Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Разработка и получение на станках СТБ технических тканей из термостойких нитей стекла и базальта

Диссертация: Разработка и получение на станках СТБ технических тканей из термостойких нитей стекла и базальта
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В мировой практике расширению сфер использования технического текстиля в последние годы способствовало создание ассортимента тканей на основе высокомодульных нитей. Это связано с их уникальными эксплуатационными характеристиками: высокая прочность, высокие показатели виброи шумоизоляции, термостойкость, неподверженность воздействию микроорганизмов и большинства химикатов и др. Экспериментальные… Читать ещё >

Разработка и получение на станках СТБ технических тканей из термостойких нитей стекла и базальта (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • 1. АНАЛИЗ НАУЧНОЙ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
    • 1. 1. Публикации и патентная документация, касающиеся технических тканей
    • 1. 2. Работы, посвященные проектированию и оптимизации строения ткани
  • Постановка задачи исследования
  • 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СТРОЕНИЯ ТКАНИ С УЧЕТОМ СИЛОВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОСНОВНЫХ И УТОЧНЫХ НИТЕЙ ИЗ СТЕКЛА И БАЗАЛЬТА
    • 2. 1. Характеристика ткани
    • 2. 2. Определение параметров ряда Фурье и получение уравнения прогиба осевой линии нити применительно к переплетению рогожка 3/
    • 2. 3. Определение коэффициента ах уравнения осевой линии нити
    • 2. 4. Максимальные значения изгиба нитей основы и утка в ткани
    • 2. 5. Математическая модель строения ткани
    • 2. 6. Анализ взаимодействия нитей из стекла и базальта в ткани
  • Выводы по разделу
  • 3. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПИТАНИЯ СТАНКА СТБ-2−180 ОСНОВОЙ И УТКОМ
    • 3. 1. Предварительный эксперимент
    • 3. 2. Параметры заправки основы
    • 3. 3. Параметры заправки уточной нити из стекла
    • 3. 4. Параметры заправки уточной нити из базальта
  • Выводы по разделу
  • 4. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НОВЫХ ВИДОВ ТКАНЕЙ ИЗ ТЕРМОСТОЙКИХ НИТЕЙ
    • 4. 1. Поверхностная плотность тканей
    • 4. 2. Плотность нитей на 10 см ткани
    • 4. 3. Разрывная нагрузка и удлинение тканей
    • 4. 4. Жесткость тканей при изгибе
    • 4. 5. Стойкость тканей к истиранию
    • 4. 6. Выносливость тканей к многократному изгибу
  • Выводы по разделу
  • ОБОБЩЕННЫЕ
  • ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Актуальность темы

исследования.

Производство технического текстиля — одно из наиболее динамично развивающихся направлений развития текстильной промышленности.

В мировой практике расширению сфер использования технического текстиля в последние годы способствовало создание ассортимента тканей на основе высокомодульных нитей. Это связано с их уникальными эксплуатационными характеристиками: высокая прочность, высокие показатели виброи шумоизоляции, термостойкость, неподверженность воздействию микроорганизмов и большинства химикатов и др.

При производстве технических тканей специального назначения используются высокомодульные синтетические нити, такие как стеклянные, базальтовые, арамидные и др. Применение высокомодульных нитей позволяет получать тканые материалы, которые используются в космонавтике, авиаи судостроении. На их основе создаются композиционные пластики, позволяющие сократить общую массу изделия. Большие выгоды дает применение специальных тканей при изготовлении защитных изделий от внешних факторов: тентов, покрытий, навесов, защитной одежды.

Одной из важнейших технических задач является получение тканей для защиты от теплового излучения. Разработки в этой области являются актуальными.

Цель и задачи исследования

Целью диссертационной работы является разработка и получение новых видов технических тканей содержащих высокомодульные термостойкие нити.

Для достижения поставленной цели ставятся и решаются следующие задачи:

1. Обосновывается сырьевой состав тканей и вид оборудования, на котором они могут быть получены. В частности, рекомендуются к использованию станки СТБ, оснащенные многоуточными приборами.

2. Ставится задача, и рассматривается взаимодействие высокомодульных технических нитей в ткани, дается оценка локальных сил, возникающих в области контакта основных и уточных нитей.

3. Применительно к переплетению рогожка 3/3 разрабатывается математическая модель расположения нитей основы и утка в ткани, что позволяет оценить параметры ткани применительно к теории фазового ее строения.

4. С целью снижения обрывности основных и уточных нитей и повышения производительности ткацкого оборудования проводится оптимизация заправки ткацких станков вырабатывающих ткани из нитей стекла и базальта, а также тканей из других видов волокон.

5. Исследуются механические свойства новых видов технических тканей.

Методы исследования. При выполнении теоретических исследований применялись методы прикладной математики (решения неоднородных дифференциальных уравнений 4-го порядка), теоретической механики, сопротивления материалов, методы математического моделирования и Др.

Экспериментальные исследования по оптимизации заправочных параметров ткацкого станка, а также механических характеристик тканей проводились в производственных и лабораторных условиях. Обработка результатов исследований осуществлялась методами математической статистики с применением критериев Кочрена, Стьюдента, Фишера.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Исследовано взаимодействие в ткани комплексных технических нитей из стекла и базальта.

2. Разработана методика расчета взаимодействия в ткани технических нитей разного диаметра и жесткости на изгиб.

3. Разработана методика расчета взаимодействия в ткани нитей, которые подвергаются разным локальным нагрузкам и имеют разные продольные натяжения. Дана оценка влияния этих показателей на структуру ткани.

4. Создана математическая модель строения ткани применительно к удлиненным перекрытиям основных и уточных нитей, которые имеют место при получении ткани мелкоузорчатым видом переплетения рогожка 3/3.

5. Получены аналитические соотношения для определения высоты изгиба нитей в ткани.

6. Проведен комплекс работ, повышающих надежность прокладывания на станке СТБ технических нитей.

Практическая значимость работы заключается:

— в получении технических тканей из высокомодульных термостойких нитей стекла и базальта;

— в разработке технологии их изготовления;

— в разработке мер по снижению обрывности нитей основы и утка в ткачестве путем оптимизации заправки на ткацком станке СТБ-2−180 технических тканей;

— во внедрении результатов работы на предприятии НПО «Конвер-сипол» (г. Иваново).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и получили положительную оценку на заседании кафедры механической технологии текстильных материалов ИГТА, на всероссийской научно-технической конференции «Текстиль-2005» г. Москва и межвузовских научно-технических конференциях «Поиск-2004», «Поиск.

2005″, «Поиск-2007», «Прогресс-2007», «Поиск-2008», «Прогресс-2008» г. Иваново.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, из них работ, опубликованных в рецензируемом научном журнале, определенном ВАК для публикаций, «Известия вузов. Технология текстильной промышленности» — 2, работ, опубликованных в материалах всероссийских и международных научно-технических конференций — 10.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и рекомендаций. Она содержит 151 страницу текста, 19 таблиц, 10 рисунков и приложения.

Список литературы

включает 71 наименование. В приложениях приводятся заправочные параметры полученных тканей, методика и результаты определения их огнестойкости, технические характеристики аналогичных тканей изготовленных согласно НТД, акт производственной апробации результатов НИР.

ОБОБЩЕННЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. В публикациях и патентной документации недостаточно освещены ткани, в структуре которых одновременно используются нити стекла и базальта.

2. Анализ источников информации выявил многообразие методов проектирования тканей. Однако в этих работах недостаточно освещены методы расчета тканей из нитей разного диаметра и жесткости на изгиб.

3. Спроектирована и получена техническая ткань из высокомодульных комплексных базальтовых и стеклянных нитей. Ткань обладает повышенной прочностью, огнестойкостью и применяется в военном деле. Кроме того, ткань можно использовать при армировании пластмасс и композиционных термопластов.

4. Решена задача прогиба нити в ткани, в основу которой положено неоднородное дифференциальное уравнение четвертого порядка, отражающее взаимосвязь между натяжением нити, приложенным к ее оси нормальным нагрузкам и жесткостью нити на изгиб.

5. Получена математическая модель строения ткани и на ее основе выведены расчетные формулы, позволяющие определить значения высот волн изгиба нитей в ткани, а следовательно, и фазу ее строения. Модель можно использовать при анализе строения подобных тканей.

6. Сделан анализ взаимодействия основных и уточных нитей в ткани, которые имеют не только разный волокнистый состав, но и разную линейную плотность, жесткость на изгиб, а сама ткань получена на ткацком станке СТБ-2−180 мелкоузорчатым переплетением рогожка 3/3.

7. Получены линейные регрессионные модели влияния заправочных параметров на обрывность основных и уточных нитей.

8. Рекомендованы оптимальные параметры заправки ткацкого станка СТБ-2−180: по основе: величина заступа — 340 высота зева — 80 ммдлина зева — 430 ммпо утку (стеклонить): угол закручивания торсионного вала — 26 глубина прогиба пластины уточного тормоза — 2 ммрасстояние от бобины до экрана — 200 ммпо утку (базальтовая нить): глубина прогиба пластины уточного тормоза — 2 ммугол закручивания торсионного вала — 28 расстояние от бобины до экрана — 170 мм.

9. По результатам проведенных исследований механических свойств тканей, к серийному производству рекомендована ткань № 4, отвечающая необходимым требованиям, т. е. обладающая достаточной поверхностной плотностью, разрывной нагрузкой, стойкостью к истиранию и выносливостью к многократному изгибу.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Пат. 3 572 397 США, МПК D 03 D 15/00. Noncombustion-supporting fabric / Dennis Т. Austin — заявитель и патентообладатель Uniroyal Inc. — № 787 368 — заявл. 27.12.68 — опубл. 23.03.71. 3 с.: ил.
  2. Пат. 3 707 120 США, МПК D 03 D 11/00. Reinforcement of rubber / Charles F. Schroeder — заявитель и патентообладатель Owens-Corning Fiber-glas Corporation. № 149 060 — заявл. 01.06.71 — опубл. 26.12.72. — 10 с.: ил.
  3. Shindo, A. Cehau koraky / A. Shindo // Journal of the Textile Machinery Society of Japan. 1972. — 25. — № 8. — C. 37−42.
  4. Bird Walter, W. Air supported structures / W. Bird Walter // Mod. Text. 1973. — 54. — № 5. — C. 52−56.
  5. , Н.П. Использование стеклянных текстурированных нитей для изготовления тканей / Н. П. Ковалев, С. В. Кондратенкова // Текстильная промышленность. 1971. — № 11. — С. 23.
  6. , Г. Л. Ткани из термостойких нитей / Г. Л. Слостина // Текстильная промышленность. 1975. — № 2. — С. 50−52.
  7. Leary, R.H. Weaving engineered fabric / R.H. Leary I I Textile Industry, USA. 1975. — 139. — № 2. — C. 88−99.
  8. Morris, Y.V. Military usage of textiles / Y.V. Morris // Textiles. -1976. 5. — № 2. — C. 52−56.
  9. Пат. 3 919 028 США, МПК D 03 D 13/00. Method of making unidirectional webbing material / Albert Lewis, Ronald G. Krueger — заявитель и патентообладатель Kaiser Glass Fiber Corporation. № 288 793 — заявл. 13.09.72 — опубл. 11.11.75. — 6 с.: ил.
  10. Пат. 3 988 490 США, МПК D 06 F 83/00. Cover cloth fabric / George С. Holroyd, Dennis Т. Austin — заявитель и патентообладатель Uni-royal Inc. -№ 632 756 — заявл. 17.11.75 — опубл. 26.10.76. -6c.: ил.
  11. Пат. 2 338 016 Российская Федерация, МПК D 03 D 15/12. Защитная ткань / Михайлова М. П. и др. — заявитель и патентообладатель ООО «Арамид». № 2 007 102 209/12 — заявл. 23.03.07 — опубл. 10.11.08. -6с.: ил.
  12. Пат. 2 309 204 Российская Федерация, МПК D 03 D 15/12. Огнезащитная ткань / Михайлова М. П. и др. — заявитель и патентообладатель ОАО «Каменскволокно». № 2 005 140 613/12 — заявл. 26.12.05 — опубл. 27.10.07.-3 с.: ил.
  13. Bompard, В. Elargissement du ereieau du tissu de verre. / B. Bom-pard // Ynd. Text. France. 1978. — № 1078. — C. 285−286.
  14. Пат. 79 500/75 Австралия, МПК D 03 D 13/00, D 03 D 23/00. Tri-axially woven fabric / Dow N.F. — заявитель и патентообладатель Barber-Colman Company. № 632 756 — заявл. 25.03.75 — опубл. 24.05.79. -21 c.: ил.
  15. А. с. 761 629 СССР, МКИ3 D 03 D 15/00. Техническая ткань / В. Н. Феоктистов, З. Н. Исакова, И. А. Шепелева и др. № 3 360 585/25−08 — заявл. 28.11.78 — опубл. 30.03.80, Бюл. № 11. -2 с.: ил.
  16. Пат. 2 104 347 Российская Федерация, МПК 6 D 03 D 15/12, А 62 В 17/00. Металлизированная ткань / Гусейнов Э. Ф., Исаева Е. А. — заявитель и патентообладатель Гусейнов Э. Ф., Исаева Е. А. № 96 107 599/12 — заявл. 10.04.96 — опубл. 10.02.98. -4 с.: ил.
  17. , О.В. Температуростойкие ткани из базальтовых волокон / О. В. Тутаков, В. И. Божко, B.JI. Лемешко и др.//Текстильная промышленность, 1982, № 1, С. 42.
  18. Hyndman, R.W. Silikafaser-Textilen-eine asbest-freie Methode zur Verbessererung der Hochtenperatur-Ysolierung / R.W. Hyndman // Maschi-nenwelt-Elektrotechn. 1981. — 36. — № 4. — C. 98−100.
  19. Bompard, B. Nouveaux debouches pour les materiaux composites / B. Bompard // Mater et techn. -1982. 70. — № 5−6, — C. 135−138.
  20. Leary, R.H. Industrial fabric progress / R.H. Leary // Textile Asia. — 1982.-13.-№ 11.-C. 113−115.
  21. Пат. 4 312 913 США, МГЖ В 32 В 7/00, D 03 D 13/00, В 32 В 5/12. Heat conductive fabric / Walter A. Rheaume — заявитель и патентообладатель Textile Products Incorporated. № 149 003 — заявл. 12.05.80 — опубл. 26.01.82.-6 c.: ил.
  22. Пат. 2 211 263 Российская Федерация, МПК 7 D 03 D 15/12. Огнестойкая ткань / Бова В. Г. и др.- заявитель и патентообладатель ООО НПП «Термотекс». № 2 001 134 141/12 — заявл. 19.12.01 — опубл. 27.08.03. — 6 с.: ил.
  23. , В.П. Строение и качество тканей / В. П. Склянников — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. — 176 с.
  24. , Г. Б. Строение ткани и современные методы её проектирования / Г. Б. Дамянов, Ц. З. Бачев, Н. Ф. Сурнина М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. — 240 с.
  25. , К.Г. Основы расчета параметров строения и формирования тканей / К. Г. Алексеев М.: Легкая индустрия, 1973. — 168 с.
  26. , А.Г. Методы и средства исследований механико-технологических процессов текстильной промышленности / А. Г. Севостьянов -М.: Легкая индустрия, 1980. 392 с.
  27. , В.Е. Планирование и анализ эксперимента / В. Е. Тихомиров М.: Легкая индустрия, 1974. — 262 с.
  28. , А.А. Проектирование пряжи и ткани по крепости на разрыв / А. А. Синицын — М.: Гизлегпром, 1932. 255 с.
  29. , В.А. Метод расчета при построении шерстяной пряжи и ткани / В. А. Воробьёв М.: Легкая индустрия, 1964. — 162 с.
  30. , Ф.М. К вопросу проектирования тканей по массе квадратного метра с учетом коэффициентов наполнения по основе и утку / Ф. М. Розанов, Л. А. Черникина // В кн.: Ткачество и трикотажное производство М.: 1973. — вып. 1. — С. 55−59.
  31. , Н.Ф. Проектирование ткани по заданным параметрам / Н.Ф. Сурнина-М.: 1973. 142 с.
  32. , Н.М. Определение оптимальных параметров строения и условий изготовления ситовых тканей: Автореф. дисс. канд. техн. наук — М.: 1989.-25 с.
  33. , А.И. Проектирование полушерстяных плательных тканей оптимального строения: Автореф. дисс. канд. техн. наук. М.: 1981.-23 с.
  34. , А.А. К вопросу проектирования технических тканей из химических волокон по прочности на раздирание: Автореф. дисс. канд. техн. наук. М.: 1964. — 28 с.
  35. , М.Я. Исследование строения шелковых тканей оптическим методом / М. Я. Мустафаева, Н. Х. Уразов, В. К. Канаки, В. В. Яковлев // Изв. вузов. Технология текст, пром-ти. 1970. — № 1. — С. 4851.
  36. , Ф.Н. К вопросу определения толщины нити, необходимой для построения ткани с заданными свойствами / Ф. Н. Розанов, В. Б. Корсакова // Изв. вузов. Технология текст, пром-ти. 1970. — № 4. — С. 4851.
  37. , А.В. Определение высоты волны по весу нитей, заработанных в ткань / А. В. Романов // Изв. вузов. Технология текст, пром-ти. — 1971. — № 2. С. 48−51.
  38. , Г. И. Определение показателей прочности крученой пряжи / Г. И. Толубеева, Н. К. Романычев, B. J1. Маховер // Изв. вузов. Технол. текст, пром-сти. 2006. — № 2. — С. 44−47.
  39. , О.С. Ткань из высокомодульных технических нитей / О. С. Степанов, Н. К. Романычев, JI.B. Моторин // Изв. вузов. Технол. текст, пром-сти. 2009. — № 3. — С. 41−44.
  40. , И.П. Краткий курс высшей математики / И. П. Натансон М.: Наука, 1963. — 370 с.
  41. , П.Е. Высшая математика в упражнениях и задачах, Ч. 1. — 3-е изд. перераб. и доп. / П. Е. Данко, А. Г. Попов, Т. Я. Кожевникова М.: Высшая школа, 1980. — 270 с.
  42. , И.А. Дифференциальное и интегральное исчисление в примерах и задачах 2-е изд. Стереотипное / И. А. Марон — М.: Наука, 1973.-228 с.
  43. , В.А. Механика гибких стержней и нитей / В. А. Светлицкий М.: Машиностроение, 1978. — С. 33−61.
  44. , Г. В. Теория строения ткани / Г. В. Степанов, С. Г. Степанов Иваново: Иванов, гос. текст, академия, 2004. — С. 289−290.
  45. , А.Г. Методы и средства исследования механико-технологических процессов текстильной промышленности / А. Г. Севостьянов М.: Легкая индустрия, 1980.- 392 с.
  46. ГОСТ 29 104.0−91. Ткани технические. Правила приемки и метод отбора проб. Взамен ГОСТ 20 566–75 в части технических тканей — введ. 1993−01−01. — М.: Изд-во стандартов, 1992 — ИПК Изд-во стандартов, 2004. — 3 с.: ил.
  47. ГОСТ 10 681–75. Материалы текстильные. Климатические условия для кондиционирования и испытания проб и методы их определения.- Взамен ГОСТ 10 681–63 — введ. 1978−01−01. М.: Изд-во стандартов, 1975 — ИПК Изд-во стандартов, 1997. — 28 с.: ил.
  48. ГОСТ 427–75. Линейки измерительные металлические. Технические условия. Взамен ГОСТ 427–56 — введ. 1977−01−01. — М.: Изд-во стандартов, 1975 — Стандартинформ, 2005. -5 с.: ил.
  49. ГОСТ 3813–72. Материалы текстильные. Ткани и штучные изделия. Методы определения разрывных характеристик при растяжении. — Взамен ГОСТ 3813–47 — введ. 1973−01−01. М.: Изд-во стандартов, 1972.20 с.: ил.
  50. ГОСТ 24 104–2001. Весы лабораторные. Общие технические требования. Взамен ГОСТ 24 104–88 — введ. 2002−07−01. — Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации — М.: Изд-во стандартов, сор. 2002. — 5 с.: ил.
  51. ГОСТ 18 976–73. Ткани текстильные. Метод определения стойкости к истиранию. Взамен ГОСТ 8312–57 в части льняных и шелковых тканей и ГОСТ 16 734–71 — введ. 1974−07−01. — М.: Изд-во стандартов, 1985. -5 с.: ил.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!