The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.
Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search
Published by shmelev_sergey, 2016-03-16 06:58:50

ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ

Рис. 1 Рис. 2

Рис. 3 Рис. 4

Математическое моделирование вяз- распределение суммы случайных вели-
коупругости арамидных текстильных ма- чин, подчиняющихся закону Коши, также
териалов, изучаемых в статье, проводи- подчинено этому закону [51...53]. Тек-
лось на основе нормированной функции стильные же объекты сложной макро-
арктангенс логарифма приведенного вре- структуры типа тканей и шнуров можно
мени (НАЛ), которая положительно себя считать условно состоящими из "суммы"
зарекомендовала при моделировании вяз- объектов простой макроструктуры – ни-
коупругости текстильных материалов тей, моделирования релаксации и ползу-
сложной макроструктуры [47...50]. Она чести которых проводится также на осно-
имеет вид: ве функции НАЛ [54…56].

t  1  1 arctg  1 ln t  (1) С учетом сказанного математические
2   bn   модели релаксации (3) и ползучести (4)
  имеют вид:

для процесса релаксации и Et  E0  (E0  E )t , (3)

t  1  1 arctg  1 ln t  (2) Dt  D0  (D  D0 )t , (4)
2   bn  
  где t – время; 1/bnε –параметр интен-
сивности процесса релаксации; 1/bnσ – па-
для процесса ползучести. раметр интенсивности процесса ползуче-
Обоснованность выбора функции НАЛ сти; τε – время релаксации (время, за ко-
торое "отрелаксирует" половина всех "ре-
заключается в том, что она характеризует лаксирующих" частиц при величине де-
вероятностное распределение Коши, об- формации ε); τσ – время запаздывания
ладающее тем важным свойством, что (время, за которое осуществится половина

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 51

конформационных переходов "запазды- ных интегралов (5), (6), основанные на
вающих" частиц при величине напряже- неравномерном разбиении временной
ния σ); Eεt = σ/ε – модуль релаксации; E0 – шкалы с учетом специфики рассматрива-
модуль упругости; E∞ – модуль вязко- емого процесса. При прогнозировании ак-
упругости; Dσt = ε/σ – податливость; D0 – тивных (быстропротекающих) процессов,
начальная податливость; D∞ – предельная характеризующихся ростом скорости де-
равновесная податливость; ε – деформа- формирования, временная шкала разбива-
ция; σ – напряжение. лась в возрастающей геометрической про-
грессии – с целью наилучшего учета вли-
Использование нормированной функ- яния квазимгновенного фактора дефор-
ции НАЛ в качестве основы математиче- мирования в начале процесса. При про-
ской модели вязкоупругости позволяет с гнозировании длительных процессов, ха-
достаточной степенью точности модели- рактеризующихся снижением скорости
ровать деформационные свойства ара- деформирования, временная шкала разби-
мидных нитей и текстильных изделий из валась в убывающей геометрической про-
них. На рис. 3 и 4 видно, что расчетные грессии – с целью наилучшего учета дли-
значения модуля релаксации и податливо- тельных деформационных воздействий.
сти мало отличаются от соответствующих
экспериментальных значений [57…59]. Показано, что использование матема-
тической модели с функцией НАЛ для
Прогнозирование деформационных и прогнозирования деформационных про-
восстановительных процессов рассматри- цессов позволяет с достаточной степенью
ваемых материалов проводится на основе точности прогнозировать деформацион-
известных интегральных соотношений ные свойства арамидных нитей и тек-
Больцмана- Вольтерра (5) – для процесса стильных изделий из них. Расчетные дан-
нелинейно-наследственной релаксации и ные полностью подтверждены экспери-
(6) – для процесса нелинейно-наслед- ментом.
ственной ползучести [60…62]:
Аппарат прогнозирования деформаци-
t онных процессов арамидных материалов
текстильной промышленности можно
t  E0t  (E0  E ) ,td , (5) применять для разделения деформацион-
0 ного процесса на две составляющие –
упругую и вязкоупругопластическую.
t
Такое разделение деформационных
t  D0t  (D  D0 ) ,td . (6) процессов арамидных нитей и текстиль-
0 ных изделий из них позволяет ответить на
многие вопросы, касающиеся упругих и
Преимущество применения такого мо- вязкоупругопластических свойств изуча-
делирования деформационных процессов, емых материалов. Рассматриваемые ара-
как следствие математической модели мидные ткани, предназначенные для ин-
(1)...(4), состоит в возможности расшире- дивидуальной бронезащиты (табл. 3)
ния области доверительного прогнозиро- должны обладать не только большой сте-
вания в сторону "больших" (длительные пенью жесткости, которая свойственна
процессы) и в сторону "малых" времен всем арамидным материалам, но и опре-
(кратковременные процессы) с уменьше- деленной долей пластичности, чтобы мак-
нием погрешности прогноза за счет сни- симально гасить вредные механические
жения влияния квазимгновенного фактора воздействия. Здесь первостепенную роль
деформирования в начале процесса, что начинает играть структура арамидной
обусловлено замедленной сходимостью ткани, способ переплетения нитей, гео-
функции НАЛ к своим асимптотическим метрическая структура материала, коли-
значениям. чество слоев ткани. Разработанная мето-
дика разделения деформационного про-
Для повышения точности прогнозиро-
вания применялись методы вычисления
несобственных нелинейно-наследствен-

52 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

цесса на упругую и вязкоупругопластиче- лее активно, чем у образующих их нитей.
скую составляющие позволяет отдать Это связано с макростроением материа-
предпочтение тому или иному материалу. лов. В начале процессов релаксации и
ползучести происходит перестройка мак-
Арамидные текстильные материалы, роструктуры геометрического характера
применяемые в качестве арматуры корпу- за счет изменения расстояний между об-
сов космических летательных аппаратов, разующими материал нитями. На этом
должны обладать несколько иными харак- этапе ткани и шнуры имеют меньшую де-
теристиками. Здесь на первое место выхо- формационную жесткость, чем нити. На
дит их огнестойкость и возможность втором этапе деформирования, когда из-
наиболее длительного сохранения упругих менения макроструктуры геометрическо-
механических свойств при повышенной го характера будут исчерпаны, включает-
температуре. На этот вопрос также можно ся механизм релаксации и ползучести са-
ответить с помощью предлагаемого метода мих арамидных нитей. Начиная с этого
разделения деформационных процессов на момента деформационное поведение тка-
упругую и вязкоупругопластическую со- ней и шнуров аналогично нитям.
ставляющие.
ВЫВОДЫ
Арамидные шнуры, применяемые при
спасении людей из высотных зданий при 1. Разработанные методики расчета
пожаре, должны обладать определенными релаксации и ползучести арамидных тек-
упругими и вязкоупругопластическими стильных материалов позволяют с боль-
свойствами наряду с огнестойкостью. шой степенью точности прогнозировать
Применяемая методика расчета упругой их релаксационные и деформационные
составляющей деформационного процесса процессы.
позволяет произвести технологический
отбор материалов, наилучшим образом 2. Сравнительный анализ вязкоупру-
удовлетворяющих этой цели. гих характеристик арамидных текстиль-
ных материалов и образующих их нитей
Проведенные исследования позволяют проясняют внутренний характер релакса-
выявить упругие и вязкоупруго- ции и ползучести арамидных тканей и
пластические свойства арамидных нитей шнуров – деформирование в первую оче-
и текстильных материалов из них. Разра- редь происходит за счет конформацион-
ботанные методы применяются для реше- но-структурных перестроек геометриче-
ния задач по сравнительному анализу ского характера.
свойств арамидных нитей и текстильных
изделий из них, для исследования взаимо- 3. Изменение геометрической структу-
связи указанных свойств со структурой и ры арамидных тканей и шнуров суще-
их целенаправленного технологического ственно влияет на перераспределение
регулирования, а также для расчетного упругих и вязкоупругопластических
прогнозирования кратковременных и дли- свойств и является основой для решения
тельных механических воздействий. технологических задач проектирования и
отбора материалов, обладающих задан-
Проведенный анализ деформационных ными упругими и вязкоупругопластиче-
свойств арамидных нитей и текстильных скими свойствами.
изделий из них выявил роль влияния гео-
метрических размеров, линейной плотно- 4. Разработанные методики опробова-
сти, способа переплетения нитей и ком- ны на большой группе арамидных тек-
понентного состава на их деформацион- стильных материалов различного назна-
ные свойства. Выявлены также суще- чения, что дает основание считать эти ме-
ственные отличия в протекании процессов тодики применимыми для исследования и
релаксации и ползучести у арамидных других типов арамидных текстильных ма-
тканей и шнуров в отличие от арамидных териалов.
нитей. Процессы релаксации и ползучести
тканей и шнуров протекают заметно бо-

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 53

ЛИТЕРАТУРА ских характеристик синтетических тканей // Вест-
ник Санкт-Петербургского государственного уни-
1. Макаров А.Г. Контроль параметров нели- верситета технологии и дизайна. – 2005, № 11.
нейно-наследственных ядер релаксации и запаз- С.5...9.
дывания синтетических нитей // Изв. вузов. Тех-
нология текстильной промышленности. – 2000, 15. Овсянников Д.А., Макаров А.Г., Сталевич
№2. С. 12...16. А.М., Демидов А.В. Математическое моделирова-
ние вязкоупругих процессов полимеров // Вестник
2. Сталевич А.М., Макаров А.Г. Вариант спек- Санкт-Петербургского государственного универ-
тра наследственно-вязкоупругой релаксации син- ситета. – Серия 10. 2006, № 3. С. 46 ... 54.
тетических нитей // Изв. вузов. Технология тек-
стильной промышленности. – 2000, № 3. С. 8...13. 16. Демидов А.В., Макаров А.Г., Сталевич
А.М. Вариант математического моделирования
3. Макаров А.Г., Сталевич А.М. Вариант про- деформационных процессов полимерных матери-
гнозирования процессов деформирования синте- алов // Вопросы материаловедения. – 2006, № 3.
тических нитей // Химические волокна. – 2001, С.101...111.
№4. С. 67 ... 69.
17. Демидов А.В., Макаров А.Г., Сталевич
4. Макаров А.Г., Сталевич А.М. Методы уточ- А.М. Методы компьютерного анализа вязкоупру-
нения и контроля прогнозируемых состояний син- гости технических тканей // Изв. вузов. Техноло-
тетических материалов // Химические волокна. – гия текстильной промышленности. – 2006, № 3.
2001, № 5. С. 58...61. С.13...17.

5. Сталевич А.М., Макаров А.Г. Определение 18. Демидов А.В., Макаров А.Г., Сталевич
вязкоупругих характеристик на примере полиак- А.М. Исследование изменений деформационных
рилонитрильной нити // Химические волокна. – свойств полиэфирных нитей в зависимости от сте-
2001, № 6. С. 68 ... 70. пени крутки // Изв. вузов. Технология текстиль-
ной промышленности. – 2006, № 4. С. 9... 13.
6. Макаров А.Г., Сталевич А.М. Вариант спек-
тров релаксации и запаздывания у аморфно- 19. Демидов А.В., Макаров А.Г., Сталевич
кристаллических синтетических нитей // Химиче- А.М. Критерии оптимального выбора математиче-
ские волокна. – 2002, № 3. С. 52...55. ской модели вязкоупругости текстильных матери-
алов // Изв. вузов. Технология текстильной про-
7. Сталевич А.М., Макаров А.Г., Саидов Е.Д. мышленности. – 2006, № 5. С. 18...22.
Расчетно-экспериментальная оценка поглощаемой
механической работы при деформировании синте- 20. Демидов А.В., Макаров А.Г., Сталевич
тической нити // Химические волокна. – 2002, №3. А.М. Определение механических характеристик
С. 55...57. текстильных материалов при переменной темпе-
ратуре // Изв. вузов. Технология текстильной
8. Макаров А.Г., Сталевич А.М. Прогноз об- промышленности. – 2006, № 6. С. 14...19.
ратной релаксации и деформационно-
восстановительных процессов синтетических ни- 21. Демидов А.В., Макаров А.Г., Сталевич
тей // Химические волокна. – 2002, № 6. С. 62...64. А.М. Определение деформационных характери-
стик синтетических нитей в условиях переменной
9. Макаров А.Г. Определение аналитической температуры // Химические волокна. – 2006, № 3.
взаимосвязи нормированных ядер релаксации и С. 58...61.
ползучести в линейной теории вязкоупругости
текстильных материалов // Изв. вузов. Технология 22. Демидов А.В., Макаров А.Г., Сталевич
текстильной промышленности. – 2002, №2. А.М. Компьютерное исследование вязкоупругости
С.13...17. полимерных материалов // Химические волокна. –
2006, № 5. С. 38...43.
10. Макаров А.Г., Сталевич А.М. Прогнозиро-
вание восстановительного деформационного про- 23. Демидов А.В., Макаров А.Г., Сталевич
цесса и обратной релаксации полимерных матери- А.М. Оптимизация выбора модели вязкоупругости
алов // Изв. вузов. Технология текстильной про- синтетических нитей // Химические волокна. –
мышленности. – 2002, № 3. С. 10...13. 2006, № 6. С. 47... 51.

11. Сталевич А.М., Макаров А.Г., Саидов Е.Д. 24. Демидов А.В., Макаров А.Г., Сталевич
Упругие компоненты диаграммы растяжения син- А.М. Вариант прогнозирования деформационных
тетической нити // Изв. вузов. Технология тек- процессов полимерных материалов // Материало-
стильной промышленности. – 2002, № 4...5. ведение. – 2006, № 8. С. 5...10.
С.15...18.
25. Демидов А.В., Макаров А.Г., Сталевич
12. Сталевич А.М., Макаров А.Г., Саидов Е.Д. А.М. Выявление направлений компьютерного про-
Релаксационная спектрометрия синтетической гнозирования деформационных свойств текстиль-
нити // Изв. вузов. Технология текстильной про- ных материалов // Изв. вузов. Технология тек-
мышленности. – 2003, № 1. С. 16...22. стильной промышленности. – 2007, № 2. С.14...17.

13. Демидов А.В., Макаров А.Г., Сталевич 26. Демидов А.В., Макаров А.Г., Сталевич
А.М. Системный анализ вязкоупругости полимер- А.М. Системный анализ вязкоупругости текстиль-
ных материалов // Вопросы материаловедения. – ных материалов // Изв. вузов. Технология тек-
2005, № 4 (44). С. 50...58. стильной промышленности. – 2007, № 3. С.20...24.

14. Макаров А.Г., Овсянников Д.А. Компью- 27. Демидов А.В., Макаров А.Г., Сталевич
терное определение спектральных и энергетиче- А.М. Системный анализ вязкоупругости поли-

54 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

эфирных нитей // Химические волокна. – 2007, – 2011, № 1. Т.11. С. 56...60.
41. Макаров А.Г., Киселев С.В., Рыбачук С.В.,
№1. С. 62...65.
28. Демидов А.В., Макаров А.Г., Сталевич Пушкарь Д.В. Вариант моделирования релаксации
и ползучести полимерных одноосно-ориенти-
А.М. Исследование упругих, вязкоупругих и пла- рованных материалов // Дизайн. Материалы. Тех-
стических характеристик химических нитей // Хи- нология. – 2011, № 1. С.91...94.
мические волокна. – 2007, № 6. С.52...55.
42. Макаров А.Г., Киселев С.В., Рыбачук С.В.,
29. Демидов А.В., Макаров А.Г., Сталевич Зурахов В.С. Высокоскоростное деформирование
А.М. Вариант математического моделирования одноосно-ориентированных полимерных материа-
деформационных процессов синтетических нитей лов // Дизайн. Материалы. Технология. – 2011,
// Химические волокна. – 2007, № 6. С. 49...52. №2. С.64...66.

30. Демидов А.В., Макаров А.Г., Сталевич 43. Макаров А.Г., Горшков А.С., Рымкевич
А.М. Вариант прогнозирования нелинейно- П.П., Переборова Н.В. Метод коррекции парамет-
наследственной вязкоупругости полимеров // ров математической модели релаксации полиме-
Прикладная механика и техническая физика. – ров по точкам экспериментальной диаграммы рас-
2007, №6 (286). Т. 48. С. 147...157. тяжения // Дизайн. Материалы. Технология. –
2012, № 21. Т.1. С. 23...28.
31. Жуковский В.А., Макаров А.Г., Ростовцева
Н.Г., Слуцкер Г.Я., Столяров О.Н., Терушкина 44. Макаров А.Г., Горшков А.С., Рымкевич
О.Б., Гриднева А.В. Деформационные свойства П.П., Ишмуратова Р.Р. Метод определения спек-
синтетических мононитей медицинского назначе- тральных и энергетических характеристик эласто-
ния // Химические волокна. – 2008, № 4. С. 25...28. меров // Дизайн. Материалы. Технология. – 2012,
№ 22. Т.2. С. 38...42.
32. Жуковский В.А., Макаров А.Г., Ростовцева
Н.Г., Слуцкер Г.Я., Столяров О.Н., Терушкина 45. Макаров А.Г., Слуцкер Г.Я., Терушкина
О.Б., Гриднева А.В. Деформационные свойства О.Б., Дроботун Н.В. Физический анализ кинетики
синтетических мононитей медицинского назначе- ползучести мононитей из полипропилена и поли-
ния // Химические волокна. – 2008, № 4. С. 25...28. винилиденфторида // Дизайн. Материалы. Техно-
логия. – 2012, Т.3. С. 41...44.
33. Демидов А.В., Макаров А.Г., Новоселова
А.Г., Сталевич А.М. Методы спектрального моде- 46. Макаров А.Г., Егорова М.А., Зурахов Н.С.,
лирования механической релаксации текстильных Фомина А.В. Определение аналитической взаимо-
материалов// Изв. вузов. Технология текстильной связи нормированных ядер релаксации и запазды-
промышленности. – 2007, № 1С. С. 15...19. вания в линейной теории вязкоупругости поли-
мерных материалов // Дизайн. Материалы. Техно-
34. Демидов А.В., Макаров А.Г., Сталевич логия. – 2012, Т. 3. С. 48...50.
А.М. Вариант моделирования нелинейно-
наследственной вязкоупругости полимерных ма- 47. Рымкевич П.П., Романова А.А., Горшков
териалов // Известия Российской академии наук. А.С., Макаров А.Г. Физические основы вязкоупру-
Механика твердого тела. – 2009, № 1. С. 143...153. гого поведения ориентированных аморфно-
кристаллических полимеров // Изв. вузов. Техно-
35. Ростовцева Н.Г., Литвинов А.М., Федоро- логия легкой промышленности. – 2012, № 2. Т.16.
ва С.В., Макаров А.Г. Вариант спектральной ин- С.70...73.
терпретации релаксации и ползучести полимер-
ных нитей//Дизайн. Материалы. Технология. – 48. Слуцкер Г.Я., Жуковский В.А., Терушкина
2009, № 4. С. 66...68. О.Б., Дроботун Н.В., Филипенко Т.С., Едомина
Н.А., Макаров А.Г. Упругие свойства полипропи-
36. Ростовцева Н.Г., Литвинов А.М., Федоро- леновых и поливинилиденфторидных мононитей и
ва С.В., Макаров А.Г. Прогнозирование деформа- сетчатых эндопротезов на их основе // Химиче-
ционных процессов полимерных материалов в ские волокна. – 2013, № 5. С. 28...32.
условиях меняющейся температуры // Дизайн.
Материалы. Технология. – 2009, № 3. С. 69...71. 49. Макаров А.Г., Демидов А.В., Переборова
Н.В., Вагнер В.И. Спектральный анализ релакса-
37. Макаров А.Г., Ростовцева Н.Г., Федорова ционных свойств полимерных нитей аморфно-
С.В., Лебедева С.В. Компьютерное моделирование кристаллического строения // Химические волок-
вязкоупругих морских полимерных канатов // Ди- на. – 2013, № 5. С. 44...47.
зайн. Материалы. Технология. – 2010, № 1.
С.100...105. 50. Головина В.В., Рымкевич П.П., Макаров
А.Г., Романова А.А. Прогнозирование деформаци-
38. Макаров А.Г., Ростовцева Н.Г., Артемьева онных и релаксационных процессов в одноосно-
Е.Н., Лебедева С.В. Моделирование деформаци- ориентированных полимерных материалах // Хи-
онных свойств арамидных материалов // Дизайн. мические волокна. – 2013, № 6. С. 33...40.
Материалы. Технология. – 2010, № 2. С. 25...29.
51. Rymkevich Р.Р., Romanova A.A., Golovina
39. Ростовцева Н.Г., Макаров А.Г., Пушкарь
Д.В. Прогнозирование процессов обратной релак- V.V., Makarov A.G. The Energy Barriers Model for
сации полимерных материалов // Изв. вузов. Тех-
нология легкой промышленности. – 2010, № 1. the Physical Description of the Viscoelasticity of
Т.7. С. 64...65.
Synthetic Polymers: Application to the Uniaxial Ori-
40. Макаров А.Г., Киселев С.В., Рыбачук С.В.,
Зурахов В.С. Критерии надежности прогнозирова- entational Drawing of Polyamide Films//Journal of
ния вязкоупругости полимерных материалов // Macromolecular Science. Part B: Physics. –Vol. 52.
Изв. вузов. Технология легкой промышленности.
Issue 12, 2013. P. 1829...1847.

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 55

52. Макаров А.Г., Переборова H.B., Вагнер 62. Переборова Н.В., Вагнер В.И., Васильева
В.И., Рымкевич П.П., Горшков А.С. Основы мате- Е.К., Дружкина Ю.Д., Максимов В.В. Процессы
матического моделирования релаксации и ползу- обратной релаксации полимерных текстильных
чести полимерных материалов текстильной и лег- материалов // Изв. вузов. Технология легкой про-
кой промышленности // Изв. вузов. Технология мышленности. – 2014, № 2. Т. 24. С. 53...55.
легкой промышленности. – 2013, №3. Т.21.
С.27...31. REFERENCES

53. Макаров А.Г., Переборова Н.В., Вагнер 1. Makarov A.G. Kontrol' parametrov nelinejno-
В.И., Рымкевич П.П., Горшков А.С. Основы дове- nasledstvennyh jader relaksacii i zapazdyvanija
рительного прогнозирования релаксационных и sinteticheskih nitej // Izv. vuzov. Tehnologija
деформационных процессов полимерных матери- tekstil'noj promyshlennosti. – 2000, №2. S. 12...16.
алов текстильной и легкой промышленности //
Изв. вузов. Технология легкой промышленности. 2. Stalevich A.M., Makarov A.G. Variant spektra
– 2013, № 4. Т. 22. С. 32...34. nasledstvenno-vjazkouprugoj relaksacii sinteticheskih
nitej // Izv. vuzov. Tehnologija tekstil'noj
54. Переборова Н.В., Егорова М.А., Вагнер promyshlennosti. – 2000, № 3. S. 8...13.
В.И., Васильева Е.К. Компьютерное моделирова-
ние деформационных свойств текстильных мате- 3. Makarov A.G., Stalevich A.M. Variant
риалов сложного строения // Изв. вузов. Техноло- prognozirovanija processov deformirovanija
гия легкой промышленности. – 2013, №4. Т. 22. sinteticheskih nitej // Himicheskie volokna. – 2001,
С.35...37. №4. S. 67 ... 69.

55. Головина В.В., Макаров А.Г., Рымкевич 4. Makarov A.G., Stalevich A.M. Metody
П.П. Метод аналогий и его физическое обоснова- utochnenija i kontrolja prognoziruemyh sostojanij
ние для описания термовязкоупругости аморфно- sinteticheskih materialov // Himicheskie volokna. –
кристаллических полимерных нитей // Изв. вузов. 2001, № 5. S. 58...61.
Технология легкой промышленности. – 2013, Т.19.
С. 67...70. 5. Stalevich A.M., Makarov A.G. Opredelenie
vjazkouprugih harakteristik na primere poliakriloni-
56. Рымкевич П.П., Горшков А.С., Макаров tril'noj niti // Himicheskie volokna. – 2001, № 6. S.
А.Г., Романова А.А. Основное определяющее 68 ... 70.
уравнение вязкоупругого поведения одноосно-
ориентированных полимерных материалов // Хи- 6. Makarov A.G., Stalevich A.M. Variant spek-
мические волокна. – 2014, № 1. С. 31...35. trov relaksacii i zapazdyvanija u amorfno-
kristallicheskih sinteticheskih nitej // Himicheskie
57. Макаров А.Г., Демидов А.В., Переборова volokna. – 2002, № 3. S. 52...55.
Н.В., Вагнер В.И. Спектральный анализ деформа-
ционных свойств полимерных нитей аморфно- 7. Stalevich A.M., Makarov A.G., Saidov E.D.
кристаллического строения // Химические волок- Raschetno-jeksperimental'naja ocenka pogloshhaemoj
на. – 2014, № 1. С. 60...63. mehanicheskoj raboty pri deformirovanii sintetich-
eskoj niti // Himicheskie volokna. – 2002, №3. S.
58. Макаров А.Г., Переборова Н.В., Егорова 55...57.
В.И., Вагнер В.И. Вариант моделирования дефор-
мационных и релаксационных свойств текстиль- 8. Makarov A.G., Stalevich A.M. Prognoz
ных материалов сложного строения // Изв. вузов. obratnoj relaksacii i deformacionno-vosstanovitel'nyh
Технология текстильной промышленности. – processov sinteticheskih nitej // Himicheskie volokna.
2014, №3. С. 110...115. – 2002, № 6. S. 62...64.

59. Макаров А.Г., Переборова Н.В., Вагнер 9. Makarov A.G. Opredelenie analiticheskoj
В.И., Рымкевич П.П., Горшков А.С. Основы спек- vzaimosvjazi normirovannyh jader relaksacii i
трально-временного анализа релаксационных и polzuchesti v linejnoj teorii vjazkouprugosti tekstil'n-
деформационных свойств полимерных материалов yh materialov // Izv. vuzov. Tehnologija tekstil'noj
текстильной и легкой промышленности // Изв. promyshlennosti. – 2002, №2. S.13...17.
вузов. Технология легкой промышленности. –
2014, № 1. Т. 23. С. 19...23. 10. Makarov A.G., Stalevich A.M. Prognoziro-
vanie vosstanovitel'nogo deformacionnogo processa i
60. Переборова Н.В., Егорова М.А., Вагнер obratnoj relaksacii polimernyh materialov // Izv.
В.И., Васильева Е.К., Дружкина Ю.Д. Моделиро- vuzov. Tehnologija tekstil'noj promyshlennosti. –
вание сложных деформационно-восстано- 2002, № 3. S. 10...13.
вительных процессов полимерных материалов
текстильной и легкой промышленности // Изв. 11. Stalevich A.M., Makarov A.G., Saidov E.D.
вузов. Технология легкой промышленности. – Uprugie komponenty diagrammy rastjazhenija sin-
2014, № 1. Т. 23. С. 30...32. teticheskoj niti // Izv. vuzov. Tehnologija tekstil'noj
promyshlennosti. – 2002, № 4...5. S.15...18.
61. Макаров А.Г., Максимов В.В., Переборова
Н.В., Вагнер В.И. Компьютерное моделирование 12. Stalevich A.M., Makarov A.G., Saidov E.D.
деформационных процессов текстильных матери- Relaksacionnaja spektrometrija sinteticheskoj niti //
алов сложного строения // Изв. вузов. Технология Izv. vuzov. Tehnologija tekstil'noj promyshlennosti. –
легкой промышленности. – 2014, №2. Т.24. 2003, № 1. S. 16...22.
С.47...52.
13. Demidov A.V., Makarov A.G., Stalevich
A.M. Sistemnyj analiz vjazkouprugosti polimernyh

56 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

materialov // Voprosy materialovedenija. – 2005, № 4 27. Demidov A.V., Makarov A.G., Stalevich
A.M. Sistemnyj analiz vjazkouprugosti polijefirnyh
(44). S. 50...58. nitej // Himicheskie volokna. – 2007, №1. S. 62...65.

14. Makarov A.G., Ovsjannikov D.A. 28. Demidov A.V., Makarov A.G., Stalevich

Komp'juternoe opredelenie spektral'nyh i jenergetich- A.M. Issledovanie uprugih, vjazkouprugih i plastich-

eskih harakteristik sinteticheskih tkanej // Vestnik eskih harakteristik himicheskih nitej // Himicheskie
volokna. – 2007, № 6. S.52...55.
Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo universiteta
tehnologii i dizajna. – 2005, № 11. S.5...9. 29. Demidov A.V., Makarov A.G., Stalevich

15. Ovsjannikov D.A., Makarov A.G., Stalevich A.M. Variant matematicheskogo modelirovanija de-

A.M., Demidov A.V. Matematicheskoe modeliro- formacionnyh processov sinteticheskih nitej //
Himicheskie volokna. – 2007, № 6. S. 49...52.
vanie vjazkouprugih processov polimerov // Vestnik
30. Demidov A.V., Makarov A.G., Stalevich
Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo universiteta. A.M. Variant prognozirovanija nelinejno-
– Serija 10. 2006, № 3. S. 46 ... 54.
nasledstvennoj vjazkouprugosti polimerov // Priklad-
16. Demidov A.V., Makarov A.G., Stalevich naja mehanika i tehnicheskaja fizika. – 2007, №6

A.M. Variant matematicheskogo modelirovanija de- (286). T. 48. S. 147...157.

formacionnyh processov polimernyh materialov // 31. Zhukovskij V.A., Makarov A.G., Rostovceva
Voprosy materialovedenija. – 2006, № 3. S.101...111.
N.G., Slucker G.Ja., Stoljarov O.N., Terushkina O.B.,
17. Demidov A.V., Makarov A.G., Stalevich Gridneva A.V. Deformacionnye svojstva sintetich-

A.M. Metody komp'juternogo analiza vjazkouprugosti eskih mononitej medicinskogo naznachenija //
Himicheskie volokna. – 2008, № 4. S. 25...28.
tehnicheskih tkanej // Izv. vuzov. Tehnologija tek-
stil'noj promyshlennosti. – 2006, № 3. S.13...17. 32. Zhukovskij V.A., Makarov A.G., Rostovceva

18. Demidov A.V., Makarov A.G., Stalevich N.G., Slucker G.Ja., Stoljarov O.N., Terushkina O.B.,

A.M. Issledovanie izmenenij deformacionnyh svojstv Gridneva A.V. Deformacionnye svojstva sintetich-
eskih mononitej medicinskogo naznachenija //
polijefirnyh nitej v zavisimosti ot stepeni krutki // Izv. Himicheskie volokna. – 2008, № 4. S. 25...28.
vuzov. Tehnologija tek-stil'noj promyshlennosti. –
2006, № 4. S. 9... 13. 33. Demidov A.V., Makarov A.G., Novoselova

19. Demidov A.V., Makarov A.G., Stalevich A.G., Stalevich A.M. Metody spektral'nogo mod-

A.M. Kriterii optimal'nogo vybora matematicheskoj elirovanija mehanicheskoj relaksacii tekstil'nyh mate-

modeli vjazkouprugosti tekstil'nyh materialov // Izv. rialov// Izv. vuzov. Tehnologija tekstil'noj promysh-
vuzov. Tehnologija tekstil'noj promysh-lennosti. – lennosti. – 2007, № 1S. S. 15...19.
2006, № 5. S. 18...22.
34. Demidov A.V., Makarov A.G., Stalevich
20. Demidov A.V., Makarov A.G., Stalevich
A.M. Variant modelirovanija nelinejno-
A.M. Opredelenie mehanicheskih harakteristik
nasledstvennoj vjazkouprugosti polimernyh materi-
tekstil'nyh materialov pri peremennoj tempera-ture //
alov // Izvestija Rossijskoj akademii nauk. Mehanika
Izv. vuzov. Tehnologija tekstil'noj promyshlennosti. tverdogo tela. – 2009, № 1. S. 143...153.
– 2006, № 6. S. 14...19.
35. Rostovceva N.G., Litvinov A.M., Fedorova
21. Demidov A.V., Makarov A.G., Stalevich
S.V., Makarov A.G. Variant spektral'noj interpretacii
A.M. Opredelenie deformacionnyh harakteristik sin-
relaksacii i polzuchesti polimernyh nitej//Dizajn. Ma-
teticheskih nitej v uslovijah peremennoj temperatury terialy. Tehnologija. – 2009, № 4. S. 66...68.
// Himicheskie volokna. – 2006, № 3. S. 58...61.
36. Rostovceva N.G., Litvinov A.M., Fedorova
22. Demidov A.V., Makarov A.G., Stalevich S.V., Makarov A.G. Prognozirovanie deformacionnyh

A.M. Komp'juternoe issledovanie vjazkouprugosti processov polimernyh materialov v uslovijah menja-
polimernyh materialov // Himicheskie volokna. –
2006, № 5. S. 38...43. jushhejsja temperatury // Dizajn. Materialy.
Tehnologija. – 2009, № 3. S. 69...71.
23. Demidov A.V., Makarov A.G., Stalevich
37. Makarov A.G., Rostovceva N.G., Fedorova
A.M. Optimizacija vybora modeli vjazkouprugosti
sinteticheskih nitej // Himicheskie volokna. – 2006, S.V., Lebedeva S.V. Komp'juternoe modelirovanie
№ 6. S. 47... 51. vjazkouprugih morskih polimernyh kanatov // Dizajn.
Materialy. Tehnologija. – 2010, № 1. S.100...105.
24. Demidov A.V., Makarov A.G., Stalevich
38. Makarov A.G., Rostovceva N.G., Artem'eva
A.M. Variant prognozirovanija deformacionnyh pro-
cessov polimernyh materialov // Materialovedenie. – E.N., Lebedeva S.V. Modelirovanie deformacionnyh
2006, № 8. S. 5...10.
svojstv aramidnyh materialov // Dizajn. Materialy.
25. Demidov A.V., Makarov A.G., Stalevich Tehnologija. – 2010, № 2. S. 25...29.

A.M. Vyjavlenie napravlenij komp'juternogo 39. Rostovceva N.G., Makarov A.G., Pushkar'

prognozirovanija deformacionnyh svojstv tekstil'nyh D.V. Prognozirovanie processov obratnoj relaksacii

materialov // Izv. vuzov. Tehnologija tekstil'noj polimernyh materialov // Izv. vuzov. Tehnologija
promyshlennosti. – 2007, № 2. S.14...17. legkoj promyshlennosti. – 2010, № 1. T.7. S. 64...65.

26. Demidov A.V., Makarov A.G., Stalevich 40. Makarov A.G., Kiselev S.V., Rybachuk S.V.,
Zurahov V.S. Kriterii nadezhnosti prognozirovanija
A.M. Sistemnyj analiz vjazkouprugosti tekstil'nyh
vjazkouprugosti polimernyh materialov // Izv. vuzov.
materialov // Izv. vuzov. Tehnologija tekstil'noj Tehnologija legkoj promyshlennosti. – 2011, № 1.
promyshlennosti. – 2007, № 3. S.20...24.
T.11. S. 56...60.

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 57

41. Makarov A.G., Kiselev S.V., Rybachuk S.V., limernyh materialov tekstil'noj i legkoj promyshlen-
Pushkar' D.V. Variant modelirovanija relaksacii i nosti // Izv. vuzov. Tehnologija legkoj promyshlen-
nosti. – 2013, №3. T.21. S.27...31.
polzuchesti polimernyh odnoosno-orientirovannyh
materialov // Dizajn. Materialy. Tehnologija. – 2011, 53. Makarov A.G., Pereborova N.V., Vagner V.I.,
№ 1. S.91...94. Rymkevich P.P., Gorshkov A.S. Osnovy do-
veritel'nogo prognozirovanija relaksacionnyh i de-
42. Makarov A.G., Kiselev S.V., Rybachuk S.V., formacionnyh processov polimernyh materialov
tekstil'noj i legkoj promyshlennosti // Izv. vuzov.
Zurahov V.S. Vysokoskorostnoe deformirovanie od- Tehnologija legkoj promyshlennosti. – 2013, № 4. T.
noosno-orientirovannyh polimernyh materialov // 22. S. 32...34.
Dizajn. Materialy. Tehnologija. - 2011, №2. S.64...66.
54. Pereborova N.V., Egorova M.A., Vagner V.I.,
43. Makarov A.G., Gorshkov A.S., Rymkevich Vasil'eva E.K. Komp'juternoe modelirovanie defor-
macionnyh svojstv tekstil'nyh materialov slozhnogo
P.P., Pereborova N.V. Metod korrekcii parametrov stroenija // Izv. vuzov. Tehnologija legkoj promysh-
lennosti. – 2013, №4. T. 22. S.35...37.
matematicheskoj modeli relaksacii polimerov po
tochkam jeksperimental'noj diagrammy rastjazhenija 55. Golovina V.V., Makarov A.G., Rymkevich
// Dizajn. Materialy. Tehnologija. – 2012, № 21. T.1. P.P. Metod analogij i ego fizicheskoe obosnovanie
dlja opisanija termovjazkouprugosti amorfno-
S. 23...28. kristallicheskih polimernyh nitej // Izv. vuzov.
Tehnologija legkoj promyshlennosti. – 2013, T.19. S.
44. Makarov A.G., Gorshkov A.S., Rymkevich 67...70.

P.P., Ishmuratova R.R. Metod opredelenija spek- 56. Rymkevich P.P., Gorshkov A.S., Makarov
A.G., Romanova A.A. Osnovnoe opredeljajushhee
tral'nyh i jenergeticheskih harakteristik jelastomerov uravnenie vjazkouprugogo povedenija odnoosno-
// Dizajn. Materialy. Tehnologija. – 2012, № 22. T.2. orientirovannyh polimernyh materialov // Himiches-
kie volokna. – 2014, № 1. S. 31...35.
S. 38...42.
57. Makarov A.G., Demidov A.V., Pereborova
45. Makarov A.G., Slucker G.Ja., Terushkina N.V., Vagner V.I. Spektral'nyj analiz deformacionnyh
svojstv polimernyh nitej amorfno-kristallicheskogo
O.B., Drobotun N.V. Fizicheskij analiz kinetiki stroenija // Himicheskie volokna. – 2014, № 1. S.
60...63.
polzuchesti mononitej iz polipropilena i polivini-
lidenftorida // Dizajn. Materialy. Tehnologija. – 2012, 58. Makarov A.G., Pereborova N.V., Egorova
T. 3. S. 41...44. V.I., Vagner V.I. Variant modelirovanija defor-
macionnyh i relaksacionnyh svojstv tekstil'nyh mate-
46. Makarov A.G., Egorova M.A., Zurahov N.S., rialov slozhnogo stroenija // Izv. vuzov. Tehnologija
tekstil'noj promyshlennosti. – 2014, №3. S. 110...115.
Fomina A.V. Opredelenie analiticheskoj vzaimo-
59. Makarov A.G., Pereborova N.V., Vagner V.I.,
svjazi normirovannyh jader relaksacii i zapazdyvanija Rymkevich P.P., Gorshkov A.S. Osnovy spektral'no-
vremennogo analiza relaksacionnyh i deformacionnyh
v linejnoj teorii vjazkouprugosti polimernyh materi- svojstv polimernyh materialov tekstil'noj i legkoj
alov // Dizajn. Materialy. Tehnologija. – 2012, T. 3. promyshlennosti // Izv. vuzov. Tehnologija legkoj
S. 48...50. promyshlennosti. – 2014, № 1. T. 23. S. 19...23.

47. Rymkevich P.P., Romanova A.A., Gorshkov 60. Pereborova N.V., Egorova M.A., Vagner V.I.,
Vasil'eva E.K., Druzhkina Ju.D. Modelirovanie
A.S., Makarov A.G. Fizicheskie osnovy vjazkoupru- slozhnyh deformacionno-vosstanovitel'nyh processov
polimernyh materialov tekstil'noj i legkoj
gogo povedenija orientirovannyh amorfno- promyshlennosti // Izv. vuzov. Tehnologija legkoj
promyshlennosti. – 2014, № 1. T. 23. S. 30...32.
kristallicheskih polimerov // Izv. vuzov. Tehnologija
legkoj promyshlennosti. – 2012, № 2. T.16. S.70...73. 61. Makarov A.G., Maksimov V.V., Pereborova
N.V., Vagner V.I. Komp'juternoe modelirovanie
48. Slucker G.Ja., Zhukovskij V.A., Terushkina deformacionnyh processov tekstil'nyh materialov
slozhnogo stroenija // Izv. vuzov. Tehnologija legkoj
O.B., Drobotun N.V., Filipenko T.S., Edomina N.A., promyshlennosti. – 2014, №2. T.24. S.47...52.

Makarov A.G. Uprugie svojstva polipropilenovyh i 62. Pereborova N.V., Vagner V.I., Vasil'eva E.K.,
Druzhkina Ju.D., Maksimov V.V. Processy obratnoj
polivinilidenftoridnyh mononitej i setchatyh jendo- relaksacii polimernyh tekstil'nyh materialov // Izv.
protezov na ih osnove // Himicheskie volokna. – vuzov. Tehnologija legkoj promyshlennosti. – 2014,
2013, № 5. S. 28...32. № 2. T. 24. S. 53...55.

49. Makarov A.G., Demidov A.V., Pereborova Рекомендована кафедрой интеллектуальных
систем и защиты информации. Поступила 01.09.15.
N.V., Vagner V.I. Spektral'nyj analiz relaksacionnyh
________________
svojstv polimernyh nitej amorfno-kristallicheskogo
stroenija // Himicheskie volokna. – 2013, № 5. S.

44...47.
50. Golovina V.V., Rymkevich P.P., Makarov

A.G., Romanova A.A. Prognozirovanie defor-

macionnyh i relaksacionnyh processov v odnoosno-

orientirovannyh polimernyh materialah // Himiches-
kie volokna. – 2013, № 6. S. 33...40.

51. Rymkevich R.R., Romanova A.A., Golovina

V.V., Makarov A.G. The Energy Barriers Model for

the Physical Description of the Viscoelasticity of

Synthetic Polymers: Application to the Uniaxial Ori-

entational Drawing of Polyamide Films//Journal of
Macromolecular Science. Part B: Physics. –Vol. 52.
Issue 12, 2013. P. 1829...1847.

52. Makarov A.G., Pereborova H.B., Vagner V.I.,

Rymkevich P.P., Gorshkov A.S. Osnovy matematich-

eskogo modelirovanija relaksacii i polzuchesti po-

58 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

УДК 677.07

ИОНОПУЧКОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАНОСТРУКТУРЫ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ

НАТУРАЛЬНЫХ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ПОСЛЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОТОКА

НЕРАВНОВЕСНОЙ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ*

IONBEAM STUDY OF NANOSTRUCTURES
OF EXPERIMENTAL SAMPLES

OF NATURAL TEXTILE MATERIALS
AFTER EXPOSURE FLUX

OF NONEQUILIBRIUM LOW-TEMPERATURE PLASMA

Э.А. ХАММАТОВА
E.A. KHAMMATOVA

(Казанский национальный исследовательский технологический университет)
(Kazan National Research Technological University)
E-mail: [email protected]

В статье рассматривается ионопучковый метод диагностики микро-
структуры натурального текстильного материала "Премьер - Комфорт
250" до и после воздействия потока неравновесной низкотемпературной
плазмы пониженного давления. Рассмотрены вопросы эффекта, получае-
мого от плазменного наноструктурирования текстильного материала.
Исследована микроструктура натурального материала с использованием
уникальной научной установки Сокол 3.

Установлено, что при ионопучковом методе диагностики нанострук-
турированного образца за счет воздействия плазмы происходит очистка
поверхностного слоя волокон толщиной 100 нанометров и соответствен-
но за счет потока плазмообразующего газа и примесей формируется более
плотный поверхностный слой волокон, из которых состоит ткань. Прове-
денные исследования ионопучковым методом диагностики подтвержда-
ются микроскопическими исследованиями с использованием конфокального
лазерного сканирующего микроскопа 3D LEXT-4000.

In the article the method of diagnosis ionbeam microstructure natural textile

"Premier - Comfort 250" before and after exposure to a flow of nonequilibrium

low-temperature plasma of reduced pressure. The questions of the effect produced

by the plasma nanostructuring of textile material. The microstructure of a natural

material with unique scientific installations Falcon 3.

It is found that in a method of diagnosis ionbeam nanostructured sample due to

exposure to the plasma cleans the surface layer of fibers and a thickness of 100

nanometers, respectively by the flow of the plasma gas and impurities is formed

thicker surface layer of the fibers that make up the fabric. These studies confirmed

* Проект выполняется в организации исполнителе (Получателе субсидии) при финансовой поддержке Ми-
нистерства образования и науки Российской Федерации в соответствии с требованием соглашения
№14.577.21.0019 о предоставлении субсидии на проведение прикладных научных исследований. Уникальный
идентификатор прикладных научных исследований (проекта) RFMEFI57714X0019.

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 59

the diagnosis ionbeam by microscopic examination using a confocal laser scan-
ning microscope 3D LEXT-4000.

Ключевые слова: плазма, модификация, наноструктура, нанострукту-
рирование, текстильный материал, ионопучковые исследования.

Keywords: plasma, modification, nanostructures, nanostructuring, textile
ionbeam research.

В рамках выполняемого проекта по подсистемой, используя принципиальные
разработке технологии управления микро- модели, развитые Бором [2].
структурой натуральных текстильных ма-
териалов проводились ионопучковые ис- Для проведения исследований нано-
следования структуры образцов после воз- структуры экспериментальных образцов
действия потока неравновесной низкотем- текстильных материалов использовали
пературной плазмы (ННТП) пониженного возможности уникальной научно-
давления. исследовательской установки "Ионопуч-
кового аналитического комплекса Сокол-
Ионопучковый метод диагностики ма- 3" ИПТМ РАН. Необходимость примене-
териалов опирается на целый ряд физиче- ния рентгеновских и ионопучковых анали-
ских особенностей взаимодействия пото- тических технологий, развитых в рамках
ков быстрых заряженных частиц с ядерной этой установки, обусловлена тем, что
и электронной подсистемами этих матери- предположительно воздействие потока
алов. Данный тип взаимодействия состав- ННТП пониженного давления на тек-
ляет основу метода резерфордовского об- стильный материал, которое может приве-
ратного рассеяния ионов – РОР (RBS). Для сти к перераспределению химических эле-
реализации этого метода наиболее часто ментов в них, особенно в тонких припо-
используются потоки ионов Не+ и Н+. верхностных областях образцов.
Предложенный метод позволяет получать
элементные концентрационные профили В рамках установки Сокол-3 развиты
по глубине мишени в стандартной геомет- различные методы рентгеновской флуо-
рии рассеяния с разрешением 10 наномет- ресценции, как при ионном, так и рентге-
ров. При использовании потоков новском возбуждении, а также методы, ос-
Н+ зондируемая толщина мишени возрас- нованные на рассеянии ионных пучков и
тает до 10…15 микрометров. Однако раз- прямых ядерных реакций, которые спо-
решение по глубине ухудшается почти на собны подтвердить или опровергнуть эти
порядок. Стандартный диаметр ионного теоретические предложения.
зонда составляет 1 мм. Ток аналитического
пучка выбирается в пределах 1…10 нано- Все типы ионопучковых исследований
ампер (6,25×109-6,25×1010 ион/с). Среднее выполнялись в условиях среднего вакуума
время измерений – 30 минут. Локальное (10-6 торр, 10-4 Па) на установке Сокол-3,
повышение температуры в пятне измере- рентгенофлуоресцентные исследования
ний не превышает 10°С. Пределы обнару- при рентгеновском возбуждении проводи-
жения метода составляют 0,1 ат. % [1]. лись на воздухе.

Важнейшей характеристикой метода В качестве объектов исследования вы-
является возможность точного математи- бран наиболее востребованный экспери-
ческого описания как явления взаимного ментальный образец текстильного матери-
отталкивания налетающего иона и покоя- ала "Премьер Комфорт-250" (хлопок 80%,
щегося ядра атома мишени, основываясь полиэстер 20%) производства ООО "Чай-
на хорошо известной формуле Резерфорда, ковская текстильная компания" как кон-
так и фактора торможения иона в резуль- трольный образец, так и образец после
тате его взаимодействия с электронной воздействия потоком ННТП. Выбор дан-
ного объекта исследования обусловлен
тем, что к тканям для специальной одеж-

60 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

ды, помимо хорошего внешнего вида, текстильного материала "Премьер Ком-
предъявляются высокие требования госу- форт-250" проводилось их плазмомодифи-
дарственных стандартов – они должны цирование при варьировании входных па-
обеспечивать работнику необходимый раметров плазменной установки в следую-
уровень безопасности, гигиены и комфор- щих пределах: мощность разряда – от 0,1
та, защищать от действия ветра, дождя, до 2,0 кВт; время обработки – от 5 до 20
сохранять хороший внешний вид после мин; расход плазмообразующего газа – от 0
намокания. до 0,08 г/с; давление в рабочей камере – от
13,3 до 53,3 Па. Температура обработки об-
По своей природе основу выбранного разцов в потоке ННТП пониженного давле-
экспериментального образца текстильного ния не превышала 60°С. В качестве плаз-
материала составляет целлюлоза, описыва- мообразующего газа использовали аргон.
емая химической формулой (C6H10O5)n. В
зависимости от типа ткани соотношение Контрольные и наноструктурирован-
базовых элементов может варьироваться в ные образцы текстильного материала
некоторых пределах. Кроме того, структу- "Премьер Комфорт-250" исследовали в
ра экспериментальных образцов тканей условиях среднего вакуума (10-6 торр, 10-4
может быть наноструктурирована за счет Па). На рис. 1 приведен спектр рентгенов-
ее легирования другими элементами. Ка- ской флуоресценции экспериментального
кие-то элементы содержаться в структуре контрольного образца ткани "Премьер
тканей изначально в качестве примесных Комфорт-250" (хлопок 80%, полиэстер
элементов. Одна из задач наших исследо- 20%; энергетическая цена канала 20
ваний заключалась в изучении элементно- эв/канал). Представленный спектр получен
го состава в контрольном эксперименталь- в условиях возбуждения пучком рентге-
ном образце ткани "Премьер Комфорт-
250" и исследовании возможного варьиро- новского излучения МоК, сформирован-
вания элементного состава в этой ткани ным кварцевым плоским рентгеновским
после ее наноструктурирования в потоке волноводом-резонатором (ПРВР) с шири-
ННТП пониженного давления. ной щелевого зазора 70 нм при угле паде-

С целью установления закономерностей ния на поверхность образца 0 (геометрия
воздействия потока ННТП пониженного РФА ПВО).
давления на наноструктуру натурального

Рис. 1

Как видно из рис. 1, в этих условиях в полтора-два раза больше, вследствие
спектр обычно отражает выход рентгено- рыхлости их структуры, то есть в пределах
флуоресценции с поверхностного слоя об- 10 нм. На спектре представлены три рент-
разца толщиной 3...5 нм. Для контрольного генофлуоресцентные линии ArKα, TiKα и
образца ткани эта величина, по-видимому, FeKα. Линия ArKα отражает факт прове-

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 61

дения исследований на воздухе, так как в новных примесных элементов по толщине
атмосфере присутствует примерно 1% ар- волокон ткани.
гона. Титан и железо оказываются в дан-
ном случае важнейшими тяжелыми приме- На рис. 2 показан спектр рентгенофлу-
сями в структуре ткани. Уровень содержа- оресценции экспериментального образца
ткани "Премьер Комфорт-250" (хлопок
ния этих атомов составляет 110-6% ат. Ли- 80%, полиэстер 20%) после воздействия
нии базовых элементов ткани, а также ос- потока ННТП пониженного давления,
новных элементов, составляющих атмо- также зарегистрированного в условиях
сферу (N2, O2), в спектре не представлены возбуждения пучком рентгеновского излу-
вследствие их полного поглощения в ма-
териале входного окна детектора. Измене- чения МоК, сформированном кварцевым
ние геометрии измерений не приводило к плоским рентгеновским волноводом-
варьированию интенсивностей основных резонатором с шириной щелевого зазора
компонентов спектра, что означает отно- 70 нм при угле падения на поверхность
сительно равномерное распределение ос-
образца 0 (геометрия РФА ПВО) в тече-
ние 600 секунд; энергетическая цена кана-
ла 20 эв/канал.

Рис. 2

Сравнение РФА ПВО спектров кон- версии наблюдаемого явления. В соответ-
трольного и экспериментального образцов ствии с первой версией можно предполо-
после воздействия потока ННТП пони- жить наличие эффекта вытягивания атомов
женного давления, представленных на рис. примесей из объема волокон на поверх-
1 и 2, показывает, что в результате плаз- ность. В соответствии со второй версией
менного наноструктурирования произо- можно предположить, что в результате
шло существенное изменение в содержа- плазменного наноструктурирования ос-
нии элементов в поверхностном слое во- новные компоненты, составляющие во-
локон ткани. Во-первых, значительно вы- локна ткани, выветриваются плазменным
росла интенсивность фоновой составляю- потоком, концентрируя при этом атомы
щей. Этот факт свидетельствует о резком основных примесей во вновь формируе-
(приблизительно на порядок) увеличении мом наноразмерном поверхностном слое.
плотности тончайшего поверхностного В соответствии с этой версией можно
слоя волокон ткани. Более чем на порядок предположить очистку плазмой поверх-
выросли интенсивности основных примес- ностного слоя волокон толщиной порядка
ных компонентов (Ti и Fe). Появились от- 100 нанометров и соответственно форми-
четливые линии ClKα, CaKα и ZnKα, кото- рования за счет плазмообразующего газа и
рые до обработки в спектре РФА ПВО не примесей более плотного поверхностного
просматривались. Можно предложить две слоя волокна из которого состоит ткань.

62 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

Как показали микроскопические иссле- смешанных волокон (хлопок + полиэстер)
дования, с помощью конфокального ла- в контрольных образцах имеют размеры
зерного сканирующего микроскопа 3D порядка от 0,3 до 2 мкм (пустоты состав-
LEXT-4000 пустоты (поры) в структуре ляют 0,05...2% общего объема).

пропитка

волокна

нить

а) б)
Рис. 3

После воздействия потоком ННТП по- роскопии также показали, что после обра-
ниженного давления на 15...20% увеличи- ботки плазмой случаются морфологиче-
вается пористость, то есть суммарный объ- ские изменения поверхностного слоя не-
ем различных по размеру пор внутри во- монолитных образцов тканей, что приво-
локон, нитей и между нитями (рис. 3 – дит к изменению параметров строения ма-
микрофотографии поперечного среза тек- териалов, увеличению их плотности, раз-
стильного материала "Премьер Комфорт- меров и формы, в результате обработки
250" ×512. ННТП в режиме: (Wp = 1,7 кВт, плазмой повышаются водоотталкивающие
характеристики объекта исследования.
GAr = 0,04 г/с, P = 26,6 Па,  = 6 мин, f =
= 13,56 МГц); а – контрольный образец, б На рис. 4 (фотографии формы капель
– наноструктурированный ННТП), проис- воды на поверхности экспериментальных
ходит образование локальных связей меж- образцов текстильного материала " Премь-
ду водоотталкивающей пропиткой и ер Комфорт-250" через 30 минут. ННТП в
структурными элементами на поверхности режиме: (Wp = 1,7 кВт, GAr = 0,04 г/с, P =
текстильного материала, что свидетель-
ствует об изменении внутренней структу- = 26,6 Па,  = 6 мин, f = 13,56 МГц); а –
ры обрабатываемых материалов. Кроме контрольный образец, б – наноструктури-
того, плазменная обработка способствует рованный ННТП),) представлены фото-
формированию водоотталкивающей про- графии формы капель воды на поверхно-
питки плотной и однородной структуры, сти текстильного материала "Премьер
возможной кристаллизации и выделению Комфорт-250".
новых фаз. Результаты сканирующей мик-

а) б) 63
Рис. 4

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

На рис. 4 наглядно представлено влия- слоя волокон ткани. В соответствии с
ние ННТП наноструктурирования на фор- проведенными исследованиями экспери-
му капель воды, нанесенных на лицевую ментальных образцов установлено, что за
поверхность текстильного материала с во- счет воздействия потока ННТП понижен-
доотталкивающей пропиткой через 30 мин ного давления поверхностного слоя волок-
после нанесения. Капли воды на поверхно- на толщиной порядка 100 нанометров и
сти контрольных образцов тканей из нату- формируется более плотный слой в волок-
ральных волокон растекаются по поверх- нах, составляющих поверхность ткани.
ности в момент нанесения капли воды. Че-
рез 15 мин капля воды начинает смачивать ЛИТЕРАТУРА
поверхность образцов ткани (краевой угол
смачивания  90º). По прошествии 30 мин 1. Егоров В.К., Егоров Е.В. Ионопучковые
капля воды практически полностью расте- методы неразрушающего количественного кон-
кается по поверхности контрольных об- троля наноструктур // Мат. X Междунар. научн.-
разцов текстильного материала с водоот- техн. конф.: Высокие технологии в промышленно-
талкивающей пропиткой, а после нано- сти России. – М.: Техномаш., 2004. С. 82…103.
структурирования ННТП форма капли во-
ды сохраняется. 2. Фельдман Л., Майер М. Основы анализа
тонких пленок. – М.: Мир, 1989.
ВЫВОДЫ
3. Хамматова Э.А. Исследование
Рентгенофлуоресцентные измерения в микроструктуры натурального текстильного
измененной геометрии показали, что материала после наноструктурирования потоком
наблюдаемый эффект является чисто по- неравновесной низкотемпературной плазмы // Изв.
верхностным. Дело в том, что ПРВР фор- вузов. Технология текстильной промышленности. –
мирует рентгеновский поток возбуждения 2015, №4. С.90…96.
наноразмерной ширины. В итоге при из-
менении геометрии съемки от полного REFERENCES
внешнего отражения к большим углам па-
дения возбуждающего потока (в нашем 1. Egorov V.K., Egorov E.V. Ionopuchkovye
случае измерения проводились при угле metody nerazrushajushhego kolichestvennogo
падения 0) объем материала, соответ- kontrolja nanostruktur // Mat. X Mezhdunar. nauchn.-
ствующего поверхностному слою, который tehn. konf.: Vysokie tehnologii v promyshlennosti
возбуждается в условиях РФА ПВО, резко Rossii. – M.: Tehnomash., 2004. S. 82…103.
падает, а интенсивность фоновой состав-
ляющей спектра значительно возрастает. 2. Fel'dman L., Majer M. Osnovy analiza tonkih
Этот факт свидетельствует о резком (при- plenok. – M.: Mir, 1989.
близительно на порядок) увеличении
плотности тончайшего поверхностного 3. Hammatova Je.A. Issledovanie mikrostruktury
natural'nogo tekstil'nogo materiala posle
nanostrukturirovanija potokom neravnovesnoj
nizkotemperaturnoj plazmy // Izv. vuzov. Tehnologija
tekstil'noj promyshlennosti. – 2015, №4. S.90…96.

Рекомендована кафедрой дизайна. Поступила
30.09.15.

_______________

64 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

УДК 677.11:620.1

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА РАСЧЕТА ЛИНЕЙНОЙ ПЛОТНОСТИ
ЛУБЯНЫХ ВОЛОКОН

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ

DEVELOPMENT OF ALGORITHM OF CALCULATION
OF LINEAR CLOSENESS

OF BAST FIBRES WITH THE USE TECHNICAL SIGHT

Е.Л. ПАШИН, А.В. ОРЛОВ
E.L. PASHIN, A.V. ORLOV

(Костромской государственный технологический университет)
(Kostroma State Technological University)
E-mail: [email protected]

С учетом важности оценки линейной плотности лубяных волокон, при
рассмотрении возможных способов ее определения, названы недостатки
последних. Для повышения точности и объективности результатов оцен-
ки предложено применение средств технического зрения и анализа цифро-
вых изображений. Разработан алгоритм расчета общей длины волокон по
результатам их сканирования и анализа цифрового изображения.

Given the importance of the estimation of linear density of bast fibers, with the
consideration of the possible methods of its determination are described disad-
vantages of the latter. To enhance the accuracy and objectivity of the assessment
results proposed use of the funds for technical vision and digital image analysis.
The developed algorithm of calculation of the total length of fibers in the results of
the scanning and analyzing digital images.

Ключевые слова: лубяное волокно, линейная плотность, цифровое
изображение, техническое зрение.

Keywords: bast fibre, linear closeness, digital representation, technical sight.

Для объективной оценки прядильной учетом способности этой совокупности к
способности лубяных волокон, например расщеплению [1]. Методика определения Т
льна и конопли, важно верно установить основана на формировании навески дли-
линейную плотность волокна Т. Примени- ной 0,01 м определенной массы m волокон
тельно к лубяным техническим волокнам, с последующим подсчетом в ней числа n
состоящим из совокупности элементарных волокон [2]. Используя зависимость
волокон, определение Т осуществляют с

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 65

Т=m/0,01n, рассчитывают линейную плот- анализируемых волокон. Для ее преодоле-
ность в текс. ния решена серия задач: выявлены особен-
ности структуры волокон в анализируемой
При испытании чесаного льна количе- пробе; обоснована степень разрешения ис-
ство волокон в навеске, как правило, до- ходного цифрового изображения; изыскан
стигает нескольких сотен, что значительно прием исключения влияния дефектов под-
увеличивает продолжительность анализа. ложки, на которой располагается проба;
Кроме этого при подсчете общего числа установлена последовательность обрабо-
волокон учитывают частично расщеплен- ток изображения с целью уменьшения
ные по длине волокна следующим обра- числа искажений после бинаризации изоб-
зом. Если волокно по длине отрезка рас- ражения, устранения дефектов у синтези-
щеплено более половины, то его считают рованных силуэтов волокон, исключения
за два волокна, если менее половины – за артефактов синтезированного изображе-
одно волокно. ния посредством методов фильтрации;
обоснован прием измерения совокупной
Очевидно, существующий способ длины отрезков – волокон на изображении.
определения линейной плотности волокна
льна и конопли является трудоемким, на Решение названных задач позволило
его результат возможно влияние субъек- разработать алгоритм расчета линейной
тивного фактора, поэтому процесс анализа плотности волокна применительно к усло-
требует совершенствования. виям реализации на типовом сканирую-
щем устройстве (рис. 1 – алгоритм анализа
Известны аналоги существующего ме- изображения волоконец и расчета их
тода с использованием прямых и косвен- суммарной длины).
ных оценок, корреляционно связанных с
линейной плотностью волокна. Наиболее Рис. 1
простым является способ, основанный на
измерении толщины волокон, например При его использовании последователь-
хлопка и шерсти [3], [4]. К числу косвен-
ных методов относится оценка линейной но реализуются этапы обработки
плотности по воздухопроницаемости, из-
вестная в нескольких вариантах [5…7]. цифрового изображения после
Однако практика использования указан-
ных косвенных методов выявила их недо- сканирования волокон (рис. 2 – этапы об-
статки, существенно снижающие точность
оценки. Они в основном связаны с особен- работки изображения: а – исходное; б –
ностью структуры лубяных волокон, кото-
рая существенно влияет на воздухопрони- бинарное; в – после отсеивания помех по
цаемость их массы.
площади; г – топологический скелет для
Нами начата разработка косвенной
оценки линейной плотности лубяных во- расчета ΣLi). В конечном итоге, зная
локон, основанной на использовании
средств технического зрения и анализа величину ΣLi (км) и массу анализируемой
цифровых изображений. Базируясь на навески волокон (г), возможен расчет их
принципах, успешно реализованных при
идентификации параметров структуры линейной плотности в текс.
стеблей льна [8], линейную плотность
пробы волокон, состоящей из отрезков
длиной 0,01 м, оценивали по отношению
массы волокна М к их общей длине ΣLi,
рассчитанной как суммарная длина отрез-
ков на оцифрованном изображении.

В этом случае основная трудность за-
ключается в установлении общей длины

66 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

а) б) в) г)
Рис. 2

Сравнительные испытания двух спосо- В то же время при использовании циф-
бов определения линейной плотности лу- рового изображения, полученного путем
бяного волокна (стандартного и предло- сканирования волокон, эти особенности
женного), проведенные с использованием структуры фиксируются (рис. 4 – изобра-
луба конопли селекционного сорта Ингре- жение отрезка волокна: а – реальное; б –
да, выращенного в Чувашии, выявили от- синтезированное). Именно это обстоятель-
личия результатов на уровне 20...40% ство и приводит к уменьшению линейной
(рис. 3 – линейная плотность луба коноп- плотности, повышая точность анализа.
ли, определенная по [2] и по предложен-
ному расчетному способу).

Рис. 3 а) б)

По способу с использованием алгорит- Рис. 4
ма линейная плотность меньше вследствие
большего значения ΣLi. Таким образом, предложенный алго-
ритм расчета линейной плотности волокна
Объяснение этого факта находим в пер- обеспечивает получение более точных и
вом исследовании по установлению харак- объективных результатов посредством
теристики "расщепленность лубяного во- учета фактического расщепления волокон.
локна", где указано на наличие у волокни- Однако для практического использования
стых отрезков длиной 10 мм "усиков и ще- нового способа требуется его доработка по
лей" [9]. В исследовании приведены ре- параметрам, связанным с характером про-
зультаты графоаналитического способа изводства волокон и их обработкой на раз-
идентификации 10-миллиметрового отрез- личных технологических этапах. Это яв-
ков, согласно которым длина одного отрез- ляется предметом последующих исследо-
ка волокна при учете его реальной структу- ваний.
ры может достигать 2,5, что эквивалентно
увеличению длины отрезка до 25 мм. ВЫВОДЫ

Наше изучение увеличенных изобра- 1. Существующие методы оценки ли-
жений подтвердило наличие разветвлений нейной плотности лубяного волокна име-
окончаний отрезков 2 мм и менее, очень ют недостатки, вызывающие длительность
тонких волокнистых ответвлений, а также анализа и снижение точности.
внутренних расщеплений волокон, кото-
рые без оптического увеличения невоз-
можно обнаружить, и что не учитывает
стандартная методика.

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 67

2. Предложен вариант оценки линей- ления процессом ее переработки. – Кострома,
ной плотности с использованием техниче- КГТУ, 2014.
ского зрения и методов обработки цифро-
вого изображения, обеспечивающий воз- 9. Добычин В.П. Расщепленность комплекс-
можность использования типового сканера ного волокна // Труды ИНЛС. – 1934, т. 9, вып. 1.
и вычисления общей длины волокон в С. 5…27.
пробе определенной массы.
REFERENCES
3. Предложенный вариант оценки
обеспечивает повышение точности опре- 1. Dobychin V.P. Voprosy teorii i metodologii
деления линейной плотности волокон за issledovanij v tekstil'noj tehnologii. – M.: Nauchtehiz-
счет учета их реальной структуры. dat, 1960.

ЛИТЕРАТУРА 2. GOST 10379–76. Pen'ka trepanaja. TU. – M.:
Izd-vo standartov, 1976.
1. Добычин В.П. Вопросы теории и методоло-
гии исследований в текстильной технологии. – М.: 3. Kragel'skij I.V. Fizicheskie svojstva lubja-
Научтехиздат, 1960. nogo syr'ja. – M.: Gizlegprom, 1939. S. 167…169.

2. ГОСТ 10379–76. Пенька трепаная. ТУ. – 4. Razumeev K.Je., Pashin E.L., Plehanov A.F.
М.: Изд-во стандартов, 1976. Klassifikacija i metody ispytanij otechestvennogo natu-
ral'nogo tekstil'nogo syr'ja. – Odincovo: ANOO VPO
3. Крагельский И.В. Физические свойства лу- "Odincovskij gumanitarnyj in-t", 2013.
бяного сырья. – М.: Гизлегпром, 1939. С. 167…169.
5. Gorodov V.V., Lazareva S.E., Lunev I.Ja. i dr.
4. Разумеев К.Э., Пашин Е.Л., Плеханов А.Ф. Ispytanie lubovoloknistyh materialov. – M.: Legkaja
Классификация и методы испытаний отечественно- industrija, 1969.
го натурального текстильного сырья. – Одинцово:
АНОО ВПО "Одинцовский гуманитарный ин-т", 6. Patent Ukrainy № 38082. Sposob opredelenija
kachestva voloknistogo materiala, a imennogo linejnoj
2013. plotnosti dlinnogo volokna l'na / Golovij A.V., Zhupla-
5. Городов В.В., Лазарева С.Е., Лунев И.Я. и tova L.M. Opubl. 15.05.2001; Bjul. № 4.

др. Испытание лубоволокнистых материалов. – М.: 7. ISO 2370-1980 (E) Textiles-Determination of
Легкая индустрия, 1969. fineness of flax fibres – Permeametrik methods – Sec-
ond edition – 01.01.1980. – International Organization
6. Патент Украины № 38082. Способ опреде- for Standardization, 1980. – 11 p.
ления качества волокнистого материала, а именно-
го линейной плотности длинного волокна льна / 8. Rumjanceva I.A., Pashin E.L. Sistemy
Головий А.В., Жуплатова Л.М. Опубл. 15.05.2001; kontrolja parametrov kachestva l'notresty dlja uprav-
Бюл. № 4. lenija processom ee pererabotki. – Kostroma, KGTU,
2014.
7. ISO 2370-1980 (E) Textiles-Determination of
fineness of flax fibres – Permeametrik methods – Sec- 9. Dobychin V.P. Rasshheplennost' kom-
ond edition – 01.01.1980. – International Organization pleksnogo volokna // Trudy INLS. – 1934, t. 9, vyp. 1.
for Standardization, 1980. – 11 p. S. 5…27.

8. Румянцева И.А., Пашин Е.Л. Системы кон- Рекомендована кафедрой технологии произ-
троля параметров качества льнотресты для управ- водства льняного волокна. Поступила 30.09.15.

_______________

УДК 677.021.151.2

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ НАПРАВЛЯЮЩЕЙ,
УСТАНОВЛЕННОЙ ВБЛИЗИ ЗАЖИМА ТРЕПАЛЬНОЙ МАШИНЫ,
НА НАТЯЖЕНИЕ ЛЬНЯНЫХ ПРЯДЕЙ

INFLUENCE OF ADDITIONAL ELEMENTS INSTALLED
NEAR TRANSPORTER BELT OF SCUTCHING MACHINE

ON FLAX FIBER TENSION

Д.А. ВОЛКОВ
D.A. VOLKOV

(Костромской государственный технологический университет)
(Kostroma State Technological University)
E-mail: [email protected]

68 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

Предлагается техническое решение для интенсификации обескостри-
вания волокна при трепании путем установки в трепальной машине вбли-
зи зажимного транспортера упругой направляющей. Рассчитаны основные
конструктивные параметры направляющей, исследовано ее влияние на
нагружение сырца при трепании.

Proposed scutching machine modernization by installation of additional ele-
ments near transporter belt. Parameters of proposed elements are calculated. In-
fluence of proposed elements on flax tension during scutching process is deter-
mined.

Ключевые слова: льняное волокно, трепание, трепальная машина.

Keywords: flax fiber, scutching, scutching machine.

Ранее нами предложен способ интен- Нами предлагается выполнить направля-
сификации процесса обескостривания льна ющую в виде отдельных упругих элемен-
при трепании за счет применения пассив- тов, имеющих возможность отклоняться в
ных направляющих, установленных вбли- пространстве независимо друг от друга.
зи зажимного транспортера [1], позволя- Конструктивно направляющую предлага-
ющий снизить закостренность в средней ется выполнить в виде набора металличе-
части пряди. Дальнейшие исследования ских проволочек, закрепленных под углом
выявили, что применение таких направля- к осевой линии. Чтобы обеспечить аморти-
ющих увеличивает пиковые значения силы зацию по всей длине слоя, консольные
натяжения волокна и тем самым повышает элементы устанавливаются "с перекрыти-
вероятность его обрыва. Для снижения пи- ем" (рис. 1). Схема размещения направля-
ковых натяжений предложено использо- ющей в секции трепальной машины при-
вать эффект амортизации, для чего сделать ведена на рис. 2.
направляющую подвижной и упругой.

Рис. 1 Рис. 2

Размеры элементов рассчитываются из проволоки из условия, что под действием
условия ограничения их вынужденных ко- внешней распределенной силы q=400 Н/м
лебаний допустимой величиной, определя- максимальный прогиб не должен превы-
емой конструктивно необходимым зазором шать y=4 мм.
y=4 мм. Длина проволочек и величина их
вылета h определяются из условий интен- Как известно из [2], прогиб балки с
сификации процесса обескостривания [1]. жестко заделанным концом под действием
Таким образом, регулируемой величиной распределенной силы q равен:
остается диаметр проволочек. Задавшись
длиной проволочек ℓ=100 мм и высотой y q 4 . (1)
вылета h=20 мм, определим диаметр d 8EJ

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 69

Для балки круглого сечения: где динамический коэффициент, соответ-
ствующий первой форме колебаний:
4
y  8q  d  . (2) 1
E 
1  . (7)
p2
Отсюда получаем: 1  12

 4 yE . (3) При малых значениях p (в нашем слу-
d 8q 

Для обеспечения прогиба y = 4 мм, чае – менее, чем 0,06), "…высокую точ-
принимая модуль Юнга для стали ность при определении прогибов стержня
получим, удержав только первый член это-
E  2 1011Н / м2 , получим ℓ/d=29,77. При го ряда" [2, стр. 395]. Определив отноше-
ℓ=100 мм получим d=3,36 мм. Для обеспе- ние динамического прогиба к статическо-
чения запаса жесткости, примем d=3,5 мм. му, установили, что динамический прогиб
будет не более чем на 3% превышать ста-
Оценим возможность работы консоль- тический. Это установленное обстоятель-
ной проволочки в области резонанса. Для ство позволяет рассчитывать величину
этого определим частоту основной (пер- прогиба из условия статического нагруже-
вой) формы собственных колебаний кон- ния по формуле (5) с учетом небольшого
сольной балки по формуле (4), где коэффициента запаса. Таким образом,
α1=1,875: установлено, что при длине упругих эле-
ментов ℓ=100 мм, высоте вылета h=20 мм,
p  12 E (4) диаметре d=3,5 мм вынужденные колеба-
2 m0 . ния упругих элементов под действием
внешней распределенной периодической
Первая частота собственных колебаний нагрузки qmax =400 Н/м, величина динами-
балки равна 1530 рад/с. ческого прогиба составит 3,5 мм, что
находится в допустимом диапазоне.
Частота возмущающих воздействий на
кромку со стороны слоя сырца для Далее был проведен опыт по оценке
трехбильных барабанов, вращающихся с влияния упругих направляющих на сило-
частотой 200…300 мин-1, составляет вое нагружение прядей. На эксперимен-
64…95 рад/с. Таким образом, частота соб- тальной трепальной машине [3] в первой
ственных колебаний балки существенно части трепальной секции была установле-
превышает частоту внешней силы, что ис- на жесткая направляющая, а во второй ча-
ключает работу в условиях резонанса. сти секции – направляющая, состоящая из
массива упругих элементов в виде кон-
Как известно, динамические прогибы сольно закрепленных упругих балок круг-
могут значительно превышать статиче- лого сечения диаметром 2 мм с пример-
ские. Сравним статический и динамиче- ным значением модуля продольной упру-
ский прогибы на свободном конце защем- гости 625·103 кГс/см2. Параметры этих
ленного стержня, к концу которого прило- элементов обеспечивали сходство с высту-
пами пассивной направляющей по вели-
жена сила F  P sin(pt) , воспользовавшись чине отклонения пряди от линии зажима и
времени отклонения. Фото направляющих
результатами исследования [2]: представлено на рис. 3 (слева – жесткая
– статический прогиб направляющая, справа – упругая направ-
ляющая, вид сверху).
yСТ  P3 , (5)
3EJ

– динамический прогиб

yДИН  4P 3  1, 1  2  ...sin(pt) , (6)
EJ  8754 4, 6944

70 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

Рис. 3 ВЫВОДЫ

Измерение натяжений осуществляли 1. Предложено техническое решение
при скоростях вращения трепальных бара- по модернизации трепальных машин пу-
банов 110, 150 мин-1. Величина выборок тем установки вблизи зажимного транс-
(количество оцениваемых сигналов) со- портера направляющей, состоящей из
ставляла для каждого варианта 3000…5000 упругих элементов. Данное решение поз-
реализаций. Статистическую обработку воляет снизить закостренность льняного
данных осуществляли на основе построе- волокна, особенно в средней части пряди.
ния гистограмм по классам формируемых
натяжений, а также путем определения до- 2. Установлено, что применение упру-
верительных оценок средних значений гих элементов позволяет снизить силу
усилий при 95%-ной доверительной веро- натяжения пряди по сравнению с ранее
ятности. предложенными жесткими элементами на
50...90%, в зависимости от частоты враще-
Рис. 4 ния трепальных барабанов.

На рис. 4 представлен фрагмент тензо- 3. Исполнение направляющей в виде
граммы, демонстрирующий изменение массива упругих элементов позволяет лег-
натяжения пряди при прохождении части ко дифференцировать воздействие на об-
трепальной секции, оборудованной жест- рабатываемый сырец по длине секции тре-
кой направляющей – до отсечки на графи- пальной машины, что особенно актуально
ке и части, оборудованной упругими эле- при модернизации трепальных машин с
ментами – после отсечки. Эксперимент винтовыми трепальными барабанами.
подтвердил существенное снижение натя-
жения пряди за счет применения упругой ЛИТЕРАТУРА
направляющей по сравнению с жестким
аналогом на 50...90% для различной часто- 1. Волков Д.А., Енин М.С., Пашин Е.Л., Бойко
ты вращения трепальных барабанов. С.В. Интенсификация процесса обескостривания
льна с применением пассивных рабочих планок //
Исполнение направляющей в виде мас- Изв. вузов. Технология текстильной промышлен-
сива упругих элементов позволяет легко ности. – 2013, № 5. С. 29…32.
дифференцировать интенсивность воздей-
ствий на сырец по длине секции трепаль- 2. Тимошенко С.П. Колебания в инженерном
ной машины за счет варьирования длины и деле. – М.: Машиностроение, 1985.
жесткости упругих элементов. Предлагае-
мая модернизированная секция трепальной 3. Кузнецов Г.К., Савиновский В.И., Янушев-
машины запатентована [4], решение при- ский Д.А. Станок для экспериментального исследо-
нято к использованию заводом им. вания процесса трепания лубяных волокон // Изв.
Г.К. Королева. вузов. Технология текстильной промышленности. –
1980, № 2. С. 105…106.

4. Пат. 151853 Россия, МПК D01B 1/14
(2006.01). Секция трепальной машины для обра-
ботки лубяных волокон / Е.Л. Пашин, Д.А. Волков,
А.В. Орлов; заявка №2014135577/12 от 01.09.2014;
Опубл. 20.04.2015, Бюл. № 11.

REFERENCES

1. Volkov D.A., Enin M.S., Pashin E.L., Bojko
S.V. Intensifikacija processa obeskostrivanija l'na s
primeneniem passivnyh rabochih planok // Izv. vuzov.
Tehnologija tekstil'noj promyshlennosti. – 2013, № 5.
S. 29…32.

2. Timoshenko S.P. Kolebanija v inzhenernom
dele. – M.: Mashinostroenie, 1985.

3. Kuznecov G.K., Savinovskij V.I., Janushevskij
D.A. Stanok dlja jeksperimental'nogo issledovanija
processa trepanija lubjanyh volokon // Izv. vuzov.
Tehnologija tekstil'noj promyshlennosti. – 1980, № 2.
S. 105…106.

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 71

4. Pat. 151853 Rossija, MPK D01B 1/14 Рекомендована кафедрой инженерной графики,
теоретической и прикладной механики. Поступила
(2006.01). Sekcija trepal'noj mashiny dlja obrabotki
30.09.15.
lubjanyh volokon / E.L. Pashin, D.A. Volkov, A.V.
Orlov; zajavka №2014135577/12 ot 01.09.2014; _______________
Opubl. 20.04.2015, Bjul. № 11.

УДК 677.021

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПАРАЛЛЕЛИЗУЮЩИХ РЕШЕТОК
ТРЕПАЛЬНОЙ МАШИНЫ

НА СНИЖЕНИЕ УГЛОВОЙ ДЕЗОРИЕНТАЦИИ
ЛЬНЯНЫХ ПРЯДЕЙ РАЗНОЙ ДЛИНЫ

ESTIMATION OF THE EFFECT CAUSED
BY PARALLELIZING GRATES

ON REDUCTION OF DISORIENTATION
OF FLAX STRANDS OF DIFFERENT LENGTHS

А.В. ОРЛОВ, Е.Л. ПАШИН
A.V. ORLOV, E.L. PASHIN

(Костромской государственный технологический университет)
(Kostroma State Technological University)
E-mail: [email protected]

Представлены результаты оценки эффективности нового элемента
конструкции трепальных барабанов в виде параллелизующих решеток, ко-
торые позволяют уменьшить негативные эффекты, вызывающие
обрывность льняных прядей и связанные с их угловой дезориентацией,
формируемой при перемещении волокна в поле трепания с била одного
барабана на било другого.

The article presents estimation of effectiveness of a new element of scotching
drums construction, namely parallelizing grates, that allow to negate the destruc-
tive effects causing flax strands breakage due to strands disorientation formed dur-
ing strands movement from one scutching drum onto another.

Ключевые слова: лен, трепание, сырец, угол свала, параллелизация
прядей, решетка.

Keywords: flax, scutching, raw flax, fall angle, strand parallelization, grate.

По результатам теоретических совершают сложное движение не только в
исследований поведения участков плоскости, перпендикулярной осям бара-
льняного сырца в начальной зоне банов, но и в продольном направлении.
обработки трепальной машины с Однако в продольном направлении харак-
винтовым расположением бил были тер движения у прядей с различной длиной
выявлены условия перекрещивания прядей не одинаковый. Поэтому разнодлинные
[1...3]. Причиной этого являются особен- пряди сваливаются на подбильные решет-
ности перемещения прядей между билами ки барабанов под разными углами, образуя
противоположных барабанов. угол свала и угловую дезориентацию
(перекрещивания). Это приводит к пере-
При наличии конусности барабанов и распределению натяжений [4] и, как
винтового расположения бил пряди

72 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

следствие, к обрыву прядей и снижению экспериментальные исследования с ис-
выхода длинного волокна. пользованием скоростной фотосъемки,
реализованной с применением цифрового
Для устранения негативных последс- фотоаппарата CASIO EX-FH25 при
твий перекрещивания прядей были скорости съемки 420 кадров в секунду.
предложены специальные параллелизую- При этом в качестве прядей сырца
щие направляющие в виде решеток (далее использовали тесьму с аналогичной
решетки) во входной части трепальных линейной плотностью, но разной длины
барабанов [5]. Они могут быть выполнены (свободный участок): 60 см (длинная) и 40
в разных вариантах, например, в виде за- см (короткая).
крепленных консольным образом стерж-
ней или пластин с изменяющейся шириной При проведении опытов применили
(рис. 1 – рабочие элементы параллелизую- решетки в виде стержней диаметром 5 мм,
щей решетки: а – в виде стержней; б – в шаг стержней 30 мм, их длина 385 мм.
виде пластин (1 – стержни (пластины) Упомянутые решетки были изготовлены
решетки, 2 – вал барабана, 3 – подбильная применительно к барабанам трепального
решетка барабана, 4 – слой сырца, 5 – станка с винтовыми бильными планками и
зажим)). с конусным входным участком [6]. Их
установка осуществлялась на каждое било
а) б) барабанов.
Рис. 1
С использованием фотосъемки были
Для подтверждения эффективности зафиксированы расположения свободных
предложенных решеток в части снижения участков прядей в процессе трепания при
углов свала, а значит и перекрещивания наличии параллелизующих решеток, а
прядей разной длины, были проведены также без них. Съемку проводили при
частоте вращения барабанов 300 мин –1.

Сформировав выборки кадров, по ним
были определены конечные углы свала для
прядей разной длины в сравниваемых
условиях обработки (с решетками и без
них) (табл. 1). Полученные данные были
обработаны посредством двухфакторного
дисперсионного анализа, результаты
которого представлены в табл. 2 (результа-
ты дисперсионного анализа влияния длины
прядей и варианта конструкции на форми-
рование конечного угла свала).

Таблица 1

Характеристика пря- Обработка без решетки Обработка с решеткой
ди
среднее, град СКО, град среднее, град СКО, град
Короткая
Длинная 11,83 2,25 7,13 3,76

5,58 4,33 5,12 1,16

Источник вариации SS F-критерий F -критическое Таблица 2
Длина прядей 40,04166667 4,415792 4,351243478 р - значение
Вариант конструкции 26,88166667 2,964508 4,351243478
Взаимодействие 102,5066667 11,30443 4,351243478 0,04848369
Внутри 181,3566667
0,100542105

0,003099879

Итого 350,7866667

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 73

Из анализа полученных эксперимен- ЛИТЕРАТУРА
тальных данных следует подтверждение
теоретических выводов о зависимости ве- 1. Орлов А.В., Бойко С.В., Пашин Е.Л., Енин
личины углового свала от длины прядей. М.С. Оценка степени сгруживания прядей в слое
Более короткие пряди совершают более льняного сырца при трепании // Изв. вузов.
значительный угол поворота к моменту их Технология текстильной промышленности. – 2012,
расположения на подбильной решетке. №6. С. 44.
Значения углов свала для прядей разной
длины отличаются примерно в два раза. 2. Орлов А.В., Бойко С.В., Пашин Е.Л., Енин
Однако при использовании параллелизу- М.С. Оценка угла наклона льняных прядей к
ющей решетки эта разница существенно кромкам бил в поле трепания // Изв. вузов.
снижается до 1,4 раз. Технология текстильной промышленности. – 2014,
№1. С. 37.
Для оценки статистической значимости
этого различия в табл. 2 представлены зна- 3. Орлов А.В., Бойко С.В., Пашин Е.Л. Анализ
чения F (критерий Фишера при Р=95%) и р углового смещения свободных участков прядей
(уровень значимости). Из них следует под- льна при их перемещении в поле трепания // Изв.
тверждение значимого влияния на угол вузов. Технология текстильной промышленности. –
свала длины прядей. Эффективность влия- 2014, №2. С. 32.
ния на снижение угла свала предложенной
решетки подтверждается только при 90%- 4. Лапшин А.Б., Пашин Е.Л. Развитие теории
ной доверительной вероятности. Однако процесса трепания льна. – Кострома: КГТУ, 2004.
сочетание исследуемых факторов (длина и
вариант конструкции) наиболее сильно и 5. Положительное решение от 10.09.14 по
статистически значимо (при Р=95%) опре- заявке 2014132261(052018) Российская Федерация,
деляет изменение угла свала. Это является МПК D 01 B 1/14. Барабан трепальной машины для
доказательством положительного влияния обработки лубяных волокон / А.В. Орлов, Е.Л.
предлагаемых решеток на снижение угло- Пашин. Заявл. 05.08.14.
вой дезориентации прядей в поле трепания
с применением винтовых барабанов на 6. Орлов А.В., Пашин Е.Л., Енин М.С.
начальных этапах процесса (в конусной Совершенствование конструкции трепального
части барабанов). станка для экспериментального исследования
процесса трепания // Научн. тр. молодых ученых
ВЫВОДЫ КГТУ. – 2015. Вып. 16. С. 3.
1. Посредством скоростной съемки
выявлена зависимость величины углового REFERENCES
свала прядей в поле трепания от их длины.
Подтвержден теоретический вывод о пре- 1. Orlov A.V., Bojko S.V., Pashin E.L., Enin M.S.
вышении конечного углового свала у ко- Ocenka stepeni sgruzhivanija prjadej v sloe l'njanogo
ротких прядей относительно длинных. Это syrca pri trepanii // Izv. vuzov. Tehnologija tekstil'noj
обстоятельство является причиной воз- promyshlennosti. – 2012, №6. S. 44.
никновения угловой дезориентации прядей
при использовании барабанов с винтовым 2. Orlov A.V., Bojko S.V., Pashin E.L., Enin M.S.
расположеним бил и наличием конусной Ocenka ugla naklona l'njanyh prjadej k kromkam bil v
части. pole trepanija // Izv. vuzov. Tehnologija tekstil'noj
2. Установка параллелизующих реше- promyshlennosti. – 2014, №1. S. 37.
ток в виде совокупности консольно
закрепленных на валах барабанов стерж- 3. Orlov A.V., Bojko S.V., Pashin E.L. Analiz
ней или пластин снижает перекрещивание uglovogo smeshhenija svobodnyh uchastkov prjadej
прядей. Поэтому их применение может l'na pri ih peremeshhenii v pole trepanija // Izv. vuzov.
способствовать увеличению выхода Tehnologija tekstil'noj promyshlennosti. – 2014, №2.
длинного волокна при обработке разно- S. 32.
длинного льна.
4. Lapshin A.B., Pashin E.L. Razvitie teorii pro-
cessa trepanija l'na. – Kostroma: KGTU, 2004.

5. Polozhitel'noe reshenie ot 10.09.14 po zajavke
2014132261(052018) Rossijskaja Federacija, MPK D
01 B 1/14. Baraban trepal'noj mashiny dlja obrabotki
lubjanyh volokon / A.V. Orlov, E.L. Pashin. Zajavl.
05.08.14.

6. Orlov A.V., Pashin E.L., Enin M.S.
Sovershenstvovanie konstrukcii trepal'nogo stanka dlja
jeksperimental'nogo issledovanija processa trepanija //
Nauchn. tr. molodyh uchenyh KGTU. – 2015. Vyp.
16. S. 3.

Рекомендована Научно-техническим советом
КГТУ. Поступила 30.09.15.

_______________

74 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

УДК 677.017:677.072.4

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ВЬЮРКОВОЙ ПРЯЖИ,

СФОРМИРОВАННОЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ
ТРЕХВЬЮРКОВОГО АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО КРУТИЛЬНОГО УСТРОЙСТВА

THE STUDY OF PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES
FINCHES YARN GENERATED TECHVILLAGE AKU

Н.С. КУЗНЕЦОВА
N.S. KUZNETCOVA

(Костромской государственный технологический университет)
(Kostroma State Technological University)
E-mail: [email protected]

В работе приведены результаты исследования физико-механических ха-
рактеристик вьюрковой пряжи, выработанной с использованием нового
усовершенствованного АКУ.

Results of research of physicomechanical characteristics of finches yarn pro-
duced with the use of newly-advanced AKU are given in work.

Ключевые слова: аэродинамическое крутильное устройство, льняная
пряжа, вьюрковая пряжа, спектральный анализ.

Keywords: aerodynamic twisted the device, linen yarn, winding yarn, the
spectral analysis.

Технологическая схема прядильной тяжной валик. Ровницы, огибая направля-
машины с усовершенствованным АКУ ющие ролики, поступают в вытяжной при-
(аэродинамическое крутильное устрой- бор. Сформированные мычки попадают
ство) изображена на рис. 1 (лабораторный под воздействие усовершенствованного
стенд вьюрковой прядильной машины: 1 – АКУ, и готовый продукт наматывается на
катушка с ровницей, 2 – ролик, 3 – корыто бобину. Испытания показали возможность
с водой, 4 – вытяжной прибор, 5 – вытяж- выработки двойной пряжи с применением
ная пара, 6 – АКУ 3-вьюрковый, 7 – ните- усовершенствованного АКУ, при этом
проводник, 8 – бобина с пряжей, 9 – мо- процесс протекал стабильно, без суще-
тальный вал). На питании машины уста- ственных обрывов. Иногда было отмечено
навливаются по две катушки с ровницей баллонирование мычки.
одного номера для заправки под один вы-

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 75

Рис. 1 В результате обработки эксперимен-
тальных данных были построены и про-
Во всех проводимых эксперименталь- анализированы графические зависимости
ных исследованиях вырабатывалась чи- относительной разрывной нагрузки и раз-
стольняная пряжа 110 текс. После высуши- рывного удлинения от давления сжатого
вания были сделаны разрывы на разрывной воздуха во вьюрках (рис. 2, 3). Рис. 2 – за-
машине с целью получения значения Рр висимость относительной разрывной
пряжи и ее разрывного удлинения, была нагрузки пряжи от давления сжатого возду-
определена линейная плотность пряжи для ха во вьюрках: вар. 1: давление сжатого
каждого опытного образца на КЛА-М. воздуха в верхних вьюрках по 1 атм, в
нижнем – 1,5 атм; вар. 2: давление сжатого
воздуха в верхних вьюрках по 1 атм, в
нижнем – 2 атм; вар. 3: давление сжатого
воздуха во всех вьюрках по 1,5 атм; рис. 3 –
зависимость разрывного удлинения пряжи
от давления сжатого воздуха во вьюрках:
вар. 1: давление сжатого воздуха в верхних
вьюрках по 1 атм, в нижнем – 1,5 атм;
вар. 2: давление сжатого воздуха в верхних
вьюрках по 1 атм, в нижнем – 2 атм; вар. 3:
давление сжатого воздуха во всех вьюрках
по 1,5 атм).

Рис. 2 Рис. 3

Графические зависимости позволяют удлинения одновременно позволяет вы-
выявить рациональный вариант как давле- явить – зависит ли прочность вьюрковой
ния, так и направления вращения сжатого пряжи от ее разрывного удлинения или она
воздуха во вьюрках. Также графическая обеспечивается круткой, приобретенной
интерпретация прочности и разрывного пряжей при ее формировании.

Рис. 4 Рис. 5

76 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

Рис. 6 Сравнивая три варианта направления
вращения воздуха во вьюрках (с точки зре-
На графике 1 (рис. 4 – спектрограмма ния обеспечения прочности продукта),
вьюрковой пряжи (воздух в верхних вьюр- наиболее рациональны варианты с разно-
ках вращается в противоположные сторо- направленным вращением воздуха. При
ны, а в нижнем – по часовой стрелке)) этом наиболее стабильно протекал процесс
наблюдается увеличение прочности при формирования пряжи в том случае, где
повышении суммарного давления сжатого вращение в верхних вьюрках было в одну
воздуха во вьюрках, что является ожидае- сторону, а в нижнем – в противоположную.
мым результатом по опыту предыдущих
исследований. При наибольшей прочности Определение показателей качества
Ро=4,896 отмечено самое высокое разрыв- вьюрковой пряжи осуществлялось на ла-
ное удлинение ℓp=2,64, что позволяет бораторном автоматизированном комплек-
предположить, что прочность обеспечива- се КЛА-М [1], [4]. В результате проверки
ется не только приобретенной круткой, но неровноты пряжи, сформированной с при-
и разрывным удлинением продукта при менением трехвьюркового АКУ (воздух в
вращении воздуха во всех вьюрках в одну верхних вьюрках вращается в противопо-
сторону. Возможно, что при таком направ- ложные стороны, а в нижнем – по часовой
лении вращения воздуха во вьюрках гото- стрелке), можно сделать следующие выво-
вый продукт меньше насыщен круткой, ды: наиболее равномерный продукт полу-
поэтому более растяжим. чен при максимальном суммарном давле-
нии. При этом же давлении получена мак-
На графике 2 (рис. 5 – спектрограмма симальная прочность пряжи. То есть при
вьюрковой пряжи (воздух во всех вьюрках таком направлении вращения сжатого воз-
вращается в одну сторону)) наблюдается духа во вьюрках наиболее рациональными
увеличение прочности при повышении являются значения давления P=1,5 атм. во
суммарного давления сжатого воздуха во всех вьюрках.
вьюрках, что является ожидаемым резуль-
татом по опыту предыдущих исследова- В результате проверки неровноты пря-
ний. При наибольшей прочности Ро=5,785 жи, сформированной с применением
отмечено самое низкое разрывное удлине- трехвьюркового АКУ (воздух во всех
ние ℓp=1,98. Это позволяет предположить, вьюрках вращается по часовой стрелке),
что прочность обеспечивается круткой, можно сделать следующие выводы:
приобретенной пряжей в результате ее наиболее равномерный продукт получен
формирования на трехвьюрковом АКУ. при максимальном и минимальном сум-
марных давлениях. При максимальном
На графике 3 (рис. 6 – спектрограмма суммарном давлении получена наиболь-
вьюрковой пряжи (в верхних вьюрках воз- шая прочность пряжи. То есть при таком
дух вращается в одну сторону, а в нижнем – направлении вращения сжатого воздуха во
в противоположную)) наблюдается анало- вьюрках также наиболее рациональными
гичная тенденция двум предыдущим испы- являются значения давления P=1,5 атм. во
таниям: рост прочности Po=5,687 с увеличе- всех вьюрках.
нием суммарного давления, при этом также
растет разрывное удлинение ℓp=2,68. В результате проверки неровноты по
массе на лабораторном автоматизирован-
ном комплексе КЛА-М пряжи, сформиро-
ванной с применением трехвьюркового
АКУ (воздух в верхних вьюрках вращается
в одну сторону, а в нижнем – в противопо-
ложную), можно сделать следующие вы-
воды: наиболее равномерный продукт по-
лучен при максимальном суммарном дав-
лении. При этом же давлении получена
максимальная прочность пряжи. То есть

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 77

при таком направлении вращения сжатого Для повышения прочности готового
воздуха во вьюрках также наиболее раци- продукта требуются дальнейшие исследо-
ональными являются значения давления вания по установлению рациональных па-
P=1,5 атм. во всех вьюрках. раметров вытяжки и скорости выпуска, а
также детальное исследование структуры
Сравнительный анализ спектрограмм, и крутки продукта.
полученных в результате проверки вьюр-
ковой пряжи на комплексе КЛА-М, сфор- ЛИТЕРАТУРА
мированной при помощи трехвьюркового
АКУ, показал незначительное влияние 1. Жуков В.И., Титова У.Ю. Определение пока-
направления вращения сжатого воздуха во зателей качества продуктов прядильного производ-
вьюрках на показатели неровноты по ли- ства с помощью установки КЛА-М. – Кострома,
нейной плотности. Минимальная неровно- КГТУ, 2009.
та получена у пряжи, когда воздух в верх-
них вьюрках вращается в противополож- 2. Кузнецова Н.С., Ильин Л.С., Проталинский
ные стороны, а в нижнем – по часовой С.Е. Вьюрковое прядение льна. – Кострома: Изд-во
стрелке. В целом можно отметить возмож- Костромского гос. технол. ун-та, 2013.
ность наработки пряжи при любом
направлении вращения сжатого воздуха во 3. Прядение лубяных и химических волокон и
вьюрках. Практически более выгодным с производство крученых изделий. – М.: Легкая ин-
точки зрения обрывности оказался вари- дустрия, 1980. С.244…246.
ант, в котором воздух в верхних вьюрках
вращается в одну сторону, а в нижнем – в 4. Смирнова С.Г., Нехорошкина M.C. Подси-
противоположную. стема автоматизированного расчета параметров
штапельной диаграммы пряжи по результатам ана-
ВЫВОДЫ лиза спектра неровноты // Вестник Костромского
гос. технол. ун-та. – 2011.
1. Доказана возможность получения
вьюрковой пряжи с использованием усо- 5. Авторское свидетельство СССР RU537140А.
вершенствованного АКУ с разными вари- Способ получения пряжи знакопеременной крутки
антами направления вращения сжатого / В.П. Хавкин, И.В. Горн, Л.Н. Гинзбург, Н.Л. Гин-
воздуха во вьюрках. збург, Л.Б. Карякин. Опубл. 30.11.76. Бюл. №14.

2. Исследовано влияние давления сжа- 6. Авторское свидетельство СССР RU511395А.
того воздуха во вьюрках на физико- Способ получения пряжи знакопеременной крутки
механические характеристики пряжи, / В.П. Хавкин, И.В. Горн. Опубл. 25.04.76. Бюл.
сформированной вьюрковым способом, с №15.
применением трехвьюркового АКУ. Срав-
нительный анализ показал, что наиболее 7. Патент РФ №2207413. Способ получения
рационально устанавливать давление сжа- пряжи знакопеременной крутки / Гоголинский Г.А.,
того воздуха во вьюрках в верхних в одну Писемский П.А., Филиппюк А.Н. Опубл.
сторону, а в нижнем – в противоположную. 27.06.2003. Бюл. №14.

3. Проанализированы полученные гра- REFERENCES
фические зависимости разрывной нагрузки
и разрывного удлинения от суммарного 1. Zhukov V.I., Titova U.Ju. Opredelenie
давления сжатого воздуха во вьюрках,
проведена аппроксимация эксперимен- pokazatelej kachestva produktov prjadil'nogo
тальных данных аппроксимирующих кри- proizvodstva s pomoshh'ju ustanovki KLA-M. –
вых с корреляционным отношением не
ниже 0,95. Kostroma, KGTU, 2009.

2. Kuznecova N.S., Il'in L.S., Protalinskij S.E.
V'jurkovoe prjadenie l'na. – Kostroma: Izd-vo

Kostromskogo gos. tehnol. un-ta, 2013.

3. Prjadenie lubjanyh i himicheskih volokon i pro-
izvodstvo kruchenyh izdelij. – M.: Legkaja industrija,
1980. S.244…246.

4. Smirnova S.G., Nehoroshkina M.C. Podsistema

avtomatizirovannogo rascheta parametrov shtapel'noj

diagrammy prjazhi po rezul'tatam analiza spektra

nerovnoty // Vestnik Kostromskogo gos. tehnol. un-ta.
– 2011.

5. Avtorskoe svidetel'stvo SSSR RU537140A.

Sposob poluchenija prjazhi znakoperemennoj krutki /

V.P. Havkin, I.V. Gorn, L.N. Ginzburg, N.L. Ginz-
burg, L.B. Karjakin. Opubl. 30.11.76. Bjul. №14.

78 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

6. Avtorskoe svidetel'stvo SSSR RU511395A. Pisemskij P.A., Filippjuk A.N. Opubl. 27.06.2003.
Bjul. №14.
Sposob poluchenija prjazhi znakoperemennoj krutki /
V.P. Havkin, I.V. Gorn. Opubl. 25.04.76. Bjul. №15. Рекомендована кафедрой механической техно-
логии волокнистых материалов. Поступила
7. Patent RF №2207413. Sposob poluchenija 30.09.15.

prjazhi znakoperemennoj krutki / Gogolinskij G.A., _______________

УДК 677.022.49

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВЬЮРКОВОГО СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ
ЛЬНЯНОЙ И СМЕШАННОЙ ПРЯЖИ

IMPROVEMENT FINCHES METHOD OF PRODUCING
LINEN AND BLENDED YARNS

Н.С. КУЗНЕЦОВА
N.S. KUZNETCOVA

(Костромской государственный технологический университет)
(Kostroma State Technological University)
E-mail: [email protected]

В статье рассмотрены вопросы совершенствования вьюркового способа
формирования льняной пряжи мокрого прядения. Автор отмечает низкую
прочность формируемого продукта при использовании двухвьюркового
АКУ, предлагается усовершенствование крутильного устройства при по-
мощи добавления третьего вьюрка, при этом будет вырабатываться двой-
ная пряжа.

Processing of flax roving in electrochemically activated (ECA) solution al-
lows you to create an environmentally friendly energy-saving technology train-
ing roving for spinning. Analysis of the relaxation properties of the ECA solu-
tions allows you to choose the rational terms of storage solutions to their use in
the process. And the experimental determination of the properties of flax roving
dependency on temperature and time of processing parameters reasonably come
to the appointment process conditions.

Ключевые слова: льняная ровница, подготовка к прядению, электро-
химически активированные растворы, релаксация.

Keywords: linen roving, spinning preparation, electrochemically activated
solutions, relaxation.

Известны способы получения пряжи показатели прочности и разрывного удли-
знакопеременной крутки в пневмовьюрко- нения. Основной причиной уменьшения
вом прядении [2], [3], [5…7]. Однако дан- прочности и удлинения является отсут-
ные способы не обеспечивают достаточ- ствие действительной крутки.
ную прочность пряжи. Многочисленными
исследованиями вьюрковой пряжи уста- Задачей исследовательской работы яв-
новлено, что отстающими от уровня пряжи ляется создание способа получения пряжи
с кольцевых прядильных машин являются знакопеременного кручения, обеспечива-
ющего получение технического результа-

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 79

та, состоящего в повышении прочности через соединительный вьюрок 5, анало-
пряжи. Этот технический результат дости- гичный вьюркам 3 и 4, в результате чего
гается в усовершенствовании способа по- мычки соединяются и продукт получает
лучения пряжи знакопеременного круче- дополнительное закручивание, а затем в
ния, при этом кручение пряжи осуществ- виде пряжи знакопеременной крутки
ляют с помощью трех одинаковых нере- наматывается на приемную бобину 6. При
версивных пневматических вьюрков, два этом направление вращения сжатого воз-
из которых приближены к вытяжному духа во вьюрках постоянное и может быть
прибору, третий – соединительный – к как по часовой стрелке, так и против.
приемной бобине. Получаемая пряжа мо-
жет состоять из двух разных составляю- Рис. 1
щих: лен и очес льна, пенька и лен, очес
льна и пенька и другие комбинации. Так На рис. 2 показаны варианты направле-
как скручивание мычек начинается непо- ния вращения сжатого воздуха во вьюрках.
средственно у верхних вьюрков, создавая
прочную основу, снижается обрывность
при прохождении нижнего соединительно-
го вьюрка и при раскладке витков и
намотке на бобину. Прочность пряжи в
мокром виде выше, чем при выработке с
двумя вьюрками. При скручивании двух
мычек из верхних вьюрков пряжа получа-
ется менее ворсистая, чем при выработке с
двумя вьюрками. Получаемая пряжа более
ровная, без больших утолщений и шишек.

Способ получения пряжи знакопере-
менной крутки осуществляют следующим
образом (рис. 1). На питании машины
устанавливаются по две катушки с ровни-
цей одного номера для заправки под один
вытяжной валик. Две мычки 1, выходящие
из вытяжного прибора 2, параллельно про-
ходят через вьюрки ложной крутки 3 и 4,
где каждая получает закручивание, затем

а) б) в)

Рис. 2

Если во вьюрках 3 и 4 давление сжато- лучают интенсивную крутку одного
го воздуха одинаковое, воздух вращается направления, быстро насыщаются круткой
в одну сторону, а во вьюрке 5 воздух вра- одного направления, что приводит к их
щается в противоположную сторону самоскручиванию в соединительном
(рис. 2-а), то мычки между вьюрками по-

80 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

вьюрке и превращению в пряжу ориги- АКУ разработано, изготовлено и уста-
нальной структуры. новлено на вьюрковой прядильной ма-
шине.
Если во вьюрках 3 и 4 давление сжато-
го воздуха одинаковое, воздух вращается в ЛИТЕРАТУРА
одну сторону, и во вьюрке 5 воздух враща-
ется в ту же сторону (рис. 2-б), то мычки 1. Жуков В.И., Титова У.Ю. Определение пока-
между вьюрками также получают интен- зателей качества продуктов прядильного производ-
сивную крутку одного направления, быст- ства с помощью установки КЛА-М. – Кострома,
ро насыщаются круткой одного направле- КГТУ, 2009.
ния, что также приводит к их самоскручи-
ванию в соединительном вьюрке, допол- 2. Кузнецова Н.С., Ильин Л.С., Проталинский
нительному подкручиванию и превраще- С.Е. Вьюрковое прядение льна. – Кострома: Изд-во
нию в пряжу оригинальной структуры. Костромского гос. технол. ун-та, 2013.

Если во вьюрках 3 и 4 давление сжатого 3. Прядение лубяных и химических волокон и
воздуха одинаковое, воздух вращается в производство крученых изделий. – М.: Легкая ин-
противоположные стороны, и во вьюрке 5 дустрия, 1980. С.244…246.
воздух вращается в одном направлении с
одним из верхних вьюрков (рис. 2-в), то 4. Смирнова С.Г., Нехорошкина M.C. Подси-
мычки между вьюрками получают также стема автоматизированного расчета параметров
интенсивную крутку разного направления, штапельной диаграммы пряжи по результатам ана-
быстро насыщаются круткой, затем соеди- лиза спектра неровноты // Вестник Костромского
няются в соединительном вьюрке, дополни- гос. технол. ун-та. – 2011.
тельно совместно закручиваются и превра-
щаются в пряжу оригинальной структуры. 5. Авторское свидетельство СССР RU537140А.
Способ получения пряжи знакопеременной крутки
На коротком участке от нижнего вьюр- / В.П. Хавкин, И.В. Горн, Л.Н. Гинзбург, Н.Л. Гин-
ка до приемной бобины пряжа также мо- збург, Л.Б. Карякин. Опубл. 30.11.76. Бюл. №14.
жет получить интенсивную крутку. На
приемную бобину наматывается пряжа 6. Авторское свидетельство СССР RU511395А.
знакопеременного кручения, которое в за- Способ получения пряжи знакопеременной крутки
висимости от скорости выпуска преобла- / В.П. Хавкин, И.В. Горн. Опубл. 25.04.76. Бюл.
дает на данном участке. Процесс образо- №15.
вания пряжи непрерывный и незакономер-
ный, поэтому на приемную бобину нама- 7. Патент РФ №2207413. Способ получения
тывается пряжа оригинальной структуры, пряжи знакопеременной крутки / Гоголинский Г.А.,
не имеющая аналогов. Писемский П.А., Филиппюк А.Н. Опубл.
27.06.2003. Бюл. №14.
ВЫВОДЫ
REFERENCES
Предложен новый вариант исполнения
АКУ, отличающийся тем, что осуществля- 1. Zhukov V.I., Titova U.Ju. Opredelenie
ется одновременное закручивание двух
мычек при одинаковом давлении сжатого pokazatelej kachestva produktov prjadil'nogo
воздуха в двух вьюрках, приближенных к proizvodstva s pomoshh'ju ustanovki KLA-M. –
вытяжному прибору, и последующее за-
кручивание мычек в третьем соединитель- Kostroma, KGTU, 2009.
ном вьюрке, приближенном к приемной
бобине, при этом направление вращения 2. Kuznecova N.S., Il'in L.S., Protalinskij S.E.
воздуха во всех вьюрках постоянное и мо- V'jurkovoe prjadenie l'na. – Kostroma: Izd-vo
жет быть как по часовой стрелке, так и
против. Kostromskogo gos. tehnol. un-ta, 2013.

3. Prjadenie lubjanyh i himicheskih volokon i pro-
izvodstvo kruchenyh izdelij. – M.: Legkaja industrija,
1980. S.244…246.

4. Smirnova S.G., Nehoroshkina M.C. Podsistema

avtomatizirovannogo rascheta parametrov shtapel'noj

diagrammy prjazhi po rezul'tatam analiza spektra

nerovnoty // Vestnik Kostromskogo gos. tehnol. un-ta.
– 2011.

5. Avtorskoe svidetel'stvo SSSR RU537140A.

Sposob poluchenija prjazhi znakoperemennoj krutki /

V.P. Havkin, I.V. Gorn, L.N. Ginzburg, N.L. Ginz-
burg, L.B. Karjakin. Opubl. 30.11.76. Bjul. №14.

6. Avtorskoe svidetel'stvo SSSR RU511395A.

Sposob poluchenija prjazhi znakoperemennoj krutki /
V.P. Havkin, I.V. Gorn. Opubl. 25.04.76. Bjul. №15.

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 81

7. Patent RF №2207413. Sposob poluchenija Рекомендована кафедрой механической техно-
логии волокнистых материалов. Поступила
prjazhi znakoperemennoj krutki / Gogolinskij G.A.,
30.09.15.
Pisemskij P.A., Filippjuk A.N. Opubl. 27.06.2003.
Bjul. №14. _______________

УДК 677.022.28

ВЛИЯНИЕ РЕЛАКСАЦИИ СВОЙСТВ ЭХА-РАСТВОРОВ
НА ВЫБОР РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ ЛЬНЯНОЙ РОВНИЦЫ

ПРИ ПОДГОТОВКЕ ЕЕ К ПРЯДЕНИЮ*

EFFECTS OF RELAXATION PROPERTIES ECA SOLUTIONS CHOICE
OF LINEN PROCESSING MODE

WHILE PREPARING ITS ROVING FOR SPINNING

П.Н. РУДОВСКИЙ, Ю.А. СОБАШКО, С.Г.СМИРНОВА
P.N. RUDOVSKY, YU.A. SOBASHKO, S.G. SMIRNOVA

(Костромской государственный технологический университет)
(Kostroma State Technological University)
E-mail: [email protected]

В статье приводятся результаты контроля изменения основных пара-
метров ЭХА-растворов, полученных с использованием некоторых солей для
создания минерализации воды, поступающей в реактор. На основе получен-
ных данных выработаны рекомендации по выбору режимов обработки льня-
ной ровницы в ЭХА-растворах при подготовке ее к прядению. Показано вли-
яние обработки на мацерационную способность ровницы и потерю массы.

The paper presents the results of monitoring changes in the main parameters
of ECA solutions obtained using some salts to create mineralization of water enter-
ing the reactor. Based on these results recommendations on the choice of modes of
processing flax roving in ECA solutions in preparing it for spinning. The effect of
treatment on the ability matseratsionnuyu rovings and weight loss.

Ключевые слова: льняная ровница, прядение, мацерационная способ-
ность, релаксация ЭХА-растворов.

Keywords: linen roving, spinning, macerate ability, relaxation ECA solu-
tions.

Как показали эксперименты, описан- льняной ровницы к прядению [2], [3],
ные в [1], [4], [8], [12…16], обработка [9…11]. Разработанные в настоящее время
льняной ровницы в католите позволяет математические модели прочности ровни-
разрушать инкрусты и повышать мацера- цы построены без учета влияние химиче-
ционную способность волокна. На этом ских обработок [5…7]. Поэтому исследо-
эффекте основан ряд способов подготовки вания влияния обработки ровницы в ЭХА-

* Работа выполнена в рамках госзадания на выполнение научных исследований на 2014 год, тема № 115.

82 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

растворах проводятся экспериментальны- Состав раствора, используемого для со-
ми методами. Следует отметить, что ЭХА- здания необходимого уровня минерализа-
растворы, к которым относится водный ции, также влияет на свойства самого
католит, являются неравновесными и их ЭХА-раствора. В эксперименте использо-
свойства с течением времени релаксируют. вались растворы трех солей NaCl, Na2CO3
Этот процесс необходимо учитывать при и NaHCO3. В процессе эксперимента кон-
выборе режимов обработки. Тот факт, что тролировались водородный показатель рН
в [13], [15], [16] не выявлено изменения и окислительно-восстановительный по-
мацерационной способности ровницы по- тенциал (ОВП) растворов в течение 50 ча-
сле получасовой обработки в католите, сов после их приготовления, а также об-
объясняется, по-видимому, тем, что при щая минерализация растворов, которая не
обработке образцов не был обеспечен по- изменяется с течением времени. Для кон-
стоянный приток свежего раствора в слой троля указанных параметров использовал-
обрабатываемого материала. ся прибор PHT-028 производства КНР,
позволяющий контролировать следующие
Для уточнения режимов обработки параметры:
льняной ровницы в католите при ее подго-
товке к прядению проводились экспери- – водородный показатель pH в диапа-
менты, целью которых было выявление зоне 0 – 14 с разрешением 0,01;
зависимости свойств ЭХА-растворов от
времени их хранения до начала обработки. – окислительно-восстановительный по-
Получение ЭХА-растворов осуществля- тенциал в диапазоне от -1999 до +1999 мВ
лось в проточном электролизере СТЭЛ- с разрешением 1 мВ;
120-А, в состав которого входят 12 парал-
лельно соединенных элементов ПЭМ-3 – общую минерализацию в диапазоне
[17]. Для обеспечения электропроводности от 10 до 19990 ppm с разрешением 10 ppm.
подаваемой в электролизер воды ей сооб-
щается слабая минерализация, до 2000 Известно, что процессы релаксации
ppm, создаваемая путем добавления не- протекают по экспоненциальным законам.
большого количества раствора соли. Пода- Поэтому в начальный период, когда ожи-
ча такого раствора осуществляется с по- далось наиболее интенсивное изменение
мощью инжекционного насоса, расход ко- параметров, измерение проводили через
торого контролируется регулируемым ши- каждый час, а по прошествии 10 часов из-
бером. Количество подаваемого раствора мерения проводили реже: в среднем через
контролируется по току, протекаемому че- 3-4 часа. Для каждого из трех вариантов
рез электролизер в установившемся режи- солей, используемых для создания мине-
ме. В ходе эксперимента ток устанавли- рализации, эксперимент проводили три-
вался на уровне 5 А. жды, с перерывом в несколько суток.

Результаты контроля общей минерализа-
ции ЭХА-растворов приведены в табл. 1.

Раствор NaCl Na2CO3 Таблица 1
Анолит 2170 1070 NaHCO3
Католит 630 1170
390
90

Как видно из табл. 1, общая минерали- грессионных моделей. Зависимости пара-
зация растворов соответствует уровню метров растворов от времени t (ч) приве-
"слабоминерализованные". Такие растворы дены на графиках рис.1 (изменение пара-
после обработки ровницы могут сливаться метров ЭХА-растворов со временем: 1, 2, 3
в открытые водоемы без дополнительной – анолит; 4, 5, 6 – католит; 1, 6 – NaCl; 2, 5
обработки, не нанося вреда экологии.
 Na2CO3; 3, 4  NaHCO3).
Результаты измерений усреднялись и
обрабатывались с целью получения ре-

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 83

Рис. 1

Из графиков видно, что растворы, об- В момент образования анолиты имеют
отрицательный ОВП, что определяет их
разующиеся на катоде,  католиты обла- отбеливающие свойства. ОВП релаксирует
дают выраженными щелочными свойства- очень быстро и через два - три часа повы-
ми. Их релаксация протекает довольно шается до нуля. Раствор должен быть ис-
медленно, и в течение суток после приго- пользован в течение получаса после его
товления их можно использовать для об- приготовления.
работки ровницы.
Все экспериментальные данные, приве-
Реакция растворов, образующихся на денные на графиках рис.1, интерполирова-
аноде, в значительной степени зависит от лись экспоненциальными зависимостями.
состава раствора, добавляемого в воду для Значения коэффициентов регрессионных
обеспечения требуемой проводимости. При моделей релаксации ЭХА-растворов при-
добавлении нейтрального раствора NaCl ведены в табл. 2. Все модели, кроме при-
образуется кислый анолит, рН которого веденной в строке 8, имеют вид:
быстро, в течение 5 часов, релаксирует с 1,8
до 4. Использование такого раствора для . (1)
обработки льняной ровницы нежелательно,
так как в кислом растворе целлюлоза во- Модель для ОВП католита, полученно-
локна подвергается деструкции, что приво- го на основе Na2CO3, описывается более
дит к снижению качества волокна. сложной зависимостью:

ЭХА-растворы, полученные с помощью . (2)
Na2CO3 и NaHCO3, имеющих щелочную
реакцию, обладают практически нейтраль-
ным водородным показателем рН=6…7.
Их щелочность со временем возрастает.

ЭХА- Пара- Коэффициенты модели Таблица 2
раствор метр
№ Раствор анолит рН a bc d СКО
католит ОВП 4,091 0,3969
1. анолит рН 1586 0,002177 2,309 -0,2175 0,36
католит ОВП 12,15 0 82,13
2. NaCl анолит рН 1997 -0,02815 -436,6 -0,1535 1,195
3. ОВП 26,58 -0,02396 116,4
католит рН 840,1 - 0,00444 0 0,04541 0,06957
ОВП 10,46 0 19,24
4. рН 250,6 -0,05572 -2968 -1,276 0,09309
ОВП 23,96 -17 43,94
5. рН 836,8 -0,01184 -20,73 0 0,05761
ОВП -0,000786 -0,00285 0,06928
6. NaHCO3 a1/a2 -0,01709 28,45 0,07637
7. -1961/609
-0,001205 0

8. -0,01183 904,2

9. -0,01162 -17

10. -0,006928 0

11. Na2CO3 0,1149 11,1

12. b1/b2 c1/c2

13. -3,487/-17,22 5,402/65,13  139

84 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

Из данных табл. 2 следует, что ЭХА- ся для обработки ровницы с целью уточ-
растворы, полученные с использованием нения режимов обработки. Обработка за-
для создания минерализации NaCl, явля- ключалась в погружении отрезков ровни-
ются более активными и поэтому в даль- цы длиной 20 см на 30, 60, 90 и 120 мин в
нейших экспериментах использовались раствор католита с температурой 60оС при
именно эти растворы. Следует отметить, непрерывном помешивании. В качестве
что процессы релаксации для выбранных контрольного варианта использовалась
растворов протекают также значительно ровница, обработанная в воде с температу-
быстрее, чем у других растворов, исполь- рой 60оС на тех же временных отрезках.
зовавшихся в эксперименте. Поэтому об- По завершении обработки образцы извле-
работка в католите должна начинаться не кались из раствора и подвергались испы-
позднее чем через 15 часов после его при- танию на разрыв при зажимной длине 10
готовления, а обработка в анолите – не см. Прочность ровницы при такой зажим-
позднее трех часов. Такие сроки не явля- ной длине характеризует мацерационную
ются существенным ограничением для ор- способность волокна, то есть его способ-
ганизации технологического процесса под- ность к продольному дроблению в вытяж-
готовки льняной ровницы к прядению ном приборе прядильной машины.

Раствор котолита, отвечающий указан-
ным требованиям с pH=11,8, использовал-

Рис. 2 Рис. 3

Полученные средние значения разрыв- толите за время обработки менее чем за 60
ной нагрузки и величина потери прочности минут.
ровницы в зависимости от времени обра-
ботки католитом и водой приведены в виде Другим показателем, характеризующим
графиков на рис. 2 (мацерационная спо- интенсивность химической обработки
собность бескруточной ровницы, обрабо- ровницы, является потеря массы. Для ее
танной в воде и католите рН=11,8). Раз- определения образцы ровницы, испыты-
рывная нагрузка необработанной суровой вающиеся на разрыв, по завершении испы-
ровницы, используемой в эксперименте, таний каждого из них обрезались по зажи-
составляла 35,2 Н. Полученные в результа- мам, высушивались до кондиционной
те эксперимента значения сравнивались со влажности и взвешивались. Результаты
значениями прочности ровницы, обрабо- экспериментов представлены на рис. 3
танной в условиях производства на ОАО (потеря массы ровницы при обработке в
БКЛМ-Актив (г.Кострома), которые соста- воде и католите рН=11,8). Потеря массы
вили 25,1 Н. Таким образом, как видно из вареной ровницы при обработке по режи-
графиков на рис. 2, используемое в усло- мам, используемым на ОАО БКЛМ-Актив,
виях производства значение разрывной составляет 12…15%.
нагрузки достигается при обработке в ка-
Малая потеря массы в эксперименте
может объясняться тем, что помешивани-

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 85

ем раствора с образцами не удается обес- ings of Higher Education Institutions. Textile Industry
печить степень циркуляции раствора через Technology. – 2011, № 3. С. 34…38.
слой ровницы, соизмеримую с этим пара-
метром на промышленном оборудовании. 7. Рудовский П.Н., Смирнова С.Г. Математи-
ческая модель прочности мокрой бескруточной
ВЫВОДЫ ровницы из льна // Деп. в ИНИОН Рос. акад. наук.
№ 82-В2010 17.02.2010.
1. Наиболее активными ЭХА-
растворами из изученного ряда являются 8. Смирнова С.Г., Соркин А.П., Петров В.Л.,
растворы, полученные при использовании Гаврилова А.Б. Анализ влияния на прочность не-
NaCl для минерализации воды, подаваемой крученой ровницы электрохимически активиро-
в электрохимический реактор. ванного водного раствора // Изв. вузов. Технология
текстильной промышленности. – 2008, № 4.
2. Для указанных растворов время С.56…58.
технологической активности составляет
для анолита 15 часов и для католита 3 ча- 9. Патент РФ №2227824. Способ формирова-
са. ния некрученой ровницы из льняного волокна /
Рудовский П.Н., Ямщиков А.В. Опубл. 27.04.2004.
3. По результатам эксперимента, с це- №12.
лью отработки технологии подготовки
ровницы к прядению, можно рекомендо- 10. Патент РФ №49001. Устройство для фор-
вать для проверки в условиях эксперимен- мирования ровницы из льняного волокна / Рудов-
тального производства режим варки ров- ский П.Н., Соркин А.П., Кириллова Е.С. Опубл.
ницы в католите с рН=11,8 в течение часа 10.11.2005. № 31.
при температуре 60оС с последующей
промывкой для удаления продуктов распа- 11. Патент РФ №90444. Устройство для фор-
да инкрустов. мирования ровницы из льняного волокна / Рудов-
ский П.Н., Палочкин С.В., Соркин А.П., Смирнова
ЛИТЕРАТУРА С.Г. Опубл. 10.01.2010. Бюл. №1.

1. Смирнова С.Г., Соркин А.П., Рудовский 12. Рудовский П.Н., Соркин А.П., Собашко
П.Н. и др. // Экспериментальная проверка влияния Ю.А. Использование католита при подготовке
обработки трепаного льна католитом на качествен- льняной ровницы к прядению // Изв. вузов. Техно-
ные параметры прочеса // Вестник Костромского логия текстильной промышленности. – 2014, № 5.
гос. технол. ун-та. – 2008. № 17. С. 18…21. С. 40…43.

2. Патент РФ №2467103. Способ формирова- 13. Рудовский П.Н. О перспективах использо-
ния и подготовки некрученой ровницы к прядению вания электрохимически активированных раство-
и устройство для его осуществления / Рудовский ров при подготовке льняной ровницы к прядению //
П.Н., Соркин А.П., Смирнова С.Г., Гаврилова А.Б. Мат. IV Междунар. научн.-практ. конф.: Фунда-
Опубл. 20.11.2012., бюл. №32. ментальная наука и технологии – перспективные
разработки. – 2014. С. 164…168.
3. Патент РФ №2404300. Способ формирова-
ния и подготовки льняной ровницы к прядению / 14. Рудовский П.Н., Букалов Г.К., Собашко
Петров В.Л., Гаврилова А.Б., Соркин А.П., Рудов- Ю.А. Использование ЭХА-растворов для снижения
ский П.Н. и др. Опубл. 20.11.2010., бюл. № 32. экологической опасности технологического про-
цесса беления и подготовки льняной ровницы к
4. Рудовский П.Н., Соркин А.П., Смирнова прядению // Вестник Костромского гос. технолог.
С.Г. Подготовка ровницы к прядению в реакторе ун-та. – 2014, № 2 (33). С. 74…76.
для электрохимической активации воды // Изв. ву-
зов. Технология текстильной промышленности. – 15. Рудовский П.Н., Соркин А.П. Применение
2013, № 3. С. 51…55. ЭХА-растворов для отбеливания и подготовки ров-
ницы к прядению // Актуальные проблемы науки в
5. Рудовский П.Н., Соркин А.П., Смирнова развитии инновационных технологий ("ЛЕН-
С.Г. Влияние условий формирования мокрой бес- 2014"). – Кострома: Изд-во Костромского гос. тех-
круточной ровницы на ее структуру и прочность // нолог. ун-та, 2014. С.44…45.
Изв. вузов. Технология текстильной промышлен-
ности. – 2011, № 3. С. 34…38. 16. Смирнова С.Г., Рудовский П.Н., Соркин
А.П. Отбеливание и подготовка к прядению ров-
6. Rudovsky P.N., Sorkin A.P., Smirnova S.G. // ницы в ЭХА-растворах // Инновационные техноло-
гии развития текстильной и легкой промышленно-
Influence of the conditions of forming a wet free from сти. – М.: Экон-информ, 2014. С.36…37.

twist roving on its structure and durability // Proceed- 17. Паничева С.А. Новые технологии дезин-
фекции и стерилизации сложных изделий медицин-
ского назначения / Под ред. проф. В.М. Бахира. –
М.: Академия медико-технических наук РФ, 1998.

REFERENCES

1. Smirnova S.G., Sorkin A.P., Rudovskij P.N. i

dr. // Jeksperimental'naja proverka vlijanija obrabotki

trepanogo l'na katolitom na kache-stvennye parametry

86 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

prochesa // Vestnik Kostromskogo gos. tehnol. un-ta. – 11. Patent RF №90444. Ustrojstvo dlja formiro-
2008. № 17. S. 18…21. vanija rovnicy iz l'njanogo volokna / Rudovskij P.N.,
Palochkin S.V., Sorkin A.P., Smirnova S.G. Opubl.
2. Patent RF №2467103. Sposob formirovanija i 10.01.2010. Bjul. №1.

podgotovki nekruchenoj rovnicy k prjadeniju i ustro- 12. Rudovskij P.N., Sorkin A.P., Sobashko Ju.A.
Ispol'zovanie katolita pri podgotovke l'njanoj rovnicy k
jstvo dlja ego osushhestvlenija / Rudovskij P.N., prjadeniju // Izv. vuzov. Tehnologija tekstil'noj
promyshlennosti. – 2014, № 5. S. 40…43.
Sorkin A.P., Smirnova S.G., Gavrilova A.B. Opubl.
20.11.2012., bjul. №32. 13. Rudovskij P.N. O perspektivah ispol'zovanija
jelektrohimicheski aktivirovannyh rastvorov pri podgo-
3. Patent RF №2404300. Sposob formirovanija i tovke l'njanoj rovnicy k prjadeniju // Mat. IV Mezhdu-
nar. nauchn.-prakt. konf.: Fundamental'naja nauka i
podgotovki l'njanoj rovnicy k prjadeniju / Petrov V.L., tehnologii - perspektivnye razrabotki. – 2014.
S.164…168.
Gavrilova A.B., Sorkin A.P., Rudovskij P.N. i dr.
Opubl. 20.11.2010., bjul. № 32. 14. Rudovskij P.N., Bukalov G.K., Sobashko
Ju.A. Ispol'zovanie JeHA-rastvorov dlja snizhenija
4. Rudovskij P.N., Sorkin A.P., Smirnova S.G., jekologicheskoj opasnosti tehnologicheskogo processa
belenija i podgotovki l'njanoj rovnicy k prjadeniju //
Podgotovka rovnicy k prjadeniju v reaktore dlja jel- Vestnik Kostromskogo gos. tehnolog. un-ta. – 2014, №
2 (33). S. 74…76.
ektrohimicheskoj aktivacii vody // Izv. vuzov.
Tehnologija tekstil'noj promyshlennosti. – 2013, № 3. 15. Rudovskij P.N., Sorkin A.P. Primenenie Je-
S. 51…55. HA-rastvorov dlja otbelivanija i podgotovki rovnicy k
prjadeniju // Aktual'nye problemy nauki v razvitii in-
5. Rudovskij P.N., Sorkin A.P., Smirnova S.G. novacionnyh tehnologij ("LEN-2014"). – Kostroma:
Izd-vo Kostromskogo gos. tehnolog. un-ta, 2014.
Vlijanie uslovij formirovanija mokroj beskrutochnoj S.44…45.

rovnicy na ee strukturu i prochnost' // Izv. vuzov. 16. Smirnova S.G., Rudovskij P.N., Sorkin A.P.
Tehnologija tekstil'noj promyshlennosti. – 2011, № 3. Otbelivanie i podgotovka k prjadeniju rovnicy v JeHA-
S. 34…38. rastvorah // Innovacionnye tehnologii razvitija
tekstil'noj i legkoj promyshlennosti. – M.: Jekon-
6. Rudovsky P.N., Sorkin A.P., Smirnova S.G. // inform, 2014. S.36…37.

Influence of the conditions of forming a wet free from 17. Panicheva S.A. Novye tehnologii dezinfekcii i
sterilizacii slozhnyh izdelij medicinskogo naznachenija
twist roving on its structure and durability // Proceed- / Pod red. prof. V.M. Bahira. – M.: Akademija mediko-
tehnicheskih nauk RF, 1998.
ings of Higher Education Institutions. Textile Industry
Technology. – 2011, № 3. S. 34…38. Рекомендована кафедрой инженерной графики,
теоретической и прикладной механики. Поступила
7. Rudovskij P.N., Smirnova S.G. Matema-
30.09.15.
ticheskaja model' prochnosti mokroj beskrutochnoj _______________

rovnicy iz l'na // Dep. v INION Ros. akad. nauk.
№82-V2010 17.02.2010.

8. Smirnova S.G., Sorkin A.P., Petrov V.L.,

Gavrilova A.B. Analiz vlijanija na prochnost' ne-

kruchenoj rovnicy jelektrohimicheski aktivirovannogo

vodnogo rastvora // Izv. vuzov. Tehnologija tekstil'noj
promyshlennosti. – 2008, № 4. S.56…58.

9. Patent RF №2227824. Sposob formirovanija

nekruchenoj rovnicy iz l'njanogo volokna / Rudovskij
P.N., Jamshhikov A.V. Opubl. 27.04.2004. №12.

10. Patent RF №49001. Ustrojstvo dlja formiro-

vanija rovnicy iz l'njanogo volokna / Rudovskij P.N.,
Sorkin A.P., Kirillova E.S. Opubl. 10.11.2005. № 31.

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 87

УДК 677.017.335

ГЕОМЕТРИЯ СКРУЧЕННОЙ В ДВА СЛОЖЕНИЯ ПРЯЖИ
В РАСЧЕТАХ ИЗМЕНЕНИЯ ДЛИНЫ ПРИ КРУЧЕНИИ

GEOMETRY OF THE YARN BRAIDED IN TWO ADDITIONS
IN CALCULATIONS OF CHANGE OF LENGTH AT TORSION

В.П. ЩЕРБАКОВ, А.В. ГРАЧЕВ, Н.С. СКУЛАНОВА, Т.И. ПОЛЯКОВА, С.Л. ХАЛЕЗОВ
V.P. SHCHERBAKOV, A.V. GRACHEV, N.S. SKULANOVA, T.I. POLJAKOVA, S.L. KHALEZOV

(Московский государственный университет дизайна и технологии)
(Moscow State University of Design and Technology)
E-mail: [email protected]

Приведена геометрическая модель крученого продукта – нити, ровницы,
пряжи в форме полых прямых круговых цилиндров, в которых волокна рас-
положены по винтовым линиям с постоянным шагом. Проведен расчет
изменения длины одиночной нити в процессе кручения. Дан расчет длины
нити после вторичного кручения с учетом формы волокна в виде двойной
винтовой линии. Показано существенное увеличение линейной плотности
продукта при кручении.

The geometrical model of a twisted product – a thread, roves, a yarn in the
form of hollow direct circular cylinders in which fibers are located on screw lines
with a constant step is given. Calculation of change of length of a single thread in
the course of torsion is carried out. It is dismissed thread lengths after secondary
torsion taking into account a fiber form in the form of the double screw line. The
essential increase in linear density of a product at torsion is shown.

Ключевые слова: нить, пряжа, линейная плотность, кручение, винто-
вая линия.

Keywords: string, yarn, linear density, torsion, screw line.

При кручении нити, ровницы, пряжи Рис. 1
геометрическую модель крученого про-
дукта можно представить в форме полых Длина волокна дается формулой:
прямых круговых цилиндров радиуса r, в
которых волокна расположены по винто- s  h2  2r2  1  2rK1 2 h . (1)
вым линиям с постоянным шагом h (рис. 1)
Длина крученого продукта меньше не-
[1], [4], [5]. скрученного, и в прядении приняты раз-
Шаг винтовой линии не зависит от те- личные показатели скрученности нити, ха-
рактеризующие изменение длины при кру-
кущего радиуса нити и определяется крут-
кой нити К1 = 1/h. Угол подъема винтовой
линии, то есть угол между касательной к
винтовой линии и образующей цилиндра,
равен  . В одиночной нити радиуса R
угол подъема внешнего волокна равен β.
Из рис. 1 следует:

tg= 2πr ,
h

или

tg=2πrK1 .

88 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

чении: укрутка нити u, коэффициент его работ [3] положена в основу нашего
укрутки ky, усадка при скручивании y [2]. моделирования структуры скрученной в
Уравнения наматывания для ровничных, два сложения нити [4], [5]. Основные по-
прядильных и крутильных машин, машин ложения, уравнения и формулы теории
для производства химических волокон, так L.R.G. Treloar приведены в полном обзоре
же как и мотальные механизмы этих ма- и анализе работ в области кручения А.В.
шин, построены c учетом ky. Знание вели- Матукониса [6]. Задача расчета длины
чины укрутки нужно для точного расчета скрученной в несколько сложений нити с
производительности прядильных и кру- использованием метода усреднения явля-
тильных машин, так как эти расчеты дела- ется непростой. Во многих случаях реше-
ются обычно по длине мычки или длине ние оказывается неверным. Предлагаемая
нескрученной нити. Кроме того, примем статья не претендует на полноту освеще-
во внимание и увеличение при кручении ния всей теории расчета крученого про-
основной характеристики в текстильной дукта, изложенной в [3...5], и обращает
технологии – линейной плотности. Ниже внимание на основные положения теории
будет показано, что при скручивании ап- и формулы, позволяющие застраховаться
паратной шерстяной пряжи линейной от возможных ошибок.
плотности 124,5 текс в два сложения тол-
щина пряжи становится равной не Напомним основные понятия из теории
кручения в сопротивлении материалов.
124,5 2 текс, как обычно и принимается, Рассмотрим упругую нить с круговым по-
перечным сечением, нагруженную по тор-
а 273 текс, то есть увеличивается на 24 цам двумя моментами [7]. Двумя попереч-
текс по сравнению с обыкновенным 249 ными сечениями выделим из нити элемент
текс. Как одиночная, так и скрученная длиной dz, а из него двумя цилиндриче-
нить используются для изготовления тка- скими поверхностями с радиусами r и
ни, трикотажа или других текстильных ма- (r+dr) – элементарное кольцо, показанное
териалов. Одним из основных параметров на рис. 2 (кручение элемента нити).
при проектировании любого волокнистого
материала является линейная плотность Рис.2
нити, образующей этот материал. Геомет-
рические, механические, физические и Верхнее торцевое сечение поворачива-
другие свойства нитей и полотен во мно-
гом определяются линейной плотностью. ется при кручении относительно левого на
Изготовление пряжи в любой системе пря-
дения определяется планом прядения, в угол dφ. Образующая цилиндра АВ пово-
котором вычисляются параметры полу-
фабрикатов, в том числе и линейная плот- рачивается при этом на угол α и занимает
ность. И если на последнем переходе ука-
зывается величина вытяжки E на прядиль- положение AB'. Перемещение BB' du=rdφ,
ной машине, то при отношенииTровницы/Е
получаем линейную плотность не пряжи, а и в то же время du = dztgα. Следовательно,
волокнистой ленточки, выходящей из вы-
тяжного прибора. Уже при кручении и по- dφ = tgα . Отношение dφ =θ называется
следующем наматывании линейная плот- dz r dz
ность увеличивается. В полной мере это
может быть отнесено к пневмопрядению. относительным углом закручивания и

В области структуры нити, скрученной представляет собой угол взаимного пово-
в несколько сложений, по широте охвата
материала и по глубине анализа важней- рота двух сечений, отнесенный к расстоя-
шее место занимают работы L.R.G. Treloar,
где наряду с теорией содержатся конкрет- нию между ними (угол θ соответствует от-
ные экспериментальные данные. Одна из

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 89

носительному удлинению Δ при растя- tgα=2πRK2, где K2 – вторичная крутка.

dφ Относительный угол закручивания двух
dz
жении). Тогда получаем θ1 = =2πK1 . сечений, расположенных на расстоянии dℓ

друг от друга, определяется формулой

При скручивании двух и более нитей θ1 = dφ , а суммарный угол переписывается
d
ось каждой из них превращается в про-

странственную кривую. Мерой отклонения в форме θ= dφ +Ω .
d
кривой от плоской формы является первая

компонента  вектора Дарбу, называемая Форма кривой волокна образована

кручением кривой, или второй кривизной. вращением вектора r, движущегося с по-

Если скручиваются две нити одинакового стоянной скоростью вдоль винтовой оси

диаметра 2R, то ось любой нити располо- одиночной нити, и представляет собой

жена на воображаемом цилиндре диаметра винтовую линию, расположенную на дру-

2R по винтовой линии с углом подъема α. гой винтовой линии.

Кручение этой линии равно Ω= 1 sin2α .
R2
Угол α определяется формулой

а) б)
Рис. 3

Введем системы координат (рис. 3: си- тельным углом закручивания одиночной
стемы координат, связанные со скручен- нити и структурой крученой нити:
ной нитью):
p= dφ = dφ d = dφ R .
1) систему координат скрученной нити dΦ d dΦ d sinα
OXYZ так, чтобы ось OZ была направлена
вдоль оси нити; Уравнения двойной винтовой линии
имеют вид:
2) систему координат одиночной нити
oxyz таким образом, чтобы начало коорди- X=Rcos  φ  +rcosφcos  φ  -rcosαsinφsin  φ  ,
нат o располагалось на оси нити, а ось oz  p   p   p 
была параллельна оси OZ.     

Учтем свойство винтовой линии: глав- Y=Rsin  φ  +rcosαsinφcos  φ  +rcosφsin  φ  , (2)
ная нормаль к винтовой линии во всех ее  p  p   p 
точках совпадает с нормалью к цилиндру.
Теперь угловое положение точки волокна Z=R  φ  ctgα-rsinαsinφ.
M можно определить углом φ, а угловое  p 
положение оси нити – углом  (рис. 3-б). 
Введем дополнительный параметр p:
φ = pФ. Параметр p определяется относи- Длина волокна в скрученной нити
(3)
находится интегрированием:

φ2 ds dφ.

s=

φ1

90 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

Найдем теперь длину волокна: нити и расположением ее оси по винтовой
линии. При этом учтено изменение длины
φ2 (4) оси компонента при скручивании.

s= A  1+Bcosφ+Ccos2φdφ, Проведем расчет изменения длины
φ1 одиночной нити в процессе кручения. Осе-
вая составляющая длины волокна, распо-
где введены обозначения ложенного на расстоянии r от центра, от-
несенная к длине самого волокна, опреде-
A= 1  R2 +r2 p+cosα2  , B= 2Rr , r2sin2α ляется из выражения (1):
p2   A C= .
 sin2α 
A

Интеграл не имеет точного решения, но h1
=.
в пределах от 0 до  для всех практических
sr 1+ 2πrK1 2
констант В и С действительно следующее

приближение [3]: Учтем, что θ1=2πK1 и обозначим

π h =λ1r , тогда предыдущее соотношение
sr
I= 1+Bcosφ+Ccos2φdφ  π .
0 запишем в форме:

Например, численное интегрирование в λ1r = 1 (8)
случае расчета шерстяной гребенной пря- .
жи линейной плотности 31×2 текс дает
I=3,131  π . Уравнение (4) с учетом этого 1+r2θ12
приближенного выражения позволяет
определить длину волокна: Разделим нить на цилиндрические эле-
менты радиальной толщины dr и площадью
φ R2 +r 2  p+cosα 2 . (5) 2πrdr . Если m – число волокон, приходя-
s= sin2α
щихся на единицу площади сечения нити, то
p усреднение получаем из выражения

Если до скручивания длина оси между 1 R 2πmr dr= 2
  λ1=πmR2
двумя фиксированными точками равна ℓ1, 1+r2θ12 R 2θ12 1+R2θ12 -1 . (9)
а после скручивания – ℓ2, то можно напи-
сать: 0

K1 1= 2 dφ , Напомним, что λ1 представляет собой
d
или 2π усредненное отношение h , которое в слу-
sr
dφ =2πK1 1 =θ1 1. (6)
d чае некрученой нити должно быть равно
2 2 единице. Перепишем (9) в форме

Отношение dφ определяется деформа- λ1 =2 1+ 2πRK1 2 -1 .
d 2πRK1 2

ционным кручением компонента. Абсо- При K1  0 имеем неопределенность
лютное же закручивание с учетом второй
типа 0 . Раскроем ее по правилу Лопиталя
кривизны  записывается в форме 0

θ=2πK1 1 + 1 sin2α . (7) [2], [3]. Предел
R2

Эта формула показывает, что кручение
одиночной нити в составе скрученной обу-
словливается начальным закручиванием

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 91

1+ 2πRK1 2 -1 2  1 1+  2πRK1 2 -12 2 2πRK1  2πR 
2πRK1 2  2  
  
lim 2 = lim =1 .
22πRK1  2πR
K10 K10

Расчет длины нити после вторичного

кручения аналогичен расчету для одиноч- R 2 Ω2 λ 2 +2λ  RΩc+2  +c2 -4=0 ,
ной нити, но с учетом формы волокна в 2
2

виде двойной винтовой линии. Обозначим решение которого имеет вид:
постоянную величину Rθ1λ1=c и напишем

квадратное уравнение [3…5]:

λ 2 = 4   2+ c sin2α  ±2 1+ sin2 2α + c sin2α  . (10)
sin2 2α -  2  4 2 
 

Приведем расчет изменения длины шер- Угол подъема оси одиночной нити на
стяной аппаратной пряжи линейной плотно- воображаемом цилиндре радиуса R:
сти 124,5 текс с круткой 290 кручений на
метр, скрученной в два сложения при вто- α=arctg 2πRK2  =0,34 рад.
ричной крутке 200 кр/м. При плотности
пряжи 0,5 г/см3 диаметр пряжи d = 0,563 мм, Постоянная c, входящая в формулу
радиус R = 0,282 мм. Относительный угол расчета λ 2 :

закручивания θ=2πK1=1,822 рад. c=Rθ1λ1 =0,483.

Длина одиночной пряжи, отнесенная к Окончательно относительная длина
длине нескрученного продукта: скрученной в два сложения пряжи вычис-
ляется по формуле (10) при знаке "+":
 λ1=2 λ2 =0,858.
R 2θ12 1+R2θ12 -1 =0,942.

а) б)
Рис. 4

На рис. 4 даны графики зависимости ность скрученного продукта становится
линейной плотности скрученной нити от равной не 124,5 2  249 текс, как обычно
первичной (а) и вторичной (б) крутки.
считается, а 273,2 текс. Поэтому, чтобы
Вычисления показывают, что при изго- получить заданную толщину 249 текс,
товлении скрученной пряжи 124,5×2 текс скрученную пряжу следует вырабатывать
из одиночной 124,5 текс с вторичной крут- из одиночной 114,15 текс. В свою очередь,
кой 200 кручений на метр линейная плот- для изготовления этой одиночной пряжи

92 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

нужна волокнистая ленточка 108 текс. Что 6. Матуконис А.В. Строение и механические
касается одиночной пряжи 124,5 текс как свойства неоднородных нитей. – М.: Легкая инду-
готового продукта, то для ее формирова- стрия, 1971.
ния должна быть волокнистая ленточка
117,2 текс. 7. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов.
– М.: Наука, 1986.
Таким образом, на прядильных маши-
нах вытяжка E должна быть установлена REFERENCES
не как отношение линейных плотностей
питающего полуфабриката (ровницы или 1. Hearle J.W.S., Grosberg P., Backer S. Struc-
ленты) и пряжи, а корректироваться на tural Mechanics of Fibers, Yarns and Fabrics. – New
толщину некрученого волокнистого мате- York, 1969.
риала, выходящего из вытяжного прибора,
то есть волокнистой ленточки. 2. Kukin G.N., Solov'ev A.N. Tekstil'noe mate-
rialovedenie. – Chast' 2. – M.: Legkaja industrija,
ЛИТЕРАТУРА 1964.

1. Hearle J.W.S., Grosberg P., Backer S. Struc- 3. Treloar L.R.G. // J. Text. Inst. Trans. – 47,
tural Mechanics of Fibers, Yarns and Fabrics. – New Т.348. №8, 1956.

York, 1969. 4. Shherbakov V.P., Skulanova N.S. Osnovy te-
2. Кукин Г.Н., Соловьев А.Н. Текстильное ма- orii deformirovanija i prochnosti tekstil'nyh materialov.
– M.: MGTU im. A.N. Kosygina, 2008.
териаловедение. – Часть 2. – М.: Легкая индустрия,
5. Shherbakov V.P. Prikladnaja i strukturnaja
1964. mehanika voloknistyh materialov. – M.: "Tiso Print",
3. Treloar L.R.G. // J. Text. Inst. Trans. – 47, 2013.

T.348. №8, 1956. 6. Matukonis A.V. Stroenie i mehanicheskie
4. Щербаков В.П., Скуланова Н.С. Основы svojstva neodnorodnyh nitej. – M.: Legkaja industrija,
1971.
теории деформирования и прочности текстильных
материалов. – М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2008. 7. Feodos'ev V.I. Soprotivlenie materialov. – M.:
Nauka, 1986.
5. Щербаков В.П. Прикладная и структурная
механика волокнистых материалов. – М.: "Тисо Рекомендована кафедрой текстильных техноло-
Принт", 2013. гий. Поступила 29.08.15.

_______________

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 93

ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

УДК 677. 024.1

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СТРОЕНИЯ ТКАНИ
ИЗ УГЛЕРОДНЫХ НИТЕЙ*

MATHEMATICAL MODEL OF THE GRAY
CARBON FABIC

А.П. ГРЕЧУХИН
A.P. GRECHUKHIN

(Костромской государственный технологический университет)
(Kostroma State Technological University)
E-mail: [email protected]

В статье предложена система уравнений для прогнозирования пара-
метров строения суровой ткани из углеродных нитей. Система предло-
женных уравнений решается численными методами с помощью специаль-
но разработанного программного обеспечения. Использована нелинейная
теория изгиба, разработанная Поповым Е. П. Адекватность математиче-
ской модели подтверждается статистической обработкой результатов
измерений высот волн изгиба нитей основы и утка по микросрезам тканей.

The article suggests a system of equations to predict the parameters of the
structure of gray fabic of carbon fibers. The system proposed by the equations
solved by numerical methods using specially designed software. Use non-linear
bending theory developed by Popov E.P. Adequate mathematical models supported
by statistical analysis of the results of measurements of warp and weft wave
heights.

Ключевые слова: строение ткани, жесткость при изгибе, кривизна ни-
ти, высота волны изгиба нити.

Keywords: fabric structure, bending rigidity, curvature of the yarn, thread
bending wave height.

Вопросами прогнозирования парамет- ни. В работе [2] используется теория про-
ров строения тканей занимались многие гнозирования параметров строения тканей,
ученые. В наиболее известных работах [1], которая позволяет с высокой точностью
[2] заложены основы теории строения тка- определять параметры структуры ткани.

* Работа выполнена по гранту РФФИ № 14-08-00475.

94 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

Автор использует эластику Эйлера. Похо- из углеродных нитей 205 текс. Предлагае-
жие методы применялись в [3], и были мая математическая модель является
развиты в работах [4…7]. Однако авторы упрощением модели, представленной в ра-
используют метод, который основывается боте [12], которая основывается на трудах
на применении диаграмм, отсутствует ма- по данной научной проблеме, изложенной
тематическая модель строения ткани. в работах Николаева С.Д., Щербакова
Кроме того, известна работа [8], выпол- В.П., Каревой Т.Ю., Назаровой М.В. В ка-
ненная под руководством Т.Ю. Каревой, и честве входных параметров выступают
[9], выполненная под руководством В. П. расстояния между нитями основы и утка,
Щербакова. Методика расчета строения зависимости изгибающего момента нитей
трикотажной петли, не требующая экспе- от кривизны и растягивающих нагрузок.
риментальных диаграмм и таблиц, пред- Упрощение модели строится на том, что в
ложена В. П. Щербаковым [10]. Все пере- ткани, снятой со станка, отсутствуют рас-
численные труды базируются на работе тягивающие нагрузки, а значит угол между
[11] и в качестве входных параметров тре- направлением силы, приложенной к нити,
буют задания либо высот волн изгиба ни- и осью абсцисс равен 90°. Поэтому можем
тей, либо уработки нитей, что значительно записать систему уравнений (1)…(10), ос-
ограничивает применимость теории. Нами нованную на упрощении математической
разработана универсальная математиче- модели строения ткани, изложенной в [12]:
ская модель строения ткани [12…14], ко-
торая позволяет не использовать данные, 
которые относятся к уже сформированной
структуре тканей. N 2 2 d
o
На основе расчетных значений пара-  , (1)
метров строения ткани исследователи ис- Ho A 1  k2 sin2 ()
пользуют различные подходы при модели-
ровании формы нити в ткани, что опреде-   2arcsin(ksin(A)) , (2)
ляет структуру расчетной модели для по- 2
следующих расчетов (например, для ана-
лиза методом конечных элементов). Очень  
важным параметром, определяющим мо-  2 
делирование процесса разрушения ткано-  
го материала, будет длина нити в ячейке ho 2 1  k2 sin2 ()d
переплетения, которую необходимо рас-
считать до создания геометрической моде-    A  1 sin(o ) , (3)
ли. 2o  2 
 N o 
Поэтому задача по прогнозированию
параметров строения тканей актуальна.  Ho 
При расчете ячейки ткани любого пере- 
плетения необходимо рассчитать множе-
ство параметров – это длины нитей в пере- Ly  2k cos(A) , (4)
сечках между нитями, силу нормального 2o 2
давления между нитями, плотности ткани N o
по основе и утку, высоты волн изгиба ни-
тей, кривизну нитей, а также некоторые Ho
дополнительные параметры для расчета
формы нити в ткани. 

В данной статье в качестве примера N 2 2 d
представлена математическая модель y
строения ткани полотняного переплетения  , (5)
Hy Ay
1  ky2 sin2()

  2arcsin(kysin(Ay)) , (6)
2

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 95

  стояния между нитями): Lo = 1,51 мм, Lу =
 2  = 1,83 мм, которые определялись экспери-
  ментально.
hy 2 1  ky2 sin2 ()d
Система уравнений решалась с помо-
   Ay  1 sin(o ) , (7) щью разработанного программного обес-
2y  2  печения [17].
 N y 
Результат расчета математической мо-
 Hy  дели (1)…(10) представлен в табл. 1.

Lo  2ky cos(Ay) , (8) Таблица 1
2y 2
N y k 0,8048

Hy kу 0,7888
hу 0,2505 мм
Ho  fo (o , F) , (9) hо 0,3752 мм
o φА 1,0731 рад
φАу 1,1116 рад
Hy  fy (y , F) , (10) ℓy 0,7649 мм
y ℓо 0,9466 мм
N 0,0035 Н
где N – сила давления между нитями осно- Hо 0,005 Н·мм2
вы и утка; ho, hy – высота волны изгиба ни- Hy 0,004 Н·мм2
ти основы и утка соответственно; ℓo, ℓy – ρ0 0,6392 мм-1
половина длины нити основы и утка соот- ρy 0,6498 мм-1
ветственно; Lо, Ly – расстояния между ни-
тями основы и утка соответственно; φА, Результаты расчетов указывают на
φАy – эллиптическая амплитуда в началь- очень малые силы давления между нитями
ной точке изгиба для нити основы и утка основы и утка (0,35 сН), что в совокупно-
соответственно; k, ky – эллиптический мо- сти с малым коэффициентом трения угле-
дуль для нити основы и утка соответ- родных нитей друг по другу объясняет
ственно; Но, Нy – жесткость нитей основы очень высокую степень подвижности ни-
и утка на изгиб соответственно; ρo, ρy – тей в таких тканях. Так, при разрезании
кривизна нитей основы и утка соответ- ткани вдоль основы или утка нити "высы-
ственно; F – растягивающая нагрузка на паются" из ткани под действием собствен-
нити основы и утка (в нашем случае отсут- ного веса.
ствует); fо(ρо, Fо), fy(ρy, Fy) – функциональ-
ные зависимости между кривизной нити, Оценка адекватности математической
растягивающей нагрузкой и изгибающим модели (1)…(10) проводилась путем ана-
моментом [15]. лиза соответствия расчетных и экспери-
ментальных данных высот волн изгиба ни-
Зависимость жесткости основной пря- тей в ткани. Экспериментальные значения
жи на изгиб от растягивающей нагрузки и получены путем анализа микросрезов тка-
кривизны нити, полученная с использова- ни. Фотографии микросрезов ткани пред-
нием методики [15], описывается следую- ставлены на рис. 1 – для утка, на рис. 2 –
щим уравнением: для основы. Микросрезы получены путем
заливки участка ткани эпоксидной смолой
H0  f0 (0 , F)  0,0560  0,174F0  0,039) (11) и последующим разрезанием ткани вдоль
0 0 . основы и утка. Полученное таким образом
изображение анализировалось с использо-
В качестве известных параметров вы- ванием CAD-системы КОМПАС 3D. Ана-
ступают плотности по основе и утку (рас- лиз заключался в сопоставлении размеров
изображения с шаблоном (линейка в кад-
ре). Точность расчетов устанавливалась до
четвертого знака после запятой.

96 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

Рис. 1

Рис. 2

Результат обработки микросрезов высот волн изгиба нитей утка.). Вся
ткани вдоль утка представлен в табл. 2 статистическая обработка проводилась
(статистическая обработка измерений согласно [18].

Таблица 2

№ интер- Диапазон Экспериментальные Вероятность Теоретические (nэ-nт)2/nт
вала значений интервала частоты (nэ) частоты (nт)
0,1344
начало конец 0,1858
0,2479
1 -∞ 0,2195 4 0,2230 4,3019 0,0212
0,1352 5,9457 0,1504
2 0,2195 0,2422 5 0,0737 7,9323 0,1437
7,1352 0,6389
3 0,2422 0,2649 9 4,3269 3,1180
2,3580 0,7821
4 0,2649 0,2876 5 4,8544
32
5 0,2876 0,3103 8 0,2588
0,0355
6 0,3103 +∞ 1 0,3325
0,1968
Итого 32 0,0013
4,86
Среднее значение, мм

Среднее квадратическое отклонение, мм

Максимальное значение, мм

Минимальное значение, мм

Дисперсия, мм2

Относительная ошибка, %

Расчетное значение критерия Пирсона: Поскольку расчетное значение критерия
меньше табличного, то гипотеза о нормаль-
2р = 4,8544. ном законе распределения эксперименталь-
ных данных также не отвергается.
Табличное значение критерия Пирсона:
Проверка стационарности процесса
2т [Рд = 0,95; fx = k – r –1=3]= 7,81. (критерий квадратов последовательных
разностей) [19]:

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 97

расчетное значение критерия: Так как γr > γt[α, m], то гипотеза о
γr = 0,7932; стационарности процесса не отвергается.

табличное значение критерия: Результат обработки микросрезов
γt[α, m] = 0,7128. углеродной ткани вдоль основы
представлен в табл. 3 (статистическая
обработка измерений высот волн изгиба
нитей основы.). .

Таблица 3

№ интер- Диапазон Экспериментальные Вероятность Теоретические (nэ-nт)2/nт
вала значений интервала частоты (nэ) частоты (nт)
0,1062
начало конец 0,1558
0,2270
1 -∞ 0,2876 4 0,2307 5,2055 0,2792
0,1636 7,6340 0,2444
2 0,2876 0,3264 9 0,0808 11,1251 1,3497
0,0358 11,3067 0,9670
3 0,3264 0,3652 15 8,0140 0,5061
3,9608 0,2331
4 0,3652 0,4040 8 1,7540 2,8762
6,4557
5 0,404 0,4428 6 49
0,3669
6 0,4428 0,4816 3 0,0636
0,5202
7 0,4816 +∞ 4 0,2488
0,0041
Итого 49 4,96

Среднее значение, мм

Среднее квадратическое отклонение, мм

Максимальное значение, мм

Минимальное значение, мм

Дисперсия, мм2

Относительная ошибка, %

Расчетное значение критерия Пирсона: расчетное значение критерия:
γr = 1,0693;
2р = 6,4557.
табличное значение критерия:
Табличное значение критерия Пирсона:

2т [Рд = 0,95; fx = k – r –1=4]= 9,4877. γt[α, m] = 0,7667.

Поскольку расчетное значение критерия Так как γr > γt[α, m], то гипотеза о ста-
меньше табличного, то гипотеза о нормаль- ционарности процесса не отвергается.
ном законе распределения эксперименталь-
ных данных также не отвергается. Сумму высот волн изгиба нитей основы
и утка принимали по результатам анализа
Проверка стационарности процесса микросрезов тканей из табл. 2 и 3 (0,6257
(критерий квадратов последовательных мм).
разностей) [19]:
Результаты расчета и измерений высот
волн изгиба нитей основы и утка пред-
ставлены в табл. 4.

Показатель Фактическое Ошибка Расчетное Таблица 4
значение, мм измерений, % значение, мм Погрешность, %
ho
hy 0,3669 4,86 0,3752 2,3
3,3
0,2588 4,96 0,2505

ВЫВОДЫ ванная на нелинейной теории изгиба, ко-
торая учитывает переменный характер
Разработана математическая модель жесткости нити при изгибе. Расхождение
для прогнозирования параметров строения расчетных и экспериментальных данных
суровой ткани из углеродных нитей, осно- не более 3,3%.

98 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015

ЛИТЕРАТУРА изгиба // Научн. тр. молодых ученых КГТУ. – Ко-
строма: КГТУ, 2012. Вып. 13. С. 42...46.
1. Frederick Thomas Peirce D.Sc. and F.Inst.P.
and F.T.I.: 5 – The Geometry оf Cloth Structure // 15. Гречухин А.П. Способ определения жест-
Journal of the Textile Institute Transactions – 28:3, кости нити при изгибе // Изв. вузов. Технология
текстильной промышленности. – 2014, № 5.
T45-T96, 1937. С.47...51.
2. Olofsson B.: 49 – A General Model of a Fab-
16. Draper. N.R., Smith. H. (1998) Applied Re-
ric as a Geometric-Mechanical Structure // Journal of
the Textile Institute Transactions – 55:11, T541-T557, gression Analysis. 3rd Edition. by John Wiley & sons.

1964. Inc. 736p.
3. Мельяченко Ж.В., Николаев С.Д. Взаимо- 17. Зайцев Д.В., Гречухин А.П. Расчет парамет-

связь технологических параметров ткачества и па- ров строения тканей полотняного переплетения на
раметров строения вырабатываемых тканей // Изв. основе нелинейной теории изгиба. Свидетельство о
вузов. Технология текстильной промышленности. регистрации программы для ЭВМ № 2012612560 от
– 1991, № 1. С. 47…50.
11.03.2012.
4. Слугин А.И. Разработка оптимальных тех- 18. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и мате-
нологических параметров изготовления тканей на
основе вторичной арамидной пряжи: Дис.... канд. матическая статистика – 9-е изд., стер. – М.: Выс-
техн, наук. – М.: МГТУ им. Косыгина , 2008. шая школа, 2003.

5. Иноземцева Н.А. Разработка метода проек- 19. Севостьянов А.Г. Методы и средства ис-
тирования тканей по заданному порядку фазы следования механико-технологических процессов
строения: Дис.... канд. техн. наук. – М.: МГТУ им. текстильной промышленности. – М.: Легкая инду-
А.Н. Косыгина , 2010. стрия, 1980.

6. Кащеева М.М. Разработка облегченных REFERENCES
структур технических тканей из углеродных нитей
и особенности их изготовления на ткацком станке: 1. Frederick Thomas Peirce D.Sc. and F.Inst.P.
Дис....канд. техн. наук. – М.: МГТУ им. А. Н. Косы- and F.T.I.: 5 – The Geometry of Cloth Structure //
гина, 2009. Journal of the Textile Institute Transactions – 28:3,

7. Степанова Г.С. Анализ причинно- T45-T96, 1937.
следственных связей в ткачестве: Дис…. канд. 2. Olofsson B.: 49 – A General Model of a Fab-
техн. наук. – М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2006.
ric as a Geometric-Mechanical Structure // Journal of
8. Николаев С.Д., Ковалева О.В., Ликучева the Textile Institute Transactions – 55:11, T541-T557,
А.А. и др. Проектирование технологии тканей за-
данного строения. – М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 1964.

2007. 3. Mel'jachenko Zh.V., Nikolaev S.D. Vzai-
9. Егоров Н.В. Анализ структур огнезащит-
mosvjaz' tehnologicheskih parametrov tkachestva i
ных тканей из параармидных нитей и особенности
их изготовления на современном ткацком станке: parametrov stroenija vyrabatyvaemyh tkanej // Izv.
Дис.... канд. техн. наук. – М.: МГТУ им. Косыгина, vuzov. Tehnologija tekstil'noj promyshlennosti. –
1991, № 1. S. 47…50.
2010.
10. Щербаков В.П., Колесникова Е.Н., Горело- 4. Slugin A.I. Razrabotka optimal'nyh tehnolog-

ва Ю.Г. Расчет силовых и геометрических парамет- icheskih parametrov izgotovlenija tkanej na osnove
ров кулирного двухслойного трикотажа сложно- vtorichnoj aramidnoj prjazhi: Dis.... kand, tehn, nauk. –
комбинированных переплетений // Изв. вузов. Тех-
нология текстильной промышленности. – 2006, №6. M.: MGTU im. Kosygina , 2008.
С. 89...94.
5. Inozemceva N.A. Razrabotka metoda proek-
11. Попов Е.П. Теория и расчет гибких упру-
гих стержней. – М.: Наука. Гл. ред. физ. - мат. лит., tirovanija tkanej po zadannomu porjadku fazy stroeni-
ja: Dis.... kand. tehn. nauk. – M.: MGTA im. A.N. Ko-
1986.
12. Grechukhin А. P., Seliverstov V.Yu. Mathe- sygina , 2010.

matical Model of Plain Weave Fabric at Various Stages 6. Kashheeva M.M. Razrabotka oblegchennyh

of Formation. Fibres & Textiles in Eastern Europe struktur tehnicheskih tkanej iz uglerodnyh nitej i oso-

2014; 22. 5(107): 43...48. bennosti ih izgotovlenija na tkackom stanke:
13. Гречухин А.П., Зайцев Д.В. Совершенство- Dis....kand. tehn. nauk. – M.: MGTA im. A. N. Kosy-

вание методики прогнозирования параметров стро- gina, 2009.
ения ткани полотняного переплетения на основе
нелинейной теории изгиба // Научный вестник Ко- 7. Stepanova G.S. Analiz prichinno-
стромского гос. технолог. ун-та [электронный ре- sledstvennyh svjazej v tkachestve: Dis…. kand. tehn.
сурс]. http://vestnik.kstu.edu.ru/. 12 С. nauk. – M.: MGTU im. A.N. Kosygina, 2006.

14. Зайцев Д.В., Гречухин А.П. Реализация ме- 8. Nikolaev S.D., Kovaleva O.V., Likucheva
тода расчета параметров строения ткани полотня-
ного переплетения на основе нелинейной теории A.A. i dr. Proektirovanie tehnologii tkanej zadannogo
stroenija. – M.: MGTU im. A.N. Kosy-gina, 2007.

9. Egorov N.V. Analiz struktur ognezashhitnyh

tkanej iz paraarmidnyh nitej i osobennosti ih

izgotovlenija na sovremennom tkackom stanke: Dis....
kand. tehn. nauk. – M.: MGTU im. Kosygina, 2010.

10. Shherbakov V.P., Kolesnikova E.N., Gorelova

Ju.G. Raschet silovyh i geometricheskih parametrov

№ 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015 99

kulirnogo dvuhslojnogo trikotazha slozhnokom- 15. Grechuhin A.P. Sposob opredelenija zhestkos-
ti niti pri izgibe // Izv. vuzov. Tehnologija tekstil'noj
binirovannyh perepletenij // Izv. vuzov. Tehnologija promyshlennosti. – 2014, № 5. S.47...51.
tekstil'noj promyshlennosti. – 2006, №6. S. 89...94.
16. Draper. N.R.. Smith. H. (1998) Applied Re-
11. Popov E.P. Teorija i raschet gibkih uprugih gression Analysis. 3rd Edition. by John Wiley & sons.
Inc. 736p.
sterzhnej. – M.: Nauka. Gl. red. fiz. - mat. lit., 1986.
17. Zajcev D.V., Grechuhin A.P. Raschet par-
12. Grechukhin A. P., Seliverstov V.Yu. Mathe- ametrov stroenija tkanej polotnjanogo perepletenija na
osnove nelinejnoj teorii izgiba. Svidetel'stvo o registra-
matical Model of Plain Weave Fabric at Various Stages cii programmy dlja JeVM № 2012612560 ot
11.03.2012.
of Formation. Fibres & Textiles in Eastern Europe
18. Gmurman V.E. Teorija verojatnostej i ma-
2014; 22. 5(107): 43...48. tematicheskaja statistika – 9-e izd., ster. – M.: Vysshaja
shkola, 2003.
13. Grechuhin A.P., Zajcev D.V. Sovershenstvo-
19. Sevost'janov A.G. Metody i sredstva issledo-
vanie metodiki prognozirovanija parametrov stroenija vanija mehaniko-tehnologicheskih processov tekstil'noj
promyshlennosti. – M.: Legkaja industrija, 1980.
tkani polotnjanogo perepletenija na osnove nelinejnoj
Рекомендована кафедрой технологии проекти-
teorii izgiba // Nauchnyj vestnik Kostromskogo gos. рования ткани и трикотажа. Поступила 30.09.15.

tehnolog. un-ta [jelektronnyj resurs]. ________________

http://vestnik.kstu.edu.ru/. 12 S.

14. Zajcev D.V., Grechuhin A.P. Realizacija

metoda rascheta parametrov stroenija tkani

polotnjanogo perepletenija na osnove nelinejnoj teorii
izgiba // Nauchn. tr. molodyh uchenyh KGTU. – Ko-

stroma: KGTU, 2012. Vyp. 13. S. 42...46.

УДК 677.024, 0.25

АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
ПРИГОТОВИТЕЛЬНОГО, ТКАЦКОГО
И ТРИКОТАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВ
ПО ТЕНЗОГРАММАМ НИТИ

ANALYSIS OF PROCESS PARAMETERS PREPARATORY,
WEAVING AND KNITTING INDUSTRIES
FOR TENZOGRAMMS THREAD

Н.В. БАНАКОВА, В.Р. КРУТИКОВА
N.V. BANAKOVA, V.R. KRUTIKOVA

(Костромской государственный технологический университет)
(Kostroma State Technological University)
E-mail: [email protected]

Проведен анализ параметров технологических процессов
приготовительного, ткацкого и трикотажного производства по
экспериментальным тензограммам нити. Разработаны классифика-
ционные признаки тензограмм нити и шкала изменения показателя
напряженности.

The analysis of parameters of technological processes preparatory, weaving
and knitting tenzogramms the experimental yarns. Developed classification fea-
tures tenzogramm thread and scale of the change in the tension.

Ключевые слова: тензограмма нити, частота процесса, скорость
движения нити, показатель напряженности процесса.

100 № 5 (359) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2015


Click to View FlipBook Version