Введение к работе
Актуальность темы работы. В настоящее время большое внимание уделяется текстильным изделиям бытового и технического назначения. В частности шнуроплетеным изделиям специального назначения для оборонной промышленности и космической индустрии. Также шнуроплетеные изделия используют в рыболовстве, страховочных комплексах, в работе службы МЧС и т.д. Требования потребителя к шнуроплетеным изделиям, обеспечивающим безопасность, практичность, комфортность, увеличение срока эксплуатации и улучшение качества, создают предпосылки для производства новых видов шнуров.
В технических отраслях основным назначением шнуроплетеных изделий является обеспечение безопасных и надёжных условий работы узлов и механизмов различной техники. Шнуроплетеные изделия, наработанные из натуральных нитей, не отвечают требованиям, предъявляемым к шнурам, используемым для технических целей, так как они не выдерживают силовых и термических нагрузок. Это объясняется тем, что натуральные нити, используемые для изготовления шнуров, имеют низкую разрывную нагрузку, высокое удлинение при фиксированной нагрузке и низкую химическую стойкость по сравнению с арамидными нитями. На сегодняшний день химические нити являются наиболее перспективными в изготовлении шнуроплетеных изделий технического назначения.
Таким образом, разработка структуры и технологии шнуроплетеных изделий нового поколения, обладающих высокой разрывной нагрузкой, минимальным удлинением при фиксированной нагрузке в зоне упругих деформаций и высокой устойчивостью к воздействию внешних факторов, является актуальной задачей.
Цель диссертационной работы. Разработать структуру и оптимальную технологию получения шнуроплетеных изделий для технических нужд с наполнителем, обладающих минимальным удлинением при фиксированной нагрузке.
В соответствии с указанной целью были поставлены и решены следующие задачи:
- наработаны и исследованы шнуроплетеные изделия из полиамидных комплексных нитей с увеличенным числом сложений для расширения областей исследования;
- выбрана оптимальная структура шнуроплетеных изделий из полиамидных комплексных нитей;
- выработаны и исследованы шнуроплетеные изделия раннее выбранной структуры из комплексных нитей Русар;
- произведена физико-механическая и органолептическая оценка шнуоплетеных изделий, в результате которых, был наработан шнур с наполнителем из комплексных нитей Русар линейной плотностью 750 текс;
- произведены исследования влияния специальных пропиток российского производства на физико-механические свойства шнуроплетеных изделий выполненных из комплексных нитей Русар;
- произведено исследование влияния специальной пропитки иностранного производства на свойства шнуроплетеного изделия (в частности на удлинение при фиксированной нагрузке);
- произведены испытания готовых шнуроплетеных изделий в «Национальном исследовательском технологическом университете «МИСиС» в Межкафедральной испытательной лаборатории «Наноматериалы»;
- выведена методика расчёта удлинения шнуроплетеных изделий в пределах упругих деформаций, позволяющая очень точно прогнозировать прочностные свойства шнуров;
- проведено планирование эксперимента в целях получения оптимальных технологических параметров процесса выработки готовых шнуроплетеных изделий с использованием пакета программ Excel и MathCAD.
Методы исследований. Поставленные задачи решались теоретическими и экспериментальными методами. Экспериментальные исследования по наработке шнуроплетеных изделий проводились в лаборатории кафедры прядения МГУДТ на шнуроплетельной машине ШП-24-3-1, а испытания для определения разрывной нагрузки и удлинения при разрыве – на разрывной машине “Instron 4411” в лаборатории кафедры текстильного материаловедения. В работе использовались математические методы планирования эксперимента. При исследовании свойств шнуроплетеных изделий из нитей Русар использовались ГОСТированные методики. Результаты экспериментальных и теоретических исследований обработаны методами математической статистики с использованием ЭВМ и пакета программ MathCad и Excel.
Научная новизна.
Разработана структура и технология выработки шнуроплетеных изделий с пониженным удлинением из комплексных нитей Русар. Для основного исследуемого показателя шнуроплетеных изделий технического назначения является удлинение при фиксированной нагрузке, разработана методика расчёта и прогнозирования в зависимости от физико-механических показателей готового изделия и исходного сырья. Изучено влияние различных специальных пропиток, позволяющих упрочнить шнуроплетеное изделие и уменьшить его удлинение при фиксированной нагрузке.
Практическая ценность работы.
Теоретические и экспериментальные исследования, положенные в основу данной работы, дают возможность вырабатывать шнуроплетеные изделия с пониженным удлинением для технических нужд.
Реализация результатов работы. Разработанная структура и технология позволяет получить на шнуроплетельных машинах отечественного и зарубежного производства шнуроплетеные изделия с пониженным удлинением, пригодные для использования в различных отраслях промышленности.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и получили положительную оценку на:
- 61-ой межвузовской конференции молодых учёных и студентов «Студенты и молодые учёные КГТУ» Кострома 2009;
- всероссийской научной конференции молодых учёных и аспирантов «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности» (Дни науки 2009), (Санкт-Петербург 2009);
- всероссийской научной студенческой конференции «Текстиль XXI века» (г. Москва МГТУ им. А. Н. Косыгина 2009);
- международной научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль 2009), (г. Москва МГТУ им. А. Н. Косыгина 2009);
- международной научно-технической конференции «Современные наукоёмкие технологии и перспективные материалы текстильной и лёгкой промышленности», (Прогресс 2010), Иваново;
- международной научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль 2010), (г. Москва МГТУ им. А. Н. Косыгина 2010);
- всероссийской научной конференции молодых учёных «Инновации молодёжной науки», (Дни науки 2011), (Санкт-Петербург 2011);
- международном научно-техническом форуме Прогресс 2012, Иваново;
- межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые – развитию текстильной и лёгкой промышленности», (Поиск 2012), Иваново.
По материалам диссертационной работы опубликовано 9 тезисов докладов на различных конференциях и 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.
Структура и обьём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав с выводами, общими выводами по работе, библиографического списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на 112 страницах машинописного текста, имеет 32 рисунка, 32 таблицы, библиографический список использованных литературных источников включает 85 наименований. Приложения представлены на 10 страницах.
