авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Развитие основ проектирования систем транспортирования нитей и тканей текстильных машин как механизмов с гибкими звеньями

-- [ Страница 3 ] --

где g - ускорение свободного падения; k0 - параметр цепной линии в состоянии равновесия; k – текущий параметр цепной линии; x2 - абсцисса точки подвеса нити на блоке; s - текущая координата точки подвеса груза в неподвижной системе координат.

Зависимость изменения параметра цепной линии от изменения координаты груза s в процессе движения системы аппроксимировалась уравнениями:

(37)

коэффициенты A, B и С в которых получены численными методами. Одно из уравнений имеет вид:

(38)

Одно из решений уравнения (38) показано на рис.12. Анализ решений показывает, что колебания устойчивы в том случае, когда провис нити меньше провиса её при экстремальном натяжении в точках подвеса.

Глава 5 посвящена анализу механизмов с гибкими звеньями в составе машин с сухой обработкой ткани – стригальной и мерильной машины, в составе машин с мокрой обработкой ткани – промывной роликовой машины. Проведён анализ принципиальной схемы механизма упругой системы заправки ткацкого станка. В введении к главе освещаются концептуальные вопросы влияния качества движения гибкого звена на качество технологической обработки в стригальных, мерильных и промывных машинах.

В главе проведён анализ механизма с гибким звеном в двоильно-мерильной машине ДМП-180-Ш и разработаны предложения по совершенствованию конструкции этой машины и процесса измерения длины тканей.

Анализ механизма транспортирования ткани в мерильной машине позволил определить место этого механизма в систематике механизмов, записать его таксономическую формулу, структурную матрицу и определить методы его анализа.

Полученные результаты геометрического и силового анализа совпали с известными данными, что позволяет говорить о правильности разработки алгоритмов и программного продукта.

Разработаны рекомендации по совершенствованию системы проводки ткани в мерильных машинах, направленные на стабилизацию натяжения ткани в зоне измерения, и разработан экспериментально-аналитический способ измерения длины ткани, заключающийся в том, что в процессе измерения длины полотна измеряют путь, пройденной точкой на мерильном валике, измеряют или задают средний начальный модуль жёсткости ткани, толщину ткани и производят расчёт длины по формуле:

(39)

где Lм – длина пути, пройденная точками мерильного вала, T – натяжение ткани в точке входа на поверхность мерильного вала, a – коэффициент нелинейности, kн – начальный модуль жёсткости ткани, D - диаметр мерильного вала, bср – средняя толщина ткани. Этот способ измерения длины ткани защищён авторским свидетельством на изобретение.

В главе исследовались механизмы с гибким звеном в промывных роликовых машинах с целью разработки предложений по совершенствованию конструкции их механизмов проводки тканей. Для исследования выбрана промывная машина, которая содержит ванну с установленными в ней двумя горизонтальными рядами роликов с неподвижными опорами с подшипниками скольжения или качения, верхний ряд которых может иметь привод, регулируемый по моменту, фрикционную пару на выходе, выполняющую роль отжима, перед которым устанавливается, как правило, дуговой тканерасправитель, а на входе в ванну устанавливается компенсатор.



Анализ механизма транспортирования ткани в промывной машине позволил определить место этого механизма в систематике механизмов с гибкими звеньями, записать его таксономическую формулу, структурную матрицу и определить методы его анализа. В частности, анализ механизма с гибким звеном в виде ткани в составе промывной машины показывает, что в данном случае вся промывная машина с точки зрения выше предложенной классификации представляет собой открытый блок, содержащий одно направляющее звено, регулируемое по скорости.

Для описания распределений натяжения ткани в зонах механизма проводки на основе математической модели Лебедева – Самсонова, получены математические модели, описывающие гидродинамическое взаимодействие ткани с промывным раствором: для участка ткани внутри раствора и для участка ткани на выходе из раствора.

Сравнительный анализ приращений натяжения ткани в зонах промывки, рассчитанных по модели Лебедева – Самсонова и по разработанным нами моделям, показал их совпадение с точностью до 98% и пригодность последних для расчётов.

Анализ этих зависимостей подтвердил известное ранее утверждение о том, что основную долю приращения натяжения ткань получает при выходе из раствора.

Показано, что полученные уравнения, хотя и носят вид физических (гидродинамических) зависимостей, однако являются таковыми только для той схемы проводки, для которой была получена исходная математическая модель.

В главе произведены оценочные расчёты и сравнительный анализ распределений натяжений ткани в механизмах с известными структурными схемами. При этом ввиду отсутствия в литературе параметров, характеризующих гидродинамику тканей при относительных скоростях, изменяющихся со временем, рассмотрен стационарный режим работы механизма. Расчёт распределений натяжений проведён с помощью уравнениям динамики в простейшей их форме с учётом полученных выше математических моделей. В результате оценочных расчётов получены распределения натяжения ткани в промывной машине с механизмами различных классов и с различными способами промывки, которые носят качественный характер. Анализ этих распределений натяжений ткани в промывных ваннах подтвердил вывод о том, что наилучшим распределением натяжения ткани с точки зрения его максимальных значений и длительности нагружения полотна максимальными нагрузками при одинаковом качестве самого процесса промывки обладает способ промывки, в котором промывка осуществляется в попутно движущемся и опережающем ткань растворе. Анализ полученных распределений натяжений ткани позволил разработать устройство для промывки тканей, которое обладает наилучшим распределением натяжений для принятой схемы проводки машины (рис.13) и защитить его авторским свидетельством на изобретение.

В главе рассмотрена задача совершенствования упругой системы заправки ткацкого станка и механизма формирования ткани, в частности влияние процессов прибоя и отвода ткани на появление брака. Анализ механизма упругой системы заправки ткацкого станка как механизма с гибкими звеньями позволил определить место этого механизма в систематике механизмов, записать его таксономическую формулу, структурную матрицу и определить методы его анализа.

Показана неудовлетворительная работа существующих механизмов отвода ткани из зоны её формирования, в результате чего происходит смещение опушки ткани, что в свою очередь приводит к возможности появления брака. Для устранения этого недостатка разработаны способ и устройство формирования ткани (рис.14), позволяющие обеспечить автоматическое регулирование положения опушки ткани на ткацком станке. Предлагаемый способ формирования ткани и устройство для его осуществления защищены патентом РФ на изобретение. Описана в общем виде динамика механизма прибоя уточной нити, который обеспечивает автоматическое регулирование положения опушки ткани при её формировании.

Глава 6 посвящена исследованию и разработке отдельных систем, связанных непосредственно с механизмами с гибкими звеньями, которые обеспечивают как основные, так и вспомогательные технологические операции. К таким системам относятся: устройства моментного привода направляющих звеньев отделочных машин, обеспечивающих малонатяжную проводку тканей; устройства контроля натяжения ткани, которые могут быть использованы в основе средств мониторинга и диагностики механизма, в основе систем управления движением механизма и натяжением гибкого звена, а также косвенно в системах по измерению других параметров гибкого звена; системы силового замыкания кинематических пар огибания, конструктивно реализуемых в валковых отжимах, осуществляющих технологическую операцию удаления влаги из волокнистых материалов и являющиеся неотъемлемой частью всего механизма с гибким звеном.

В рамках совершенствования систем, обеспечивающих управление транспортированием тканей в отделочных машинах, решалась проблема определения направления совершенствования устройств моментного привода направляющих звеньев текстильных отделочных машин. Проведён анализ работ Самсонова В.С. и других авторов, направленных на решение поставленной задачи. Отмечаются недостатки существующих технических решений этой задачи. Разработаны и обоснованы 2 новых технических решения (рис. 15, 16), защищённых патентами РФ на изобретения, которые позволяют обеспечить регулирование привода направляющих звеньев без останова текстильной отделочной машины и на базе которых могут быть разработаны системы регулирования натяжения ткани при транспортировании её в текстильных машинах.

В рамках решения задач создания систем мониторинга, диагностики и регулирования работы механизмов машин, включающих в себя механизмы с гибкими звеньями, решена проблема определения направления совершенствования устройств и способов контроля натяжения нитей и тканей в текстильных машинах как основы систем управления работой механизма транспортирования ткани. Проанализированы устройства и способы измерения натяжения нитей и тканей, существующие на данный момент времени.

На основе анализа разработаны способы определения натяжения ткани:

- путем измерения реакции опоры, линейной плотности, скорости движения ткани и момента на рубашке направляющего звена и расчёта натяжения ткани по формуле:

, (40)

где М – момент на рубашке ролика; N – реакция опоры; R – радиус ролика; – линейная плотность ткани; V – контурная скорость движения ткани (Этот способ определения натяжения ткани защищён авторским свидетельством на изобретение.);

- путём измерения реакций опор тканенаправляющего ролика (рис. 17) и расчёта натяжения с помощью решения системы уравнений:

(41)

где N1, N2, N3, N4, l1,l2,l3,l4 – реакции опоры и плечи реакций направляющего звена; R – радиус направляющего звена; T1, T2 – натяжение ткани. (Способ проходит патентование.)

Способ измерения натяжения нитей и тканей, который может быть реализован при изготовлении переносных измерительных устройств, заключающийся в многократной регистрации параметров системы в процессе измерения и определении натяжения ткани или нити путём решения системы алгебраических уравнений. (Способ проходит патентование.)

С целью улучшения механизма проводки тканей в отделочных машинах и технологии процесса отжима влаги из волокнистых материалов решена проблема выбора направления совершенствования систем силового замыкания кинематической пары огибания в валковых отжимах. Показано несовершенство современных устройств такого рода, связанное с прогибом отжимных валов и, как следствие, с неравномерностью интенсивности силового замыкания кинематической пары по ширине ткани, что приводит к технологическому браку.

Анализ существующего на данный момент уровня техники позволил определить направление совершенствования систем силового замыкания пар огибания в отжимах отделочных машин, в основе которого лежит использование сил Ампера и которое позволяет уменьшить не только величину прогиба, но и массы отжимных валов, их диаметры, что не только обеспечивает снижение материалоёмкости машины, но и повышает эффективность самого отжима. В данном направлении разработаны способ прижима валов и устройство для его осуществления, обеспечивающие принципиально равномерную интенсивность силового замыкания в кинематической паре огибания по ширине направляющего звена или ткани (рис.18). Данные технические решения защищены двумя авторскими свидетельства на изобретения.





Основные результаты и выводы

Системный подход к исследованию механизмов транспортирования нитей и тканей в текстильных машинах позволил в рамках единой методологии развить теоретические основы анализа и синтеза этих систем как механизмов с гибкими звеньями, довести их до готовых алгоритмов и компьютерных программ, позволяющих повысить качество и производительность проектных работ. С помощью разработанных методов проведён анализ механизмов с гибкими звеньями в конкретных текстильных машинах, разработаны новые технические решения, направленные на совершенствование основных механизмов и вспомогательных систем этих машин с целью повышения производительности труда и качества выпускаемой продукции. В частности решены следующие задачи:

  1. Определено место механизмов с гибкими звеньями в историческом развитии механизмов и машин вообще. На основе системы таксономических категорий впервые разработана систематика механизмов с гибкими звеньями, разработаны классификационные схемы гибких и направляющих звеньев и кинематических пар огибания. Впервые введены и получены таксономические формулы для механизмов, определяющих их место в системе таксономических категорий.
  2. Введены структурные матрицы для механизмов рассматриваемой группы, позволяющей формально описать геометрические, кинематические и динамические параметры некоторых классов механизмов с гибким звеном. Разработаны методы структурного синтеза и геометрического анализа ряда видов механизмов с гибкими звеньями. Разработаны и реализованы программно алгоритмы для геометрического анализа и синтеза этих классов механизмов с гибкими звеньями на основе геометрической структурной матрицы.
  3. Разработан метод и алгоритмы кинематического анализа механизмов с нерастяжимыми гибкими звеньями на основе геометрических структурных матриц. Введено понятие блока, разработана классификация блоков в механизмах с гибкими звеньями текстильных машин.
  4. Решён ряд задач теории механизмов с гибкими нерастяжимыми звеньями, учёт которых позволяет повысить качество проектирования текстильных машин:

- показано существование экстремума натяжения провисающих гибких нерастяжимых параболического и гиперболического звеньев в точках подвеса и изучена геометрия гибких провисающих звеньев в точке этого экстремума; решение этой задачи позволяет минимизировать натяжение нитей и тканей при транспортировании их в машинах, в которых их свободные участки располагаются не в вертикальном положении;

- решена теоретически задача динамики цилиндрического направляющего звена при взаимодействии с шероховатым гибким нерастяжимым звеном, показано существование пяти типов движения направляющего звена;

- показана возможность существования собственных колебаний величины провиса гибкого звена на его свободных не вертикальных участках в механизмах, рассмотрена простейшая модель этого случая, получено нелинейное дифференциальное уравнение второго порядка, описывающее динамику этой модели в простейшем виде, разработана методика численного его решения, получен ряд решений этого уравнения.

- решена задача о движении центр масс гибкого нерастяжимого звена, представляющего собой тело намотки, в котором гибкое звено укладывается по спирали Архимеда; впервые показано существование предельного радиуса траектории центра тяжести тела намотки, введено понятие предельной окружности; показано, что радиус предельной окружности пропорционален толщине гибкого звена; определёна величина коэффициента пропорциональности; решение этой задачи позволяет прогнозировать появление вибраций в текстильных машинах, в которых производится плоская намотка текстильных материалов.



Pages:     | 1 | 2 || 4 |
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.