Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
Глава I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 12
1.1. Краткое описание конструкции современных веретен 12
1.2. Краткий обзор литературы 27
1.3. Постановка задачи 36
Глава П. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЩОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ПРУЖИННЫХ ФИКСАТОРОВ НА ДИНАМИКУ ВЕРЕТЕНА ТИПА ВИГ 39
2.I..Динамическая модель 39
2.2. Динамика шпинделя веретена с фиксаторами вверху и внизу 41
2.3. Дифференциальные уравнения движения и их решение 53
2.4. Динамика шпинделя веретена, имеющего пружинные фиксаторы вверху и шарнир внизу 59
2.4.1. Амплитуды колебаний верхних концов насадка и паковки 59
2.4.1.1. Амплитуды колебаний верхнего конца насадка 59
2.4.1.2. Амплитуды колебаний верхнего конца паковки 60
2.4.2. Реакции в опорах шпинделя веретена ВИГ 28-63 61
2.4.2.1. Реакции в опорах шпинделя веретена в плоскости
2.4.2.2. Реакции в опорах шпинделя веретена в плоскости
2.5. Определение коэффициентов влияния 66
2.6. Теоретические результаты и их анализ
2.6.1. Анализ влияния различных параметров шпинделя на величину амплитуды колебания его верхнего конца с паковкой 73
2.6 2. Анализ влияния различных параметров шпинделя на величину динамических нагрузок в верхней опоре 81
2.7. Критические скорости вращения шпинделя веретена с паковкой 89
Глава Ш. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬШЕ ИССЛВДОВАНИЯ 90
3.1. Экспериментальное определение физических параметров веретена и паковки 90
3.1.1. Определение моментов инерции шпинделя (насадка) и паковки 90
3.1.2. Определение упругости опоры веретена 90
3.1.3. Определение величин динамической неуравновешенности шпинделя веретена и паковки 92
3.2. Описание конструкции экспериментальной установки 97
3.2.1. Методика определения критических скоростей вращения шпинделя веретена с паковкой
3.2.2. Методика определения амплитуд колебаний верхнего конца шпинделя веретена (паковки)
3.2.3. Методика определения динамических усилий в верхней опоре веретена .Ю6
3.3. Проведение многофакторного эксперимента при исследовании влияния пружинных факторов на условия вращения веретена 3
3.3.1. Выбор плана экспериментальных ис-следований 114
3.3.2. Методика обработки результатов эксперимента 115
3.3.3. Анализ влияния факторов на условия вращения веретена 1
3.3.3.1. Анализ влияния факторов на величину динамических нагрузок в верхней опоре шпинделя веретена 125
3.3.3.2. Анализ влияния факторов на величину амплитуд колебаний верхнего конца шпинделя с паковкой 140
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 153
РЕКОМЕНДАЦИИ 155
ЛИТЕРАТУРА 156
ПРИЛОЖЕНИЯ 1
Введение к работе
После освобождения Алжира от колониального господства в 1962 г., Партия (Фронт национального освобождения) и народ должны были окончательно освободить страну от неоколониализма -новой формы эксплуатации фирмами и международными корпорациями. Это была нелегкая задача, если учесть, что в молодой республике 9Ь% всего населения было неграмотным.
Национализация богатства страны стала возможной при поддержке СССР и других социалистических стран, которые с первых дней революции были на стороны алжирского народа и продолжали оказывать Алжиру помощь после победы над французскими колонизаторами.
С 1962 года в СССР были подготовлены тысячи алжирских специалистов. Кроме того в Алжире при содействии СССР были построены десятки заводов, институтов, техникумов и центров для подготовки кадров. Среди них можно назвать крупнейший в Африке металлургический комплекс Эль-Хаджар в городе Аннаба, нефтяной институт, институт легкой промышленности в Бумердесе и т.д.
До настоящего времени тысячи советских специалистов работают плечо к плечу с алжирскими специалистами в различных областях культуры и экономики страны.
После национализации банков, шахт, крупнейших предприятий и заводов, была затронута проблема о развитии текстильного производства. При колониализме, кроме некоторых мелких частных фабрик, его практически не существовало.
В 1966 году была создана национальная компания текстильной промышленности " SO N (ТЕХ ", которая должна была развивать Ал - б жирскую текстильную промышленность путем создания новых заводов, фабрик и предприятий торговли. Основными задачами этой компании являлись: создание множества рабочих мест и удовлетворение алжирских потребителей в текстильных изделиях.
В АДЦР при содействии СССР, Франции, Японии, Бельгии, Англии, Швейцарии были построены и оборудованы десятки текстильных фабрик и комбинатов.
В настоящее время в Алжире имеется 59 государственных текстильных предприятий, где трудятся около 50000 рабочих. " " производит 92 000 тонн пряжи и III млн. различных текстильных изделий в год. Это позволяет не только удовлетворить внутренний рынок, но и даже экспортировать часть продукции.
Главная сегодняшняя проблема текстильного производства страны - нехватка ремонтных мастерских и высококвалифицированных кадров по ремонту и уходу за оборудованием, а также отсутствие научно-исследовательских центров. Поэтому данная работа "Исследование влияния посадки патронов на шпиндель прядильных веретен с целью улучшения условий их эксплуатации" является актуальной темой для развивающегося отечественного машиностроения.
Актуальность темы: несмотря на внедрение пневмомеханических прядильных машин в текстильную промышленность, кольцепрядильные машины остаются основными машинами прядильного производства. Поэтому повышение их производительности и производительности труда работающих на них рабочих являются актуальными вопросами текстильной промышленности.
Одним из основных механизмов кольцепрядильных машин является крутидьно-мотальный механизм, состоящий из веретена, кольца, бегунка и раскладочного механизма.
В прядильном производстве динамика веретен сильно влияет на качество продукции и производительность труда обслуживающего персонала.
С повышением скорости вращения шпинделя веретена и объема паковки, наблюдается увеличение амплитуд колебаний шпинделя, вредно влияющих на ход технологического процесса и работоспособность веретена. Как показывает практика, выход веретена из строя в большинстве случаев происходит из-за износа опор шпинделя веретена, который зависит от динамических нагрузок в его опорах.
Динамические нагрузки в опорах в свою очередь зависят от многих факторов:
I) от точности изготовления и сборки вращающихся частей шпинделя веретена;
Z) от дисбаланса веретена и паковки;
3) от собственной неуравновешенности патрона;
4) от неправильной формы намотки ;
5) от частоты вращения шпинделя веретена;
6) от характера посадки патрона на шпиндель веретена и других факторов.
Отметим, что с увеличением вибрации шпинделя веретена растет обрывность нити.
Существуют несколько способов улучшения динамических характеристик веретена. Основными из них являются увеличение точности изготовления шпинделей и патронов, обеспечение правильной посадки патрона на шпиндель веретена, а также применение упругих элементов в посадочных частях насадка.
В данной работе рассматривается влияние посадки паковки на шпиндель веретена, а также влияние дисбалансов паковки в двух плоскостях приведения, угла между векторами дисбалансов и частоты вращения веретена на амплитуды его колебаний и реакций в верхней опоре. Для экспериментальных исследований было выбрано наиболее массовое веретено ВНГ 28-63.
Цель и задачи исследования: целью работы является исследование работоспособности веретена ВНГ 28-63 с паковкой в зависимости от его характеристик. Выяснить в процессе исследования влияние жесткости пружинных фиксаторов, статического и момент-ног о дисбалансов паковки, частоты вращения шпинделя веретена на амплитуды колебаний верхнего конца шпинделя веретена и динамических усилий в его верхней опоре.
Для решения поставленной задачи было выполнено следующее:
1. Экспериментально определены массово-геометрические параметры исследуемого веретена и паковки.
2. Экспериментально определены статическая и моментная неуравновешенности шпинделя веретена и паковки.
3. Экспериментально найдены жесткости упругой втулки шпинделя и пружинных фиксаторов.
4. Теоретически и экспериментально определены критические частоты вращения шпинделя веретена ВНГ 28-63 с паковкой.
5. Теоретически подсчитаны амплитуды колебаний верхнего конца шпинделя веретена и динамические усилия в его верхней опоре.
6. Проведен эксперимент по определению амплитуд колебаний верхнего конца шпинделя веретена и динамических усилий в его верхней опоре.
7. Амплитуды колебаний верхнего конца шпинделя веретена и динамические усилия в его верхней опоре определялись в зависимости от 5-ти факторов:
а) жесткости пружинных фиксаторов
б) дисбаланса в верхней плоскости приведения паковки
в) дисбаланса в нижней плоскости приведения паковки
г) угла между векторами дисбалансов
д) частоты вращения шпинделя веретена
8. Проведен анализ полученных результатов и даны выводы и рекомендации по работе.
Общая методика исследования. В работе проведены теоретические и экспериментальные исследования. В теоретических исследованиях использован метод расчета динамики веретена по схеме полужесткого шпинделя с применением уравнений Лагранжа 2-го рода для его решения.
Теоретические расчеты проведены с использованием ЭВМ.
Достоверность данных теоретических исследований проверена путем сопоставления результатов расчета с экспериментальными данными. При этом использовались современные метода планирования эксперимента и статистической обработки результатов опытов.
Экспериментальные исследования проведены в лабораторных условиях на специальном стенде на кафедре проектирования текстильных машин Московского текстильного института.
Научная новизна работы. При проведении теоретических и экспериментальных исследований автором самостоятельно выполнено следующее:
- Разработана методика расчета амплитуд колебаний шпинделя и динамических нагрузок в его опорах с учетом жесткости пружинных фиксаторов, величин дисбалансов в верхней и нижней плоскостях приведения паковки, угла между векторами дисбалансов, податливости упругой втулки и ее приведенной массы, а также частоты вращения шпинделя веретена, составлены программы расчета на ЭЦВМ.
- Использован математический эксперимент для теоретических расчетов амплитуд колебаний верхнего конца шпинделя и динамических нагрузок в его опорах на базе матрицы плана PBIB-схемы.
- Экспериментально установлено влияние жесткости пружинных фиксаторов на амплитуды колебаний верхнего конца шпинделя веретена и на динамические усилия в его верхней опоре.
Практическая ценность. Предложенная методика аналитического определения влияния жесткости пружинных фиксаторов, статического и моментного дисбалансов на динамику шпинделя веретена ВНТ 28-63 при различных частотах вращения с помощью разработанных программ позволяет быстро определить критические частоты вращения, амплитуды колебаний верхнего конца шпинделя и паковки и динамические усилия в верхней опоре любого веретена с упругой втулкой,и меющего полужесткий шпиндель при разных значениях жесткости пружинных фиксаторов и дисбалансов насадка и паковки.
В работе приведены графики результатов теоретических и экспериментальных исследований динамики веретена для различных параметров системы. Эти графики представляют собой большой практический интерес для конструкторов.
Использование предложенных рекомендаций по изучению жесткости пружинных фиксаторов в посадочных частях насадка шпинделя веретена позволит улучшить работоспособность веретена.
Объем работы: диссертационная работа состоит из введения, трех глав, выводов и рекомендаций, имеет 94 страницгмашино-писного текста, 52 рисунка на 52 страницах, 6 таблиц на - II страницах, списка литературы из 56 наименований на 6 страницах и приложения на 22 страницах.
