Совершенствование процесса прибоя утка на металлоткацких станках при выработке сеток полотняного переплетения

Актуальность темы

Металлоткачество — уникальная подотрасль, в технологических процессах которой сочетаются специфика образования ткацких переплетений и холодных методов обработки металлов. Металлотканые сетки используются в авиа — и ракетостроении, химической, абразивной, горной, радиоэлектронной, пищевой, бумажной промышленности, в порошковой металлургии, и т. д.

В связи с переходом экономики на современные рыночные отношения повысились требования к качеству и товарному виду вырабатываемых металлосеток, особенно высокой точности и контрольных. К этим сеткам предъявляется высокие требования по допуску на стороны ячеек в свету (допуск на размеры ячеек металлосеток высокой и сверхвысокой плотности имеет порядок 10~s.10″ * м). Практика показывает, что одним из основных факторов, влияющих на качество сетки, является правильное соотношение между силой прибоя, натяжениями основы и сформированной сетки в момент прибоя. В производстве это соотношение находится опытным путем, поскольку производители ткацких станков таких рекомендаций не дают. Более того при проектировании металлоткацких станков возникают сложности по определению сил технологического сопротивления, в частности для батанного механизма — силы сопротивления прибою.

В связи с этим является актуальной задача анализа процесса формирования тканой металлосетки, направленная^ на разработку программного обеспечения для определения исходных данных к проектным расчетам и рекомендаций непосредственным изготовителям сеток.

Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является разработка квазистатической модели процесса формирования сеток из металлических мононитей и определение силовых факторов, возникающих в процессе формирования сеток с заданными геометрическим характеристикамиразработка соответствующего программного обеспеченияразработка практических рекомендаций по модернизации металлоткацких станков.

Исходя из поставленной цели сформулированы следующие основные задачи исследований:

1) выявить характеристики «напряжение — деформация» для мононитей, используемых в производстве тканых металлических сеток;

2) разработать математическую модель процесса деформации проволоки утка, позволяющую определить связь между теометрическими характеристиками его оси и усилиями, действующими со стороны проволок основы;

3) разработать математическую модель процесса деформации проволоки основы при прибое утка, позволяющую определить связь между высотой волны предыдущей уточины с одной стороны и геометрическим характеристиками оси основы, ее натяжением и силой прибоя с другой;

4) оценить влияния требуемых параметров контрольных сеток на натяжение основы и силу прибоя, необходимые для обеспечения этих параметров.

Методика исследований. При решении поставленных задач применялись методы: сопротивления материаов, теории механизмов и машин, механики нити, дифференциального и интегрального исчисления, теории тканефор-мирования, математического моделирования и-программирования.

Экспериментальные исследования проводились с применением методов физического моделирования и тензометрических измерений, при обработке результатов измерений использовались методы математической статистики.

Научная новизна.

1) В квазистатической постановке разработана математическая модель процесса деформирования уточной металлической мононити сетки полотняного переплетения, позволяющая определить при принятых допущениях форму ее геометрической оси и возникающие силовые факторы.

2) Разработана математическая модель статики деформированной металлической мононити основы сетки полотняного переплетения, позволяющая определить ее натяжение и силу прибоя в предположении, что в момент прибоя формируется элемент сетки между двумя предшествующими подводимой уточинами.

3) Разработано алгоритмическое и программное обеспечение для автоматизированного расчета силовых и геометрических параметров основы и утка в процессе формирования металлосетки. Сравнение числовых расчетов с результатами проведенных другими авторами экспериментальных исследований показали на приемлемость предложенной методики определения силы прибоя и натяжения основы в момент прибоя при изготовлении сеток из металлических мононитей.

4) Разработана упрощенная методика определения коэффициента трения в паре перекрещивающихся металлических мононитей. Для ряда мононитей, используемых в металлоткачестве, с доверительной вероятностью 0.95 определены значения коэффициентов трения.

5) Для ряда мононитей, используемых в металлоткачестве, методом тензометрирования получены зависимости «растягивающее усилие — удлинение нити», после обработки которых построены зависимости «напряжение — относительная деформация» испытуемых образцов.

6) На основании анализа результатов исследования предложено направление модернизации механизма отпуска основы металлоткацких станков типа СТР.

Практическая ценность. Разработанная математическая модель статики прибоя уточной нити и программное обеспечение, позволяющие определить по требуемым параметрам сетки (размеру ячейки в свету, диаметрам и материалам проволок основы и утка) требуемую силу прибоя и натяжение основы в момент прибоя, предназначаются для использования при модернизации существующих и проектировании новых моделей металлоткацких станков.

Полученные на основании результатов экспериментов механические характеристики ряда металлонитей могут быть использованы и при решении других производственных и научных задач.

Материалы диссертации используются в учебном процессе в курсах цикла ДС (дисцилины специализаций) при подготовка студентов направления 651 600 Технологические машины и оборудования (специальности 170 700 Машины и аппараты текстильной и легкой промышленности) и направления 551 800 Технологические машины и оборудования (специальности 551 824 Машины и аппараты текстильной и легкой промышленности). Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались:

1. На межвузовской научно — технической конференции 23 — 25 апреля 2001 года. В г. Иваново, ИГТА.

2. На международной научно — технической конференции 21−24 мая.

2001 года. В г. Иваново, ИГТА.

3. На международной научно — технической конференции 27 — 30 мая.

2002 года. В г. Иваново, ИГТА.

4. На межвузовской научно — технической конференции 22 — 24 апреля.

2003 года. В г. Иваново, ИГТА.

5. На расширенном заседании кафедры теории механизмов и проектирования текстильных машин, PITTA, г. Иваново, в 2003 г.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из 4-х глав и заключения. Текст изложен на 157 траницах. В работе имеется 11 таблиц, 61 рисунков, список литературы, включающий 111 наименований, и 3 приложения.

2. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

2.1 ВВЕДЕНИЕ.

Металлоткачество — уникальная подотрасль, в технологических процессах которой сочетаются специфика образования ткацких переплетений и холодных методов обработки металлов [1]. Металлотканые сетки используются в авиаи ракетостроении, химической, абразивной, горной, радиоэлектронной, пищевой, бумажной промышленности, в порошковой металлургии, и т. д. [2, 3, 83].

Металлотканые сетки предназначены для классификации сыпучих материалов по размерам частиц, фильтрации газов и жидкостей, обезвоживания и сушки влажных материалов. Металлические сетеполотна применяются для изготовления зеркал самораскрывающихся антенн и тканей, не пропускающих микроволновое излучение, для выработай преобразователей энергии и в лабораторном деле [3, 4, 5]. Иначе говоря, металлосетки представляют собой в последнее время все больший интерес не только у традиционных потребителей, но и в иных отраслях, например, в компьютерной технике, в производстве аккумуляторных батарей нового типа, в устройствах тонкого фильтрования и т. д. [1].

Металлотканые сетки в зависимости от назначения делят на следующие виды: одинарные, тройные, крученые, подкладочные, фильтровые и сортовые. При изготовлении сеток применяют переплетения простое (полотняное), саржевое и полусаржевое (саржа ½ или 2/1) [7].

Сетки полусаржевого переплетения имеют высокую стойкость на истирание. Саржевое переплетение применяют при изготовлении фильтровых сеток высокой плотности.

В зависимости от требований, предъявляемых к сеткам, делают более сложные комбинации взаимного расположения нитей в сетки. Сетки могут быть двойными и тройными. В двойных сетках нити располагаюся по две плотно друг к другу, в тройных — по три. При этом нити основы в них несколько меньше диаметром, чем нити утка. Такие сетки обладают хорошей гибкостью и имеют более гладкую поверхность, чем обычные. Переплетение в таких сетках простое.

Одинарные сетки простого и полусаржевого переплетения вырабатывают из проволоки круглого сечения различных диаметров, причем диаметр проволоки утка больше диаметра проволок основы. Ячейки имеют форму прямоугольника и вытянуты вдоль основы. Количество уточин на единицу длины меньше количества основных нитей. Одинарные сетки изготовляют из проволоки кислотостойкой стали марки 1Х18Н9Т и 1Х18Н10Т по ГОСТ 5632– —61, или из сплавов оловянно-фосфористой бронзы (основа) и полутомпака (уток). Для изготовления этих сеток используют и другие сплавы: монель-металл, нержавеющую сталь, латунь, а также синтетические материалы (полиэфирное и лавсановое моноволокно).

Тройные сетки изготовляют в основном простым переплетением, но иногда и они могут быть полусаржевого переплетения. Ячейки в форме прямоугольника вдоль основы. Диаметры нитей основы у тройных сеток -0.55. 0.10мм, утка — 0.10. 0.18мм. Тройные тканые сетки из проволоки сплавов цветных металлов изготовляют по основе оловянно — фосфористой бронзы Бр. ОФ 6.5−0.4 или Бр. ОФ 8.0−0.3. Щов сетки электропаянный с применением серебряного прибоя марки Пер — 15.

Крученые сетки отличаются тем, что нити основы имеет больший диаметр, чем уток, и представляют собой канатик, скрученный из семи проволок. Крученые сетки более прочные и гибкие, чем одинарные. Они могут быть простого и двойного кручения. У первых уток — проволока круглого сечения, у вторых — так же, как и основа, — семижильный канатик, но меньшего диаметра. Крученые тканые сетки из проволоки сплавов цветных металлов могут быть изготовлены с уточной проволокой из полутомпака марки JI-80 и бронзы марки Бр. ОФ 6.5 — 0.4. некоторые номера сеток могут изготовляться из бронзы с основой и утком из канатика (двойного кручения).

Сортовые сетки изготовляют из полутомпаковой проволоки марки Л-80 и оловянно-фосфористой бронзы марки Бр. ОФ 6.5 — 0.4, а некоторые номера сеток могут быть изготовлены из проволоки монель — металла марки НМЖМц 28 — 2.5 -1.5.

В ассортименте изделий сеточного метизного производства особое место занимают тканые фильтровые сетки, предназначенные для фильтрации жидкостей и газов под давлением или вакууме.

Фильтровые сетки характеризуются отсутствием ячеек, имеют очень маленькую плотность по основе и очень большую по утку. В результате уточные нити располагаются одна к другой вплотную. Диаметр проволок основы больше, чем утка. Фильтровые сетки прочны и выдерживают значительные нагрузки. Эти сетки изготавливаются из одинакового сплава по основе и утку, в основном из монель — металла, реже из полутомпака и оловянно — фосфористой бронзы. Фильтровые сетки могут быть простого и полусаржевого переплетения.

Сетки фильтровые по ГОСТ 3187–76 подразделяются на сетки полотняного переплетения, сетки саржевого переплетения односторонние и двухсторонние с максимальной плотнотью до 1100 уточных нитей на сантиметр. За рубежом (Германия) различают четыре типа сеток фильтровых (с нулевыми ячейками): SPW, RPD-P2, DTW, BWT [8].

В сетках полотняного переплетения типа SPW усиленные проволоки основы расположены на определенном расстоянии друг от друга, а более тонкие уточные проволоки вплотную прибиваются друг к другу при максимальной плотности по утку до 160 мононитей на сантиметр.

Сетки полотняного переплетения типа RPD-P2 отличаются от российских сеток тем, что при выработке данных сеток используется усиленный уток и более тонкие нити основы. Такая кострукция сетки позволяет значительно повысить производительность металлоткацкого оборудования и достичь повышения прочности полотна на ударные воздействия.

Микрофильтры типа DTW, вырабатываемые по саржевому переплетению 2/2, получили широкое применение в системах фильтрации и гидравлического управления авиационных, ракетных и космических аппаратов. Плотность данных сеток максимальна и достигает 180 основных и 1020 уточных мононитей на один сантиметр. При этом фильтр толщиной 100 мкм удерживает примеси размером 7 мкм.

Саржевые сетки с широкой ячейкой типа BWT отличаются от сетки DTW наличием незначительного зазора между проволоками утка, предназначенным для повышения пропуской способности фильтра.

В отличие от сеток фильтровых с нулевыми ячейками ГОСТ 6613– — 86 предусматривает изготовление сеток с квадратными ячейками нормальной и высокой точности, а также контрольных (см. табл. 2.1). Как видим, ГОСТ закладывает довольно высокие требование к отклонению размера стороны ячейки от номинального. В американском стандарте допуски на сопоставимые размеры ячеек примерно такие же.

Сетки по стандарту Китая GB 5330 — 85 подразделяются на сетки полотняного и саржевого переплетения. Размеры ячеек сетки — от 0.025 до 16.0 мм. Диаметры проволок для изготовления этих сеток — 0.018 до 3.15 мм (см. табл. 2.2). Ширины сетки — от 800 до 2000 мм. Сетки обозначаются аббравиатурой «GFnW», где «G» — промышленное назначение- «F» — с квадратной ячейкой- «п» — тип точности (=1, 2, 3) — «W» — фильтровые сетки. Например, промышленные фильтровые сетки полотняного переплетения с квадратной ячейкой, первого типа точности, размером ячеек 1.00 мм и диаметром проволок 0.355 мм обозначается в виде GF1W 1.00/0.335 (полотняное) GB 5330 — 85 .

Российские и зарубежные металлосетки вполне сопоставимы по требованиям точности изготовления, однако качество зарубежных сеток несколько лучше, а производительность ткацких станков превышает производительность российских в 1,5. 2 раза [4]. Это можно объяснить несколькими причинами, в частности, применением более равномерной по диаметру проволоки, более качественной подготовкой навоя (более равномерное натяжение основы по ширине станка), более совершенным ткацким оборудованием.

Выдержка из ГОСТ 6613–86Таблица 2.1.

ТочДиаметр проволоки, мм Номинальный Предельное отклонение среднего ариМаксимальное отклонение Допустимое число сетки ность сетки Номинальный Предельное отклонение размер стороны ячейки в свету мм фметического эазмера стороны ячейки от номинального, мм размера стороны ячейки от номинального, мм ячеек с максимальным размерой %.

004 0.030 0.004 0.040 0.004 0.028.

016 е§Я Л § 2 а 0.100 0.010 0.160 0.014 0.091 8.

04 0.160 0.010 0.400 0.029 0.180.

2.5 о X 0.500 0.020 2.500 0:1−50 0.880.

004 0.030 0.003 0.040 0.004 0.021.

016 • • • 04 Высокая 0.100 0.160 0.006 0.006 0.160 0.400 0.012 • • • 0.024 0.048 0.096 5.

2.5 0.500 0.015 2.500 0.140 0.450.

004 Si 3 к i-Q со & к 0.030 0.003 0.040 0.003 0.012−0.021.

016 • • • 04 0.100 0.160 0.005 0.005 0.160 0.400 0.007 0.016 0.026−0.044 0.047−0.078 5.

2.5 О 0.500 0.015 2.500 0.090 0.180−0.260.

Номер сетки Вид и порядок переплетения.

004.0063 0071.014 016.2.5 Саржевое 2/2 Полотняное 1/1 или саржевое 2/2 Полотняное 1/1.

Выдержка из GB 5330 — 85 Таблица 2.2.

Номинальный размер ячейки металлосетки, мм Среднее арифметическое отклонение размера ячейки, + % Разрешонная область отклонения ячейки, +% Номинальный размер диаметра проволоки мм серия.

Главная Дополнительная Сорт точности Сорт точности.

R10 R20 R403 1 2 3 1 2 3.

10 10 4.5 6.3 8.8 8.12 15.25 24.40 2.50 2.24 1.00 1.80 1.40 1.20.

5 5 4.75 5 7 9.8 10.15 21.35 30.50 1.60 1.25 1.12 1.00 0.900.

1.0 1.0 1.0 5 7 9.9 10.15 21.35 30.50 0.560 0.500 0.400 0.355 0.315 0.280 0.250.

0.50 0.50 0.50 5.6 8 11.2 13.20 24.40 35.60 0.315 0.250 0.224 0.200 0.160.

0.250 • •" 0.250 0.250 6.3 9 12.5 16.25 30.50 40.70 0.160 0.140 0.125 0.112 0.100.

0.050 0.050 9 12.5 17.5 30.50 46.80 60.95 0.040 0.036 0.032 0.030.

0.025 0.025 0.026 io 14 19.6 46.80 60.100 70.100 0.025 0.022.

Качество металлической сетки в первую очередь зависит от условий ее формирования. В связи с этим встает задача анализа процесса прибоя уточной проволоки. Решение этой задачи с позиций кинетостатики (первое приближение) позволит определить силы взаимодействия между перерабатываемой проволокой и рабочими органами исполнительных мехнизмов станка, что дает исходные данные для проектирования и совершенствования этих механизмов.

2.2 КРАТКИЙ ОБЗОР И КРИТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ МЕТАЛЛОТКАЧЕСТВА.

Поисковое знакомство с научными исследованиями показывает, что специальной литературы по металлоткацкому оборудованию к настоящему времени опубликовано очень мало, внимание исследователей к изучению оборудования и технологий металлоткачества продолжает оставаться недостаточным. Так за период с 1970 по 1996 годы во всем мире (исключая Российскую Федерацию) было опубликовано всего лишь 18 работ, затрагивающих металлоткачество и производство" трикотажа из металлической проволоки [1]. Из них пять публикаций — в Германии, четыре — в США, по три — во Франции и в Англии, по одной — в Бельгии, Индии, Чехии. Десять публикаций являются патентами. Имеется также чуть более 30 публикаций по металлическим и металлизированным волокнам и мононитям.

В России первым глубоким научным исследованием металлоткацкого оборудования можно считать работу д.т.н. Г. М. Смирнова [9]. В ней проведен сравнительный анализ основных исполнительных механизмов станка ТП-100-М производства Шуйского машиностроительного завода и станка UDWZ — 0.04 фирмы «Draweba» (Германия). Автором показана необходимость модернизации батанного механизма, механизма отпуска основы и набора товара. В работе представлен обзорроссийской и зарубежной литературы в области металлоткачества до 1970 года, в котором автор указывает на небольшое число исследований^ металлоткацких станков и их механизмов, что безусловно тормозит совершенствование новых металлоткацких станков.

С 1980 года вопросами исследования металлоткацкого оборудования и технологий металлоткачества наиболее активно в России занимается Ивановская государственная текстильная академия (ИГТА). За этот период материалы исследований активно распространялись на производстве и международных научных конференциях, опубликовано несколько десятков сообщений и научных статей, защищены три диссертации на соискание ученой степени кандидата техническах наук.

Первой актуальной, в связи с некоторым застоем в развитии металлоткацкого производства, явилась работа А. Н. Смирнова [2]. Автор попытался увязать вопросы технологического плана с разработкой новой конструкции батанного механизма современного рапирного металлоткацкого станка, спроектированного Шуйским СКБ ткацкого оборудования. Дан подробный обзор металлоткацкого оборудования производства СССР и зарубежного, а также работ по металлоткачеству до 1982 года. Проведены кинематическое, кинетостатическое и динамическое исследования усовершенствованной конч струкции батанного механизма рапирного металлоткацкого станка. Впервые сделана попытка выяснить целесообразность двухкратного прибоя металло-утка. Предложен аналитический способ определения некоторых качественных показателей фильтровых металлосеток.

Следующий вклад в исследование металлоткацких станков был сделан А. А. Тувиным [3]. Основной целью было исследование конструкции механизма прокладывания уточной проволоки ткацкого станка типа СТР-100-М, разработка рекомендаций по усовершенствованию рапирного механизма для увеличения ресурса его работы. Дан обзор существующих механизмов прокладывания утка с помощью жестких рапир. Предложена методика кинематического и силового исследования пространственного кулачково рычажного рапирного механизма, разработана методика и приведены результаты исследования влияния рапирного и батанного механизмов на динамику привода станка. Рассмотрены вопросы о поперечных колебаний рапиры как стержня переменной длины и создания рациональных смазочных материалов для повышения долговечности шарнирных соединений механизма привода рапир.

Диссертационная работа А. В. Чумикова [4] рассматривает вопросы исследования и совершенствования механизма прибоя утка уже освоенного потребителями станка СТР-100-М. Здесь, а также в работах [20, 21], приводятся результаты сравнительного анализа работы двухприбойных батанных механизмов с шарнирно — рычажным и кулачковым приводом. На станках типа ТП в момент прибоя батан практически выстаивает в течение 40° угла поворота главного вала, обеспечивая тем самым стабильное положение уточины в момент формирования сетки. Выстой батана в момент прибоя способствует затуханию упругих колебаний систем заправки основы и самого батана, обусловливая более точную фиксацию уточины в опушке ткани, что позволяет повысить качество вырабатываемой ткани. В рапирных станках типа СТР-100-М используется кулачковый привод. Практический выстой батана за счёт рычажной системы значительно меньше (~11°). Автор считает, что для для увеличения фазы практического выстоя батана у опушки ткани до 40° необходимо ввести фазу выстоя толкателя кулачка, и предлагает вариант батанного механизма с выстоем 20° без второго прибоя, позволяющий повысить качество металлосетки. Далее в [4] дается разработка динамической модели батанного механизма станка СТР-100-М, и приведен анализ собственных и вынужденных колебаний бруса батана, которым подтверждается целесообразность введения фазы выстоя. Брус представлялся стержнем с распределенными параметрами.

Батанный механизм является основным, осуществляющим процесс подвода и прибоя утка к опушке ткани, от работы которого во многом зависит качество вырабатываемой сетки. Прибой утка — сложный многофакторный процесс, зависящий от конструкции ткацкого станка, технологических параметров заправки основы и утка, свойств применяемого сырья, строения ткани и т. д. По числу прибоев утка за один оборот главного вала станка батанные механизмы можно разделить на одноприбойныедвухприбойныемногоприбойные и виброприбойные. Наибольшее применение имеют одноприбойные батанные механизмы, некоторые конструкции из которых позволяют осуществить и двухприбойное уплотнение утка. Многоприбойные [10.12] и виброприбойные [13.16] батанные механизмы находятся в стадии научно — исследовательских разработок, стендовых модельных испытаний и практического применения не нашли.

В работах [17.19, 84] авторы считают, что для придания утку достаточной деформации и надежного закрепления его в опушке вырабатываемого продукта необходим двухкратный прибой. Вследствие наличия зазоров в кинематических парах двухприбойные батанные механизмы менее точно воспроизводят заданную траекторию и отличаются более высокими щумо-выми характеристиками. В момент первого прибоя нити основы находятся в положении заступа, уточная нить посредством берда внедряется. до определенного положения в опушку вырабатываемого продукта, затем происходит отход берда перед вторым прибоем. В [17] особо подчеркивается, что поскольку величина отхода прибойной точки берда станка АТР-100-М-КС перед вторым прибоем менее 1 мм, для обеспечения эффективности второго прибоя необходима высокая жесткость звеньев батанного механизма и точность кинематических пар.

В работе [25] предложена методика расчета жесткости упругой системы заправки металлоткацкого станка. Показано, что наибольшее влияние на податливость упругой системы оказывает податливость сформированной сетки. Податливость системы заправки металлоткацкого станка в определенных пределах может варьироваться за счет изменения коэффициента трения основы по поверхности навойной трубы.

В статье [22] авторы предложили методику расчета собственных частот и форм изгибных колебаний бруса батана металлоткацкого станка типа СТР, определен характер влияния конструктивных параметров батанного механизма на частоты и формы колебаний бруса.

Продолжением работы [25] можно считать исследование [31], где авторы предлагают методику расчета взаимодействия упругой системы заправки металлоткацкого станка с рабочими органами исполнительных механизмов. Однако числовых расчетов в работе не приводится.

В работах [29, 30] предлагается новый способ формирования ткани, в том числе и металлосеток, и принципиально новое устройство батанного механизма, осуществляющего этот способ. Сущность предложений заключается в том, что процесс прибоя разделяется на две фазы — ускоренный подвод уточины к опушке ткани и медленное ее перемещение вместе с опушкой на величину прибойной полоски.

В работе [32] авторы делают выводы, что реализация предложенного в [29, 30] безударного взаимодействия берда с опушкой ткани рассматриваемой конструкцией батанного механизмавозможна в условиях соответствия перемещения берда во второй фазе формирования ткани величине прибойной полоски. Перемещение берда во второй фазе регулируется путем изменения момента начала движения толкателя, причем уменьшение хода берда не нарушает безударного принципа формирования ткани.

В этих работах впервые предпринята попытка увязать конструктивные параметры батанного механизма с величиной прибойной полоски вырабатываемой ткани.

Мы охватили наиболее существенные исследования в области металлоткачества. Далее остановимся на некоторых технологических вопросах тканеформирования в хлопкоткачестве.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Разработана методика определения требуемого для изготовления тканой металлосетки полотняного переплетения заданной плотности и фазы строения натяжения основы и силы прибоя. Тем самым определяется и требуемое в момент прибоя натяжение сетки. Методика предназначена для использования в проектных расчетах при разработке металлоткацких станков, для использования в системе САПР батанных механизмов этих станков. Методика может быть использована непосредственно на заводах по производству металлических сеток при расчетах необходимого для изготовления той или иной сетки заправочногонатяжения.

В рамках решения указанной комплексной задачи в диссертационной работе получены, в частности, следующие результаты:

1. С помощью тензометрической установки, в качестве основы в которой использовался применяемый в текстильном материаловедении прибор профессора П. В. Мелентьева. получены механические характеристики «растягивающее усилие — удлинение нити» для ряда металлических мононитей, используемых при производстве сеток (низкоуглеродистая сталь О, высоколегированная теплостойкая сталь 12Х18Н10Т, латунь Л — 80, бронза Бр. С)Ф-6.5−0.4, Медь Ml, Никель НО). После обработки этих характеристик получены условные и действительные зависимости б (е) «напряжениеотносительная деформация «испытуемых образцов. Результаты показывают, что эти зависимости определяются не только материалами, технологией протяжки, но и диаметром проволоки.

2. Разработана математическая модель квазистатики процесса деформации сеток из металлонити утка сетки полотняного переплетения, а также необходимое программное обеспечениепозволяющие определить как форму геометрической оси нити, так и силы взаимодействия в зоне контакта с нитями основы, связы между поперечными силами и высотой волны линии изгиба геометрической оси утка интерпелируется квадратичными зависимостями.

3. Предложен экспериментально — аналитический метод определения коэффициента трения в паре перекрещивающихся металл онитей. С доверительной вероятностью 0,95 определены значения коэффициентов трения для пар одинакового материала (сталь 0, 12Х18Н10Т, JI — 80, Бр. ОФ-6,5−0,4.).

4. Разработана квазистатическая математическая модель процесса прибоя и уплотнения утка, а также необходимое программное обеспечение, позволяющее определить требуемое для созданая сетки заданной фазы натяжение основы в момент прибоя и силы прибоя. Предполагалось, что при прибое окончательную форму принимает предыдущая уточина. Расчеты показали, что подводимая уточина также деформируется нитями основы, но несколько в меньшей степени.

На усилие прибоя и натяжение основы оказывает влияние величина коэффициента трения в паре основа — уток, причем на силу прибоя — в большей степени. Существенное влияеие на усилие прибоя и натяжение основы оказывает характеристика б (е) проволоки и плотность вырабатываемой сетки.

Сравнение результатов расчеиов с экспериментальными данными показывает, что предлагаемая методика расчета усилия прибоя и натяжения основы может быть прием .ой для решения соответствующих задач.

5. Предложена модернизация регулятора основы металлоткацких станков типа СТР, позволяющая обеспечить в момент прибоя требуемое натяжение основы. Так как натяжение сетки в момент прибоя обеспечивается существующей конструкцией товарного регулятора, то обеспечивая требуемое натяжение основы мы тем самым обеспечиваем и требуемое усилие прибоя.