Przedmiotem wynalazku jest sposób badania trwalosci uzytkowej wyrobów wlókienniczych w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych i urzadzenie do badania trwa¬ losci uzytkowej wyrobów wlókienniczych.Znany jest sposób badania trwalosci uzytkowej wyrobów wlókienniczych metoda doswiadczalnego uzytkowania, po¬ legajacy na prowadzeniu obserwacji zachowania sie wlókien¬ niczych wyrobów w warunkach eksploatacyjnych. Ocene zachowania sie wlókienniczych wyrobów podczas uzytko¬ wania przeprowadza sie na podstawie obserwacji czynionych przez uzytkownika (notowanie spostrzezen i swoich od¬ czuc w kontrolkach badan uzytkowych) lub instytucje nadzorujace doswiadczalne uzytkowanie.Ocena spostrzezen polega na porównaniu miedzy soba wlókienniczych wyrobów i tak porównuje sie badany wló¬ kienniczy wyrób z wzorcem (wyrobem nowym) lub po¬ równuje sie badane wlókiennicze wyroby miedzy soba i dokonuje sie ich uszeregowania wedlug przyjetej skali ocen analizowanej cechy, na przyklad trwalosci uzytkowej.W czasie doswiadczalnego uzytkowania badane wlókien¬ nicze wyroby podlegaja ocenie organoleptycznej, której celem jest obserwacja stopnia zniszczenia powierzchni tych wyrobów i rejestracja wystepowania starc, przetarc dziur i innych wskazników zuzycia.Ocene trwalosci uzytkowej wlókienniczych wyrobów w doswiadczalnym uzytkowaniu podaje sie jako czasookres, w którym wyrób spelnia jeszcze swoje funkcje uzytkowe lub jako iloraz czasookresu niszczenia badanego wlókien¬ niczego wyrobu do wyrobu standardowego (wzorcowego). 20 so W pewnych okreslonych przypadach, zaleznych vod celu pracy, po zakonczeniu doswiadczalnego uzytkowania przeprowadza sie badania laboratoryjne wskazników wy¬ trzymalosciowych (najczesciej wytrzymalosc na rozciaganie jednokierunkowe) wlókienniczych wyrobów poddanych doswiadczalnemu uzytkowaniu i porównuje z wskaznikami wytrzymalosciowymi wyrobów nieuzytkowanych lub wzor¬ cowych.Stosowanie uzytkowej metody oceny trwalosci wlókien¬ niczych wyrobów jest zwiazane z dosc znacznymi kosztami i zazwyczaj dlugim okresem badan. Poza tym metoda ta nastrecza czesto trudnosci w ocenie stopnia oddzialywania poszczególnych czynników niszczacych oraz w ocenie przyczyn obnizenia trwalosci wyrobu.Scieralnosc wyrobów wlókienniczych zalicza sie do glównych parametrów wyznaczajacych okres uzytkowania wyrobu, a zatem w istotny sposób decyduje o jego trwalosci.Znane sa sposoby i urzadzenia do laboratoryjnego pomiaru odpornosci na scieranie plaskich wyrobów wlókienniczych (Metrologia wlókiennicza, cz. 4, WNT, Warszawa 1973 r„ s. 278—312 oraz Struktura plaskich wyrobów wlókienni¬ czych, W. Zurek, K. Kopias, WNT, Warszawa 1977 r„ s. 176—182.).Znane sposoby laboratoryjnego badania odpornosci na scieranie plaskich wyrobów wlókienniczych polegaja na odzialywaniu na próbke wlókienniczego materialu scieraja¬ cym medium w taki sposób, aby uzyskany efekt scierania byl mozliwie najbardziej zblizony do wystepujacego w prak¬ tycznym uzytkowaniu. Uzyskuje sie to przez nadanie 119 386119 386 3 odpowiedniego ruchu próbce wlókienniczego materialu lub scierajacemu medium albo przez nadanie jednoczesnego ruchu i próbce wlókienniczego materialu i scierajacemu medium. W wyniku tego oddzialywania moze byc realizo¬ wane scieranie w jednym kierunku lub w wielu kierunkach, scieranie z jednoczesnym rozciaganiem i zginaniem oraz scieranie z jednoczesnym mieciem.Podstawowym kryterium oceny odpornosci na scieranie jest ilosc cykli tracych lub czas konieczny do okreslonego lub calkowitego zniszczenia badanego wyrobu. Miernikiem odpornosci na scieranie sa równiez zmiany wybranych wlasciwosci wlókienniczego wyrobu po okreslonej liczbie cykli tracych, przy czym brane sa pod uwage takie wskaz¬ niki jak: ubytelr grubosci materialu, ubytek masy scieranej iczesci próbki,*ubytek* wytrzymalosci przy jednokierunko- Jwym rozciaganiu lub Wytrzymalosci na wypychanie wzgled- n%n^|gyi^iryr Inillri.l ubytek pracy rozciagania, zmiana LprzewieWnosoi mate/ilu, zmiana przepuszczalnosci swiatla przez mateiial. ¦J Zwyczajowo najczesciej podawana jest liczba cykli scierajacych. Jest to miernik, który rejestruje tylko skutek bez mozliwosci wgladu w przebieg procesu scierania i daje mozliwosc porównywania wyrobów niszczonych w tych samych warunkach (na tym samym urzadzeniu). Badanie zmian wybranych wlasciwosci wlókienniczego wyrobu po okreslonej liczbie cykli tracych jest znacznie mniej roz¬ powszechnione. Wsród tych wskazników najczesciej sto¬ suje sie spadek wytrzymalosci na rozciaganie, jednak mier¬ nik ten nie jest miernikiem trwalosci uzytkowej, gdyz o trwalosci uzytkowania decyduje nie statyczna wytrzyma¬ losc zrywajaca a wytrzymalosc zmeczeniowa wlókienniczych wyrobów. Wytrzymalosc zmeczeniowa wlókienniczego wy¬ robu wyrazic mozna stosunkiem pracy rozrywania do wiel¬ kosci pracy zakumulowanej przez wlókienniczy material po jego wielokrotnym obciazeniu.Znane jest urzadzenie do badania odpornosci na scieranie tkanin welnianych. Urzadzenie jest zaopatrzone w trzy glowice, na które sa nalozone gumowe membrany. Glowice sa osadzone na drazonych walach, przez które doprowa¬ dzane jest pod membrany powietrze o regulowanym cisnie¬ niu, Na glowicach osadza sie kolowe próbki wlókienniczego materialu zakleszczone w pierscieniowych zaciskach. Do powierzchni próbek jest przycisnieta tarcza z zamocowa¬ nym do niej sciernym medium. Kierunek obrotu tarczy i glowic i ich predkosci katowe sa jednakowe. Scieranie zachodzi na powierzchni kolowej próbki przy stalej wzgled¬ nej predkosci scierania i przy zmianie w sposób ciagly kierunku scierania w dowolnym punkcie na powierzchni próbki. Równomierny docisk próbek do powierzchni scieracza uzyskuje sie przez doprowadzenie pod membrany powietrza o okreslonym cisnieniu. Jako scieracz stosuje siej wzorcowa tkanine, tarcze karborundowa, papier scierny i inne srodki scierne. Przyrzad jest zaopatrzony w urzadze* nie, które automatycznie zatrzymuje glowice po przetarciu próbki az do powstania dziury lub po zalozonej liczbie obrotów, *' Znany jest sposób i urzadzenie do laboratoryjnego bada¬ nia wlasciwosci mechanicznych tkanin przy wielokierunko¬ wym rozciaganiu metoda wypychania (Metrologia wlókien¬ nicza, cz. 2, WPLiS, Warszawa 1965 r„ s. 352—359).Urzadzenie jest zaopatrzone w glowice z pierscieniowym uchwytem, w której zakleszczona jest elastyczna membrana oraz próbka wlókienniczego materialu. Do wnetrza glowicy, bezposrednio pod-membrane, doprowadzone jest sprezone 4 powietrze lub ciecz. Pod wplywem zwiekszajacego sie cisnienia czynnika zarówno gumowa membrana jak i próbka wlókienniczego materialu zaczynaja sie rozciagac i w wy¬ niku tego wyoblac. Po przekroczeniu maksymalnych wy- ¦ dluzen dopuszczalnych dla danego tworzywa, które dla wyrobów wlókienniczych sa znacznie mniejsze od gumy, próbka peka.Miernikiem odpornosci wlókienniczego materialu na wypychanie jest wielkosc cisnienia czynnika w chwili 11 pekniecia próbki i strzalka wyobIeni3. Cisnienie mierzone jest manometrem, a wielkosc wyoblenia specjalnymi in¬ dykatorami z odpowiednimi czujnikami. W niektórych przyrzadach do rejestracji tych parametrów stosowane sa urzadzenia wykresowe. 1S Znany jest sposób oceny trwalosci uzytkowej tkanin odziezowych lnianych i lniano-elanowych, w którym tka¬ nine poddaje sie dzialaniu roztworu o skladzie potu ludz¬ kiego, naswietla sie promieniowaniem lampy ksenonowej i mechanicznie sciera sie w scisle okreslonych warunkach laboratoryjnych, po czym mierzy sie spadek jej wytrzy¬ malosci metoda przebicia kulka.Celem wynalazkti jest umozliwienie badania trwalosc1 uzytkowej wyrobów wlókienniczych w warunkach labora- toryjnych, a zadaniem technicznym jest opracowanie sposobu badan i konstrukcji uizadzenia do laboratoryjnej oceny trwalosci uzytkowej, skorelowanej z trwaloscia eksploatacyjna wyrobów wlókienniczych.Cel ten osiagnieto w ten sposób, ze w warunkach labo- 30 ratoryjnych imitujacych uzytkowanie wlókienniczego wy¬ robu prowadzi sie meczenie wlókienniczego wyrobu pod¬ dajac go cyklicznie jednoczesnemu wielokierunkowemu odksztalcaniu droga kontrolowanego wypychania i po¬ wierzchniowemu scieraniu, przy stosowaniu regulowanego 88 docisku scierajacego medium do wlókienniczego wyrobu i zlozonego ruchu scierajacego medium wzgledem wlókien¬ niczego wyrobu, wynikajacego z nakladania sie ruchu obrotowego i posuwisto-zwrotnego, oraz relaksacji przez kontrolowane zmniejszanie rozciagajacych sil dzialajacych li na wlókienniczy wyrób i«porównuje sie ilosc pracy wlozonej w niszczenie wlókienniczego wyrobu w danym cyklu niszczenia oraz w czasie calego okresu laboratoryjnych badan. Po kazdym cyklu niszczenia wlókienniczego, wyrobu rejestruje sie wielkosci jego odksztalcen calkowitych oraz u ich skladowych sprezystych natychmiastowych, opóznio¬ nych i trwalych.Urzadzenie do badania trwalosci uzytkowej wyrobów wlókienniczych wedlug wynalazku zawiera wypychajaca glowice z cisnieniowa komora o elastycznej scianie wypel- io niona plynem, polaczona szczelnym rurowym przewodem z cisnieniowym ukladem wyposazonym w urzadzenie do zmiany cisnienia plynu, oraz zawiera scierajaca tarcze ze sciernym medium, kontaktujaca sie w roboczym polozeniu z wlókienniczym wyrobem zamocowanym w bezposrednim 5* sasiedztwie elastycznej sciany. Wypychajaca glowica i scie¬ rajaca tarcza maja niezaleznie dzialajace napedowe uklady.Napedowy uklad scierajacej taiczy zawiera wstepna po¬ srednia zebata przekladnie, posrednia pasowa przekladnie i koncowa wielostopniowa zebata przekladnie, a napedowy 10 uklad wypychajacej glowicy zawiera wstepna posrednia zebata przekladnie, posrednia pasowa przekladnie, koncowa wielostopniowa zebata przekladnie i krzywkowy mechanizm.Wstepne posrednie zebate przekladnie napedowych ukla¬ dów scierajacej tarczy i wypychajacej glowicy wspólpracuja ea z elektrycznym silnikiem.119 386 5 Urzadzenie zawiera hydtauliczny cisnieniowy uklad z cisnieniowym cylindrem polaczonym elastycznym ruro¬ wym przewodem z cisnieniowa komora wypychajacej glowicy, przy czym w cisnieniowym cylindrze znajduje sie przeponowa pompa z nurnikiem przeznaczona do zmiany 5 cisnienia hydraulicznej cieczy w hydraulicznym ukladzie.Hydrauliczny cisnieniowy uklad jest wyposazony w wy¬ równawczo-cisnienio Wy cylinder z odpowietrzajacym za¬ worem, tlumiacy wahania cisnienia hydraulicznej cieczy w czasie pracy urzadzenia. Wypychajaca glowica zamoco- 10 wana jest na suwaku polaczonym przegubem z dwuramienna dzwignia wspólpracujaca z popychaczem krzywkowego mechanizmu.Urzadzenie zawiera ciezarowy mechanizm z przeciw¬ ciezarem scierajacej tarczy oraz ukladem zmiennych ob- 1! ciazników osadzonych na dwuramiennej dzwigni kontak¬ tujacej sie z popychaczem wspólpracujacym z mechanizmem pionowego przesuwu scierajacej tarczy.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie do badania trwalosci uzytkowej wyrobów wló¬ kienniczych w widoku z przodu, fig., 2 — urzadzenie w wi¬ doku z góry, fig. 3 — urzadzenie w schemacie ogólnym, fig. 4 — cylinder urzadzenia w widoku z góry i W przekroju osiowym, fig. 5 — wypychajaca glowice w widoku z boku i w przekroju osiowym, fig. 6 — noge korpusu w widoku z boku i w przekroju osiowym.Sposób badania trwalosci uzytkowej wyrobów wlókien¬ niczych zostanie blizej objasniony na przykladzie badania w Warunkach laboratoryjnych tkanin przeznaczonych na odziez ochronna i robocza. Na podstawie analizy topografii zniszczen cwiczebnych mundurów wojskowych poddanych badaniom uzytkowym stwierdzono, ze najbardziej nara¬ zonym miejscem na niszczenie w mundurach jest powierz¬ chnia kolana. Wystepuje tutaj meczenie tkaniny w wyniku równoczesnego wypychania i scierania. W czasie uzytkowa n'a wlókiennicze wyroby poddawane sa wielokrotnym- cyklicznym odksztalceniom, znacznie nizszym od maksy¬ malnych, które w wyniku wielokrotnego powtarzania po¬ woduja rozluznienie struktury wlókienniczych materialów i w konsekwencji znaczne zmiany wlasciwosci fizycznych i chemicznych.Opracowany sposób pozwala na laboratoryjne odtworze¬ nie podstawowej kinetyki zjawisk fizycznych jakie wy- 45 stepuja na powierzchni kolan odziezy ochronnej i roboczej w warunkach eksploatacyjnych. Jako kryterium trwalosci uzytkowej przyjeto odpornosc zmeczeniowa tkanin.Sposób badania trwalosci uzytkowej tkanin przeznaczo¬ nych na odziez ochronna i robocza w warunkach labora- 50 toryjnych polega na stymulowanym meczeniu tkaniny poprzez jej wielokierunkowe rozciaganie na elastycznej membranie w ksztalcie czaszy kulistej z jednoczesnym powierzchniowym scieraniem, realizowanym w ruchu posuwisto-zwrotnym i obrotowym, przy stosowaniu re- 55 gulowanego docisku scierajacego medium, a nastepnie kontrolowanemu relaksowaniu. Relaksacje tkaniny po cyklicznym wypychaniu i powierzchniowym scieraniu prowadzi sie przez kontrolowane zmniejszanie odksztalcen tkaniny. 60 W okresie relaksacji tkaniny rejestruje sie odksztalcenia calkowite oraz ich skladowe sprezyste, natychmiastowe, opóznione i trwale. Wynikiem zmeczenia tkaniny sa jej zmiany postaciowe dotyczace zmian strukturalnych, prze¬ jawiajace sie w zmianach wygladu powierzchni, masy 6 i grubosci. Parametry te sa w kazdym cyklu badania re- j estrowane.Analize stopnia zniszczenia tkaniny w wyniku cyklicz¬ nego wypychania i powierzchniowego scierania oparto o ustalenie wspólzaleznosci miedzy przyczyna wywolujaca zniszczenie tej tkaniny, to jest wielkoscia pracy zaabsorbo¬ wanej przez tkanine, oraz jej skutkiem, wylazonym zmia¬ nami postaciowymi tkaniny. Praca calkowita zuzyta na od¬ ksztalcenie tkaniny po calkowitym okresie badan obliczana jest jako suma prac czestkowych w poszczególnych cyklach badania tkaniny. Wartosc pracy w pojedynczym cyklu badania tkaniny wyraza sie iloczynem sily scierajacej przez wartosc odksztalcenia tkaniny.Do opisu zmian wlasciwosci mechanicznych tkaniny niszczonej w warunkach laboratoryjnych stosuje sie reologic odksztalcen cial sprezysto-plastycznych. Reologia odksztal¬ cen umozliwia ustalenie wspólzaleznosci pomiedzy: na¬ prezeniami (c), odksztalceniami (e) i czasem (t). Badanie reologii odksztalcen w sposobie polega na rejestrowaniu wysokosci wzniesien czaszy kulistej (h) w cyklach: ob¬ ciazenie — odciazenie — odpoczynek. W cyklu obciazenia tkanina jest wypychana stalym cisnieniem p — 58,8kPa, w cyklu odciazenia zmniejsza sie gwaltownie cisnienie z p = 58,8kPa do p = 9fi kPa, natomiast w cyklu odpo¬ czynku utrzymuje sie pod tkanina szczatkowe cisnienie p = 9,8 kPa umozliwiajace pomiar odksztalcen trwalych.Opierajac sie na zalozeniu, ze wypychana tkanina przy¬ biera ksztalt czaszy kulistej wydluzenie liniowe oblicza sie z nastepujacej zaleznosci: / r* +h* 2hr \ e ¦ =* i — arc sin ——— -11 • 100 [ %} \ 2hr r?+h* / gdzie: r — promien próbki przed wypychaniem h — wysokosc wyoblenia czaszy kulistej.W cyklu obciazenia w wyniku odd ialywania naprezen rozciagajacych a (stanowiacych 10% naprezen rozrywaja¬ cych) w czasie t nastepuje narastanie deformacji t at do osiagniecia wartosci granicznej spelniajacej warunek: A t = 5 min., A ec = 0 W cyklu odciazenie — odpoczynek nastepuje kompen¬ sacja odksztalcen cc osiagnietych w cyklu oddzialywania naprezen rozciagajacych (w czasie t = 60 min,).W procesie kompensacji odksztalcen trwajacym W prze¬ dziale czasowym t = 0—60 min. wyrózniono trzy naste¬ pujace rodzaje odksztalcen: 1. Odksztalcenia sprezyste natychmiastowe wystepujace w przedziale czasu t = 0—0,1 min. podlegajace prawu Hooka: o e spr.n. = ~£ gdzie: E — oznacza modul Younga. 2. Odksztalcenia sprezyste opóznione wystepujace w prze¬ dziale czasu t = 0,1—60 min. przebiegajace zgodnie z równaniem opisujacym model Teologiczny Kelvina-Voita c o —ait i P — Ckt i p —ast cspr. op. = fcie ^ fc2e ^ fc*e gdzie: ci — odksztalcenie szybkozanikajace w czasie t *= 0,1— —0,8 min. €2 — odksztalcenie zwolnione zanikajace w czasie t — 1— 65 —5 min.119 386 7 £3 — odksztalcenie zahamowane zanikajace w czasie t = = 7—55 min. ai, nio procesom szybkozanikajacym, zwolnionym i zaha¬ mowanym e —wartosc lógarytmu naturalnego.W czasie powyzej 60 minut trwania relaksacji w prze¬ dziale At = 5 min. nie stwierdzono przyrostów odksztalcen A ec = 0. Pozostale w tkaninie odksztalcenia powyzej t 60 minut traktuje sie jako odksztalcenia trwale £rt zwiazane ze zmiana struklury tkaniny.Ostatecznien kinetyke zanikania odksztalcen analizuje sie wedlug nastepujacego równania: Skladniki równania obejmujace odksztalcenia sprezyste opóznione rozwiazuje sie metoda analityczno-graficzna.Równanie hiperboli sprowadza sie poprzez logarytmowania do postaci prostej y = ax + b. Nastepnie metoda naj¬ mniejszych kwadratów oblicza sie parametry równania: a = lge, b = Ig e-a, natomiast x = t.W tabeli 1 zestawiono równania opisujace kompensacje odksztalcen sprezystych opóznionych tkanin niszczonych w warunkach eksploatacyjnych (tradycyjnym sposobem badania trwalosci uzytkowej metoda doswiadczalnego uzytkowania) i aberatoryjnych sposobem zgodnie z wy¬ nalazkiem.Tabela 1 Zestawienie równan kompensacji tkaniny niszczonej w warunkach eksploatacyjnych i laboratoryjnych Równania tkanin nisz¬ czonych w warunkach | eksploatacyjnych Równania tkanin niszczo¬ nych w warunkach labo¬ ratoryjnych 1 Tkanina nowa yi = 0,5888 — 0,0004331 t y2 = _(T,7092 — 0,1079 t y3 = —0,7838 — 0,9079 t 1800 godzin uzytkowania yi = 0,6972 — — 0,0003095 t y2 = —0,7327 — 0,1203 t | y3 = —0,7964 — 1,1084 t 3600 godzin uzytkowania yi = 0,7159 — — 0,0002773 t y2 = —0,7347 — 0,1512 t y3 = —0,8670 — 1,1089 t 5400 godzin uzytkowania yi= 0,7488 — — 0,000217t y2 = —0,7556 — 0,1659 t y3 = —0,9662 — 1,1839 t 2500 obrotów + 2500 su¬ wów scierania yj = 0,7146 — — 0,0002962 t y2 = —0,7421 — 0,1367 r y3 = —0,8327 — 1,096 t | 5000 obrotów + 5000 su¬ wów scierania y! = 0,7329 — — 0,0002714 t y2 = —0,7491 — 0,1712 t y3 =—0,9099 — 1,1465 t | 7500 obrotów + 7500 su¬ wów scierania yj = 0,7604 — — 0,000219 t y2 = —0,7669 — 0,1869 t y3 = —0,9785 — 1,2105 t | gdzie: yi ^- odksztalcenia sprezyste opóznione szybkozanikajace y2 — odksztalcenia sprezyste opóznione zwolnione y$ — odksztalcenia sprezyste opóznione zahamowane 8 Wartosci liczbowe równan wskazuja na zblizone charakte¬ rystyki odksztalcen tkanin niszczonych w warunkach labo¬ ratoryjnych i tkanin niszczonych w warunkach eksploata¬ cyjnych. Dla potwierdzenia wymienionego stwierdzenia 5 przeprowadzono weryfikacje statystyczna miedzy wynikami badan tkanin niszczonych laboratoryjnie i eksploatacyjnie.Na podstawie testu t — Studenta, zakladajac ryzyko bledu na poziomie istotnosci a = 0,01, nie stwierdzono istotnych rozbieznosci, przy prawdopodobienstwie P = 0,99, miedzy 10 reologia niszczenia laboratoryjnego i eksploatacyjnego.Wynika stad, ze zastosowane warunki niszczenia labora¬ toryjnego, zgodne z wynalazkiem, odtwarzaja podstawowe czynniki fizyczne wystepujace w uzytkowaniu.Laboratoryjne niszczenie wywoluje nastepujace zmiany 15 w reologii odksztalcen w stosunku do tkaniny nowej: 1. Wzrost odksztalcen calkowitych o 30%, 2. Spadek odksztalcen sprezystych, w tym: — natychmiastowych (zanikajacych w przedziale czasu t = 0,0—0,1 min.) o 5,5%, 20 — opóznionych szybkozanikajacych (zanikajacych w czasie t = 0,1—0,8 min.) o 1%, — opóznionych zwolnionych (zanikajacych w czasie t = 10,0—5,0 min.) o 1 %, — opóznionych zahamowanych (zanikajacych w czasie 25 t = 7,0—60,0 min.) o 1 %.Ogólnie nastepuje spadek odksztalcen sprezystych o 8,5 %. 3. Wzrost odksztalcen trwalych (utrzymujacych sie w czasie odpoczynku t 60 min.) o 40%.Wyniki badan zestawiono w tabeli 2. 30 Analizujac niszczenie tkanin na podstawie reologii od¬ ksztalcen stwierdza sie, ze w procesie niszczenia wyróznic nalezy skokowe przyrosty odksztalcen calkowitych ec i trwalych ctr w trzech fazach kolejno nastepujacych po sobie. 35 W pierwszej fazie (2500 obrotów + 2500 suwów scier¬ nego medium lub 0—1800 godzin uzytkowania) wystepuje intensywny przyrost odksztalcen Aec = 16% i trwalych Aeti — 30,5% oraz spadek odksztalcen spiezystych — 40 Ae^pt, =5%. Zjawisko to zwiazane jest ze wzrostem procesów orientacji wlókien w przedzy oraz wyrównaniem naprezen pomiedzy nitkami w tkaninie.W drugiej fazie niszczenia (5000 obrotów + 5000 suwów sciernego medium lub 1800—3600 godzin uzytkowania) 45 obserwuje sie zmniejszenie przyrostów odksztalcen calko¬ witych Aec = 1,8% i trwalych AetT = 1,8% oraz spadek odksztalcen spiezystych — AespT = 1,4%. W fazie tej obserwuje sie stabilizacje odksztalcen, konczy sie proces orientacji. W wyniku niejednorodnosci budowy wyrobu 50 naprezenia wywolywane rozciaganiem nie rozkladaja sie równomiernie we wszystkich elementach strukturalnych.W miejscach defektów nastepuje koncentracja naprezen, powodujac miejscowe uszkodzenia pojedynczych elementów strukturalnych. Wzrasta wlochatosc przedzy oraz nastepuje 55 rozluznienie struktury.W trzeciej fazie niszczenia (7500 obrotów + 7500 suwów sciernego medium lub 3600—5400 godzin uzytkowania) obserwuje sie ponownie wzrost odksztalcen calkowitych i trwalych oraz spadek odksztalcen sprezystych. Przyrosty 60 odksztalcen wynosza: Aec = 7,6%, AetI = 10%, — ^Apr. = 2%. Wzrost odksztalcen spowodowany jest in¬ tensywnymi zmianami struktury budowy tkaniny/ubytkami masy, pokonywaniem zmniejszonych sil tarcia pomiedzy 65 elementami strukturalnymi (wlókno-przedza i przedza-119 386 9 10 Tabela 2 Zestawienie skladowych odksztalcen tkaniny zniszczonej W warunkach laboratoryjnych i eksploatacyjnych W stosunku do tkaniny nowej 8 | eroz. espr.n. 1 *3 1 ei 1 ei \ ec \ etri-etro Czas t 55 minut 0,0—0,1 0,1—1,0 1,0—7,0 7,0—55,0 0,0—55,0 Tkanina nowa Ae 0 3,1302 0,1763 0,1732 0,1811 3,6608 0 Tkanina zniszczona w warunkach eksploatacyjnych 5400 godzin uzytkowania Ae 1,8232 m 3,2951 0,1397 0,1223 0,1429 3,7000 1,784 Tkanina zniszczona w warunkach laboratoryjnych 7500 obrotów + 7500 suwów scierania Ab 1,9100 3,2408 0,1404 | 0,1220 | 0,1397 | 3,6428 | 1,928 | -wyrób). Wzrost odksztalcen trwalych traktowac nalezy jako graniczna wartosc niszczenia laboratoryjnego tkaniny.Na podstawie powyzszego jako kryterium zniszczenia laboratoryjnego odziezy ochronnej z tkanin drelichowych przyjmuje sie prace scierania wykonana przez urzadzenie, która spowodowala nastepujace zmiany graniczne, odksztal¬ cen w wyrobie po k cyklach niszczenia laboratoryjnego w stosunku do odksztalcen wystepujacych w nowej tkaninie: Aec -» 30,0% Aetr '"-» 40,0% Jcspr - 8,5%.Calkowita praca niszczenia laboratoryjnego w ruchu po¬ suwisto-zwrotnym i obrotowym po k cyklach wynosi: Lc = upFk lmar (0,8 + 1,96tt)k [J] gdzie: ji — wspólczynnik tarcia p — cisnienie Fk — powierzchnia kontaktu tkaniny z medium sciernym lmax — odleglosc srodka próbki tkaniny od osi obrotu k — liczba cykli n — wartosc stalej matematycznej, Lc — wartosc calkowitej pracy niszczenia laboratoryjne¬ go.Urzadzenie do badania trwalosci uzytkowej tkanin, w przykladowym wykonaniu wedlug wynalazku, sklada sie z ukladu wypychajacego, ukladu scierajacego, ukladu pomiarowego i ukladu napedowego. Urzadzenie zawiera korpus 1 z uchwytami 2, do których sa zamocowane nogi o regulowanej wysokosci. Kazda noga korpusu sklada sie z trzonu 54 z kulistym lbem i kolnierzem, usytuowanym w gniezdzie utworzonym w dzielonej stopce 56, 57, której elementy sa polaczone wkretami 55. W dolnej czesci stopki 57 zamocowana jest gumowa wkladka 3 amortyzujaca drgania urzadzenia. Górna czesc trzonu 54 jest nagwinto¬ wana. Noga jest zamocowana do uchwytu 2 dwoma re¬ gulacyjnymi nakretkami 50 z podkladkami 53.Podstawowe zespoly robocze urzadzenia zamocowane sa do montazowej plyty 4 usytuowanej w korpusie 1. Wypy¬ chajaca glowica 5 z cisnieniowa komora 6 polaczona jest elastycznym rurowym przewodem 7 z cylindrem 8. Cisnie¬ niowa komora 6 zamknieta jest gumowa membrana 12 i ma pierscien 13 do zamocowania próbki wlókienniczego wy¬ robu 14 w bezposrednim sasiedztwie gumowej membrany 12. Cisnieniowy zespól stanowiacy zamkniety uklad, wy¬ pelniony jest hydrauliczna ciecza. 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Cylinder 8 sklada sie z plaszcza zamknietego pokrywami 59 i 60. W przedniej czesci cylindra znajduje sie cisnieniowa komora ograniczona przeponowa pompa 9 i nurnikiem 10, którego wewnetrzna powierzchnia jest nagwintowana w postaci nakretki. Nurnik jest zaopatrzony w prowadnice w postaci pryzmatycznego wpustu ze wskaznikiem 49 przyrostu objetosci, który porusza sie w wycieciu plaszcza cylindra 8. Nurnik 10 napedzany jest srubowym popycha- czem 61, który jest lozyskowany w pokrywie 59 cylindra.Na popychaczu 61 zamocowana jest tarcza 63 z pokretlem 11. W przedniej pokrywie zamocowane sa krócce hydra¬ ulicznych przewodów 7 64, 65, którymi doprowadzana jest ciecz do cisnieniowej komory 6 wypychajacej glowicy 5, wyrównawczo-cisnieniowego cylindra 15 oraz do mano¬ metru 17. Zastosowanie w cylindrze 8 przeponowej usz¬ czelki 9 z nurnikiem 10 zabezpiecza przed wystepowaniem przecieków hydraulicznej cieczy. Z cisnieniowym cylindrem 8 polaczony jest hydraulicznie przewodem 64 wyrównaw- czo-cisnieniowy cylinder 15 z odpowietrzajacym zaworem 16, którym mozna odpowietrzac caly hydrauliczny uklad.Wyrównawczo-cisnieniowy cylinder 15 przeznaczony jest do tlumienia wahan cisnienia hydraulicznej cieczy w calym hydraulicznym ukladzie podczas pracy urzadzenia z wyoblona membrana 12 wypychajacej glowicy 5. Zmiane cisnienia cieczy w hydraulicznym ukladzie uzyskuje sie przez zmiane polozenia nurnika 10 za pomoca pokretla llr przy czym na skutek wzrostu cisnienia wewnatrz tego ukladu nastepuje wyoblenie gumowej membrany 12 wy- . pychajacej glowicy 5. Cisnienie hydraulicznej cieczy kon¬ trolowane jest manometrem 17 wlaczonym do tego hy¬ draulicznego ukladu.Wypychajaca glowica 5 napedzana jest krzywkowym mechanizmem 18 i wykonuje ruchy posuwisto-zwrotne.Jest ona zamocowana do suwaka 19, prowadzonego w pro¬ wadnicy 58, polaczonego przegubowa kostka 20 lacznikiem 21 z dwuramienna dzwignia 22 obciazona zamykajaca sprezyna 23. Przegubowa kostka 20 unieruchomiona jest na laczniku 21 dwoma regulacyjnymi nakretkami 24 umozli¬ wiajacymi regulacje wielkosci skoku wypychajacej glowicy 5.Dwuramienna dzwignia 22 ulozyskowana jest na osi 25, na której obraca sie podczas pracy ruchem wahadlowym, wspólpracujac z popychaczem 26 krzywkowego mechaniz¬ mu 18 zamocowanym na dzwigni 62.Scierajaca tarcza 27 ze sciernym medium 28 jest usytuo¬ wana ponizej wspólpracujacej z nia wypychajacej glowicy 5.Scierajaca tarcza 27 porusza sie ruchem obrotowym w czasie119 386 11 badania trwalosci uzytkowej tkanin oraz jest przemiesz¬ czana pionowo recznym pokretlem 29 z kontrujaca przeciw- nakretka 30, az do uzyskania roboczego polozenia 31, w celu uzyskania kontaktu sciernego medium 28 z próbka badanej tkaniny 14, w czasie poprzedzajacym przeprowa¬ dzanie badan. Os scierajacej tarczy ma postac rury, wew¬ natrz której usytuowany jest popychajacy pret 66 wspól¬ pracujacy z dwuramienna dzwignia 67 osadzona na osi 68, która poprzez ciegno 72 polaczona jest z przeciwciezarem 32 scierajacej tarczy w jej ruchu pionowym oraz z ukladem dodatkowych obciazników 33 przeznaczonych dg zmiany sily docisku sciernego medium 28 do próbki badanej tka¬ niny 14. Ciegno 72 polaczone jest z dzwignia 37, która jest wlaczane dodatkowe obciazenie 33 scierajacej tarczy 27.Regulacja sily docisku nastepuje przez zwiekszenie lub zmniejszenie ilosci obciazników 33. Uklad kinematyczny zespolu ciezarowego zapewnia powtarzalnosc warunków badania trwalosci uzytkowej kolejnych próbek tkaniny 14 w zakresie ustalonej sily docisku i powierzchni kontaktu badanej tkaniny 14 ze sciernym medium 28. Scierne medium 28 zamocowane jest na górnej powierzchni scierajacej tarczy 27 pierscieniem 34 ze srubami 35. Scierajaca tarcza 27 ma na górnej powierzchni promieniowe i koncentryczne naciecia 75 przeznaczone do gromadzenia pylu powstaja¬ cego w czasie badania trwalosci uzytkowej tkanin, szcze¬ gólnie z zastosowaniem metalowej siatki jako sciernego medium.Scierajacy uklad jest wyposazony w listewkowy wskaznik 36 polozenia scierajacej tarczy 27, który jest przeznaczony do pomiarów liniowych wielkosci wyoblenia próbki ba¬ danej tkaniny 14. Dla ulatwienia odczytu i zapewnienia wysokiej dokladnosci pomiaru wartosci wyoblenia tkaniny podzialke na wskazniku 36 wykonano w skali dwukrotnie wiekszej od rzeczywistych wartosci wyoblenia tkaniny.W czasie pomiaru wartosci wyoblenia próbki badanej tkaniny nalezy dzwignia 37 wylaczyc dzialanie ukladu dociskowego scierajacej tarczy 27 do wypychajacej glowicy 5.Zespól napedowy urzadzenia znajduje sie w korpusie 1 i sklada sie z elektrycznego silnika, na wale którego zamo¬ cowane jest zebate kolo 38 wspólpracujace z dwoma ze¬ batymi kolami 39 i 76 ukladów redukcyjnych przekladni napedu scierajacej tarczy 27 i napedu krzywkowego me¬ chanizmu 18 poruszajacego wypychajaca glowice 5. Kazdy z tych ukladów przekladni zawiera zebata przekladnie 39 i 76, pasowa przekladnie 74 i 77 i dwustopniowa zebata przekladnie 40 i 41, przy czym na wspólnej osi z biernymi pasowymi kolami przekladni 74 i 77 sa osadzone czynne • zebate kola przekladni 40 i 41. Pozostale zebate kola dwu¬ stopniowych^przekladni 40 i 41 sa osadzone na trójramien- nych dzwigniach 44 i 51. Uklad kinematyczny tych po¬ srednich przekladni, w zaleznosci od polozenia dzwigien 51 i 44, umozliwia równoczesny naped scierajacej tarczy 27 ruchem obrotowym i wypychajacej glowicy 5 ruchem po¬ suwisto-zwrotnym, oraz naped samej tylko scierajacej tarczy 27 lub samej wypychajacej glowicy 5. W tym celu zastosowano automatycznie dzialajacy dzwigniowy uklad 42 uniemozliwiajacy przenoszenie napedu na scierajaca tarcze 27 podczas ruchu posuwisto-zwrotnego samej wypychanej glowicy 5. Blokujacy uklad 43 scierajacej tarczy 27 zawiera blokujaca zapadke 71 oraz wlacznik 69 i wylacznik 70 mechanizmu blokady i jest automaycznie sprzezony z mechanizmem 42 blokady polozenia dzwigni 44 posred¬ niej przekladni, w celu uniemozliwienia przypadkowego wlaczenia napedu scierajacej tarczy 27 przed wylaczeniem blokady. 12 Urzadzenie jest wyposazone w licznik 45 obrotów scie¬ rajacej tarczy 27, licznik 46 suwów scierajacej glowicy 5, miernik 47 predkosci, który jest przelaczany suwakiem 48 w celu pomiaru predkosci scierajacej tarczy 27 lub predkosci 5 wypychajacej glowicy 5, oraz wskaznik 49 z podzialka 73 do pomiaru przyrostu objetosci czaszy kulistej wyoblenia próbki badanej tkaniny 14. Liczniki 45 i 46 sa napedzane od wewnetrznych krzywek osadzonych na wspólnych osiach z ostatnimi biernymi zebatymi kolami przekladni nipedów io scierajacej tarczy 27^ i wypychajacej glowicy 5. Krzywki te wspólpracuja z toczkami osadzonymi na dwurami;nnych dzwigniach napedzajacych liczniki 45 i 46. Miernik 47 predkosci jest napedzany poprzez zebata przekladnie 52, która jest wlaczana suwakiem 48, w zaleznosci od potrzeb, 15 do napedowego ukladu scierajacej tarczy 27 lub do nape¬ dowego ukladu wypychajacej glowicy 5.W czasie badania trwalosci uzytkowej próbke badanej tkaniny 14 umieszcza sie na dolnej powierzchni wypychaja¬ cej glowicy 5 zakleszczajac nakretka 13 w bezposrednim 20 sasiedztwie gumowej msmbrany: 12. Nastepnie pokretlem 11 powoduje sie przemieszczenie nurnika 10 w cisnie¬ niowym cylindrze 8, w wyniku czego nastepuje zwiekszenie cisnienia hydraulicznej cieczy w wypychajacym ukladzie i wyoblenie membrany 12 wypychajacej glowicy 5 wraz 25 z próbka badanej tkaniny 14. Po uzyskaniu zadanego cis¬ nienia cieczy, którego wartosc wskazuje manometr 17, pokretlem 29 podnosi sie scierajaca tarcze 27 do polozenia roboczego 31, az do uzyskania kontaktu próbki badanej tkaniny 14 ze sciernym medium 28, ustalajac obciaznikami so 33 odpowiednia sile docisku. Po uruchomieniu napedowego ukladu dzwigami 44 i 51 powierzchnia próbki badanej tkaniny 14, naprezonej na skutek wyoblenia membrany 12 wypychajacej glowicy 5, scierana jest sciernym medium 28 ruchem zlozonym wynikajacym z nakladania sie ruchu 35 posuwisto-zwrotnego wypychajacej glowicy 5 oraz ruchu obrotowego scierajacej tarczy 27. Po zalozonej liczbie obrotów i suwów oraz wylaczeniu napedowego ukladu pro¬ wadzi sie relaksacje próbki badanej tkaniny 14 droga kon¬ trolowanego zmniejszania, cisnienia hydraulicznej cieczy 40 w wypychajacym ukladzie.Rejeslracji podlegaja odksztalcenia trwale i calkowite oraz stan powierzchni próbki badanej tkaniny 14. Po wy¬ konaniu tych czynnosci prowadzi sie nastepne cykle badan tej samej próbki tkaniny 14, ia do wyczerpania ustalonego 45 programem badan. Wyniki tak prowadzonych badan uzytkowych metoda instrumentalna sa skorelowane z wy¬ nikami badan uzytkowych prowadzonych metoda uzytko¬ wania wyrobów. 50 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób badania trwalosci uzytkowej wyrobów wlókien¬ niczych z zastosowaniem wypychania i powierzchniowego scierania, znamienny tym, ze wlókienniczy wyrób poddaje 55 sie cyklicznie jednoczesnemu wielokierunkowemu odksztal¬ caniu droga kontrolowanego wypychania i powierzchnio¬ wemu scieraniu, przy stosowaniu regulowanego docisku scierajacego medium do wlókienniczego wyrobu i zlozo¬ nego ruchu scierajacego medium wzgledem wlókienniczego so wyrobu, wynikajacego z nakladania sie ruchu obrotowego i posuwisto-zwrotnego, oraz relaksacji przez kontrolowane zmniejszanie rozciagajacych sil dzialajacych na wlókien¬ niczy wyrób i porównuje sie ilosc pracy wlozonej w nisz¬ czenie wlókienniczego wyrobu w danym cyklu niszczenia 15 oraz w czasie calego okresu laboratoryjnych badan. i• 119 386 13 14 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze po kazdym cyklu niszczenia wlókienniczego wyrobu rejestruje sie wielkosci jego odksztalcen calkowitych oraz ich sklado¬ wych sprezystych natychmiastowych, opóznionych i trwa¬ lych. 3. Urzadzenie do badania trwalosci uzytkowej wlókien¬ niczych wyrobów, zawierajace elastyczna membrane, scierajace medium, uchwyty do wlókienniczego wyrobu i napedowy uklad, znamienne tym, ze zawiera wypychaja¬ ca glowice (5) z cisnieniowa komora (6) o elastycznej scianie (12), wypelniona plynem, polaczona szczelnym rurowym przewodem (7) z cisnieniowym ukladem (8) wyposazonym w urzadzenie (9), (10) do zmiany cisnienia plynu, oraz zawiera scierajaca tarcze (27) ze sciernym medium (28) kontaktujaca sie w roboczym polozeniu (31) z wlókienniczym wyrobem (14) zamocowanym w bezpo¬ srednim sasiedztwie elastycznej sciany (12), przy czym wypychajaca glowica (5) i scierajaca tarcza (27) maja nie¬ zaleznie dzialajace napedowe uklady (44) i (51). 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze zawiera hydrauliczny cisnieniowy uklad z cisnieniowym cylindrem (8), polaczonym elastycznym rurowym prze¬ wodem (7) z cisnieniowa komora (6) wypychajacej glowicy, przy czym w cisnieniowym cylindrze (8) znajduje sie przeponowa pompa (9) z nurnikiem (10). 10 15 20 25 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 3 albo 4, znamienne tymr ze ma wyrównawczo-cisnieniowy cylinder (15) z odpo¬ wietrzajacym zaworem (16) polaczony hydraulicznie z hydraulicznym cisnieniowym ukladem. 6. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze wypychajaca glowica (5) zamocowana jest na suwaku (19) i (21) polaczonym przegubem (20) z dwuramienna dzwig¬ nia (22) wspólpracujaca z popychaczem (26 )krzywkowegc* mechanizmu (18). 7. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze zawiera ciezarowy mechanizm z przeciwciezarem (32) scierajacej tarczy (27) oraz ukladem zmiennych obciazni¬ ków (33) osadzonych na dwuramiennej dzwigni (67) kontaktujacej sie z popychaczem (66) wspólpracujacym z mechanizmem pionowego przesuwu scierajacej tarczy (27). 8. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze napedowy uklad scierajacej tarczy (27) zawiera wstepna posrednia zebata przekladnie (39), posrednia pasowa przekladnie (74) i koncowa dwustopniowa zebata prze¬ kladnie (40), a napedowy uklad wypychajacej glowicy (5) zawiera wstepna posrednia zebata przekladnie (76), po¬ srednia pasowa przekladnie (77), koncowa dwustopniowa zebata przekladnie (41) i krzywkowy mechanizm (18), przy czym wstepne posrednie zebate przekladnie .(39) i (76) wspólpracuja z elektrycznym silnikiem (38). 30 36 7 n05 19 21 24 20 22 Fig 2.119 386 Fig. 3.119 386119 386 Fig- Fig. 6.LDD Z-d 2, z. 279/1400/83, n. 105+20 egz.Cena 100 zl PL