Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Разработка компьютерных моделей для описания и исследования законов распределения текстильных волокон по их длине . 10
1.1. Методы определения длины волокон в ленте. 10
1.2. Сравнительный анализ результатов исследования
штапельного состава волокнистого продукта на ЭВМ. 14
1.3. Обоснование выбора Microsoft Excel для исследования законов распределения волокон по их длине . 18
1.4. Компьютерная аппроксимация эмпирической функции распределения шерстяных волокон по их длине в среде «Excel» 19
1.5. Компьютерный анализ свойств полуфабрикатов при подготовке к гребнечесанию. 29
1.5.1. Обзор факторов, влияющих на эффективность способов подготовки ленты к гребнечесанию. 29
1.5.2. Экспериментальные исследования процессов подготовки шерстяной чесальной ленты к гребнечесанию. 33
1.6. Компьютерное моделирование продукта, сформированного из химических и шерстяных волокон. 41
Выводы по главе. 51
Глава 2. Разработка методов прогнозирования и оптимизации рассортировки шерстяных волокон по их длине в процессе гребнечесания . 53
2.1. Условия выделения волокон в гребенной очес. 53
2.2. Модели, учитывающие разрыв волокон в процессе гребнечесания. 55
2.3. Исследование и уточнение теории рассортировки шерстяных волокон по их длине в процессе гребнечесания. 60
2.3.1. Модель рассортировки волокон в процессе гребнечесания без учета их разрыва. 60
2.3.2. Модель рассортировки волокон в процессе гребнечесания с учетом их разрыва. 65
2.3.3. Разработка алгоритма для расчета моделей и их реализации в среде Excel. 73
2.3.4. Проверки адекватности моделей рассортировки волокон. 77
2.4. Имитационное моделирование процесса гребнечесания. 87
2.5. Исследование влияния коэффициента — Кр, характеризующего долю разрывов волокон,на результаты гребнечесания. 90
2.6. Оценка эффективности рассортировки волокон в процессе гребнечесания. 101
Выводы по главе. 102
Глава 3. Теоретические и экспериментальные исследования силы сопротивления волокон при их отделении . 103
3.1. Обзор вопросов трения текстильных волокон и его значение в механической технологии волокнистых материалов. 103
3.1.1. Особенности свойств шерстяных волокон. 103
3.1.2. Трение текстильных волокон и его значение в механической технологии волокнистых материалов . 104
3.2. Теоретическое определение силы сопротивления волокон при их отделении. 108
3.2.1. Факторы, влияющие на интенсивность процесса. 108
3.2.2. Теоретический анализ силы сопротивления волокон при их отделении. 109
3.3. Экспериментальное определение и исследование усилий чесания волокон на гребнечесальной машине. 115
3.3.1. Определение силы чесания волокон верхним гребнем в процессе их отделения. 116
3.3.2. Исследование силы чесания отдельных волокон. 118
Выводы по главе. 118
Глава 4. Разработка автоматизированной системы управления силой чесания волокон на гребнечесальной машине . 122
4.1.Определение условий для процесса гребнечесания без разрыва волокон. 122
4.2 Исследование и выбор параметров, влияющих на силу чесания для ее регулирования. 124
4.3. Тензометрическая установка. Получение статической модели . 126
4.4. Теоретические и экспериментальное исследование отделительного механизма гребнечесальной машины. 130
4.5. Расчет числа отделяемых волокон. 137
4.6. Динамическая модель. Экспериментальная идентификация параметров процесса отделения методом переходной функции. 140
4.7. Компьютерная модель технологического процесса. 146
4.8. Описание и принцип работы автоматической системы регулирования усилий при отделении волокон. 150
4.9. Производственная проверка системы автоматического управления регулирования силой чесания волокон. 165
Выводы по главе. 167
Глава 5. Исследование и улучшение условий чесания волокон на гребнечесальных машинах . 169
5.1. Анализ параметров набора гарнитуры гребенных барабанчиков современных гребнечесальных машин. 169
5.2. Исследование влияния скоростных режимов гребенного барабанчика на результаты гребнечесания. 174
5.3. Исследование и улучшение условий чесания гребенным барабанчиком и его очистки круглой щеткой. 175
5.4. Экспериментальная проверка гребенного барабанчика с измененной характеристикой гарнитуры и условиями очистки круглой щеткой. 185
5.5. Анализ и улучшение параметров набора гарнитуры верхнего гребня. 187
Выводы по главе. 188
Глава 6. Теоретические и экспериментальные исследования фактических условий и режимов работы гребнечесальных машин и их улучшение . 191
6.1. Исследование эффективности работы современных гребнечесальных машин. 191
6.2. Анализ цикловых диаграмм гребнечесальных машин. 196
6.3. Совершенствование условий и режимов работы гребнечесальных машин. 203
6.4. Производственная проверка нового режима работы гребнечесальной машины. 211
6.5. Технологический расчет и проектирование гребенной ленты с оптимальной структурой волокнистых порций в зависимости от перерабатываемого сырья. 214
6.6. Исследование и моделирование вытяжки отделения при стандартном и измененном режиме работы машины. 224 Выводы по главе. 230 Общие выводы и рекомендации. 232 Литература.
- Обоснование выбора Microsoft Excel для исследования законов распределения волокон по их длине
- Исследование и уточнение теории рассортировки шерстяных волокон по их длине в процессе гребнечесания.
- Трение текстильных волокон и его значение в механической технологии волокнистых материалов
- Тензометрическая установка. Получение статической модели
Введение к работе
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ. АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ
Проблемы повышения технического уровня производства, улучшения технологических процессов и экономии сырья в полной мере стоят перед текстильной промышленностью и, в частности, перед шерстопрядильным производством, в котором перерабатывается натуральное дорогостоящее сырье.
На отечественных фабриках шерстопрядильного производства в основном применяются гребнечесальные машины периодического действия моделей 1603 — 1605. На этих машинах наблюдается значительный разрыв шерстяных волокон, что снижает выход гребенной ленты и ее качественные показатели, а также качественные показатели вырабатываемых из нее пряжи и ткани.
Поэтому предлагаемая работа направлена на улучшение условий чесания, снижение разрыва волокон и повышение выхода гребенной ленты. Актуальным является также вопрос прогнозирования свойств полуфабрикатов, их моделирование и оптимизация процесса гребне чесания с применением современных информационных технологий и средств для автоматизации управления процессом.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1. Дальнейшее развитие теории рассортировки волокон по длине при гребне чесании шерстяных волокон и смесей с химическими волокнами.
2. Разработка вероятностных моделей рассортировки волокон без учета и с учетом их разрыва при гребне чесании.
3. Разработка алгоритмов для определения моделей и их реализации на ЭВМ.
4. Разработка методов для улучшения фактических режимов и условий работы гребнечесальных машин. 5. Разработка оптимальных условий чесания волокон гребенным барабанчиком и его очистки для повышения эффективности и производительности.
6. Разработка и применение современных методов автоматизации для регулирования силы чесания волокон и снижения их разрыва.
7. Разработка рекомендаций для создания отечественной гребнечесальной машины и для модернизации имеющегося парка машин.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА заключается в разработке теоретических и экспериментальных моделей гребне чесания шерстяных волокон с использованием информационных технологий, а также автоматизации контроля процессов, позволяющих оптимизировать условия, режимы и заправочные параметры современных гребнечесальных машин.
В диссертационной работе получены следующие основные новые результаты:
1. Разработан метод и программное обеспечение для автоматизированной аппроксимации эмпирических распределений волокон по длине.
2. Разработан метод прогнозирования и получены эмпирические зависимости оценки равномерности волокон по их длине в ленте, полученной из смеси химических и шерстяных волокон.
3. Дальнейшее развитие получила теория рассортировки волокон: созданы вероятностные модели рассортировки волокон с учетом и без учета их разрыва при гребне чесании.
4. Разработаны метод прогнозирования рассортировки волокон и программное обеспечение для реализации полученных моделей на ЭВМ, зарегистрированные в Госкоорцентре информационных технологий.
5. Разработан метод имитационного моделирования процесса гребне чесания с использованием вероятностных схем рассортировки и разрыва волокон. 6. Получены зависимости средней длины волокон, содержания коротких волокон и количества гребенного очеса от зоны рассортировки и длины питания.
7. Теоретически и экспериментально определены закономерности изменения силы сопротивления волокон при их отделении.
8. Получены статические и динамические модели процесса отделения волокон.
9. Впервые разработан и применен автоматизированный способ управления силой чесания волокон на гребнечесальной машине (подтверждено патентом).
10. Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены рекомендации для создания отечественной гребнечесальной машины и реконструкции имеющегося парка машин.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ
Результаты теоретических и экспериментальных исследований позволяют повысить эффективность процесса гребне чесания, улучшить условия чесания волокон как верхним гребнем, так и гребенным барабанчиком, снизить разрыв волокон при отделении и повысить выход и качественные показатели гребенной ленты.
Разработанные методика прогнозирования рассортировки волокон и программное обеспечение для ЭВМ могут использоваться на производстве, а также при проведении научно-исследовательских работ и в учебном процессе.
Разработанные рекомендации по выбору длины химических волокон при смешивании с шерстяными могут быть использованы в гребенной системе прядения шерсти.
Разработанная система автоматического управления силой чесания, снижающая разрыв волокон при гребне чесании, обеспечивает повышение качественных показателей гребенной ленты.
Обоснование выбора Microsoft Excel для исследования законов распределения волокон по их длине
В данном исследовании ставилась задача аналитического приближения эмпирического распределения шерстяных волокон по их длине с использованием компьютерных технологий. В нашем случае мы аппроксимируем экспериментально полученную гистограмму распределения волокон по длине.
Одной из основных проблем, связанных с табличными функциями, является их аналитическое приближение на основе известной таблицы значений, а именно, поиск такой аналитически заданной и достаточно просто вычисляемой функции ф(х), которая в каком-то смысле близка к табличной функции f(x). В данном случае табличная функция задана нам на всем отрезке [a; b] = [хо; xj или на некоторой его части.
Необходимо решить задачу аппроксимации функции f(x) функцией р(х): f[x) cp(x), хє[а;Ь]
В результате исследования возможности применения стандартных методов численного анализа к задаче аппроксимации эмпирических законов распределения текстильных волокон по их длине с использованием возможностей среды Excel было установлено следующее: в случаях, когда промежуток [а, Ь], на котором нужно подменить функцию f(x) функцией ф(х), велик, и отсутствуют основания считать данную функцию f(x) достаточно гладкой при хе[а, Ь], нецелесообразно пытаться повышать качество ее полиномиальной аппроксимации за счет использования ф(х) многочленов высоких степеней.
В качестве примера на рис. 1.3.1 приведена полученная нами аппроксимация эмпирического распределения на ЭВМ полиномом шестого порядка. Для исследования использованы данные штапельного анализа чистошерстяной ленты из мериносовой шерсти 64 качества 2 длины до гребнечесания.
Более приемлемым для решения данной задачи является применение кусочно-полиномиальной аппроксимации f(x), предполагающей, что аппроксимирующая функция ф(х) составляется из отдельных многочленов, как правило, одинаковой небольшой степени, определенных каждый на своей части отрезка [а, Ь]. При этом если функция f(x) непрерывна и имеется достаточное количество точечной информации о ней, то можно рассчитывать приблизить ее на [а, Ь] сколь угодно хорошо кусочно-полиномиальной функцией ф(х) только за счет увеличения числа промежутков (шагов), составляющих [а, Ь], при любых фиксированных степенях составных многочленов и любых способах согласования f(x) и ф(х).
Использование низких степеней многочленов, составляющих ф(х), позволяет легко находить их коэффициенты как из интерполяционных, так и из других условий.
Большая часть классического численного анализа основывается на приближении многочленами, так как с ними легко работать. Однако для многих целей используются и другие классы функций [22-24].
Имеется несколько способов аналитического приближения, в которых по-разному понимается близость между функциями f[x) и ф(х). Рассмотрим два из них: интерполирование и метод наименьших квадратов. Интерполирование обычно используется в случае таблиц с небольшим количеством аргументов, поэтому оно больше подходит для локального приближения. Метод наименьших квадратов фактически не ограничивает количество табличных данных и чаще всего применяется для установления приближенной аналитической зависимости между параметрами эмпирических таблиц.
Другая проблема состоит в том, любая эмпирически полученная функция в результате эксперимента содержит ошибки, в том числе случайные выбросы, которые могут рассматриваться как высокочастотные помехи и задача аналитического приближения в этом случае включает в себя фильтрацию высокочастотной помехи, т.е. сглаживание эмпирических данных.
Кусочно-линейная аппроксимация таблично заданных функций, проводимая на основе метода наименьших квадратов, приводит к понятию линейного фильтра.
Предположим, что функция f(x) задается «длинной» таблицей своих значений fj f(Xj) на системе равноотстоящих точек х; = xo + ih, и пусть известно, что некоторые из значений fj могут содержать достаточно большие случайные ошибки («выбросы»). Тогда, прежде,чем производить какую-либо математическую обработку таких данных (например, полученных из эксперимента), целесообразно сначала произвести их сглаживание, чтобы уменьшить роль выбросов. Рассмотрим один из простейших подходов к такому сглаживанию.
Если при кусочно-линейной интерполяции линейная функция на элементарном отрезке [хм, Xj] однозначно определяется по двум точкам из условия совпадения ее значений в них со значением fj.i и fj данной функции f(x), то здесь на каждом из отрезков [хх.\, хы] длиной 2h функция f(x) будет подменяться наилучшим линейным среднеквадратическим приближением фі(х), построенным по трем значениям fj.b fi и fj+ь и отфильтрованным значением в точке Xj будет считаться значение фі(х;).
Исследование и уточнение теории рассортировки шерстяных волокон по их длине в процессе гребнечесания.
В настоящее время на большинстве гребнечесальных машин периодического действия для шерсти основные процессы осуществляются в первом и третьем периодах. В первом периоде - чесание передних концов волокон гребенным барабанчиком. В третьем периоде - чесание середины и задних концов волокон верхним гребнем и гребнем питания с одновременным отводом волокон и питанием, то-есть подачей волокнистой бородки на заданную длину питания вперед к отделительным цилиндрам. Взаимная согласованность этих процессов обеспечивает равномерный захват волокон при отделении.
В данной работе на основании проведенного анализа процесса гребнечесания шерсти и исследования факторов, влияющих на его результаты, предлагается уточнение теории рассортировки волокон с учетом их разрыва и модели гребнечесания в целом.
Предлагаемая модель рассортировки составлена с учетом распределения волокон по их длине в питающем продукте и основных заправочных параметров гребнечесальной машины: Lc— зона рассортировки волокон по длине, In — длина питания. Введем обозначения; ш(Ь) — дифференциальный закон распределения волокон по длине (по числу волокон) - (ДЗРВД) в продукте, поступающем в гребнечесальную машину, рис. 2.2а; o)j(L) - ДЗРВД, в гребенной ленте, рис.2.2б;
Теоретический анализ рассортировки и разрыва волокон в процессе гребнечесания проводится с использованием законов теории вероятности. Новый ДЗРВД при этом получается с помощью закона больших чисел, т. е. умножением исходного ДЗРВД на соответствующую вероятность. Для получения CU](L) выделяем 3 участка,рис.2.2: 1) 0 L Lc-/n; 2) Lc-/n L Lc; 3)Lc L Lmax.
Все волокна, длина которых принадлежит 1-му участку, идут в очес. Все волокна, длина которых принадлежит 3-му участку, идут в гребенную ленту. Поэтому на первом участке coi(L) = 0, на третьем участке G I(L) = o(L). Волокна, длина которых принадлежит участку 2, могут с некоторой вероятностью попасть как в очес, так и в гребенную ленту. Поэтому данный участок называется участком неточной сортировки.
Пусть у волокна длины L, где (Lc - /п L Lc), в последнем цикле прочесываемого гребенным барабанчиком, задний конец находится на расстоянии Z за линией зажима тисков, где 0 Z /„. Тогда передний конец волокна попадет в зажим отделительных цилиндров при отделении, если выполняется условие (рис.2.3):
Установлено [57,95], что в процессе гребнечесания шерсти при чесании волокон верхним гребнем в процессе отделения разрыв волокон значительно больше, чем при чесании гребенным барабанчиком, и зависит от длины волокон.
На рис.2.4 приведена схема отделения волокон на гребнечесальной машине при протаскивании их отделительными цилиндрами 1 через верхний гребень 2 и гребень питания 3. На участке между верхним гребнем и линией зажима цилиндров натяжение волокон максимально и поэтому на нем наблюдается наиболее высокий разрыв волокон в начальный момент процесса отделения и захвата их отделительными цилиндрами. Это подтверждено экспериментально [95]. Длина этого участка изменяется от Lc-M до Lc-M-/n (от начала до конца питания), где Lc- величина зоны сортировки -22-30 мм; In -величина питания, - 5-9 мм; М-расстояние между нижней губкой тисков и линией опускания верхнего гребня, -7-11 мм. При расчете ДЗРВД в гребенной ленте сог(Ь) будем считать, что на участке между верхним гребнем и отделительными цилиндрами осуществляется однократный разрыв волокна в момент захвата его отделительными цилиндрами.
Вероятность разрыва P(L) при отделении - рис.2.5 растет с ростом длины волокна Ь,и зависимость эта близка к линейной, как показала обработка экспериментальных данных методом наименьших квадратов. (Исследования проводились на ленте из мериносовой шерсти 64 качества 1-2 длины, нормальной). Будем считать, что точка разрыва равномерно распределена в интервале между верхним гребнем и отделительными цилиндрами.
Трение текстильных волокон и его значение в механической технологии волокнистых материалов
Трением называют сопротивление, возникающее при относительном перемещении двух соприкасающихся тел, находящихся под действием нормальной нагрузки [149].
Силой трения называется сила сопротивления, направленная противоположно сдвигающему усилию. Если нормальная нагрузка равна нулю, то сила трения тоже равна нулю.
Известно, что отношение силы трения к нормальному давлению, действующему между соприкасающимися телами, называется коэффициентом трения. Для текстильных волокон его правильнее называть коэффициентом тангенциального сопротивления (к.т.с), так как сопротивление, относительному перемещению волокон определяется не только силами трения, но в значительной мере также силами цепкости.
Цепкостью называется сопротивление возникающее при относительном сдвиге двух соприкасающихся тел при нулевой или отрицательной нагрузке [147,149].
Исследование и оценка сопротивления относительному перемещению соприкасающихся волокон должна проводиться с учетом обоих этих свойств - сил трения и цепкости.
Изучению трения посвящено множество работ, которые выявили зависимость трения от ряда факторов: рода материала, конструкции фрикционного механизма, давления между контактирующими поверхностями, скоростями относительного перемещения и др.[143-147,149]
Различные виды трения разделяются по ряду признаков. В частности различают трение внешнее и внутреннее.
Внешним называют трение, возникающее на поверхности тел; внутренним — возникающее при смещении частиц одного тела относительно друг друга. Внешнее трение можно классифицировать в зависимости: - от относительного механического состояния рассматриваемых тел, различая трение движения, трение покоя, трение удара; - от характера происходящего или могущего иметь место взаимного перемещения, различая трение покоя, трения скольжения, трение вращения, трение качения и т.п...
При изучении трения, сопровождающего процесс отделения волокнистого материала, приходится сталкиваться с частным случаем трения — трением скольжения, которое также имеет сложную природу и зависит от факторов приведенных выше.
Исследование трения волокон в процессе отделения показало, что оно также имеет свою специфику, связанную со спецификой процесса, конструкцией приборов участвующих в процессе отделения, видом волокнистого материала и его характеристиками (тониной, длиной, прочностью, извитостью и т.п.).
Обзор работ по трению волокон в механической технологии волокнистых материалов позволил разделить их на 5 групп: 1. Трение одного волокна об одно волокно 2. Трение одиночного волокна о цилиндрический стержень. 3. Трение одиночного волокна о чешущую гарнитуру разных типов: иглы - плоские, круглые, пильчатую и ЦМПЛ и др. 4. Трение одиночного волокна при извлечении его из пучка волокон. 5. Трение штапеля волокон (пучка) в плоском зажиме или в зажиме отделительного прибора. Статическое трение Т, по Амонтону пропорционально силе нормального давления N между соприкасающимися телами: T = uN (3.1) 106 где ц - коэффициент трения, который зависит от природы и состояния поверхностей обоих тел на площадках контакта. Статическое трение -Т по Кулону равно: Т = А + цЫ, (3.2) где А — фактор, зависящий от сцепленности поверхностей. Автор [153] утверждает, что трение обусловлено поверхностными неровностями молекулярного порядка, которые являются непосредственным проявлением дискретной атомно-молекулярной структуры материи.
Трение, по Крагельскому [143], возникает только в точках фактического контакта соприкасающихся поверхностей. В связи с тем, что трущаяся пара соприкасается только своими выступами, то силы трения возникают не полностью на всей площади контакта, а только в отдельных контактных зонах. Равнодействующая этих элементарных сил трения и является силой трения. Далее автор выводит обобщенный закон сухого трения в виде следующей формулы: Т = 8Ф a + pN, (3.3) где Т — сила трения; а и 3 — константы; 8ф — фактическая площадь касания; N — нормальное давление. В работах [115,119,150] натяжение волокна при его скольжении по цилиндру в нормальной плоскости определяется по уравнению Эйлера: Т = Тое (3.4) где і — к.т.с. при скольжении волокна по цилиндру; а - угол охвата цилиндра волокном; е — основание натуральных логарифмов. Из уравнения для Т находим:
Тензометрическая установка. Получение статической модели
В работе [57] экспериментально определены усилия при отделении волокон на гребнечесальной машине. Исследования проводились на отечественной мериносовой шерсти 64, качества 1. Производилось определение усилий при отделении волокон трех значений длины - 60, 90 и 120 мм. развес ленты =12 г/м; число сложений = 24; зона сортировки = 25 мм.
Отдельные волокна, концы которых закреплялись в зажиме прибора, протаскивались через прямой гребень и гребень питания при трех значениях скорости отделения - 0, 25, 0, 5 и 1, 0 м/сек. Результаты определения усилий при протаскивании волокон приведены в таблице 4.1. Полученные результаты можно перенести на гребнечесальную машину модели 1603.
Перейдем от линейной скорости отделения к частоте вращения отделительных цилиндров, в соответствии с кинематической схемой (рис. 4.4) [50], которая представляет собой сочетание планетарной передачи с коленчато-рычажным механизмом. Получаем, что частота вращения нижнего отделительного цилиндра в период прямого выката равняется: п0ц = птКскКРИФ l{l(dx -89)/(72-24)(я)/(24-24)/( 4 -25 (4 3) где Пдв - частота вращения двигателя М, Пт =1435 об /мин; 4=112 (w =150 об/мин) ТС ск - коэффициент проскальзывания рукава относительно нижнего цилиндра; Крт . коэффициент рифления, то есть увеличения длины выката или возврата рукава вследствие его углубления в промежутки между рифлениями нижнего цилинра.
Числовые значения Кск и Криф зависят от ряда переменных факторов, одни из которых меняются периодически в течение каждого цикла работы машины, а другие - в течение более или менее продолжительного срока эксплуатации машины. Кск=0, 8, а Криф=0, 75. W1 и W2; W4 и W5 - две пары сменных шестерен, определяющие толщину ватки (спайки) и скорость отделения, соответственно. W2 = 50; W3 = 62; W4 = 52; W5 = 60. I(di - 89) - передаточное отношение от шкива до опорного колеса дифференциала
На рис. 4.5 приведена кинематическая схема гребнечесальной машины. Обозначения на схеме: 1 — питающие цилиндры; 2 — главный эксцентриковый вал; 3 - круглый гребень; 4 — круглая щетка; 5 — кардный валик; 6 - съемный гребень; 7- отделительные цилиндры; 8 - уплотняющий валик; 9 - отводящий рукав; 10 — уплотняющие цилиндры; 11 - плющильные валики; 12 —ведущий транспортер.
Максимальное число рабочих циклов для машин Текстима - 1603 п ц = 205 ц/мин, для Текстимы — 1605 пц = 230 ц/мин. Число циклов изменяется с помощью сменных шкивов на валу двигателя, имеющих следующие диаметры: 112, 120, 128, 135,143, 150 и 154 мм.
На скорость отделения влияют также зубчатые шестерни W4 и W5, соотношение которых составляет: W4 + W5 = 112. Зубчатые шестерни W2 и W3 определяют толщину ватки (спайки). И W2 + W3 = 112.
Рассмотрим привод отделительных цилиндров (рис. 4.6). Реверсивное вращательное движение отделительные цилиндры получают при помощи механизма, включающего дифференциал с внутренним зацеплением и передаточным числом ид = -3. Обозначения на схеме: Ц - нижний отделительный цилиндр, Г - главный вал, Д - вал дифференциала. Н - водило дифференциала.
Наружное колесо дифференциальной передачи Z=89 приводится в движение с постоянной частотой вращения от главного вала Г через систему шестерен. Наличие коленчато-рычажного механизма позволяет водилу Н совершать колебательные движения на угол Y в ту и другую стороны, величина которого по данным фирмы составляет ± 70. В результате сложения двух скоростей солнечное центральное колесо Z=24 дифференциала с переменной скоростью и через ряд шестерен приводит во вращения нижний отделительный цилиндр.
Между скоростями планетарного механизма существует следующая зависимость (формула Виллиса) [82]: V 72.24 (Н) = (П72-ПН)/(П24-Пн), (4.11) где V72-24(H) - передаточное отношение от опорной шестерни дифференциала к солнечному центральному колесу, определяется из кинематической схемы гребнечесальной машины:
Расчет числа оборотов опорного колеса внутреннего зацепления Z = 72, получаемого за один цикл работы машины, следует вести раздельно при отделении продукта и при его возврате. Связано это с тем, что большая часть поворота кривошипа работает на отделение продукта, меньшая на возврат. Поэтому величина поворота колеса Z = 72, работающая на отделение будет: п72о = (100о+130)/360о/У\ (4Л5) Величина поворота колеса Z работающего на возврат составит: n72B=130/360/V , (4.16) где 100 - стопорный угол коленчато-рычажного механизма; V — передаточное отношение от главного вала к колесу Z = 72. Определяется из кинематической схемы гребнечесальной машины: V = (-1)3 W3/W2 55/20 89/32 (4.17) В нашем случае V = -9,484 при W2 = 50; W3 = 62. Получаем: п72о=-0,067ип72В =-0,038 (4.18) Число оборотов шестерни Z = 24 при работе механизма на отделение и возврат составляет: n24 = -3 п72+ пн(1+3) (4.19) п24= 1,757 и п24в = - 1,442 (4.20) Число оборотов отделительных цилиндров за время отделения с учетом передаточного отношения от шестерни Z = 24 к нижнему отделительному цилиндру составляет:
