ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА БАЛЛОНИРОВАНИЯ НИТИ НА ПОЛОМ ВЕРЕТЕНЕ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Расстояние от конца иглы до плоскости радиальных каналов пневмоперепутывающей камеры, рассчитанное по формуле (7) составило 25.46 мм что соответствует результатам экспеоимента.

Таким оЬразом в результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований опоеделены оптимальные параметры аэродинамического устройства с учетом особенностей процесса формирования полипропиленовых комбинированных нитей.

Список использованных источников 1. Рыклин Д.Б., Коган А.г Производство многокомпонентных пряж и комбинированных нитей. - Витеоск: УО «ВГГУ», 2002 -210 с

SUMMARY

Mal.utsha I.A., Ryklin D.B. The research and optimization of air-jet nozzle construction tor combined oolypropylene yarn.

In the article air-jet nozzle construction for combined polypropylene yarn is described. Mathematical models of process combined polypropylene yarn forming are obtained. Balloon shape of yarn in the nozzle chambers is defined theoretically. Optimum parameters of the air-jet nozzle are established.

УДК 677.022.6

ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА БАЛЛОНИРОВАНИЯ НИТИ НА ПОЛОМ ВЕРЕТЕНЕ H.H. Бодяло, В.И. Ольшанский, А Г. Коган

При формировании комоинированной крученой пряжи или нити на прядильно-крутильной машине большое внимание следует уделять правильному выбору натяжения скручиваемых стренг, которое оказывает значительное влияние на стабильность процесса получения нити и на ее свойства.

Натяжение выпрядаемой стренги достаточно равномерно и может регулироваться с целью сближения натяжения двух стренг в определенных пределах за счет изменения вытяжки между передним цилиндром и выпускной парой. Натяжение же прикоучиваемой стренги, сматываемой с вращающегося початка и образующей баллон| менее стабильно и меняется с изменением размеров початка и формы баллона, который зависит от скорости врамдения веретен, линейьой плотности нити высоты и формы питающей паковки [1].

Наиболее полно механика гибкой нити изложена в работах А.П. Минаковз, И.И. Мигушова, Ю.В. Якубовского и др. В технологических процессах протекающих на различных машинах текстильной промышленности, широко оаспространено движение баллонирующей нити. Вопросами теории npoueena баллонирования на текстильном оборудовании занимались П.Ф. Е:рченко А.Н. Васильев. И.Г. Ьорзуков, А.Г. Коган и др.

Специфика процесса формирования крученой комоинированной нити для швейных ниток на прядильно-крутильной машине, разработанного на кафедре ПНХВ [2], вызвала необходимость изучения процесса баллоьиоования и разработки нового аналитического метода определения натяжения нити на полом веретене.

Натяжение комбинированной нити на полом вере гене состоит из натяжения нити в баллоне при сматывании с катушки, натяжения в канале веретена и натяжения в стабилизаторе крутки, установленном в нижней части полого веретена.

ha участке от бооины до шпинделя веретена комбинированная нить в результате вращения получаст Форму баллона. Для определения нагяжения нити в баллоне необходимо описать форму баллонирующей нити математической моделью Для

Вестник УО В Г ГУ

21

этого рассмотрим процесс баллотирования гибкой нити при сматывании ее с равномерно вращающейся паковки, сделав некоторые допущения.

Движение баллонирующей нити с кинематической точки зрения представляет собой вращательное движение нити вокруг неподвижной оси ОТ (рис. 1). На произвольно выбранную точку В действуют несколько сил: центробежная, аэродинамического сопротивления воздуха, тяжести иити и Кориолисэ (вследствие относительного и переносного движения нити).

Точные методы расчета сопротивления воздуха нити достаточно сложны. Установлено что за счет действия аэродинамических сил натяжение нити в баллоне увеличивается на 6-10% [3]. Это будет в дальнейшем учтено при расчетах

Таким образом образующую баллон нить будем рассматривать как гибкую материальную линию, которая не искривляется от сопротивления воздуха и оасположена в вертикальной плоскости. При анализе также не учитываем силу Кориолиса величина которой незначительна вследствие малой продольной скорости движения нити. Тогда на баллонирующую нить действуют центробежная сила и сила тяжести.

Центробежную силу действующую на единицу длины нити можно определить по формуле:

Яц -гп(02х,, (1)

где /7? - масса единицы длины нити, кг х,- радиус баллона элемента нити, м со - угловая скооость вращения нити (веретена) с

т

со = - - (2)

30

где п - частота вращения веретена, с"1.

Рисунок 1- Схема сил действующих на баллонирующую нить в установившемся

режиме движения

Сила тяжести определяется как

Fm=mg

(3)

где д - ускорение свободного падения, м/с2.

Для определения радиуса баллонирования х„ как функции положения произвольной точки з„ принимаем, что дифференциал изменения радиуса баллонирования по длине нити с/х/Уг пропорционален отношению моментов действующих сил относит ельно оси ОУ. Момент центробежной силы Гц относительно оси ОУ равен Моп= та?х,2,. Момент силы тяжести Рт относительно оси ОУ равен М0у2=тдх1. Тогда

dx dz

или

dx dz

amw x,zi

mgxl

aw2z:

g

(4)

(5)

где а - безразмерный коэффициент (определяется из эксперимента). Получаем дифференциальное уравнение вида

Я

Решение дифференциального уравнения (6) в пределах интегрирования 0<х,<хя и 0<г/<1 дает зависимость вида:

'.2

(6)

X ■

aw

2g

(7)

где /-1/4 высоты баллона, м.

Для определения формы нити в баллоне производили фотосъемку в момент, когда чить оказывается в плоскости, перпендикулярной оси ооъекгииа. Были сделаны фотоснимки формы баллонирующей нити при сматывании ее с различных участков початка (от носика до гнезда). Расстояние от точки сматывания нити с катушки до вершины веретена делили на о .резки равной длины и измеряли расстояние от оси веретена до нити в баллоне в конце каждого отрезка. Результаты измерений приводили к натуральной величине

Полученные в ходе эксперимента данные были оЬработаны с помощью пакета прикладных программ «Statistica for Windows». Получены уравнения параЬол, описывающие экспериментальные кривые Ьаллонирующей нити, которые в общем виде можно записать как:

X = к •(/ (8)

где /(-коэффициент регрессии, равный аа?/2д.

Зная угловую скорость зращения веретена можно определить значения коэффициента а для разных форм баллона, образуемого при сматыьании нити с различных участков початка. В таблице 1 приведены значения коэффициента а для комбинированной хлопкополиэфирчой нити линейной плотности 21,5 текс при й>=894 с1.

2 аблииа1 - Значения коэффициента а для разных to тм баллона

Показатель Значения показателя

Высота полуОаллона,м 0.03 0 042 0 049 0,0ъ5 0,06 0 065 0.069

Коэффициент а 0 OOOfib 0 00035 0 00026 0 00021 0 00017 0.00014 0 00010

Вестник УО Pi ГУ

23

Анализируя данные таблицы 1 можно заметить, что с увеличением высоты полубаллона / величина коэффициента а уменьшается. Обработка данных таблицы с помощью пакета прикладных программ «Statistica for Windows» позволила установить зависимость коэффициента а от высоты полубаллона / (рис.2, кривая 1):

а=-0,00033+0,00003//.

О)

Данная Формула справедлива только для исследуемого интервала высоты полубаллона /, так как при /-»« коэффициент а становится отрицательным а, следовательно, и радиус баллона х имеет отрицательное значение, что противоречит Физическому смыслу данного параметра В процессе формирования комбиниоованной нити границы диапазона высоты полубаллона мо^ут быть шире: /=0,02-0,13 м. Согласно данной формулы уже при /=0,091 м коэффициент а имеет отрицательное значение.

Функциональную зависимость коэффициента а от высоты полубаллона / можно представить в виде экспоненциальной [4]:

( I \

К

+ а..

(10)

j

где К - темповой показатель размерность которого зависи^ от размерности переменной / (в нашем случае имеет размерность длины), характеризующий длину полубаллона, при которой отношение максимального изменения безразмерного параметра а больше текущего изменения паоаметра а в е-раз, м.

а.

max

а

mm

® е

а - а

(11)

mm

В результате обработки данных таблицы 1 получили следующую зависимость (рис.2 кривая 2):

а=(0,00364-0,000053)*ехр(-/Л) 017)+0,000053=0,003587*ехр(-//0,017)+0,000053 (12)

а

0.00075 0.00065 0.00055 0.00045 0.00035 0.00025 0.00015

0.00005

0.03

0.04

0.05

0.06

0.069

Рисунок 2 - Зависимость коэффициента а от высоты полубаллона I

Подставляя формулу (12) в формулу (У) получим окончательный вид уравнения баллона:

2

х = (0,003587*ехр(-// 0,017)+ 0,000053)-^- </2 -z2) (13)

2g

Сравнение экспериментальных кривых баллопирующей нити и построенных по уравнению (13) показывает высокую сходимость результатов. ошибка аппроксимации составляет не более 3%.

ВЫВОДЫ

1. Исследован процесс баллонирования комбинированной нити на полем веретене прядильно-крут ильной машины.

2. В результате экспериментальных и теоретических исследований разработана модель, описывающая форму нити в баллоне что в дальнейшем позволит определить силу натяжения баллонирующей нити.

Список использованных источников 1. Кориковский П.К., Моисеенко М.М., Острогожский О.Г. Прядильно-

крутильные машины - М : Легкая индустрия, 1969. - 192 с. 2 Сокращенная технология получения комбинированных швейных ниток / Ьодяло Н.Н., Коган А Г. // Ресурсо- и энергосберегающие технологии промышленного производства Материалы международной научно-технической конференции. Ноябрь 20U3 г Часть 1 / УО «ВГТУ». - Витебск. 2003. - 240 с.

3. Прядение хлопка и химических волокон (изготовление ровницы, суровой и меланжевой пряжи, крученых нитей и ниточных изделий) / И.Г. Борзунов, К.И. Ьадалов, В.Г. Гончаров Т.А. Дугинова, Н.И. Шилова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М ; Легпромбьп издат 1986. - 392 с

4. Кузнецор А.А. Оценка и прогнозирование механических свойств текстильных нитей: Моногр./А А. Кузнецов, В.И. Ольшанский - Витебск:УО «ВГТУ» 2004.- 226 с.

SUMMARY

The exper mental and theoretical researches of balloon of running combined cotton/polyester yarn about the hollow spindle are carried out. The mathematical model desc.ibing the balloon form is developed. Deviations of theoretical deoendences from experimental results are unsubstantial. The developed model is supposed to use at the further theoretical researches for determine of running yarn tension force.

УДК 6/7.11.021.18.00'.5

ИССЛЕДОВАНА УСЛОВИЙ ЧЕСАНИЯ КОРОТКОГО ЛЬНЯНОГО ВОЛОКНА НА ГРЕБНЕЧЕСАЛЬНОЙ МАШИНЕ "ТЕКСТИМА" МОДЕЛИ 1605

С.С. Гришанова, А.Г. Коган, Ю.А. Завацкий

На кафедре «ПНХВ» УО «ВГТУ» разрабо1ана технология производства пряжи линейных плотностей 125-142 текс из короткого льняного волокна сухим спосооом прядения с использованием гребнечесания. Процесс гребнечесания производится на модернизированных гребнечесальных машинах "Текстима" мод. 1605 предназначенных для шерсти.

Пои пооведении экспериментов было установлено, что предлагаемый фирмой изготовителем «VARIO» набор гребенных планок 0153-0133-0110-090-075-065-055-045-ú4b-035-03b не подходит для чесания короткого льноволокна, полученного от

Вестник уп ВГТУ

25