Оборудование для производства лент из нитей
В настоящее время для изготовления различных вязаных и тканых материалов широко применяют резиновые латексные нити круглого сечения, которые придают им высокую эластичность, улучшая потребительские свойства. Латексные нити поставляются в катушках и в виде ленты, составленной из 40 шт. отдельных нитей. При использовании ленты большое значение имеет сила адгезии между отдельными нитями в ленте, так как она определяет технологичность процесса изготовления конкретного изделия. Малая сила адгезии ведет к расслоению ленты, а большая -к сбоям в работе текстильных машин.
Для формирования резиновых лент из латексных нитей применяют машину образования лент (рис. 5.3), которая представляет собой два валка, между которыми пропускаются нити. При сдавливании нитей происходит прижатие их друг к другу и слипание в ленту за счет сил адгезии. Интерес представляют теоретический и практический вопросы определения влияния параметров рабочих органов машины на силу адгезии между нитями в ленте.
Считаем, что сила адгезии между нитями в ленте зависит от напряжения и поверхности контакта нитей при их сдавливании валками. Тогда можно записать
p = cpaF, (5.2.1)
где ср - коэффициент, зависящий от состояния поверхности нитей; а - среднее значение напряжения в нити; F - поверхность контакта.
Рис. 5.3. Машина образования лент
Рис. 5.4. Схема деформации резиновых нитей: а - в поперечном сечении; б - в продольном сечении
Рассмотрим схему деформации нитей при их сдавливании валками машины рис. 5.4. Первоначально, когда зазор между валками равен h - 2г , нити укладываются без деформации, и поверхность контакта между ними представляет линию. При уменьшении зазора h они начинают деформироваться. Сверху и снизу нить сжимается, а с боков растягивается, заполняя свободный промежуток. Таким образом, имеет место деформация сжатия и растяжения. Средние значения напряжений сжатия и растяжения можно принять одинаковыми и в дальнейшем говорить просто о напряжении в нитях. Заполнение свободных промежутков при деформировании будет происходить до тех пор, пока зазор не достигнет некоторой критической величины Лкр, соответствующий полному контакту нитей в показанном сечении. Критический зазор можно определить из условия равенства сечений до и после сжатия:
fQ=f, (5-2.2)
где /о = яг2 - сечение нити до сжатия; f - 2rhKp - сечение нити после сжатия.
Из (5.2.2) получаем, что
Акр= 1,57г.
На рисунке 5.4, б показана схема деформации по длине нити. Заштрихованная площадка является поверхностью контакта нитей между собой. Величину этой поверхности определим из геометрии представленной схемы. Отрезки
гг' h
С С =г —
2
Длина поверхности контакта
в = 2АС. (5.2.3)
Максимальная величина в соответствует h - О
B„„=2Vr(2«-r) ; (5.2.4)
Поверхность контакта
Определим деформацию и напряжение в нитях. Уменьшение объема при деформации
V = 2fcL, (5.2.6)
где/с - площадь сегмента АВС'; L - длина хорды сегмента.
Длина L определяется из соотношений
L = 2k г2-—, h>h • у 4 кр
(5.2.7)
L = 2r,
h^hKp,
где к' - коэффициент коррекции. Он вводится потому, что при сжатии нити длина L сегмента будет всегда больше значения длины хорды из-за заполнения свободного промежутка между сечениями нитей
2г = к'2А г2-—
N 4
Его значение определим из условия равенства длины сегмента и хорды, когда L = 2г и h = 1,57г, откуда
к' - . ~ 1,6.
L (1,57г)2
V 4
Площадь сегмента
Л =1[И + вс'].
(5.2.8)
Длина дуги сегмента
тогда
Я2
/ = 1,745-10'2 7?а,
(5.2.9)
а - угол сегмента.
Деформация при сжатии
, ЛГ /cL _
(5.2.10)
И() лг2 J г (2R - г)
Так как объем образца нити до сжатия
Ио = 2лг2 у/ г (2R - г) .
Напряжение в нити [65]
су = Ее или су = ае ,
(5.2.11)
где Е = аек - модуль упругости материала нити; а, к- константы.
Подставим в (5.2.11) значение ? из (5.2.10):
-1А-+1
су = а
лг2^ r(2R-r)
(5.2.12)
Силу адгезии между нитями определим из (5.2.1), подставив в него все значения величин:
Были проведены эксперименты по образованию ленты из нитей. Использовались свулканизированные нити диаметром d = 0,6 мм в количестве 40 шт. в ленте. Перед поступлением их в каландр они собирались на нитесборнике (рис. 5.4, б) для обеспечения соприкосновения между собой. Диаметр валков каландра D = 100 мм. Величина зазора между валками была выбрана из следующих значений:
h{ = 0,25г = 0,25-0,3 = 0,08 мм;
h2 = 0,5г = 0,5-0,3 = 0,15 мм;
h3 = 0,75г = 0,75-0,3 = 0,23 мм;
h4 = г = 0,3 мм;
h5 = 1,5г = 1,5-0,3 = 0,45 мм;
й6 = 1,75г = 1,75-0,3 = 0,5 мм.
Затем сформированные ленты из нитей испытывали на разрывной машине при скорости хода подвижного зажима v = 500 мм/мин. Образец ленты для этого предварительно разделяли с одного конца на отдельные нити, четные и нечетные, которые склеивали лейкопластырем. Эти разделенные концы нитей закреплялись в зажимах разрывной машины. Длина расчетного участка определена силой адгезии нитей и равна L = 100 мм. Сила адгезии нитей определялась по формуле (5.2.13).
На рисунке 5.5 в качестве примера представлены графические зависимости р = /(А), рассчитанные по уравнению (5.2.3) и полученные экспериментально. Расхождение между нитями не превышает 15... 18%. Таким образом, уравнение (5.2.13) может быть использовано для расчета основных параметров работы каландра при формировании лент из нитей различного диаметра.
Рис. 5.5. Сила адгезии между нитями в ленте: 1 - теоретическая кривая; точки - эксперимент
