4.6. Определение жесткости нитей при кручении

Цель работы. Изучение методики определения жесткости при кручении нитей с помощью прибора КМ-20-2М.

Задание. 1. Определить жесткость при кручении нитей разной линей­ной плотности, крутки и волокнистого состава

2. Проанализировать по полученным Данным зависимость жесткости ни­тей при кручении от их структуры.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Для установления сопротивления нити, которое она оказывает при изменении своей формы во время скручивания, определяют жесткость при кручении, представляющую собой коэффициент пропорциональности между крутящим моментом и относитель­ным углом закручивания (в предположении, что нить является цилиндром с круглым сечением). Жесткость при кручении

С = Glр,

где G — модуль второго рода; l_р — полярный момент инерции.

Так как для круглого поперечного сечения полярный момент инерции I= 0,1d⁴, пользуясь формулами теории колебаний, по­лучают выражение жесткости через период колебания I:

C= Glр=0.4π²lD²hγ/(t²g)

где l — длина подвеса маятника, см; D — диаметр диска, см; h — толщина диска, см; γ — плотность материала диска, г/см³; g— ускорение свободного падения, м/с².

В приведенной формуле все величины, кроме t, постоянны, поэтому для данного прибора жесткость нити при_крyчении мо­жет быть выражена формулой

C= Gl_р=k/t²_cp

где k — постоянная велияина, значение которой для прибора КМ-20 равно примерно 72; t_ср — средний период колебаний, с.

Часто определяют относительную жесткость С_ус, принимая за единицу жесткости жесткость нити с периодом колебания t = 100 с. Тогда, определив период колебаний t_Ср, рассчитывают С_ус по формуле

С_ус=10⁴t^-2_cp

' Рис. 4.22. Прибор КМ-20-2М

Для определения жесткости при кручении мягкой и ошлихтованной пряжи, а также вис­козных и других нитей применяют прибор КМ-20-2М. Прибор состоит из корпуса, меха­низмов привода, подъема и опускания валика с диском и маятником и стойки с прижимом и коромыслом. Основные технические данные прибора:

Диаметр маятника, мм 62±0,1

Масса маятника, г 24,3±0,02

Расстояние между нижним обрезом при­жима и крючком маятника, мм 150

Предварительное натяжение, сН 1±0,05; +2±0,08

Привод для закручивания нити Ручной

Число кручений маятника с•нитью за один оборот ручки 20

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Исследуемую нить 5 (рис. 4.22), сложенную вдвое петлей, зацепляют за крю­чок 4 и перекидывают через шпильку 7 грузового рычага 8. После этого нить закрепляют в верхнем зажиме 6 под натяжением грузика 9. Массу груза ме­няют в зависимости от линейной плотности нити.

После заправки нить закручивают в сторону увеличения крутки поворо­том диска маятника 3 на 20 оборотов с помощью рукоятки, расположенной на корпусе 1. При этом риски на диске маятника и па верхней плоскости прибора до и после закручивания должны полностью совпадать.

Форма 4.6

Характеристика нити	Единица измерения	Вид нити (волокнистый состав)
Линейная плотность Крутка Жесткость при кручении	текс кр./м усл. ед.

Затем нажимают на кнопку 2, освобождая диск маятника из зацепления с подставкой корпуса, и освобожденный диск маятника под влиянием закру­ченной нити начинает раскручиваться. Время ( вращения диска маятника до изменения направления вращения (0,5 периода колебания) отмечают секундо­мером.

Жесткость (усл. ед.) определяют по приведенным выше формулам:

C _yc=10⁴/t²_cp; C=k/ t²_cp=70/ t²_cp

УКАЗАНИЯ ПО ОТЧЕТУ

Отчет должен содержать: основные сведения о жесткости нитей при кручении; методику определения; результаты испытания (форма 4.6); анализ результатов испытания.