижимной пружины на величине ΔZ, равную 2а. Влияние крутки и свойств текстильного материала на основную характеристику петельной структуры - длину петли и связанными с ней производными параметрами имеет большой научно-практический интерес.

ABSTRACT

The influence of twist and properties of the textile material on the main characteristic of the loop structure - the length of the loop and related derivative parameters is of great scientific and practical interest. The article is devoted to the study of the effect of thread thickness and length on the loop. It is established that when exiting the plate device, the compression force of the pressure spring should be taken into account at the value ΔZ, equal to 2a.

Ключевые слова: трикотажное полотно, утолщение, пульсация, толщина нити, поперечное сечение, крутка, пружина, деформация.

Keywords: Knittdet fabric, tichkening, pulsation, thickness of thread, cross section, twist, spring, deformation.

Утолщения, влияющие на пульсацию нитей, относят к технологическим дефектам, возникающим на различных стадиях переработки текстильных волокон. К технологическим размерным порокам, характеризующим чистоту нити, кроме утолщения (толстые пропуски) принадлежат также жгуты (превосходящие в два раза и более поперечное сечение пряжи), утонения (переслежины) в виде резкого изменения размеров поперечного сечения на коротких участках (несколько мм или см). В связи с тем, что по А.С. Далидовичу [1] нить имеет поперечное сечение, близкое к эллипсу, у которого две полуоси, нужно различать ширину нити F и её толщину F_T, различаемую как наибольшую, близкую к толщине F нити в свободном состоянии, так и минимальную толщину f в местах соприкосновения петель, где нить сплющивается и уплотняется. Расчётные значения ширины нити и толщины нити в свободном состоянии F практически совпадают, причем F=d_p. Поэтому ширину нити можно воспринимать как большую площадь воображаемого эллипса

Малую ось эллипса принимаем как толщину нити f в сжатом состоянии, равную соотношением (табл. 1).

Таблица 1.

Зависимости по А.С. Далидовичу для расчёта толщины нити f и F

Сравним расчётные данные для толщины нити f с диаметром условным d_у, рассчитываемым по формуле:

Например, для линейной плотности Т=12,5; 20 и 40 текс хлопчатобумажной пряжи (плотность равно =1,52 г см³):

толщина нити соответственно

Практически абсолютное совпадение сравниваемых величин в (d_у и f) указывает на то, что численные коэффициенты в формулах (табл. 1) отражают значение выражения  при постоянных значениях плотности вещества нитей и пряжи.

Рисунок 1. Внешний вид трикотажной нити из хлопчатобумажной пряжи с линейной плотностью Т = 20 текс

Таким образом, нить можно рассматривать как гибкий и упругий стержень с поперечным сечением в форме эллипса, меняющим своё расположение в процессе крутки в пределах так называемого шага крутки (рис-1) аналогично шагу винта на винтовой линии.

Схематично изменение расположения сечения (эллипса) нити вдоль своей продольной оси можно представить как на рис. 2, когда в пределах шага t крутки сечение нити приходит в исходное положение. Как следует из рис. 2 наибольшая толщина нити при t2 достигает минимального значения и далее в пределах t/2 снова приобретает наибольшее значение. Такое непрерывное изменение толщины нити, по всей вероятности, также служит источником пульсации натяжения нити. Поэтому влияние крутки и свойств текстильного материала на основную характеристику петельной структуры - длину петли и связанными с ней производными параметрами имеет большой научно-практический интерес.

Рисунок 2. Положения сечения нити в форме эллипса в пределах одного витка (шага крутки t )

Максимальные изменения толщины нити, поперечное сечение которой представляется в форме эллипса, можно выразить соотношением

                                                (1.01)

где - полуразность толщины нити F и f, мм

                          (1.02)

С учётом значений плотности вещества пряжи и объёмной массы пряжи δ (взято среднее значение) (табл. 2) получим

 (хлопчатобумажная пряжа);                                                   

(шелковая пряжа);                                                  

 (шерстяная пряжа)                                                  (1.03)

 (вискозная пряжа)                                                  

(шелк-сырец, комплексная нить)                                                 

Таким образом, в зависимости от расчётных данных 2a можно регулировать натяжение нити на выходе из тарельчатого устройства (тормоза регулятора) путём деформации силы сжатия прижимной пружины на величину ΔZ, равную 2а, При этом сила сжатия пружины составит:

                                                  (1.04)

где с– коэффициент жесткости пружины, сН / мм.

В таблице 2 даны расчётные значения максимального изменения толщины нити (2а), когда форма поперечного сечения нити представляется эллипсом, полученные по формулам (1.04).

Таблица 2.

Максимальные изменения толщины нитей 2а в зависимости от материала пряжи и линейной плотности

На рисунке 3 дана графическая характеристика и интерпретация зависимости максимального изменения толщины нити 2а для некоторых видов пряжи (хлопчатобумажной, шерстяной, шелковой пряжи и шёлка-сырца). Общностью этих зависимостей является нелинейный характер, однако степень изменчивости параметра 2а для хлопчатобумажной и шерстяной пряжи выражен более сильным, чем пряжа из шёлка сердца. Поэтому при выработке трикотажа из хлопчатобумажной и шерстяной пряжи с изменением линейной плотности Т текс необходимо тщательно корректи-ровать настройку натяжителя, так как разброс значении 2а значительный. При расчёте силы сжатия пружины (1.04) важно учесть, что выходное натяжение нити должно составлять не более 12-15 сН.

Рисунок 3. Зависимости максимального изменения толщины нити 2а поперечным сечением в форме эллипса от линейной плотности Т пряжи:

1-хлопчатобумажная; 2- шерстяная; 3- шелк-сырец

Для данного диапазона значение натяжения нити и параметра 2а, принимаемого равным осевому перемещению ΔΖ пружины (2а = ΔΖ) жёсткость пружины составляет, например, с = 174-217сН/мм(хлопчатобу-мажная пряжа. Т = 12,5; 20; 40 текс) и с = 111-139 сН/мм( шерстяная пряжа, Т = 12,5; 20; 40 текс).

Выходное натяжение нити из тарельчатого регулятора (рис-4.), принцип действия которого основан на комбинации стоечного (стержневого) и пластинчатого нитенатяжных устройств, можно определить по приближённой зависимости, исходя из контакта движущейся нити с плоской поверхностью стальных тарелочек и стержнем при огибании. Тогда выходные натяжение будет суммироваться из натяжения нити в трёх зонах контакта в тарельчатом нитенатяжном устройстве: 1) зона соприкосно-вения с тарелочками до огибания стержня; 2) зона огибания стержня; 3) зона соприкосновения с тарелочками после огибания стержня. В соответствии с приведённым натяжения нити составят:

1-стержень; 2,3-тарелечки; 4-пружина; 5-гайка регулирования; 6-нить; α -гол обхвата стержня нитью; β- угол между направлением нити и радиусом, проведенными из точки контакта нити с тарелками; ρ - сила нормального давления

Рисунок 4. Схема тарельчатого регулятора натяжение нити

1) до входа в нитенатяжное устройство;

2) в зоне контакта с тарелочками до огибания стержня

3) при огибании стержня по Эйлеру (без учета трения нити о тарелочки)

4) в зоне контакта с тарелочками после огибания стержня

где - коэффициент трения между нитью и стальными тарелочками;

- коэффициент трения нити о стержень

 - угол обхвата стержня нитью.

Если в последнем выражении выразить силу сжатия пружины P (1.04), то окончательно получим:

                                 (1.05)

Вследствие непрерывной пульсации натяжения нити на всей технологической трассе нитеподачи на локальных участках, разделяемых нитенаправляющими глазками, валиками, натяжным регулятором, нетеводителем, справедливо соотношение [2]:

                                             (1.06)

где - среднее значение входного натяжения нити;

- амплитуда колебаний входного натяжения нити;

- частота изменения (колебания) входного натяжения нити.

Покажем, что частота изменения входного натяжения нити зависит от шага крутки. Частоту колебания входного натяжения нити, вызванного изменением толщины нити в пределах шага крутки λ, определим из следующих условий. Пусть нить, имеющая крутку К перемещается по контактной поверхности, например, нитенаправляющего устройства по длине l со скоростью .

Время t, в течение которого нить проходит расстояние 1, равно

Количество n шагов крутки  попадаемых на контактную поверхность длиной l:

Тогда время t₁ на преодоление одного шага составит

Величина, обратная t₁ и равное

будет соответствовать частоте изменения натяжения нити за счёт переменной толщины нити в пределах шага крутки или одной крутки. Так как λ=1000/К (мм), то окончательно получим:

                                                     (1.07)

Таким образом, исходя из выше сказанного можно сделать следующие выводы, что при выходе из тарельчатого устройства следует учитывать силы сжатия прижимной пружины на величине ΔZ, равную 2а.

Список литературы:

1. Далидович А. С. «Основы теории вязания».- М:Лёгкая индустрия,1970-432 с.
2. Мусаева М. М., Мукимов М. М. Технология выработки двухслойного трикотажа: Монография.- Ташкент: NOSHIRNASHRIYOTI, 2022. -124 с.