CC BY
0
SUMMARY
Method of calculator! of melange cotton-polyester tw<sted yarn breaking tenacity is developed. The basis of oeveioped method is changed formulae for calculation of different yarns breaking tenacity taking ;nto account particular qualities of structure of twisted yams produced at mach'nes witn hollow spindles. Developed method can be used during mixing seiectiun tor new assortment of twisted melange yarn.
УДК 677.022.6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАТЯЖЕНИЯ БАЛЛОНИРУЮЩЕЙ НИГИ НА ПОЛОМ REPFTEHE ПРЯДИЛЬНО-КРУТИЛЬНОЙ МАШИНЫ
H.H. Ьоляло
При формировании крученых нитеи на прядилы-ю-кругильных машинах скручиваемые стренги находятся в принципиально различных условиях Натяжение выпрядаемой стренги определяется соотношением скоростей выпускной и оттяжной пар укоуткой нити натяжением передаваемым выпоядэемой стренге прикручиваемой стренюй. Натяжение прикручизаемой стренги зависит от места в сматываемом слое, стадии сматывания на початке и частоты вращения веретен [1]. Неравномерное натяжение выпрядаемой сгренги вызывает неравномерное наоегание стренги, сходящей с початка, и частичное оЬвивание ею выпрядаемой стренги В результате крученая нить приобретает «штопорную» структуру, что поиводит к снижению ее прсчности. С целью уменьшения «штопорности» крученой нити и улучшения ее физико-механических показателей оольшое внимание следует уделять правильному выбору натяжения скручиваемых стренг. Для этого в первую очередь необходимо уметь его определять.
Дпя определения натяжения баллонирующей прикручиваемой стренги рассмотрим процесс сматывания нити с равномерно вращающейся паковки как установившееся воащательное движение с постоянной углозой скоростью оо. На участке от бобины до шпинделя веретена комбиниоонанная нить в результате
Силу натяжения баллонирующей нити можно определить, используя методы диффеоенциальной геометрии Дифференциальные уравнения равновесия баллонирующей нит и в проекциях на координатные оси [2] имеют вид
4Ö вгетник У О ВГ ГУ
L
1 d
T dS
F. <h
\
_1_ d T dS
0 /
Y
1
0 d
T dS
77 dS > äy,
/, dSQ F dz
+ X= 0
+ 7 = 0
/ dS
\л
+ Z = 0
0 J
dx 2 / 7 Л 2 (dz i
+ +
KdS 0 dS0,
=f<
где Я-текущее значение натяжения баллонирующей ни'и, Н, 7-линейная плотности недеформирозанной нити, текс; X У. 1-- проекции напряженности силы на декартовы оси координат; /'=7/ Т/ - деформация элемента нити в данный момент времени, т.е отношение лиьейных плотностей нити в недеформированном и деформированном состоянии;
1 d
Т dSr
dx dSr
1 d
T dS
О ч
dy
dS«
1 d
Т dS
о V
dz,
dSr
г ' - распределенные силы инерции в проекции на оси соответственно X У и Т
Решение системы дифференциальных уравнений равновесия ниги [2] позволяет определить силу наряжения нити в баллоне Р в виде:
F =
Т 10 \УЬ2
л2п2
1 + 2
S-L
L
cos
7Z77
L
(2)
где /7=1, 2.3..- число ветвей баллона' 7 - высота оаллоча. м: Б-длина баллонирующей нити щ
2 -положение произвольной точки баллона в проекиии на ось Z; со- угловая скорость вращения нити (веретена) с"1.
Для формы Оаллона, представленного на рис. 1, /7=1. Тогда уравнение (2) будет иметь виц:
_
F =
Т -1(Г4 со2L2
■
] + 2 COS
L
к L
(3)
Чтобы определить длину баллонирующеи нити Э необходимо описать ее форму магматической моделью В раооте [3] рассмотрен процесс баллонирования нити при сматывании ее с равномерно вращающейся паковки и получено уоавнение балло на в выбранной системе координат (рис 2):
(О
X = (0.003587 * ехрН / 0,017) + 0.000053) ..
где /-1 высоты баллона, м д- ускорение свободного падения, м/с
(4)
Вестник У О Bf ГУ
49
\
Л (1А
. Л > в
Ш
| X
0 I с
>» у
о
Рисунок 2 - Расчетная схема движеиия нити
Длину дуги полубалпона определяем по формуле [4]'
I
Учитывая, что [3]
тогда получаем
= + (х')2
8
-м
/ -> Л 2
асо'
V £ >
сЬ
(5)
(6)
№
где а - безразмерный коэффициент.
Так как х'есть не чго иное, как тангенс угла а между касательной к баллону в какой-либо гочке и осью О7 следовательно:
а со
а
г -
а а, в
соэ2 а ■ асо
с! с
Подставляя (10) в выражение (5) получим:
\ Ф + Ъ а
Г>ЛС ГУ
соэ а ■ асо
с1а
(8)
О) (10)
(11)
где а„,ах - угол наклона касательной к баллону в месте входа нити в канал веретена к вертикали.
с1а
(12)
«пах [
пса • соб а
50
Вестник У О В! /У
2
s =
2 ой-
COS~t«max)
+ ln
cos( Of )
+ ax)
(13)
Учитывая соотношение (8) и z=/ (рис.2), имеем
"max Г
2
V g
(14)
J
Подставляя значение amax в уравнение (13) можно рассчитать длину дуги полубаллона АС (рис. 2) Всю длину нити в баллоне ACD обозначим S. С учетом (13) она равна:
5 =
Я
ÜÚ-
«gtegjjx) C°s4«n,ax)
+ In
1
COS<4„ax)
+ 'g(<ímax )
(15;
Для определения длины нити в баллоне экспериментальным путем производили стработахометрическую фотосъемку в момент, когда нить оказыгается в плоскости перпендикулярной оси объектива. Были сделаны фотоснимки формы баллонируюшей нити при сматывании ее с различных участков початка. В таблице 2 представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований длины нити в баллоне.
ГаЬлииа 2 ^Результаты исследований длины нити в баллоне
Наименование показателя Значения показателя
Высота полуОаллона /. м 0 030 0 042 0.049 0 05Ь 0 060 0.06L 0.069
Длина дуги Оаллона полученная экспеоиментально м 0,082 0 101 0 113 0,124 0.134 0 140 С 148
Длина дуги Оаллона 8, определенная теоретически м 0 0818 0 1011 0 1124 0 1233 0 1313 0 1396 0 1463
Отклонение реючетных значений от фактических % 0.2 0 1 0 5 0.6 2,1 0 3 1.2
Таким образом результаты расчетов длины дуги баллона по формуле (15) отклоняю ,"ся о г полученных экспериментальным пут ем не более чем на 3%
Теперь, зная длину дуги баллона, можно определить натяжение нити в любой точке баллона. Учитывая тот факт что за счет действия аэродинамических сил натяжение иити в баллоне возрастет на 6-10% [1] внесем поправку и формулу (3), увеличив натяжение нити на 8%
F =
Т -\0~4со2L2
7С
\ mS-L т 1т?- cos — L I L
J
1,08
(lg)
На рисунке 3 представлена эпюра натяжения нити в баллоне. В точке В (оис.1). находящейся от оси ОХ на расстоянии г=1/2/. (.абсцисса х-хтах) нить испытывает минимальное натяжение, а максимальное - у веошины веретена и в точке сматывания ее с початка при г-0 и Тогда натяжение нити со стороны баллона в месте входа ее в канал веретена может определяться по формуле:
F =
Т ■ \0 со L
X
1 + 2
S-_L L
•1.08
(17)
Вес гни к УОВГГУ
51
.сН
11
09-
0.8-
07-
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 Z ,м
Рисунок 3 Эпюра натяжения нити в оаллоне
Произведя расчеты натяжения нити со стороны баллона используя выражение (17) установили что стренга, сходящая с вращающегося початка в диапазоне высоты баллона 0 06-0 138м испытывает натяжение в месте входа ее в канал веретена ь пределах 1-4 сН. Следовательно, для уменьшения «штопорносги» крученой нити формируемой на прядильно-крутильнои машине, натяжение стренги, выходящей из вытяжного поибора, следует устанавливать 2-ЗсН.
ВЫВОДЫ:
В результате экспериментальных и теоретических исследований разоаьогана модель, позволяющая определить длину нити в баллоне.
Определена сила натяжения балломируюшей нити в месте входа ее в канал веретена в исследуемом диапазоне высот0| баллона.
Список использованных источников
1. Прядение хпопка и химических волокон (изготовление оовницы суровой и меланжевой пряжи, крученых нитей и ниточных изделий) / И. Г. Борзунов [и др. ] - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва : Легиромбы гиздаг, 1986. - 392 с
2. Основы механики чити / Ю.В. Якубовский [и др ]. - Москва Легкая индустрия, 1973. -271 с.
3. Бодяло H.H. Исследования процесса баллониривания нити иа полом веретене / Н.Н Бодяло, В И. Ольшанский, А.Г. Коган // Вестник УО «ВГТУ». - 200Ь. - № 8. - С 21 - 25.
4. Гусак A.A. Спраьочник по высшей математике / А.А Гусак, Г.М. Гусак. -Минск Навука i тэхкжа 1991 -480 с.
SUMMARY
The theoretical researches and tension of balloon of running combined polyester yam about the hollow spindle are earned out The mathematical model is developed which allows ca'culating ballooning combined yarn length. Deviations of theoretical aependences from experimental results are unsubstantial Running yarn tension force before hollow spindle channel entrance is determined with using of develooea theoretica1 model.
52 вестник У О В! ГУ
к
