Errores en la determinación de la torsión de los hilos

ERRORES EN LA DETERMINACION DE LA TORSION DE LOS HILOS . (Correlación entre la tensión de ensayo y la torsión ~ observada por destorsión-torsión] por Prof. Dr. Ing. FFDERICO LOPEZ-AMO MARlN Ing. José M." Pons Casacuberta La determinación de la torsión de los hilos ha sido objeto de múltiples estudios desde mucho tiempo, y para ella se han concebido numerosos aparatos y técnicas, habiéndose dictado diversas Normas en distintos países, con el fin de hacer comparables y asequibles los resultados obtenidos por diferentes operadores. Todo ello no obstante, cuando se ha pretendido fijar un método de suficiente precisión, generalmente se ha prescindido de utilizar el tipo de torsiómetro Laisnez de destorsión-torsión por los errores que introduce (que generalmente no han sido analizados), pese a ser el de más frecuente uso industrial y el de más fácil y rápido manejo. Antecedentes Efectivamente ; el destorcer un hilado (hilo de fibras de congitud pequeña, no de filamento continuo) y torcerlo a continuación en sentido contrario hasta alcanzar de nuevo la longitud inicial de la probeta de ensayo, es cosa que puede conducir a error, a) porque las fibras sometidas a un sentido de torsión han fijado una posición helicoidal determinada, y al pasar al sentido contrario, es natural que pongan una resistencia a ello, y en consecuencia, impartan al hilo un mayor volumen, un mayor diámetro y una mayor contracción. En un trabajo anterior (1) hemos encontrado en hilos de lana peinada analizados, que este error era el de orden de -2'5 a -3 % ; esto es : que se observa una torsión inferior a la que realmente tiene el hilado ; b) según la tensión previa de ensayo, porque al variar ésta, se varía la longitud efectiva de la probeta y, por consiguiente, la cantidad de vueltas de torsión contenida en aquélla, entre pineas. En otro trabajo anterior (2) deducíamos la expresión para la tensión previa o pre-tensión, donde N es el título del hilo en tex, o su tenacidad o resistencia específica en g/tex, y r su coeficiente de torsión en v/m y tex, siendo k una constante cuyo valor dejábamos para libre acuerdo, aunque entonces aconsejábamos K = 60.000, y hoy, con más experiencia sobre la cuestión, preferimos K = 100.000 con lo que la tensión previa pasa a ser t = 10". N.0.a (1) Es a esta Última causa a la que vamos a referirnos en estas páginas. Influencia de la tensión sobre la torsión observada Parece lógico y natural pensar que, de diferentes probetas de un mismo hilo sometidas a ensayo de torsión bajo tensiones distintas, las más tensadas, por contener menor número de vueltas de torsión entre pinzas, acusarían una torsión del hilo menor que la de las probetas sometidas a tensión previa más pequeña. En los ensayos por simple destorsión, así sucederá siempre. Mas, en los ensayos por destorsiós-torsión (Laisnez), sólo se cumple para los hilos simples de filamento continuo y para los hilos a varios cabos. En los hilados simples (de fibras, no de filamentos) aparece el fenómeno contrario, que ya habíamos encontrado con anterioridad (2). Habiendo observado esta aparente anomalía, hemos sometido a los diversos ensayos de torsión, varios hilos e hilados y los resultados encontrados aparecen en las Tablas 1 a 5. Hemos seguido para estos ensayos las normas que establecimos anteriormente (l), con respecto a la devanación axial o tangencia1 (segun el uso que la industria vaya a hacer de los soportes en que venga el hilo) y arrollamiento sobre una pequeña bobina cilíndrica, de la que el hilo deberá ser extraído siempre tangencialmente (a la adéroulée~) al colocarlo entre las pinzas del torsiómetro. Para cada uno de los cinco hilos ensayados hemos realizado cinco pruebas bajo las distintas tensiones previas de 7 , 15, 24, 32 g 42 gramos, en el torsi0metro. Y cada una de estas pruebas ha constada de 100 ensayos, de los que se han deducido la torsión media y el Coeficiente de Variación, que figuran en las aludidas Tablas. En ellas, la nomenclatura utilizada es la siguiente : t = tensión previa de ensayo (g). to = tensión previa calculada por fórmula (1). T = torsión (v/m) hallada por simple destorsión. Tc = torsión (v/m) calculada a partir de la anterior bajo tensión de 7 g. y en función de los alargamientos producidos sobre hilo por las tensiones superiores. T' = torsión (v/m) hallada por destorsión-torsión. T'c = torsión (v/m) calculada a partir de la anterior bajo tensión de 7 g. y en función de los alargamientos producidos sobre el hilo por las tensiones superiores. Tt = torsión hallada bajo una tensión t. Hemos trabajado con cinco hilos diferentes : 1. Hilo de algodón a 2jc., 7012 cat. (2x8 tex). 2. Hilo de algodón a 2/c., 4412 cat. (2x 13 tex). 3. Hilado de algodón a l/c., 40 cat. (14 tex). 4. Hilado de algodón a l/c., 22 cat. (26 tex). 5. Hilado de estambre a l/c., 52 m/m. (19 tex). Los hilos a dos cabos, sometidos a las cinco distintas tensiones previas ya indicadas, han sufrido en el torsiómetro el ensayo de destorsión simple, sobre probeta de 50 cm. Los tres hilados a un cabo, también sobre probeta de 50 cm. y sometidos a las 5 tensiones previas, han sufrido el ensayo de destorsión-torsión. Los resultados obtenidos y cálculos posteriores, se recogen en las cinco Tablas siguientes. Partiendo de la torsión hallada bajo la primera tensión previa de 7 gramos y considerando los alargamientos que sufre la misma probeta de 50 cm. al someterla a las otras tensiones de 15, 26, 32 y 42 g. se han calculado las torsiones Tc que correspondería encontrar bajo esas tensiones. Y en la penúltima columna de las Tablas se calcula la diferencia porcentual existente entre la torsión realmente encontrada en el torsiómetro y la calculada Tr Estas diferencias han sido muy pequeñas y no significativas, en los hilos a 2/c., habiéndose presentado tanto en más como en menos. Pero se hacen altas y muy significativas en los hilados simples, donde se acusa siempre una mayor torsión encontrada que la respectiva calculada. Es decir; conforme se aumenta la tensión de comienzo y de final del ensayo, mayor número de vueltas (que corresponderán siempre, no a destorsión, sino a la nueva torsión de sentido contrario) habrá que dar para llegar a la posición de equilibrio o longitud primitiva. Parece que esto no debiera ser así, puesto que las fibras, habituadas a una forma helicoidal, al cambiarlas a la - - 17 - de sentido contrario, producirían un hilo más voluminoso, de mayor contracción y, por tanto, con torsión más pequeña para esa posición de equilibrio. Esto es precisamente lo que sucede bajo tensiones pequeñas, las usuales y las que corresponden, en general, a la aplicación de nuestra fórmula (1) ; y aquí es cuando se encontrará, normalmente, el error anteriormente señalado de - 3 %, aproximadamente. Pero cuando la tensión de ensayo se hace grande, entonces se comprimen las fibras dentro del hilado, aumenta la densidad filar y disminuye el diámetro ; disminuye también la contracción, y así, resultan necesarias más vueltas de nueva torsión para alcanzar otra vez la longitud primitiva. Esto, independientemente de que pueda presentarse algún deslizamiento de fibras que, de hecho, alargaría la longitud de la probeta. Algo similar puede decirse con respecto a la diferencia porcentual de la última columna de las Tablas, entre cada una de las torsiones halladas y la primera, de 7 g. de tensión previa. Conforme se aumenta esta tensión de ensayo, menores torsiones se encuentran en los hilos a dos cabos (es lógico), pero mayores torsiones (por lo que se acaba de indicar) para los hilados simples, llegando hasta valores del 13 %. Por estas razones, es natural encontrar una fuerte correlación lineal entre las torsiones halladas (T ó T') y las tensiones aplicadas en el torsiómetro (t). Correlación positiva o directa y muy fuerte ( f 0'86, t 0'98 y t 0'99) para los hilados a un cabo ; y correlación negativa o inversa, pero también muy fuerte (- 0'92 y - 0'78), para los hilos a dos cabos. No puede decirse lo mismo con respecto a la influencia de la tensión previa sobre la regularidad de torsión observada. Los resultados obtenidos no acusan una correlación significativa entre los Coeficientes de Variación de las cinco pruebas de cada hilo y sus respectivas tensiones de ensayo. Los coeficientes de correlación encontrados ( t 0'15, - 0'42, + 0'50, - 0'01 y +0'26), por sus valores y por sus signos, tan variados, bien lo manifiestan. Agrádecimiento Los autores agradecen a las. Entidades que cooperan económicamente con estos Laboratorios, la ayuda que corresponde a este trabajo ; a la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales, Secsión Textil, por su colaboración prestada ; a los señores Serra Padrosa y Garnica, por su trabajo experimental. Bibliografía (1) F. López-Amo y L. Alvarez. ((Una contribución al ensayo de torsión de los hilos)), Ingeniería Textil, Barcelona, 1959, 137, marzo-abril, pp. 108-1 13. (2) F. López-Amo y L. Gascón. «Tensi011 préalable pour les essais des fils)). Comité Technique, XXI Conférence Lainiere Internationale, London, 1952. Tabla 1. -Hilo de algodón, 2 X 8 tex (70/2 cat.) (simple destorsión) Coefici,ente correlación CV/t: + 0'15 t,, = Ilg. Coeficiente correlación T/t : 0'92 Tabla 2. -Hilo de algodón, 2 x 13 tex (43'5/2 cat.) (simple destorsión) Coeficiente correlación T/t : - 0'78 to = 13g. Caeficente correlación CV/t: - 0'42 Coeficiente correlación Tt/t : + 0'98 t, = 9g. Coeficiente correlación CV/t: - 0'01 Tabla 3. -Hilado de algodbn, 14 tex (40'5 cat.) (destorsión-torsión) Tabla 5. -Hilado de lana peinada, 19 tex (52'6 m/m.) (destorsión.torsión) 7 15 I 24 1 32 1 42 l Coeficiente correlación Tt/t : + 0'99 t, = 3g. Coeficiente correlacibn CV/t: + 0'26. ,I - 20 - -. Coeficiente correlación Tt/t : + 0'86 to = 6g. Coeficiente correlación CV/t: + 0'50 -- -- Tabla 4. -Hilado de algodón, 26 tex (21'8 cat.) (destorsión.torsión) T ' 942 978 1 .O24 1.031 1.050 CV O/, Tf2-Ttt 1 100. Y 2, 1 4'0 942 0'0 0'0 1 5'7 927 + 5'2 4'5 1 913 + 10'8 3'1 1 + 14'7 4'0 1 :id 1 + 18.3 JAIME BOT Y ARENAS San Ginés de Vilasar (Barcelona) APARATOS PARA COMPROBACION Y ENSAYO para hilados, tejidos, papeles, cartones, cueros, cordeles. alambres, caucho, etc. Aparato ABRAFIL para el ensayo de los hilosa la ABRASION y para el :estudio del comportamiento de diferentes aprestos y suavizantes sobre el hilo. a. . . a. . . 2.. ,.. .-.-. .'.S. ..... .m. ...... ...... .... ....... ....... S A N D O Z, S.A.E • ..... ,:.:.:.:. ......... .m.. .m...... f .......... .......... .......... ...... ........... .'.'.',..'. ...... ............ ............ ............ ....... ....... ....... .............. ....... ....... ....... ............... colorantes de anilina ....... ........ ........ ................ ................ ................ ......... ................. ................ ........ .................. 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