СПОСОБ КОНТРОЛЯ СТРУКТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРИКОТАЖНЫХ ПОЛОТЕН
METHOD TO CONTROL KNITTED FABRIC STRUCTURAL CHARECTERISTICS

Предложение относится к области технологии трикотажного производства, в частности к методам контроля структурных параметров трикотажного материала (трикотажа) в процессах изготовления различных видов продукции: полотен и изделий. Управление структурными параметрами трикотажа является основным методом регулирования процессов вязания трикотажных машин для достижения заданных размеров изделий, их свойств и обеспечения необходимой технологической точности. Более конкретно, предложение относится к контролю важнейшей, с точки зрения формирования качества трикотажа, структурной характеристики - длины нити в структурной ячейке трикотажа, простейшей из которых является петля. Другой важнейшей структурной характеристикой, подлежащей контролю, является коэффициент заполнения структурной единицы полотна, например, в виде отношения длины нити в петле к толщине или линейной плотности нити. Такие характеристики широко известны и применяются в теории и практике трикотажного производства и управления качеством трикотажной продукции.
Указанные характеристики являются основными переменными, изменение которых в процессах изготовления трикотажной продукции влияет на физико-механические свойства и параметры трикотажного полотна, включая размеры, поверхностную плотность (массу единицы площади), растяжимость и многие другие, от которых зависят свойства и качество готовой продукции.
Различного рода технологические отклонения процессов вязания, ошибки в наладке трикотажных машин вызывают изменения указанных характеристик полотна и необходимость их точного измерения в целях оценки соответствия требованиям и при необходимости разработки соответствующих корректирующих воздействий и регулирования процесса вязания для достижения заданных норм их отклонений.
В большей степени предложение относится к контролю структурных параметров трубчатого трикотажного полотна при вязании чулочно-носочных изделий на круглочулочных автоматах с электронным программным управлением, когда при программировании по результатам проектирования изделий задают определенные параметры настройки на автомате положения игольного цилиндра или вязальных (кулирных) клиньев путем указания величины их перемещения, тем самым изменяя длину нити в петле и коэффициент заполнения трикотажного полотна, как следствие, изменяют плотность петель участков изделий, их размеры и свойства.
Например, при вязании чулочно-носочных изделий на круглочулочных автоматах с электронным программным управлением при программировании вязания трубчатого трикотажного полотна, имеющего различные участки, отличающиеся структурой переплетения в направлении длины изделий (например, для чулочных изделий это участки следа, паголенка, борта и др.), задают характеристики участков полотна путем установки на вязальной машине определенных значений координат положения игольного цилиндра или кулирных клиньев и в зависимости от этих характеристик задают также определенное количество рядов для образования длины различных участков полотна.
Вследствие нестабильности процесса из-за изменения натяжения при сматывании нити с паковки и свойств нити, главным образом, связанных с процессами трения нити в процессе вязания, а также изменения толщины или линейной плотности нити, отклонений параметров настройки и юстировки трикотажных машин фактические значения длины нити в петле и коэффициента заполнения отличаются от заданного (номинального), что требует контроля и проверки их соответствия заданным требованиям. Точность процессов снижается при изготовлении одинаковой продукции на машинах различного класса с постоянным диаметром игольного цилиндра, тем более на машинах различных фирм изготовителей, что имеет место в практике трикотажного и чулочно-носочного производства.
Зависимость основных качественных показателей чулочно-носочных изделий, таких как размеры, масса изделий, растяжимость и другие, от длины нити в петле и коэффициента заполнения трикотажного полотна требует точного контроля соответствия фактических и заданных значений длины нити в петле и коэффициента заполнения, соответствующего регулирования и корректировки процесса при наличии сверхнормативных отклонений для обеспечения требований к качеству продукции.
Известен способ контроля длины нити в петле при вязании трикотажного полотна на основе измерения длины нити, потребляемой при вязании полотна посредством измерительных приборов [1, 2] на определенное число циклов петлеобразования. Точность измерения при этом зависит от натяжения нити, ее деформационных и фрикционных свойств и требует дополнительного оснащения машины приспособлениями для установки приборов, дополнительных затрат труда и усложнения вязального оборудования.
Способ также имеет ограниченное применение, так как используется для контроля процесса вязания и не позволяет определять фактические значения структурных параметров изготовленной продукции, осуществлять ее контроль и проверять соответствие требованиям.
Известен способ контроля длины нити в петле трикотажного полотна, например способ измерения и прибор Course Length Tester [3, 4], заключающийся в том, что анализируют пробу-образец, полученный путем вырезания определенного участка трикотажного полотна и роспуска петельного ряда края участка полотна, содержащего определенное количество петель, выделяя их цветными метками, а количество петель визуальным счетом, при этом распрямляют образовавшийся при роспуске образца отрезок нити путем закрепления одного конца нити и натяжении другого под действием определенной нагрузки, затем измеряют длину образца нити между метками и рассчитывают длину нити в петле с учетом количества петель, которые были образованы из данного отрезка нити.
Недостатком способа является значительная трудоемкость процесса извлечения нити из образцов, трудоемкость зачистки края образца, возможный обрыв нити при роспуске (извлечении нити), особенно при использовании нити или пряжи малой прочности (хлопчатобумажная, шерстяная пряжи и др.), а также наличие ошибок при подсчете количества петель, особенно на образцах, изготовленных на трикотажных машинах высоких классов. Трудоемким является процесс закрепления концов нити, особенно нити с упругой характеристикой деформации при растяжении, зависимость измеряемой длины отрезка нити от величины натяжения, что не позволяет оперативно измерять длину отрезка нитей с различными деформационными свойствами (пряжа, текстильные нити и т.п.), что часто имеет место на практике, когда один петельный ряд образуют из двух или более нитей, например, при вязании платированных переплетений. Погрешности связаны также с нанесением цветных меток на полотне при выделении определенного количества петель на образце полотна.
Известен также способ контроля структурных параметров полотна [5], заключающийся в том, что анализируют пробу-образец, содержащий определенное количество петель, путем вырезания участка полотна, извлекают из образца нить, измеряют ее длину с натяжением нити до состояния распрямления и ликвидации ее зигзагообразной формы и рассчитывают длину нити в петле.
Такой способ также связан с большими погрешностями, отличается низкой точностью и трудоемкостью.
При вязании сложных трикотажных изделий: чулочно-носочных, верхних с различными участками полотна, отличающихся переплетением, плотностью петель, - процесс измерения длины нити в петле на различных участках изделий еще более усложняется и связан со значительной потерей ресурсов (сырья и времени) на проведение операций контроля, в частности, из-за разрушения готовой (изготовленной) продукции.
В целом известные способы измерения длины нити в петле и, как следствие, измерение коэффициента заполнения, а также плотности петель отличаются большой трудоемкостью, низкой точностью и воспроизводимостью. Как следствие, такие способы практически не используется в производстве и их применение ограничивается лишь научным экспериментом, что не позволяет проверять точность технологического процесса вязания и судить о фактических значениях основных структурных характеристик, таких как длина нити в петле и коэффициент заполнения полотна нитью, и проверять при контроле соответствие заданных при проектировании и фактических их значений. По этой причине во многих случаях это приводит к погрешностям структурных параметров, длины изделий и расхода сырья в пределах до 10-15%, что является обычной практикой.
При этом применяемый на практике контроль косвенных характеристик длины нити в петле (плотность петель по горизонтали и вертикали) является также неэффективным и неточным для изделий после их вязания, а контроль показателей плотности изделий в готовом виде не является своевременной и оперативной процедурой.
Предлагаемый способ лишен указанных недостатков и создает новые возможности более точного контроля и вязания трикотажных полотен с заданными при проектировании структурными параметрами.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. При программировании процесса вязания на трикотажной машине с электронным программным управлением, предназначенной для изготовления трикотажных полотен и изделий, имеющих различные участки с различными структурными параметрами, вводят в программное устройство данные на вязание образцов с указанием переменных, относящихся к нити, структуре переплетения, параметрам установки положения игольного цилиндра или вязальных (кулирных) клиньев, количеству игл, участвующих в работе, и количеству петельных рядов, вяжут образец трикотажного полотна с заданным при программировании количеством петельных рядов и петельных столбиков из нити заданной линейной плотности, определяют массу образца взвешиванием на весах и рассчитывают длину нити в петле по массе образца, суммарной линейной плотности нити и количеству петель в образце, при этом определяют коэффициент заполнения трикотажного полотна по отношению длины нити в петле к линейной плотности нити. В качестве характеристик заполнения, например, используют величину  или обратную величину, где l - средняя длина нити в петле, а T - суммарная линейная плотность нити.
Способ реализуется следующим образом. Например, при изготовлении чулочных изделий для контроля структурных параметров определенных участков трубчатого трикотажного полотна программируют на круглочулочном автомате вязание образцов, при этом на машине с определенным заданным количеством игл вводят данные по виду нити, переплетению, количеству рядов и параметры положения игольного цилиндра и вязальных (кулирных) клиньев, предусмотренные при проектировании изделий по технологической инструкции. Например, программируют и вяжут трубчатый образец из нити заданной линейной плотности, соответствующий заданным при проектировании номинальным (расчетным) значениям структурных параметров. Предложение не исключает вязание нескольких, например трех, образцов с разделительными рядами (два, три), например, из дополнительной нити, отличающейся цветом и высокой прочностью, с последующей простейшей операцией - разрезанием и удалением разделительной нити путем ее вытягивания.
ρ
Например, из хлопчатобумажной пряжи линейной плотности 25 текс и пневмосоединенной высокоэластичной нити 10 текс, т.е. суммарной линейной плотностью Т=35 текс, изготавливают образцы платированным переплетением на кругловязальной машине с количеством игл N=156 и количеством петельных рядов n=100.
Изготовленный образец взвешивают на электронных весах и определяют массу образца. Например, масса m=2,99 г.
По массе образца (m), линейной плотности нити (T) и количеству петель в образце
n
n
p
(N) (N=N·n=156·100=15600) рассчитывают среднюю длину нити в петле  l=5,48 мм.
При этом определяют коэффициент заполнения трикотажного полотна как отношение длины нити в петле к линейной плотности: это отношение определяют в виде значения коэффициента (k), полученного делением длины нити в петле (l) на корень квадратный из линейной плотности нити (T), т.е. рассчитывают по результатам испытаний величину  или в зарубежной практике , которые имеют однозначное соответствие и являются основной характеристикой физико-механических свойств трикотажных полотен. Для рассматриваемого примера коэффициент заполнения будет равен . Для чулочно-носочных изделий наиболее вероятное значение коэффициента заполнения при вязании, например, изделий платированным переплетением лежит в интервале 0,80 - 0,85. Полученное значение k=0,93 означает, что материал из хлопчатобумажной пряжи и текстурированных полиамидных нитей является редким и процесс требует корректировки.
Предложение согласно изобретению не исключает проведение любых других испытаний образцов, в частности определение их деформационных свойств, усадки, а также точное определение по размерам образца (его высоте и ширине), количеству петельных рядов и количеству игл, соответствующих количеству петельных столбиков - показателей плотности петель, в том числе после усадки полотна.
При необходимости образцы без необходимости изготовления готовых изделий могут быть подвергнуты влажно-тепловой обработке, которая предусмотрена для их отделки. При отделке образцов трикотажного полотна может быть определена величина усадки и фактическая линейная плотность нити известными способами, например, по массе отрезка нити и ее длине. Такая процедура позволяет определять изменение структурных параметров готового полотна.
Предложение согласно изобретению не исключает применение способа контроля структурных параметров при вязании верхних или бельевых трикотажных изделий на машинах с электронным программным управлением, когда возможно оперативно задавать с высокой точностью количество петель в изготавливаемых образцах и проводить их испытания.
Систематический контроль структурных параметров согласно предлагаемому способу позволяет формировать базу данных структурных параметров, необходимую для проектирования изделий, рассчитывать статистические оценки, технологические допуски и точность технологических процессов.
Источники информации
1. А.с. №28124, кл. G01B 5/04, 7/04, 1988.
2. Патент СН 671289 А5, Int. Cl. G01P 3/50; G01В 21/06; G01L 5/04.
3. Публикация Ellis Developments Limited, Nottingham. United Kingdom, Fabric Quality Systems.
4. ГОСТ 9174-59. Изделия трикотажные. Методы определения линейных размеров, массы, плотности и заправочных данных. М.: Изд-во стандартов, 1975.
5. ГОСТ 8846-58. Полотна трикотажные. Методы определения плотности.