книги из ГПНТБ / Миловидов, Н. Н. Текстиль - век двадцатый

требованиям.

В самом деле, можно ли спрашивать, что лучше — стекло или железо. Все зависит от того, для каких целей материал приме­ няется.

Зная цель использования или, проще, условия, в которых будет работать тот пли иной материал, мы формулируем те тре­ бования, которые мы предъявим к материалу и, исходя из конк­ ретных условий работы, решаем, годится ли данный материал в данном качестве.

Из предлагаемого определения понятия «качество» следует еще одно заключение: так как требования к материалам и изделиям из них постоянно повышаются, в принципе никогда но может наступить полное соответствие между свойствами материала и требованиями к нему, вплоть до того, что повышение требований может привести к отказу от применения данного материала и поискам совершенно новых материалов.

Много свойств присуще текстильным материалам — волокнам, питлм it изделиям из них. Так, для полной характеристики волокна хлопка понадобилось бы около 50 различных показателей меха­ нических, физических, химических, геометрических и других свойств. Для измерения большого числа этих показателей не­ обходимо значительное время. Когда-то никому в голову пе пришло бы проверять диэлектрические свойства текстильных волокоп, а теперь па этом построены методы быстрого контроля влажности. Выяснилось также, что многие механические свойства волокон зависят от молекулярной и надмолекулярной структур вещества волокна. Понадобилось разработать способы изучения структуры волокон, создать аппаратуру на основе новейших до­

от которых зависит поведение материала в условиях его экс­ плуатации. Значит, надо заранее знать эти условия.

Чтобы показать, как порою оторваны требования.^ предъявляе­ мые к качеству изделий, от действительных условий применения данных изделий, рассмотрим требования к иряясе, идущей на производство трикотажных изделий. По старой привычке глав­

СО

что пряжа для трикотажа должпа быть по качеству выше, чем для тканей, установили разрывную длипу трикотажной пряней (условная мера прочности, равная отношению разрывной на­ грузки к толщине пряжи в тексах, или, что то же самое, про­ изведению помера пряжи на ее разрывную пагрузку) значи­ тельно более высокой, чем для пряжи, идущей в ткачество. Меж­ ду тем усилия, прилагаемые к нитям при создании трикотажных изделий, значительно пиже, чем в процессах ткачества, и по некоторым опытам составляют всего около Я—б граммов.

По подсчетам чехословацкого специалиста по производству три­ котажных изделий Франтишека Махачека, разрывная длипа пря­ жи, используемой при работе на кулирпых машинах, может быть равна всего 1,5—2 километра, а с учетом случайпостей — 3 кило­ метра. Между тем в гостах трикотажная пряжа должна иметь разрывную длину 12 километров и более.

В то же время известие, что в трикотажном производстве одппм из важнейших свойств пряжи является ее гладкость и равно­ мерность. Повысить качество пряжи для трикотажа — ото в пер­ вую очередь обеспечить ее гладкость и равномерность.

Чтобы получить пряжу большой разрывпой длины, крутку нити увеличивают; в результате прочность, а следовательно, и раз­ рывная длипа пряжи повышаются. Но при отом пряжа делается жесткой, на ней образуются сукрутины — петли, из-за которых стаповится невозможным ее применение па трикотажных маши­ нах. Каким же образом «уложиться» в гост по прочности три­ котажной пряжи? Вот и приходится прядильщикам расходовать более длинное волокно па пряжу (чем длиннее волокно, тем пря­ жа прочнее), т. р. более дорогое сырье. Во имя чего же про­ изводится такое удорожание? Прочности? Но, как уже отмечалось, запас прочности при разрыве трикотажной пряжи и е о п р а в ­ да и и о з а в ы ш е н .

Максимальную прочность пряжи, как главный прнзпак высокого ее качества, можно понять и оправдать при условии, что от

прямом виде) не обнаруживается. Более того, по словам Мориса

61

отсутствие связи между прочностью пряжи и ее обрывностью

вткачестве. Значит, нельзя оценивать качество пряжи только по

еепрочности при разрыве.

В последние годы все большее признание получает новый под­ ход к оценке качества пряжи — оценка по показателям вынос­ ливости ее при многократном растяжении, определение уста­ лостных характеристик материала (пряжи, тканей).

Поясним подробнее сущность новых оценок качества пряжи, так как они позволяют понять причины противоречий, кажу­ щихся необъяснимыми с точки зрения старых представлений о хорошей пряже.

Какова прочность нитей основы на ткацком станке? У пряжи средней толщины она составляет около 300 граммов. Опыты по­ казывают, что наибольшие усилия, которые испытывает основа в ткачестве, не превышают 60—70 граммов. Запас прочности осно­

В действительности же обрывность получается отнюдь не ничтож­ ная, и ткачи, не задумываясь, в графе «причины обрывов» пи­ шут: «Слабан пряжа» (65—70% всех обрывов!).

Еще одна странность. Если виной обрывов признавать недо­ статочную прочность при разрыве, то следует ожидать больше обрывов там, где нить испытывает большее натяжение. Стати­ стика же обрывов на ткацком станке свидетельствует о дру­ гом. Так, в хлопчатобумажном ткачестве из общего числа обры­ вов около половины, а иногда и больше происходит в простран­ стве между скалом и задней ремизкой, т. е. именно там, где нити испытывают самое малое натяжение. В то же время в про­ странстве между ремизками и прибойной полоской, где нити подвергаются наибольшим усилиям, обрывность чрезвычайно мала.

Противоречия подобного рода характерны и для прядения. Об­ рывность на прядильных машинах трудно объяснить ссылками на слабую пряжу: даже в самом опасном с этой точки зрения пункте — при выходе из цилиндров — прочность мычки в не­ сколько раз превышает те усилия, которым она подвергается в процессе кручения и паматывания нити.

Для понимания причин обрывности, а стало быть, и исходных требований к качеству пряжи следует использовать законы тео­ рии выносливости или усталостных явлений.

Многочисленными опытами установлено, что при растяжении текстильных волокон, нитей или изделий из них (как и вообще

62

всякйх высокополйМершйх материалов) познпкают удлинения трех видов, составляющие в сумме общее удлинение. Первое удлинение — упругое; оно возникает практически мгновенно и также мгновенно исчезает при снятии нагрузки. Второе удлине­

его прямая зависимость от времени: чем больше время действия растягивающего усилия, тем больше и эластическое удлинение. После удаления нагрузки эластическое удлинение постепенно ис­ чезает, и чем больше время отдыха, тем больше сократится рас­ тянутый материал. Третьим удлинением является пластическое, или остаточное. После снятия нагрузки оно не исчезает. Значи­ тельное остаточное удлинение становится разрушающим.

Естественно поставить вопрос, как развиваются удлинения всех трех видов во времени: последовательно (т. е. одно после дру­ гого) или параллельно (все три вместе, одновременно). Подоб­ ный вопрос имеет прямое отношение к практике. Если удлине­

нас нежелательное ) то все наши действия должны быть на­ правлены на то, чтобы пе доводить события до появления не­ обратимых пластических деформаций, и только. Именно так стро­ ятся расчеты в сопротивлении материалов: подбирают размеры поперечных сечений балок, стержней и прочих элементов стро­ ительных или иных деталей таким образом, чтобы напряжения в них по превосходили допустимых пределов; допустимые же напряжения должны вызывать только упругие деформации.

Как показали тщательно проведенные опыты и теоретические исследования, все текстильные материалы деформируются под действием приложенных нагрузок по законам параллельного, если можпо так сказать, возникновения деформаций. Другими

с разными скоростями. Из этого следует самый, пожалуй, важ­ ный для теории и практики вывод: как бы ни была мала при­ лагаемая к текстильным материалам нагрузка, она вызовет пусть

микродеформация! Теперь нетрудно понять, что в случае много­ кратно повторяющихся нагружений (например, растяжений) не­ обратимые удлинения будут постепенно накапливаться и могут

63

достигнуть «роковой» величины, когда материал разрушится (при условии, что остаточные удлинения накапливаются в одних и тех же однажды возникших опасном сечении или опасной зоне). Постепенное ослабление прочности под действием накапливаю­ щихся микроразрушений называют усталостью.

В процессах прядения имеют место многократно повторяющие­ ся колебания в натяжении нити, идущей из цилиндров на ве­ ретено: при наматывании на малый диаметр натяжение увеличи­ вается, при наматывании на большой диаметр — уменьшается. Каждое такое колебание приводит к появлению остаточного удлинения. Накапливаясь, удлинения вызывают усталостное раз­ рушение пряжи.

На ткацком станке при каждом раскрытии зева и каждом при­ бое уточной нити также возникают остаточные удлинения в нитях основы, последние устают или попросту обрываются.

Усталостные процессы, т. е. процессы ослабления строения ни­ тей и тканей под влиянием многократного расшатывания их и накопления остаточных деформаций, являются одной из глав­ ных причин (если не самой главной), вызывающих обрывность в прядении и ткачестве. Следовательно, говоря о качестве пря­ жи, надо знать ее выносливость — способность противостоять многократным растяжениям (или изгибам в случае многократного изгибания материала в процессах его обработки или эксплуата­ ции). Конечно, если бы прочность нитей при разрыве была как-то связана с выносливостью, то незачем было бы отдельно проверять материал на выносливость: раз пряжа прочная, то, вероятно, она же и выносливая. Но сразу отметим: прямой за­ висимости между прочностью при разрыве и выносливостью не обнаружено. Пряжа может быть прочной при разрыве и иметь

держивать большое количество растяжений, не разрушаясь. Теперь можно вернуться к «странностям» в поведении нити на ткацком станке. Основные нити на пути от скала до ремизок испытывают хотя и малые, но многократные растяжения, в ре­ зультате чего накапливаются остаточные деформации. Путь до ремизок составляет почти три четверти всего пути нитей от скала до опушки ткани. Поэтому и наблюдается именно в этой задней зоне наибольшее число обрывов, обрывов от усталости. Протяженность зоны ремизок меньше, но усилия в ней возни­ кают большие; только кратковременность пребывания нитей в ремизках спасает от еще большой обрывности. В передней зоне

64

пити пребывают совсем малое время. Естественно, и обрывы здесь

чине, что... очень мало о пей знали. Любопытно, что и се­ годня у нас нет ясного представления о путях увеличения вы­ носливости пряжи. Как увеличить разрывную нагрузку пряжи, мы более или менее представляем (нужно увеличить крутку, по­ высить равномерность пряжи по толщипе, правильно подобрать

сплошные «белые пятна» и в теории, и в практике прядения, которые ждут своих открывателей...

Завершая разговор о качество, подчеркнем еще раз: прежде чем разрабатывать мероприятия по повышению качества, надо четко представлять себе назначение пряжи и условия, в которых предполагается ее использовать; только после этого, ясно пред­ ставляя характер применения пряжи, можно формулировать тре­ бования, на основании которых целесообразно судить о качестве пряжи и изделий из нее.

ПРОБЛЕМЫ СЕГОДНЯШНИЕ И ПРОБЛЕМЫ БЛИЖАЙШЕГО БУДУЩЕГО

НЕСКОЛЬКО СЛОВ О ПРОШЛОМ И НАСТОЯЩЕМ

Чтобы в будущем текстильная технология была в состоянии на­

пройденный путь в развитии текстильной технологии п техники. Это тем более необходимо, что начало XX века дает поучитель­ ный и интересный материал по истории техники текстильной промышленности.

на оснащение этих фабрик самой новой по тем временам тех­ никой. Ведь, к примеру, оснащать прядильные машины прибо­ рами высокой и сверхвысокой вытяжки (сначала — ремешкового типа, а в дальнейшем и других типов) текстильщики пашей страны начали одними из самых первых. Тем самым был осу­ ществлен первый этап в сокращении технологических цепочек в текстиле.

Но только новые, но и существовавшие старые фабрики под­ верглись модернизации; в частности, прежние вытяжные прибо­ ры меняли на приборы высокой вытяжки.

Переход с механических ткацких станков на автоматические, ор­

и внедрять в производство малогабаритные машины в прядении,

в прядении шерсти и хлопка. Мы вступили в полосу серьезного технического перевооружения промышленности.

Наряду с решением больших задач по коренному изменению техники и технологии в прядении и ткачестве, всегда велась п будет вестись работа по решению более узких задач — улучшению работы отдельных узлов и деталей, совершенствованию рабочих операций, улучшению условий труда в цехах фабрики и др. В связи с этим интересно заглянуть в старые темники изобре­

в 1945 году, победоносно завершившем Великую Отечественную войну.

Итак, у нас в руках книга «Сборник тем по прядению, ткаче­ ству и отделке тканой для изобретателей и рационализаторов

ВСНИТО текстильной промышленности. Какие же темы и во­ просы предлагались в этом сборнике в качестве важных?

Всего в темнике 143 темы (по прядению хлопка 17, по пряде­ нию шерсти 25, по прядению льна 18, по ткачеству 27 и т. д.). Опустим темы по белению, крашению и печатанию тканей как относящиеся к химической технологии и возьмем на выборку

G6

мос широкое распространение на ровничных машипах высокой и сверхвысокой вытяжки, и указывается на необходимость при­

Спустя 25 лет на прядильных машинах появилось много вы­ тяжных приборов высокой и сверхвысокой вытяжки. Уплотните­ ли на них стали обязательной принадлежностью. Более того, те­ перь при выпуске новых вытяжных приборов зарубежные фир­ мы (японские, американские и др.) патентуют иногда не весь прибор, а его главные части, среди которых на первое место ставится уплотнитель. Именно он приносит успех пли неудачу новому варианту вытяжных приборов. Выяснилось, что важно не только найти удачпый профиль уплотнителя; важно послед­ ний так поставить в вытяжном приборе, чтобы его положение относительно мычки и цилиндров было твердо фиксировано. На

чувствительнее, до сих пор нет механизма самой точной уста­ новки деталей вытяжного прибора. Новая техника требует вы­ сокой точности изготовления деталей приборов и точной их регулировки. В этом отношении проблема применения микрометропных винтов для установки уплотнителей и цилиндров в вы­ тяжном приборе еще ждет своего разрешения.

5. «Высокоскоростная прядильная машина с использованием выорка и отделением механизма намотки от механизма кру­ чения».

Выше уже рассказывалось о значении отделения процесса кру­ чения от процесса наматывания. Нам остается только повто­ рить, что машина ПК-100 представляет собой пример решения такой задачи, причем решения «с превышением плапа»: в пря­ дильно-крутильной машине системы П. К. Кориковского, кро­ ме прядения, осуществляются трощение и кручение. Роль выор­ ка выполняет полое веретено.

Второй пример — машины БД-200 и ППМ-125,, о которых также упоминалось выше (см. стр. 56—57).

6. Из тем по шерстопрядению укажем тему по механизации процессов смешивания сырья.

В темнике отмечается, что на больших фабриках имеет место ручное приготовление смеси. Спустя 25 лет мы можем назвать ряд фабрик с механизированным смешиванием, с применением

68

поточных линий, на которых обеспечивается механизированное смешивание прн использовании дозирующих питающих меха­ низмов.

Теперь уже реальной задачей является разработка проектов фаб­ рик-автоматов. Такого рода задачу четверть века назад не могли поставить даже самые смелые мечтатели-текстилыцпкп. А сейчас мы читаем о необходимости в ближайшее время провести работы, направленные на создание суконно-прядильной фабрики-автомата путем агрегирования чесального аппарата и центрифугальной прядильной машины...

7. Необычно воспринимается предложение изобретателям разра­ ботать «приспособление для автоматического перевода привод­ ного ремня на холостой шкив при падении скорости на 20—30%». Как известно, сейчас подавляющее большинство машин приво­ дится в движение индивидуальными электродвигателями, и толь­ ко кое-где еще доживают свой век «последние могикане» — транс­ миссии, приводящие в движение группы чесальных машин. Сейчас ужо целесообразнее не изобретать «приспособления для перевода ремня на холостой шкив», а направить усилия на за­ мену трансмиссий индивидуальными двигателями.

Интересно проследить судьбу предложений для нужд ткацкого производства. В темнике тема 73 сформулирована так: «...Все применяемые в настоящее время способы шлихтования громозд­ ки и дороги. Они требуют сложной операции варки шлихты и сушки нитей и связаны с расходом пищевых продуктов и топ­ лива для получения пара. Все эти обстоятельства делают акту­ альной задачу нахождепия такого способа подготовки основы к ткачеству, который дал бы возможность обходиться без шлих­ тования».

«Способа обходиться без шлихтования» пока так и пе предло­ жено, а вот предложений по замене используемых в шлихте пищевых продуктов за эти годы поступило достаточное количе­ ство и почти все они оказались вполне удачными. Остается Ждать предложений по работе без шлихтования вообще. Задача не простая, что следует хотя бы из того, что за прошедшие чет­ верть века она осталась нерешенной!

Предложения по ткацким станкам относятся главным образом к улучшепию отдельных деталей и приспособлений на старом оборудовании; предложений крупного масштаба нет ни одного. Тем более отрадны те изменения, которые можно наблюдать в технике ткачества: переход на пневморапирные станки, поиски принципиально новых способов ткачества и т. д.

69