лабораторний практикум

Таблиця 5.1

При розриванні швейних ниток визначають напівциклові характеристики на розривній машині РМ-30-1, яка має максимальне випробувальне зусилля 300Н з трьома діапазонами вимірювання зусиль:

0-50 Н з ціною ділення 0,2Н;

0-100 Н з ціною ділення 0,5 Н;

0-300 Н з ціною ділення 1 Н.

Діапазон вимірювання деформації: у міліметрах (від 0 до 300 мм) з ціною ділення 1 мм у процентах (від 0 до 60 %), відносно затискної довжини 500мм. Діапазон варіювання швидкостей руху активного захвату 80-800мм/хв.

Слід зазначити, що методика випробування швейних ниток майже співпадає з методикою випробування текстильних ниток. Зусилля попереднього навантаження для швейних ниток береться у відповідності з даними, які наведені нижче:

Зусилля попереднього навантаження швейних ниток, які мають лінійну густину більшу, ніж 150 текс, встановлюють з розрахунку 0,2 сН/текс.

Випробування ниток на розривання пасмами виконують на машині РП-100 маятникового типу. Замість верхнього та нижнього затисків в машині встановлені гачки, на які надягають пасми при виконанні випробувань. Нижній гачок встановлено на ходовому гвинті, якій приводить до руху електродвигун, що розташовується у корпусі машини. Зусилля, які прикладаються при розтягуванні пасми, передаються на гачок та сергу, що підвішені на призмі, яка жорстко закріплена на важелі та осі.

53

Довжину пасми обирають в залежності від лінійної густини нитки: 5, 10, 25, 50, 100, 200 м. Кінцівки ниток у пасмі обов’язково зв’язують. Після намотування ниток на мотовило пасми знімають і в розправленому стані надягають на гачки машини. Для випробування ниток пасмами застосовується постійна швидкість опускання нижнього гачка, вона дорівнює 600±30мм/хв. Після розривання пасми на шкалі машини фіксують розривне зусилля. Одночасно з визначенням розривного зусилля можна встановити лінійну густину ниток, зваживши пасми на ваговому квадранті. Фактичну лінійну густину нитки визначають за формулою:

число пасм.

Питоме розривне зусилля нитки, сН/текс, розраховують за формулою:

де Qp – розривальне зусилля пасми, даН, n – число витків ниток у пасмі, що

розривалася.

Результати випробувань обробляють за допомогою методів математичної статистики. За результатами випробувань встановлюють сорт текстильних ниток, використовуючи показники q0 , СТ та К . Результати випробувань заносять у таблицю 5.2.

Для визначення сорту суворої бавовняної пряжі при випробуваннях на розрив пасмами розраховують показник якості:

54

Звіт повинен містити: схему та опис будови машин; методику випробувань; результати випробувань та розрахунки характеристик; аналіз та оцінку сорту нитки за стандартом.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1.Наведіть класифікацію характеристик механічних властивостей текстильних та швейних ниток.

2.Які показники напівциклових характеристик вам відомі?

3.В чому полягає методика проведення випробувань ниток для отримання показників напівциклових характеристик?

4.За яким показником оцінюється якість ниток, які досліджувались?

Лабораторна робота № 6

Визначення повної деформації та її компонентів при одноцикловому розтягуванні текстильних та швейних ниток

Мета роботи: Вивчити методики визначення компонентів повного подовження при розтягуванні текстильних та швейних ниток зусиллям менше розривного.

ЗАВДАННЯ

1.Ознайомитись з будовою та принципом дії релаксометру РМ-5.

2.Вивчити методику визначення компонентів повної деформації при розтягуванні ниток.

3.Провести випробування текстильних та швейних ниток. Розрахувати компоненти та обробити результати випробувань.

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

У більшості випадків у процесах переробки та експлуатації у виробах волокна та нитки піддаються натягові протягом деякого часу, а потім розвантажуються та відпочивають. Тому вважається за доцільне вивчати поведінку волокон та ниток у циклі навантаження – розвантаження – відпочинок.

Абсолютним повним подовженням називається приріст довжини нитки, під дією постійно заданого зусилля, менш ніж розривальне, протягом певного часу (рис. 6.1.). Абсолютне повне подовження l, мм, як правило, складається з трьох компонентів (часток): швидкозворотнього lшз, повільнозворотнього lвз, та

55

залишкового lз, подовжень: l lшз lnз lз

Механізм пружного подовження полягає в збільшенні середніх відстаней між атомами та молекулами, а у випадку полімерів він зводиться до зміни довжин зв’язків та подовженню валентних кутів. Пружне подовження супроводжується зміною об’єму тіла під дією зовнішнього навантаження. Після розвантаження зразка пружне подовження зникає практично миттєво, оскільки воно розповсюджується зі швидкістю звука.

Абсолютне швидкооборотнє подовження представляє собою компонент повного подовження, який миттєво зникає після розвантаження та який приблизно виражає пружнє подовження. Воно виникає під дією зовнішніх сил у наслідок невеликих збільшень середніх відстаней між сусідніми атомами та їх валентних кутів; розвивається зі швидкістю звуку у даній нитці, викликає збільшення її об’єму та зникає після зняття сил з тією ж швидкістю.

Визначається абсолютне швидкооборотнє подовження lш.з, мм, як різниця між довжиною нитки після розтягання під дією постійно заданого зусилля l1 та довжиною нитки l2, виміряної протягом 5 с після зняття докладеного зусилля:

Абсолютне повільнооборотнє подовження lп.з – це компонент повного подовження, що зникає протягом тривалого відпочинку після розтягнення, яке продовжувалось до припинення помітного подовження довжини нитки; приблизно виражає високоеластичне подовження. Воно виникає під дією зовнішніх сил внаслідок зміни конфігурацій молекул, що проходили без зміни об’єму. Розвиток цього компоненту, також як й його зникнення після зняття сил, проходить повільно (протягом ряду діб), тобто ці процеси проходять як релаксаційні.

Абсолютне повільнооборотнє подовження lп.з, мм, – це різниця між довжиною нитки l2, виміряною протягом 5с після зняття навантаження та довжиною нитки l3

Абсолютне залишкове подовження – це компонент повного подовження,

який не зникає після відпочинку та приблизно виражає пластичне подовження. Воно розвивається під дією зовнішніх сил дуже повільно та безперервно; є наслідком процесу течії та викликає незворотні зсуви окремих ланок або цілих молекул. У цей процес входять також незворотні зсуви недостатньо закріплених елементів текстильної структури (волокон, елементарних ниток).

56

Абсолютне залишкове подовження lзалз, мм, визначається за формулою:

(6.3)

де l0 – це затискна довжина проби.

Таким чином, абсолютне подовження (деформація) за час досліду складає:

Відношення абсолютних значень деформації до первісної довжини випробуваної проби ниток дає можливість одержати відносні показники, виражені у %.

Відносне повне подовження ε – це відношення абсолютного повного подовження до початкової (затискної) довжині нитки, виражене у відсотках:

Відносне швидкооборотнє подовження εш.з – це відношення абсолютного швидкозворотнього подовження до початкової довжини нитки, виражене у

Відносне повільнооборотнє подовження εп.з. – це відношення абсолютного повільнозворотнього подовження до початкової довжини нитки, виражене у відсотках:

Відносне залишкове подовження εзал. – це відношення абсолютного залишкового подовження до початкової довжини нитки, виражене у відсотках:

Частки компонентів відносного подовження в повному подовженні визначаються за формулами:

57

Розподіл повного подовження на складові частини носить умовний характер, оскільки ці частини важко розмежувати. Співвідношення зворотних і незворотних компонентів подовження залежить від тривалості дії навантаження і відпочинку, а також температури. Як правило, релаксаційний процес не встигає за час проведення досліду завершитися і частина високоеластичного подовження з тривалим періодом релаксації приймається за незворотне подовження. Компоненти подовження визначаються на приладах, які називають релаксометрами.

МЕТОДИКА ВИКОНАННЯ РОБОТИ

Бобіни з нитками та котушки швейних ниток витримують у стандартних кліматичних умовах. Після цього відбирають проби з п'яти пакунків кожного асортименту і на розривній машині визначають середнє розривне зусилля.

Будова та принцип дії релаксометра РМ-5

Кожну випробувану нитку 2 (див. рис. 6.2) закріплюють у нерухомому

додатково обладнаний склянкою 3.

При проведенні дослідів рекомендуються наступні параметри:

58

Примітка: для віскозної нитки час під навантаженням збільшується до 240 хв., після зняття навантаження – до 180хв.

На релаксометрі одночасно можна випробувати 5 проб. Для ниток, що мають велике подовження, затискна довжина складає 200мм.

Для побудови графічної залежності в осях координат «відносне подовження – час» для відліку деформації записи ведуть через 0,5, 1, 3, 5, 10, 15, 30, 60, 120, 180, 240 хв., відраховуючи від моменту відкриття підйомної системи. Після зняття навантаження записи ведуть у тій же послідовності. Дані дослідів заносять у таблицю 6.1.

Таблиця 6.1

Найменування проби _____________________________________

Величина навантаження __________________________________

У звіті необхідно навести принципову схему релаксометру РМ-5, привести методику проведених досліджень. Результати дослідження занести в таблицю 6.1, побудувати графічну залежність подовження – час. Здійснити розрахунок компонентів деформації за формулами (6.2-6.13).

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1.Які будову та принцип дії має релаксометр РМ-5?

2.Поясність методику визначення складових часток деформацій ниток та пряжі.

3.Які деформації являються умовними, а які істинними? Поясніть, чому.

4.Яке значення складових часток деформації у процесі виготовлення одягу та його експлуатації?

59

Лабораторна робота № 7 Визначення багатоциклових характеристик ниток при багатократному

розтягуванні

Мета роботи: Вивчити методики випробувань ниток на багатократне розтягування на пульсаторі.

ЗАВДАННЯ

1.Вивчити методику визначення основних характеристик, що отримують при багатоциклових випробуваннях: витривалості, межі витривалості, залишкової циклічної деформації.

2.Ознайомитись з будовою та принципом дії пульсаторів для ниток типу ПН-5.

3.Відібрати проби ниток різних видів та підготувати пульсатор для проведення випробувань при відповідних параметрах.

4.Провести випробування та обробити результати.

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Процес поступового місцевого порушення структури матеріалів (у даному випадку ниток), який проходить в результаті тривалої безперервної чи багатократно перервної (циклічної, що чергується з розвантаженням) дії на них напружень, називається стомленням матеріалу, а результат цього процесу, тобто місцеве руйнування структури – втомою. Порушення структури зазвичай розвивається на тих малих ділянках (зонах) ниток, де спостерігається неправильне розташування структурних елементів (волокон та елементарних ниток), маються утонення та потовщення і т.д. та де легко відбуваються зсуви.

В підсумку порушення структури викликає руйнування – розривання матеріалу (втрата їм “суцільності”). Втома, яка викликається тривалою безперервною дією напруг, називається статичною, а багатократною перервною дією напруг – динамічною.

Витривалість (np) при багаторазовому розтягуванні – кількість циклів багаторазового розтягування, яке витримує проба до моменту руйнування. Іноді ця характеристика замінюється іншою – довговічністю (τр) при багаторазовому розтягуванні – це проміжок часу від початку багаторазового розтягування проби (при заданих деформаціях чи зусиллях) до її руйнування.

Відносна залишкова циклічна деформація при багаторазовому розтягуванні (εз.ц.) – це деформація, що накопичується за деяке число безперервних циклів, які прикладаються до елементарної проби матеріалу (нитки). Вона виражається відношенням накопиченої при випробуваннях залишкової деформації (lз.ц.) до затискної довжини (L0):

60

Межа витривалості при багаторазовому розтягуванні (εв.) – це найбільше значення заданої циклічної деформації, при якій витривалість проби матеріалу (нитки) досягне найбільшої величини (порядку 104 та більше циклів).

досліджуються. Розрізняльна здатність приладу ПК-3 – 0-700 циклів за хвилину. Для запису діаграми зростання залишкової циклічної деформації заправляють міліметровий папір у діаграмний прилад та встановлюють самописець. Вмикають прилад та лічильники. По мірі зростання залишкової циклічної деформації під дією важелів рейки 9 опускаються. Максимальне переміщення рейки 170 мм. Після досягнення 1000 циклів розтягування знімають показання залишкової циклічної деформації проби. При обриванні проби прилад автоматично зупиняється. Показання числа циклів багатократного розтягування знімають з лічильників 15. Результати випробувань заносять до таблиці 7.1.

61

Таблиця 7.1

62