Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ современного состояния и путей повышения эффективности технологических процессов на ровничных машинах 10
1.1. Процесс вытягивания на ровничных машинах, используемых в хлопкопрядении 11
1.2. Современные направления совершенствования крутильно-мотального механизма 18
1.3. Влияние направляющих поверхностей на натяжение ровницы и качество ровничных паковок 30
1.4. Выводы по главе , ...42
2. Теоретическое исследование процессов вытягивания и формирования ровницы на ровничных машинах 44
2.1. Изучение условий формирования ровницы на машине Р-192-5 44
2.1.1. Стабилизация натяжения ровницы на участке
"передний цилиндр - рогулька" по рядам веретен 44
2.1.2. Влияние формы поверхности распространителя крутки на величину крутки ровницы 48
2.1.3. Определение натяжения ровницы, огибающей распространитель крутки с образующей в форме логарифмической спирали 55
2.1.4. Регулирование удельного давления ровницы на направляющую поверхность распространителя крутки 62
2.1.5. Определение нагрузки на нажимные валики вытяжного прибора машины Р-192-5 68
2.2. Исследование зависимости крутки ровницы от формы распространителя крутки на машине BF-90-3 фирмы «Гроссенхайяер Текстильмашиненбау» 81
2.3. Натяжение ровницы на стержне лапки рогульки 87
2.4. Выводы по главе .. 94
3. Исследование натяжения ровницы в процессах ее формирования и наматывания 96
3.1. Аналитическая методика определения натяжения ровницы 96
3.1.1. Расчет натяжения ровницы на различных участках от вытяжного прибора до катушки ровничной машины Р-192-5 96
3.1.2. Расчет натяжения ровницы на различных участках от вытяжного прибора до катушки ровничной машины BF 90-3 .103
3.2. Экспериментальное определение натяжения ровницы в процессе наматывания 107
3.2.1. Разработка методики экспериментального исследования натяжения ровницы 107
3.3.2. Исследование натяжения ровницы при ее прохождении через рогульку 111
3.3. Сопоставление и анализ результатов теоретического и экспериментального исследований натяжения ровницы 116
3.4. Выводы по главе 117
4. Производственные исследования усовершенствованной технологии формирования ровницы на ровничных машинах .118
4.1. Производственные испытания процесса формирования ровницы на машине Р-192-5 118
4.1.1. Обоснование выбора объектов исследования 118
4.1.2. Формирование ровницы на ровничной машине Р-192-5 120
4.1.3. Исследование показателей качества ровницы
и ровничной паковки 125
4.1.4. Анализ показателей качества пряжи 137
4.2. Производственные испытания процесса формирования ровницы на машине мод. BF 90-3 фирмы «Гроссенхайнер
Текстильмашиненбау» (Германия) 141
4.2.1. Обоснование выбора объектов исследования 141
4.2.2. Формирование ровницы на ровничной машине BF 90-3 «Гроссенхайнер Текстильмашиненбау» 142
4.2.3. Определение показателей качества ровницы и ровничной паковки . 147
4.2.4. Анализ показателей качества пряжи 150
4.3. Выводы по главе 154
Общие выводы и рекомендации 158
Литература
- Современные направления совершенствования крутильно-мотального механизма
- Регулирование удельного давления ровницы на направляющую поверхность распространителя крутки
- Расчет натяжения ровницы на различных участках от вытяжного прибора до катушки ровничной машины Р-192-5
- Формирование ровницы на ровничной машине Р-192-5
Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Основным критерием, определяющим конкурентоспособность текстильной продукции, является качество продукции в соответствии с требованиями установленных стандартов. Поэтому проблема повышения качества текстильных материалов на всех этапах их изготовления остается одним из важнейших и приоритетных направлений научных исследований в рассматриваемой области. Однако положительную динамику развития отечественной текстильной промышленности сдерживает сырьевая проблема. Недостаток сырья, который испытывают предприятия, не позволяет выпускать широкий ассортимент различных видов пряжи и нитей, способных конкурировать на товарном рынке с импортными.
В связи с такой ситуацией высокую актуальность приобретают исследования, направленные на разработку или совершенствование технологических процессов прядильного производства для производства качественной гребенной пряжи из низкосортного сырья, доступного по цене отечественным производителям.
Настоящая диссертационная работа посвящена совершенствованию технологических процессов на ровничных машинах с навесными и подвесными рогульками для изготовления ровницы, обладающей высокими качественными характеристиками, из коротковолокнистого хлопкового волокна.
Работа выполнена по гранту Министерства образования Российской Федерации по фундаментальным исследованиям в области технических наук 2002 г. и в рамках научно-технической программы Министерства образования Российской Федерации «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" на 2003 - 2004 гг.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является изготовление качественной гребенной пряжи из низкосортного сырья за счет совершенствования процессов вытягивания и формирования ровницы на ровничных машинах.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
1. Выявлены основные недостатки процессов формирования и вытягива
ния ровницы на ровничных машинах с навесными и подвесными рогульками,
сдерживающие изготовление качественной ровницы из низкосортного хлопко
вого сырья.
суитаиьиа рШУберв;
f СІ
-
Теоретически обоснованы величины нагрузок на нажимные валики вытяжного прибора ровничной машины Р-192-5 с учетом геометрических и технологических характеристик перерабатываемого волокна.
-
Определены условия стабилизации натяжения ровницы на машине Р-192-5 по рядам веретен и на этой основе рТіггіїитГіШіІ конструктивные параметры насадок на рогульки переднего и заднего ря Я&У ЙерЙїЧ Щон А Л Ь их я 1
БЛНОТСКА n«tp|Upr
4. Выполнен теоретический анализ влияния формы распространителя
крутки на величину создаваемой ложной крутки ровницы на участке "передний
цилиндр - рогулька". На основании выдвинутых теоретических положений для
увеличения крутки ровницы разработаны математические модели распростра
нителей крутки с образующей в форме спиралей: логарифмической и Архиме
да, позволяющие регулировать удельное давление ровницы на поверхность
скольжения.
-
Проведено теоретическое обоснование увеличения натяжения ровницы при наматывании на ровничной машине с подвесными рогульками мод. BF 90-3 для повышения массы ровницы на катушке.
-
Разработаны и апробированы в производстве новые способы и технические средства формирования и вытягивания ровницы, реализующие предложенные решения.
Объекты и методы исследований. Объектами исследования являлись продукты прядильного производства — лента, ровница и пряжа гребенной системы прядения, изготовленные из хлопкового волокна 5 типа.
При выполнении теоретической части работы использованы методы дифференциального и интегрального исчисления, аналитической и начертательной геометрии, математического моделирования, теоретической механики, механики идеально гибкой нити и теории упругости.
Экспериментальные исследования проводились с использованием методов тензометрии и осциллографирования. Основные теоретические положения, полученные в диссертационной работе, подвергались экспериментальной проверке на стендах в лаборатории и на машинах в производственных условиях с использованием современной измерительной аппаратуры. Оценка неровноты по толщине волокнистого продукта осуществлена на приборах КЛА-2 и КЕТ-80 фирмы «Кайсокки» с получением графиков амплитудного спектра и градиента неровноты. Обработка результатов измерений выполнена с применением методов математической статистики на ЭВМ.
Научная новизна. В диссертационной работе впервые получены следующие научные результаты:
- установлены аналитические закономерности распределения нагрузок на
нажимные валики вытяжного прибора ровничной машины Р-192-5, учитываю
щие геометрические и технологические характеристики перерабатываемого во
локна, характер изменения силы вытягивания, а также натяжение входящего
продукта и натяжение продукта за выпускной парой;
- разработана математическая модель поверхности распространителя
крутки с образующей в форме логарифмической спирали и получено уравнение
для расчета натяжения ровницы на его поверхности;
- составлено математическое описание процесса регулирования удельного
давления ровницы на направляющую поверхность распространителя крутки.
Полученное решение позволяет подбирать оптимальные соотношения конст-
руктивных параметров рабочего профиля распространителя и величины удельного давления ровницы в "точке крутки";
получена формула для определения натяжения ровницы, движущейся по конической спирали (винтовой линии с постоянным углом подъема) на стержне лапки рогульки;
разработаны технологические режимы вытягивания и формирования ровницы из низкосортного хлопкового сырья в гребенном прядении применительно к ровничной машине Р-192-5;
теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность формирования ровницы с уплотненной намоткой на ровничных машинах мод. BF 90-3 за счет использования распространителей крутки с образующей в форме спирали Архимеда и увеличения числа витков ровницы на стержне лапки рогульки.
Практическая значимость и реализация результатов работы. Совершенствование процессов вытягивания и формирования ровницы на ровничных машинах на основе разработанных технологических решений и технических средств для их реализации позволили осуществить изготовление качественной ровницы и пряжи гребенной системы прядения из хлопкового волокна 5 типа.
Разработанные теоретические положения расчета и анализа нагрузок на нажимные валики четырехцилиндрового вытяжного прибора ровничной машины Р-192-5 могут использоваться предприятиями для повышения эффективности процесса вытягивания на ровничных и прядильных машинах в хлопко- и шерстопрядении.
Разработанные конструкции распространителей крутки с образующей в форме спиралей (логарифмической и Архимеда) могут использоваться при модернизации существующих выпускных зон ровничных машин с навесными и подвесными рогульками для формирования ровницы с улучшенными свойствами.
Результаты работы рекомендуются к использованию конструкторам текстильного оборудования при создании новых направляющих устройств с прогнозируемыми возможностями, производственникам для совершенствования технологии формирования ровницы, а также студентам при изучении дисциплин «Прядение натуральных и химических волокон» и «Проектирование текстильных машин».
Промышленная реализация результатов диссертационной работы осуществлена на АОЗТ «Красная Талка» (г. Иваново) и ОАО «Глуховский текстиль» (г. Ногинск Московской обл.). Внедрение новых способов и технических средств формирования ровницы на ровничных машинах обеспечило эффективное и экономически выгодное использование низкосортного хлопкового сырья при производстве гребенной ровницы и пряжи высокого качества.
Апробация работы. Материалы по теме диссертационной работы доложены и получили положительную оценку:
- на всероссийской научно-технической конференции «Современные тех
нологии и оборудование текстильной промышленности» (г. Москва, 2001 г.);
на международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (г. Иваново, 2002 г.);
на всероссийской научной студенческой конференции «Текстиль XXI» (г. Москва, 2003 г.);
на республиканской научно-практической конференции «Перспективы развития хлопкоочистительной, текстильной и легкой промышленности» (г.Ташкент, 2003 г.);
на межвузовской научно-технической конференции «Молодые ученые -развитию текстильной и легкой промышленности» (г. Иваново, 2003 г.);
на расширенном заседании кафедры начертательной геометрии и черчения Ивановской государственной текстильной академии (г. Иваново, 2004 г.).
Публикации. Основные результаты исследований, выполненных в рамках настоящей диссертации, опубликованы в 21 печатной работе, в том числе девять статей в журнале «Известия вузов. Технология текстильной промышленности», четыре депонированные рукописи, шесть тезисов докладов научно-технических конференций, получено два свидетельства на полезную модель.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения и четырех глав, содержит 174 страницы машинописного текста, 50 рисунков, 17 таблиц, список литературы из 150 наименований, 3 приложения.
Современные направления совершенствования крутильно-мотального механизма
По виду используемых рогулек все ровничные машины делятся на две группы: со съемными (навесными) рогульками и с несъемными (рамочными и подвесными) рогульками.
Первые известны более ста лет. Не так давно основным типом рогулек, применяемом на этих машинах, были стальные кованые рогульки. В последнее время большее распространение получили литые из легкого сплава рогульки. Изготовление литых рогулек значительно менее трудоемко. Их ветви изготавливают из легких алюминиевых сплавов с каплевидным сечением, способствующим уменьшению сопротивления воздуха вращению рогульки за счет ограничения его вихревых потоков и позволяющим снизить потребляемую ими мощность примерно на 1 кВт [28]. Такие рогульки установлены на машинах многих зарубежных фирм. Например: "Zinger" (ФРГ), "Piatt Saco Lowell" (Англия) и на отечественных машинах объединения "Таштекстиль-маш"[29...31].
Щель для заправки ровницы в канал полой ветви у литых рогулек располагается на боковой ее поверхности, что является предпочтительным, особенно для скоростных рогулек, так как с увеличением частоты вращения (с раствором более 140 мм) до 1000 мин 1 и более значительно возрастают центробежные силы, действующие на ровницу в канале, и малейшее ослабление натяжения приводит к выбросу ее из канала через заправочную щель в случае расположения последней на периферии ветви и далее к обрыву. Во избежании этого при использовании рогулек с периферийным расположением щели следует увеличивать натяжение ровницы, а для исключения повышения при этом ее обрывности - прочность ровницы путем увеличения крутки, что неизбежно приводит к снижению производительности машины. Использование литых рогулек с боковым расположением заправочной щели в канале позволяет работать с меньшим уровнем натяжения ровницы [32]. Однако следует отметить, что повышение крутки ровницы способствует лучшему контролю за движением волокон при вытягивании ее в вытяжном приборе прядильной машины [33].
С целью увеличения жесткости ветвей рогулек и повышения частоты вращения английской фирмой "Piatt Saco Lowell" на машине модели FB впервые применены рамочные (двухопорные) крыловидные рогульки, которые обеспечивают минимальную деформацию ветвей при частоте вращения до 1800 мин-1 (повышение частоты вращения веретен выше этого уровня требует дальнейшего увеличения крутки ровницы, что невозможно ввиду трудности ее переработки), позволяют устанавливать пустые и снимать наработанные катушки без снятия рогулек. Рамочные рогульки применяются также итальянской фирмой "San Giorgio" на машинах моделей BCG-26 и BLC-26, японской фирмой "Осака-Кико" на машине D — L и объединением "Таштекстнльмаш" на машине РД-260 [7, 34].
Вопросы создания ровничных машин с рамочными рогульками исследованы в многочисленных работах отечественных и зарубежных ученых [35...40]. Однако ровничные машины с рамочными рогульками не получили широкого распространения вследствие значительной сложности механизмов, неудобства выполнения операций по обслуживанию второго ряда веретен и невозможности автоматизировать эти операции. В последнее время наибольшее распространение получили ровничные машины с подвесными рогульками, позволяющие выполнять некоторые автоматические операции по подготовке съема. Выпуск машин с подвесными рогульками освоен многими ведущими зарубежными фирмами текстильного машиностроения: "Schubert Salzer" (Германия), "Schlumberger" (Франция), "Marzoli", Robert Italia" (Италия), "Toyoda" (Японоя), "Textima" (Германия). Все виды подвесных рогулек изготавливаются литьем легких сплавов. Многие из них, например, устанавливаемые на машинах FB-11, FW-11 фирмы "Schubert Salzer", ВМ-14 фирмы "Schlumberger", 1505/6 фирмы "Textima", имеют закрытый канал, исключающий возможность вылета ровницы из канала рабочей ветви рогульки [41.. .43].
Фирма "Textima" оснащает машину модели 1505/6 подвесными рогульками облегченного типа. Трубчатые рабочая и балансирные ветви переменного по длине сечения крепятся в небольшом корпусе головки. На рабочей ветви с закрытым каналом установлена лапка обычной конструкции [43].
Фирмой "Schlumberger" разработана подвесная рогулька, корпус которой образован из двух скрепленных между собой штампованных половин. Ровница от головки к лапке идет по металлической или пластиковой трубке [44]. Наличие у рогульки лапки с противовесом создает динамическую неуравновешенность рогульки, наиболее проявляющуюся в начале и конце съема, что ограничивает возможность повышения скорости.
Фирма "МаІег" (Германия) на машине "7B-Fransbach" применяет рогульки с оригинальной облегченной конструкцией лапки. Последняя прижимается к паковке под действием торсионной пружины. Сила прижима лапки к паковке и характер изменения ее по мере увеличения диаметра наматывания определяется взаимодействием силы упругости торси она центробежных сил, действующих на элементы лапки при ее вращении. При частоте вращения КСО мин _1 [45] сила прижима лапки остается практически постоянной при люСом диаметре наматывания.
Регулирование удельного давления ровницы на направляющую поверхность распространителя крутки
Полученные формулы (2.20) и (2.27) для натяжения нити одинаковы для поверхностей с меридиональным сечением в форме логарифмических спиралей, заданных разными уравнениями. Следовательно, логарифмические спирали обладают свойством «сдвигаемости», то есть конечное натяжение нити для равных углов обхвата одинаково и не зависит от радиусов кривизны спирали в начальной и конечной точках (рис.2.7). Этот вывод показывает большие перспективы использования логарифмической спирали в качестве меридионального сечения направляющих устройств, так как данная особенность была известна только для цилиндрической поверхности, для которой натяжение вычисляется по формуле Эйлера и также является одинаковым для равных углов обхвата независимо от радиуса цилиндра (рис.2.8).
Для повышения силы трения ровницы о поверхность распространителя крутки необходимо осуществить закономерное увеличение удельного давления ровницы на поверхность скольжения.
Проанализируем изменение удельного давления р ровницы на поверхность распространителя крутки со спиралевидной направляющей в виде (2.9) [116]: где /?# — удельное давление ровницы на поверхность в начальной точке, Н/м; То - начальное натяжение ровницы (натяжение ровницы на участке "передний цилиндр - головка рогульки"), Н; R$ — радиус кривизны поверхности в точке входа нити, м; фі Фг — Углы между радиусам и-векторами и полярной осью для начальной и конечной точек дуги логарифмической спирали, рад. Из (2.28) видно, чтор ро если спираль принимает вид: а = е ;р ро, если а е ; р ро,если 0 а еЛ Таким образом, изменяя геометрическую форму спирали, можно варьировать силой нормального давления р на единицу длины контакта. Выразим параметр а спирали из (2.28):
Как видно из (2.30) и (2.31), задаваясь отношением величины удельного давления в начальной точке и желаемой величины удельного давления в конечной точке, а также углом огибания волокнистого материала нитена-правляющей поверхности, можно подбирать параметр а логарифмической спирали, которая будет удовлетворять этим требованиям.
Логарифмическую спираль (2.31) можно использовать при конструировании нитенаправляющих поверхностей, для которых удельное давление остается постоянным с увеличением длины дуги огибания нитью (рис.2.9, а), а также увеличивается или уменьшается с увеличением длины дуги огибания. Так, на рис.2.9, б показана эпюра силы удельного давления, которая при угле {ср2 - рі) обхвата нитью логарифмической спирали, равном тс/2, уменьшается в два раза.
Результаты теоретического исследования использованы для построения логарифмической спирали (рис.2.10), удовлетворяющей следующим требованиям: при угле обхвата ровницей распространителя крутки ( — Pt) я/3, коэффициенте трения ровницы о поверхность / = 0,28 удельное давление ровницы на поверхность в конечной точке увеличивается в два раза {ро I р = 0,5). Уравнение такой спирали записывается в виде:
Логарифмическая спираль (2.32) принята в качестве образующей для -+S, распространителей крутки переднего (рис.2.11, а) и заднего (рис.2.11, б) ря дов веретен ровничной машины Р-192-5. Диаметры входных и выходных отверстий распространителей крутки взяты с учетом рекомендаций в 2.1.1.
При использовании распространителей крутки предлагаемой конструкции за счет двукратного увеличения удельного давления ровницы на поверхность в два раза увеличиваются силы трения ровницы «в точке крутки», вынуждающие участок ровницы от вытяжного цилиндра до головки рогульки более интенсивно вращаться вокруг собственной оси.. Это способствует дополнительному образованию ложной крутки ровницы и ее распространению на участок "передний цилиндр - рогулька".
Определение нагрузки на нажимные валики вытяжного прибора машины Р-192-5 Назначение вытяжных приборов, как известно, заключается в утонении продукта за счет сдвигов волокон, а также в распрямлении и параллелизации их. Чтобы неровнота, возникающая в процессе вытягивания, была как можно меньше, движение волокон должно осуществляться с определенной закономерностью и с наибольшей четкостью.
Пространство, в котором действуют силы трения между волокнами и между волокнами и деталями вытяжного прибора, называется полем сил тре ния [6]. Совокупность всех полей сил трения в разных местах вытяжного прибора составляет поле сил трения вытяжного прибора в целом. Длина и напряжение поля сил трения, возникающего в вытяжном приборе, зависит от нагрузки на валик, толщины продукта и от диаметра цилиндра и валика.
Расчет натяжения ровницы на различных участках от вытяжного прибора до катушки ровничной машины Р-192-5
Вопросами изучения натяжения ровницы при ее формировании и наматывании занимались многие исследователи [56, 93, 128-131]. Интересными и важными представляются исследования [132 - 134], выполненные с помощью тензометрических приборов, где определялось натяжение наматывания ровницы за время наработки съема, влияние на натяжение при наматывании заправки ровницы на лапке и головке, скорости веретен, а также распространителей крутки (пластинчатых и с открытыми квадратными вставками системы Ротафил). Однако несмотря на ценность результатов, следует отметить непоказательность полученных выводов для настоящего времени, так как исследования проводились на машинах старых конструкций: РТП-192-2М, ЛР-260, Р Л-192, Р-192-3.
Как показывает анализ существующих исследований, требуются теоретически обоснованные и экспериментально подтвержденные рекомендации по выбору распространителя крутки и заправки ровницы на лапке рогульки, необходимые для выравнивания натяжения и крутки ровницы по рядам веретен.
Натяжение мычки-ровницы на различных участках от вытяжного прибора до катушки значительно изменяется. При неправильной наладке машины натяжение достигает опасных для качества ровницы значений, что приводит к непоправимым дефектам ее структуры и резко повышает неровноту.
Наименьшим по величине является натяжение мычки-ровницы на начальном, свободном участке, т.е. от вытяжного прибора до вершины рогульки. При правильно налаженном механизме мотки на ровничной машине натяжение ровницы на участке от вытяжного прибора до насадки примерно равно усилию, возникающему в продукте от крутки и вызывающему укорочение его. В работе [135] в качестве оптимальных на этом участке рекомендуются следующие натяжения: 6 — 9 сН для ровницы 500 - 600 текс и 9 — 12 сН для ровницы 700 - 1100 текс.
Максимальным является натяжение на конечном участке ровницы, т.е. у катушки при ее сходе с лапки. Оно определяет плотность намотки. На этом участке при нормальных условиях натяжение может быть более 200 сН, но соответствующая деформация растяжения в начале съема для уже сформированной ровницы, прочность которой в несколько раз превышает усилие натяжения, не опасна. Но в конце наработки паковки такое натяжение может оказаться небезопасным, так как с увеличением диаметра катушки тангенциальная прочность ровницы резко снижается.
Рассчитаем натяжение ровницы, которое она получает при движении от вытяжного прибора через рогульку ровничной машины Р-192-5 к катушке. Для расчета будем использовать результаты теоретических исследований, полученные во второй главе настоящей работы,
Разделим всю длину ровницы от переднего цилиндра до катушки на три участка (рис.3.1): первый участок - между вытяжным прибором и головкой рогульки; второй - в полой ветви рогульки; третий - ровница, расположенная в виде витков на нитеводителе стержня лапки. Эти отдельные участки ровницы отличаются между собой по длине, форме, которую они приобретают в зависимости от профиля огибаемых ими поверхностей, натяжению, прочности.
Усилия, возникающие в ровнице по участкам, зависят от способа заправки ее в головку рогульки ( или V оборота), веса участка ровницы, находящейся в полой ветви, и скорости вращения рогульки - величин, которые влияют на центробежную силу, прижимающую ровницу к внутренней стенки канала, а также числа витков ровницы на стержне лапки.
Расчет натяжения ровницы будем выполнять для двух вариантов: 1) контрольный — распространитель крутки отсутствует. Ровница поступает в головку рогульки. 2) опытный - образующая распространителя крутки имеет форму логарифмической спирали. Угол обхвата ровницей распространителя составляет 60.
Для исследований возьмем ровницу толщиной 388 текс, выработанную из хлопка с длиной волокна 30/31 мм, с круткой 57,2 кр/м при заправке на V . оборота вокруг головки рогульки.
Так как ровница легко деформируется, то она приобретает форму кривой, совпадающей с профилем того участка поверхности, который она касается. Натяжение ровницы между вытяжным прибором и головкой рогульки (I участок). - Контрольный вариант, опытный вариант. Вес ровницы на переднем ряду ровничной машины при длине участка L — 320 мм и толщине ровницы 388 текс составил 124 мг. Упругие усилия от крутки приближенно определяли по экспериментальным данным из [56]. Усилие в ровнице равно 5,2 г. С учетом веса ровницы натяжение Tj на этом участке составляет 5,3 г.
Натяжение ровницы внутри головки рогульки. - Контрольный вариант. Натяжение ровницы при угле обхвата головки рогульки на ]/i равно: где Ті - натяжение на входе в головку рогульки (Tj = 5,3 сН); ft - коэффициент трения ровницы о рогульку {fІ - 0,27 [78]); ф — угол обхвата ровницей поверхности головки (ф = 7t/2).
Формирование ровницы на ровничной машине Р-192-5
За счет увеличения ложной крутки ровницы Тр = 434,8 текс в переднем ряду ровничной машины BF 90-3 на участке передний цилиндр - рогулька, создаваемой распространителем крутки в форме спирали Архимеда, натяжения ровницы у катушки переднего и заднего рядов веретен выравниваются.
Следует отметить явное конструктивное преимущество ровничных машин с подвесными рогульками BF 90-3. На этих машинах, в отличии от машин с навесными рогульками Р-192-5, обеспечиваются постоянная длина ровницы на свободном участке и неизменный угол обхвата ровницы поверхности воронкообразного распространителя крутки, что положительно влияет на натяжение ровницы. Постоянное натяжение за время наработки всего съема свидетельствует о правильной настройке мотального механизма ровничной машины BF-90-3. Учитывая вышесказанное, для этой машины был рассмотрен очень актуальный вопрос о возможности повышения плотности и прочности ровницы при ее продвижении вдоль лапки рогульки за счет увеличения числа оборотов ровницы вокруг лапки, нужно отметить, что на этом участке, как показывают исследования, несмотря на дополнительные трудности перемещения, обрывов продукта не происходит. С увеличением числа оборотов ровницы вокруг лапки натяжение ровницы у катушки быстро возрастает, так как угол обхвата ровницей лапки значительно увеличивается. Известно, что натяжения ровницы у катушки до 150 - 200 сН считаются рациональными и совершенно безопасны [93, 135]. Поэтому для увеличения плотности намотки такие натяжения могут применяться. Превышение названных значений натяжения приводит к необратимым и опасным изменениям структуры и ровноты продукта. Данные табл.3.5 свидетельствуют о том, что натяжения ровницы Тр= 434,8 текс у катушки при заправке в три витка на стержне лапки и для переднего, и для заднего рядов веретен находятся в рекомендуемых пределах рационального натяжения.
От величины натяжения ровницы на участке между лапкой рогульки и тянущей ее катушкой зависит плотность намотки ровницы. Во избежание обрывов или сдвигов волокон натяжение ровницы не должно достигать минимальной тангенциальной (предельной) прочности ровницы. В отличие от обычного понятия прочности или разрывной нагрузки ровницы под тангенциальной понимается прочность ровницы на цилиндрической или другой криволинейной поверхности при направлении растягивающего усилия по касательной к этой поверхности [62].
Исследования тангенциальной прочности ровницы в зоне ее наматывания на катушку проводились по методике, описанной в работе [НО].
Проведенный эксперимент показал, что прочность ровницы на участке между лапкой и катушкой существенно зависит от диаметра последней. В начале съема прочность в 7 — 9 раз выше, чем в конце съема. Так при двух витках на лапке средняя тангенциальная прочность ровницы Тр — 434,8 текс изменяется с 1900 г при диаметре катушки 44 мм до 270 г при диаметре катушки 125 мм. При увеличении числа витков на лапке до трех тангенциальная прочность ровницы возрастает и составляет 2600 г при диаметре катушки 44 мм и 350 г при диаметре катушки 125 мм.
Прочность ровницы определяется силой сопротивления скольжению составляющих ровницу волокон относительно друг друга. При огибании ровницей криволинейной поверхности под некоторым натяжением между волокнами возникают дополнительные радиальные силы, увеличивающие суммарную силу между волокнами. Величина радиальной силы изменяется обратно пропорционально радиусу кривизны огибаемой поверхности, чем и объясняется уменьшение прочности ровницы с увеличением диаметра катушки.
При увеличении числа витков с двух до трех прочность ровницы значительно возрастает (в 1,3 раза), так как под действием реакции огибаемой поверхности ровница уплотняется, увеличивается нормальное давление меж ду волокнами. При этом средняя кривизна волокон возрастает, что также ска зывается на разрывном сопротивлении ровницы. Чем меньше радиус огибае мой поверхности, тем больше возрастает разрывное сопротивление. Таким , образом, с увеличением натяжения прочность ровницы возрастает [141].
