Залежність для костюмних тканин

Показники температури та навантаження	Величина кута прилягання в, 0
	Умовне позначення тканини
	І		ІІ		ІІІ			ІV			V			VІ
	О	У	О	У		О	У		О	У		О	У		О	У
Т=200С, Р=0,2 кПа	17	14	25	19		17	16		13	13		18	17		15	13
Т=1100С, Р=0,2кПа	10	8	16	13		13	12		7	8		13	9		9	10
Т=1100С, Р=0,8кПа	5	4	9	6		6	6		4	4		6	4		4	4

Слід зауважити, що найбільший супротив розпрасуванню чинили тканини ІІ, ІІІ, V, що узгоджується з показниками жорсткості щодо згинання. Дещо незакономірним, на перший погляд, носять дані кута прилягання (в=17⁰) для тканини І. На наш погляд в даному випадку такі дані обумовлені найбільшим серед досліджуваних тканин показником незминальності (85,4 – 91,2%).

З метою визначення характеру зміни кута прилягання в під впливом факторів Р, Т, G були проведені дослідження в рамках реалізації Плану В₃. Математична обробка результатів експерименту здійснювалась з застосуванням умовно безкоштовної програми “Star”. На її основі були отримані адекватні трьохфакторні математичні моделі (Ф_е=0,35ч2,07<Ф_табл=2,29ч2,45) (табл.7).

Таблиця 7.

Математичні моделі залежності кута прилягання в =f(Р, Т, G )

Умовне позна-чення тканини			Трьохфакторні математичні моделі в кодованому вигляді
І	О	У = 8,42-1,9х1-2,8х2-0,58х12+0,75х1х2+1,75х22-0,42х33
	У	У = 5,88-0,6х1-2,27х2+0,79х12+0,33х1х2+0,125х22+0,13х33
ІІ	О	У = 11,9-1,33х1-3,63х2+0,42х12+1,58х22-0,25х33
	У	У = 9,44-1,2х1-3,23х2-0,6х12+2,56х22-0,77х33
ІІІ	О	У = 5,98-1,5х1-2,5х2+0,69х12+0,54х1х2+1,02х22+0,35х33
	У	У = 6,0-1,9х2-0,5х12-0,25х1х3+0,67х22-0,00019х33
ІV	О	У = 5,94-1,6х1-2,0х2+1,4х12+0,7х22-0,3х33
	У	У = 6,04-1,5х1-1,7х2+1,1х12+1,1х22-0,5х33
V	О	У = 9,3-0,97х1-2,87х2-0,6х12-0,29 х1х3+0,9х22+0,23х33
	У	У = 6,65-0,93х1-2,67х2-0,81х12+1,85х22-0,15х33
VІ	О	У = 7,3-1,23х1-2,5х2-0,42х12+1,42х22-0,25х33
	У	У = 6,13-1,1х1-2,4х2-0,27х3+0,54х12+0,42х1х2+1,21х22-0,13х33

Результати дослідження показали, що для костюмних матеріалів найменший кут прилягання в забезпечується при Р=0,8 кПа, Т=110⁰С, G=2 – 7 мкНЧм і складає 4 – 9⁰. При цьому мінімальне навантаження, яке необхідне для здолання опору костюмних тканин щодо згинання при Т=110⁰С, складає Р=0,8 кПа. Разом з тим отримані при цьому значення кутів відновлення перевищують рекомендовану величину б ≤ 23⁰. Зважаючи на це, виникла необхідність додаткових дослідженнях, в яких був задіяний фактор впливу пари на процес розпрасування швів.

Для визначення мінімального навантаження, при якому кут відновлення б був в межах б≤23⁰, костюмний матеріал пропарювався, нагрівався до температури Т=110⁰С і навантажувався 0,8, 1,2, 1,6, 2,0 кПа (рис.6).

Рис.6. Схема процесу розпрасування шва при визначенні кута відновлення б:

а– припуск на шов в процесі ВТО;

б – положення припусків на шов після завершення процесу ВТО.

Пропарювання здійснювалося через щілину в подушці пресу, довжина якої відповідала довжині проби (50 мм). Для пропарювання використовувався парогенератор типу SPR-MN 2002 фірми “SILTER”, який забезпечує тиск пари на рівні 0,2 – 0,35 МПа (2 – 3,5bar). Час пропарювання встановлювався на основі попередньо визначеної температури в зоні шва Т=100⁰С.

Після завершення пропарювання здійснювався, протягом t_с=1хв, процес сушки шва при нагріванні до Т=110⁰С. На основі цих даних був встановлений раціональний час пропарювання (t_пр=3с), достатній для отримання необхідного технологічного ефекту. Величина кута відновлення б визначалась за допомогою кутоміра УШ – 1 безпосередньо після зняття навантаження та після 24 годин знаходження зразків в нормальних умовах. Отримані результати представлені в табл.8.

Аналіз даних (табл.8) показав, що досягнення нормативного показника б, забезпечується при різних рівнях навантаження і відрізняється, відповідно по основі і по утоку, в 2,4 і 1,9 рази. Отриманні дані дають підставу вважати, що необхідне мінімальне навантаження, при якому досягається рекомендований кут відновлення б для досліджуваних “складних” костюмних тканин, не повинне перевищувати 1,9 кПа по основі і 1,5 кПа по утоку.

Таблиця 8.

Показники мінімального навантаження на шов костюмних тканин при яких забезпечується рекомендований кут розпрасування (б ≤ 23⁰)

	Напрямок розкрою проб		Умовне позначення тканини
			І	ІІ	ІІІ	ІV	V	VІ
Навантаження,Р, кПа		О		1,9	1,7	1,6	0,8	1,7	0,13
		У		1,1	1,1	1,2	0,8	1,5	0,8

Дослідження процесів розпрасування швів при застосуванні динамічних методів навантаження здійснювалося на установці УВФДО. В зв’язку з тим, що постійне магнітне поле створюється за рахунок двох постійних магнітів, виникла необхідність визначення полярності їх розташування по відношенню до електромагнітного пуансона (ЕП).

Рис.7. Розташування постійних магнітів за однойменними полюсами.

Отримані результати показали, що раціональним являється однойменне за полюсами розташування постійних магнітів (рис.7). Інші варіанти використовувати не доцільно, так як не спостерігається “чистий” ефект динамічного навантаження. Тому в подальших дослідженнях використовується тільки однойменне розташуванням постійних магнітів.

З метою визначення амплітуди ЕП і вхідних факторів експерименту процесу вібророзпрасування на установці УВФДО, з допомогою комплексу вимірювального обладнання, яке включає ватметр типу Д539 (точність вимірювання ±1 Вт), вимірювач температури ИТ – 5(±2,5⁰С), електронного омметру UNI-T M 890G (точність ±0,2 Ома), електронний секундомір та спеціально виготовленого пристрою для вимірювання величини амплітуди фотометричним методом, попередньо були визначені:

• вплив температури на амплітуду електромагнітного пуансона (ЕП) (А=f(T)) при різних частотах навантаження на деталь, положенні верхнього постійного магніту (його відсутності) та напрузі;

• вплив температури на опір ЕП (R=f(T)) та на потужність ЕП (P=f(T)) при різній напрузі на вході ЕП;

• залежність температури нагрівання ЕП (Т=f(t)) при різних частотах навантаження на деталь та напрузі.

Отримані результати досліджень показали, що амплітуда коливань ЕП (А) під впливом температури (Т) зменшується в 2 – 3 рази, опір (R) – збільшується на 5,2 Ома. В зв’язку з цим, в залежності від величини вхідної напруги (U=100 В, 135 В, 170 В), потужність ЕП (Р) зменшується на 11 – 24 Вт. Одночасно з підвищенням напруги і частоти ЕП час нагрівання ЕП зменшується: при U=100 В, л=7, 14, 21 Гц час нагрівання ЕП до температури Т=120⁰С в середньому становить t_ср=61с, а при U=170 В, л=7, 14, 21 Гц – t_ср=32с.

З метою стабілізації амплітуди на заданому рівні проведені додаткові дослідження, в яких напруга змінювалася в ручному режимі, за рахунок чого підтримувалася на відповідному рівні потужність ЕП. Стабілізація на заданому рівні величини потужності при підвищенні температури ЕП досягалась за рахунок синхронного збільшення напруги на 25 – 30 В.

При урахуванні вказаних вище особливостей роботи УВФДО, її роботу необхідно адаптувати до потреб виробництва (такту потоку, інтенсивності завантаження обладнання тощо). При цьому робота УВФДО може здійснюватися:

• без засобів компенсації втрат потужності при нагріванні ЕП;

• з застосуванням засобів компенсації втрат потужності (стабілізації амплітуди на одному рівні) або її збільшення (зменшення) на кінцевому етапі обробки.

З урахуванням особливостей роботи установки УВФДО були проведені дослідження процесів розпрасування швів без засобів компенсації втрат потужності при нагріванні ЕП.

Варійованими (вхідними) факторами експерименту були обрані відстань між верхнім постійним магнітом та ЕП – h_в = 32 мм; 47 мм; 62 мм і частота навантаження л=7 Гц; 14 Гц; 21 Гц. При цьому амплітуда ЕП при вказаних частотах навантаження і відстані між верхнім постійним магнітом та ЕП, а також при вхідній напрузі (U=170 В, 135 В, 100 В) становить відповідно 7,2 – 24,0 мм; 0,5 – 2,8 мм; 0,5 – 2,3 мм.

Математична обробка результатів експерименту (план В₂) здійснювалась з застосуванням умовно безкоштовної програми “Star”, що дозволила отримати двохфакторні математичні моделі, адекватні досліджуваному процесу (Ф_е=0,22ч2,81<Ф_табл=2,63ч3,41) (табл.9), та їх графічні зображення (рис.8, рис.9).

Таблиця 9.

Математичні моделі залежності кута відновлення б = f (h, л )

Умовне позна-чення тканини	Артикул		Двохфакторні математичні моделі в кодованому вигляді
І	24248	О	У = 19,7+2,0х1+1,1х2-0,3х12+1,1х22
		450	У = 14,1+0,5х1+0,6х2-0,1х12-0,3х22
		У	У = 18,7+0,8х1+0,5х2+0,2х12+0,2х22
ІІ	31052	О	У = 15,3-0,9х12-0,4х22
		450	У = 13,1+0,8х1-0,6х12-0,4х1х2-0,3х22
		У	У = 13,2+0,8х1+0,5х2-0,6х12-0,4х1х2-0,2х22
ІІІ	66004	О	У = 18,1+1,0х1+1,7х2+0,1х12-0,3х22
		450	У = 12,8+0,5х1+1,1х2+0,2х12-0,2х22
		У	У = 12,1+1,04х1+1,5х2-0,8х12-1,1х22
ІV	66099	О	У = 5,9+0,5х1+0,8х2+0,1х12+0,4х22
		450	У = 4,9+0,3х1+0,9х2+0,1х12+0,7х22
		У	У = 4,9+0,8х1+0,9х2+0,7х12-0,6х1х2+0,8х22
V	2905	О	У = 11,2+1,0х1+1,1х2+0,7х12-0,4х1х2+0,2х22
		450	У = 4,1+1,0х1+0,8х2+1,4х12-0,8х1х2+1,6х22
		У	У = 5,8+0,71х1+0,96х2+1,4х12+0,6х22
VІ	20043	О	У = 5,9+0,5х1+1,04х2+1,1х12+0,5х22
		450	У = 5,9+0,8х1+1,1х2+0,4х12-0,4х1х2+0,3х22
		У	У = 6,06+0,5х1+0,96х2+0,94х12+0,4х22

Аналіз показав, що в більшості випадків на показник б переважний вплив чинить фактор частоти навантаження ЕП. При цьому для досліджуваних матеріалів найменший кут відновлення б (4,0⁰ ч 17,0⁰) досягається при параметрах х₁ і х₂, які знаходяться на мінімальному рівні –1, тобто h_в = 32 мм, л = 7 Гц, що відповідає технологічним параметрам потужності ЕП 63 Вт і амплітуді ЕП 2 мм. Звідси зроблений висновок про можливість варіативного регулювання обох параметрів в залежності від властивостей матеріалів та техніко-організаційних факторів.

Рис.8. Функції відгуку б від факторів х1, х2.	Рис.9. Вплив факторів х2 і х1 на показник f(хі).

Отриманні результати показників кута відновлення дають підставу розташувати костюмні тканини в залежності від величини б (від більшого до меншого) (табл.10). Порівнюючи характер розташування костюмних тканин за показником кута відновлення б та мінімального статичного навантаження, при якому досягається б ≤ 23⁰ (табл.8), можна відмітити, що місця розташування тканин VI, IV співпадають, а різниця в розташуванні тканин ІІ, ІІІ, V є не суттєвою (Виключенням являється тканина І, яка має відносно високий кут відновлення). Така ж закономірність для тканини І мала місце і при статичних методах розпрасування, при визначені мінімального статичного навантаження, при якому досягається б ≤ 23⁰.

Таблиця 10.