Введение к работе
Актуальность темы. Текстурирование синтетических нитей текс> тильного назначения, как технологический процесс, позволяющий улуч шить их потребительские свойства, является одним из основных произ водственных процессов. Ложное кручение занимает ведущее положенш среди способов текстурирования нитей. В настоящее время свыше 85/ текстурированных нитей производится именно этим способом. Боль шинство текстурирующих машин оснащено трёхшпиндельными дисковы ми крутильными механизмами.
В течение последних десяти лет практически все ведущие фирмы производители текстурирующего оборудования перешли на выпуск высо копроизводительных текстурирующих машин с рабочей скоростью 180 200 м/с. До недавнего времени дальнейшее повышение скорости выпуск! нити сдерживалось уровнем развития нагревательных устройств, габари ты которых постоянно увеличивались и достигли 2,5 м, за счёт чего ма шины стали энергоёмкими и сложными в обслуживании.
В 1994 году на съезде, посвященном текстурированию химически: нитей /США/ появилось сообщение французской фирмы "ISBT" о нової высокотемпературной технологии текстурирования с использование» укороченного нагревателя с температурой рабочей поверхности 520 С Были приведены данные о высокой эффективности И ЭКОНОМИЧНОСТИ новой технологии и вместе с тем указано, что препятствием на пути внед рения новой технологии становятся крутильные механизмы, которые н могут обеспечить необходимую рабочую скорость.
В этой связи проведение комплексных исследований 3-х шпиндель ных крутильных механизмов с целью оптимизации их конструктивны параметров и разработка научно обоснованной методики их расчёта і проектирования является актуальной научной задачей. Тема данної
5 работы входит в перечень основных направлений работы ОАО "Химтекстильмаш" (г. Чернигов).
Цель исследований. Цель настоящих исследований заключается в разработке научно обоснованной методики расчёта и проектирования 3-х шпиндельных дисковых крутильных механизмов фрикционного типа.
Основными задачами исследования являлись:
выбор наиболее высокопроизводительного и универсального крутильного механизма на основе анализа патентных и научных источников;
выбор оптимальных расчётных схем и методики определения критической скорости механизма;
исследование влияния основных геометрических параметров крутильного механизма эффективность сі о работы;
- проведение многофакторного эксперимента с целью получения
математической модели процесса кручения;
- поиск путей повышения срока службы полиуретановых фрикционных
элементов;
- разработка научно обоснованной методики проектирования 3-х
шпиндельных крутильных механизмов.
Методика исследований. Решение задач, поставленных в данной диссертационной работе проводилось теоретическими и экспериментальными методами. Основой работы являлся информационный анализ научных и патентных источников, труды отечественных и зарубежных учёных по технике и технологии текстурирования. Теоретические исследования проводили с использованием положений механики машин, динамики высокоскоростных механизмов. Экспериментальные исследования проводили на опытном образце текстурирующей машины МТ-1Л, установленном в ОАО "Химтекстильмаш" и на стендах в лабораторных условиях. В работе применяли методы планирования многофакторного
( эксперимента. По методике расчета частот собственных колебанш шпинделей составлены программы для ЭВМ.
Научная новизна.
Предложены расчётные схемы и методика определения частоть собственных колебаний шпинделей механизма, а также разработань программы для проведения данных расчётов на ЭВМ. Разработан; программа, позволяющая определить геометрические параметрь шпиндельного узла, обеспечивающие вибрационную устойчивосп механизма при получении заданного числа кручений.
Предложена экспериментально подтверждённая форма сечениз профиля рабочей поверхности фрикционного диска (рабочий профиль і сечении очерчен по дуге окружности, радиус которой равен толщин диска). Данная форма позволяет оптимизировать процесс кручения обеспечить максимальное число кручений при заданном коэффициент! скорости или же обеспечить заданное число кручений при меньшеи коэффициенте скорости.
Предложен способ повышения долговечности полиуретановы: дисков путём введения износостойких добавок.
Исследовано влияние некоторых отечественных замасливателей ні степень набухания полиуретана и даны рекомендации по их применению
С использованием методов математического моделировани: много факторного эксперимента получена модель в виде полином; второй степени, адекватно описывающая процесс кручения нип крутильным механизмом и позволяющая максимизировать числі кручений путём изменения конструктивных параметров механизма.
На основании данных, полученных в ходе выполнени диссертационной работы, разработана методика расчёта и проектиро вания высокоскоростных 3-х шпиндельных дисковых крутильны механизмов фрикционного типа.
Практическая ценность. Теоретические и экспериментальные исследования, положенные в основу данной работы дают возможность конструктору научно обоснованно разрабатывать высокоскоростные крутильные механизмы для текстурирующих машин, выбирая оптимальные параметры, обеспечивающие заданное число кручений и динамическую стабильность механизма при возрастании скоростей текстурирования.
Способ повышения долговечности полиуретановых дисков путём введения износостойких наполнителей (порошков овализованых алмазов или оксида хрома) может быть использован не только при изготовлении фрикционных дисков, но и для других изделий, работающих на истирание.
Реализация результатов работы. Результаты, полученные при выполнении данной работы, переданы ОАО "Химтекстильмаш" (г.Чернигов) и используются при исследовании высокоскоростных крутильных механизмов. Разработанная методика расчёта и проектироваїшя 3-х шпиндельных дисковых крутильных механизмов используется в учебном процессе на кафедре ПМХВ и КОО (МГТА, г. Москва) и на кафедре МА ПХВ (ЧТИ, г. Чернигов). Результаты исследований рекомендуются НИИ, КБ и вузам текстильного профиля для использования при исследовании и проектировании крутильных механизмов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и получили положительную оценку:
- на научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов МГТА им. А.Н.Косыгина, Iі. Москва, 1997 г.;
{
- на заседании кафедры ПМХВ и КОО, МГТА им. А.Н.Косыгина г.Москва, 1997 г.
Публикации. Основное содержание работы изложено в 3 опубликованных статьях.
Объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав выводов и рекомендаций, списка литературы (63 наименования) і приложений (10 страниц). Работа изложена на 186 страница> машинописного текста, содержит 65 рисунков, 21 таблицу.
