Разработка структур и исследование свойств основовязаного трикотажа ластичных переплетений

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Специальность 15.19.02 - Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Разработка структур и исследование свойств основовязаного трикотажа ластичных переплетений

Пивкина Ксения Сергеевна

Москва 2009

Работа выполнена на кафедре «Конструирование и технология швейных и трикотажных изделий» ФГОУВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса».

Научный руководитель: кандидат технических наук,

профессор Морозова Людмила Владимировна

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

Профессор Строганов Борис Борисович

кандидат технических наук,

доцент Викторов Владимир Николаевич

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Ивановская государственная текстильная академия»

Защита состоится 2009 года в часов на заседании диссертационного совета Д 210.201.01 при ГОУ ВПО «Российский заочный институт текстильной и легкой промышленности» по адресу: 123290,

г. Москва, ул. Народного Ополчения, д.38, корп.2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского заочного института текстильной и легкой промышленности

Автореферат разослан 2009г.

Ученый секретарь Диссертационного совета Д 210.201.01

Кандидат технических наук Т.П. Тихонова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Область применения трикотажных материалов постоянно расширяется, новые потребности стимулируют создание нового ассортимента изделий из полотен с различными свойствами, что достигается благодаря сочетанию новейших видов сырья и переплетений. Трикотаж обладает свойствами, которые позволяет использовать его для производства изделий как бытового, так и технического назначения. Изменяя заправочные данные при производстве трикотажа, можно регулировать свойства трикотажа, например, растяжимость. При этом можно получить как малорастяжимые полотна (по свойствам подобное ткани), так и полотна, растяжимость которых составляет 100% и более.

Актуальность работы. В настоящее время многие полотна для изготовления трикотажных изделий, в том числе спортивного назначения, вырабатываются ластичными переплетениями на поперечновязальных машинах. Связано это в первую очередь с тем, что большинство известных видов полотен, вырабатываемых на основовязальных машинах, имеют малую растяжимость по ширине и эластичность по сравнению с кулирными полотнами. Тем не менее, основовязальные машины отличаются высокой производительностью и имеют широкие рисунчатые возможности. Разработка новых основовязаных ластичных полотен и исследование их свойств является актуальной задачей, так как позволит предприятиям, оснащенным основовязальным оборудованием, повысить конкурентоспособность своей продукции.

Цель работы и задачи исследования. Целью работы является разработка новых структур основовязаного трикотажа ластичных переплетений, обладающих повышенной эластичностью по ширине, что позволит значительно расширить ассортимент трикотажных полотен и изделий; разработка технологии вязания основовязаного трикотажа ластичных переплетений и исследование его свойств.

Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующие задачи:

- проведен аналитический обзор известных структур основовязаного ластичного трикотажа;

- теоретически разработаны новые структуры основовязаного трикотажа ластичных переплетений;

- разработан алгоритм для автоматизированного проектирования параметров петельной структуры основовязаного трикотажа ластичных переплетений на основе математического описания элементов петельной структуры;

- разработана автоматизированная программа для расчета параметров петельной структуры основовязаного трикотажа ластичных переплетений;

- разработана технология вязания новых видов трикотажа на основовязальной рашель-машине;

- проведено экспериментальное исследование геометрических параметров и деформационных свойств новых видов трикотажа основовязаных переплетений;

Методика исследования. Выполненная работа базировалась на использовании теоретических и экспериментальных методов исследования, основных положениях, относящихся к анализу и синтезу (проектированию) трикотажных полотен, теории вязания и строения трикотажа, методов математической статистики, методов математического планирования эксперимента. Разработанные алгоритмы реализованы на ЭВМ, в частности с использованием новых и стандартных вычислительных программ (Excel, Delphi, Mathcad 2000 ).

Научная новизна. При проведении теоретических и экспериментальных исследований автором впервые получены следующие результаты:

- теоретически, с использованием системного подхода, разработаны новые структуры основовязаного трикотажа ластичных переплетений, позволяющие расширить ассортимент трикотажных изделий;

- получены новые структуры основовязаного трикотажа комбинированного ластичного переплетения (Патент на изобретение № 2319799 от 20.03.2008) и основовязаного ластичного платированного трикотажа (варианты) (положительное решение по заявке на изобретение № 2007133041\12(036062) от 15.10.2008);

- разработан алгоритм для автоматизированного проектирования параметров петельной структуры основовязаного трикотажа ластичных переплетений и получен программный продукт в системе программирования Delphi;

- разработана технология изготовления новых видов основовязаного трикотажа ластичных переплетений;

- экспериментально исследованы геометрические параметры и деформационные свойства новых видов основовязаного трикотажа ластичных переплетений;

- на основе экспериментальных данных получены эмпирические уравнения зависимости длины нити в петле, поверхностной плотности и остаточной деформации от параметров вязания трикотажа (оттяжки полотна и натяжения нитей) для двух видов основовязаного трикотажа ластичных переплетений, позволяющие использовать полученные значения при проектировании параметров петельной структуры.

Практическая значимость работы заключается в решении конкретной задачи по разработке новых структур основовязаного трикотажа ластичных переплетений, которые обладают заданными свойствами. На основании метода прогнозирования петельной структуры трикотажа с использованием макроструктурных элементов спроектированы и экспериментально получены новые структуры основовязаного ластичного трикотажа платированных и комбинированных переплетений, имеющих повышенную растяжимость по ширине. Для разработанных структур трикотажа определены технологические параметры изготовления. Предложен алгоритм и разработана автоматизированная программа в среде Delphi для автоматизированного расчета параметров петельной структуры. Получены экспериментальные данные по деформационным свойствам трикотажа новых рисунчатых (платированных) и комбинированных ластичных переплетений. Разработанные полотна внедрены на предприятиях отрасли и являются составной частью методического обеспечения учебного процесса при подготовке специалистов по трикотажному производству.

Апробация работы проводилась в процессе выполнения экспериментальных работ на производственной фирме ООО «ГПТП «Сеть», г. Щелково, Московской области, по результатам работ начато производство полотен из разработанных видов трикотажа, что подтверждено актом внедрения. На трикотажном предприятии ИП Долгов Е.Н. выработана экспериментальная партия цельновязаных изделий (шарфов) с использованием нового ластичного трикотажа.

Основные положения диссертационной работы были обсуждены на заседаниях кафедр «Конструирование и технология трикотажных изделий» в 2005-2007г. МГУС, «Конструирование и технология швейных и трикотажных изделий» в 2007 и 2008 г. РГУТиС и «Технология тканей и трикотажа» в 2008г. РОСЗИТЛП, а также на:

X и XI-й Международных научно-практических конференциях «Наука-Сервису» 2005 - 2006 г.г., МГУС, г. Москва;

Международных научно-технических конференциях "Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности" (Прогресс), в 2005г., 2007г. и 2008г., ИГТА, г. Иваново;

научно-практической конференции аспирантов и молодых ученых «Научно-теоретические проблемы современного российского общества», 2006 г., МГУС, г. Москва;

I и II Всероссийских научных конференциях аспирантов и молодых ученых «Современные проблемы сервиса и туризма» 2007-2008 г.г., РГУТиС, г. Москва;

Публикации. По материалам диссертации получен патент на изобретение № 2319799 от 20.03.2008, положительное решение о выдаче патента на изобретение по заявке № 2007133041\12(036062) от 15.10..2008, опубликованы материалы 5 докладов на конференциях и 5 статей.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав с выводами, общих выводов, библиографического списка используемых литературных источников и 6 приложений. Работа изложена на 203страницах машинописного списка, содержит 67 рисунка, 8 таблиц; библиографический список используемых литературных источников выключает 79 наименований. Приложения представлены на 39 страницах, включает результаты первичной обработки экспериментальных данных, программы расчетов на ЭВМ, копии патентов и акты внедрения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследований, изложена научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

Первая глава является обзорной и посвящена анализу известных структур основовязаного трикотажа ластичных переплетений. Установлено, что в последние годы теоретически разработаны новые структуры трикотажа главных и производных ластичных переплетений, однако технология их выработки не разработана и свойства не изучены.

Показано, что методы проектирования основовязаных ластичных переплетений не разработаны, причем эту задачу необходимо решить как для определения параметров структуры трикотажа, так и для воспроизводства разработанных переплетений современными методами проектирования. Разработка автоматизированного метода проектирования параметров петельной структуры позволит значительно упростить расчеты. Поставлены цели для решения комплексных задач, связанных с разработкой новых видов ластичных переплетений.

Вторая глава посвящена разработке структур основовязаного трикотажа ластичных переплетений.

Установлено, что для того чтобы получить на основовязаном ластичном трикотаже прямые петельные столбики, необходимы две системы нитей, которые образовывали бы одинаковые переплетения. В таком случае углы наклона входящих и выходящих протяжек будут одинаковы, силы упругости нитей, действующие в противоположных направлениях, будут уравновешивать друг друга.

Разработаны три варианта переплетения основовязаный платированный ластик 1+1, полученных соединением: ластичных триковых цепочек, ластичных трико и ластичных атласов (рис.1). Все петли такого трикотажа состоят из двух нитей Н1 и Н2, протяжки петель имеют одинаковый наклон и размер, но направлены в противоположные стороны.

а б

в

Рисунок 1 - Геометрические модели переплетения основовязаный платированный ластик 1+1

В основовязаном платированном трикотаже лицевые петельные столбики I и III чередуются с изнаночными петельными столбиками II и IV. Соединение лицевых и изнаночных петельных столбиков выполнено переплетением ластичная цепочка триковая (рис.1,а), ластичное трико (рис.1,б), ластичный атлас (рис.1,в).

В переплетении возможны варианты использования закрытых и открытых петель.

Разработаны структуры трикотажа переплетений основовязаный ластик 2+1 и основовязаный ластик 2+2 с различным чередованием лицевых и изнаночных петельных столбиков.

а

б

Рисунок 2 - геометрические модели трикотажа переплетения основовязаный платированный ластик раппортов 2+1 и 2+2

На рисунке 2,а приведена геометрическая модель трикотажа основовязаного платированного ластика 2+1. В трикотаже чередуются по два лицевых I, II и IV, V и по одному изнаночному петельному столбику III и VI. Трикотаж образуется из нитей четырех систем Н1, Н2, Н3 и Н4, две из которых Н2 и Н3 образуют переплетение однослойное трико на лицевой стороне трикотажа в петельных столбиках I и II.

На рисунке 2,б приведена геометрическая модель трикотажа основовязаного платированного ластика 2+2. В трикотаже два лицевых петельных столбика I и II, V и VI чередуются двумя изнаночными петельными столбиками III и IV. Лицевые и изнаночные петельные столбики выполнены переплетением однослойное трико. Соединение лицевых и изнаночных петельных столбиков выполнено двумя системами нитей Н5 и Н6 переплетением ластичная триковая цепочка.

Разработаны структуры основовязаного трикотажа ластичных комбинированных переплетений с ажурным эффектом, в которых сочетаются макроструктурные элементы главных (Ц, ЛЦт, ЛТ), производных (ПЛЦт) и рисунчатых (платированных и филейных) переплетений.

На рисунке 3 приведена геометрическая модель основовязаного трикотажа переплетения платированный филейный ластик.

Рисунок 3 - Геометрическая модель филейного платированного ластика

Для получения данного вида основовязаного трикотажа необходимо три системы нитей. На рисунке 3 видно, что трикотаж содержит изнаночные петельные столбики одинарных цепочек I и III и лицевые петельные столбики одинарных цепочек II и IV. Соединение одинарных столбиков выполнено переплетением ластичное трико. Трикотаж имеет ажурные отверстия, расположенные в шахматном порядке.

Геометрическая модель трикотажа переплетения комбинированный ластик 1+1 приведена на рисунке 4.

Рисунок 4- Геометрическая модель трикотажа переплетения комбинированный ластик 1+1

Из рисунка видно, что трикотаж выполнен из четырех систем нитей, причем две из них Н1 и Н2 вяжут переплетение одинарная цепочка, а две других Н3 и Н4 - комбинированную цепочку, состоящую из рядов ластичной триковой цепочки и производной триковой цепочки. Трикотаж содержит ажурные отверстия, типа «мережка», расположенные в шахматном порядке.

Для производства одежды летнего ассортимента разработан трикотаж, который в своей структуре содержит увеличенные ажурные отверстия

Рисунок 5- Геометрическая модель ластичного филейного трикотажа

На рисунке 5 видно, что трикотаж состоит из ячеек, стороны которых образованы петельными столбиками главных и производных ластичных триковых цепочек, а связки образуются при смене направления вязания этих же переплетения. Трикотаж содержит ячейки А и Б, размер которых может меняться в зависимости от числа рядов триковых цепочек в сторонках ячеек.

Третья глава посвящена проектированию параметров петельной структуры основовязаного трикотажа ластичных переплетений.

Выполнен анализ петельной структуры новых видов трикотажа ластичных переплетений и установлено, что переплетения отличаются друг от друга количеством элементов петельной структуры (остовов) и связями между ними (протяжками).

Разработан алгоритм автоматизированного проектирования параметров петельной структуры основовязаного трикотажа ластичных переплетений на основе математического описания элементов петельной структуры

Алгоритм расчета основных параметров петельной структуры представлен на рисунке 6.

Создан программный продукт в системе программирования Delphi, с помощью которого определяются параметры петельной структуры: петельный шаг (А); высота петельного ряда (В); плотность по горизонтали (Пг); плотность по вертикали (Пв); длина нити в остовах петель (?о); длина нити в протяжках (?пр), длина нити в раппорте (Lрап); средняя длина нити в петле (?ср); поверхностная плотность нити (сs).

Рисунок 6 - Алгоритм расчета параметров петельной структуры основовязаного трикотажа ластичных переплетений

Выполнен теоретический расчет параметров петельной структуры основовязаного трикотажа ластичных переплетений из смешенной пряжи (шерсть - 30%, ПАН - 70%) и хлопчатобумажной пряжи (хлопок - 100%).

В четвертой главе проведено экспериментальное исследование геометрических параметров и деформационных свойств новых полотен трикотажа основовязаных ластичных переплетений.

Разработана технология вязания семи новых видов трикотажа на основовязальной рашель-машине 24 класса, приведены графические и аналитические записи кладок нитей, раппорты проборки гребенок.

Определены фактические значения параметров петельной структуры основовязаного ластичного тирикотажа, которые оказались близки к теоретическим, разница между фактическими и теоретическими значениями параметров колеблется в пределах от 0% до 13%. Следовательно, можно рекомендовать использование программного продукта, полученного в системе программирования Delphi для проектирования параметров петельной структуры основовязаного трикотажа ластичных переплетений.

Проведены исследования растяжимости полотен при эксплуатационных нагрузках. Для сравнительного анализа деформационных свойств использовались образцы кулирого трикотажа и двухслойного основовязаного трикотажа переплетения платированный атлас суконный. Результаты исследования показали, что по деформационным свойствам основовязаный ластичный трикотаж по всем показателям превосходит кулирный ластик и двухслойный трикотаж переплетения платированный атлас суконный.

Проведено экспериментальное исследование влияния параметров вязания на основные параметры и свойства трикотажа основовязаного платированного ластика. Для этого было принято решение о применении двухфакторного эксперимента с широким диапазоном изменения входных факторов. В качестве входных параметров принимали натяжение нитей основы Н и оттяжку полотна Q, в качестве выходных параметров Y - среднюю длину нити в петле ?, поверхностную плотность сs и упругую деформацию е1

На основе экспериментальных данных с использованием прикладной программы Mathcad 2000 Professional и программы Excel получены следующие эмпирические зависимости влияния входных параметров:

- для образца основовязаного платированного ластика 1+1:

? =- 5,921 + 0,013х1- 0,02х2 -1,712х10-4х1x2 - 5,407х10-4х12+ 1,179х10-3х22

сs= 678,012 + 3,367х1 - 33,87х2 +0,247х1x2 - 0,045 х12 + 1,045х22

е1 = 121,96 + 0,91х1 - 2,608х2+ 0,035х1x2 - 0,031х12+ 0,132х22

- для ластичного филейного трикотажа:

?=5,879 - 0,083 х1 +0,183 х2 -1,615х10-3х1x2 +1,652х10-3 х12- 5,488х10-3 x2 2

сs= - 478,243 + 15,68 х1- 29,912 х2 -0,17 х1x2- 0,191 х12 + 1,347 x2 2

е1 = 195,284+0,26 х1-2,068 х2 -7,638х10-3 х1x2-0,03 х12+0,095 x2 2

Проведено сравнительное экспериментальное исследование равномерности параметров петельной структуры основовязаного платированного ластика и кулирного ластика. Выявлено, что трикотаж переплетений основовязаный платированный ластик отличается большей равномерностью структурных параметров, чем кулирный ластик, что можно объяснить одинаковым натяжением всех нитей основы. Коэффициент вариации для основовязаного платированного ластика по длине составляет 5,18, по ширине - 5,19, а для кулирного - 12,92 и 11,57 соответственно.

На предприятии ООО «ГПТП «СЕТЬ» г. Щелково Московской области освоена технология выпуска трикотажа переплетения основовязаный платированный ластик. Выработана партия трикотажа переплетения основовязаный платированный ластик, которая составила 100 кг. Выпуск нового полотна позволил высвободить из работы две плосковязальные машины, получен дополнительный доход от их продажи. Установлено, что полная себестоимость на изготовление партии трикотажа основовязаного платированного ластика в 7,8 раз меньше, чем себестоимость изготовления кулирного ластика. Экономический эффект от внедрения в производство ластичного трикотажа с основовязальной рашель-машины по сравнению с аналогичным полотном с плосковязальной машины составил на тысячу килограмм полотна 80100 руб., что подтверждено актом внедрения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Теоретически, с использованием системного подхода, разработаны восемь новых структур основовязаного трикотажа ластичных переплетений.

2. Разработан алгоритм автоматизированного проектирования параметров петельной структуры основовязаного трикотажа ластичных переплетений на основе математического описания элементов петельной структуры и создан программный продукт в системе программирования Delphi.

3. Экспериментально исследованы геометрические параметры и деформационные свойства новых структур. Установлено:

- что разница между фактическими и теоретическими значениями параметров колеблется в пределах от 0% до 13%;

- для основовязаных платированных ластиков доля остаточной деформации по ширине не превышает 3%, что почти в 2 раза меньше, чем у кулирного ластика;

- что относительная полная деформация по ширине у основовязаных платированных ластиков составляет от 105% до 151%. Деформация у ластичного филейного трикотажа составляет 195,5 %, то есть почти в два раза больше, чем у кулирного ластика. Быстрообратимая деформация у основовязаных платированных ластиков составляет 149% до 98 %, что в два раза больше, чем у кулирного ластика. Остаточная деформация у основовязаных платированных ластиков составляет от 1% до 2,7%, у комбинированных основовязаных переплетений - 4%, что почти в два раза больше, чем у кулирного ластика и двухслойного трикотажа.

5. Проведено сравнительное исследование равномерности параметров петельной структуры основовязаного платированного ластика и кулирного ластика. Выявлено, что трикотаж переплетений основовязаный платированный ластик отличается значительно большей равномерностью петельной структуры, чем кулирный ластик.

6. На основе экспериментальных данных были получены эмпирические зависимости влияния натяжения нитей и оттяжки полотна на длину нити в петле, поверхностную плотность и упругую деформацию трикотажа переплетений основовязаный платированный ластик и ластичного филейного трикотажа.

7. Результаты работы внедрены на предприятии ООО «ГПТП СЕТЬ» г. Щелково Московской области. Экономический эффект от внедрения в производство трикотажа ластичный полотен с основовязальных рашель-машин по сравнению с аналогичными полотнами с плосковязальных машин достигается за счет экономии фонда заработной платы при повышении производительности оборудования и составляет 80100 руб. в расчет на тысячу кг. полотна, что подтверждено актом внедрения.

8. Новые разработанные структуры трикотажа, а также технология их вязания внедрены в учебный процесс для обучения студентов профильных специальностей, являются составной частью методического обеспечения учебного процесса, что подтверждено справкой о внедрении результатов диссертационной работы.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ

1. Патент № 2319799 (RU) Кл. D 04 В 21/00. Ластичный платированный трикотаж. Зиновьева В.А., Морозова Л.В., Бургар К.С. Опубл.20.03.2008 Бюл. №8

2. Положительное решение о выдаче патента на изобретение по заявке №2007713304/12(036062 от 15.10.2008 Основовязаный ластичный платированный трикотаж (варианты). Морозова Л.В., Пивкина К.С., Шадская Т.М.

3. Морозова Л.В., Бургар К.С. Разработка и исследование свойств основовязаного трикотажа ластичных платированных переплетений. - Материалы X-й Междун. научно-практ. конф. «Наука-сервису» - М.: МГУС, 2005,с. 36…38

4. Морозова Л.В., Бургар К.С. Разработка ассортимента основовязаных полотен повышенной эластичности. - Материалы Межд. научно-техн. конф. «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс -2005) - Иваново: ИГТА, 2005,с.20…22.

5. Бургар К.С., Морозова Л.В. Разработка трикотажа летнего ассортимента с ажурным эффектом - Наука - сервису; Х1-я Международная научно-практическая конференция. Секция «Проблемы и решения теоретических и прикладных задач сервисных технологий». Ч.1; Сборник научных статей, ГОУВПО «МГУС». - М.,2006.- с.3…6.

6. Бургар К.С., Морозова Л.В. Способы получения новых переплетений на основовязальных машинах. Материалы I-й науч.-практ. Конференции аспирантов и молодых ученых. Секция «Технологическое направление», ГОУВПО «МГУС», - М, 2006, с. 118…119.

7. Морозова Л.В., Бургар К.С. Сравнительное исследование строения и свойств ластичных филейных переплетений. - Материалы межд. научно-техн. конф. «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс -2007) - Иваново: ИГТА, 2007,с.25…26

8. Пивкина К.С., Морозова Л.В. Прогнозирование новых структур основовязаного трикотажа. - Теоретические и прикладные проблемы сервиса - 2007, №3(24), с.41…49.

9. Морозова Л.В., Бургар К.С. Разработка новых видов ластичных филейных переплетений. - Материалы Всероссийской научной конференции аспирантов и молодых ученых «Современные проблемы сервиса и туризма» Часть II - 2007, с.40-42. трикотаж рашель петельный

10. Морозова Л.В., Пивкина К.С., Разработка структуры трикотажа основовязаных платированных ластиков различных раппортов. - Материалы межд. научно-техн. конф. «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс-2008) - Иваново: ИГТА, 2008, с.203-205.

11. Зиновьева В.А., Морозова Л.В., Пивкина К.С. Разработка и исследование трикотажа основовязаных ластиков. - Известия ВУЗов, №3, 2008г, с.95-97.

12. Морозова Л.В., Пивкина К.С., Николаева О.Н. Автоматизированное проектирование параметров петельной структуры основовязаного ластичного трикотажа. - Вестник ВУЗов туризма и сервиса, №4 (7), 2008 г, с.22-30.

Размещено на Allbest.ru