Влияние свойств химических волокон на свойства пряжи

Влияние свойств химических волокон на свойства пряжи
Методические указания к лабораторным работам
и курсовому проектированию по дисциплинам
"Прядение хлопка и химических волокон",
"Проектирование свойств пряжи", "Оперативное управление технологическими процессами прядильного производства и качеством продукции",
"САПР пряжи"
для студентов специализаций 280301, 280312, 280313
всех форм обучения
Составители:
В. В. Заводина
Б. С. Михайлов
Федеральное агентство по образованию
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
"САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИИ И ДИЗАЙНА"
Кафедра технологии прядения и нетканых материалов
Влияние свойств химических волокон на свойства пряжи
Методические указания к лабораторным работам
и курсовому проектированию по дисциплинам
"Прядение хлопка и химических волокон",
"Проектирование свойств пряжи", "Оперативное управление технологией
прядильного производства и качеством продукции", "САПР пряжи"
для студентов специализаций 280301, 280312, 280313
всех форм обучения
Составители:
В. В. Заводина
Б. С. Михайлов
Санкт-Петербург
2006
УТВЕРЖДЕНО
на заседании кафедры
30 января 2006 г.,
протокол № 7
Рецензент
Л. М. Аснис
Подписано в печать
. Формат 60х84 1/16.
Печать трафаретная. Усл. печ. л. 0,5. Тираж 50 экз.
Заказ
Отпечатано в типографии СПГУТД
191028, Санкт-Петербург, ул. Моховая, 26
1 Формула А. Н. Ванчикова для пряжи из химических штапельных волокон
Расчет относительной разрывной нагрузки пряжи из химических штапельных волокон, сН/текс, производится по формуле А. Н. Ванчикова
68,5 Т в
Рв 
Т 
,
Ро  1,16о 
 0,00859 4
3Т
Тв 
Т

пр 
Т
пр

где
Рв
Тв
о
–
–
–
Т пр
–
прочность волокна, сН;
линейная плотность волокна, текс;
коэффициент, равный для вискозных, полинозных, полиэфирных и полиамидных волокон 1 и для полиакрилонитрильных волокон 0,93–0,95;
линейная плотность пряжи, текс;
Т
–
коэффициент крутки пряжи в системе текс.
2 Формула В. А. Усенко для пряжи из вискозного штапельного волокна
Для расчета относительной разрывной нагрузки пряжи из вискозного
штапельного волокна, получаемой на кольцевых прядильных машинах,
В. А. Усенко получил формулу




Рв 
2,8   7,83 
Ро 
1  0,0375 Н о 
1 
  ,
Тв 
lшт 
Т пр  




Т
в 

где
Но
–

–
База, %

удельная неровнота пряжи, характеризующая качество
технологического процесса (для кардной пряжи 2,5–3,5);
коэффициент, учитывающий влияние равномерности волокон по длине; определяется в зависимости от базы волокна.
50 и выше
1
45
0,99
40
0,97
35
0,94
30
0,9
25
0,85
15
0,75
10
0,68
3

–
коэффициент, учитывающий влияние крутки пряжи, определяется разностью между фактическим Т и критическим
Т кр коэффициентами крутки ( Т  Т кр ) .
Коэффициент критической крутки определяют по формуле В. А.
Усенко:
1000
527 6 25 
Т пр
.
Т кр 
1000
3l
шт 4
Тв
Коэффициент  определяют по табл. 1.
Таблица 1 – Величина коэффициента  в формуле В. А. Усенко
Т  Т кр
Т  Т кр
Т  Т кр
Т  Т кр



-18,97
-15,8
-12,6
-9,48
-7,9
0,73
0,8
0,85
0,9
0,93
-6,32
-4,74
-3,16
-1,58
0
0,95
0,97
0,98
0,99
1
3,14
4,74
6,32
9,48
12,6
0,98
0,97
0,95
0,94
0,91
15,8
18,97
22,1
25,3
28,4

0,87
0,82
0,78
0,73
0,68
3 Формулы Г. М. Коробовой для полипропиленовой пряжи
В кандидатской диссертации Г. М. Коробовой был проведен анализ
формул А. Н. Соловьева, К. И. Корицкого и А. Н. Ванчикова, который показал, что при проектировании свойств пряжи учитывается влияние на них
только длины волокон, их разрывной нагрузки и удлинения, линейной
плотности и коэффициентов вариации по этим показателям. При этом
остается без внимания влияние степени извитости волокон на эти показатели.
В результате анализа статистических данных, полученных в процессе
производства полипропиленовой пряжи на ОАО "МПТМ", было замечено,
что пряжа одной и той же линейной плотности, выработанная из одинаковых по свойствам полипропиленовых волокон с одинаковой круткой, имеет различные значения разрывной нагрузки. Исходя из этого, Г. М. Коробовой было сделано предположение, что на прочность пряжи оказывает
влияние извитость волокон. Поэтому ею было предложено ввести дополнительный критерий оценки извитости волокон – степень извитости, рассчитываемую по формуле
4
i
Lo
100 % ,
L  Lo
где
– длина волокна к моменту его полного распрямления, мм;
L
– первоначальная длина волокна, мм.
Lo
Результаты измерений показали, что степень извитости полипропиленового волокна изменяется от 10 до 25 %.
3.1 Многофакторные модели для пряжи линейной плотностью от
30 до 180 текс
Модель для определения относительной разрывной нагрузки пряжи
линейной плотностью от 30 до 180 текс имеет следующий вид:
Ропр  18,4  0,07Т пр  9,7Т в  0,04 L  0,06 Ров  0,1i  0,12 в  0,03К ,
где
Т пр
–
линейная плотность пряжи, текс;
Тв
L
Ров
–
–
–
линейная плотность волокна, текс;
длина волокна, мм;
относительная разрывная нагрузка волокна, сН/текс;
–
–
относительное разрывное удлинение волокна, %;
крутка пряжи, м-1.
в
К
Для разрывного удлинения пряжи уравнение регрессии имеет вид
 пр  20,9  0,07Т пр  8,6Т в  0,06 L  0,06 Ров  0,1i  0,1 в  0,03К .
Линейная многофакторная корреляционная модель коэффициента вариации по линейной плотности пряжи имеет следующий вид:
CvT  16,6  0,01Tпр  2,5Т в  0,03L  0,07 Ров  0,02i  0,045 в  0,003К .
Коэффициент вариации по разрывной нагрузке рассчитывается по
формуле
СvР  31,2  0,01Т пр  2,5Т в  0,03L  0,07 Ров  0,03i  0,05 в  0,003К .
Модель, отражающая влияние крутки и линейной плотности пряжи на
ее ворсистость, выглядит следующим образом:
5
В  34,37  0,13Т пр  0,04 К ,
где
В
Т пр
–
–
плотность ворса пряжи;
линейная плотность пряжи, текс;
К
–
крутка пряжи, м-1;
3.2 Многофакторные модели для пряжи линейной плотностью от
30 до 50 текс
Ропр  28,2  0,4Т пр  137,4Т в  0,097 L  0,19Ров  0,003i  0,04 в  0,1К .
 пр  12,4  0,3Т пр  114,6Т в  0,14 L  0,16 Ров  0,03i  0,003 в  0,07 К .
СvT  14,8  0,09Т пр  56,8Т в  0,07 L  0,07 Ров  0,07i  0,002 в  0,03К .
СvР  41,02  0,3Т пр  146,9Т в  0,19 L  0,04 Ров  0,07i  0,008 в  0,07 К .
В  37,2  0,009Т пр  0,04 К .
3.3 Многофакторные модели для пряжи линейной плотностью от
60 до 100 текс
Ропр  12,4  0,09Т пр  9,4Т в  0,008L  0,19 Ров  0,008i  0,04 в  0,03К .
 пр  8,8  0,08Т пр  9,3Т в  0,09 L  0,17 Ров  0,02i  0,02 в  0,02 К .
СvT
.
 9,4  0,06Т пр  5,4Т в  0,007 L  0,003Ров  0,02i  0,006 в  0,009 К .
СvP  30,3  0,1Т пр  10,7Т в  0,02 L  0,04 Ров  0,08i  0,04 в  0,02 К .
В  48,3  0,05Т пр  0,06 К .
3.4 Многофакторные модели для пряжи линейной плотностью от
150 до 180 текс
Ропр  41,3  0,16Т пр  9,3Т в  0,09 L  0,29 Ров  0,07i  0,12 в  0,03К .
 пр  30,2  0,2Т пр  4,8Т в  0,02 L  0,2 Ров  0,004i  0,07 в  0,03К .
СvT  15,6  0,04Т пр  0,96Т в  0,01L  0,04 Ров  0,03i  0,003 в  0,009 К .
СvP  36,6  0,08Т пр  1,98Т в  0,003L  0,12 Ров  0,04i  0,009 в  0,02 К .
В  26,5  0,22Т пр  0,08К .
6
4 Формулы М. И. Осипова для высокообъемной пряжи
Формула для расчета относительной разрывной нагрузки высокообъемной пряжи из волокна нитрон линейной плотностью, близкой к 28 текс:
Ропр 
Ржг
Тв




 

а1 
а  
1827   9,86 
1 
 К,
  в 1 
   н 1 
  1  0,06 
2 

Р

l
жг 
жг   

рс 
 Т пр   
 

 

Т
в

 

при  в 
где
1
1
а1 
1 
  0,5 жг  0,5а   1
а  Ржг 
,
Ропр
–
относительная разрывная нагрузка пряжи, сН/текс;
Ржг
–
–
разрывная нагрузка волокон в жгуте, сН;
средняя линейная плотность волокон в пряже, текс;
в
а1
а
 жг
Т пр
–
–
–
–
–
доля высокоусадочного компонента в пучке по весу;
коэффициент;
коэффициент;
относительное разрывное удлинение волокон в жгуте, %;
средняя линейная плотность пряжи, текс;
l рс
–
средняя длина волокон после РС-машины, мм;
К
–
коэффициент, учитывающий крутку пряжи.
Тв
а1  в1  Ез.н  1 ,
где
в1
Е з.н
–
–
коэффициент (для нитрона Полоцкого завода – 1,6);
вытяжка в зоне нагрева.
а  в  Ез.н  1 ,
где
в
–
коэффициент (для нитрона Полоцкого завода – 41).
Т в  Т в в  Т н  н ,
7
где
Тв
–
Тн
–
н
–
линейная плотность волокон высокоусадочного компонента, текс ( Т в  Т жг  а2 );
линейная плотность волокон низкоусадочного компонента, текс ( Т н  Т жг );
доля низкоусадочного компонента в пучке по весу.
К
Ропр 
Ржг
Тв
Ропр Т 
 
Ропр Т кр
.




 

а1 
а 
1827   9,86 
1 
 К,
  в 1 
1 
 0,5   н  1  0,06 
2 

Р

l
жг 
жг 
рс 
 Т пр   
 


 

Т
в

 

при  в 
1
1
а1 
1 
  0,5 жг  0,5а   1
а  Ржг 
.
Множественное корреляционное уравнение зависимости усадки пряжи от факторов, оказывающих на нее значительное влияние, выглядит следующим образом:
У пр  12,82  0,0433l рс  6,32Т в  0,0315 в  7,39 ,
где
У пр
–
в
–

–
усадка пряжи, %;
относительное разрывное удлинение волокон высокоусадочного компонента, %;
процент грубых волокон в жгуте
Корреляционное уравнение относительной прочности пряжи выглядит
следующим образом:
Ропр  0,544  0,393Рожг  0,00696l рс  0,0121 жг  0,0797Т пр  2,62Т жг .
8
Корреляционное уравнение коэффициента вариации по разрывной
нагрузке имеет вид
С р  23,8  1,57Т жг  0,0559l рс  0,356Т пр .
5 Формула К. И. Корицкого для пряжи из вискозных волокон




Рв 
Рв
2,25

Ро 
0,94 
 0,019
Тв  ,

Тв
Тв
Т пр




Т
в


где
Ро
Т пр
Тв
Рв
–
относительная разрывная нагрузка пряжи, сН/текс;
–
–
–
линейная плотность пряжи, текс;
линейная плотность волокон, текс;
разрывная нагрузка волокон, сН.
9