PROIECTAREA STRUCTURII FIRULUI

Structura afanata se caracterizeaza prin aceia ca fibrele cu sectiunea transversala circulara sunt dispuse in straturi concentrice, iar in centrul firului se afla un miez format dintr-o fibra.

Structura afanata se prezinta in figura.

unde:

r_f este raza medie a fibrei;

r_s - raza centrului stratului;

R_a - raza exterioara a stratului ( raza firului in structura afanata).

Raza stratului se determina cu relatia:

r_s =2 r_f (n-1)

unde:

n este numarul stratului ( 1,2,3,4,5.)

Raza exterioara a stratului se calculeaza cu relatia:

R_a = r_f (2n -1)

Pentru a determina numarul de fibre din strat se considera cazul cand doua fibre sunt tangente ca in figura urmatoare:

unde:

- α este jumatate din unghiul la centru corespunzator celor doua fibre tangente;

m - numarul de fibre din strat

In acest caz, r'_s (raza stratului) se determina din triunghiul oab.

r'_s = r_f /sin(180/m)

Pentru determinarea numarului de fibre din fiecare strat se egaleaza r_s cu r'_s :

2(n-1) = 1/ sin(180/m) de unde rezulta:

Deoarece numarul de fibre din strat trebuie sa fie numar intreg, se considera ca numarul de fibre din strat este egal cu partea intreaga a valorii lui m, respectiv m*.

Fig.4.1. Reprezentarea grafica a structurii afanate

Gradul de compactitate se determina cu relatia:

unde;

A_ef este aria efectiva a sectiunii transversale, care se determina cu relatia:

A_ef = n_s * a_f

unde a_f este aria medie a fibrelor.

A_t - aria totala a sectiunii transversale

Aria totala se determina cu relatia:

unde:

D_a este diametrul firului corespunzator structurii afanate.

D_a =2 r_f (2n_u -1)

unde n_u este numarul ultimului strat din structura firului.

Aceasta structura se caracterizeaza

prin faptul ca fibrele au sectiunea circulara si sunt tangente intre ele in cadrul aceluiasi strat si cu cele din straturile vecine. Fibrele se pot aseza pe un miez format din una sau mai multe fibre.

In cazul unei structuri care are miezul format dintr-o singura fibra se obtine o forma de asezare poligonala regulata.

Elementele caracteristice ale acestei structuri sunt:

- distanta dintre centrul firului si centrul stratului pe directia colturilor se determina cu relatia:

r_c =2r_f (n-1)

- distanta dintre centrul firului si centrul stratului pe directia mijlocul laturii se determina cu relatia:

r_l =1, 732r_f(n-1)

- numarul de fibre din strat se calculeaza cu relatia:

m = 6(n-1), cu exceptia primului strat

unde:n este numarul stratului

Gradul de compactitate se determina cu relatia:

unde;

A_ef este aria efectiva a sectiunii transversale, care se determina cu relatia:

A_ef = n_s * a_f

unde a_f este aria medie a fibrelor

A_t - aria totala a sectiunii transversale

Aria totala se determina prin metoda gravimetrica. Se copie figura ce reprezinta structura compacta se decupeaza forma sectiunii, numai ocupata de fibre, si se afla masa. Din acelasi material (foaie de hartie) se decupeaza o figura geometrica (dreptunghi cu laturile 2 x 3 cm) si se determina masa. Prin compararea maselor celor doua figuri se afla suprafata sectiunii firului. Se calculeaza scara la care s-a reprezentat sectiunea, in functie de aria reala a fibrei si aria marita a fibrei. Se stabileste valoarea reala a suprafetei structurii compacte.

Gradul de compactitate al firului se apreciaza ca media aritmetica a gradului de compactitate la structura afanata () si gradul de compactitate de la structura compacta ()

Atunci:

Structura tubulara a firului se prezinta in figura

unde:

R - raza firului;

r_s - raza stratului;

b - unghiul de torsiune (unghiul dintre tangenta la fibra ºi directia axei firului);

b_R - unghiul de torsiune al fibrei situata la raza firului;

l_S - lungimea spirei corespunzatoare razei stratului;

l_SR - lungimea spirei pentru fibra situata la raza firului;

h - pasul spirei

- Unghiul de torsiune pentru o pozitie radiala (r) se determina cu relatia:

unde:

T - torsiunea firului in ras./m.

Torsiunea se determina cu formula lui K chlin:

(tors./m)

unde:

N_m - finetea firului (g/m);

a_m - grad de torsionare.

Pentru fire cu destinatie tesaturi pentru fibre tip lana pieptanata:

a_m

h=1000/T; unde h - pasul spirei in mm.

Sensul de torsiune se adopta in functie de destinatie.

Diametrul firului se calculeaza cu relatia:

unde:

D - diametrul firului (mm);

r_F - densitatea firului (g/cm³)

Densitatea firului se determina cu relatia:

r_F n*

unde:

n - grad de compactitate mediu al firului;

- densitatea medie a fibrelor din amestec (g/cm³).

Elementele caracteristice ale structurii tubulare ale firului se determina pentru razele straturilor r_s1; r_s2 r_si

- Unghiul de torsiune se determina cu relatia:

- Lungimea spirei se determina cu relatia:

(mm)

Rezultatele se trec in tabel urmator:

Se reprezinta grafic variatia unghiului de torsiune in functie de raza stratului ( r_s)

Fig.4.5. Variatia unghiului de torsiune in functie de raza stratului

Fig.4.6.Variatia lungimii spirei in functie de raza stratului