2. Прилади і методи для оцінки стійкості волокон і ниток до стирання

Залежно від характеру руху контактних поверхонь (абразиву і зразка) прилади можна розбити на наступні класи:

1. з абразивом, що односторонньо обертається (прилад МТІ|);

2. з абразивом, що реверсивно-обертається;

1. із зворотно-поступальним рухом абразиву уздовж осі нитки (прилад FY-37, УНР|);

2. із зворотно-поступальним рухом абразиву під кутом до осі нитки (прилад типу Аахен, ФРН; изгибатель типу фальцера);

3. з комбінованим рухом контактних поверхонь (прилад з одностороннім обертанням і зворотно-поступальним рухом абразиву і ін.).

Така класифікація приладів представляється найбільш доцільною, оскільки в ній підкреслюється характер тіл контактної пари, тобто вказується, при якому типі деформації (розтягування, вигину і ін.) відбувається зсув. А це характеризує умови виникнення і припинення контактів, що відбуваються при зношуванні, легкість здійснення стирання і його особливості.

Різний характер руху абразиву відносно зразка визначає і різний характер зношування. Так, на приладах 1-го класу відбувається стирання, що йде в одному напрямі. Таким практично може бути стирання при перемотуванні ниток, якщо вони торкаються якого-небудь твердого тіла, що грає в даному випадку роль абразиву на приладах 2, 3 і 5-го класів. На цих приладах стирання зв'язане з багатократним розтягуванням, а на приладах 4-го класу з багатократним вигином.

Слід враховувати, що характер і результати стирання багато в чому залежать від абразиву. При виборі бажано мати мінімальну зміну і стирання його поверхні і досить сильна дія на досліджуваний матеріал, це забезпечує швидкість випробувань і постійність їх результатів .

У СРСР найбільш поширені прилади 1-го і 3-го класів. У різних країнах запропоновано значне число приладів для визначення стійкості волокон і ниток до стирання. В основному в них використовується декілька принципів .

У приладах з абразивними дисками проба, що знаходиться під натягненням, обхоплює частину поверхні абразивного циліндра. Один кінець проби закріплений в нерухомому затиску, а інший несе натягуючий її грузик. Циліндр має або рифлену поверхню, або обтягнутий наждачним папером, або іншим абразивним матеріалом. Запропонований ряд варіантів таких приладів:

- з диском, що обертається в один бік;

- з диском, що по черзі обертається в обидві сторони;

- із зразком, зануреним в різні розчини, і т. д.;

- з ниткою, що перемотується з одного пакування на інше під натягненням і що при цьому контактує із нерухомим абразивним диском.

Розглянемо роботу деяких приладів.

Рис. 1 . Схема приладу ТКИ 4-27-1 з вращающимся абразивом

Прилад для стирання волокон ТКИ 4-27-1 (УНР|) використовують для одночасного стирання десятеро волокон завдовжки не менше 30 мм. Кожне волокно 1(рис.1) закріплюють в затиску 2, розташованому на важелі 3. До нижнього кінця волокна підвішують вантаж 6.Истирающий валик 4 має на поверхні дрібний корундовий абразивний шар і обертається з постійною частотою 1000—5000 мин~'. Він з'єднаний з лічильником числа обертів. При обриві волокна вантаж 6 падає і замикає контакти 5 і 7, що викликає сигнал зумера. Почувши його, лаборант занотовуєпоказники, лічильника і обчислює число обертів абразиву, що викликало обрив волокна. Поворотом важеля 3 можна змінювати кут обхвату ниткою валика 4 від 0 до 80 °С.

На приладі МТІ| (макет цього приладу був розроблений Фань-Дешинем в Московському текстильному інституті їм. А . Н . Косигина) випробовувана нитка 2 (рис.2), закріплена в нерухомих затисках 1 і 4, обхвачує стираючий барабан 3 .Нить натягнута одним або двома вантажами 5 .При обриві нитки вантаж 5 у втулці 6 падає і вимикає прилад .

Рис .2 Схема прилада конструкції МТІ ім. А. Н. Косигіна: перший нерухомий затиск ; випробовувана нитка ; що стирає барабан ; другий нерухомий затиск ; вантаж|тягар| ; втулка.

На барабані 3 можна закріплювати різні абразиви—сірошинельне сукно, капронову тканину, наждачний папір, сталеві пластинки, а замість барабана встановлювати круглий наждачний камінь. Це дозволяє вивчати вплив різних абразивів на характер стирання і стійкість до стирання.

Прилад для стирання ниток ТКИ 5-27-1 (ВНР|) призначений для одночасного випробування 10 ниток. Один кінець нитки 1 (мал. 3, а) затискають в нерухомому затиску 2, інший протягують через отвір металевого галева в ремізі 3 або отвір голки, закріпленої в ігольніце, і навантажують вантажем 4. Гальова або голки, що являються абразивами, здійснюють вертикальні зворотно-поступальні рухи з постійною частотою, яку можна змінювати від 50 до 1000 циклів в 1 мін, і стирають| нитки. Із збільшенням частоти гойдань абразиву, а також із збільшенням навантаження Р на зразок стійкість нитки до стирання зменшується .

На цьому приладі замість ремізи 3 можна встановлювати дерев'яний валик 5 (рис.3, би) і покривати його стираючим матеріалом 6 різного виду — наждачним папером, сірошинельним сукном, капроновою або іншою тканиною. Іноді як абразив застосовують наждачний камінь 7 (мал. .3,0) або нитка 8 (рис.3,г), затиснуту в затисках 9 рамки, встановленої замість ремізи 3.

Прилади з пробою , що самостирається, використовуються для елементарних і комплексних ниток. Їх зручно застосовувати для дослідження ниток, що перемотуються з одного пакування на інше в різних виробничих процесах.

У приладі для самостирання нитки (тип Аахен) випробовувана нитка 1 (рис. 4) стирається різними своїми ділянками один по одному в місці перехоплення 5. Для цього відрізок нитки закріплюється в затисках 2 і 2', розташованих на важелі 3, який через тягу 4 одержує поворотно-гойдаючий рух.

Рис .3 Схема прибора ТКИ 5-27-1 для истирания нитей с различными качающими абразивами: а- галева реміз або отвір голок; б- циліндр, обтягнутий тканиною або наждачним папером; в- наждачний камінь; г- натягнута нитка.

Рис .4 Схема прилада для самостирання нитки

При заправці нитку пропускають через блок 6, 6' і 7 для утворення перехоплення 5 і натягнення, яке змінюють, пересуваючи вантаж 9 на важелі 8. Знос звичайно оцінюють числом циклів до руйнування нитки.

Перевагою даного приладу є використання замість абразиву випробовуваного зразка, що виключає зміну результатів оцінки внаслідок зміни стану поверхні абразиву. Недолік методу полягає в трудності відносного порівняння стирання волокон і ниток різних видів, оскільки стирання проводиться не одним і тим же абразивом.

З різноманіття приладів перевагу слід віддавати тим, які забезпечують:

- відповідність характеру руйнування досліджуваних зразків на приладі характеру їх руйнування в умовах експлуатації;

- швидке отримання підсумкових результатів випробувань (ця вимога звичайно не співпадає з першим, тому прискорення випробувань краще добиватися збільшенням числа одночасно випробовуваних проб);

- добру відтворюваність і стабільність результатів випробувань;

- стирання можливо більшої довжини зразка без значного збільшення розмірів приладу, місце обриву зразка повинне бути однаково вірогідним в будь-якій точці стираної ділянки (невиконання останньої вимоги спричиняється нерівномірним натягненням зразка по його довжині).

Задоволення перерахованих вимог залежить не лише від конструкції приладу і виду абразиву, але і від параметрів випробувань — натягнення зразка, швидкості стираючого органу і ін