تئوری مثلث ریسندگی سیستم اصلاحی رینگ
تئوری مثلث ریسندگی سیستم اصلاحی رینگ – www.irantarjomeh.ir
مقالات ترجمه شده آماده گروه نساجی
مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی
مقالات
قیمت
قیمت این مقاله: 38000 تومان (ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره | ۱۱۰ |
کد مقاله | TXT110 |
مترجم | گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh.ir |
نام فارسی | بررسی تئوری مثلث ریسندگی و نقش آن در سیستم اصلاحی رینگ |
نام انگلیسی | Theoretical Study of a Spinning Triangle with Its Application in a Modified Ring Spinning System |
تعداد صفحه به فارسی | ۲۶ |
تعداد صفحه به انگلیسی | ۱۰ |
کلمات کلیدی به فارسی | ریسندگی رینگ- مثلث ریسندگی- روش انرژی- توزیع تنش لیف |
کلمات کلیدی به انگلیسی | ring spinning- spinning triangle-energy method- fiber tension distribution |
مرجع به فارسی | انستیتو منسوجات و پوشاک- دانشگاه پلی تکنیک هنگ کنگژورنال تحقیقات نساجی |
مرجع به انگلیسی | Institute of Textiles and Clothing- The Hong Kong Polytechnic University- Hong Kong- Textile Research Journal |
کشور | هنگ کنگ |
بررسی تئوری مثلث ریسندگی و نقش آن در سیستم اصلاحی رینگ
مثلث ریسندگی بعنوان یک مضمون بحرانی در فرآیند ریسندگی الیاف کوتاه محسوب می شود. هندسه این مثلث بر روی توزیع تنش لیف در مثلث ریسندگی و خواص نخ حاصله تاثیرگذار است. در مدلهای تئوری پیشین، فرض شده است که تنش ریسندگی نخ بر روی نقطه همگرایی بر خط نیپ غلطکهای جلویی عمود است. این فرضیه در مطالعه مثلث ریسندگی سیستمهای رایج رینگ منطقی است اما ممکن است برای سیستمهای اصلاح شده ریسندگی رینگ که تنش نخ زاویه مشخصی با محور عمود بر خط نیپ دارد، مناسب نباشد. بنابراین در این مقاله مدل تئوری جدیدی با محوریت کاهش زاویه تنش ریسندگی ارائه شده است. مدل تئوری بر اساس اصول انرژی پتانسیل کمینه، بصورت کمی توزیع تنش و ارتباط آن با پارامترهای ریسندگی، شکل مثلث ریسندگی و کاهش زاویه تنش ریسندگی را بیان میکند. از نظر کاربرد روش ارائه شده، زوایای ریسندگی سیستم ریسندگی اصلاح شده تحت پارامترهای مختلف ریسندگی بررسی شد. توزیع تنش لیف در مثلث ریسندگی با و بدون کمانش الیاف بصورت عددی شبیه سازی و نتایح حاصله با مدل قبلی مقایسه شد. علاوه بر این خواص نخهای حاصله از سیستم اصلاح شده رینگ تجزیه و تحلیل گردید.
کلمات کلیدی: ریسندگی رینگ، مثلث ریسندگی، روش انرژی، توزیع تنش لیف
در فرآیند ریسندگی رینگ به محض آنکه رشته صاف الیاف از نیپ غلتک جلویی عبور میکند، الیاف با چرخش شیطانک تابیده میشوند. ناحیه تابندگی مابین نیپ غلتک جلویی و نقطه همگرایی الیاف تحت عنوان مثلث ریسندگی یا مثلث تاب نامیده میشود. مثلث ریسندگی یک ناحیه بحرانی است که بر روی خواص نخ از جمله استحکام نخ، نایکنواختی و موئینگی تاثیر گذار است. طی دهههای گذشته، تحقیقات گوناگونی در زمینه مثلث ریسندگی انجام شده است.
تئوری مثلث ریسندگی سیستم اصلاحی رینگ
تجزیه و تحلیلهای تئوری
مدل مثلث ریسندگی در شکل ۱ نشان داده شده است. در حین فرآیند ریسندگی تنش ریسندگی بدلیل تفاوت اختلاف طول در مثلث ریسندگی منجر به ایجاد گشتاور ناهمگون میشود. در این مدل نقطه همگرایی فرضی D بدون اعمال هیچ نیرویی در نظر گرفته شده است. در مرحله اول، فرض می شود که تمام الیاف در مثلث ریسندگی طول یکسان داشته، بنابراین الیاف مرکزی شل و الیاف بیرونی بدون هیچ ازدیاد طولی صافند. لذا نقطه همگرایی با نیروی ثابت Fs و زاوهیه با محور عمودی به نقطه D’ منتقل میشود. در حقیقت مسیر نیروی Fs باید بدون هیچگونه زاویهای با محور عمودی و صرفنظر از شکل مثلث ریسندگی فرض شود. هرچند برای بیان نوع رفتار و استخراج رفتار کشش الیاف از محاسبات پیچیده ریاضی استفاده کرد. بنابراین ما برای سادگی فرض میکنیم که نیروی Fs در امتداد مسیری عمود که نقطه وسط خط نیپ O و نقطه تاب D مطابق شکل به هم مرتبط شده اند اعمال میشود. با این فرضیه مسیر نیروی Fs بلندتر از حد اختیار نبوده اما وابسته به شکل مثلث ریسندگی است. علاوه بر این ما فرض میکنیم که مثلث ریسندگی الاستیک تحت اعمال تنش ریسندگی درمحل گیر کردن دوسر الیاف مابین نیپ غلتک جلویی و نقطه همگرایی، تشکیل میشود.
تجربیات
سیستم ریسندگی رینگ اصلاح شده
برای ارزیابی مدل و شبیه سازی توزیع تنش لیف، نخ رینگ پنبه ای ۱۸٫۴۵ تکس(Ne 32) در سیستم ریسندگی رینگ اصلاح شده توسط گروه ما [۸-۱۱] تحت شرایط مختلف ریسندگی تولید شد. از سیستم ریسندگی رینگ اصلاح شده زینسر۳۵۱ با تاب مجازی برای تولید نخهای اصلاح شده استفاده شد. شکل ۲ دیاگرام شماتیک سیستم ریسندگی اصلاحی رینگ را نشان میدهد.
آماده سازی نخ و آزمایشها
نیمچه نخ شانه شده ۵۳۴ تکس(۱/۱Ne) با ضریب انحراف ۴٫۲۶%(اوستر) بعنوان ماده خام استفاده شد. خواص لیف بر روی spinlab900 تست و نتایج در جدول ۱ نشان داده شده است.
آزمایشهای نخ
تمام نخها تحت شرایط استاندارد ۲ c 20 و رطوبت نسبی % ۲۶۵ برای حداقل ۲۴ ساعت ۲۴ ساعت قبل از آزمایش قرار گرفتند. استحکام نخ، موئینگی و گوریدگی از مهمترین خواص نخهای اصلاحی هستند. از گوریدگی نخ برای تعیین میزان گشتاور باقیمانده در نخ بوسیله تعداد گوریدگیها در هر cm25 با ابزار تعیین گوریدگی نخ استفاده میشود[۱۵-۱۷]. آزمایش ده بار تکرار شد.
نصب تجهیزات مشاهده مثلث ریسندگی
برای گرفتن تصاویر واضح از مثلث ریسندگی غلتک شفاف ویژهای طراحی و به جای غلتک جلویی بالایی برای مشاهده کل طول مثلث ریسندگی استفاده شد.شکل ۳ نشان دهنده نصب آزمایشگاهی برای گرفتن عکس از مثلث ریسندگی است. دوربین با سرعت بالا در بالای غلتک شفاف به منظور ثبت هندسه مثلث ریسندگی نصب شد.برای بدست آوردن هندسه دقیق مثلث ریسندگی و جهت(مسیر) تنش ریسندگی کاغذ مدرج mm*mm1 برای گرفتن عکس در زیر غلتک شفاف نصب شد.
تئوری مثلث ریسندگی سیستم اصلاحی رینگ
بحث و نتایج
پارامترهای هندسی مثلثهای ریسندگی
تصاویر مثلث ریسندگی مطابق با شکل ۴ در سه نرخ سرعت ۵۵/۰، ۶۵/. و۸۵/۰ گرفته شد. برای تمام نخها مثلثهای ریسندگی متقارن اند و مسیر تنش ریسندگی تحت نرخهای متفاوت سرعت زوایای مختلفی با محور عمودی دارد. محاسبه زوایای واقعی تنش ریسندگی مربوط به محور عمودی در این تحقیق امکانپذیر بود. علاوه بر زوایای واقعی تنش ریسندگی، سایر ابعاد مثلث ریسندگی مطابق با جدول ۲ محاسبه شد.
تاثیر نرخ سرعت بر روی توزیع تنشهای لیف
مثلث ریسندگی بدون خمیدگی لیف
در این بخش تاثیر نرخ سرعت بر روی نیروهای تنش لیف بدون خمیدگی لیف ارزیابی شد. شکل ۵ بیانگر نتایج شبیه سازی عددی توزیع تنش لیف تحت سه نرخ متفاوت است. در حالت کلی توزیع نیروهای تنش لیف وابسته به پارامتر شکل ریسندگی است. در امتداد عرض مثلث ریسندگی الیاف مختلف بسته به نوع موقعیتشان در مثلث ریسندگی تنشهای مختلفی دارند. مطابق شکل ۵ برای هر نرخ سرعت الیافی که با زوایای کمتر از ۹۰ درجه در مثلث قرار داشتند تحت نیروهای فشاری و الیاف بالاتر از این زاویه تحت نیروهای کششی قرار داشتند.
مثلث ریسندگی با خمیدگی لیف
در آنالیزهای فوق هیچ لیف خمیدهای در نظر گرفته نشد. با این وجود خمیدگی لیف در مرکز مثلث ریسندگی جائیکه نیروهای اصطکاک بین لیفی و فشارهای جانبی نسبتاً پائین است، بر اساس محاسبه اولیه نیروی فشاری بحرانی مورد نیاز برای ایجاد خمیدگی لیف[۵,۶]، شبیه سازیهای عددی برای هر دو مدل قابل اجرا بوده و توزیع تنشهای لیف به ترتیب در اشکال ۷ و ۸ نشان داده شده است. در مقایسه با مثال بالا بدون خمیدگی لیف، میزان تنش لیف نشان داده شده در اشکال ۷ و ۸ به نحو چشمگیری برای هر دو مدل کاهش یافته و تنها الیاف خارجی سمت راست مثلث ریسندگی تحت تنش هستند.
خواص فیزیکی نخهای اصلاح شده
خواص اندازهگیری شده نخهای ریسیده شده با سه نرخ سرعت در جدول ۳ نشان داده شده است. به دلیل کوچکی مقادیر میانگین خواص فیزیکی نخهای اصلاح شده ، آنالیز واریانس (ANOVA) برای تست معنی دار بودن این تفاوتها با استفاده از Minitab انتخاب شد و نتایج در جدول ۴ نشان داده شده است.
نتایج
هدف این مقاله مطالعه تئوری مثلث ریسندگی در سیستم ریسندگی رینگ اصلاح شده با استفاده از رویکرد انرژی است. به منظور تشریح وضعیت نامتقارن مثلث ریسندگی پارامتر شکلدر آنالیز تعریف شد. در مقایسه با مدل اولیه ما، زاویه نیروی تنش ریسندگی در این مقاله بواسطه نسبت انحراف افقی مثلث ریسندگی d به ارتفاع مثلث ریسندگی H تعریف شد.
نتایج ارزیابی خواص نخ نشان میدهد زمانی که نرخ سرعت نسبتاً پائین است، نخها تناسیتی و ازدیاد طول و یکنواختی بهتری دارند. نخهای اصلاح شده در نرخ سرعت ۶۵/۰ دارای کمترین مقدار موئینگی S3 هستند. علاوه بر این با افزایش نرخ سرعت تعداد گوریدگیهای نخ کم میشود که حاکی از کاهش گشتاور باقیمانده درون نخ تولید شده است.
