Введение к работе
Актуальность темы. Отечественные самокруточные прядильные машины ПСК-225-ШГ начали эксплуатироваться в промышленных условиях с начала 80-х годов прошлого века Этот опыт подтвердил высокую эффективность способа формирования СК-структуры при помощи аэродинамических крутильных устройств Так после оснащения прядильных производств модернизированными машинами ПСК-225-ШГ2 Курский трикотажный комбинат и ЗАО «Суворовская нить» заняли лидирующее положение по производству объемной пряжи В то же время для специалистов стало очевидным, что дальнейшее повышение технического уровня машин путем автоматизации процессов обслуживания невозможно в рамках имеющегося компоновочного решения. Действительно, установка комплекса «автосъемник - автоприсучалыцик» на машину, имеющую лишь 4 рабочих выпуска экономически нецелесообразна Поэтому для дальнейшего развития СК-способа в условиях рыночной экономики необходимо создать «длинномерную» автоматизированную машину, состоящую из отдельных модулей Такая схема позволит, например, при обрыве на данном рабочем выпуске отключить его и произвести обслуживание, при этом на остальных рабочих выпусках процесс формирования пряжи может не прекращаться Ключевым вопросом здесь является создание конструкции самого модуля, при этом необходимо решить следующие проблемы.
1 Разработать и обосновать компоновочные и конструкторские
решения, позволяющие минимизировать затраты на изготовление модуля
Это обусловлено тем, что серийная машина ПСК-225-ШГ2 имеет головную
передачу, приводящую во вращение рабочие валы 4 выпусков Если
аналогичная головная передача будет приводить во вращение рабочие валы
только одного выпуска (модульная схема), то и ее доля в стоимости одного
рабочего места машины возрастет примерно в 4 раза
2 Обеспечить целостность питающей ровницы при запуске в работу
малоинерционных передач модуля В процессе промышленной эксплуатации
машин ПСК-225-ШГ и ПСК-225-ШГ2 при скорости выпуска пряжи 200
метров в минуту было установлено, что до 10% требований на обслуживание
возникает в результате обрыва ровницы в питающей рамке Поэтому
необходимо установить предельные значения пусковых ускорений в зажиме
питающего цилиндра модуля для различных значений общих вытяжек
3 Создать конструкцию, дающую возможность применения
малошумных механических передач Это весьма важно, так как в модульной
машине концентрация «головных передач» на одном квадратном метре
производственной площади значительно выше, чем при известных
компоновочных решениях
4 Обеспечить удобство регулирования технологических разводок
между цилиндрами вытяжного прибора при наладке модуля В
существующей конструкции машины затраты времени на изменение
разводок на 4 рабочих выпусках составляют, например, для Курского
трикотажного комбината в среднем 11,5 минут, что совершенно неприемлемо для модульной схемы
5 Обеспечить достаточную надежность работы механических передач привода рабочих валов модуля Головная передача существующих самокруточных прядильных машин не отличается высокой надежностью Так для первых 30 машин, эксплуатировавшихся на Курском трикотажном комбинате, приходилось в течение года изготавливать порядка 2500 пластмассовых зубчатых колес Даже после серьезной модернизации машин проблема осталась в настоящее время для поддержания в рабочем состоянии 437 машин ПСК-225-ШГ2 на ЗАО «Суворовская нить» приходится производить замену порядка 2000 зубчатых колес в год Причиной этого, на наш взгляд, явилось стереотипное представление разработчиков о том, что головная передача высокоскоростной машины с небольшим количеством рабочих мест должна быть конструктивно подобна головной передаче кольцевой прядильной машины, работающей на значительно более низких скоростях, но при значительно больших крутящих моментах (что определяется большим количеством рабочих мест)
Из вышеизложенного следует, что тема данной диссертационной работы является актуальной, так как решение поставленных в ней задач позволяет установить научно обоснованные конструктивные параметры привода вытяжных приборов модуля, и тем самым получить необходимые исходные данные для разработки модульной прядильной самокруточной машины
Цель и задачи исследования. Целью данной работы является повышение технического уровня самокруточного прядильного оборудования за счет применения рациональных, научно обоснованных конструкций механических передач вытяжного прибора, позволяющих реализовать модульную схему компоновки машины
Для достижения указанной цели в работе решены следующие задачи
1 Рассчитаны производительности комплектов модульных
самокруточных прядильных машин, скомпонованных из одноместных и
двухместных модулей, что позволит разработчику выбрать исполнение
модуля в зависимости от фактической обрывности в прядении
2 Определено максимальное пусковое ускорение в зажиме выпускной
пары, что позволит обеспечить запуск в работу малоинерционных передач
вытяжного прибора модуля без разрушения питающей ровницы на всем
диапазоне общих вытяжек
3 Создана компактная малошумная конструкция червячно-
цилиндрической передачи привода вытяжного прибора модуля, защищенная
2 патентами РФ, допускающая возможность двухстороннего консольного
расположения цилиндров и обеспечивающая удобство регулирования
технологических разводок
4 Проведена научная оценка условий работы червячной передачи
вытяжного прибора с точки зрения соотношения скоростных и силовых
параметров, характерных для самокруточных прядильных машин
5 Разработаны технические решения, позволяющие реализовать
режим жидкостного трения в червячной передаче вытяжного прибора при
стационарном режиме
-
Экспериментально определены значения износа зубьев червячных колес в стационарном и пусковом режимах
-
На основании проведенных исследований разработаны исходные требования к конструкции механических передач вытяжного прибора модульной самокруточной машины
Методы исследования. Поставленные задачи решались с помощью теоретических и экспериментальных методов Теоретические исследования проводились с применением методов теории массового обслуживания, общих методик теории механизмов и машин, сопротивления материалов, теоретической механики, теории надежности Практические расчеты и анализ экспериментальных данных осуществлялись на ПЭВМ IBM PC с использованием математической системы MathCad 2000 Professional, стандартных и специально разработанных программ Экспериментальные исследования проводились на специально разработанных стендах с использованием современной электронной измерительной аппаратуры
Научная новизна. В результате выполнения диссертационной работы впервые получены следующие новые научные результаты
1 Разработана методика прогнозирования производительности
комплектов самокруточных прядильных машин, скомпонованных из
двухместных модулей
-
Разработана методика расчета продольных сил в питающей ровнице, учитывающая динамические нагрузки пускового режима
-
Разработана модель процесса образования масляного клина в модифицированной передаче ZT- профиля, позволяющая аналитически рассчитать его несущую способность
-
Экспериментально подтверждена возможность возникновения режима жидкостного трения в модифицированной червячной передаче ZT-профиля при параметрах движения и нагружения, характерных для самокруточного прядения
5 Экспериментально доказано, что для обеспечения стабильности технологического процесса при работе на всем диапазоне общих вытяжек, характерном для серийных машин, питающая рамка модулей должна быть оснащена нижними фиксаторами ровничных катушек
Практическая значимость работы. В результате выполненных исследований
- получены выражения, позволяющие разработчику машины выбрать
исполнение модуля в зависимости от фактической обрывности в прядении,
даны рекомендации по минимальному значению времени пуска модуля в работу и минимальному времени выбега при его останове,
разработана компактная конструкция червячно-цилиндрической передачи вытяжного прибора прядильной самокруточной машины, обеспечивающая удобство регулирования технологических разводок и
возможность создания на ее базе двухместного прядильного модуля, защищенная 2 патентами РФ
Апробация работы. Основные положения работы были доложены и получили положительную оценку
на Всероссийском семинаре по теории машин и механизмов РАН (Кострома, 2007 г),
на общероссийском научном семинаре «Технология текстильных материалов» (Кострома, 2007 г),
на международных научно-технических конференциях «ЛЕН - 94», «ЛЕН-96», «ЛЕН - 98», «ЛЕН - 2000», «ЛЕН - 2004», «ЛЕН - 2006», (г Кострома),
на международной научно- технической конференции «Поиск -2007») (г Иваново);
на всероссийской научно-технической конференции «Техтекстиль-2007» (г Димитровград),
- на расширенном заседании ТММ и ПрТМ КГТУ
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 работ, в
том числе 4 статьи в журналах, включенных в перечень ВАК, 3 статьи в научных сборниках, 10 тезисов докладов на международных научно-технических конференциях, 2 патента РФ
Объем работы. Диссертационная работа изложена на 136 страницах машинописного текста, содержит 48 рисунков и 27 таблиц и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 112 наименований и приложений
