Проектирование свойств хлопчатобумажной пряжи Методические указания к лабораторными работам и курсовому проектированию по дисциплинам "Прядение хлопка и химических волокон", "Компьютерное проектирование свойств пряжи", "Оперативное управление технологией прядильного производства и качеством продукции", "САПР пряжи" для студентов специализаций 280301, 280312, 280313 всех форм обучения Составители: В. В. Заводина Б. С. Михайлов Федеральное агентство по образованию Российской Федерации ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАНТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИИ И ДИЗАЙНА" Кафедра технологии прядения и нетканых материалов Проектирование свойств хлопчатобумажной пряжи Методические указания к лабораторными работам и курсовому проектированию по дисциплинам "Прядение хлопка и химических волокон", "Компьютерное проектирование свойств пряжи", "Оперативное управление технологией прядильного производства и качеством продукции", "САПР пряжи" для студентов специализаций 280301, 280312, 280313 всех форм обучения Составители: В. В. Заводина Б. С. Михайлов Санкт-Петербург 2005 РЕКОМЕНДОВАНО на заседании кафедры "8" января 2005 г., протокол № 5 Рецензент Л. М. Аснис Подписано в печать 25.02.05. Формат 60х84 1/16. Печать трафаретная. Усл. печ. л.0,7. Тираж 150 экз. Заказ Отпечатано в типографии СПГУТД 191028, Санкт-Петербург, ул. Моховая, 26 Введение Качество пряжи при постоянных условиях процесса прядения определяется качеством сырья, из которого она вырабатывается. Правильный выбор компонентов смески, с учетом ее стоимости и требований, предъявляемых к пряже, даже при современном уровне развития техники представляет для прядильщиков сложную задачу. Для ее решения недостаточно одного практического опыта, необходимы инженерные методы проектирования свойств пряжи. В методических указаниях рассматриваются различные математические модели для прогнозирования свойств хлопчатобумажной пряжи, предложенные разными авторами. 3 Математические модели для проектирования свойств хлопчатобумажной пряжи 1 Формула Н. М. Белицина Инженер Н. М. Белицин дал формулу для крепости одиночной нити: Q n po K n(c 0,5 p )lK c , где (1) Q - крепость одиночной нити в г при зажимной ее длине в 500 мм; n - число волокон в поперечнике пряжи; р - коэффициент, указывающий процент волокон, разорванных при разрыве пряжи; о - коэффициент поправки к средней крепости волокна при разрыве волокна штапелем; К - средняя крепость волокна, г; с - коэффициент, указывающий процентное содержание волокон в слабом месте пряжи; l - модальная длина волокна, мм; Кс - сила сцепления волокна, показывающая, какую нагрузку надо приложить к одиночному волокну, чтобы протащить его между волокнами того же сорта, г/см. 2 Формула Б. П. Позднякова P q где Р q - - Тпр Тв К1 1 ср К2 2 4 - Tпр К11 ср К 22 (0, 004 ) 2 1( рср рср ) , Тв (2) прочность пряжи к растяжению, сН; коэффициент, учитывающий размер длины образца пряжи, 0,75; отношение числа волокон в слабом сечении пряжи к среднему числу волокон в сечении пряжи; линейная плотность пряжи, текс; линейная плотность волокна, текс; доля волокон, растаскиваемых при разрыве; коэффициент однородности сил трения; средняя сила трения скользящего волокна о соседние волокна; доля волокон, разрывающихся при разрыве пряжи; коэффициент однородности удлинения волокон; рср рср - угол наклона волокна к оси пряжи; средняя разрывная нагрузка волокон, сН; среднее растягивающее усилие, возникающее в волокнах от крутки пряжи. 3 Формула В. Е. Зотикова, И. В. Будникова и П. П. Трыкова P где Р Nв N пр lo l m pв NВ N пр N в lo pв 2lo , 1 mpВ l N пр l (3) — — — — — — разрывная нагрузка пряжи, сН; номер волокна; номер пряжи; длина скольжения; длина волокон в пряже; коэффициент, учитывающий снижение прочности волокон вследствие неравномерности их натяжения, возникающей в результате кручения; — средняя разрывная нагрузка волокна. 4 Формулы К. И. Корицкого 4.1 Формула К. И. Корицкого 1979 г. Удельная разрывная нагрузка пряжи рассчитывается по формуле Руд 134, 6 5,53 где Руд Lв Т пр Тв (4) - удельная разрывная нагрузка пряжи, сН/текс; - коэффициент, рассчитываемый по формуле где 700 0,127Т пр , 0,1Lв 1, 25 0, 015Lв 0,345Т пр 0, 42 Тв , (5) - длина волокна, мм; - линейная плотность пряжи, текс. - линейная плотность волокна, текс. 5 Неровнота пряжи по разрывной нагрузке СР , % рассчитывается по формуле СР 3000 28 570,3. (6) 4.2 Формулы К. И. Корицкого 1983 г. 4.2.1 Формулы для гребенной пряжи, вырабатываемой из тонковолокнистого хлопка Относительная разрывная нагрузка Ро , сН/текс, одиночной нити рассчитывается по формуле 1, 4 Ро 2,3 То где 3/ 4 к , - линейная плотность пряжи, текс; - показатель геометрических свойств волокна; - поправка на крутку. То к Т Т к 1 кр 76 Т кр где Т 2 , Т 31, 6 кр 55 . 4 То 0,1Lp 1 0, 01nk Lp nk z Тв 6 (8) - критический коэффициент крутки; - фактический коэффициент крутки. кр Т где (7) - (9) z , Тв штапельная массодлина волокна, мм; доля коротких волокон, %; коэффициент зрелости волокна; линейная плотность волокна, текс. (10) Расчет коэффициента вариации по разрывной нагрузке С р , %, производится по формуле Ср 460 . 4 То (9) Относительная разрывная нагрузка пасмы Рп , сН/текс, рассчитывается по формуле Рп 1,16 0, 026С р Ро . (10) Разрывное удлинение о , %, определяется по формуле о (8,9 0,11Т о ) 1/ 4 к. (11) 4.2.2 Формулы для кардной пряжи, вырабатываемой из средневолокнистого хлопка Относительная разрывная нагрузка Ро , сН/текс, одиночной нити рассчитывается по формуле 3 2/3 Ро 3, 05 к . Т о Т 31, 6 кр 60 . 4 То 0,1Lp 1 0, 01nk z . Тв (12) (13) (14) Расчет коэффициента вариации по разрывной нагрузке С р , %, производится по формуле Ср 400 . 4 То (15) Относительная разрывная нагрузка пасмы Рп , сН/текс, рассчитывается по формуле Рп 1,16 0, 026С р Ро . (16) о 11,6 0,063То 1/ 3к. (17) 7 4.2.3 Формулы для пневмомеханической пряжи, вырабатываемой из средневолокнистого хлопка Относительная разрывная нагрузка Ро , сН/текс, одиночной нити рассчитывается по формуле 4 1/ 2 Ро 3,9 о к . Т о (18) 70 . о 4 Т о (19) Т 31, 6 кр о 0,1Lp 1, 25 0, 015Lp z . Тв (20) Расчет коэффициента вариации по разрывной нагрузке С р , %, производится по формуле Ср 300 . о 4 Т о (21) Относительная разрывная нагрузка пасмы Рп , сН/текс, рассчитывается по формуле Рп 1,16 0, 026С р Ро . (22) о 11,7 0,097То о1/3к. (23) 5 Формула А. Н. Соловьева Относительную разрывную нагрузку пряжи Ро , сН/текс, определяют по формуле Рв 2, 65 Ро 1 0, 0375 Н о Тв Т пр Тв где 8 Рв 1 5 k, l шт - разрывная нагрузка волокна, сН; (24) - линейная плотность волокна, текс; Н о - удельная неровнота пряжи, характеризующая качество технологического процесса (для гребенного прядения 3,5 - 4, для кардного прядения 4,5 - 5,0), %; Т пр - линейная плотность пряжи, текс; lшт - штапельная длина волокна, мм; - поправка на крутку, определяемая разностью между фактиk ческим коэффициентом крутки T и критическим Т ; - коэффициент, характеризующий состояние оборудования (0,85 - 1,1; для нормального состояния =1). Критический коэффициент крутки определяют по формуле Тв кр Т кр 31, 6 1120 70 Рв Рв 57, 2 . 100 lшт Т пр (25) Фактический коэффициент крутки устанавливают согласно рекомендациям "Справочника по хлопкопрядению" (Москва, 1985 г., с.238) в зависимости от линейной плотности вырабатываемой пряжи, длины перерабатываемого волокна и назначения пряжи. Затем определяют разницу Т Т по табл.7 "Лабораторного практикума по прядению хлопка и химических волокон" (Москва, 1978г., с.22) находят поправку на крутку k и вычисляют ожидаемую относительную разрывную нагрузку пряжи. кр 6 Формулы И. М. Раха Прочность пряжи Pр , сН/текс, рассчитывается по формуле 2, 44 Рр Рв n 1 0, 0375H 0 1 0, 75lск lшт Х к 1 S , n где Рв n H0 lск lшт Хк (26) - средняя разрывная нагрузка хлопкового волокна, сН; - число волокон в сечении пряжи; - показатель качества технологического процесса (для гребенной пряжи Н 0 =3,5; для кардной пряжи Н 0 =5); - длина скольжения волокна, мм; - штапельная длина волокна, мм; - коэффициент, определяемый разностью между фактическим коэффициентом крутки пряжи Т и критическим Т (см. табл. м/у); - ворсистость пряжи; кр S 9 Кофициент поправ ки Хк -7 - коэффициент состояния оборудования, который для машин, выпущенных после 1980 г., составляет 1, а для оборудования выпуска до 1980 г. равен 0,9. -5 -3 -1 0,76 0,83 0,92 0,98 0 1,0 Т Т кр 1 3 5 r r , sin 2 K dp ТП Т Т 1,18 П Т0,54 , 10 (28) (29) (30) - линейная плотность пряжи, текс; - фактический коэффициент крутки. Т КВ 0,21Т П0,55 , где (27) - фактическая крутка пряжи; - расчетный диаметр пряжи. d p 0,819 где 15 - радиус винтовой линии; - угол кручения. arc tg d p K , где 12 - радиус кривизны винтовой линии, по которой располагается волокно; - коэффициент трения между волокнами. где 9 0,98 0,96 0,94 0,92 0,90 0,86 0,82 1, 6 lск ln 1 , где 7 1 000 2 В l шт ; l Т шт в 2 - дисперсия волокон по длине. (31) 2 2 Т Т 45 . (32) Ворсистость пряжи определяется по формуле S a b ln Т П , где а, b (33) - коэффициенты пропорциональности. Для гребенной пряжи а =3,2 и b =0,77; a =0,22 и b =2,02 – для кардной пряжи. 11 Библиографический список 1. Курс хлопкопрядения / А. М. Кузьмин.- М.: Гизлегпром, 1938г. – 667 с. 2. Методы статистического контроля и исследования текстильных материалов / Б. П. Поздняков.- М.: Легкая индустрия, 1978. - 280 с. 3. Основы прядения волокнистых материалов / В. Е. Зотиков, И. В. Будников, П. П. Трыков.- М.: ГНТИЛ, 1959. – 507 с. 4. Технико-экономическая оценка и проектирование качества текстильных материалов / К. И. Корицкий.- М.: Легк. и пищ. пром-сть, 1983. – 160 с. 5. Определение прочности хлопчатобумажной пряжи / И. М. Раха //Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. – 1993.- №5. С.27 31. 12