Разработка оптимальных технологических параметров изготовления тканей на основе вторичной арамидной пряжи
Получены математические модели влияния основных технологических параметров изготовления ткани на натяжение основы в различные периоды тканеформирования, свойства и строение тканей. Проведен расчет натяжения основы и утка в зависимости от параметров строения тканей и свойств используемых нитей при использовании нелинейной теории изгиба стержней; Несмотря на несопоставимость в цене все большее… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
- 1. 1. Литературный обзор
- 1. 1. 1. Работы, посвященные влиянию технологических параметров изготовления ткани на параметры ее строения и свойства
- 1. 1. 2. Работы, посвященные изучению напряженно-деформированного состояния нитей основы в процессе ткачества
- 1. 1. 3. Работы, посвящённые оптимизации технологического процесса ткачества
- 1. 1. 4. Анализ работ, посвященных исследованию свойств и строения тканей
- 1. 1. 5. Анализ работ, посвященных проектированию тканей
- 1. 1. 6. Работы, посвященные изучению пряжи, полученной из регенерированных волокон
- 1. 2. Теоретическая и экспериментальная базы исследования
- 1. 3. Цель и задачи исследования
- 1. 1. Литературный обзор
- ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
- ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 49 2.1. Определение физико-механических характеристик арамидной пряжи из вторичных арамидных материалов
- 2. 2. Определение вязкоупругих параметров пряжи из вторичных арамидных волокон
- 2. 3. Взаимосвязь между технологическими параметрами изготовления тканей и их параметрами строения на основе нелинейной теории изгиба
- 2. 4. Оценка напряженности заправки тканей из вторичной арамидной пряжи на ткацком станке 64 ВЬЮ ОДЫ ПО ГЛАВЕ
- ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ ТКАНИ
- 3. 1. Исследование влияния вида переплетения ткани на натяжение нитей основы в процессе ткачества
- 3. 2. Исследование влияния заправочных параметров ткацкого станка и плотности ткани по утку на натяжение нитей основы в процессе ткачества
- ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
- ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ И ПАРАМЕТРОВ СТРОЕНИЯ ТКАНЕЙ
- 4. 1. Влияние переплетения на строение и свойства тканей
- 4. 1. 1. Исследование влияния вида переплетения на воздухопроницаемость ткани из вторичной арамидной пряжи
- 4. 1. 2. Исследование влияния вида переплетения на разрывную нагрузку ткани технического назначения
- 4. 1. 3. Влияние переплетения на поверхностную плотность ткани
- 4. 1. 4. Влияние переплетения на толщину ткани
- 4. 1. 5. Влияние переплетения на разрывное удлинение ткани
- 4. 1. 6. Влияние вида переплетения на уработку основных и уточных нитей
- 4. 2. Исследование влияния технологических параметров и параметров заправки на параметры строения и свойства ткани
- 4. 2. 1. Исследование влияния заправочных параметров ткацкого станка и плотности ткани по утку на воздухопроницаемость ткани
- 4. 2. 2. Исследование влияние заправочных параметров ткацкого станка и плотности ткани по утку на уработку нитей в ткани
- 4. 2. 3. Исследование влияние заправочных параметров ткацкого станка и плотности ткани по утку на разрывную нагрузку ткани
- 4. 2. 4. Исследование влияния заправочных параметров ткацкого станка и плотности ткани по утку на поверхностную плотность ткани
- 4. 2. 5. Исследование влияния заправочных параметров ткацкого станка и плотности ткани по утку на толщину ткани
- 4. 2. 6. Исследование влияния заправочных параметров ткацкого станка и плотности ткани по утку на разрывное удлинение полосок ткани
- 4. 1. Влияние переплетения на строение и свойства тканей
- 5. 1. Выбор критериев оптимизации
- 5. 2. Выбор параметров оптимизации
- 5. 3. Определение оптимальных параметров изготовления ткани технической из вторичной арамидной пряжи
- 5. 4. Апробация результатов работы в промышленности 136 5.4.1. Разработка базового ассортимента тканей и их испытания
- 5. 5. Баллистические испытания разработанных тканей
Разработка оптимальных технологических параметров изготовления тканей на основе вторичной арамидной пряжи (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Технический текстиль сегодня в мире наиболее динамично развивающаяся направление в текстильной промышленности.
Российский рынок технического текстиля в сравнении с другими товарными группами отрасли также наиболее динамичен и прогрессивен. Рост производства и потребления технического текстиля в ближайшие 10 лет прогнозируется в 1,5−2 раза выше среднего роста экономики в целом. Это касается в первую очередь изолирующих, фильтрующих и, особенно, защитных материалов [1].
Защита человека от различных негативных факторов является первостепенной задачей и здесь (в этой области) технический текстиль занимает особое место.
В настоящее время отечественная текстильная промышленность выпускает большой (широкий) спектр специальной защитной одежды, которая изготавливается как из специальных химических волокон, так и из обычных волокон, подвергнутых дополнительной обработке. У каждого из этих материалов есть свои достоинства и свои недостатки:
— материалы основанные на обычных волокнах и прошедшие различные дополнительные обработки, как правило доступны по цене, но часто теряют свои защитные свойства в процессе эксплуатации и обслуживания;
— специальные волокна, защитные свойства которых обусловлены природой полимера практически не теряют своих свойств (характеристик) во время эксплуатации, но при этом проигрывают в цене.
Несмотря на несопоставимость в цене все большее распространение при изготовлении (производстве) специальной защитной одежды получают параи мета-арамидные волокна.
Это касается в первую очередь боевой одежды пожарного, костюма сварщика, спецодежды спасателя, металлурга, средств индивидуальной баллистической защиты, комплекта защиты от электрической дуги и многого другого.
Однако арамиды — дорогие материалы и это обстоятельство сдерживает их применение в повседневной жизни.
Вместе с тем при производстве средств баллистической защиты (бронежилетов и бронешлемов) образуется большое количество отходов [2], так называемых межлекальных выпадов, которые являются дешевым источником ценного сырья. В последнее время вопросу использования этого вида сырья уделялось огромное внимание [3,4]. Многие коллективы занимались вопросом извлечения волокна из отходов арамидных тканей в основном для производства нетканых материалов и мелкорубленого волокна (пульпы). Часть отходов от производства бронешлемов утилизировалось путем сжигания в высокотемпературных печах. Однако работы проведенные российскими специалистами привели к положительным результатам и сделали возможным извлечение длинных волокон, способных образовывать высокопрочную арамидную пряжу [5].
В связи с этим возникла идея использовать полученную арамидную пряжу для изготовления технических тканей с целью производства специальной защитной одежды.
Данная работа посвящена разработке технологического процесса изготовления ткани из арамидной пряжи выработанной из вторичных арамидных материалов — отходов текстильного производства.
Научная новизна данной работы заключается в следующем:
— определены вязкоупругие параметры арамидной пряжи на основе результатов испытаний на разрывной машине с постоянной скоростью деформирования и использования наследственной теории вязкоупругости;
— проведен расчет натяжения основы и утка в зависимости от параметров строения тканей и свойств используемых нитей при использовании нелинейной теории изгиба стержней;
— теоретически доказана возможность изготовления исследуемых тканей на основе использования критерия длительной прочности Москвитина;
— получены математические модели влияния основных технологических параметров изготовления ткани на натяжение основы в различные периоды тканеформирования, свойства и строение тканей.
Практическая значимость работы заключается в следующем:
— разработана технология изготовления арамидных тканей различного переплетения из вторичной арамидной пряжи;
— исследованы основные свойства и параметры строения исследуемых тканей, что позволяет прогнозировать их дальнейшее использование в различных конструкциях;
— оптимизированы технологические процессы изготовления тканей различного переплетения.
— спроектированы новые ткани различного переплетения из арамидной пряжи, полученной из вторичных материалов, обладающие необходимыми свойствами;
— результаты работы внедрены на ООО «Арамид».
8. Результаты работы внедрены на ООО «Арамид». Годовой экономический эффект составляет 965 тыс. руб.
Список литературы
- Текстильная промышленность, ноябрь 2004 г., стр. 38−41.
- Анискович В.А. Разработка и исследование текстильных и композитных бронематериалов на основе арамидных волокон типа Армос (Русар) для средств индивидуальной защиты. Дис.. канд.техн.наук, ЦНИИСМ, г. Хотьково, 2002 г. 139с.
- G.Ortlepp, M. Weis-Quasdorf, R. Lutzekendorf, Technische Textilien Jahrgang 45, 2002r.
- Патент WO 3 105 6080A2 DUPONT DE NEMOURS AND COMPANY.
- Алексеев К.Г. Основы расчета параметров строения и формирования тканей. — М.: Легкая индустрия, 1973. 167 с.
- Оников Э.А., Заботин A.A., Руткевич З. А. Определение зависимости структуры элемента ткани в опушке от натяжения основы и длины вкладываемой в ткань уточины. // Научно-исследовательские труды ЦНИХБИ. Сборник работ за 1965 г. Легкая индустрия. 1968.
- Оников Э.А., Светлицкий В. А. Расчет показателей элементов ткани полотняного переплетения в опушке. // Научно-исследовательские труды ЦНИХБИ. Сборник работ за 1964 г. Легкая индустрия. 1966.
- Степанов Г. В. О геометрической форме осевой линии нити в элементе ткани. // Известия вузов: Технология текстильной промышленности. — 1993.-№ 5.-с. 38−41.
- Степанов Г. В. Математическая модель строения ткани. // Известия вузов: Технология текстильной промышленности. — 1991. № 5. — с. 42−47.
- Степанов Г. В. Создание и технология получения технических тканей для производства композиционных материалов: Автореферат дис.. докт. техн. наук. Иваново: ИвТИ, 1985. — 45 с.
- Милаппос В.М. Исследование релаксационных свойств тканей: Дис. докт. техн. наук. — Каунас: КИИ, 1974. 327 с.
- Николаев С.Д. Прогнозирование технологических параметров изготовления тканей заданного строения и разработка методов их расчета: Дис.. докт. техн. наук. М.: МТИ, 1988. — 470 с.
- Николаев С. Д. Ковалева О.В., Ликучева A.A., Николаева H.A., И.В. Рыбаулина. Проектирование технологии тканей заданного строения: Моно-графия.-М.: МГТУ им. А. Н. Косыгина, 2007. 180 с.
- Николаев С.Д. Разработка системы автоматизированного проектирования технологического процесса ткачества // Текстильная промышленность. 1999. — №№ 7 — 8, с. 30 — 31.
- Раченкова О.М. Разработка метода расчета рациональных параметров строения тканей различного переплетения с учетом технологии их изготовления. Дис.. канд. техн. наук, МГТУ, 2000. — 239 с.
- Примаченко Б.М., Прохорова И. А. Зависимость между начальным натяжением и модулем жесткости хлопчатобумажной пряжи. // Известия вузов: Технология текстильной промышленности. 1987. — № 3. — с. 8−10.
- Примаченко Б.М. Разработка путей оптимизации процесса прибоя уточной нити на ткацких станках: Автореферат дис. канд. техн. наук. — Л.: ЛИТЛП, 1985.-18 с.
- Власов П.В. Нормализация процесса ткачества. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. — 296 с.
- Власов П.В., Я. Шосланд, Николаев С. Д., И. Масайтис. Нормализация процесса ткачества. — М.: МТИ, 1983. 100 с.
- Козлов В.Г. Исследование и оптимизация натяжения основных нитей на ткацких станках. Дисс.. канд.техн.наук. — М, 1970 220 с.
- Михлина Л.П. Исследование влияния технологических параметров заправки ткацкого станка СТБ2 330 на процесс формирования капроновой ткани: — Дисс.. канд. техн. наук. — М., 1970. — 224 с.
- Широва Е.А. Исследование и разработка автоматизированного метода расчета натяжения основных и уточных нитей на ткацких станках. Дис.. канд. техн. наук, МГТУ, 1999 г. 200 с.
- Николаев С.Д. Теоретические основы определения жесткости нитей при изгибе // Известия вузов. Технология текстильной промышленности.- 1989.- № 2.-14−17 с.
- Синицын В.А. Методика расчета параметров строения тканей с переменной плотностью расположения нитей // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1997. — № 5. — 40−44 с.
- Власов П.В., Николаев С. Д., Васильев A.B. Анализ обрывности нитей основы в ткачестве. Учебное пособие. МТИ им. А. Н. Косыгина, 1985 г.
- Агапова И.И. Исследование процесса выработки бязи на станке АТПР 100 из пряжи, полученной на машине БД — 200: — Дисс.. канд. техн. наук. -М., 1973. — 175 с.
- Новикова O.A. Разработка метода проектирования и определение оптимальных параметров изготовления ткани комбинированных переплетений: Дис.к.т.н. М., 1996. — 137 с.
- Лустгартен Н.В. Разработка методов оптимизации и стабилизации технологического режима процесса образования ткани: Автореф. дисс.. докт. техн. наук. — Кострома., 1983. — 32 с.
- Цыцилина С.А. Определение рационального строения, технологических параметров выработки высокоплотных тканей на бесчелночных ткацких станках: Дис.к.т.н. М., 1996. — 104 с.
- Николаев С.Д., Малецкая, Пестроткани. Особенности строения и технологии выработки. М. МГТУ, 2005 г.
- Николаев С.Д., Власов П. В., Сумарукова Р. И., Юхин С. С. Теория процессов, технология и оборудование ткацкого производства. — 2-е изд. пе-рераб. и доп. М.: Легпромбытиздат, 1995. — 256 с.
- Юхин С.С. Разработка метода прогнозирования технологии изготовления тканей нетрадиционных структур. Дис.. докт. техн. наук, 1996 г. -400 с.
- Севостьянов А.Г., Севостьянов П. А. Оптимизация механико-технологических процессов текстильной промышленности. Учебник для вузов. — М.: Легаромбытиздат, 1991. 256 с.
- Севостьянов А.Г. Методы и средства исследования механико-технологических процессов текстильной промышленности. Учебник для вузов текстил. пром-ти. М.: Легкая индустрия, 1980. — 392 с.
- Мартынова A.A., Юхин С. С., Таракулов Б.С.
- Старостина Л.Ф. Исследования физико-механических свойств тканей с одной системой основных и несколькими системами уточных нитей: Автореферат дис.. канд. техн. наук. Л., 1973. — 26 с.
- Прокопова Р.Т. Строение и технология изготовления двухполотной буферной ткани: Дис.. канд. техн. наук. Ленинград-Киев, 1971. — 154 с.
- Прокопова Р.Т., Гречка Е.Н, Войченко П. Г. Новая двухполотенная высокообъемная ткань. // Текстильная промышленность. 1977. № 12 — с. 46• 47.
- Сидорова Э.Е. Разработка метода проектирования и определение оптимальных параметров изготовления неразрезной двухполотной осново-ворсовой ткани: Дис.. канд. техн. наук. — М., 1999. — 220 с.
- Марков В.А. Создание многослойных лент для амортизирующих устройств: Автореферат дис.. канд. техн. наук. — М., 1988. — 25 с.
- Давыдова И.С. Разработка структур и технологии выработки двухосновных тканей для конвейерных лент: Дис.. канд. техн. наук. — Л., 1981. -188 с.
- Жураев А.Т. Разработка структур и технологии выработки многослойных тканей обувного и одежного назначения: Дис.. канд. техн. наук. — Санкт-Петербург, 1994. — 175 с.
- Юрочкина В.П. Рациональная структура полушерстяных тканей для резиновой обуви. Автореферат дис.. канд. техн. наук. — Л., 1977.
- Кононова C.B. Рациональная структура шерстяных байковых одеял. Дис. канд. техн. наук. — Л., 1975. 142 с.
- Зотова Н.К. Определение оптимальных параметров изготовленияполутораслойных тканей: Дис. канд. техн. наук. М., 2001. — 212 с.
- Акимов Г. И. Исследование процесса формирования двухслойных шерстяных тканей на бесчелночных ткацких станках СТБ: Дис.. канд. Техн. Наук. -М., 1979. 182 с.
- Берус Г. И. Разработка и исследование параметров строения п процесса формирования чистошерстяных тканей драповой группы на станке СТБ с кареткой: Дис. канд. техн. наук. — М., 1988. — 210 с.
- Черникина JI.A. Проектирование шерстяных костюмных тканей по основным параметрам их строения: Дис.. канд. техн. наук. М., 1971. -227 с.
- Ильин И.В. О коэффициенте наполнения ткани // Текстильная промышленность. i960. — № 7 — с. 37−39.
- Смирнов В.И. Теоретические исследования строения тканей полотняного переплетения. — М.: Ростехиздат, 1960. — 100 с.
- Смирнов В.И. Об аналитическом определении высот волн изгиба основных и уточных нитей в тканях полотняного переплетения // Текстильная промышленность. — 1963. — № 12. с. 35−38.
- Воробьев В.А. метод расчета при построении шерстяной пряжи и ткани. М.: Легкая индустрия, 1964. — 162 с.
- Ятченко О.Ф. Исследование и проектирование многослойных тканей специального назначения: Дис. канд. техн. наук. -М., 1975. — 193 с.
- Сурнина Н.Ф. Проектирование ткани по заданным параметрам. — М.: Легкая индустрия, 1973. 142 с.
- Меркулов A.B. Разработка метода проектирования и оптимальных параметров изготовления ворсовых тканей: Дис.. канд. техн. наук. — М., 1997.-224 с.
- Меренкова М.В. Разработка оптимальных технологических параметров изготовления технических тканей их хлопчатобумажной и комбинированной пряжи: Дис.. канд. техн. наук. М., 2002. — 251 с.
- Склянников В.П. оптимизация строения и механических свойств тканей из химических волокон. М.: Легкая индустрия, 1974. — 168 с.
- Юхин С.С., Цыцилина С. А. Методы расчета параметров строения тканей. // Известия вузов: Технология текстильной промышленности. — 1996. -№ 5.-с. 36−38.
- Мартынова A.A. К вопросу проектирования технических тканей их химических волокон по прочности на раздирание: Дис.. канд. техн. наук. — М., 1964.-151 с.
- Хасанов Б.К. Разработка тканого каркаса поливных трубопроводов и оптимизация его формирования на ткацком станке: Дис.. канд. техн. наук. -Ташкент, 1984. 155 с.
- Слостина Г. Л. Разработка оптимальных параметров строения полых тканей для бесконечных приводных ремней: Дис.. канд. техн. наук. -М., 1967. 146с.
- Литовченко А.Г. Разработка метода проектирования и оптимальных параметров изготовления ткани из комбинированных нитей: Дис.. канд. техн. наук. М., 1995. — 195 с.
- Юхина Е.А. Определение оптимальных параметров и условий изготовления хлопоколавсановых тканей: Дис.. канд. техн. наук. — М., 1984. -178 с.
- Гусев В.Е. Технология вторичного текстильного сырья. Москва, Легкая индустрия, 1970 г.
- Сапрыкин Д.Н. Создание технологии и оборудования по регенерации текстильных отходов и разработка способов их использования. Дис.. докт. техн. наук. Иваново, 1997 г. — 451 с.
- Кудрявцев Г. И., Варшавский В. Я., Щетинин A.M., Казаков М. Е. Армирующие химические волокна для композиционных материалов. М., Химия, 1992 г. с. 89.
- Патент на изобретение № 2 264 484 Способ получения волокон из вторичного сырья. Слугин А. И., Слугин А. И., Слугин И. В., 2004 г.
- Николаев С.Д., Мартынова A.A., Юхин С. С., Власова H.A. Методы и средства исследования технологических процессов в ткачестве. — М. МГТУ, 2003 г.
- Щербаков В.П. Прикладная механика нитей. М. МГТУ, 2000 г.
- Колтунов М.А. Ползучесть и релаксация. М. Высшая школа, 1976 г.
- Николаева H.A. Разработка оптимальных технологических параметров изготовления тканей на основе использования котонированного льна. Дис. канд. техн. наук. М. МГТУ, 2004 г.
- Николаев С.Д., Юхин С. С., Слугин А. И., Синицин А. К. Определение вязкоупругих параметров пряжи из вторичных арамидных волокон. Известия ВУЗов, Технология текстильной промышленности, ИГТА, 2007 с. 138.
- ГОСТ 12.4.105−81. Ткани и материалы для спецодежды сварщиков.
- Матвеев B.C., Будницкий Г. А. Материалы для бронезащиты. Вопросы оборонной техники. Сер.15 1996г. — Вып.1(113) — 2(114).
- Швайнов Д. К. Чивилев В.В., Прошкин В. В. Сравнительные баллистические характеристики защитных пакетов из некоторых видов высокопрочных химических волокон. Вопросы оборонной техники. Сер. 15 1996г. -Вып. 3(115)-4(116).
- Егоров А.И., Маринин В. М. Методические аспекты техники проведения испытаний средств защиты на противоосколочную стойкость. Вопросы оборонной техники. Вопросы оборонной техники. Сер. 15 — 2008 г. — Вып. 1(148)-4(149).