Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
Одним из путей повышения производительности прядильного оборудования является разработка и внедрение машин, использующих новые способы получения пряжи. Одним из таких способов является формирование пряжи с нулевой круткой методом ложного кручения при помощи пневмовьюрка. За счет разделения процессов формирования и наматывания пряжи способ позволяет увеличить скорость выпуска в 3-5 раз по сравнению со скоростью кольцепрядильных машин. Однако особенности свойств и строения бескруточной пряжи требуют особого подхода при разработке отдельных конструкций механизмов машины.
Разработанная ранее бескруточная пневмопрядильная машина БПМ-200-ЛІ для производства такой пряжи не нашла широкого применения по причине низкого качества выпускаемой продукции, имеющей значительные утолщения и высокий коэффициент вариации по разрывной нагрузке. Проведенные исследования показали, что одной из причин данных дефектов пряжи является нетрадиционная технологическая схема, направленная снизу вверх, в результате чего на торце вьюрка, а также в зоне питающей пары создаются условия для накопления, а затем и проскакивания мелких волокон. Также неблагоприятное влияние на процесс производства бескруточной пряжи оказывает и использование инерционного механизма раскладки, не учитывающего особенностей формирования пряжи.
В результате исследования процесса производства пряжи с нулевой круткой установлено, что при ее выработке до 90% обрывов происходит при подходе нитеводителя к крайним положениям, когда длина нити в зоне веера раскладки достигает максимума.
Заключительным процессом, осуществляемым на прядильной машине, является формирование паковки, выполняемое механизмом наматывания. От правильного выбора конструкции данного механизма, а также параметров его работы будет зависеть качество выпускаемого продукта и эффективность переработки паковки в дальнейшем, на других технологических переходах.
Анализ литературы показал, что большинство раскладывающих механизмов, применяемых на современном прядильном и перемоточном оборудовании, имеет либо перемещающийся (инерционный) нитеводитель, либо раскладывающий барабанчик, которые создают в процессе наматывания пряжи так называемый веер раскладки. Недостатком таких механизмов является сообщение пряже дополнительного удлинения вследствие периодического перемещения нити вдоль оси паковки, что ведет к снижению числа ложных кручений, сообщаемых пряже пневмовьюрком для упрочнения. Снижение прочности пряжи в зоне наматывания приводит к увеличению обрывности в процессе формирования паковки.
Представленные в литературе силовые, кинематические и динамические исследования мотальных механизмов, проводимые различными авторами, не дают возможности проектировщикам ликвидировать эти недостатки. Поэтому исследования и совершенствование механизма наматывания бескруточной пряжи, получаемой мокрым способом прядения, в настоящее время являются актуальными.
Целью данной работы является разработка и исследование конструкции нового раскладывающего механизма, а также разработка методики проектирования механизма раскладки, учитывающего особенности формирования бескруточной пряжи.
В связи с этим в данной работе решаются следующие задачи:
анализ существующих конструкций механизмов раскладки, применяемых в прядильном производстве и разработка их классификации;
разработка и теоретическое исследование новой конструкции раскладывающего механизма;
кинематическое, силовое и динамическое исследование разрабатываемого механизма;
разработка закона движения нитеводителя на переходных участках;
выбор рациональных конструктивных параметров разрабатываемой конструкции.
Теоретические исследования проводились с применением общих положений динамики машин, теории наматывания нити, теоретической механики и теории дифференциальных уравнений.
Решение уравнений проводилось на ЭВМ с использованием современных компьютерных технологий.
Экспериментальные исследования проводились на промышленной прядильной машине и экспериментальных стендах с применением осциллографической и тензометрической аппаратуры.
с учетом новейших конструкторских разработок впервые выполнена расширенная классификация механизмов раскладки прядильных и мотальных машин;
разработаны методы кинематического и динамического анализа механизма раскладки с обращенным способом формирования
паковки; для проведения динамического исследования разработаны динамические модели нового раскладывающего механизма;
впервые теоретически доказана целесообразность использования для сопряжения переходных участков раскладывающего кулачка, с целью снижения инерционных нагрузок, возникающих в механизме при смене направления движения паковки, закона модифицированной трапеции;
разработана методика расчета дополнительного удлинения нити, вызванного ее перемещением вдоль оси паковки, с учетом сил инерции, действующих на нить в период реверса, с использованием дискретной модели нити.
РАБОТЫ
Данная диссертационная работа выполнялась в рамках республиканской программы МНТК "Русский лен".
Практическая ценность данной работы заключается в разработке конструкции нового механизма раскладки с обращенным способом формирования паковки, учитывающего особенности строения и формирования бескруточной пряжи вьюрковым способом, и методики его кинематического и динамического расчетов.
Разработанная методика расчета использована при проектировании экспериментального стенда бескруточной прядильной машины на ООО "ТМЗ" в г. Костроме, а новая конструкция механизма раскладки заложена в техническое задание на проектирование промышленного модуля бескруточной прядильной машины, разработку которого производит ООО "ТМЗ".
Основные результаты работы доложены:
на всероссийском семинаре по теории машин и механизмов Российской академии наук (Костромской филиал), 1999 г.
на международной научно-технической конференции "Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности". ИвГТА, Иваново, 1998, 1999 гг.
на республиканской научно-технической конференции "Лен-99". ЮТУ, Кострома 1999 г.
на расширенном заседании кафедры ТММ и ПТМ, ИвГТА, Иваново, 1999 г.
Публикации. По материалам диссертации имеется 5 публикаций, в том числе 1 статья и 4 тезиса докладов к всероссийским и международным научно-техническим конференциям.
Структура н объем работы. Диссертационная работа содержит 132 страницы машинописного текста, в том числе 28 иллюстраций, 2 приложения.
