Разработка технологии формирования сложноконструктивных изделий из металлических трикотажных полотен технического назначения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.02, кандидат технических наук Рытикова, Ирина Валерьевна

• Рытикова, Ирина Валерьевна
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Рытикова, Ирина Валерьевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Металлические трикотажные сетеполотиа технического назначения.

ВЫВОДЫ по главе 1.

ГЛАВА 2. Исследование и оценка свойств металлического трикотажного сетеполотна.

2.1.Разрывные характеристики металлического трикотажа.

2.2.Распускаемость металлического трикотажа. 2.3.3акручиваемость металлического трикотажного сетеполотна. 2.4.Электрофизические свойства металлического трикотажного сетеполотна.

ВЫВОДЫ по главе 2.

ГЛАВА 3. Разработка технологии устранения дефектов в структуре металлических трикотажных сетеполотен.

3.1.Диагностика причин возникновения дефектов в структуре металлических трикотажных сетеполотен.

3.2.Способы устранения дефектов основовязаного сетеполотна.

ВЫВОДЫ по главе 3.

ГЛАВА 4. Технология формообразования отражающей поверхности параболической антенны.

4.1 .Технологические требования к изготовлению отражающей поверхности антенны.

4.2.Получение объемной формы изделия. 4.2.1 .Формовочная способность трикотажа. 4.2.2.Формозакрепление.

4.3.Получение развертки конструкции отражающей поверхности.

4.4.Разработка технологии раскроя и пошива полотна при натяжении. ВЫВОДЫ по главе 4.

ГЛАВА 5. Определение оптимальных параметров технологии пошива отражающей поверхности антенны.

5.1.Анализ и исследование свойств швейных ниток, использующихся для сшивания металлического трикотажа.

5.2.Анализ и исследование строения и свойств ниточных стежков и строчек.

5.3.Испытания ниточных швов, образованных на металлическом трикотажном сетеполотне.

5.4.Анализ особенностей процесса стежкообразования при пошиве металлического трикотажного сетеполотна.

ВЫВОДЫ по главе 5.

ГЛАВА 6. Технологический режим раскроя и сшивки деталей сетеполотен для отражающей поверхности рефлектора. ВЫВОДЫ по главе 6.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии формирования сложноконструктивных изделий из металлических трикотажных полотен технического назначения»

Развитие текстильной промышленности в настоящее время направлено не только на удовлетворение бытовых нужд населения, но и на производство текстильных изделий технического назначения.

Развитие производства трикотажа технического назначения связано со значительным расширением его применения в различных областях техники, обусловленным значительным расширением сырьевой базы, ростом уровня технологических возможностей оборудования. Среди трикотажа технического назначения многообразием применений и необычностью предъявляемых к нему требований выделяется трикотаж из металлических комплексных и мононитей.

Распространение металлического трикотажа в различных областях техники объясняется рядом уникальных физико-механических и других специфических свойств, присущих только петельной структуре трикотажа, проявляющиеся в совокупности со свойствами самих металлических нитей. Петельная структура трикотажа обеспечивает хорошую растяжимость, формоустойчивость, эластичность, упругость, прочность в условиях высоких температур и разных нагрузок.

Металлический трикотаж с успехом применяется во многих отраслях техники в качестве фильтров, защитной спецодежды для рабочих горячих цехов, пожарных экранирующих штор, защитной облицовки приборов и оборудования. Трикотажное полотно, выработанное из стальной микропроволоки, используют в качестве арматуры теплоизоляционного покрытия для паровых и газовых труб, печей, трубопроводов, атомных станций [1]. Трикотаж из металлических нитей широко используется в вибро- и ударопоглощающих деталях. В ракето- и самолетостроении применяются различного вида уплотняющие материалы.

Широкое применение металлический трикотаж нашел в космических исследованиях и авиационной технике, в частности, в качестве материала отражающих поверхностей космических самораскрывающихся и наземных антенн связи.

Например, известно, что при реализации полета американского корабля «АПОЛЛОН-11», на поверхности Луны была развернута параболическая самораскрывающаяся антенна диаметром около 3 метров. Ее поверхность была выполнена из трикотажного полотна, выработанного основовязаным переплетением из комплексной стальной металлической нити, покрытой слоем золота. [2]

Из литературных зарубежных источников [3,4,5,6] известно, что с момента появления трикотажных материалов из металлических нитей различных сплавов и до настоящего времени, эти материалы представляют собой сетеполотна с размерами ячей от 1 мм до 3 мм, выполненные из металлических нитей диаметром 20^-70 мкм.

Имеющаяся информация не содержала технологических аспектов изготовления металлических полотен, поэтому основными предпосылками создания полотен для антенн в отечественных разработках систем космической связи явились основополагающие исследования российских ученых в области технологии текстильных материалов, проведенные в Московском государственном текстильном университете проф. Шаловым И.И., проф. Кудрявиным Л.А., доц. Заваруевым В.А. [7,8,9,10]. Исследования проводились на базе структур трикотажа кулирных и основовязаных переплетений.

С 1984 г. в МГТУ им. А.Н. Косыгина совместно НПО ПМ (г.Железногорск) проводятся исследования по разработке материалов для отражающих поверхностей антенн космических аппаратов на базе трикотажа основовязаных переплетений [11].

В настоящее время одним из основных элементов конструкции крупногабаритных высокоточных трансформируемых антенн космических аппаратов является металлическое полотно, монтируемое на несущую конструкцию зеркала антенны и имеющее целый комплекс специфических свойств: гибкое и эластичное, обеспечивает многократность свертывания и развертывания без изменения своих характеристик, имеет минимальную массу и разрушаемость при местных механических повреждениях, необходимую прочность при использовании растягивающих усилий, обеспечивает работоспособность при неблагоприятных погодных условиях, имеет минимальное лобовое сопротивление и большой коэффициент отражения электромагнитных волн. Эти свойства обусловлены как структурой трикотажных переплетений, так и характеристиками металлических нитей, образующих полотно.

Антенны являются одним из основных элементов коммуникационных спутников. От них зависит качество и надежность связи, а с увеличением габаритов антенн значительно расширяются их возможности. Таким образом, исследование особенностей и разработка оптимальных технологических процессов изготовления крупногабаритных изделий из металлических трикотажных сетеполотен является актуальной задачей.

Цель научной работы. Обзор отечественной и зарубежной литературы показывает, что в настоящее время в нашей стране нет единой технологии изготовления отражающих поверхностей крупногабаритных антенн.

Поэтому целью данной работы является создание технологии формирования крупногабаритных изделий сложной пространственной формы из металлического трикотажного сетеполотна.

В соответствии с данной целью были поставлены следующие задачи:

- исследование основных видов структур трикотажных сетеполотен;

- исследование физико-механических и электрофизических свойств металлического трикотажа, используемого в качестве отражающей поверхности;

- изучение существующих способов формирования объемных текстильных изделий;

- выбор оптимального способа формирования крупногабаритной поверхности сложноконструктивной формы;

- разработка технологии создания отражающей поверхности космической самораскрывающейся антенны;

- изучение видов, диагностика и способы устранения дефектов в структуре металлических трикотажных сетеполотен;

- экспериментальная проверка разработанной технологии формирования отражающей поверхности;

- разработка технологического режима изготовления отражающей поверхности антенного рефлектора из металлического трикотажного сетеполотна.

Методика исследования. Выполненная работа базировалась на использовании теоретических и экспериментальных методов исследования, математической статистики. Для решения поставленных задач использован системный подход. Методической и теоретической основой работы являются труды отечественных и зарубежных ученых по. технологии трикотажного производства, анализ научных и патентных источников.

Экспериментальные исследования проводились в технологических лабораториях на кафедре технологии трикотажного производства Московского государственного текстильного университета им. А.Н. Косыгина с учетом существующих методик и нормативно-технической документации (ГОСТ, ОСТ, ТУ).

Научная новизна. Состоит в разработке технологии изготовления крупногабаритных изделий из металлического трикотажа.

При проведении теоретических и экспериментальных исследований получены следующие результаты:

- исследованы физико-механические и электрофизические свойства металлического трикотажа, а также ниточных стежков и строчек, влияющие на процесс изготовления и эксплуатации отражающей поверхности КСА;

- разработана технология создания отражающей поверхности КСА из металлического трикотажного сетеполотна;

- разработан способ раскроя деталей из металлического трикотажного сетеполотна, находящегося под постоянным натяжением;

- разработан способ соединения деталей из высокорастяжимого полотна (патент РФ №2245405);

- предложены способы устранения дефектов в структуре металлических трикотажных сетеполотен.

Практическая ценность. В результате проведенных исследований определены факторы, связанные со свойствами металлического трикотажного сетеполотна, отрицательно, влияющие на процесс создания отражающей поверхности КСА, и разработаны пути их оптимизации. Получены экспериментальные данные по основным физико-механическим свойствам трикотажных полотен, ниточных строчек и швов. Разработана и апробирована технология изготовления отражающей поверхности КСА из металлического трикотажного сетеполотна при постоянном натяжении. Предложены способы устранения дефектов металлических трикотажных сетеполотен. Разработанная технология внедрена на предприятиях НПО ПМ им. акад. М.Ф. Решетнева (г. Железногорск); РКК «Энергия» (г. Королев). На разработанный способ получен патент на изобретение. Апробация работы проводилась в промышленных условиях на предприятиях НПО ПМ им. акад. М.Ф. Решетнева (г. Железногорск); РКК «Энергия» (г. Королев), а также в процессе выполнения экспериментальных работ в УПМ МГТУ им. А.Н. Косыгина. Акты внедрения результатов научно-исследовательской работы прилагаются.

Основные положения диссертационной работы были доложены и обсужены:

- на научно-практической конференции аспирантов на кафедре иностранных языков Московского государственного текстильного университета имени А.Н. Косыгина на (2003 г.);

- на Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (ТЕКСТИЛЬ - 2003), (18-19 ноября 2003 г.);

- на Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (ТЕКСТИЛЬ - 2004), (24 ноября 2004 г.);

- на расширенном заседании кафедры технологии трикотажного производства МГТУ им. А.Н. Косыгина (26 сентября 2005 г.).

По материалам диссертации опубликовано 2 статьи и тезисы докладов на 3 научных конференциях; получен 1 патент на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав с выводами, общих выводов, списка литературы, включающего 57 наименований, 2 приложений. Работа изложена на 253 страницах машинописного текста, имеет 112 рисунков, 27 таблиц. Приложения представлены на 19 страницах.

Заключение диссертации по теме «Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья», Рытикова, Ирина Валерьевна

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ:

1. В результате проведенного литературного обзора выявлено, что в настоящее время не существует единой технологии создания крупногабаритной отражающей поверхности из металлического трикотажа.

2. На основе анализа структур и свойств различных видов трикотажных переплетений установлено, что наиболее полно специфическим требованиям, предъявляемым к материалу отражающей поверхности, соответствуют металлические трикотажные сетеполотна одинарных филейных переплетений с равномерной мелкоячеестой структурой.

3. В результате экспериментальных исследований физико-механических и электрофизических свойств определено, что для обеспечения технологических особенностей производства и эксплуатации отражающей поверхности КСА целесообразно использовать филейное переплетение атлас-атлас, выработанное из текстильно-металлической нити, состоящей из вольфрамовой комплексной нити диаметром 15*3 мкм и вискозной нити линейной плотностью 8,4*2 текс, при условии, что отражающая поверхность должна находиться под постоянным натяжением равным 6 г/пог.см.

4. На основе проведенного анализа существующих способов получения объемной формы изделий из трикотажа выявлено, что для изготовления крупногабаритных изделий сложной пространственной формы из металлического трикотажа, наиболее оптимален способ членения конструкции на детали с последующим их соединением.

5. Исследованы изменения электропроводных свойств металлического сетеполотна отражающей поверхности при соединении различными типами ниточных строчек с использованием различных видов швейных нитей. Определено, что соединение деталей специальными швейными нитями посредством швейных операций может быть использовано при формировании крупногабаритной отражающей поверхности, поскольку это не влияет на электросопротивление материала в заданном диапазоне.

6. Разработана новая технология соединения деталей из металлического трикотажного сетеполотна при обеспечении постоянного натяжения материала, ликвидации закручиваемости в местах соединения деталей, а также удобства транспортировки длинномерных деталей, которая заключается в использовании специального гибкого фиксирующего элемента в виде ленты-контакт.

7. Исследованы причины и виды дефектов, возникающих в структуре сетеполотна на стадиях изготовления и эксплуатации. Разработана технология устранения дефектов различных видов и размеров с учетом минимизации перекоса петельной структуры трикотажного полотна в процессе ликвидации. Для минимизации на всех технологических переходах предложено использование определенного технологического оборудования.

8. Разработан технологический режим изготовления отражающей поверхности рефлектора, обеспечивающий производство крупногабаритной отражающей поверхности КСА в реальных условиях.

9. Разработанная технология подтверждена созданием реальной конструкции отражающей поверхности крупногабаритной параболической антенны из металлического трикотажного сетеполотна в промышленных условиях на предприятии РКК «Энергия».

Ю.Выполненные теоретические и экспериментальные исследования открывают возможности дальнейшего совершенствования вопросов создания поверхностей из различных видов металлических трикотажных сетеполотен.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Рытикова, Ирина Валерьевна, 2005 год

1. Knitted wire mesh improves insulation life. Power. 1975, v. 119, - №1. -p. 28-29.

2. Gross D. Tricot Cloth Vital to Lunar Mission.//Knitted outerwear Times. 1969.-№7.-p. 34-37.

3. Kettengerwirkter Weltraum-Antennenreflector mit 55 m Durchmesser //. 1984.-№3.-s. 51-52.

4. Harold Vorbrugg. Netzentwicklung furentfaltbare Weltraumantennen //Technische Textilin Kettengerwirkter, 1987. №2. - s. 43-46.

5. Entfaltbare Weltraum-Netzantenne // Textilinformationen Kettenwirk-Praxis, 1989. №3. - s. 43-46.

6. Боровков В.В. Разработка системы автоматизированного проектирования трикотажа технического назначения: Дисс. на соиск. учен. степ. к. т. н. М.: 1999. - 273 с.

7. Кудрявин Л.А. Основы теории строения, свойств и процессов выработки сетеизделий трикотажных переплетений. Автореферат дисс. на соиск. учен. степ, д.т.н. М.: МТИ, 1975.

8. Заваруев В.А. Исследование особенностей переработки металлических мононитей на вязальных машинах с целью получения полотен технического назначения. Автореферат дисс. на соиск. учен. степ, к.т.н. -М.: МТИ, 1980.

9. Стигене Л .Я. Разработка структур трикотажных полотен технического назначения из металлических нитей с целью оптимизации их физико-механических характеристик. Автореферат дисс. на соиск. учен. степ, к.т.н.-М.: МТИ, 1990.

10. Ю.Кудрявин Л.А. Трикотажные сетеполотна и процессы их выработки: Дисс. на соиск. учен. степ, к.т.н. М.: 1964. - 198 с.

11. И.Пайсон Д. Космический текстиль. М.: НГ - Наука, - №10, ноябрь, 1998.-с.7.

12. Кудрявин JI.A., Заваруев В.А. и др. Создание промышленной технологии технического трикотажа. УДК 677.025 №0185.0080455: Отчет по х/д 5-16-84. -М.: МТИ, 1990.

13. Гряник М.В., Ломан В.И. Развертываемые зеркальные антенны зонтичного типа. М.: Радио и связь, 1987. - 72 е., ил.

14. Кудрявин Л.А. Основы теории строения, свойств и процессов выработки сетеизделий трикотажных переплетений. Дисс. на соиск. учен. степ, д.т.н. М.: МТИ, 1975.

15. Патент США№ 3969731. 1976. 343-840.

16. Кисанов Ю.А., Фейзулла, Н.М., Кудрявин Л.А., Заваруев В.А. Материалы для отражающих поверхностей космических складных антенн. — М.: Радио и связь. Антенны, 1981. вып. 29-е. 20-25.

17. Кудрявин Л.А., Заваруев В.А. и др. Создание промышленной технологии технического трикотажа. УДК 677.025 №0185.0080455: Отчет по х/д 5-16-84. М.: МТИ, 1989.

18. Шалов И.И., Далидович А.С., Кудрявин Л.А. Технология трикотажа. -М.: Легпромбытиздат, 1986. 376 с.

19. Кудрявин Л.А., Заваруев В.А. и др. Оптимизация технологии вязания радиоотражающих металлических сетеполотен. УДК 677.664 №01.89.0059327: Отчет по х/д 33-89/1. -М.: МТИ, 1990.

20. Кобляков А.И. Структура и механические свойства трикотажа. М.: Легкая индустрия, 1973.

21. Кудрявин Л.А., Заваруев В.А. и др. Создание промышленной технологии технического трикотажа. УДК 677.025 №0185.0080455: Отчет по х/д 5-16-84. М.: МТИ, 1988.

22. Баженов В.И., Бабинец С.В. Материаловедение трикотажно-швейного производства. М.: Легкая индустрия, 1971. -304 с.

23. Кукин Г.Н., Соловьев А.Н., Кобляков А.И. Текстильное материаловедение (текстильные полотна и изделия): Учеб. для вузов. -2-е изд., перераб. и доп. М.: Легпромбытиздат, 1992. - 272 е. ил.

24. Кудрявин JI.A., Заваруев В.А. и др. Создание промышленной технологии технического трикотажа. УДК 677.66.055.6(0.88)(56) №01850080455 Отчет по х/д 5-16-84. -М.: МТИ, 1987.

25. Цитович И.Г. технологическое обеспечение качества и эффективности процессов вязания поперечновязаного трикотажа: Моногр. М.: Легпромбытиздат, 1992. - 240 с.

26. Шалов И.И., Далидович А.С., Кудрявин Л.А. Технология трикотажного производства: Основы теории вязания. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 296 с.

27. Бузов Б.А., Модестова Т.А., Алыменкова Н.Д. Материаловедение швейного производства. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Легпромбытиздат, 1986.-424 с.

28. Советский энциклопедический словарь / Гл. ред. A.M. Прохоров. 3-е изд. -М.: Сов. энциклопедия, 1985. - 1600 е., ил.

29. Садыкова Ф.Х. и др. Текстильное материаловедение и основы текстильных производств: Учеб. для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: легпромбытиздат, 1989. -288 е., ил.

30. Сухарев М.И., Бойцова A.M. Принципы инженерного проектирования одежды. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 272 с.

31. Заваруев В.А. Исследование особенностей переработки металлических мононитей на вязальных машинах с целью получения полотен технического назначения. Дисс. на соиск. учен. степ, к.т.н. М.: МТИ, 1980.

32. Белоглазова Е. Зато мы делаем антенны. М.: Вестник авиации и космонавтики: Всероссийский аэрокосмический журнал, №3, 2002. -с.36-38.

33. Высоцкая Н.Н., Иерусалимский A.M., Невельсон Р.А., Федоренко В.А. Технические развертки изделий из листового материала. Ленинград: машиностроение, 1968. - 272 е., ил.

34. Сурикова Г.И., Флерова Л.Н., Юдина Л.П. Использование свойств полотна при конструировании трикотажных изделий. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 128 е., ил.

35. Савостицкий Н.А., Амирова Э.К. Материаловедение швейного производства: Учеб. пособие для студ. учрежд. сред. проф. образования. М.: Изд.центр «Академия»: Мастерство: Высшая школа, 2000.-240 с.

36. Кокеткин П.П., Кочегура Т.Н., Барышникова В.И. и др. Промышленная технология одежды: Справочник М.: Легпромбытиздат, 1988. - 640 с.

37. Модестова Т.А., Флерова Л.Н., Бузов Б.А. Материаловедение швейного производства. М.: Легкая индустрия. 1969. - 472 с.

38. Швейная промышленность: Обзорная информация. М.: ЦНИИТЭИлегпром. Вып. 1: Швейные нитки / Федоровская З.С. - 1990. - 53 с.:ил.

39. Стельмашенко В.И., Розаренова Т.В. Материаловедение швейного производства: Учеб. для вузов. М.: Легпромбытиздат, 1987. - 224 с.

40. Смирнова Н.А. Швейные нитки: Учеб. пособие. Кострома, КТИ, 1994.-80 с.

41. Конкин А.А. Углеродные и другие жаростойкие волокнистые материалы. М.: Химия, 1974. - 376 с.

42. Термо-, жаростойкие и негорючие волокна / Под ред. А.А. Конкина. -М.: Химия, 1978. 424 е., ил.

43. ТУ 8147-016-05138074-01 Нитки швейные полиимидные специальные. М.: ОАО «Крунит», 2001г.

44. Трикотажная и текстильно-галантерейная промышленность: Обзорная информация. Вып. 4: Основы теории стежкообразования / Далидович А.С. М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1991. - 44 с.

45. Дрожжин В.И., Орещенкова Н.В. Справочник по швейно-трикотажному производству. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982.-208 с.

46. Першина Л.Ф., Петрова С.В. Технология швейного производства: Учеб. для сред. учеб. заведений. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Легпромбытиздат, 1991.-416 с.

47. Труханова А.Н. Справочник молодого швейника М.: Высш. школа, 1993.-431 с.

48. Тимашева З.Н., Акилова З.Т., Зиновьева В.А. Технология швейного производства. М.: МТИ, 198(4,5,6). - 384 с.

49. Кокеткин П.П., Сафронова И.В., Кочегура Т.Н. Пути улучшения качества изготовления одежды. М.: Легпромбытиздат, 1989. 240 е.: ил.

50. Савостицкий А.В., Меликов Е.Х. Технология швейных изделий: Учебник для высш. учеб. заведений/ Под редакцией А.В. Савостицкого. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982.-440 с.

51. Кокеткин П.П. Механические и физико-химические способы соединения деталей швейных изделий. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. -200 с.

52. Торкунова З.А. Испытания трикотажа. 2-е изд., перераб. - М.: Легпромбытиздат, 1985. - 200 с.

53. ГОСТ 28073-89 изделия швейные. Методы определения разрывной нагрузки, удлинения ниточных швов, раздвигаемости ткани в швах.

54. Рейбарх Л.Б., Лейбман С.Я., Рейбарх Л.П. Оборудование швейного производства: Учеб. пособие для средних специальных учебных заведений. М.: Легпромбытиздат, 1988. - 288 с.

55. Инвалидов Г.В., Ровинская Л.П., Шураков С.Е. Технология шитья трикотажных изделий: Учеб. пособие. Л., 1987.- 79 с.

56. Шаньгина В.Ф. Оценка качества соединений деталей одежды. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 128 е., ил.

57. Савватеева З.В. Технология трикотажно-швейного производства. — М.: Гизлегпром, 1963. 432 с.