Розробка методу оцінки опору волокон і ниток до ковзаючого вигину за витратами енергії від зовнішнього і внутрішнього тертя

Автор(и)

  • Evgeny Pashin Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Kostroma State Agricultural Academy" Training Town, 34, Karavaevo village, Kostroma region, Russia, 156530, Російська Федерація https://orcid.org/0000-0002-5871-874X
  • Alexander Orlov Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Kostroma state University" Dzerzhinsky str., 17, Kostroma, Kostroma region, Russia, 156005, Російська Федерація https://orcid.org/0000-0002-4995-3393
  • Mikhail Volkhonov Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Kostroma State Agricultural Academy" Training Town, 34, Karavaevo village, Kostroma region, Russia, 156530, Російська Федерація https://orcid.org/0000-0003-0332-8848

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.148739

Ключові слова:

нитка, ковзаючий вигин, гарнітура, що проводить нитку, витрачаєма енергія, зовнішнє і внутрішнє тертя, метод контролю

Анотація

Представлені матеріали по створенню інструментального методу оцінки опору ниток до ковзаючого вигину щодо циліндричних поверхонь для вирішення завдань контролю і прогнозування умов їх переробки з мінімальними витратами виробництва. Основою методу є диференційований облік енергії, що витрачається на подолання внутрішнього і зовнішнього тертя.

Основним завданням дослідження було підвищення інформативності результатів аналізу волокон і ниток за рахунок прояву фізико-механічних властивостей, обумовлених особливостями їх структури і складом, а також характеристиками огинаємих поверхонь. Запропоновано випробування нитки проводити на основі імітації реальних умов фрикційної взаємодії, при якій радіус заокруглення крайок r робочих органів повинен бути співмірний з товщиною нитки. Стосовно до такого варіанту випробування виявлено умови, що забезпечують прояв параметрів внутрішнього і зовнішнього тертя. Це дозволило розробити технологічну схему випробувань і проведення порівняльних аналізів ниток матеріалів з різною структурою і властивостями.

В якості оцінки, що характеризує прояв тільки зовнішнього тертя по циліндричній поверхні з кривизною 1/r, запропонована величина витраченої енергії Азовн. на переміщення нитки (володіє жорсткістю EI і натягнутою силою) за умови . Для обліку сукупної енергії А від зовнішнього і внутрішнього тертя, як оцінки, що характеризує опір нитки до ковзаючого вигину, умови випробування передбачають застосування огинаємої поверхні з підвищеною кривизною 1/r1, тобто r1<<r.

Для розрахунку оцінки D, як частки енергії Авнут. на подолання внутрішнього тертя, застосовують залежність D=[(А–Азовн.)/A]·100, %. Запропоновано випробування проводити в два етапи, на кожному з яких натягнута постійною силою нитка повинна при незмінному куті обхвату огинати циліндричні поверхні, але на кожному з етапів їх радіус заокруглення різний.

Ефективність запропонованого методу оцінки опору до ковзаючого вигину підтверджена результатами експериментів. Встановлено можливість диференціації випробовуваних ниток і пряжі за величиною оцінок Азовн. і D в різних умовах взаємодії з циліндричною поверхнею. Отримані результати дозволяють рекомендувати запропонований метод для використання на практиці, а саме, для контролю ступеня прохідності нитки через гарнітуру машин, що проводить нитку

Біографії авторів

Evgeny Pashin, Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Kostroma State Agricultural Academy" Training Town, 34, Karavaevo village, Kostroma region, Russia, 156530

Doctor of Technical Sciences, Professor

Department of technical systems in agro-industrial complex

Alexander Orlov, Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Kostroma state University" Dzerzhinsky str., 17, Kostroma, Kostroma region, Russia, 156005

Senior Lecturer

Department of information systems and technologies

Mikhail Volkhonov, Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Kostroma State Agricultural Academy" Training Town, 34, Karavaevo village, Kostroma region, Russia, 156530

Doctor of Technical Sciences, Professor

Department of technical systems in agro-industrial complex

Посилання

  1. Pakshver, A. B., Mel'nikov, B. N., Usenko, V. A. et. al. (1975). Svoystva i osobennosti pererabotki himicheskih volokon. Moscow: Himiya, 495.
  2. Kagan, V. M. (1984). Vzaimodeystvie niti s rabochimi organami tekstil'nyh mashin. Moscow, 118.
  3. Kogan, A. G., Skobova, N. V. (2009). Tekhnologiya i oborudovanie dlya proizvodstva rovnicy i pryazhi. Vitebsk: VGTU, 239.
  4. Citovich, I. G. (1992). Tekhnologicheskoe obespechenie kachestva i effektivnosti processov vyazaniya poperechnogo trikotazha. Moscow: Legprombytizdat, 240.
  5. Nikolaev, S. D., Vlasov, P. V. et. al. (1995). Teoriya processov, tekhnologiya i oborudovanie tkackogo proizvodstva. Мoscow, 256.
  6. Chaykin, V. A. (2001). Prikladnye zadachi teorii niti. Sankt-Peterburg, 178.
  7. Krutikova, V. R. (2006). Vzaimodeystvie niti s rabochimi organami plosko- i kruglovyazal'nyh mashin. Kostroma: KGTU, 103.
  8. Sevost'yanov, A. G., Os'min, N. A., Shcherbakov, V. P., Galkin, V. F., Kozlov, V. G., Gilyarevskiy, V. S., Litvinov, M. S.; Sevost'yanov, A. G. (Ed.) (1989). Mekhanicheskaya tekhnologiya tekstil'nyh materialov. Moscow: Legprombytizdat, 512.
  9. Sinoimeri, A. (2009). Friction in textile fibers and its role in fiber processing. Wear, 267 (9-10), 1619–1624. doi: https://doi.org/10.1016/j.wear.2009.06.010
  10. Ahmad, S., Sinoimeri, A., Nowrouzieh, S. (2012). The Effect of the Sliver Fiber Configuration on the Cotton Inter-fiber Frictional Forces. Journal of Engineered Fibers and Fabrics, 7 (2), 155892501200700. doi: https://doi.org/10.1177/155892501200700213
  11. Gao, X., Wang, L., Hao, X. (2015). An improved Capstan equation including power-law friction and bending rigidity for high performance yarn. Mechanism and Machine Theory, 90, 84–94. doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2015.03.005
  12. Ehrmann, A., Błachowicz, T. (2017). Examination of textiles with mathematical and physical methods. Cham: Springer, 180. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-47408-3
  13. Shcherbakov, V. P. (2007). Ocherk o mekhanike niti. Izv. vuzov. Tekhnologiya tekstil'noy promyshlennosti, 6, 86–89.
  14. Ogibalov, P. M., Rabinovich, A. L., Fedotov, N. M. (1939). O silah vzaimodeystviya mezhdu trosom i shkivom. Prikladnaya matematika i mekhanika, 3 (3), 111–123.
  15. Efremov, E. D. (1958). Vliyanie tolshchiny niti i geometricheskih parametrov rabochih organov na natyazhenie niti. Izv. vuzov. Tekhnologiya tekstil'noy promyshlennosti, 6, 63–67.
  16. Migushov, I. I. (1967). Natyazhenie niti s uchetom zhestkosti i razmerov poperechnogo secheniya. Izv. vuzov. Tekhnologiya tekstil'noy promyshlennosti, 3, 138–142.
  17. Surkov, K. S. (1974). Vliyanie zhestkosti niti na ee natyazhenie pri vzaimodeystvii s petleobrazuyushchimi organami trikotazhnyh mashin. Leningrad: Izd. LGU, 107.
  18. Migushov, I. I. (1978). Natyazhenie nelineyno – uprugoplastichnoy zhestkoy na izgib niti pri skol'zhenii po cilindru. Izv. vuzov. Tekhnologiya tekstil'noy promyshlennosti, 3, 48–53.
  19. Shcherbakov, V. P. (2013). Prikladnaya i strukturnaya mekhanika voloknistyh materialov. Moscow: Tiso Print, 304.
  20. Koritysskaya, T. Ya. (1976). O metodike opredeleniya zhestkosti niti. Izv. vuzov. Tekhnologiya tekstil'noy promyshlennosti, 3, 25–27.
  21. Shcherbakov, V. P. (1987). Teoreticheskie osnovy opredeleniya zhestkosti niti pri izgibe. Izv. vuzov. Tekhnologiya tekstil'noy promyshlennosti, 4, 13–16.
  22. Nikolaev, S. D. (1989). Teoreticheskie osnovy opredeleniya izgibnoy zhestkosti nitey pri izgibe. Izv. vuzov. Tekhnologiya tekstil'noy promyshlennosti, 2, 14–17.
  23. Migushov, I. I. Kutuzova, I. E. (1988). Metod opredeleniya harakteristik izgibnoy zhestkosti tekstil'nyh i drugih materialov. Izv. vuzov. Tekhnologiya tekstil'noy promyshlennosti, 5, 8–10.
  24. Krutikova, V. R., Obshchanskaya, I. V., Lustgarten, N. V. (2004). Opredelenie zhestkosti niti pri izgibe. Izv. vuzov. Tekhnologiya tekstil'noy promyshlennosti, 2, 11–14.
  25. Grechuhin, A. P. (2014). Sposob opredeleniya zhestkosti niti pri izgibe. Izv. vuzov. Tekhnologiya tekstil'noy promyshlennosti, 5, 47–51.
  26. Egorov, N. V., Shcherbakov, V. P. (2010). Noviy metod rascheta zhestkosti niti pri izgibe. Izv. vuzov. Tekhnologiya tekstil'noy promyshlennosti, 5, 23–27.
  27. GOST 29104.21-91. Industrial fabrics. Method for determination of flexural rigidity (2004). Moscow: IPK Izdatel'stvo standartov.
  28. Migushov, I. I., Fernando, S., Krasnov, A. A. (1991). Pat. No. 1824530 RF. Sposob izmereniya koefficienta zhestkosti niti na izgib. No. 4934555; declareted: 15.02.1991; published: 30.06.1993.
  29. Krutikova, V. R., Obshchanska, I. V., Obshchanskaya, I. V., Lustgarten, N. V. (2002). Pat. No. 2219544 RF. Method establishing rigidity of textile fiber in bending. No. RU2002121244A; declareted: 05.08.2002; declareted: 20.12.2003.
  30. Grechuhin, A. P., Seliverstov, V. Yu. (2013). Pat. No. 2535133 RF. Method of determining stiffness of textile thread in its bending. RU2013125636A; declareted: 03.06.2013; declareted: 10.12.2014.
  31. Kagan, V. M., Citovich, I. G. (1974). K raschetu natyazheniya niti pri dvizhenii po poverhnosti s bol'shoy kriviznoy. Izv. vuzov. Tekhnologiya legkoy promyshlennosti, 4, 129–134.
  32. Suharev, V. A., Matyushev, I. I. (1982). Raschet tel namotki. Moscow: Mashinostoenie, 136.
  33. Tiranov, V. G., Chaykin, V. A. (1998). Skol'zhenie vyazkouprugoy niti po cilindricheskoy poverhnosti. Izv. vuzov. Tekhnologiya tekstil'noy promyshlennosti, 3, 78–82.
  34. Feodos'ev, V. I. (1967). Izbrannye zadachi i voprosy po soprotivleniyu materialov. Moscow: Nauka, 376.
  35. Protalinskiy, S. E. (1998). Diskretnaya model' kontaktnogo vzaimodeystviya niti pri prodol'nom dvizhenii. Izv. vuzov. Tekhnologiya tekstil'noy promyshlennosti, 3, 82–85.
  36. Pashin, E. L. (2003). Uchet effekta sminaemosti volokna pri skol'zhenii ego s izgibom otnositel'no cilindricheskoy poverhnosti. Vestnik VNIILK, 1, 28–30.
  37. Lapshin, A. B., Pashin, E. L., Verizhnikova, N. M. (1999). Vliyanie szhimaemosti sloya l'nosyrca na silu natyazheniya pri trepanii. Izv. vuzov. Tekhnologiya tekstil'noy promyshlennosti, 1, 19–22.
  38. Chaykin, V. G., Chaykin, V. A., Mazin, L. S. (1998). Kolebaniya uprugogo tela, induciruemye skol'zyashchey po nemu nit'yu. RAN Problemy mashinostroeniya i nadezhnosti mashin, 3, 78–82.
  39. Bordeianu, D., Hristian, L., Lupu, I., Vilcu, A. (2014). Bending behavior of rayon and wool type polyester fibers thermal treated. Annals of the University of Oradea: Fascicle of Textiles, Leatherwork, XV (1), 15–18.
  40. Manin, V. N., Gromov, A. N., Grigor'ev, A. P. (1986). Defektnost' i ekspluatacionnye svoystva polimernyh materialov. Moscow: Himiya, 184.
  41. Shao, X., Qiu, Y., Wang, Y. (2005). Theoretical modeling of the tensile behavior of low-twist staple yarns: Part I – theoretical model. Journal of the Textile Institute, 96 (2), 61–68. doi: https://doi.org/10.1533/joti.2004.0002
  42. Gafurov, J., Mardonov, B., Gafurov, K., Rakhmatov, S. (2017). Elastic and elastic-plastic deformation of fibers under axial loading in twisted yarn. Vestnik Vitebskogo gosudarstvennogo universiteta, 2, 7–13.
  43. Perepelkin, K. E. (1985). Struktura i svoystva volokon. Moscow: Himiya, 208.
  44. Coy, B., Kartashov, E. M., Shevelev, V. V. (1999). Prochnost' i razrusheniya polimernyh plenok i volokon. Moscow: Himiya, 496.
  45. Vil'deman, V. E., Sokolkin, Yu. V., Tashkinov, A. A. (1997). Mekhanika neuprugogo deformirovaniya i razrusheniya kompozicionnyh materialov. Moscow: Nauka, 288.
  46. Bohoeva, L. A. (2007). Osobennosti rascheta na prochnost' elementov konstrukciy iz izotropnyh i kompozicionnyh materialov s dopustimymi defektami. Ulan-Ude: VSGTU, 192.
  47. Banakova, N. V., Krutikova, V. R. (2015). Analiz parametrov tekhnologicheskih processov prigotovitel'nogo, tkackogo i trikotazhnogo proizvodstv po tenzogrammam niti. Izv. vuzov. Tekhnologiya tekstil'noy promyshlennosti, 5, 100–105.
  48. Citovich, I. G. (1984). Teoreticheskie osnovy stabilizacii processa vyazaniya. Moscow: Legkaya i pishchevaya prom-t', 136.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-11-29

Як цитувати

Pashin, E., Orlov, A., & Volkhonov, M. (2018). Розробка методу оцінки опору волокон і ниток до ковзаючого вигину за витратами енергії від зовнішнього і внутрішнього тертя. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(1 (96), 80–87. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.148739

Номер

Том 6 № 1 (96) (2018): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Evgeny Pashin, Alexander Orlov, Mikhail Volkhonov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.