книги из ГПНТБ / Кулагина, М. И. Новые способы прядения шерстяных и химических волокон

Но уменьшение натяжения может привести к снижению плот­ ности пряжи, а значит, к увеличению ее поперечных размеров и уменьшению поверхности контактов между волокнами. Соответст­ венно должна увеличиться объемность пряжи и рыхлость ее. Сле­ довательно, силы сцепления между волокнами в пряже уменьшат­ ся и, казалось бы, прочность пряжи должна снизиться. При ис­ следовании под микроскопом продольного вида пряжи, получен­ ной центрифугальным способом, обнаружено отличие ее диаметра и внешнего вида от обычной пряжи. На рис. 34 приведены макро­ фотографии различных случайно выбранных участков пряжи.

при увеличении в 75 и 250 раз. Одновременно подсчитывали число витков на 5-сантиметровых отрезках по направлению группы под­ крашенных волокон. Участки пряжи для замеров брали случайно по всей длине паковки. Для определения фактической объемной массы 5-сантиметровые отрезки взвешивали на торсионных весах.

Результаты испытаний сведены в табл. 14. Одновременно в табл. 14 приведен ряд расчетных показателей: тангенс угла накло­ на поверхностных волокон, объемная масса, коэффициент крутки, шаг витка. Полученные экспериментальные результаты подтвер­ дили сделанные предположения.

1. Диаметр пряжи при цеитрифугальном способе прядения всег да больше, чем диаметр пряжи при кольцевом прядении. При оди­

70

1

Следовательно, кроющая способность пряжи, полученной центрифугальным способом, будет больше, чем кроющая способность пряжи с кольцевых машин.

2. Угол кручения поверхностных волокон зависит только от крутки и не зависит от способа прядения. С увеличением числа кручений угол кручения увеличивается, причем для пряжи парал­ лельных вариантов он или одинаков, или несколько больше для пряжи с центрифугалы-юй машины, что соответствует теоретиче­ ским предпосылкам.

В реальной пряже угол наклона поверхностных волокон к оси пряжи не зависит от фактического диаметра, а зависит лишь от соотношения скоростей поступательного и вращательного движе-

п

ния нити — , что соответствует теоретическим предположениям:

V

(36)

п ф

где dn-p — диаметр пряжи, рассчитанный при предельной объемной массе.

Следовательно, угол кручения поверхностных волокон можно

деленный на основе геометрии развертки, для реальной пряжи принимает любые значения согласно соотношению

tgPP=(l,54-l,2)tgps. (38)

Подобные выводы сделаны по хлопчатобумажной пряже [26],

1

причем коэффициент соотношения соответствует- ^ - и его считают Ая

статистической величиной, колеблющейся в пределах 0,5-=-1.

3.Коэффициент крутки, определенный по общеизвестной фор-

соответствует (с разницей в пределах ошибки) коэффициенту крут-

гальном прядении всегда меньше а при обычном кольцевом спосо­ бе, что подтверждает теоретические рассуждения (см. гл. I).

Проверяя параметры пряжи, полученной центрифугальным спо­ собом по общеизвестным формулам, выведенным для обычной

73

Продолжение табл. 15

П р и м е ч а н и е . Каждая цифра о таблице представляет среднюю из 200 испытании на круткомере (методом непосредственного раскручивания 5-сан-

ртиметровых отрезков пряжи)

пряжи, можно убедиться, что она соответствует теории геометри­ ческого строения.

Как свидетельствуют экспериментальные данные, фактическая крутка при центрифугальмом способе прядения всегда несколько меньше заправочной и меньше, чем крутка пряжи с кольцевых ма­ шин. Это подтверждается теоретическими предпосылками и объяс­ няется различием диаметров и постоянством угла кручения по­ верхностных волокон. Уменьшение фактической крутки по сравне­ нию с заправочной подтверждено и испытаниями на круткомере

{табл. 15).

Объемная масса пряжи с центрифугальных машин всегда меньше, чем объемная масса пряжи с кольцевых машин, и с увели­ чением крутки изменяется в большей степени, Нельзя не отме­ тить, что фактическая объемная масса пряжи, полученной как на центрифугальных машинах, так и на кольцевых, значительно меньше общепринятой: б= 0,7-=-0,8.

Зависимость объемной массы пряжи от коэффициента крутки и взаимосвязь между диаметром и линейной плотностью пряжи

При расчете коэффициента крутки по экспериментальным дан­ ным установлено, что пряжа, получаемая центрифугальным спосо­ бом, соответствует общепринятой теории геометрического строе­ ния. Следовательно, можно пользоваться и другими формулами, выведенными для обычной пряжи. Подставив в общеизвестную

фактических величин, найдем const (табл. 16).

На основании сделанных расчетов можно сделать следующие

-=-0,8 мг/мм3, не соответствует фактическим данным. Определение диаметра пряжи по этой формуле приводит к уменьшению рас­ четного диаметра (см. табл. 16).

Отличие d'р от d$ будет тем больше, чем меньше объемная

75

масса реальной пряжи. Подсчет коэффициента соотношения фак­ тического и расчетного диаметров

(39)

показал, что эта величина различна для пряжи с кольцевых и цеитрнфугальных машин и с увеличением крутки она уменьшается. Так, для пряжи с центрифугальной машины ^=1,90-^1,24, для обычной пряжи Ка= 1,52ч-1,12.

Следовательно, коэффициент соотношения диаметров характе­ ризует изменение объемной массы в зависимости от крутки, и, как видно из табл. 16, он зависит от способа прядения, но не зависит от линейной плотности. Коэффициент Ка можно назвать струк­ турным коэффициентом упаковки волокон в сечении пряжи. Тео­ ретические границы изменения этого коэффициента находятся, ви­ димо, в пределах /Cd = 1 -1-2.

Для идеальной структуры, когда пряжа будет абсолютно плот­ ной (без воздушных промежутков) ее фактический диаметр будет равен расчетному и Kd= 1. Характерно, что величина Kd хорошо согласуется с коэффициентом Кц, выведенным ранее, и в среднем

В зарубежной литературе имеется ряд работ, в которых экспе риментально найдены средние коэффициенты диаметров для хлоп чатобумажной, синтетической и шерстяной пряжи.

Они соответствуют К, при принятых обозначениях и не рас­

сматриваются в связи с различными способами прядения.

При изучении геометрических свойств пряжи установлено, что объемная масса продукта изменяется в зависимости от а по раз­ ным законам в кольцевом и центрифугальном прядении. Графиче­

кон изменения, причем независимо от линейной плотности пряжи экспериментальные точки фактических объемных масс располага­ ются около одной линии. Для пряжи с центрифугальной машины закон изменения объемной массы в зависимости от а характери­ зуется эмпирическим уравнением

77

6,мг/мм3

Линия 8n=f(a) проходит через начало координат и имеет большее приращение, чем прямая 8K= f(a). Линии бц= )'(а) и 8K= f(a ) пересекаются в точке, где плотность или объемная масса пряжи обоих видов будут одинаковы. Эта точка имеет координа­ ты: 6=0,98; а=230. Полученная величина объемной массы сов­ падает с предельной плотностью пряжи, найденной теоретически В. А. Воробьевым [27], больше которой плотность реальной пряжи не может быть. Теоретически эта точка характеризует состояние пряжи идеального строения, когда волокна не сминаются, но очень плотно заполняют сечение, и диаметр пряжи в этом случае будет предельным. Естественно, что у пряжи одной линейной плотности, полученной разными способами, предельный диаметр будет оди­ наков.

Взаимосвязь объемной массы и коэффициента крутки опреде­ лена для пряжи обоих видов, и она не зависит от линейной плот­ ности пряжи, т. е. от количества волокнистой массы, поэтому мож­ но считать, что рыхлость продукта или его объемность зависит только от степени скручивания пряжи. Следует помнить, что при одной и той же степени скручивания (сс) при разных способах прядения вырабатываемая пряжа будет различной структуры.

Для пряжи обоих видов действительна формула

Доказано, что для получения реального диаметра пряжи в эту формулу следует подставлять 8ф. Методика определения послед­

78

него трудоемка, и конечная величина 6ф зависит от удельного веса-, волокнистой массы, что осложняет сравнение пряжи, выработан­ ной из смесей разного состава.

Выразим объемную массу через [(а) по формулам (41) и (42) _ Тогда получим выражение фактического диаметра пряжи через; заправочные параметры Т и а.

характер /(а) зависит от способа прядения и собственно от натя­ жения в момент формирования пряжи. Следовательно, формулы, пригодны для определения фактического диаметра пряжи на центрифугальных прядильных машинах со скоростными параметрами. 15 000—20 000 об/мин и диаметре центрифуги 82 мм и на кольце­ вых машинах (типа Sant-Andrea-Novara) с регулируемыми ско­ ростями 6000—8000 об/мин и диаметре кольца 50 мм.

На кольцевых прядильных машинах натяжение нити гораздобольше, чем на центрифугальных. Поэтому при одной и той же-

ность пряжи, приняв за показатель объемности отношение удель­ ного веса волокна к объемной массе пряжи, исходя из условия,,

Используя эмпирические формулы 1(41) и (42), можно выра­ зить показатель объемности через коэффициент крутки.

Для центрифугального способа прядения

7»