Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
В настоящее время перед текстильной промышленностью России стоит задача перехода на использование собственного сырья. В стране работает программа по возрождению производства льняных пряж и тканей. Поэтому, очень актуальным вопросом является разработка новых технологий и оборудования в льняном текстильном производстве, позволяющих снизить себестоимость и повысить качество продукта. Продуктом повышенного качества может быть льняная пряжа малой линейной плотности и малой неровноты по массе и разрывной нагрузке. Такая пряжа позволит получать тонкие льняные ткани и льняной трикотаж.
Снижение себестоимости льняной пряжи возможно за счет уменьшения стоимости оборудования, уменьшения амортизационных отчислений, уменьшения времени обслуживания машин, повышения их КПВ, уменьшения количества ремонтов.
Одними из самых сложных машин прядильного производства являются ровничные машины. Эти машины металлоемки, сложны по конструкции, трудоемки в изготовлении и наладке. Сложность конструкции и наладки розничных машин обусловлена тем, что при наматывании, для поддержания постоянного натяжения ровницы в зоне намотки, необходимо регулировать скорость вращения катушки. Для этого в машине установлены вариатор скорости и дифференциал, механизм передачи движения от дифференциала к катушкам.
Качество ровницы и структура ее намотки на катушку оказывает большое влияние на свойства вырабатываемой из нее льняной пряжи.
Работ, посвященных изучению процесса изменения натяжения ровницы в процессе наработки съема на льняных ровничных машинах, нами не обнаружено. Натяжение и плотность намотки в настоящее время регулируется, путем подбора сменных шестерен.
Как показал анализ работ, посвященных изучению процесса наматывания ровницы на хлопковых ровничных машинах - коноидный вариатор не обеспечивает постоянства натяжения ровницы при наматывании.
Кроме того, существующие механизмы наматывания с принудительным приводом катушек могут обеспечить лишь один вид структуры намотки, а именно, структуру намотки с постоянным шагом укладки витков.
При выработке льняной пряжи мокрым способом прядения, для повышения прядильной способности волокна, применяется химическое облагораживание льняной ровницы. От качества химической обработки льняной ровницы зависит обрывность в прядении, неровнота пряжи по массе и разрывной нагрузке. Качество химической обработки ровницы определяется плотностью намотки ровницы на катушку и распределением плотности по радиусу и образующей катушки. Равномерность плотности намотки, зависит от натяжения наматываемой ровницы, а также от структуры намотки ровницы.
Исследования, посвященные изучению влияния вида структуры намотки на качество протекания процесссв жидкостной обработки (крашение, отбелка и т.д.) показали, что структура намотки ровницы, формируемая на современных льняных ровничных машинах, не являегся оптимальной с точки зрения обеспечения требуемого качества химической обріботки ровницы.
Анализ существующих механизмов наматывания ровницы с принудительным приводом катушек показывает, что все они весьма сложны по кинематике, изготовление и наладка машины с такими механизмами сложна и трудоемка. Кроме того, механизмы с принудительным приводом катушек не могут обеспечить точного выполнения законов наматывания и не позволяют изменять структуру намотки ровницы на катушках. Поэтому вопрос использования механизма наматывания ровничной машины, работающего по другому принципу и лишенного ряда недостатков, присущих механизму с принудительным приводом катушек, актуален.
Данная работа выполнена в рамках научно-технической программы "Русский лен".
Целью настоящей работы является анализ процесса наматывания льняной ровницы и разработка механизма наматывания без принудительного привода катушек с индукционным тормозком для льняных ровничных машин.
В работе были поставлены и решены следующие задачи:
проанализированы существующие механизмы наматывания ровницы;
разработан механизм наматывания льняной ровницы без принудительного привода катушек с индукционным тормозком, позволяющий получать паковки с различной структурой намотки;
проведен теоретический анализ процесса'наматывания ровницы на льняных ровничных машинах с использованием предлагаемого механизма наматывания;
определены законы изменения силы тока в обмотке тормозка, необходимые для поддержания постоянного нгтяжения ровницы в зоне намотки, при наработке съема, и обеспечения синхронного останова катушки и рогульки при останове машины;
разработана адаптивная система управления торможением ровничной катушки, обеспечивающая необходимое изменение силы тока в обмотке индукционного тормозка как в процессе наработки съема, так и в процессе останова машины;
разработана методика определения уровня натяжения ровницы при наматывании ее на льняных ровничных машинах;
проведен сравнительный анализ характера изменения натяжения ровницы при ее наматывании как с применением обычного механизма наматывания, так и с использованием механизма наматывания без принудительного привода катушек;
проведены сравнительные испытания ровницы, полученной при использовании обычного и предлагаемого механизмов наматывания и пряжи из нее, подтвердившие работоспособность предлагаемого механизма;
проведен сравнительный анализ себестоимости ров яичных машин с обычными и предлагаемыми механизмами наматывания.
При выполнении работы использовались теоретические и экспериментальные методы исследования.
Теоретические исследования проводились с применением общих методов теоретической механики, прикладной математики, теории устойчивости, теории дифференциальных уравнений.
Решение и анализ уравнений проводился аналитическим путем и численными методами с использованием ЭВМ (пакет MatnCAD).
При экспериментальных исследованиях использовались методы тензометрии. Для исследования характера изменения натяжения ровницы в процессе наматывания разработано специальное тензометрическое измерительное устройство.
При испытании полученных волокнистых продуктов на предмет определения их качества, использовались стандартные методы и программно-аппаратный комплекс КЛА-2.
Для определения качества химической обработки льняной ровницы использовалась специальная методика.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые:
разработана математическая модель процесса намотки льняной ровницы с использованием механизма наматывания без принудительного привода катушек с индукционным тормозком и определены законы изменения силы тока в обмотке индукционного тормозка, необходимые для обеспечения псстопппсго ;;атх;:;скик ровницы в процессе наматывания;
разработана методика определения уровня натяжгния льняной ровницы в процессе ее наматывания.
В результате выполненных исследований:
- разработан новый механизм наматывания льняной ровницы, позволивший нама
тывать ровницу с постоянным натяжением и формировать крестовую структуру
намотки ровницы, способствующую лучшему протеканию процесса химической обработки;
даны рекомендации по модернизации льняных ровничных машин, которые могут быть использованы конструкторскими бюро при проектировании новых ровничных машин;
разработана адаптивная система управления силой тока в обмотке индукционного тормозка;
разработано устройство для измерения натяжения ровницы при наматывании ее на льняных ровничных машинах;
результаты работы приняты к использованию в разработках Костромским СКБТМ.
Основные результаты работы были доложены и получили положительную оценку:
на всероссийской научно-технической конференции "Текстиль-97","Текстиль-98" МГТА, Москва 1997-98ГТ.
на международной научно-практической конференции " Комплексное использование волокнистого сырья при производстве товаров широкого потребления", Ташкент 1997-98ГГ.
на конференции "Теория и практика разработки оптимальных технологических процессов и конструкций в текстильном производстве (Прогресс - 97)", Иваново 1997г.
на всероссийской конференции молодых исследователей, МГТА, Москва 1996г.
на международной научно-технической конференции "Лен - 96","Лен - 98", Кострома 1996-98ГГ.
на всероссийском семинаре по теории машин и механизмов Российской академии наук (Костромской филиал) 1997г.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 11 работ.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературных источников, приложений. Диссертационная работа изложена на !оГ страницах машинописного текста, содержит Зо рисунков и (2, таблиц.
Похожие диссертации на Разработка механизма наматывания без принудительного привода катушек льняной ровничной машины
