Разработка и получение декоративных технических тканей специального назначения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.03, кандидат технических наук Кочетов, Алексей Анатольевич

• Кочетов, Алексей Анатольевич
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Кочетов, Алексей Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ 8 ! .1. Волокна и гкаыи, используемые при получении термопластов 8 1.2. Прокладывание утка на станках СТБ 23 ].3. Анализ источников информации и постановка задачи исследования

ВЫВОДЫ

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТКАНИ

2.1. Алгоритм проектирования ткани

2.2. Рисунки переплетения ткани

2.3. У работка основы и утка

2.4. Технический расчет ткани 56 ВЫВОДЫ

3. ПИТАНИЕ СТАНКА СТБ УТКОМ

3.1. Натяжение уточной нити

3.2. Экспериментальная часть

3.2.1. Стенд

3.2.2. Расчет- количества опытов

3.3. Анализ движения нити через уточный тормоз 77 3.3Л. Определение жесткости на изгиб рабочей пластины 77 3.3.2. Натяже ние нити

ВЫВОДЫ

4. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПИТАНИЯ СТАНКА ОСНОВОР1 И УТКОМ

4.1. Параметры заправки основы

4.2. Параметры заправки утка 99 ВЫВОДЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и получение декоративных технических тканей специального назначения»

Актуальность темы. Для отделки салона самолета гражданской авиации используют декоративные сотовые панели и термопласты. В качестве исходных материалов применяют технические ткани, основу которых составляют высокомодульные термостойкие нити. На поверхности ткани методами ткачества создаются всевозможные узоры, которые украшают декоративный материал. С другой стороны пластик или панель могут подвергаться определенным нагрузкам, что связано с конструктивными особенностями воздушного лайнера. Следовательно, декоративная плата, по крайней мере, должна удовлетворять двум основным требованиям: иметь хороший внешний вид и обладать нужной прочностью. Можно создать высокопрочный, но тяжелый материал, что для авиационной промышленности неприемлемо. Поэтому для авиации разрабатывают и создают материалы на основе волоконной технологии, куда входят и специальные технические ткани. Их использование позволяет получить композиционные термопласты с улучшенными физико-механическими свойствами. В этом заключается актуальность рассматриваемой темы.

Целью исследования является техническое обоснование, разработка и получение новых видов декоративных тканей, используемых при отделке сотовых панелей и термопластов.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

- обоснованы основные положения и требования, предъявляемые к техническим декоративным тканям;

- разработан алгоритм проектирования ткани;

- исследовано движение синтетических нитей через уточный тормоз станка СТБ;

- оптимизированы процессы питания станка основой и утком.

В качестве методов исследования использовались анализ и синтез, эксперимент, основные положения механики и прикладной математики. Использовалась высокоточная аппаратура и ЭВМ. Достоверность результатов достигалась необходимым объемом наблюдений для каждого конкретного эксперимента.

Научная новизна: на основании разработанного алгоритма приводится последовательность расчета декоративной ткани анизотропной структуры, в основу которого положены прочностные характеристики высокомодульных синтетических нитей;

- показана методика разработки сложных рисунков ткани на базе комбинированных видов переплетений;

- дается обоснование и приводится пример расчета уработки основных и уточных нитей, в основу которого положены ряды Фурье;

- сделан анализ работы уточного тормоза станка СТБ при использовании в качестве утка высокомодульных, комплексных нитей из волокна фенилона. СВМ и мононитей капрона;

- получены формулы для расчета натяжения нити при ее выходе из уточного тормоза станка СТБ, где учтены показатели жесткости на изгиб рабочей пластины тормоза;

- подработаны оптимальные параметры заправки ткацкого станка СТБ, обеспечивающие получение декоративных технических тканей заданных свойств.

Практическая значимость работы. Получены новые виды технических декоративных тканей, которые могут быть использованы не только для оформления салонов самолетов гражданской авиации, но и в быту, судостроении, автомобильной промышленности и в других отраслях. Указанные ткани не горят, выдерживают значительные нагрузки и могут использоваться не только как декоративные, но и в качестве армирующего компонента при формировании пластмасс.

Сделан расчет уработки нитей основы и утка для одного из вариантов ткани. В основу расчета положена методика определения длины нити, заработанной в ткань. Для этого использованы ряды Фурье. Данная методика позволяет найти уработку нитей еще на стадии проектирования ткани, что особенно важно, если разрабатывается новая ткань.

Спроектирован и изготовлен стенд по определению силы торможения нити уточным тормозом станка СТБ. Стенд позволяет оценить влияние на торможение нити величины прогиба рабочей пластины тормоза, начальной деформации пружины подвижной стойки, а также суммарный эффект при одновременном изменении указанных величин. Кроме того, с помощью стенда можно дать оценку торможения нити уточным тормозом, если использовать пружины разной жесткости, соединенные с подвижной стойкой.

Подработаны оптимальные параметры заправки ткацкого станка, что позволило снизить обрывность основных и уточных нитей и привело к повышению производительности ткацкого оборудования и более высокой зоне обслуживания станков ткачом без увеличения физической нагрузки последнего.

Промышленная апробация. Опытные образцы новых технических тканей прошли апробацию в научно-производственном объединении «КОНВЕРСИПОЛ», г. Иваново. Получены удовлетворительные результаты.

Диссертация изложена на 123 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав с выводами после каждой главы и общих выводов.

Заключение диссертации по теме «Технология текстильных материалов», Кочетов, Алексей Анатольевич

ОБОБЩЕННЫЕ ВЫВОДЫ II РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработан алгоритм проектирования новой технической декоративной ткани, в основу которого положены критерии, обеспечивающие получение тканей заданных свойств.

2. На базе мелкоузорчатых видов переплетений разработаны и получены декоративные ткани для отделки композиционных термопластов и панелей, используемых при оформлении салонов самолетов гражданской авиации. Ткани обладают огнеупорностью и нетоксичны. Выдерживают значительные нагрузки и могут быть использованы в других отраслях промышленности.

3. Разработана методика и произведен расчет уработки нитей основы и утка в тканях саржевого переплетения, в основу которого положены ряды Фурье.

4. Рассмотрено взаимодействие нити с криволинейными поверхностями уточного тормоза станка СТБ и получены расчетные формулы для оценки натяжения нити. Для практического применения рекомендуются соотношения, в которых учитывается жесткость на изгиб рабочей пластины тормоза. Без учета жесткости ошибка при расчете натяжения уточной нити может достигать 50 %.

5. Произведен анализ влияния различных факторов на работу уточного тормоза, в частности линейной плотности, трения нити о рабочие поверхности тормоза, изменения величины прогиба тормозной пластины, начальной деформации пружины и ее жесткости, а также одновременное влияние начальной деформации пружины и величины прогиба пластины, что в конечном итоге определяет качество выпускаемых тканей.

6. На основе активного факторного эксперимента подработаны параметры заправки основы для получения декоративной ткани. Получена многофакторная адекватная модель, и:* которой следует, что минимальная т обрывность основы будет, если величина заступа составит 25и, натяжение основой нити - 60 сН, длина зева - 430 мм.

7. Найдены оптимальные параметры заправки утка и получена линейная регрессионная математическая модель, где оказались значимы значения прогиба пластины уточного тормоза и сила сжатия нити губками прокладчика. Рекомендованы следующие параметры заправки утка: величина прогиба пластины - 1 мм; сила сжатия губок - 30 Н; расстояние от паковки до нитепроводника - 140 мм.

8. Ожидаемый экономический эффект от внедрения настоящей работы в производстве составляет 1092489,6 р. на одну тысячу ткацких станков.

А <7

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Кочетов, Алексей Анатольевич, 2000 год

1. Достижения в области композиционных материалов. Сборник научных трудов Конф. Истра, Италия, 1978. / Под ред. Дж. Пиатти; перевод с англ. М.Ю. Матвеева и др. Под ред. В.И. Мазунова. М.: Металлургия. 1982. С. 5.8.

2. Применение конструкционных композитов в авиалайнерах 7 Экспресс-информация: Синтетические высокополимерные материалы. 1982. -№28. - Реф. 395.

3. Пластмассы в машиностроении. Сборник статей. М.: Машиностроение, 1964.

4. Каменчев Э.Л., Саковцева М.Б. Свойства и переработка термопластов: Справочное пособие. Л.: Химия, 1983.

5. Термопласты конструкционного назначения. Под ред. Е.В. Тростянской . М.: Химия. 1975. - 240 с.

6. Ениколопян Н.С. Композиционные материалы материалы будущего 7 ЖВХО им. Д.и. Менделеева. - 1978. - Т. 23. - № 3. - С. 272.284.

7. Пластики конструкционного назначения (реактопласты). Под ред. Е.В. Тростянской . М.: Химия, 1974. - 304 с.

8. Красских С.М., Уткина З.Б., Козлов Г.В. Химич Ю.П. Возможность получения и использования цельнотканых облегченных каркасов // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1990. - № 5. - С. 102. .103.

9. Асланова М.С. Армирование композиционных материалов стеклянными волокнами 7 ЖВХО им. Менделеева. 1978. - Т. 23. - № 3. - С, 253.258.

10. Шорохов В.М. Установка для изготовления пластиков, армированных непрерывным стекловолокном /7 Химическая технология. -1980. -№3. -С. 20.23.

11. Шорохов В.М. Новикова O.A., Липатов Ю.С., Безрук Л.И. Термопласты, армированные непрерывным стекловолокном // Пластические массы. 1981. - № 6. - С. 29.30.

12. Васильчикова Н.В., Нерсесян Л.З., Степанов Г.В. Исследование строения и свойств технических тканей из химических нитей /' Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1985. - № 1. - С. 17.20.

13. Степанов Г.В. Создание и технология получения технических тканей для производства композиционных материалов. Автореф. дисс. докт. техн. наук. —М.: МТИ, 1990.-38 с.

14. Стеклонаполненные термопласты: Обзор 7 Сост. Боровикова С.М., Куликовская A.B. М.: НИИТЭХим, 1973. - 96 с.

15. Перепелкин К.Е., Кудрявцев Г.И. Армирующие химические волокна и композиционные материалы на их основе /7 Химические волокна. 1981. -№5. - С. 5.12.

16. Соколов Л.Б. Герасимов В. Д., Савинов В.М., Беляков В.К. Термостойкие ароматические полиамиды. М.: Химия, 1975. - 156 с.

17. Термостойкие волокно фенилон /7 Химические волокна. 1968. - № 6. -С. 72.

18. Кудрявцев Г.И., Токарев A.B., Авророва A.B., Константинов В.А. Сверхпрочное высокомодульное синтетическое волокно СВМ /! Химические волокна. 1974. - № 6. - С. 707.

19. Термостойкое полиамидное волокно терлон /7 Химические волокна. 1972. - № 6. - С. 20.21.

20. Андреев A.A., Зарин A.B., Красина И.Л. Особенности получения тканых наполнителей для углепластиков !! Хим. волокна волокнист, и композицион. мотор, техн. назнач. -М.: 1990. - С. 169.172.

21. Трехмерные армирующие ткани. Neue und erweiterte Anwendungen Dreidimensionale Verstarklingsmaterialien ■'/Techn. Textil Forum. 1991. - 11. № 7. C. 21.- Нем.

22. Техническая ткань. Bauteil auf Basis Abstangsgewebes: заявка 4100738 ФРГ, МКИ5 D 0,3 D 11/00, D 03 D 15/12/Bottger Wolfgang, Pensei Werner. Vorwerk & Co. Interholding GmbH. № 4100738.7; Заявл. 12.01.91; Опубл. 16.07.92.

23. Васильева Г.В., Степанов Г.В. Ткань для получения композиционного материала /У Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1989. - № 4. --С. 64. 66.

24. Технические ткани. Technische Gewebe / Kessels Karl Heir / ; Tecnh. Rdsch. Sulzer. - 1989. -71. № 4. - C. 37.38. - Нем.

25. Структура высокопрочного многослойного материала: Заявка 2619399 Франция, МКИ4 D 03 D 11/00 / Bompard Bruno. Aucagne Jean; Brochier s.a. № 8711429: Заявл. 11.08.87; Опубл. 17.02.89.

26. Применение углеродных волокон для армирования композиционных материалов. Shindo А. "Сэнъи Когаку. J. Text. Mach. Soc. Jap." 1972, 25. № 8. С. 37.42 (Япон.).

27. Техническая ткань из комбинированных нитей. Заявка И11037 Япония, МКИ4 D 03 D 1/00, D 02 G3/04 Танака Тосиоми. Сутихара Сигэхару.

28. Пат. США Кл. 139 425, (D 03 d 15/02), № 3580296.

29. Пат. США Кл. 139 13, (D 03 d 37/00), № 3719210.

30. Weaving engineered fabrik "Textile Industrie'". USA 1975, 139, № 2. c. 88.99.

31. Пат. США Кл. 139 -383 R. (D 03 d 13/00), № 3874422.

32. Пат. США. Кл. 156 148. (D 03 d 13/00), №3919028.

33. Пат. США Кл. 139 384 R, (D 03 D 3/00, D 03 D 11/00), № 3943980.

34. Пат. США Кл. 428 -259, (D 03 D 15/00), №3997697.

35. A.C. 592889 (СССР). Тканая лента. В.В. Кузьмин, И.С. Кернасовский. В.Г. Оприц и др. Б. ИЗР, 1978, № 4.

36. Франц. заявка Кл. D 03 D 15/12, №2425487.

37. Textiles is ready when you are. Hasselbrack Saliva. "'Text. World". 1982. 132, №5, c. 96, 99. 100.42. Г1ат. США №4320160.

38. Composites get stronger with 3-d reinforcement New process for weaving 3-D preforms produces composites that cannot delaminate. Wehrenberd II Robert II "Mater. End." 1983, 97, № 1. c. 27.31.44. Франц. заявка, № 2497839.

39. Заявка Великобритании, №2097733.

40. Бозга А.Д., Орнатская В.А. Исследование надежности процесса прокладывания утка на станках СТБ. М.: Легкая индустрия, 1978, С. 45.50, 95.98.

41. Чистова И.И., Степанов Г.В. Оптимизация прокладывания сдвоенных уточин при получении трехкомпонентной технической ткани // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1986, № 5.

42. Павлов Б.В. Кондратьева В.А., Перов В.Б. Типовые сотовые панели интерьера пассажирских самолетов // Авиационные материалы. -■ 1977. -Зып. 5. С. 64.71.

43. A.C. 1291624, СССР. Композиционный материал / Г.В. Степанов, Г.В. Васильева и др. Опубл. 1987. Бюл. № 7.

44. Кочетов A.A. Декоративная ткань для отделки панелей и термопластов. Вестник межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Дни науки 99». Тезисы. Санкт-Петербург, 1999. С. 28.29.

45. Поздняков Б.П. Методы статистического контроля и исследования текстильных материалов. М.: Легкая индустрия. 1978. С. 255.261.

46. С.Г. Степанов, A.A. Кочетов. Описание геометрии нити в ткани с помощью рядов Фурье // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1999, №2, с. 56.58.

47. Губерман М.С. Совершенствование процессов прокладывания уточной нити на ткацких станках АТПР и СТБ. Иваново: ИГТА, 1999.

48. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. // Справоник по математике. М.: Наука. 1986. с. 418.425.

49. Бугров Л.С., Никольский С.М. Высшая математика. Дифференциальное и интегральное исчисление: Учеб. 3-е изд., испр. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - 342 с.

50. Мартынова A.A., Черникина Л.А. Лабораторный практикум по строению и проектированию тканей: Учеб. пособие для высших учебных заведений текстильной промышленности. М.: Легкая индустрия, 1976. 296 с.

51. Андреева B.C., Ефремов Е.Д. О тормозе уточной нити ткацкого станка СТБ // Изв. вузов Технология текстильной промышленности. 1971. -№ 1. - С. 65.68.

52. Орнатская В.А. и др. Автоматические питание ткацких машин основой и утком. М.: Легкая индустрия, 1975. С. 159.160.

53. Мягушов И.И. Механика текстильной нити и ткани. М.: Легкая индустрия, 1980, с. 145.148.

54. Светлицкий В.А. Механика гибких стержней и нитей. М.: Машиностроение, 1978, с. 54.61.

55. Степанов С.Г., Кочетов A.A., Степанов Г.В. Торможение уточины на станке СТБ. Тезисы международной научно-технической конференции1Ъ

56. Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (Прогресс 99)», ИГТА, 1999.

57. Севостьянов А.Г. Методы и средства исследования механикотехнических процессов текстильной промышленности. М.: Легкая индустрия, 1980.-392 с.

58. Бондарь А.Г., Статюха Г.А. Планирование эксперимента в химической технологии. Вища школа, Киев, 1976.

59. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М.: Гл. редакция физико-математической литературы и издательства «Наука», 1976. - 608 с.

60. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента (при проведении исследований в легкой и текстильной промышленности). М.: Легкая индустрия, 1974, 260 с.

61. Степанов С.Г. Кочетов A.A. Уточный тормоз станка СТБ /7 Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1998. - № 6. - С. 50 - 53.

62. Разработка декоративных тканей из термостойких нитей. Отчет по НИР Иваново: ИвТИ, 1988.