Статистическая оценка свойств пряжи

Номер пряжи, сопротивление ее разрыву и другие характери­стики определяются как средние арифметические значения из установленного ГОСТ 6611—55 количества замеров. Для оценки этих средних значений, следуя названному ГОСТ, необходимо дополнительно характеризовать их показателями: неровноты Н, среднего квадратического отклонения а и коэффициента вариа­ции С. 

Неровнота (в %) определяется по следующему уравнению:

В этих уравнениях:

М — среднее арифметическое из всех найденных значений; М1 — среднее арифметическое из всех значений ниже М; П — общее ко­личество испытаний; П1 — количество испытаний с результатами ниже М; М_х — отдельные результаты испытаний.

Отклонение О среднего арифметического М от заданной нормы М_н вычисляется по следующему уравнению:

Нередки случаи, когда статистической обработке подлежит вы­борка с малым числом наблюдений (n<10). При условии, что генеральная совокупность, из которой взята выборка, имеет нор­мальное распределение, может быть применен следующий метод, рекомендуемый для таких выборок. Данные наблюдений распо­лагают в порядке увеличения X. Вычисление среднего арифметиче­ского X из всех найденных значений производится обычным порядком. Далее находят размах варьирования Р_х из выражения:

Коэффициенты Кр и tp зависят от   той   степени   вероятности, с которой желают определить S_np и доверительный интервал для X. Для большинства технических задач достаточна вероятность а = 0,95 (т. е. 95 случаев из 100). Для этой вероятности и со­ставлена табл. 10.

Факторы прочности пряжи. В отличие от характера разрыва монолитно-материальных тел, в том числе искусственных и синте­тических волокон, разрыв штапельной пряжи представляется более сложным. Здесь наблюдаются два явления: разрыв некоторого ко­личества волокон, расположенных в поперечном сечении пряжи, и расползание остальных. Отсюда факторами, определяющими проч­ность пряжи, являются не только природные свойства волокна, но и процессы прядения, в частности крутка.

Чем больше длина волокна (при равномерности длины) и чем тоньше эти волокна, тем больше (при одинаковой степени крутки) проявляется действие сил трения и, следовательно, тем прочнее пряжа. По этой причине для корда высших сортов и ответствен­ных технических тканей применяют более длинноволокнистый хлопок.

Среди операций прядильного производства наибольшая роль в создании прочности пряжи принадлежит крутке. По мере повы­шения степени крутки и увеличения создаваемого этим давления наружных слоев пряжи на внутренние увеличивается трение между волокнами, лежащими во внутреннем сердцевинном слое. Возмож­ность скольжения волокон сердцевинного слоя затрудняется, проч­ность пряжи повышается. Вместе с этим растет степень использо­вания в пряже прочности волокнистого материала.

Однако оптимальное значение величины крутки лежит между некоторыми пределами, определяемыми назначением пряжи и природой волокни­стого материала. Степень крутки не должна быть ниже предела, необходимого для предупреждения скольжения волокон, возникаю­щего в процессе переработки пряжи, и в то же время не должна превосходить предел, при котором мог бы начаться разрыв пере­напряженных круткой волокон. Величина крутки влияет и на упругие свойства пряжи.

Полное удлинение пряжи зависит от сколь­жения волокон, от распрямления и удлинения самих волокон. По­скольку последнее относительно невелико, значительная крутка, увеличивая прочность пряжи, снижает ее упругость, приводит к большей жесткости.

Волокна наружного, более нагруженного круткой слоя пряжи, наиболее вытянутые и напряженные, мало способны к удлинению и потому принимают на себя значительную долю напряжения рас­тяжения. При недостаточной прочности их разрыв может начаться с разрыва наружных волокон и закончиться расползанием средин­ных, давление на которые будет ослаблено.

Для технических це­лей преимущественно применяется крученая пряжа, так как в ней несущий слой располагается более равномерно по всей площади сечения. Чтобы уменьшить жесткость крученой пряжи, ее скручи­вают в направлении, обратном крутке однониточной пряжи.

Поглощение и отдача.влаги волокном, отвечающие изменению температурно-влажностных атмосферных условий, также приводят к изменению прочности и упругих свойств пряжи. Пряжа из цел­люлозных волокон при увлажнении (до 11%) повышает прочность; изделия из шерсти, натурального и искусственного шелка при ув­лажнении снижают прочность.

При 120 °С в пряже из льняного во­локна снижаются прочность и удлинение; сопротивляемость мно­гократным нагрузкам падает; у хлопчатобумажной пряжи разрыв происходит на удлинениях ниже 5%. При нагреве выше 160— 170 °С резко возрастает деструкция целлюлозы. При низких тем­пературах (—60 °С) прочность пряжи повышается, удлинение из­меняется незначительно. Вискозная нить при 120 °С, в отличие от хлоп­чатобумажной пряжи, сохраняет, а иногда даже несколько увеличи­вает прочность и уменьшает растя­жимость; при одинаковой нагрузке дает увеличение упругих свойств; при —60 °С показывает снижение прочности и удлинения.

Сохранение вискозной нитью прочности при по­вышенной температуре и является одной из причин введения вискоз­ного корда в практику резинового производства. Нити из синтетиче­ских волокон при повышении темпе­ратуры несколько снижают проч­ность, а при понижении — повы­шают.

В статических условиях испыта­ния капроновый корд показывает, по сравнению со сверхпрочным вискозным, большую прочность, боль­шее разрывное удлинение и лучшую теплостойкость, но имеет меньшие модуль и температуростойкость. Капроновый корд также более вынослив к многократным знакопостоянным деформациям и ударным нагрузкам.

Среди возможных пороков пряжи следует отметить один из наиболее вредных, свойственный крученой пряже, — штопорность. Правильное строение и работа крученой пряжи определяется оди­наковой длиной скручиваемых нитей и связанной с этим равно­мерностью их натяжения. При штопорности это условие нару­шается. Из рис. 165 видно, что углы (В1 и В₂ наклона витков к оси крученой пряжи неодинаковы. Поэтому проекции усилий, воспри­нимаемых каждой нитью, приведенные на ось сложной нити, бу­дут также неодинаковы.

Чем больше угол р, тем меньше доля участия составляющей нити в общей прочности. Если нить 2 свободно обвисает, например при штопорности, то разрыв восприни­мается только нитью 1; в этом случае прочность сложной нити бу­дет вдвое ниже номинала.