В течение всего процесса тканеформирования нити испытывают многоцикловые нагрузки. Основным нагрузкам нити подвергаются в ходе процесса прибоя, что оказывает влияние на прочностные характеристики ткани, в частности на истирание и разрывную нагрузку полоски ткани.

Истирание – это один из наиболее часто встречающихся видов изнашивания, при котором происходит значительная потеря массы материала, разрушаемого под действием трения. Способность ткани сопротивляться разрушению от трения называется стойкостью к истиранию. Характеристиками износа являются внешне видимые изменения микроструктуры – потертости и дыры, которые являются прямым следствием потери массы материала при истирании и прямо свидетельствуют о его разрушении. Степень и характер износа ткани зависит от их волокнистого состава, структуры, размера и характера опорной поверхности, то есть площади контакта с истирающими предметами или материалами. В процессе истирания нарушается структура волокон, что приводит к их разрушению или утонению. Отдельные волокна теряют связь с пряжей и выпадают, что вызывает утонение нитей основы и утка и, в конечном счете, приводит к нарушению их целостности, а, следовательно, целостности текстильного изделия из них.

Анализ научных работ [2–4] показал, что определение технологических режимов изготовления тканей с заданными параметрами и свойствами необходимо проводить комплексно с учетом технологии, строения и свойств вырабатываемых тканей. При оптимизации целесообразно использовать современные методы, позволяющие учитывать одновременно большое количество факторов и взаимное влияние их друг на друга.

Так, например, Баталко Т.П. в своей работе [1] разрабатывала оптимальные технологические параметры выработки хлопчатобумажной ткани «Лиана» из пряжи малой линейной плотности на станке АТПР-100-4. В качестве критериев оптимизации были приняты: поверхностная плотность ткани, разрывная нагрузка ткани по основе и утку, стойкость ткани к истиранию, усадка после стирки. В качестве входных параметров были выбраны: заправочное натяжение нитей основы, величина заступа, положение скала относительно грудницы.

Суворов М.В. в работе [5] провел оптимизацию изготовления х/б из пряжи малой линейной плотности на бесчелночных ткацких станках типа СТБ. В работе были определены оптимальные технологические параметры выработки, обеспечивающие при этом минимально возможную обрывность и максимальную стойкость к истиранию.

Исследования стойкости ткани к истирающему воздействию проводилось согласно ГОСТ, на приборе ДИТ-М с неориентированным истиранием по поверхности проб. В качестве характеристики для определения стойкости ткани к истирающему воздействию использовалось число циклов истирания до разрушения ткани.

Базой для проведения исследований по определению свойств петельной ткани являлась лаборатория ткачества Камышинского технологического института (филиала) Волгоградского государственного технического университета.

В качестве объекта исследования была выбрана хлопчатобумажная петельная ткань, вырабатываемая на ткацком станке СТБМ-180. Техническая характеристика ткани представлена в табл. 1. Надо отметить, что особенностью строения петельной ткани является то, что для её выработки требуется две системы основных и одна система уточных нитей.

Из опыта работы ткацких фабрик и результатов анализа научных источников [4] известно, что наибольшее влияние на свойства ткани оказывают следующие заправочные ткацкого станка: Х₁ – заправочное натяжение коренной основы, сН; Х₂ – заправочное натяжение петельной основы, сН; Х₃ – величина задней части зева (вынос зева), мм.

Для определения оптимальных технологических параметров заправки ткацкого станка будем использовать метод планирования эксперимента по матрице планирования Бокс-3.

В табл. 2 представлены результаты эксперимента по плану Бокс-3.

В результате исследования было получено следующее регрессионное уравнение влияния заправочных параметров ткацкого станка на стойкость ткани к истирающему воздействию:

Анализ данного уравнения позволяет сделать следующие выводы:

1) максимальное влияние на стойкость ткани к истиранию оказывает вынос зева;

2) минимальное влияние на стойкость ткани к истиранию оказывает заправочное натяжение нитей петельной основы;

3) при увеличении заправочного натяжения нитей коренной основы и выноса зева стойкость ткани к истиранию уменьшается;

4) при увеличении заправочного натяжения нитей петельной основы стойкость ткани к истиранию увеличивается.

Затем по полученной математической модели на ЭВМ были построены сечения поверхности отклика (рисунок).

В результате анализа этих сечений были получены следующие оптимальные параметры выработки петельной ткани, позволяющих вырабатывать ткань с максимальной стойкость ткани к истиранию, представленные в табл. 3.

Установка полученных оптимальных технологических параметров в ткацком производстве позволит вырабатывать петельные ткани с максимальной стойкость к истиранию 186,5 циклов.