Таблица. Фактические физико-механические показатели шнуров

УДК 639.1.081.1(076)
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗРЫВНОЙ
НАГРУЗКИ ПЛЕТЕНЫХ ШНУРОВ
Т.Е. Суконнова
В статье приведены данные по оценке прочности шнуров различными методами.
плетеные шнуры, экспериментальные данные, методы определения, разрывная нагрузка, диаметр
Работоспособность и надежность любого орудия лова зависит от различных физико-механических свойств рыболовных материалов, из которых оно изготовлено. Выпускаемые на сетевязальных и канатно-веревочных фабриках изделия
(нитки, веревки, канаты, шнуры) обязательно проходят экспертизу по определению физико-механических показателей на предмет соответствия значений этих
показателей требованиям нормативной документации, а также требованиям потребителей. Одним из важнейших показателей, характеризующих прочность орудий рыболовства, является разрывная нагрузка тех материалов, из которых построено то или иное орудие лова. Особую трудность составляет определение разрывной прочности у нитевидных материалов большого диаметра (свыше 14 мм),
которые, как правило, имеют разрывную нагрузку свыше 5 т, что объясняется отсутствием надлежащего оборудования. Разрывные машины, имеющиеся в наличии в испытательных лабораториях при большинстве фабрик, в основном рассчитаны на усилия до 5 т. Приобретение более мощных машин экономически не выгодно, особенно для сетевязальных фабрик, так как выпуск канатно-веревочных
изделий больших диаметров составляет малую часть от общего объема выпускаемых изделий, а цена таких машин значительна. Тем не менее определение разрывной нагрузки является обязательным условием при выпуске изделий. Величина разрывной нагрузки должна быть в обязательном порядке указана в сопроводительных документах к изделиям. Особенно важно это для шнуров. Если у крученых изделий и у канатов сквозного плетения существует методика по определению разрывной нагрузки по значению коэффициента использования прочности для
прядей или каболок, по которой значения коэффициента использования прочности
более или менее легко определяются, то для шнуров такой путь не представляется
возможным. Объясняется это тем, что из оплетки шнуров невозможно без повреждений извлечь составляющие, а также наличием в шнурах сердечника большого
диаметра.
Для решения этой актуальной задачи нами последовательно были определены диаметры, линейные плотности и соответствующие величины разрывной
нагрузки шнуров большого диаметра несколькими методами, а именно: разрыв
шнура в целом виде (проводились для проверки полученных результатов), разрыв
составляющих шнура по отдельности (оплетки и сердечника), разрыв шнура в
петлевом узле.
Испытания проводились на разрывной машине модели Р-5 с разрывным
усилием 5 т на образцах, выпущенных серийно на отечественных фабриках.
Шнур диаметром 20 мм и разрывной нагрузкой более 5 т в целом виде был
испытан на разрывной машине с усилием в 50 т, которая имеется в ОАО «Канат».
Разрыв составляющих шнура по отдельности (оплетки и сердечника) производился следующим образом:
- определение разрывной нагрузки оплетки. Из образца шнура аккуратно
извлекался сердечник так, чтобы не спровоцировать сдвиг структурных составляющих оплетки, затем оплетка заправлялась в улиточные зажимы разрывной
машины и подвергалась испытаниям. Процесс извлечения сердечника показан на
рис. 1;
Рис. 1. Извлечение сердечника из образца шнура
- определение разрывной нагрузки сердечника (заправка образца приведена на рис. 2). Образец шнура в зажимных устройствах разрывной машины закрепляют так, чтобы его ось была параллельна направлению прилагаемого усилия и
совпадала с ней. На образец давалась небольшая предварительная нагрузка, которая рассчитывалась по величине линейной плотности образца. В середине образца
оплетка по длине окружности разрезалась острым лезвием без повреждения сер-
дечника. Затем образец доводился до разрыва. В ходе испытаний установлено, что
разрывная нагрузка сердечника шнура диаметром 20 мм выше 4950 кгс (предельно допустимая нагрузка разрывной машины). Впоследствии этот образец был порван в целом виде на машине с максимальным разрывным усилием в 50 т.
Рис. 2. Схема заправки образца шнура при определении разрывной нагрузки
сердечника: 1– зажимные устройства в виде улиток; 2 – образец шнура в целом
виде; 3 – сердечник шнура
Исследование функциональной связи разрывной нагрузки шнура с разрывной нагрузкой шнура в узле обусловлено следующим. Известно, что разрывная
нагрузка нитевидных материалов в узле в зависимости от вида исходного сырья,
материала, типа узла снижается на (30 - 70) %. При этом влияние диаметра или
линейной плотности на величину снижения разрывной нагрузки в пределах одного вида сырья, одного вида материала и одного типа узла незначительно.
Для проведения испытаний был взят петлевой узел, как наиболее простой в
исполнении, дающий существенное снижение разрывной нагрузки и позволяющий (в отличие от шкотового узла) заправлять в зажимы разрывной машины по
одному концу образца, что является немаловажным, учитывая большой диаметр
испытываемых шнуров.
Разрыв шнура в петлевом узле производился следующим образом.
Определение разрывной нагрузки нитевидного материала с петлевым или
шкотовым узлом производят с применением плоских зажимов, или улиток. Расстояние между зажимами должно быть не менее 250 мм. В средней части образца завязывался петлевой узел, и образец заправлялся в улиточные зажимы разрывной машины. Узел располагают на равном расстоянии от зажимов, после чего
образец подвергается растяжению до разрыва. При испытании учитывают только
разрывы в узлах.
Заправка образца с петлевым шнуром приведена на рис. 3.
Рис. 3. Схема заправки образца шнура при определении разрывной нагрузки
в петлевом узле: 1– зажимные устройства в виде улиток; 2 – шнур;
3 – петлевой узел
Полученные в ходе экспериментов показатели были математически обработаны, осредненные результаты испытаний представлены в таблице. Полученные
результаты относятся к полиамидным шнурам с сердечником из полиамидных веревок. Технологический процесс получения для всех шнуров был одинаков.
Таблица. Фактические физико-механические показатели шнуров
Разрывная нагрузка, кгс
Линейная
Диаметр,
плотность,
шнура в
мм
оплетки
сердечника
ктекс
целом виде
10,0
12,4
14,3
15,8
17,8
20,0
52
82
117
138
170
212
1340
2170
3480
4137
4760
6394
970
1233
1640
1700
1990
2040
1053
1960
2930
3600
4487
5500
шнура в
петлевом
узле
935
1513
2223
2716
3060
4125
В качестве влияющих на прочность параметров рассматривались: диаметр
образца, результирующая линейная плотность образца.
После математической обработки нами были получены и рекомендованы
для расчетов следующие зависимости прочностных усилий шнуров:
- в зависимости от диаметра
R у  (0,014  D  1,3)  R узл ,
(1)
где Rу - расчетная разрывная нагрузка шнура по разрывной нагрузке в узле,
кгс; D - фактический диаметр; Rузл - разрывная нагрузка шнура в петлевом узле;
- в зависимости от линейной плотности:
R у  (0,0009  Т  1,4)  R узл ,
(2)
где Т - фактическая линейная плотность.
Полученная расчетным путем по формулам (1) и (2) разрывная нагрузка
шнура сравнилась с разрывной нагрузкой, полученной при разрыве шнуров в целом виде.
В нашей работе было рассмотрено два варианта (разрыв составляющих
шнура по отдельности – первый вариант, разрыв шнура в петлевом узле – второй
вариант) определения разрывной нагрузки шнуров. В принципе оба варианта позволяют производить оценку вероятных значений разрывных нагрузок шнуров
больших диаметров. Однако применение первого варианта ограничено, так как в
данном случае на полученные результаты сильно влияет изменение технологического процесса, структуры и сырья. Применение этого варианта возможно только
в условиях стабильного, установившегося производственного процесса, т.е. при
таких условиях, когда в течение длительного времени в процессе производства
шнуров не происходит каких-либо изменений ни по составу и качеству сырья, ни
по структуре их оплетки и сердечника. В противном случае для каждой партии
будет необходимо проводить эксперименты и расчеты заново.
Считаем, что наиболее достоверным является метод оценки разрывной
нагрузки шнуров диаметром 14 мм и выше по разрывной нагрузке шнура в петлевом узле.
Как сказано выше, на разрывную нагрузку шнура в основном влияет вид
сырья, конструкция изделия и тип узла. В нашем случае тип узла выбран и остаётся неизменным, а так как шнур в узле рвётся в целом виде, влияние качества
сырья, а также структуры образца отображается в величине разрывной нагрузки.
Считаем, что при достаточно высокой достоверности этот метод прост в исполнении, не требует больших затрат времени, материалов и сложных расчетов.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Корицкий К.И. Инженерное проектирование текстильных материалов.
– М., 1971. – 352 с.
2. Гороховский Г.А., Кравченко В.Г. Износ полимерных материалов. –
М., 1965. – С. 120.
COMPARATIVE ESTIMATION OF METHODS OF DEFINITION OF EXPLOSIVE
LOADING OF BRAIDED ROPES
T.E. Sukonnovа
In article the review of researches is resulted according to deterioration-stability of fishing
threadlike materials and experimental installation for definition of deterioration-stability of threadlike
materials is described.
fishing threadlike materials, deterioration-stability, experimental installation
Суконнова Т.Е. – доцент кафедры промышленного рыболовства ФГОУ
ВПО «КГТУ
Sukonnovа T. E.Тел. (4012) 46-37-95
Е-mail: sukonova @mail.ru
Sukonnova T.E. –Associate Professor, Kaliningrad State Technical University
236000, Kaliningrad, Sovietsky prospect, 1
Phone: +7 4012 46 35 04