МУЛЬТИАКСИАЛЬНАЯ ТКАНЬ

Полезная модель относится к производству текстильных материалов и касается изготовления тканей, относящихся к текстильным основам композитных материалов. Полезная модель может использоваться в автомобилестроении, авиационной и космической промышленностях для производства различных элементов искусственных спутников, для создания лопастей вертолетов и самолетов, для различных типов рам фюзеляжа, а также прочных и одновременно сверхлегких элементов авиационных деталей и конструкций, при изготовлении рам автомобилей и грузовиков, велосипедных рам и рам мотоциклов.
Известна трехосновная ткань, полученная на станке [пат. 2181153. Российская федерация, MКИ DO3C 13/30, 7/00.2002, Ткацкий станок. / Карева Т.Ю.; патентообладатель Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина, заявл. 28.09.00; опубл. 10.04.02, Бюл. №10. - 5 с.:ил.]. В образовании ткани участвуют 3 системы нитей - две основные и одна уточная.
Недостатком ткани является перемещение систем нитей основы относительно друг друга только на один шаг, туда и обратно, т.е. каждая из нитей основы взаимодействует только с двумя соседними нитями основы, что не обеспечивает равномерное распределение приложенной нагрузки на всю ширину полотна, и, как следствие, уменьшение прочности ткани вдоль основы.
Известно плетеное изделие, состоящее из трех систем нитей: одной продольной системы и двух систем расположенных под углом к продольной системе [пат. US 3884429, B65h 55/00. Warpbeamfortriaxialweaving / заявитель NorrisF. Dow, патентообладатель N.F. Doweave, Inc.; заявл. 10.09.73; опубл. 20.05.75. - 9 с.:ил]. Структура изделия организована только за счет взаимного расположения трех систем нитей относительно друг друга, т.е. продольная система нитей Z всегда находится ниже системы X и выше системы Y. Система Y всегда находится выше системы X.
Недостатком аналога является отсутствие переплетения систем Х, Yи Z между собой, что уменьшает силу трения между системами нитей, и, как следствие, приводит к уменьшению разрывной нагрузки изделия.
За прототип принята трехосная ткань [пат. US 4438173 A, B32G 7/08. Triaxialfabric / заявитель Wayne С. Trost, патентообладатель Barber-Colman Company; заявл. 21.07.83; опубл. 20.03.84. - 8 с.:ил.], в которой нити основы расположены под углом к нитям утка, переплетаются с ними, взаимодействуя между собой. Ткань выполнена из двух систем основных нитей, которые взаимодействуют друг с другом от одного края полотна к другому, и одной системы уточных нитей, с которой системы основных нитей переплетаются полотняным переплетением.
Недостатком является предельное значение разрывной нагрузки ткани вдоль основы по причине предельной плотности ткани по основе взаимодействующих нитей основы, что ограничивает область применения данной ткани там, где требуются большие значения прочности ткани по основе.
Техническим результатом полезной модели является улучшение эксплуатационных характеристик ткани.
Указанный технический результат достигается тем, что в мультиаксиальной ткани, включающей две системы основных нитей взаимодействующих между собой, расположенных под углом к нитям утка по всей ширине тканого полотна, и переплетенных с ним полотняным переплетением, согласно полезной модели, в нее введена дополнительная система продольных основных нитей, расположенных между наклоненными в противоположные стороны основными нитями, и под нитями утка, не переплетясь с ними.
Улучшение эксплуатационных характеристик заявленной мультиаксиальной ткани достигается за счет повышения разрывной нагрузки по основе вследствие увеличения количества связей в ткани, а, следовательно, точек трения в тканом полотне. Данная продольная система расположена вдоль прикладываемой нагрузки при определении прочности на разрыв, что обеспечивает увеличение на разрыв всего тканого полотна в целом.
Полезная модель поясняется чертежом, где
на фиг. 1 показана структура мультиаксиальной ткани;
на фиг. 2 представлена схема расположения систем нитей основы в галева ремиз.
Заявленная ткань содержит три системы основных нитей и одну систему уточных нитей. При этом две системы основных нитей - верхняя основа - 1, 2, 3, 4, 5 и нижняя основа - I, II, III, IV, V, расположены под углом к нитям утка, причем верхняя система нитей под тупым углом β, а нижняя - под острым углом α к уточным нитям (1у, 2у, 3у, …, 22у) (фиг. 1). Продольная система основных нитей a, b, c, d, e расположена под углом 90° к нитям утка, не переплетена с ним и свободно расположена между верхней арабской системой нитей, и нижней римской.
Арабская и римская системы основных нитей переплетаются с нитями утка полотняным переплетением. Нити основы верхней и нижней систем, арабская и римская, пересекают всю ширину ткани, от одного ее края до другого, и обратно, меняя свое направление.
Для формирования ткани на ткацком станке был модернизирован зевообразовательный механизм ткацкого станка (фиг. 2). Для чего использовали три ремизные рамы классического кулачкового зевообразовательного механизма (6, 7, 8), которые обеспечивают перемещение основных нитей для образования зева в верхнее и нижнее положение. При этом ремизные рамы содержат жесткие галева (9), один конец которых вставляют в планку (10), располагающуюся на ремизной раме (6, 7), а второй конец заканчивается галевом (9), в который продевают основные нити. Для нижней основы - римской, используют первую ремизную раму (6) с нижним расположением жестких галев. Для верхней основы - вторую ремизную раму (7), с верхним расположением жестких галев. Третья рама (8) имеет не подвижную рамку с жесткими галевами (9), для продольной система нитей a, b, c, d, e.
Галева ремиз (9) верхней и нижней систем имеют возможность перемещения вдоль ремизной рамы, причем верхние галева в левую сторону, нижние - в правую. Продольная система a, b, c, d, e остается неподвижной.
На начало формирования ткани, т.е. при первой уточной прокидке, верхнюю ветвь зева создают нити основы, пронумерованные арабскими цифрами, а нижнюю - нити, пронумерованные римскими цифрами.
Рассмотрим положение каждой из нитей верхней или нижней систем на i-той уточной прокидке относительно их взаиморасположения при первой уточной прокидке.
При второй уточной прокидке происходит смена зевов (нити, пронумерованные римскими цифрами, становятся верхней ветвью зева, а нити, пронумерованные арабскими цифрами - нижней ветвью). Как видно из рисунка переплетения усиливающие нити основы (т.е. нити a, b, c, d, e) не переплетаются с нитями утка, а находятся ниже их.
При третьей уточной прокидке нити основы, пронумерованные арабскими цифрами, начинают образовывать верхний зев, а нити, пронумерованные римскими цифрами - нижний зев, т.е. возникает возможность перемещения нитей двух систем относительно друг друга. При этом верхняя система нитей перемещается влево, а нижняя система - вправо, таким образом, что каждая последующая нить для верхней системы занимает место предыдущей нити, а для нижней - место последующей нити, кроме крайних нитей.
На третьей уточной прокидке нить 2 занимает место нити 1, нить 3 - нити 2, нить 4 - нити 3, нить 5 - нити 4. Нить 1, т.к. она является крайней, меняет свое положение, т.е. переходит в нижнюю систему нитей и встает на место нити I, перемещаясь вправо, а не как все нити ее системы влево. Одновременно нить I, нижней системы займет место нити II, нить II -нити III, нить III - встанет на место нити IV, нить IV - на место нити V. Нить V нижней системы, являясь крайней справа, меняет свое положение, т.е. переходит в верхнюю систему нитей и перемещается влево, на освободившееся место последней нити верхней системы, т.е. занимает место нити 5.
Таким образом, при третьей уточной прокидке верхний зев будут образовывать нити 2, 3, 4, 5, V, а нижний, соответственно, - 1, I, II, III, IV.
На четвертой уточной прокидке происходит смена зевов, верхняя система нитей образует нижнюю ветвь зева, нижняя - верхнюю ветвь. При таком положении перемещение нитей основы относительно друг друга невозможно.
На пятой уточной прокидке нить 1 перемещается на 1 шаг вправо и займет место нити II, нить 2, меняя свое положение, встанет на место нити I, нить 3 встанет в крайнее левое положение, на место нити 1, нить 4 переместится на место нити 2, а нить 5 - на место нити З. При этом нити 3, 4, 5 смещаются все еще влево, а нити 1 и 2 - уже вправо. Одновременно нити, пронумерованные римскими цифрами, перемещаются следующим образом: нити I,II,III смещаются вправо, а нити V и IV смещаются влево, сменив принадлежность к системе, с нижней на верхнюю. Нить V переместится влево на шаг, и встанет на место нити 4, нить IV из крайнего правого положения, сменит свое положение и займет место 5 нити верхней ветви зева, нить 3 встанет на место нити 1, нить 4 на место нити 2, а нить 5 на место нити 3.
На шестой уточной прокидке происходит смена зевов, верхняя система нитей образует нижнюю ветвь зева, нижняя - верхнюю ветвь. При таком положении перемещение нитей основы относительно друг друга невозможно.
На седьмой уточной прокидке нить 1 перемещается на 1 шаг вправо и займет место нити III, нить 2 встанет на место нити II, нить 3, меняя свое положение, встанет на место нити I, нить 4 встанет в крайнее левое положение на место нити 1, а нить 5 - на место нити 2. Нить V переместится влево на шаг, и встанет на место нити 3, нить IV займет место 4 нити, нить III из крайнего правого положения, сменит свое положение и займет место нити 5 верхней ветви зева, нить 4 встанет на место нити 1, а нить 5 на место нити 2.
На восьмой уточной прокидке происходит смена зевов, верхняя система нитей образует нижнюю ветвь зева, нижняя - верхнюю ветвь. При таком положении перемещение нитей основы относительно друг друга невозможно.
На девятой уточной прокидке нить 1 перемещается на 1 шаг вправо и займет место нити IV, нить 2 встанет на место нити III, нить 3 встанет на место нити II, нить 4, меняя свое положение, встанет на место нити I, нить 5 встанет в крайнее левое положение, на место нити 1. Нить V переместится влево на шаг, и встанет на место нити 2, нить IV займет место 3 нити, нить III встанет на место нити 2, нить II из крайнего левого положения, сменит свое положение и займет место нити 5 верхней ветви зева, а нить I на место нити V.
На десятой уточной прокидке происходит смена зевов, верхняя система нитей образует нижнюю ветвь зева, нижняя - верхнюю ветвь. При таком положении перемещение нитей основы относительно друг друга невозможно.
На одиннадцатой и двенадцатой уточных прокидках все нити одной системы поменяют свое положение (все арабские нити встанут на место римских, и наоборот). Т.е. нить V встанет на место нити 1, нить IV займет место 2 нити, нить III встанет на место нити 3, нить II займет место нити 4, а нить I на место нити 5. При этом нить 1 место нити V, нить 2 встанет на место нити IV, нить 3 встанет на место нити III, нить 4 встанет на место нити II, нить 5 встанет на место нити I.
Далее процесс тканеформирования будет аналогичным описываемому, только верхнюю систему будут составлять римские нити основы, а нижнюю - арабские нити.