СТЕНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ТРИКОТАЖНОГО ПОЛОТНА Российский патент 1996 года по МПК G01N33/36 

Изобретение относится к измерению параметров текстильных материалов, в частности к устройствам для оценки растяжимости трикотажа, и может быть применено для определения деформации трикотажа при нагружении в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Известно, что в процессе изготовления и эксплуатации трикотаж подвергается действию растягивающих нагрузок как вдоль петельных рядов, так и вдоль петельных столбиков [1] Как правило, растягивающие нагрузки действуют на трикотажное изделие в обоих указанных направлениях, причем могут быть приложены к трикотажу как одновременно в двух направлениях, так и последовательно.

Известны устройства для растяжения трикотажа в одном направлении. Наиболее характерными являются разрывные машины, имеющие один неподвижный зажим, соединенный с силоизмерительным устройством, и один подвижный зажим, приводимый в движение электродвигателем [2] К положительным качествам таких устройств можно отнести широкий диапазон видов испытываемых материалов, величин прикладываемых нагрузок и применяемых скоростей нагружения. Однако разрывные характеристики трикотажа недостаточно определенно характеризуют его поведение при эксплуатационных нагрузках, которые значительно ниже разрывных.

Для определения деформационных свойств трикотажа при нагрузках меньше разрывных предназначен прибор ПР, указывающий удлинение образца трикотажа при заданной нагрузке [2] Для этого соответствующий груз подвешивается на рычаг, соединенный с неподвижным зажимом. Подвижный зажим прибора получает движение от электродвигателя. При достижении заданного усилия рычаг смещается и микровыключатель останавливает подвижный зажим. Индикаторная стрелка, соединенная с подвижным зажимом, показывает величину удлинения образца. Этот прибор позволяет определять деформационные свойства трикотажа при малых эксплуатационных нагрузках, меньших, чем разрывные, но не дает возможности определить деформационные свойства трикотажа при сочетании нагрузок, действующих во взаимно перпендикулярных направлениях.

Активный привод подвижного зажима от электродвигателя может быть заменен пассивным, осуществляемым при помощи груза заданной массы. Известно устройство [3] в котором подвижный зажим закреплен на каретке, соединенной с грузом. Этот вариант устройства для определения деформационных свойств трикотажа предпочтительнее первых двух, поскольку он позволяет прикладывать к образцу конкретное усилие, не задает скорость движения подвижного зажима и поэтому более адекватно воспроизводит реальные условия нагружения трикотажа, возникающее при эксплуатации трикотажа. Однако данное устройство может растягивать образец лишь в одном направлении, что не обеспечивает достаточно широкого диапазона вариантов нагружения трикотажа, встречающихся в процессе эксплуатации трикотажа.

Наиболее близким к предлагаемому является стенд для определения деформационных свойств трикотажного полотна [4] содержащий квадратный стол и четыре растягивающих узла, связанные с нагружающей системой и расположенные по краям стола, причем каждый узел состоит из n зажимов с дополнительными элементами, расположенными с возможностью скольжения по направляющей, параллельной соответствующему краю стола. На этом стенде нагрузки одновременно прикладываются к образцу в двух взаимно перпендикулярных направлениях, причем все четыре растягивающих узла синхронно приводятся в движение от электродвигателя. Величина приложенной нагрузки измеряется при помощи силоизмерительных устройств, соединенных с растягивающими узлами и аналогичных применяемым в приборах, описанных выше [2]
По сравнению с другими техническими решениями данный стенд обладает рядом преимуществ: он позволяет производить растяжение образца в строго определенных двух направлениях и фиксировать определенную нагрузку. Растягивающий узел содержит комплект из n зажимов, которые могут раздвигаться, скользя по направляющей, и позволяют тем самым образцу беспрепятственно растягиваться в направлении, перпендикулярном направлению движения данного растягивающего узла. Таким образом, стенд [4] обеспечивает одновременное растяжение трикотажа в двух направлениях, что является частным случаем деформирования трикотажа.

Однако данный стенд не обеспечивает возможности последовательного нагружения образца сначала в одном, а затем в другом направлении, т.е. не позволяет воспроизвести реальные условия нагружения трикотажа в процессе вязания [5] и эксплуатации [6]
Предлагаемый стенд предназначен для определения деформационных свойств трикотажного полотна в условиях, воспроизводящих условия его вязания и эксплуатации.

Это достигается тем, что в стенде каждый растягивающий узел, состоящий из n зажимов с дополнительными элементами, расположенных с возможностью скольжения по направляющей, параллельной соответствующему краю стола, имеет индивидуальную нагружающую систему в виде рамки для подвешивания грузов, соединенной с направляющей гибкой связью, огибающей блоки, закрепленные на оси, параллельной направляющей.

Известны такие признаки, как нагружающая система, использующая вес грузов [3] и растягивающий узел, состоящий из n зажимов с дополнительными элементами, расположенных с возможностью скольжения по направляющей [4] Однако только их совокупное использование в сочетании с решением индивидуальной системы нагружения для каждого растягивающего узла позволяет решить поставленную задачу.

Изобретение иллюстрируется фиг. 1-5.

Стенд (фиг. 1) состоит из горизонтального квадратного стола 1. На поверхности стола расположены четыре растягивающих узла, каждый из которых содержит n зажимов 2.

Зажим состоит из корпуса 3 (фиг. 2) и накладной прижимной пластины 4, закрепляемой винтом 5. В центре зажима расположен каток 6, свободно посаженный на ось 7. Зажим содержит дополнительный элемент хвостовик 8, имеющий продольную прорезь 9. В прорези расположен подпружиненный ролик 10.

Сквозь прорезь 9 проходит направляющая 11 (фиг. 3) растягивающего узла, который также содержит стержень 12. Направляющая 11 и стержень 12 несут катки 13 и соединены пластинами 14. Диаметр катков 13 равен диаметру катков 6 зажимов (фиг. 2). Пластины 14 соединены с рельсами 15 с возможностью качения по ним посредством скоб 16, несущих ролики 17. Скобы служат стабилизаторами движения растягивающего узла по рельсам 15. Стержень 12 соединен с нагружающей системой рамкой для подвешивания грузов (на фиг. 3 не показана) гибкой связью 18, огибающей блоки 19. Блоки 19 посажены на ось 20, проходящую сквозь отверстия консольных выступов рельсов 15. В исходном положении растягивающий узел фиксируется вертикальными пластинами (на фиг. 3 не показаны), проходящими через прорези 21 стола 1 (фиг. 1). Пластины соединены между собой крестовиной, расположенной ниже уровня крышки стола 1. Верхняя кромка пластин расположена выше уровня стержня 12 (фиг. 3). Для предотвращения скольжения зажимов 2 вдоль направляющей 11 (фиг. 3) при закреплении в них образца трикотажного полотна 22 (фиг. 1) предусмотрен фиксатор 23 (фиг. 4), имеющий пазы 24. Количество пазов 24 соответствует числу зажимов растягивающего узла. После закрепления образца фиксатор снимается.

На предлагаемом стенде был проведен эксперимент в лаборатории кафедры технологии и оборудования трикотажного производства СПИТЛП с целью определения деформации трикотажного полотна при его товароотводе на кругловязальной машине. Как известно [5] в процессе товароотвода связанное полотно сначала подвергается нагружению вдоль петельных столбиков усилием оттяжки, а затем подвергается нагружению вдоль петельных рядов со стороны ширителя, расправляющего полотно на входе в оттяжные валы механизма товароотвода. Таким образом, полотно оказывается нагруженным последовательно в двух направлениях.

Для воспроизведения указанных условий нагружения на предлагаемом стенде образец трикотажного полотна 22 (фиг. 1) закреплялся в зажимах 2. При закреплении образца зажимы удерживались в неподвижном положении фиксаторами 23 (фиг. 4). Растягивающие узлы удерживались в неподвижном положении вертикальными пластинами, проходящими в прорези 21 (фиг. 3) стола 1 (фиг. 4).

Для обеспечения последовательного нагружения образца трикотажного полотна 22 (фиг. 1) сначала вдоль петельных столбиков силой Р₁, а затем вдоль петельных рядов силой Р₂ вертикальные пластины имели разную высоту. Пластины, удерживающие растягивающие узлы, нагруженные силой Р₁, имели меньшую высоту, чем пластины, удерживающие растягивающие узлы, нагруженные силой Р₂.

Сначала горизонтальную крестовину, несущую четыре вертикальные пластины, опускали на величину, достаточную для того, чтобы верхняя кромка пластин, удерживающих растягивающие узлы, нагруженные силой Р₁, оказалась ниже уровня стержней 12 (фиг. 3). Таким образом, указанные растягивающие узлы получили возможность перемещаться, и образец трикотажного полотна растянулся вдоль петельных столбиков. Затем крестовину опускали на дополнительную величину, в результате чего верхняя кромка пластин, удерживающих растягивающие узлы, нагруженные силой Р₂, оказалась ниже уровня стержней 12. Образец трикотажного полотна растянулся вдоль петельных рядов.

При растяжении образца вдоль петельных столбиков и движении соответствующих растягивающих узлов, нагруженных силой Р₁, зажимы 2 (фиг. 1) двух неподвижных растягивающих узлов раздвигаются, скользя по направляющим 11, и не препятствуют растяжению образца. Легкому скольжению зажимов способствуют подпружиненные ролики 10 (фиг. 2), обеспечивающие минимальное трение зажима о направляющую 11 (фиг. 3). При высокой растяжимости трикотажа и быстром приросте удлинения образца вдоль петельных рядов зажимы имеют возможность раздвигаться веером за счет наличия продольной прорези 9 в хвостовике 8, что обеспечивает беспрепятственное растяжение образца.

При освобождении двух растягивающих узлов, нагруженных силой Р₂, образец получает удлинение вдоль петельных рядов. Как правило, это сопровождается снижением величины удлинения вдоль петельных столбиков, приобретенного образцом при первом нагружении (фиг. 5). Беспрепятственное растяжение образца вдоль петельных рядов обеспечивается раздвиганием вдоль направляющих 11 (фиг. 3) зажимов, принадлежащих растягивающим узлам, нагруженным силой Р₁.

На фиг. 5 представлены результаты эксперимента по растяжению образца трикотажа переплетения ластик 1 + 1 с модулем петли 20, связанного из хлопчатобумажной пряжи линейной плотности 18,5 текс х 1 х 2 на двухфонтурной кругловязальной машине "Мультирипп" 15 класса. Полученная зависимость "нагрузка-удлинение" (сплошная линия) отражает деформационные свойства полотна, проявляемые им при товароотводе на кругловязальной машине: вдоль петельных столбиков к образцу размером 100х100 мм была приложена нагрузка 3400 сН, что составило 20 сН на один петельный столбик. Величина 20 сН/пет.ст. соответствует усилию оттяжки полотна при товароотводе на двухфонтурных кругловязальных машинах. К образцу трикотажного полотна, нагруженному вдоль петельных столбиков, прикладывалась нагрузка вдоль петельных рядов. Из фиг. 5 видно, что образец восстанавливает свои первоначальные размеры по ширине при нагрузке 18 сН на один петельный ряд.

Пользуясь полученной зависимостью, можно оценить величину расправляющей силы, создаваемой ширителем механизма товароотвода кругловязальной машины. Как отмечалось выше, при вязании трикотажного полотна на двухфонтурной кругловязальной машине, оно сначала нагружается вертикальным усилием оттяжки величиной 20 сН/пет.ст. а затем расправляется ширителем, растягивающим полотно вдоль петельных рядов. Размер ширителя выбирают с учетом растяжимости трикотажного полотна [7] Например, трикотажное полотно, для которого была получена зависимость "нагрузка-удлинение" (фиг. 5), должна вязаться при размере ширителя, на 7% превышающем ширину трикотажного полотна в недеформированном состоянии. Из фиг. 5 видно, что при этом на трикотажное полотно со стороны ширителя действует нагрузка 21,5 сН на один петельный ряд. Величина расправляющего усилия, действующего со стороны ширителя на трикотажное полотно, и измеренного непосредственно на кругловязальной машине, составила 24 сН на один петельный ряд. Таким образом, предлагаемый стенд для определения деформационных свойств трикотажного полотна позволяет с достаточной точностью определять деформационные свойства трикотажа в условиях, воспроизводящих условия его изготовления и эксплуатации.

Предлагаемый стенд может работать и в режиме одновременного приложения нагрузок вдоль петельных рядов и вдоль петельных столбиков, т.е. воспроизводить режим испытаний образца на стенде-прототипе [4] Для проведения соответствующих испытаний трикотажного полотна вертикальные пластины, удерживающие растягивающие узлы в неподвижном состоянии, имели одинаковую высоту. Поэтому опускание крестовины, несущей пластины, освобождало синхронно все четыре растягивающих угла. Зависимость "нагрузка-удлинение", полученная по итогам данного эксперимента, изображена на фиг. 5 штриховой линией. Из фиг. 5 видно, что удлинение образца вдоль петельных рядов 7% достигается, согласно этой зависимости, при нагрузке 5 сН на один петельный ряд. Эта величина в 4,8 раза меньше полученной при измерениях на кругловязальной машине. Отсюда следует, что последовательное нагружение образца трикотажного полотна сначала в одном, а затем в другом направлении, обеспечивает возможность оценки на предлагаемом стенде деформационных свойств трикотажного полотна в условиях его изготовления и эксплуатации, например при товароотводе на кругловязальной машине.

Использование: измерение параметров текстильных материалов для определения деформации трикотажного полотна при погружении в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Сущность изобретения: с целью определения деформационных свойств трикотажного полотна в условиях, воспроизводящих реальные условия его изготовления и эксплуатации, стенд содержит квадратный стол и четыре растягивающих узла, связанных с нагружающей системой и расположенных по краям стола. Каждый растягивающий узел состоит из нескольких зажимов с дополнительными элементами, расположенными с возможностью скольжения по направляющей, параллельной соответствующему краю стола, и имеет индивидуальную нагружающую систему в виде рамки для подвешивания грузов, соединенной с направляющей гибкой связью, огибающей блоки, закрепленные на оси, параллельной направляющей. 5 ил.

Стенд для определения деформационных свойств трикотажного полотна, содержащий квадратный стол, расположенные по краям стола четыре растягивающих узла, каждый из которых состоит из нескольких зажимов с опорными элементами, установленными с возможностью скольжения по направляющей, параллельной соответствующему краю стола, и нагружающую систему, отличающийся тем, что каждый растягивающий узел снабжен индивидуальной нагружающей системой, выполненной в виде рамки для подвешивания грузов, соединенной с направляющей посредством трособлочной системы, блоки которой закреплены на оси, параллельной направляющей, при этом стол выполнен регулируемым по высоте и имеет средства для фиксации растягивающих узлов.