Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Розробка структури та технології в'язання еластичного основов'язаного трикотажу

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми

Історично склалось так, що наша країна дуже мало виробляла власного еластичного текстилю для медичних виробів, а імпортувала його з-за кордону за високими цінами. Власні еластичні вироби мали недостатні пружні та гігієнічні властивості, були жорсткими, не мали потрібної конгруентності. Імпортні реабілітаційні вироби в основному були в'язаними, відповідали сучасним вимогам, але через високу ціну були малодоступні населенню України.

В Україні існує значна кількість ортопедичних підприємств, які використовують еластичний текстиль для виготовлення виробів реабілітаційного призначення, але його потрібно імпортувати з-за кордону, в основному з Німеччини, країн Прибалтики, Італії, Турції. В деяких випадках еластичні вироби виготовлені з натуральних видів сировини, але вони при цьому мають значний недолік - швидке забруднення, зміну параметрів та зовнішнього вигляду після прання, а також є «магазином» для зберігання бактерій. Тому згідно вимог Всесвітньої Організації Здоров`я (ВОЗ) рекомендується ці вироби виготовляти з синтетичних видів сировини, приймаючи до уваги, що вони, як правило, носяться на білизні.

На шляху створення основов'язаного матеріалу для виробів реабілітаційного призначення є проблема обмеженності застосування петельних структур, методів проектування їх параметрів, проектування фізико-механічних та гігієнічних показників.

Тому виникла необхідність розробити нову петельну структуру еластичного трикотажу для виробів реабілітаційного призначення відповідно до сучасних вимог, при якій в'язаний матеріал мав би високу повітропроникність, зменшену матеріалоємність, високу пружність, відповідні деформаційні показники та відповідний естетичний вигляд. Потрібно розробити методику проектування параметрів еластичного трикотажу та створити рекомендовані технологічні режими для виготовлення цього матеріалу з заданими фізико-механічними властивостями. Вирішення цих проблем обумовило актуальність виконаної роботи.

Представлена робота присвячена розробці нового еластичного трикотажу реабілітаційного призначення з високими споживчими властивостями, проектуванню його параметрів, створенню рекомендованих технологічних режимів і нормативно-технічної документації для виготовлення матеріалу з заданими фізико-механічними властивостями. Впровадження в практику реабілітації людей нового трикотажу для виготовлення бандажних виробів має соціальне значення і відкриває новий напрямок роботи трикотажної промисловості.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Дисертаційна робота є складовою частиною досліджень Київського державного науково-дослідного інституту текстильно-галантерейної промисловості за темою №0103V005384 «Розробка та виготовлення текстильних виробів для забезпечення комплектації засобів реабілітації інвалідів», яка виконувалась в межах Державної програми розвитку промисловості на період до 2005 р. і Державної програми розвитку легкої промисловості України на 2003-2011 роки, схваленої Постановою Кабміну України від 28.07.2003 р. №1174.

Роль автора полягає в вирішенні проблеми створення структури еластичного трикотажу для виробів реабілітаційного призначення, проектуванні його параметрів, створенні рекомендованих технологічних режимів і нормативно-технічної документації для виготовлення матеріалу з заданими фізико-механічними властивостями.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є створення нової конкурентоспроможної петельної структури основов'язаного еластичного трикотажу, що відповідає сучасним вимогам, для забезпечення вітчизняного виробництва в'язаними матеріалами для виробів реабілітаційного призначення, а також розробка методики проектування параметрів цього трикотажу; створення рекомендованих технологічних режимів для його виготовлення з заданими показниками якості.

Для досягнення вказаної мети були вирішені наступні задачі дослідження:

- створити нову петельну структуру подвійного еластичного трикотажу для виготовлення виробів реабілітаційного призначення;

- теоретично та експериментально дослідити структуру подвійного еластичного трикотажу;

- розробити методику проектування параметрів петельної структури подвійного еластичного трикотажу;

– встановити математичні залежності фізико-механічних властивостей подвійного еластичного трикотажу від основних технологічних параметрів в`язання;

- розробити програму для автоматизованого проектування еластичного трикотажу з заданими показниками якості;

- розробити рекомендовані технологічні режими для виготовлення матеріалу з заданими фізико-механічними властивостями.

Об'єкт дослідження - процес в`язання еластичного трикотажу для виробів реабілітаційного призначення на основов`язальному обладнанні.

Предмет дослідження - еластичний основов`язаний трикотаж виготовлений на двохфонтурній основов'язальній машині.

Методи дослідження

Поставлені в роботі задачі вирішувались з допомогою сучасних теоретичних і експериментальних методів досліджень. Використано метод чисельного аналізу для опису конфігурації петель використаних переплетень подвійного еластичного трикотажу, що досліджувались з допомогою мікроскопа. Експериментально досліджено параметри та властивості подвійного еластичного трикотажу згідно загальноприйнятих методик. Обробка результатів експериментів виконана методами математичної статистики. Оцінка параметрів та фізико-механічних показників якості еластичного трикотажу проводилась за допомогою діючих державних стандартів і загальних методик.

Наукова новизна одержаних результатів

Одержали подальший розвиток наукові засади створення еластичного основов'язаного трикотажу та методів розрахунків його технологічних параметрів, при цьому автором:

- розроблена структура та технологія в`язання подвійного основов`язаного еластичного трикотажу реабілітаційного призначення;

– теоретично розроблено формули для розрахунку основних параметрів структури нового виду еластичного трикотажу;

- встановлено математичні залежності показників фізико-механічних властивостей еластичного трикотажу від основних параметрів трикотажу;

- встановлені технологічні параметри в`язання для отримання подвійного еластичного трикотажу з заданими параметрами та властивостями на базі вирішення багатокритеріальних задач з широким використанням ЕОМ.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що:

Розроблені структура, параметри та технологія в`язання нового виду еластичного трикотажу сприяють виготовленню та більш повному задоволенню наших громадян реабілітаційними виробами вітчизняного виробництва. Розроблений еластичний трикотаж успішно впроваджується у виробництво зі значним економічним ефектом. Отримані рекомендовані технологічні режими для виготовлення подвійного еластичного трикотажу з урахуванням забезпечення заданих параметрів трикотажу та його властивостей, що дозволяють досягти економії сировини та часу.

Особистий внесок здобувача

В роботі особистий внесок здобувача полягає в теоретичному вивченні існуючого рівня розвитку виробів реабілітаційного призначення та еластичного трикотажу для виготовлення даних виробів; розробці нової структури подвійного еластичного трикотажу для виробів реабілітаційного призначення; проведенні теоретичних досліджень структури еластичного трикотажу; проектуванні параметрів петельної структури подвійного еластичного трикотажу; проведенні експериментальних досліджень та обробці їх результатів методами математичної статистики з використанням комп'ютерних технологій; проектуванні заданих параметрів та властивостей подвійного еластичного трикотажу на базі вирішення багатокритеріальних задач; створенні рекомендованих технологічних режимів для виготовлення цього матеріалу з заданими фізико-механічними властивостями; формулюванні висновків та рекомендацій.

В роботах, виконаних у співавторстві, здобувачу належить аналіз науково-технічної літератури, присвяченої питанням створення еластичного трикотажу та проектування його параметрів [1]; створення петельної стуктури подвійного еластичного трикотажу [2, 8, 9]; проектування його основних параметрів [3, 4]; розробка математичних залежностей для розрахунку параметрів та властивостей подвійного еластичного трикотажу та їх дослідження [5-7]; створення програми проектування параметрів та рекомендованих технологічних режимів для виготовлення еластичного трикотажу з заданими фізико-механічними властивостями [10].

Апробація результатів дисертації

Задачі та результати досліджень дисертаційної роботи докладені та обговорені:

1. На науковій конференції молодих вчених та студентів (Київський національний університет технологій та дизайну, м. Київ, 2004 р.);

2. На науковій конференції молодих вчених та студентів (Київський національний університет технологій та дизайну, м. Київ, 2005 р.);

3. На науковій конференції «Проблеми легкої та текстильної промисловості» (Херсонський національний технічний університет, м. Херсон, 2005 р.).

В повному обсязі результати роботи доповідались:

1. На науково-технічній раді Київського державного науково-дослідного інституту текстильно-галантерейної промисловості, (м. Київ, грудень 2005 р., лютий 2006 р.);

2. На розширеному засіданні кафедри «Технології трикотажного виробництва» Київського національного університету технологій та дизайну, (м. Київ, лютий 2006 р.);

3. На науковому міжкафедральному семінарі (Київський національний університет технологій та дизайну, м. Київ, березень 2006 р.).

Публікації

Результати дисертації опубліковані в 10 працях, з яких 6 у наукових фахових журналах, 1 теза наукової конференції, 1 патент України, 2 депоновані рукописи.

Структура і обсяг роботи

Дисертаційна робота складається із вступу, 6 розділів, загальних висновків, списку використаних джерел, що включає 90 найменувань, а також додатків, що представлені на 15 сторінках. Робота викладена на 186 сторінках машинописного тексту, включає 55 ілюстрацій та 23 таблиці. Основна частина дисертації складає 149 сторінок.

Основний зміст роботи

еластичний трикотаж технологічний в'язання

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи. Викладено мету та задачі роботи, відмічено наукову новизну та практичну цінність роботи.

У першому розділі проведено аналіз науково-технічної літератури, а також аналіз патентних матеріалів по розробці та виробництву еластичного трикотажу для виробів реабілітаційного призначення.

Встановлено, що на теперішній час український ринок заполонили закордонні вироби реабілітаційного призначення сумнівної якості, які, головним чином, мають низьку повітропроникність, недостатню пружність і підвищену матеріалоємність. Для виготовлення виробів реабілітаційного призначення протезно-ортопедичним підприємствам щорічно необхідно тисячі метрів еластичного трикотажу, який в Україні майже не виробляється. Тому необхідно створити нову петельну структуру еластичного трикотажу з високими повітропроникністю та пружніми властивостями.

Відзначено, що одним із шляхів створення високоякісних реабілітаційних виробів є використання в них високоеластичних ниток. Проаналізовано існуючі методики проектування параметрів еластичного трикотажу.

Встановлено, що найчастіше для виготовлення еластичного трикотажу застосовують основов'язальний спосіб виробництва, який дає змогу отримувати еластичні вироби різної довжини і пружності залежно від призначення. Основов'язані переплетення повинні забезпечувати достатню розтяжність, надійність закріплення еластомерних ниток в структурі трикотажу та можливість релаксації еластомерних ниток після зняття навантаження. Для виготовлення еластичного трикотажу використовуються одинарні та подвійні переплетення з прокладеною еластомерною ниткою. В подвійному трикотажі поєднуються петлі лицьової та виворотньої сторін. Використання в трикотажі різних одинарних переплетень дозволяє ліквідувати негативні і зберегти позитивні властивості трикотажу цих переплетень. Не менш важливою особливістю подвійного трикотажу є його здатність змінювати у широкому діапазоні співвідношення параметрів складових переплетень. А визначення для кожного переплетення довжин ниток в петлях дає мінімальні витрати сировини.

На основі проведеного аналізу науково-технічних джерел були сформулювані задачі дослідження.

У другому розділі представлені результати розробки подвійного еластичного трикотажу візерунчатого комбінованого переплетення, який надалі називатимемо подвійний еластичний трикотаж, для виробів реабілітаційного призначення, що не має недоліків відомих видів еластичного трикотажу та відповідає встановленим вимогам нормативно-технічної документації. Створений подвійний еластичний трикотаж має високу пружність, повітропроникність.

Подвійний еластичний трикотаж виготовлений із поліефірних текстурованих ниток лінійною густиною 18,0 текс та еластомерних ниток діаметром 0,67 мм. Поліефірні текстуровані нитки забезпечують надійне закріплення еластомерних ниток в структурі еластичного трикотажу. Еластомерні нитки забезпечують пружність та формостійкість еластичного трикотажу. За рахунок подвійного філейного переплетення збільшується повітропроникність, зменшується матеріалоємність.

Одна сторона трикотажу, утворена петлями подвійного філейного переплетення, отриманого з двох систем ниток на базі сполучення кладок похідних трико, а друга сторона має платировані петлі, утворені петлями одинарного ланцюжка, петлями подвійного філейного переплетення та еластомерними утковими нитками. Еластомерні нитки заправлені в гребінку, яка прокладає нитки на голки задньої голечниці, зсув якої за голками дорівнює зсуву за голками гребінки, що робить кладку нитки переплетення одинарного ланцюжка. Обидві сторони трикотажу з'єднуються протяжками подвійного філейного переплетення. Запропонований подвійний еластичний трикотаж може бути виготовлений на основов'язальному устаткуванні з двома голечницями.

Після аналізу петельної структури подвійного еластичного трикотажу, ми можемо сказати, що використання в його структурі еластомерних ниток у вигляді поздовжнього утоку з одинарним ланцюжком призведе до створення видозміненої чарунчастої структури трикотажу. Чарунки подвійного еластичного трикотажу утворяться двох видів, тобто будуть відрізнятися розмірами. На розмір чарунок впливатиме взаємодія еластомерних ниток і петель подвійного філейного переплетення з ниток першої гребінки, які за правилами платировки будуть виходити на, так звану, виворотню сторону.

На ділянці трикотажу, де утвориться чарунка більшого розміру, яку надалі будемо називати «великою чарункою», гребінка заправлена поліефірними нитками, що утворює петлі подвійного філейного переплетення, та гребінка з еластомерними нитками, будуть робити зсув за голками і перед голками в одному напрямку від першого по четвертий ряд рапорту подвійного філейного переплетення. У великих чарунках еластомерна нитка буде направлена в бік збільшення з обох боків чарунок, а краї чарунок будуть обмежовувати петлі подвійного філейного переплетення. На ділянці трикотажу, де утвориться чарунка меншого розміру, надалі називатимемо «малою чарункою», гребінка заправлена поліефірними нитками, що утворює петлі подвійного філейного переплетення, буде робити зсув за голками та перед голками в напрямку протилежному напрямку зсуву гребінки заправленої еластомерними нитками. При цьому еластомерна нитка буде направлена в бік зменшення чарунки з одного і іншого боку чарунки, тому утвориться мала чарунка, а по краям чарунки будуть проглядатися еластомерні нитки обвиті протяжками петель одинарного ланцюжка.

При вирішенні задачі отримання подвійного еластичного трикотажу з рівними кромками використовують додаткову гребінку, що виконує кладку поліефірних ниток через ряд, створюючи петлі відкритого подвійного ланцюжка та забезпечує рівні, формостійкі кромки виробу. Таким чином для виготовлення подвійного еластичного трикотажу з рівними кромками необхідне основов'язальне устаткування з двома голечницями при використанні п'яти гребінок.

У третьому розділі нами встановлено, що цілеспрямованих теоретичних робіт по проектуванню параметрів петельної структури подвійного еластичного трикотажу з одночасним пров'язуванням в петлі та прокладанням еластомерної нитки в якості утоку раніше не проводилось. Тому були теоретично досліджені та спроектовані параметри подвійного еластичного трикотажу.

Теоретично визначені величина мінімальної висоти петельного ряду трикотажу, що знаходиться в вільному стані, довжина еластомерної нитки поздовжнього утоку та довжина нитки в петлях одинарного ланцюжка для подвійного еластичного трикотажу.

Мінімальна висота петельного ряду трикотажу, що знаходиться в вільному стані

В_min = k₁ B, (мм), (1)

де k₁ - коефіцієнт, що встановлюється експериментально і характеризує ступінь розтягнення утокової еластомерної нитки в структурі трикотажу k₁ = 0,25.

В-висота петельного ряду.

еластомерної нитки поздовжнього утоку

?_{е =} , (мм), (2)

де d₁,… d_n - середні діаметри нееластомерних ниток (середні діаметри ниток петель одинарного ланцюжка та ниток петель подвійного філейного переплетення), мм;

- кут нахилу петлі до лінії петельного ряду, °;

d_В - діаметр еластомерної нитки в її вільному стані, тобто до зароблення в структуру трикотажу, мм;

м - коефіцієнт Пуассона, м = 0,8;

е - коефіцієнт відносного видовження по довжині,

е = (L₂ - L) / L, (3)

де L - довжина відрізку еластомерної нитки у вільному стані, мм;

L₂ - довжина того ж самого відрізку заробленого в структуру трикотажу, мм.

Довжина нитки в петлі одинарного ланцюжка

(4)

де n₁ - кількість нееластомерних ниток, які охоплює остов одинарного ланцюжка;

n₂ - кількість нееластомерних ниток, які охоплює протяжка одинарного ланцюжка;

б - кут нахилу протяжки до лінії петельного ряду, б°.

Ширина остова петлі

Ш = n₃d₁ + d_B, (мм), (5)

де n₃ - кількість нееластомерних ниток, що впливають на ширину петлі подвійного філейного переплетення,

Петельний крок А = n₄ d₁ + d_B, (мм), (6)

де n₄ - кількість нееластомерних ниток, що впливають на петельний крок трикотажу в одному петельному ряду.

Отримані математичні формули для проектування довжини нитки у петлі подвійного філейного переплетення для всіх відкритих та закритих петель.

Довжина нитки в петлі подвійного філейного переплетення

(7)

де a₂, c, d, u - вільні параметри параметричного рівняння;

, , и = 0,79.

n' - кількість петельних кроків, через які проходить довга протяжка.

Знаки «плюс» та «мінус» перед добутком xd₁ ставляться:

- величина х=0, якщо протяжка з'єднує однойменні палочки остова петлі (праву з правою і ліву з лівою); х=2, якщо протяжка з'єднує різнойменні зовнішні палички; х=-2, якщо протяжка з'єднує різнойменні внутрішні палички;

М - частина товщини трикотажу, що враховує кількість товщин ниток, через які проходить довга протяжка на іншу голечницю

,

де n₅ - кількість нееластомерних ниток, що впливають на товщину трикотажу і через які проходить довга протяжка.

М₁ - частина товщини трикотажу, що враховує кількість товщин ниток, через які проходить коротка протяжка ,

де n₆ - кількість нееластомерних ниток, що впливають на товщину трикотажу і, через які проходить коротка протяжка.

Встановлено, що теоретичні значення довжини нитки у петлі, отримані згідно розроблених формул, перебувають в межах фактичних значень з похибкою не більш ніж 5%.

Таблиця 1. Значення довжини нитки в петлі подвійного філейного переплетення (для відкритих петель)

Довжина ниток відкритої петлі	Розрахункові значення ?пет.ф.п, мм	Експериментальні значення ?пет.ф.п, мм	Відхилення, %
	12,28	12,63	2,8
	11,52	12,1	4,8

де - довжина нитки у петлі подвійного філейного переплетення, яка розташована перед остом платованої петлі одинарного ланцюжка, тобто виходить на лице подвійного еластичного трикотажу, мм;

- довжина нитки у петлі подвійного філейного переплетення, яка розташована за остом платованої петлі одинарного ланцюжка, мм.

Довжина нитки в петлі подвійного філейного переплетення

(8)

де a₃, b₃, л, u - вільні параметри системи параметричних рівнянь, що описують циклоїду,

, , .

Для перевірки правильності теоретичної формули (8) для проектування довжини нитки у петлі провели розрахунок, результати якого представлено у табл. 2:

Таблиця 2. Значення довжини нитки в петлі подвійного філейного переплетення (для закритих і відкритих петель)

Довжина ниток закритої петлі	Розрахункові значення ?пет.ф.п, мм	Експериментальні значення ?пет.ф.п, мм	Відхилення, %
	12,57	12,63	0,5
	11,81	12,1	2,5

де - довжина нитки у петлі подвійного філейного переплетення, яка розташована перед остом платованої петлі одинарного ланцюжка, тобто виходить на лице подвійного еластичного трикотажу, мм;

- довжина нитки у петлі подвійного філейного переплетення, яка розташована за остом платованої петлі одинарного ланцюжка, мм.

Отримані формули суттєво поліпшують точність розрахунків, дозволяють передбачити затрати сировини при проектуванні на практиці запланованих параметрів.

У четвертому розділі проведено оцінку показників якості подвійного еластичного трикотажу. Для визначення якості еластичного трикотажу встановлено номенклатуру показників якості, а також аналоги еластичного трикотажу для виробів реабілітаційного призначення, що визначають рівень світових досягнень. За показники якості вибрано пружну деформацію розтягнення, технологічну усадку, повітропроникність, паропроникність, зміну лінійних розмірів в процесі мокрих обробок. Встановлено, що показники розробленого подвійного еластичного трикотажу переважають показники якості своїх аналогів, а сам еластичний трикотаж відповідає якості світового рівня.

П`ятий розділ присвячено експериментальним дослідженням параметрів та фізико-механічних характеристик подвійного еластичного трикотажу візерунчатого комбінованого переплетення, який виготовляється у вигляді стрічок. Тому за критерії оптимізації вибрані показники для текстильно-галантерейних виробів і всі дослідження проводились згідно відповідних державних стандартів. В результаті проведеного теоретичного аналізу та попереднього експерименту було визначено, що властивості та параметри подвійного еластичного трикотажу залежать від таких факторів, як:

х₁ - довжина ниток в петлях подвійного філейного переплетення;

х₂ - довжина нитки в петлі одинарного ланцюжка;

х₃ - довжина еластомерної нитки поздовжнього утоку.

Для реалізації поставленої задачі був використаний метод математичного планування експерименту. На основі вибраних факторів реалізована матриця повного факторного експерименту, яка має вид: . У табл. 3 показано рівні та інтервали варіювання довжини ниток петлях подвійного філейного переплетення, довжини нитки в петлі одинарного ланцюжка, довжини еластомерної нитки поздовжнього утоку.

Таблиця 3. Рівні та інтервали варіювання вибраних факторів

Умови проведення експерименту	Натуральні значення і-го фактора	Кодовані значення і-го фактора
				х1	х2	х3
Основний рівень фактора Х0і, мм Інтервал варіювання фактора Іі, мм Верхній рівень фактора Хві, мм Нижній рівень фактора Хні, мм	12,4 3,1 15,5 9,3	6,0 1,5 7,5 4,5	0,5 0,2 0,7 0,3	0 1 +1 -1	0 1 +1 -1	0 1 +1 -1

В роботі проведений повний факторний експеримент, на підставі якого встановлено багатофакторні лінійні залежності між параметрами та властивостями готового трикотажу, а саме - щільність по вертикалі, лінійна щільність, а також повна, пружна, еластична та залишкова деформації та величинами довжини ниток в петлях подвійного еластичного трикотажу. У табл. 4 показані отримані математичні залежності.

Розрахунок коефіцієнтів рівнянь регресій та математична обробка результатів експерименту проводились по загальновідомій методиці статистичної обробки даних. В результаті проведених досліджень запропоновано математичні лінійні моделі з урахуванням значущості коефіцієнтів регресій. Обробка результатів експерименту проводилась на ПК, в результаті чого отримано адекватні рівняння з ймовірністю 0,95, за якими побудовані графіки залежностей параметрів структури та фізико-механічних властивостей подвійного еластичного трикотажу.

Таблиця 4. Математичні моделі параметрів оптимізації з факторами, вираженими у кодованих та натуральних значеннях

Повна деформація розтягнення по довжині, %	Y1=88,4+3,23x1+5,38x2-4,55x3 (1) Y1=65,3+1,04+3,59-22,75
Пружна деформація розтягення по довжині, %	Y2=83,0+2,69х1+4,64х2-5,91х3 (2) Y2=68,5+0,87+3,09-29,55
Еластична деформація розтягення по довжині, %	Y3=4,1+0,29х1+0,49х2+0,91х3 (3) Y3=0,09+0,33 +4,55-1,3
Залишкова деформація розтягення по довжині, %	Y4=1,3 + 0,25х1 + 0,25х2 + 0,45х3 (4) Y4=0,08+0,17+2,25-1,83
Щільність по вертикалі	Y5=82-0,8х1-0,8х2-1,4х3 (5) Y5=91,9-0,26-0,53-7,00
Лінійна щільність стрічки (шир. 160 мм), г\м	У6= 93,1+0,69х1+0,59х2+0,29х3 (6) Y6=87,3+0,22+0,39+1,45

На рис. 2 представлений графік, що показує залежність повної деформації розтягнення по довжині трикотажу від довжини ниток в петлях одинарного ланцюжка та довжини еластомерних ниток поздовжнього утоку, при умові збереження такого фактору, як довжини нитки в петлі подвійного філейного переплетення, на середньому рівні.

З аналізу результатів досліджень повної деформації та її складових можна сказати, що на величину повної деформації впливають в значній мірі всі три фактори, тобто довжина ниток в петлях подвійного філейного переплетення та довжина ниток в петлях одинарного ланцюжка, і довжина нитки еластичного утоку. Зі збільшенням довжини нитки в петлях подвійного філейного переплетення та довжини ниток в петлях одинарного ланцюжка повна та пружна деформація збільшуються та зі збільшенням довжини нитки еластичного утоку повна та пружна деформації зменшуються.

З метою детального вивчення впливу зміни довжини еластомерної нитки поздовжнього утоку на параметри петельної структури та властивості подвійного еластичного трикотажу були встановлені математичні залежності повної, пружної, еластичної та залишкової деформацій, а також значень щільності по вертикалі, петельного кроку, лінійної щільності стрічки, та довжини нитки в петлях одинарного ланцюжка, повітропроникності від величини відносного видовження еластомерних ниток до зони в`язання х. При визначенні регресійної моделі проведено активний експеримент в широкому діапазоні зміни фактора х (коефіцієнту відносного видовження еластомерних ниток до зони в`язання). Кількість дослідів в матриці планування експерименту становить N=5. Для підвищення точності визначення вихідного параметру У кожний дослід матриці повторюється п`ять разів m=5. Інтервал варіювання становить І_і = 0,25. Верхній рівень фактора Х_ві = 1,5, нижній рівень фактора Х_ні = 0,5. Повітропроникність нового еластичного трикотажу знаходиться в межах від 851 до 1008 дм³/м²·с, що свідчить про його високу повітропроникність незалежно від зміни самого фактору х.

У шостому розділі розроблена програма, яка має два розрахунки: розрахунок моделей та рекомендований розрахунок. «Розрахунок моделей» проводиться по математичних регресійних моделях, дозволяє без будь-яких ускладнень знайти значення потрібного показника якості. «Рекомендований розрахунок» допомагає знайти такі комбінації значень факторів, які б забезпечували задані показники якості з введеними обмеженнями на них та вибраною сировиною. Програма дозволяє користувачу за короткий проміжок часу спроектувати та отримати компромісні варіанти параметрів трикотажу для отримання заданих показників якості, проаналізувати велику кількість варіантів розрахунку, досягти економії сировини та часу. Були отримані рекомендовані технологічні режими з урахуванням забезпечення заданих параметрів трикотажу та його властивостей. Приклад очікуваних показників якості при заданих вхідних параметрах представлений у табл. 5.

Таблиця 5. Приклад рекомендованого технологічного режиму виготовлення подвійного еластичного трикотажу

№ п/п	Показник	Обмеження показників	Максимум чи мінімум показника	Значення показника	Комбінації значень довжин ниток в петлях, мм
1	Повна деформація розтягнення по довжині, %	75,2-120	min	82,1	9,3	4,5	0,4
			max	95,4	15,5	7,5	0,6
2	Пружна деформація розтягнення по довжині, %	69,8-115	min	76,9	11,0	5,1	0,6
			max	89,2	15,5	7,5	0,6
3	Еластична деформація розтягнення по довжині, %	2,1-6,0	min	3,02	9,3	4,5	0,4
			max	5,57	15,5	7,5	0,6
4	Залишкова деформація розтягнення по довжині, %	0,4-2,3	min	0,7	9,3	4,5	0,4
			max	1,7	15,5	7,5	0,6
5	Щільність по вертикалі	79-95	min	80	15,5	7,5	0,6
			max	84	9,3	4,5	0,4
6	Лінійна щільність стрічки, г/м	91,5-95	min	92	9,3	4,5	0,4
			max	95	15,5	7,5	0,6
			max	159	15,5	7,5	0,6

Створені технологічні режими дають можливість технологу без ускладнень проектувати параметри та властивості еластичного трикотажу з введеними на них обмеженнями і вибраною сировиною.

Висновки

1. На основі вивчення науково-технічної та патентної літератури створено новий конкурентоспроможний матеріал для виробів реабілітаційного призначення, що відкриває для промисловості нові напрямки її діяльності.

2. Створено подвійний еластичний трикотаж візерунчатого комбінованого переплетення, структура якого має петельні стовпчики ланцюжків з відкритими петлями і еластомерні нитки у вигляді поздовжнього утоку. Еластомерні утокові нитки перекриваються петлями подвійного філейного переплетення на базі комбінування кладок похідних трико із двох систем ниток зустрічної кладки. При цьому утокові еластомерні нитки зароблені між остовами і протяжками петель одинарного ланцюжка, так як зсув гребінки, що заправлена еластомерними нитками, в кожному циклі петлетворення на один голковий крок протилежний зсуву її в попередньому циклі.

3. Теоретично визначені величини мінімальної висоти петельного ряду подвійного еластичного трикотажу, що знаходиться в вільному стані, довжини еластомерної нитки поздовжнього утоку та довжини нитки в петлях одинарного ланцюжка. Отримано формули для проектування довжини нитки у петлі подвійного філейного переплетення для відкритих та закритих петель, які суттєво у порівнянні з відомими методиками поліпшують точність розрахунків та дозволяють передбачити витрати сировини.

4. Проведено оцінку показників якості подвійного еластичного трикотажу та визначено, що подвійний еластичний трикотаж за показниками якості, такими як, пружна деформація розтягнення, технологічна усадка, повітропроникність, паропроникність, зміна лінійних розмірів в процесі мокрих обробок, відповідає, а іноді і перевищує показники якості кращих світових аналогів. Це підтверджує високу якість розробленого подвійного еластичного трикотажу та його відповідність світовому рівню.

5. За допомогою реалізації повного факторного експерименту отримано багатофакторні математичні залежності параметрів та деформаційних властивостей готового трикотажу від довжини ниток в петлях переплетень подвійного еластичного трикотажу, а саме - подвійного філейного переплетення, одинарного ланцюжка, поздовжнього еластичного утоку. В якості критеріїв оптимізації були вибрані: повна, пружна, еластична та залишкова деформації, а також щільність по вертикалі, лінійна щільність стрічки.

6. Визначено, що величина повної та пружної деформацій при розтягненні трикотажу по довжині в області варіювання факторів змінюється від 78% до 102%, що свідчить про високі пружні властивості спроектованого подвійного еластичного трикотажу, та забезпечує відповідність властивостей виробів цілям їх застосування. Результати досліджень показали, що найбільші повну та пружну деформації еластичний трикотаж набуває при максимальній довжині нитки в петлях подвійного філейного переплетення 15,5 мм та довжині нитки в петлі одинарного ланцюжка 7,5 мм, мінімальній довжині еластомерної нитки поздовжнього утоку 0,3 мм. Величина еластичної деформації в області варіювання факторів змінюється від 2% до 6%, що свідчить про високі пружні властивості трикотажу.

7. Встановлено, що на основні параметри й властивості спроектованого подвійного еластичного трикотажу зміна довжини нееластомерних ниток в петлях грунту впливає неістотно (5-6%). З чого слідує, що основними технологічним параметром, який визначає значення параметрів петельної структури подвійного еластичного трикотажу слід вважати зміну значень довжини еластомерної нитки поздовжнього утоку.

8. З метою детального вивчення впливу зміни довжини еластомерної нитки поздовжнього утоку на параметри петельної структури та властивості подвійного еластичного трикотажу встановлено математичні залежності повної, пружної, еластичної та залишкової деформацій, а також значень щільності по вертикалі, лінійної щільності, петельного кроку, та довжини нитки в петлях одинарного ланцюжка, повітропроникності від величини видовження еластомерних ниток. Виявлено, що зі збільшенням на 67% видовження еластомерних ниток до зони в'язання, повітропроникність подвійного еластичного трикотажу зменшується на 16%. Ці дослідження дозволяють підвищити якість еластичного трикотажу та розширюють знання про подвійний еластичний трикотаж.

9. Розроблено програму проектування параметрів та деформаційних властивостей подвійного еластичного трикотажу на базі вирішення багатокритеріальних задач, що дозволяє швидко в діалоговому режимі знайти такі найкращі комбінації значень факторів, які забезпечують найкращі величини показників якості з введеними обмеженнями на них та вибраною сировиною.

10. Створено рекомендовані технологічні режими для виготовлення подвійного еластичного трикотажу, використовуючи які, технолог може без ускладнень виготовляти еластичний трикотаж з заданими параметрами та властивостями, різними варіантами та з гарантією високої якості, що зменшує витрати часу та підвищує продуктивність праці.

11. Подвійний еластичний філейний трикотаж у вигляді стрічок випускається на дослідному підприємстві Київського науково-дослідного інституту текстильно-галантерейної промисловості, в якому був розроблений даний трикотаж. На замовлення замовника за 2004-2005 рр. було виготовлено еластичні стрічки шириною 80 мм, 160 мм, 240 мм випуск яких складає 24890 пог. м. Внаслідок впровадження в виробництво розробленого подвійного еластичного трикотажу досягнуто реальний економічний ефект понад 63 тис. грн. на рік (без ПДВ) на весь випуск продукції.

12. Встановлено, що крім ефекту, який виражений в грошовому виразі, що в основному представляє цікавість для виробника, освоєння подвійного еластичного трикотажу для виробів реабілітаційного призначення має важливе соціальне значення. Впровадження в практику розробленого еластичного трикотажу забезпечує підтримку живота вагітної жінки, знімає навантаження з хребта і запобігає появі розтяжок.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Омельченко В.Д., Скляр Н.М. Перспективи розробки в'язаних еластичних виробів // Легка промисловість. - 2003. - №2. - С. 64.

2. Скляр Н.М., Омельченко В.Д. Структура подвійного еластичного філейного трикотажу // Вісник КНУТД. - 2005. - №1. - С. 104-110.

3. Скляр Н.М., Омельченко В.Д. Проектування параметрів петельної структури двофонтурного основов'язаного еластичного трикотажу // Вісник КНУТД. - 2004. - №1. - С. 23-29.

4. Скляр Н.М., Омельченко В.Д. Проектування довжини нитки в петлях подвійного філейного переплетення. // Вісник КНУТД. - 2005. - №3. - С. 125-130.

5. Скляр Н.М., Омельченко В.Д. Залежність параметрів та деформаційних властивостей подвійного еластичного філейного трикотажу від видовження еластомерних ниток до зони в'язання // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. - Херсон. - 2005. - №1 (10). - С. 110-112.

6. Скляр Н.М., Омельченко В.Д. Залежність параметрів та деформаційних властивостей подвійного еластичного філейного трикотажу від довжини ниток в петлях // Вестник ХГТУ. - Херсон. - 2005. - №3 (23).

7. Артеменко І.Б., Скляр Н.М., Омельченко В.Д. Дослідження деформаційних характеристик подвійного еластичного трикотажу медичного призначення // Тези доповідей ІІІ Всеукраїнської наукової конф. молодих вчених та студентів «Наукові розробки молоді на сучасному етапі». - Київ: КНУТД, 2004. - Т.1. - С. 95.

8. Пат. 73621 UA, D 04 B 21/00. Омельченко В.Д., Скляр Н.М., Прокопова Є.А., Локтіонова О.М. Подвійний еластичний трикотаж. - №2003065689; Заявл. 19.06.2003; Опубл. 15.08.2005, Бюл. №8. - 2 с.

9. Скляр Н.М., Омельченко В.Д. Урівноваження петельної структури кромки подвійного еластичного філейного трикотажу / Київ. держ. н.-д. ін-т текст.-галант. пром-сті. - К., 2005. - 8 с. - Укр. - Деп. в ДНТБ України 07.11.2005, №66 - Ук2005.

10. Скляр Н.М., Омельченко В.Д. Оптимізація проектування трикотажних бандажних виробів / Київ. держ. н.-д. ін-т текст.-галант. пром-сті. - К., 2005. - 10 с. - Укр. - Деп. в ДНТБ України 07.11.2005, №65 - Ук2005.

Размещено на Allbest.ru

...