Введение к работе
Актуальность темы. Изделия технического назначения, в которых используются трощено-крученые нити из комплексных нитей оксида алюминия, приобретают большое значение в связи с все возрастающими потребностями в теплоизоляционных и конструкционных материалах способных работать при температурах до 1700 С. Актуальность работы обусловлена необходимостью решения задач, направленных на разработку технологии получения трощено-крученых нитей из комплексных нитей оксида алюминия и устройства для осуществления технологии.
Разрабатываемая технология обеспечит возможность создания изделий технического назначения для теплозащитных материалов в условиях отечественного производства, вне зависимости от импортных поставок. Создание таких материалов является перспективным для применения в узлах уплотнений и теплоизоляции, работающих в зоне повышенных рабочих температур в изделиях энергетической, машиностроительной, химической, нефтехимической отраслей промышленности и др.
Цель работы и задачи исследования. Целью работы является разработка технологии получения трощено-крученых нитей из комплексных нитей оксида алюминия, которые используются в изделиях технического назначения с температурой эксплуатации до 1700 С.
В соответствии с указанной целью поставлены и решены следующие основные задачи:
проведен анализ существующих технологических схем получения трощено-крученых химических нитей и показана не возможность их применения для получения трощено-крученых нитей из оксида алюминия;
исследованы некоторые технологические свойства комплексных нитей из оксида алюминия;
на основе исследованных технологических свойств нитей обоснованы теоретические, технологические и технические решения получения трощено-крученых нитей из комплексных нитей оксида алюминия;
обоснованы основные технологические параметры и режимы устройства для получения трощено-крученых нитей из комплексных нитей оксида алюминия;
разработан и изготовлен экспериментальный стенд для реализации поставленной задачи;
исследована работа функциональных узлов стенда - крутильного механизма, устройства регулирования натяжения нити, замасливающего устройства, наматывающего механизма и механизма раскладки;
проведены эксперименты по оптимизации основных элементов технологического процесса - натяжения нити при кручении, концентрации замасливающей эмульсии, нахождения зависимости между разрывной нагрузкой нити и величинами первой, второй и третьей крутками;
разработан технологический режим получения трощено-крученых нитей;
исследованы геометрические и механических свойства крученых и трощено-крученых нитей из комплексных нитей оксида алюминия;
на основании требований к современному оборудованию для получения трощено-крученых нитей обоснованы направления разработки технических средств управления и контроля технологического процесса с целью создания на базе экспериментального стенда экспериментального образца устройства для получения трощено-крученых нитей из комплексных нитей оксида алюминия.
Методы и средства исследования. Поставленные задачи решались теоретическими и экспериментальными методами. Экспериментальные исследования проводились на кафедрах МГТУ им. А.Н. Косыгина, лабораториях ФГУП ВИАМ и НЯУ МИФИ. Использовались современные измерительные средства, оптический, цифровой, атомно-силовой и растровый электронный микроскопы, разрывные машины. Применялись методы: проектирования машин и механизмов, испытания текстильных материалов, планирования эксперимента. Использовались положения теории кручения и наматывания нитей, механической технологии волокнистых материалов, текстильного материаловедения. Оценка достоверности полученных результатов осуществлялась методами теории вероятности и математической статистики. Обработка результатов исследования выполнялись на персональном компьютере с использованием стандартных и оригинальных программ.
Научная новизна. При выполнении работы автором впервые разработаны:
радиальная подача нити в зону кручения;
технология получения трощено-крученых нитей из комплексных нитей оксида алюминия;
экспериментальный стенд для реализации процесса получения крученой и трощено-крученой нитей из комплексных нитей оксида алюминия;
теоретическое и экспериментальное обоснование основных технологических параметров и режимов функциональных узлов и устройства получения трощено-крученой нитей из комплексных нитей оксида алюминия в целом;
методики проведения экспериментов.
Практическая значимость работы заключается в следующем:
работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Разработка, восстановление и организация производства стратегических, дефицитных и импортозамещающих материалов и малотоннажной химии для вооружения, военной и специальной техники на 2009-2011 годы и на период до 2015 года»;
результаты работы соответствуют прогнозируемому научно-техническому уровню установленному ФЦП;
полученная трощено-крученая нить из оксида алюминия конкурентоспособна по отношению к существующим, в том числе зарубежным аналогам;
отработаны технологические режимы получения трощено-крученой нити из оксида алюминия;
изготовлена и передана Заказчику - ФГУП ВИАМ экспериментальная партия трощено-крученых нитей из оксида алюминия 300 текс в количестве 500 м;
полученные нити позволят разработать ассортимент изделий технического назначения с температурой эксплуатации до 1700 С;
экспериментальный образец устройства для получения трощено- крученых нитей из оксида алюминия может служить прототипом экспериментального образца установки.
результаты работы являются основой для создания опытно- промышленной технологии получения трощено-крученой нити линейной трощено-крученых нитей из комплексных нитей оксида алюминия.
Апробация работы. Основные результаты научных исследований докладывались, обсуждались и получили положительную оценку:
на II научно-практической конференции «Нанотехнологии в текстильной промышленности», г. Москва, МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2011г.
на Международной научно-технической конференции "Современные технологии и оборудование текстильной промышленности" (ТЕКСТИЛЬ- 2011), г. Москва, ГОУВПО "МГТУ им. А.Н.Косыгина", 2011 г.;
на XXIII Международной инновационно-ориентированной конференции молодых ученых и студентов г. Москва, ИМАШ РАН, 2011 г.
на заседании кафедры прядения 21.03.2012 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 3 в журналах, рекомендованных ВАК, 3 методических разработки, 3 тезиса научных конференций.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 243 страницах, состоит из введения, пяти глав с выводами, общих выводов, списка использованной литературы (64 наименования) и 6 приложений. Работа содержит 60 таблица и 97 рисунков.
