• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Тема 11. Механічні фактори зносу. Тертя.

Питання.

1. Знос текстильних матеріалів від тертя (стирання).

2. Методи визначення стійкості матеріалів до тертя.

3. Фактори, що впливають на стійкість матеріалів до тертя.

Література:1.с. 259; 4.с.239; 5.с.176; 7.с.80

1. Знос текстильних матеріалів від тертя(стирання).

Матеріали при терті до оточуючих предметів стираються в точках контакту поверхонь, які стикаються.

Стиранням називається процес руйнування текстильних матеріалів під

дією тертя.

Стирання матеріалу виникає внаслідок його тертя до оточуючих предметів, чи з матеріалом того ж виробу.

При терті текстильний матеріал руйнується перш за все у точках контакту з іншою поверхнею. Якщо поверхня ця жорстка, то виникає мікрозрізання волокон в зоні контакту і втрата маси матеріалу.

При терті з м'якою поверхнею руйнування текстильного матеріалу проходить поступово, у результаті незворотніх змін в його структурі з поступовим зменшенням маси виробу. В цьому випадку спостерігається стомлений знос, який найбільш характерний для одягових матеріалів.

Механізм зносу матеріалів від тертя:

При терті, стираюче зусилля ( згин, розтяг, стиск) сприймають у першу чергу кінчики слабо закріплених волокон, які виступають на поверхні любого матеріалу. На початку стирання вони деформуються, потім починають розчіплятися, руйнуватися і випадати з утворенням мікро- і макротріщін. В місцях тріщин виникає поступове розрихлення і розхитування структури матеріалу.

Зруйновані волокна випадають у вигляді маленьких частинок. В результаті виникає втрата маси матеріалу.

Основним критерієм оцінки стійкості текстильних матеріалів до тертя є

число циклів тертя, яке витримує матеріал до наскрізного руйнування ( до дірки).

Цей показник є нормованим у залежності від поверхневої густини (М_s) і виду текстильного матеріалу, а також вказується в ГОСТах.

Наприклад: По ГОСТу вовняні і напіввовняні тканини для шкільної форми

хлопців при поверхневої густині до 330 г/м² повинні

витримувати не менше 10000 циклів тертя. Для тканин з

поверхневою густиною більш 330 г/м² того ж призначення

повинні витримувати не менше 14000 циклів тертя.

В практиці, інколи після деякої кількості циклів тертя змінюється колір, з'являється пілінг, руйнується лицьова сторона матеріалу. В результаті виріб втрачає зовнішній вигляд задовго до утворення дірок. Тому використовують інші критерії оцінки, які визначають після певної кількості циклів тертя. Наприклад: втрата міцності на розрив, зменшення

товщини, поверхневої густини,

повітропроникності і ін..

Оцінюють стійкість текстильних матеріалів до тертя за такими показниками:

1. Коефіцієнт стійкості до тертя (стирання), який визначається за формулою:

К_с = ,

де n - кількість циклів тертя до руйнування матеріалу;

М_s - поверхнева щільність матеріалу, г/м².

2. Відносний коефіцієнт зносостійкості до тертя:

К_в.з.= ,

де n - кількість циклів тертя до руйнування матеріалу;

n_е - кількість циклів тертя еталонного зразка ( для бавовняних

білизняних тканин з М_s ‹ 150 г/м² - n_е= 1000 циклів; для

бавовняних білизняних тканин з М_s › 150 г/м² - n_е = 2000 циклів;

для напіввовняних костюмних тканин з М_s = 300г/м² і вище -

n_е = 5000 циклів.

Таким чином, для визначення стійкості текстильних матеріалів визначають дві характеристики - коефіцієнт стійкості до тертя (стирання) і відносний коефіцієнт зносостійкості до тертя.

2. Методи визначення стійкості матеріалів до тертя.

У практиці використовують велику кількість приладів і методів для оцінки стійкості матеріалів до тертя.

В залежності від виду тертя розрізняють прилади, які здійснюють:

1. чисте тертя;

2. тертя з одночасним розтягом і згином;

3. тертя з одночасним зминанням.

Найбільш широко використовують прилади, які здійснюють чисте тертя. Їх поділяють на прилади , які виконують орієнтовне тертя, тобто тертя в одному напрямку, і не орієнтовне, тобто тертя в різних напрямках одночасно. Найбільш досконалими рахуються прилади, на яких виконується не орієнтоване тертя матеріалів, так як це в більшій ступені відповідають зносу матеріалу в умовах носки.

Тертя на приладах може здійснюватися по всій площині пробного зразка, що імітує тертя в області сидіння і ліктя, або по згину, що імітує

тертя на складках, по краю борта, кишень і ін..

В якості стираючого матеріалу ( абразиву) на приладах використовують сіро шинельне сукно арт.6405, або поліамідні щітки (капронові) так як вони імітують такий же характер руйнування, як і в носке.

Найбільше використовують прилади, які здійснюють чисте не орієнтоване тертя. До них відноситься прилад ТИ-1М, який здійснює тертя зразка по площині і прилад ДИТ , який здійснює тертя по кільцю.

На приладі ТИ-1М абразив закріплюється на диску. Під диском знаходяться три робочі головки з гумовими мембранами, на яких в обоймах закріплюються дослідні зразки. Тиском повітря зразки притискуються до абразиву. Диск і голівки з зразками обертаються в одному напрямку з однаковою швидкістю, тому сили тертя, які діють на зразок в будь-якій точці поверхні стирання, при кожному оберті диску однакові і направлені в різні сторони. Із-за того, що зразки притискаються до абразиву за допомогою мембрани і стиснутого повітря, тертя зразків відбувається на м'якій основі, що наближує умови випробування до природних умов носки.

На приладі ДИТ зразок, закріплений у п’яльцях притискується до двох абразивів за допомогою важільно-вантажної системи. П'яльці з зразком не рухомі, а абразиви, які закріплені на бігунку переміщуються одночасно з ними по кільцю, і одночасно обертаються навколо своєї осі. При стиранні зразка до діри прилад автоматично зупиняється.

Тертя по згинах зразків виконується на приладах ИТС і ИТИС, які імітують умови руйнування матеріалу в одягу по місцях згину.

Зразки, зігнуті під кутом 180⁰, встановлюють в касети і стирають абразивом з капронової щітки. на приладі ИТС абразив здійснює зворотно-поступательний рух і стирає зразки, які виступають петлями з касети. На приладі ИТИС стирання відбувається при обертанні абразиву і касети з зразками. На результати випробування суттєво впливають вид абразиву, тиск на зразок і напруга зразка.

В якості абразиву використовують наждачний камінь, корундові і металеві поверхні, тканини, капронові щітки і ін.. Наждачні і корундові поверхні визивають абразивний знос матеріалу, тобто мікрозрізання волокон з випаданням їх з матеріалу. При стиранні зразка тканинами або капроновими щітками знос носить стомлений характер, тобто в цьому випадку зносостійкість залежить від міцності матеріалу, його пружно пластичних властивостей, коефіцієнту тертя. Необхідно обирати такий абразив, при якому матеріал знаходиться в умовах найбільш близьких до природних умов зносу, і в той же час не дуже руйнувався сам. При випробуванні текстильних матеріалів в якості абразиву використовують сіро шинельне сукно, проте і воно в процесі випробування зношується, робиться гладким, що впливає на результати випробувань і визиває необхідність частої зміни абразиву. В якості абразиву для стирання трикотажу рекомендується використовувати наждачний камінь. З збільшенням статичного навантаження сили тертя зростають і руйнування зразка матеріалу відбувається швидше. Проте характер тертя при цьому може не відповідати умовам носки виробу. Крім того, при великому тиску матеріал в початковий період стирання зв’язав з взаємним упровадженням абразиву і дослідного матеріалу. При стабілізації опорної поверхні ріст електричних зарядів сповільнюється. В усіх випадках лабораторні випробування лише частково відтворюють знос матеріалу від тертя, який спостерігається в процесі експлуатації.

При носці виробів тканини і трикотаж руйнуються в результаті тривалих, але слабих стираючих дій. Цикли дій розділені великими проміжками часу, на протязі яких волокна устигають відрелаксувати. На приладах цикли тертя слідують дуже часто, в результаті чого наступає передчасне динамічне стомлення волокон. Зменшуються пружні і еластичні деформації, що визиває погіршення розподілення сил опору стиранню і прискорює процес руйнування зразка.

Для більшості тканин стійкість до тертя по всій поверхні (прилад ТИ-1М) або по кільцю (прилад ДИТ) до утворення наскрізного руйнування (дірки) - нормуємий показник.

Для шовкових тканин норми стійкості до тертя встановлюють за допомогою приладу ДИТ.

Стійкість до тертя трикотажних полотен, які використовують для верхнього одягу і які виробляють з натуральної, змішаної пряжі і комплексних ниток на плоско - і круглов’язальних машинах, визначають на приладі ДИТ, стираючи зразок до утворення дірки. В залежності від стійкості до тертя трикотажні полотна підрозділяються на 3 групи:

1. Особо міцна - кількість циклів до утворення дірки 201 і більше;

2. Міцна - -"- 101 - 200;

3. Звичайна - -"- 50 - 100

3. Фактори, що впливають на стійкість матеріалів до тертя.

Опір текстильних матеріалів тертю зв’язана з їх структурними параметрами і декотрими властивостями. Найбільше впливають на опір матеріалів тертю оказує їх маса, товщина і щільність. З збільшенням цих параметрів збільшується добротність і міцність матеріалу на стирання. Зносостійкість також зв’язана з будовою поверхні матеріалу: чим більш гладенька і більша площа опорної поверхні матеріалу, тим вище його опір діям тертя. Стійкість текстильних матеріалів до тертя збільшують також оздоблювальні операції - мерсеризація, апретування і каландрування. Суттєвий вплив на зносостійкість оказує вид ткацьких переплетень: сатинові і атласні переплетення, забезпечують гладку поверхню матеріалу; подвійні і ворсові переплетення надають матеріалу більшу масу, що збільшує зносостійкість тканин.

Стійкість до тертя збільшують також шляхом отримання опорної системи ниток або пряжі з більш міцних волокон і більш міцним їх закріпленням в структурі матеріалу.

Суттєвий вплив на тертя впливають пружні властивості текстильних матеріалів. Матеріали, які володіють високими пружними властивостями, краще чинять опір діям тертя. Наприклад, матеріали з синтетичних волокон володіють дуже високою міцністю до тертя. Додавання штапельних синтетичних волокон в кількості 10 – 15% в структуру шерстяних тканин збільшує їх опір до тертя у 2 – 3 рази.

При виборі матеріалу для виробу необхідно мати на увазі, що на знос текстильних матеріалів від тертя суттєво впливає сполучення в структурі матеріалу ниток і пряжі, різних по волокнистому складу. Наприклад, при сполученні в структурі матеріалів ниток з високою і невисокою міцністю на тертя перші будуть відігравати роль абразиву і при руху матеріалу будуть викликати руйнування матеріалу протилежної системи ниток. До таких матеріалів можна віднести тканини, які містять в основі капронові волокна, а в утоку - ацетатні, або підкладкові тканини, у яких уток вироблено з бавовняної пряжі, а основа - з віскозного шовку.

Інакше відбувається руйнування текстильних матеріалів по згинах, що найбільш часто зустрічається у виробах, особливо на таких ділянках, як низ виробу, низ рукавів, згин бортів, обшивка кишень, комірів і ін..

В цьому випадку великий вплив на знос робить напруга, яку отримують волокна на згинах: чим вона більше, тим швидше матеріал руйнується від тертя. І якщо жорсткість матеріалу збільшує його знос від тертя, то в згинах, навпаки, більш жорсткі зношуються швидше. Знос по згинах в більшості залежить від маси матеріалу, зі збільшенням якої зносостійкість зростає. Те ж саме можна сказати і у відношенні опорної поверхні і пружних властивостей текстильних матеріалів.

Необхідно враховувати також, що готові швейні вироби на згинах зношуються значно швидше, чим на площині. Тому при виборі матеріалів необхідно перш за все звертати увагу на їх знос по згинах, а при конструюванні і розробкі технології шиття одягу використовувати всі можливі способи для його зменшення або використовувати обробки, які не будуть збільшувати знос по згинах.

Таким чином, стійкість текстильних матеріалів до тертя залежить:

1. Від волокнистого складу матеріалу.

Наприклад: По стійкості до тертя волокна від більш до

найменш стійких розташовуються наступним чином:

- капрон, лавсан, нітрон, бавовна, віскоза, ацетат,

вовна.

Отже, найбільшою стійкістю до тертя володіють капронові матеріали і матеріали з синтетичних волокон. Вовняні матеріали володіють низькою стійкістю до тертя. Тому, в останній час, практично чисто вовняні тканини не виробляються, а виробляються напіввовняні з додаванням синтетичних волокон. Додавання до вовни 10% капрону у 3 рази збільшує міцність тканин до тертя.

Основні причини, які викликають руйнування волокон від стирання:

а) Для синтетичних матеріалів - утворення статичного електризування,

яке прискорює окислювальну

деструкцію, а також підвищення

температури поверхні від тертя.

б) Для натуральних і штучних матеріалів - шершавість і нерівномірність

поверхні волокон і ниток.

Наприклад, Вовняні волокна володіють низкою стійкістю до стирання,

так як поверхня волокна покрита лусковим шаром, і

руйнування при терті починається з віддалення верхніх

вільних кінців в луску.

2. Від структури і будови ниток.

Наприклад: Зі збільшенням крутки ниток і довжини волокон

стійкість матеріалів до стирання збільшується, так

як збільшується міцність закріплення волокон.

3. Від опорної поверхні матеріалу.

Наприклад: Чим більша опорна поверхня матеріалу, тим

менша інтенсивність його зношування, так як

стираючи зусилля розподіляються на більшу

площину.

Величина опорної поверхні залежить від переплетення матеріалу. Тканини сатинового, атласного, саржевого переплетень мають гладку поверхню, яка утворюється довгими перекриттями. Отже, опорна поверхня і, відповідно, стійкість до стирання у них більша, ніж у тканин полотняного переплетення, яке характеризується короткими і частими перекриттями.

4. Від операцій оздоблення.

Наприклад: Мерсеризація, апретування, каландрування -

оздоблюючи операції, які збільшують стійкість

матеріалів до стирання, так як збільшується

опорна поверхня.

Обробки, що надають жорсткість текстильному

матеріалу ( малозминальна, малозсідаюча)

знижують стійкість до стирання, особливо по

згинах.

Враховуючи всі фактори, підвищити стійкість до стирання текстильних матеріалів і виробів можна:

1. На стадії виготовлення матеріалів:

а) додаючи в суміш синтетичні волокна (капрон, лавсан);

б) використовуючи переплетення з довгими перекриттями;

в) використовуючи спеціальні обробки.

2. На стадії виготовлення одягу:

а) при розкроюванні матеріалів враховувати,що їх руйнування

відбувається повільно, якщо тертя направлено вздовж ниток. які

утворюють лицьовий застил;

б) враховувати, що порушення режимів ВТО ( волого-теплової

обробки) призводить до зниження зносостійкості матеріалів;

в) зміцнювати ділянки найбільш інтенсивного стирання виробу

другим шаром матеріалу, або тасьмою (низ брюк).

. –"-

Читайте також:

1. Абіотичні та біотичні фактори.
2. Агрегування та факторизація
3. Біологічні небезпеки. Вражаючі фактори біологічної дії. Пандемії, епідемії, масові отруєння людей.
4. Біологічні фактори
5. Біомеханічні основи шинування при пародонтозі.
6. Біотичні фактори
7. Біотичні фактори та їх вплив на деревні рослини
8. Види та типи факторингових послуг
9. Види тероризму та його вражаючі фактори і збройні напади
10. Види факторингу
11. Види, фактори і ступінь порушення типів місцевості.
12. Визначення втрат на тертя.

Переглядів: 2788