Натяжение нитей основы в ткачестве¶

Натяжение нитей основы в ткачестве — это технологический параметр ткацкого производства, характеризующий силу упругого воздействия нитей основы на рабочие органы ткацкого станка. Величина натяжения определяется как отношение силы, приложенной к нити, к площади её поперечного сечения и измеряется в ньютонах (Н) или сантиньтонах (сН). Натяжение является одним из ключевых факторов, определяющих стабильность технологического процесса, качество вырабатываемой ткани и производительность оборудования.

¶Физическая сущность и параметры

В процессе ткачества нити основы подвергаются многократным циклическим нагрузкам: при зевообразовании, прибое уточной нити и отпуске основы. Натяжение возникает вследствие упругой деформации нити и её взаимодействия с деталями станка — скалом, ламелями, галевами ремизок и бердом.

Основными параметрами являются:

• Среднее натяжение — усреднённая величина усилия за цикл работы станка;
• Амплитуда колебаний — разница между максимальным и минимальным значениями натяжения;
• Удельное натяжение — натяжение, отнесённое к линейной плотности нити (в сН/текс).

Оптимальная величина натяжения зависит от вида волокна, линейной плотности нити, переплетения и плотности ткани. Для хлопчатобумажной пряжи типичные значения составляют 8–12 % от разрывной нагрузки, для шерстяной — 6–10 %, для синтетических нитей — 10–15 %.

¶Влияние натяжения на процесс и качество ткани

¶Недостаточное натяжение

При заниженном натяжении основы возникают следующие дефекты:

• образование зева недостаточной величины, что приводит к обрывам уточной нити и «недосекам»;
• спутывание и перепутывание соседних нитей основы;
• снижение плотности ткани по утку из-за неполного прибоя;
• образование «шишек» и «сукрутин» — местных утолщений.

¶Чрезмерное натяжение

Избыточное натяжение вызывает:

• повышенную обрывность основы, особенно в местах слабых мест нити;
• вытягивание и утонение нитей, что снижает прочность ткани;
• повышенный износ ремизок, берда и других рабочих органов;
• увеличение расхода электроэнергии на привод станка.

¶Регулирование натяжения

Регулирование натяжения осуществляется двумя способами: пассивным и активным.

Пассивное регулирование реализуется с помощью тормозных устройств на навойном валу. Торможение может быть механическим (колодочным, ленточным) или электромагнитным. При этом натяжение изменяется в зависимости от диаметра навоя: по мере сматывания основы натяжение увеличивается, что требует периодической ручной корректировки.

Активное регулирование основано на использовании датчиков натяжения и следящих систем. Датчик (обычно тензометрический или ёмкостный) непрерывно измеряет усилие в нитях основы, а регулятор автоматически изменяет момент торможения навоя или скорость отпуска основы. Такие системы применяются на современных станках (например, фирм Picanol, Toyota, Sulzer) и обеспечивают поддержание натяжения с точностью ±2–3 %.

¶Особенности для разных типов станков

• Челночные станки: натяжение регулируется преимущественно пассивно, с применением грузовых и пружинных тормозов. Характерна значительная неравномерность натяжения в течение цикла.
• Бесчелночные станки (рапирные, пневматические, гидравлические): используются комбинированные системы — пассивное торможение с компенсирующими устройствами (подвижным скалом) и активные регуляторы. Высокие скорости (до 1000 прокидок в минуту) требуют точного поддержания натяжения для снижения динамических нагрузок.
• Многочелночные и жаккардовые станки: натяжение дифференцируется по группам нитей, что обусловлено сложным характером зевообразования.

¶Контроль натяжения в производстве

Для контроля натяжения нитей основы применяются:

• механические тензиометры (типа тензиометра Шлейфера) — для разовых замеров;
• электронные измерители натяжения (например, портативные приборы фирм Schmidt, Hans Schmidt) — для оперативного контроля;
• стационарные системы мониторинга, встроенные в ткацкие станки, — для непрерывной регистрации и сигнализации отклонений.

Нормы натяжения устанавливаются технологическими регламентами предприятий на основе опытных данных и отраслевых стандартов. Контроль осуществляется не реже двух раз в смену, а также при каждой заправке станка.

¶Значение в ткацком производстве

Правильно выбранное и стабильно поддерживаемое натяжение нитей основы обеспечивает:

• снижение обрывности (с 1–2 обрывов на 1 метр до 0,1–0,3);
• повышение производительности станка на 5–15 %;
• улучшение внешнего вида ткани (отсутствие полос, забоин, близин);
• стабильность геометрических размеров ткани (ширины и плотности).

Натяжение основы взаимосвязано с натяжением уточной нити и параметрами сновки (подготовки основы). Совокупная оптимизация этих параметров является предметом инженерных расчётов при проектировании ткацких переходов.

¶Источники

• Гордеев В. А., Волков П. В. «Ткачество». — М.: Легпромбытиздат, 1986.
• Мартынова А. А., Слостина Г. Л. «Строение и проектирование тканей». — М.: МГТУ им. А. Н. Косыгина, 2004.
• Севостьянов А. Г. «Методы и средства исследования механико-технологических процессов текстильной промышленности». — М.: МГТУ им. А. Н. Косыгина, 2007.
• Отраслевой стандарт ОСТ 17-552-86 «Ткани. Метод определения натяжения нитей основы».