Файл: Кулагина, М. И. Новые способы прядения шерстяных и химических волокон.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 62
Скачиваний: 0
тывания готовой нити осуществляются последовательно разными механизмами. Получение, передача и сообщение крутящего мо мента волокнам может осуществляться без операции наматывания.
Скручивание волокон всегда связано с потерей их распрямлен ное™, вследствие чего использование прочности волокна в пряже уменьшается. Поэтому в последнее время все шире используют, например, способ склеивания волокон, известный как способ полу чения пряжи с нулевой круткой. Прочность пряжи, полученной склеиванием волокон, зависит не столько от междуволоконных сил трения, сколько от сил связи волокон со склеивающим веществом (которые имеют чисто химический характер) и сопротивляемости деформациям самого склеивающего вещества. Чтобы придать пря же округлое сечение, иногда используют ссучивание или неболь шое подкручивание волокнистой пряди с помощью вьюрков. В этом случае новые способы получения пряжи рассматривают как комбинированные. Механизмы кручения и наматывания пря жи всегда разделены, так как нет необходимости в создании дей ствительной крутки.
Таким образом, для всех новых способов прядения можно сформулировать одинаковые технологические требования:
1) обеспечение максимальной распрямленное™ волокон (ко эффициент распрямленное™ должен стремиться к 1);
2)образование прядильной мычки с числом волокон, соответ ствующим заданной линейной плотности пряжи;
3)обеспечение максимальной плотности волокнистого продук та при минимальном натяжении пряжи;
4)наматывание готовой пряжи с максимально возможным на
тяжением, обеспечивающим плотность наматывания 0,40— 0,60 г/см3.
При изготовлении пряжи новыми способами в зависимости от используемых средств для формирования пряжи практически соз даются разные условия прядения и структура получаемой пряжи может отличаться от структуры обычной пряжи. Поскольку натя жение нити стремятся уменьшить по сравнению с натяжением на кольцевых прядильных машинах, то при одинаковом количестве волокон в поперечном сечении пряжа, получаемая любым из но вых способов, будет отличаться геометрическими параметрами от обычной пряжи (в первую очередь увеличится ее диаметр).
Вследствие этого пряжа будет иметь иную структуру и физико механические показатели при одной и той же линейной плотности.
Для волокнистого продукта, получаемого способом кручения любыми средствами ^механическими, аэродинамическими, гидрав лическими и др.), может быть применена теория геометрического строения пряжи, согласно которой волокна, в той или иной мере распрямленные и ориентированные в одном направлении, в про цессе скручивания располагаются по винтовым линиям усреднен ной спирали, обвиваясь вокруг оси и обвивая друг друга.
Основными параметрами геометрического строения пряжи яв ляются радиус средней спирали, или диаметр пряжи, шаг винтовой
9
линии, определяющий крутку поверхностных волокон, и угол на клона винтовой линии, т. е. угол кручения волокон.
На основании теории геометрического строения рассмотрим, как изменятся параметры структуры пряжи одной линейной плот ности, если ее видимый диаметр увеличивается. Если изготовить пряжу новым способом и на кольцевой прядильной машине из одного и того же сырья при одинаковом числе кручений на 1 м, то среднее число волокон в сечении и их волокнистая масса будут одинаковы. Но диаметр пряжи на новой машине da будет в k раз больше, чем диаметр пряжи d на кольцевой машине, т. е.
du — kd при k > \ . |
(1) |
Одна и та же волокнистая масса распределяется в различных объемах единицы длины пряжи. Найдем соотношение объемных масс.
|
|
|
|
|
ndi |
Л; Vk= |
mi2- h, |
|
(2) |
|
|
|
|
Е„ = |
|
||||
где |
h — выбранная |
длина отрезка, одинаковая в обоих случаях; |
|||||||
Ен — |
объем |
отрезка нити |
длиной |
Л, полученной |
новым спо |
||||
Ек — |
собом; |
|
|
|
|
|
|
|
|
то же, при кольцевом способе. |
|
|
|||||||
|
Так как объемная масса |
6 = Л , |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(3) |
|
где |
G —- масса отрезка; |
V |
|
|
|
||||
|
|
|
|
||||||
|
Е — объем отрезка, |
|
|
|
|
||||
|
|
то |
|
5И= —2- , |
(4) |
б к = |
V0 |
(5) |
|
|
|
|
|
|
Е„ |
|
|
vк |
) |
или с учетом формул (1) и (2) |
|
|
|||||||
|
|
б |
— |
42 |
(6) |
б |
40 |
(7) |
|
|
|
°н |
|
о У |
к |
зи Р Н |
|||
|
|
|
|
3 id * k |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Соотношение объемных масс
6н
8К
1
(8)
Подставив в это равенство значение dn из формулы (1), найдем соотношение объемных масс, выраженное через структурный па раметр k, характеризующий разницу в диаметрах:
6» |
d? . |
6н |
1 |
/д \ |
5К _ кЧ°~ ’ |
6К ~ к- |
К |
||
Так как по условию &>1, то объемная масса пряжи при новом способе будет в k2 раз меньше объемной массы пряжи, получае мой кольцевым способом. При прочих равных условиях
бн |
(10) |
|
/г2 |
ю
Выше было сказано, что пряжу вырабатывают с одинаковой заправочной круткой, т. е. К3.п=Кз.к=const. Проанализируем из менение угла кручения поверхностных волокон и коэффициента крутки, характеризующих меру скрученности пряжи. Из геомет рии развертки одного витка пряжи (рис. 3) видно, что возможны два случая:
1)AH=A K=const (по условию), тогда рн>Рк> и пряжа с новой машины при том же числе кручений будет более крутой;
2)рн=Рк, тогда hu>hK и Кф.н<Кф.к, т. е. фактическое число
кручений на 1 м пряжи при новом способе получения пряжи
Рис. 3. Геометрия развертки витка пряжи
всегда будет меньше заправочного.
Рассмотрим первый случай: An=/zK=const. Из геометрии раз
вертки |
|
|
|
|
|
tg pH = |
h |
’ |
|
( П ) |
|
|
|
|
|||
tg рк = |
nd |
|
|
(12) |
|
~ T ' |
|
||||
|
|
|
|
||
но du= kd, тогда |
|
|
|
|
|
ndk |
= |
* tg |
рк. |
(13) |
|
tgp„ ~ h |
|||||
|
|
||||
Поскольку k > I, то Рн1> Рк-
Коэффициент крутки а представляет собой условную величину, которая определяется формулой
а _ i o o o t g p / я б |
1 4 , |
2л |
' ' |
где р — угол кручения; |
|
б — объемная масса пряжи. |
|
Определим коэффициенты крутки при новом способе ан и при кольцевом прядении ак:
а н = |
1000 tg |
РнК'ябн |
(15) |
|
2я |
||
|
|
|
|
ак = |
1000 tg рк ■ /я6к |
(16) |
|
|
2я |
||
|
|
|
|
Выразим tgpHи бн через структурный коэффициент k и параметры
пряжи кольцевого прядения. Используя формулы (10) и (13), по лучим:
|
1000А tg рк | |
я бК |
1000-tg рк /я б ц |
|
а„ = |
2я |
/г2 |
(17) |
|
|
2к |
|||
|
|
|
т. е. ан= а к.
Следовательно, при изменении геометрических параметров пря жи, полученной новым способом прядения, коэффициент крутки ее остается одинаковым с коэффициентом крутки обычной пряжи, ес ли фактическое число кручений на 1 м пряжи при сравниваемых способах равно. Угол кручения новой пряжи должен быть боль ше, чем угол кручения обычной пряжи, т. е. пряжа должна выгля деть более крутой, хотя шаг витка одинаков.
Рассмотрим второй случай: р1] = рк. Угол кручения поверхност ных волокон остается постоянным, что допустимо, так как распо ложение поверхностных волокон задается соотношением
число оборотов нити (п)
скорость продольного ее перемещения (о)
которое по заправке одинаково для обоих способов прядения. Тео ретически поверхностные волокна должны укладываться по на правлению вектора-скорости, получающегося в результате сложе ния линейных скоростей поступательного и вращательного движе ний.
Так как соотношение— одинаково для обоих способов пря
дения, направление вектора-скорости будет постоянно в обоих слу чаях, но величина его будет больше, во столько раз, во сколько увеличиваются скоростные параметры прядения.
Проанализируем изменение фактического числа кручений на 1 м и коэффициента крутки при новом способе прядения в данном случае. Из геометрии развертки (см. рис. 3) следует, что шаг витка при новом способе прядения должен быть больше, чем при
Действительно
я d H |
|
|
|
tg рн = |
t g |
P.< = |
— |
Ан ’ |
|
|
"K |
= t g P K . |
|
|
|
Тогда |
|
|
|
n d n |
nd. |
' |
|
An |
An |
|
|
Подставив в это равенство соотношение |
(1), получим |
||
я kd |
ftd |
|
|
fin |
Лк |
|
|
Откуда ha= k h K. |
|
|
(18) |