Спосіб оцінки стійкості ниткового з’єднувального шва до розривального навантаження при розтягуванні перпендикулярно шва

Реферат: Спосіб оцінки стійкості ниткового з'єднувального шва до розривального навантаження при розтягуванні перпендикулярно шва полягає в приготуванні елементарних проб шляхом з'єднання двох смужок текстильного матеріалу прямокутної форми, що викроєні по основі, при цьому смужки складають лицевими сторонами попарно одна на одну та сточують по одній із сторін на нормативну відстань від краю для подальшого визначення розривального зусилля і видовження шва при його руйнуванні на розривальній машині. Смужки для елементарних проб викроюють додатково і по утоку, при цьому розміри смужок, що викроєні по основі і утоку становлять 50×200 мм, розрізають одну задану частину смужок на дві частини розміром 50×100 мм і сточують попарно по короткій стороні, при цьому голкову та човникову нитки фіксують між собою вузлом з обох сторін елементарної проби, а другу задану частину смужок, що викроєні по основі і утоку не розрізають, а як визначальний параметр оцінки стійкості ниткового шва до розривального навантаження вводять такий комплексний показник, як коефіцієнт руйнування К р за формулою: Кр=Кро=Кру=0,0…0,5. UA 117296 U (12) UA 117296 U UA 117296 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до легкої промисловості, а саме до її швейної галузі, і може бути використана у технологічному процесі при обґрунтуванні вибору швацьких ниток для створення з'єднувальних ниткових швів деталей крою виробів різноманітного асортименту та функціонального призначення. Відомо стандарт, який розповсюджений на усі види швейних виробів і установлює: метод визначення розривального навантаження при розтягуванні перпендикулярно шва; метод визначення розривального навантаження, подовження і роботи розриву шва при розтягувальних навантаженнях подовж шва та метод визначення розсування ниток тканини у шві [1, пп. 3; 4; 5] - прототип. Для проведення досліджень, особливо згідно з умовами, зазначеними в "Методі визначення розривального навантаження при розтягуванні перпендикулярно шва" [1, п. 3], необхідно подовж тканини або полотна (в подальшому - матеріал) вирізати дві смужки, кожна довжиною 300 мм і шириною 90 і 130 мм (при укорочених швах, допускається ширина 70 і 110 мм). Після цього смужки матеріалу розміром (300×130 і 300×90) мм зшивають між собою по довшій стороні, яка дорівнює 300 мм, відступивши від її краю на 5…15 мм у відповідності з нормативнотехнічними умовами. Отримані таким чином два зразки матеріалу використовуються для виготовлення восьми елементарних проб за схемою, приведеною в стандарті [1] з послідуючим визначенням показників розривальних характеристик ниткових швів. Для виконання даної роботи використовують розривальні машини з постійною швидкістю опускання нижнього затискача. Відстань між верхнім та нижнім затискачами повинна дорівнювати 100 мм, а при заправці проб необхідно дотримуватись вимог стандарту [2]. За фактичне розривальне навантаження шва приймається середнє арифметичне значення восьми результатів випробувань, заокруглених до 1,0 Н. Проведений аналіз та експериментальне дослідження ниткових швів, створених згідно з умовами зазначеного методу [1, п. 3], указують на наявність певної кількості недоліків. Так, насамперед, до недоліків слід віднести виготовлення зразків для елементарних проб тільки подовж матеріалу. Отже, якщо текстильним матеріалом наприклад є тканина, то даний процес проводять тільки в напрямку основної пряжі без врахування утокової, а указані розміри зразків по ширині, а саме 130 і 90 мм, є необґрунтованими. До недоліків належить відсутність пояснень про проведення досліджень на розривальній машині, оскільки не вказана остаточна геометрична форма елементарної проби. Адже згідно зі стандартом [2], дослідження на розривальній машині типу РТ-250 можна проводити тільки для одиночній пробі, виготовленій у вигляді стрічки певних розмірів (стріб-метод). Та якщо їх досліджувати навіть в представленому варіанті, то нитковий шов, який є загальним для чотирьох зразків матеріалу, після кожного експерименту буде зменшувати свої механічні показники для іншої проби із-за постійного сумарного зростання деформаційних напружень при розтягуванні та їх передачі по всій його довжині, що зумовлює отримання некоректних результатів і є недоліком. Якщо ж отримані за схемою елементарні проби розділяються між собою, що логічно, то кожна із них має виступи з обох сторін в зоні ниткового шва [1п. 3.1.7]. В зв'язку з цим, загальна довжина шва, з врахуванням прибавки розмірів виступів, наприклад, по 10 мм з обох сторін, дорівнює не 50 мм, як зазначається в додатках [1], а 70 мм. Необхідно зазначити, що наявність виступів на елементарній пробі є також недоліком, оскільки вони в процесі розтягування на розривальній машині не забезпечують максимальну концентрацію деформаційних сил в зоні ниткового шва по його довжині, а розподіляють їх по площі зразка [3], заправленого в затискачі розривальної машини. Це призводить до отримання некоректних результатів, оскільки при цьому як голкова, так і човникова нитки навантажуються не по всій довжині шва рівномірно, а переважно тільки в області подовжньої центральної лінії зразка, де, насамперед, і руйнуються. До недоліків належить також і відсутність фіксації ниток між собою з обох сторін елементарної проби після утворення шва, що в процесі деформації при перпендикулярному навантаженні зумовлює їх витягування із його структури неушкодженими. Отже проведений аналіз свідчить про те, що указаний спосіб необхідно удосконалювати, що є задачею корисної моделі, що заявляється. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що у способі оцінки стійкості ниткового з'єднувального шва до розривального навантаження при розтягуванні перпендикулярно шва, суть якого полягає в приготуванні елементарних проб шляхом з'єднання двох смужок текстильного матеріалу прямокутної форми, що викроєні по основі, при цьому смужки складають лицевими сторонами попарно одна на одну та сточують по одній із сторін на нормативну відстань від краю для подальшого визначення розривального зусилля і видовження шва при його руйнуванні на розривальній машині, згідно з корисною моделлю, смужки для 1 UA 117296 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 елементарних проб викроюють додатково і по утоку, при цьому розміри смужок, що викроєні по основі і утоку, становлять 50×200 мм, розрізають одну задану частину смужок на дві частини розміром 50×100 мм і сточують попарно по короткій стороні, при цьому голкову та човникову нитки фіксують між собою вузлом з обох сторін елементарної проби, а другу задану частину смужок, що викроєні по основі і утоку не розрізають, а як визначальний параметр оцінки стійкості ниткового шва до розривального навантаження вводять такий комплексний показник, як коефіцієнт руйнування Кр за формулою: Кр=Кро=Кру=0,0…0,5, де: - Кро=Ро-Рош/Ро=0,0….0,5 - значення ступеня руйнування шва елементарної проби, що викроєна по основі; - Кру=Ру-Руш/Ру=0,0….0,5 - значення ступеня руйнування шва елементарної проби, що викроєна по утоку; - Рош і Руш - розривальні показники елементарних проб матеріалу зі швом, що викроєні по основі і утоку, Н; - Ро і Ру - розривальні показники елементарних проб матеріалу без шва, що викроєні по основі і утоку, Н. Пропонований спосіб реалізується наступ ним чином. Для цього беруть по тринадцять зразків матеріалу, що викроєні по основі і по утоку, кожний із яких розміром 50×200 мм і виготовлені по стріб-методу. Згідно з умовами [2], п'ять зразків, що викроєні по основі, і п'ять по утоку необхідні як контрольні для визначення вихідного середнього арифметичного значення їх розривальних характеристик (Ро і Ру), а вісім зразків, згідно з умовам [1], що викроєні вісім по основі і вісім по утоку - для утворення елементарних проб ниткових швів. Для утворення елементарних проб ниткових швів кожний окремо взятий зразок розміром 50×200 мм, що викроєний по основі і по утоку розрізають на дві смужки розміром по 50×100 мм кожна і сточують попарно по короткій стороні заданими номером (текс) нитки, голки і кроком стібка, відступивши від краю на нормативну відстань 5-15 мм. Довжина ниткового шва повинна дорівнювати 50 мм, а кінці голкової та човникової нитки фіксують вузлами між собою. Це унеможливить передчасне витягування ниток із структури елементарної проби шва в процесі навантаження, а також приведе до рівномірного зосередження і концентрації зростаючих деформаційних напружень по його довжині, що дасть змогу максимально наблизити умови дослідження до експлуатаційних та отримувати достовірні результати експериментів. Виготовлені таким чином основні і утокові елементарні проби зі швами досліджуються на розривальній машині, наприклад РТ-250М, при затискній довжині 100 мм, при цьому закріплюють їх таким чином, щоб ниткові шви були розміщені на відстані 50 мм від верхнього та нижнього затискачів. Після проведення експериментів і обчислення середнього арифметичного значення розривальних показників окремо по основі (Рош, Н) і утоку (Руш, Н), визначають ступінь руйнування ниткового шва, що був використаний для попарного з'єднування смужок зразків матеріалу. Оцінка ступеня руйнування ниткового шва характеризується коефіцієнтом руйнування Кр та обраховується окремо для основних Кро і утокових Кру елементарних проб швів за приведеними формулами. Отримані значення коефіцієнтів руйнування ниткового шва в залежності від номера (тексу) нитки, голки, кроку стібка та структурних характеристик матеріалу, повинні відповідати зазначеним межам: 0,0…0,5. Рекомендований спосіб оцінки стійкості ниткового з'єднувального шва перевірено експериментально в порівнянні з прототипом. Для виключення впливу таких факторів, як руйнування тканини по лінії шва та можливе скидання основної чи утокової ниток із її структури в процесі розтягування, що зумовлять отримання некоректних результатів, елементарні проби швів були утворені з використанням зразків з еластоштучшкіри-Т, в якій текстильний матеріал закріплений двостороннім полімерним покриттям, а також голки № 100, армованої нитки 65 ЛХ лінійної густини 25 текс (№ 40) та кроку стібка - 2 мм. Вихідна розривальна характеристика Ро проб еластоштучшкіри-Т (по основі) розміром (160×200) мм при затискній довжині 100 мм дорівнює 1010 Н, а подовження - 30 мм. В таблиці представлені дані проб, що викроєні по основі, оскільки для проб, що викроєні по утоку, отримані закономірності зберігаються. Отримані результати свідчать про залежність розривальних показників ниткового шва, в основному, від геометричної форми проби та наявності фіксації вузлами голкової та човникової ниток з обох його сторін (таблиця). 2 UA 117296 U Таблиця Стійкість ниткових з'єднувальних швів до розривальних навантажень в залежності від способу їх виготовлення Способи виготовлення Відстань між Розривальні показники ниткового Коефіцієнт елементарних проб затискачами Lв мм шва, Н та характер його руйнування руйнування ниткового шва, при та довжина ниткового шва нитки наступних розмірах ниткового шва Lн, нитки не зафіксовані по основі, зафіксовані зразків матеріалу мм Кро=Ро-Рош/Ро Елементарні проби, що Lв=100 Lн=70 *246/10, витягування викроєні по основі та ниток, часткове 0,76 виготовлені згідно з руйнування ГОСТ 28073-89, п.3.1.6. Lв=100 Lн=70 312/14, (прототип) часткове 0,69 руйнування Елементарні проби, що Lв=100 Lн=70 289/12, витягування викроєні по основі та ниток, часткове 0,71 виготовлені згідно з руйнування ГОСТ 28073-89 п.3.1.7. Lв=100 Lн=70 376/14, (прототип) часткове 0,63 руйнування Елементарні проби, що Lв=100 Lн=50 285/11, витягування викроєні по основі та ниток, часткове 0,72 виготовлені згідно з руйнування корисною моделлю Lв=100 Lн=50 428/21, руйнування по 0,58 довжині шва Примітка: * - в чисельнику розривальне зусилля; в знаменнику видовження при руйнуванні. 5 10 15 20 Так, якщо для виготовлення елементарної проби шва використовувати зразки з виступами з обох сторін, згідно з умовами ГОСТ 28073-89 (пп. 3.1.6., 3.1.7.), то незначні навантаження зумовлюють їх витягування із його структури та часткове руйнування в зоні центральної (подовжньої) лінії зразка матеріалу. В тому разі, коли нитки шва зафіксовані між собою вузлом, то значення його розривальних характеристик зростає, а коефіцієнт руйнування зменшується (таблиця). Але, якщо проби виготовлені згідно з умовами рекомендованого способу, а голкова і човникова нитки фіксуються між собою вузлом з обох сторін шва, то його розривальне навантаження зростає від 246 Н до 428 Н (на 74 %) при зменшенні ступеня коефіцієнта руйнування від 0,76 до 0,58 (на 23,7 %), що свідчить про коректність отриманих результатів. Переваги запропонованої корисної моделі: - спрощено процес підготовки зразків текстильних матеріалів для виготовлення елементарних проб ниткового з'єднувального шва; - отримання коректних результатів оцінки стійкості ниткового з'єднувального шва при обґрунтуванні вибору швацьких ниток. Джерела інформації: 1. ГОСТ 28073-89. Методы определения разрывной нагрузки, удлинение ниточных швов, раздвигаемости нитей ткани в швах /М.: ИПК Изд-во стандартов, 1989. - 10 с. 2. ГОСТ 3813-72. Материалы текстильные. Ткани и штучные изделия. Методы определения разрывных характеристик при растяжении /М.: ИПК Изд-во стандартов, 2013. - 20 с. 3. Лабораторный практикум по материаловедению швейного производства: Учеб. пособие для высш. учебных заведений лёгкой пром-сти /Бузов Б.А., Пожидаев Н.Н., Модестова Т.А., Павлов А.И., Алыменкова Н.Д. - 3-е изд., испр., доп. - М.: Лёгкая индустрия, 1979. - С. 155-156. 25 3 UA 117296 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 Спосіб оцінки стійкості ниткового з'єднувального шва до розривального навантаження при розтягуванні перпендикулярно шва, суть якого полягає в приготуванні елементарних проб шляхом з'єднання двох смужок текстильного матеріалу прямокутної форми, що викроєні по основі, при цьому смужки складають лицевими сторонами попарно одна на одну та сточують по одній із сторін на нормативну відстань від краю для подальшого визначення розривального зусилля і видовження шва при його руйнуванні на розривальній машині, який відрізняється тим, що смужки для елементарних проб викроюють додатково і по утоку, при цьому розміри смужок, що викроєні по основі і утоку становлять 50×200 мм, розрізають одну задану частину смужок на дві частини розміром 50×100 мм і сточують попарно по короткій стороні, при цьому голкову та човникову нитки фіксують між собою вузлом з обох сторін елементарної проби, а другу задану частину смужок, що викроєні по основі і утоку не розрізають, а як визначальний параметр оцінки стійкості ниткового шва до розривального навантаження вводять такий комплексний показник, як коефіцієнт руйнування Кр за формулою: Кр=Кро=Кру=0,0…0,5, де: - Кро=Ро-Рош/Ро=0,0….0,5 - значення ступеня руйнування шва елементарної проби, що викроєна по основі; - Кру=Ру-Руш/Ру=0,0….0,5 - значення ступеня руйнування шва елементарної проби, що викроєна по утоку; - Рош і Руш - розривальні показники елементарних проб матеріалу зі швом, що викроєні по основі і утоку, Н; - Ро і Ру - розривальні показники елементарних проб матеріалу без шва, що викроєні по основі і утоку, Н. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4