Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ многовалковых машин для непрерывной обработки ткани и устройств стабилизации ее натяжения
1 1. Краткий обзор оборудования для обработки ткани и анализ многовалковых зон ее транспортирования
1 2. Принципы построения приводных устройств многовалковых зон транспортирования ткани
1 3 Математические модели процесса транспортирования ткани в многовалковой зоне обработки
1 3 1 Математическая модель многороликовой зоны обработки ткани бе 5 ччета ее вязких свойств
1 3 2 Особенности учета вязко) пругих свойств ткани при разработке ее математической модели
1 4 Анализ устройств централизованной компенсации
технологических возмущении в роликовой зоне
Выводы
2 Исследование процесса транспортирования ткані iв многовалковых зонах обработки .
2 1 Особенности статической модели зоны деформации ткани с учетом ее реологических свойств и действующих возмущений
2.2. Связь вытяжки и натяжения полотна в зоне деформации
2 3. Математическая модель одномассовой зоны деформация с учетом технологических возмущений
2.4. Исследование динамических характеристик зоны
обработки ткани с учетом технологических возмущений
Выводы
3. Стабилизация натяжения ткани в многомассовых зонах обработки 100
3.1. Стабилизация натяжения ткани на входе зоны обработки 100
3.2. 0 требовании к быстродействию устройства стабилизации натяжения ткани в зоне деформации . 107
3 3. Особенности стабилизации натяжения ткани в многороликовой зоне обработки 113
3 4 Математическая модель петлеобразователя с учетом
вязкоупругих свойств ткани 121
Выводы . 128
4 Моделирование устройств стабилизации натяжения ткани в многовалковых машинах 129
4 1 Разработка математической модели устройства сгаби шзацпи натяжения ткани в мноювалковой машине L централизованной компенсацией сосредоточенных возмещении 130
4 2 Стаби ипация натяжения ткани в многомассовой зоне обработки 140
4 3 Моделирование пары трения «ткань-ролик» в динамическом режиме работы . 151
Выводы . 160
5 Экспериментальные исследования устройства стабилизации натяжения ткани 161
5 1. Описание экспериментальной установки 161
5.2. Определение параметров элементов экспериментальной установки 165
5.3. Технические параметры приводного устройства экспериментальной установки 170
5.4. Экспериментальное исследование натяжения ткани при пуске двигателей экспериментальной установки 174
Выводы по работе 184
Литература
- Принципы построения приводных устройств многовалковых зон транспортирования ткани
- Математическая модель одномассовой зоны деформация с учетом технологических возмущений
- 0 требовании к быстродействию устройства стабилизации натяжения ткани в зоне деформации
- Стаби ипация натяжения ткани в многомассовой зоне обработки
Введение к работе
ВВЕДЕНИЕ Качество готовой ткани определяется соответствием ГОСТ ее физико-механических свойств, существенное влияние на которые оказывают операции отделки.
На всех этапах отделки, где применяется оборудование для транспортирования ткани в расправленном виде, она в большей или меньшей степени подвергается вытяжке. При этом постепенное накопление необратимых деформаций в материале в процессе транспортирования в итоге приводит к значительному снижению потребительских свойств как самой ткани,так и изделий из нее
За период активного использования в текстильной промышленности оборудования для непрерывной обработки ткани достигнуты значительные у спечи в устранении влияния неблагоприятных факторов и прежде всего сіп сосредоточенного и распределенного трения, возникающих в процессе транспортирования полотна через многовалковые устройства на ее вытяж-к\
При этом проблема решалась как в процессе рационального конструирования тканеведущич машин, так и разработки средств автоматического контроля и управления натяжением полотна Здесь известны работы профессоров Кузнецова Г К, Мигушова И И, Смирнова В И, Хавки-на В П , Расторгуева А К , Фомина Ю Г , Тарарыкина С В , Самсоно-ва В С и др
Успехи химической технологии и развитие современных средств автоматизации открывает перспективу дальнейшего совершенствования технологического оборудования и увеличения его рабочих скоростей
В этих условиях решение задачи стабилизации натяжения и уменьшения вытяжки ткани в многовалковых машинах осложняется возрастанием действующих на полотно сил трения, компенсация которых требует решения комплекса исследовательских и технических задач.
Особенно ощутимое действие натяжения полотна наблюдается при проводке его через промывные и пропиточные многороликовые ванны, а также устройства, оборудованные различного рода интенсификаторам (спрыски, циркуляторы, многогранные ролики и т.п.). Наличие жидкостнс го трения при большой скорости движения ткани вызывает ее недопусп мую вытяжку. Если после этого ткань подвергается сушке, то вытяжк фиксируется. В то же время в динамическом режиме работы многороликс вой зоны (во время пуска и торможения) происходит локальное ослабле ниє натяжения ткани внутри зоны вплоть до образования складок и петель Жидкостное трение, усиливая причины возникновения этих явлений, при водит к скольжению полотна по роликам, образованию "водяного клина между роликом и тканью, неблагоприятно влияющим на процесс ее транс портирования.
Стабилизации натяжения полотна на приемлемом уровне способст вовало введение замкнутых систем его регулирования с петлеобразовлте тями на входе технологической многовалковой зоны, а также применение приводных роликов в зонах обработки полотна
Известные здесь технические решения [1] реализуют принцип централизованного регулирования приводных моментов направляющих ротиков, не позволяющий, как правило, контролировать уровень натяжения по-ютна внутри зоны обработки В этой связи натяжение ветвей пототнл ме-/кд роликами оказывается зависимым от разброса сил сосредоточенного трения роликов в обрабатывающей среде и трения в их цапфах, что должно учитываться выбором соответствующих частот вращения роликов и натяжения ткани на входе в зону обработки таким образом, чтобы исключить недопустимое образование ее складок ткани.
Здесь необходимо отметить, что ослабление натяжения полотна до значения, при котором возможно образование его складок, должно рассматриваться как первое ограничение в системе регулирования натяжения полотна, так как оно приводит к нарушению условия его транспортирования по валам и направляющим роликам оборудования, к останову последнего и браку продукции. В процессе работы оборудования возможно кратковременное увеличение натяжения полотна выше уровня, обусловленного его допустимой вытяжкой. При этом второе жесткое ограничение соответ ствует разрывному натяжению полотна.
Требование к динамическим характеристикам устройств стабилизации натяжения полотна, и прежде всего к его быстродействию, повышается с уменьшением заданного натяжения, то есть по мере приближения к первому ограничению, что связано в свою очередь с необходимостью снижения вытяжки полотна. При этом возрастает вероятность образования складок полотна в связи с естественной вариацией сил сосредоточенного трения, действующих на направляющие ролики.
Все это обусловливает необходимость построения устройства стабилизации натяжения полотна внутри многороликовой зоны обработки Устройство стабилизации натяжения ткани в зоне многовалкового механизма (МВМ) работает в условиях естественной вариации его параметров, обновленных сменой артикула обрабатываемой ткани, а также изменением скорости ее транспортирования Это обусловливает необходимость иссіе-дования зоны обработки с учетом транспортирования через нее полотна с различными физико-механическими свойствами При этом практические ценность могут иметь рекомендации по выбору параметров устройства стабилизации натяжения полотна, обеспечивающих его малую чувствительность к указанным вариациям параметров, а также универсальные математические модели, учитывающие основные технопогические параметры и ориентированные на использование их в процессе анализа и синтеза устройства стабилизации натяжения полотна в МВМ.
В поточной линии полотно проходит последовательно через несколько агрегатов с МВМ. Локальные устройства стабилизации натяжения, входящие в состав МВМ, оказывают влияние друг на друга через транспортируемую ткань. В динамических режимах в зависимости от числа роликов МВМ, а так же от влияния технологических возмущений возникает необходимость определения минимально возможного натяжения на входе в зону транспортирования, которое обеспечивало бы отсутствие недопустимого снижения натяжения полотна в зоне его обработки. Установлено, что вязкоупругие свойства ткани, существенно влияют в современных поточных линиях на ее остаточную деформацию, что позволяет сформулировать дополнительные требования к построению устройств стабилизации ее натяжения в многовалковых машинах. Это вызвано тем, что несмотря на стабилизацию этого важного технологического параметра на входах многовалковых машин, работающих в составе поточной линии, при последовательном их прохождении полотном приобретаемая под действием распределенных и сосредоточенных сил трения деформация не устраняется на участках регулирования натяжения, но непрерывно нарастает по мере движения ткани
С учетом изложенного иелью диссертации являются совершенствование устройств стабилизации натяжения ткани в многовалковых машинах, направленное как на уменьшение ее вытяжки и повышение качества готового продукта, так и на повышение производитечьности оборудования
В соответствии с поставленной целью в работе решены следующие шдпчи
1 Выполнить анализ многовалковых машин для непрерывной обработки ткани, устройств стабилизации ее натяжения и разработать математические модели многороликовых зон с )четом вязкоупругих свойств ткани
2 Выявить связь вытяжки и натяжения ткани в процессе ее транспортирования в многороликовой зоне с учетом действующих сил сосредоточенного и распределенного трения,
3 Установить соотношение параметров ткани и скорости ее движения в роликовой зоне, при которых отсутствует недопустимое ослабление натяжения.
4. В результате анализа устройств стабилизации натяжения ткани в многомассовых зонах обработки выявить принципы их рационального построения с учетом требований к быстродействию и вытяжке полотна. Объект исследований - многовалковые текстильные машинь предназначенные для непрерывной обработки ткани в расправленном виді
Методы исследований. В работе выполнены теоретические экспериментальные исследования.
В теоретических исследованиях использованы методы дифференци ального и интегрального исчислений, теория графов, структурные, опера торные и частотные методы анализа сложных динамических систем, мето ды математического моделирования их на ЭВМ.
Проверка основных теоретических положений выполнена на экспе риментальном стенде, представляющем собой физическую модель двух машинного агрегата, обеспечивающего процесс транспортирования ткани
Научная новизна и положения, выносимые на защиту
1 Математическая модель зоны обработки ткани, учитывающая ей вязко) пругие свойства и действующие в процессе ее обработки силы распределенного и сосредоточенного трения
2 Установленная зависимость натяжения ткани от скорости ее движения в многовалковой машине, а также соотношение скоростей роликов с \ четом ограничения, накладываемого вязкоупр гими свойствами полотна и констр\ктивными параметрами зоны
3 Установленная пилообразная форма распределения натяжения ткани вдоль зоны ее обработки, обусловленная распределенными по длине полотна силами трения, вызывающими непрерывное увеличение вытяжки полотна даже в условиях полной компенсации сосредоточенных сил трения.
4 Выявлено в результате анализа процессов деформации ткани в многовалковой машине соотношение ее параметров и устройства стабилизации натяжения полотна, исключающее его недопустимое ослабление.
Практическая значимость работы
Практическая значимость полученных в работе результатов заключается в следующем: 1. Разработанная математическая модель многовалковой зоны обработки с учетом вязкоупругих свойств ткани и действующих на нее сил распределенного и сосредоточенного трений позволяет рассчитывать натяжение и деформацию полотна в практике проектирования многовалковых машин.
2. Применение разработанных принципов рационального построения устройств стабилизации натяжения ткани в многовалковых машинах открывает возможность повышения рабочих скоростей оборудования и уменьшения вытяжки полотна.
3 Разработанные методики выбора минимального по условиям отсутствия складкообразования натяжения ткани на входе многовалковой машины, а также оценки влияния параметров роликовой зоны позволяют \меньшить вероятность неконтролируемого снижения натяжения ткани вн\три многовалковой машины и повысить качество готового продукта
Реализация результатов работы
Разработанные математические модели процессов транспортирования гкани, методики их расчета, а также рекомендации по настройке устройств компенсации сосредоточенных и распределенных технологических возм\щений приняты к использованию при проектировании и наладке приводных устройств поточных линий для обработки ткани в ОАО «Ив-НИІ [Электропривод» (г Иваново)
Результаты работы нашли применение в учебном процессе при подготовке инженеров (специальность 180400), бакалавров и магистров (направление 551300) Ивановского государственного энергетического университета.
Принципы построения приводных устройств многовалковых зон транспортирования ткани
Технологическое оборудование, реализующее способ обработки ткани в расправленном виде, имеет небольшое число машин различных типоразмеров. Компоновка машин, их конструкция и скоростные режимы определяются физико-механическими свойствами обрабатываемых тканей, при этом связь между машинами осуществляется через петлеобразователь или непосредственно через полотно.
Движение материала обеспечивается отжимными валковыми парами и тканенаправляющими роликами. В первых за счет упругого скольжения, обусловленного деформацией валов в зоне их контакта, возможно отклонение линейной скорости движения полотна в зависимости от усилия их прижима.
Уменьшение натяжения полотна в многороликовых зонах обработки, как правило, достигается применением приводных устройств роликов, обеспечивающих компенсацию сил трения в их цапфах и сил сопротивления их вращению в обрабатывающей среде.
При относительно небольшом числе роликов, например, в ваннах УВ-120, все ролики могут быть неприводные (табл. 1.3,1). Движение полотна обеспечивается в этом случае отжимной парой УО-120, и действующие в зоне обработки силы трения увеличивают натяжение полотна.
Наиболее простым решением приводного устройства роликов является кинематическая связь их осей с ведущей отжимной парой (табл. 1.3, 2), как это выполнено, например, в мойных аппаратах МА-8Л80, а также машине TO-I80-I, установке ванны УО-120-5, запарном аппарате 3-120-1, кислотной коробке с зрельником КЗ-120 и некоторых других машинах.
Более современными приводными устройствами направляющих роликов следует считать привод от гидротурбинных [9] (табл. 1.3, 3), а также от асинхронных моментных двигателей [10, 11, 12] (табл. 1 3,4) Возможность регулирования компенсирующего трение роликов момента этих двигателей позволяет уменьшить натяжение полотна.
Известны также варианты привода роликов от двигателя постоянного тока с введенным в цепь якоря добавочным сопротивлением и регулированием момента на валу изменением потока возбуждения двигателя Указанные устройства имеют незначительное изменение развиваемого ими компенсирующего вращающего момента от частоты вращения, благодаря чему обеспечивается компенсация моментов трения в цапфах роликов только в рабочем диапазоне регулирования скорости.
К наиболее совершенным устройствам компенсации сил трения роликов в обрабатывающей среде следует отнести приводные устройства, использующие принцип замкнутой системы регулирования. Известна реализация этого принципа на элементах пневматики и электропривода [13, 14,15,48,49,62,64,66,68,69,76].
В первом устройстве [13,14] (табл. 1.3,5) имеется кинематическая связь отжимной пары I с направляющими роликами 2. Здесь с помощью цепной передачи 3 и фрикционных муфт 4 обеспечивается передача вращающего момента от отжимных валов 1 на оси роликов в зависимости от регулирующего нажатия на диски муфт, осуществляемого с помощью камеры 5, давление воздуха в которой регулируется в функции натяжения полотна на выходе из роликовой зоны.
Во втором устройстве [6, 15] оси верхнего ряда роликов I жестко связаны с валом двигателя М (табл. 1.3, 6), напряжение на котором регулируется с помощью преобразователя U и подаваемых на его вход сигнала F-}, задающего натяжение полотна 2 на выходе роликовой зоны, и сигнала обратной связи F, снимаемого с датчика натяжения 3.
Оба устройства реализуют принцип централизованного регулирования моментов роликов и. практически не уменьшают натяжение полотна, обусловленное трением его в обрабатывающей среде, которое существенно возрастает при увеличении скорости его движения. Кроме того, принудительная синхронизация линейных скоростей роликов в условиях возможных неконтролируемых усадочных деформаций полотна может привести к его недопустимому складкообразованию или вытяжке Это возможно и при отклонениях моментов трения роликов, вызванных разладкой подшипниковых узлов
Как показано в [15], единственной мерой борьбы с недопустимым образованием складок полотна в этом случае является увеличение натяжения на входе зоны деформации, что отрицательно сказывается на потребительских свойствах готового продукта.
С целью компенсации неблагоприятного действия на процесс движения ткани и ее натяжение неконтролируемых возмущений (усадка полотна, отклонение моментов трения в цапфах роликов и параметров кинематических звеньев) применяют скользящую посадку рубашки ролика на ось (так называемый "полуприводной" или фрикционный ролик). При этом частота вращения оси ролика жестко задается ведущей отжимной парой, а его рубашка может свободно вращаться на оси. За счет некоторого опережения оси ролика относительно рубашки, частота вращения которой определяется движущейся тканью, компенсируется трение в цапфах ролика, что приводит к уменьшению натяжения полотна.
Математическая модель одномассовой зоны деформация с учетом технологических возмущений
В процессе обработки ткань подвергается действию натяжения вдоль основы При продольном растяжении она изменяет свои размеры [33, 54, 55], и кривые растяжения полотна в направлении основы и тка подчиняются зависимости. F = dz", где F- растягивающее усилие, Н, є - относительное удлинение, d, п - некоторые постоянные, определяемые экспериментально. По мере увеличения натяжения коэффициент упругости ткани возрастает быстрее, чем одной нити, что определяется волнообразной формой утка и основы.
О механических свойствах волокон и тканей, в частности, о влиянии на них растягивающих сил обычно судят по характеристикам, получаемым в момент разрушения волокон [33, 56]. Поскольку в процессе обработки ткани волокна растягиваются вдоль основы, то обычно при оценке технологических характеристик полотна пользуются двумя показателями: прочностью при растяжении и полным разрывным удлинением.
При обработке ткани возникающая в волокнах деформация проявляется в виде трех составляющих: упругой, эластической и пластической [56]. Если первая распространяется со скоростью звука в материале после приложения нагрузки и также быстро исчезает после ее снятия, то эластическая и пластическая деформации связаны с процессами релаксации полотна.
Величина упругой составляющей деформации по отношению к эластической и пластической тем больше, чем меньше нагрузка на полотно и время ее действия.
В диапазоне предпочтительных относительных удлинений ткани (2-3 %) можно считать [56], что основная доля деформации (до 80 %) представляет упругую составляющую и высокоэластическую с периодом релаксации волокна не более одной мин ты В общем случае можно говорить о среднем значении модуля упругости и вязкости полотна, так как в практических условиях нет необходимости разделять упругую и высокоэластическую составляющие деформации ввид того, что спектр времен релаксации занимает короткие промежутки времени. С четом этого допущения полотно может быть представлено моделью Кельвина-Фойгта [33, 37, 39, 40, 41, 57] с параллельно соединенными упругим и вязким звеньями (рис 2.5), для которой справедливо уравнение деформации: F = zE r\—, (2 16) dt где Е- приведенный к ширине полотна модуль упругости, Н, х\ -коэффициент вязкости полотна, Н-с. Представим (2.16) в операторной форме при нулевых начальных услови d ях, приняв — = s: dt F = zE + r\sz. (2.17) Введем понятие комплексной жесткости полотна a =E + j( r\,примем s = / и представим натяжение и относительное удлинение векторными величинами F и а на комплексной плоскости. Тогда F = GE. (2.18) Здесь а представляется на комплексной плоскости (рис.2.5) в виде вектора, имеющего модуль і і \75 Т a = V +X" , (2.19) где х = Щ и фазу о Е w = arccos —. (о од)
Анализ (2.19) показывает, что в общем случае жесткость полотна зависит от частоты приложенного к элементу Кельвина-Фойгта возмущения. При этом натяжение полотна возрастает с увеличением скорости или частоты изменения его деформации
С целью анализа процесса стабилизации относительного удлинения полотна в зоне его деформации рассмотрим функциональную схему, представленную на рис 2 6 Здесь ЭП-1 и ОП-2 условно обозначены приводные устройства ведомой и ведущей валковых пар Они включают в себя приводные двигатели постоянного или переменного тока и питающие их усилители мощности, охваченные обратными связями, обеспечивающими стабилизацию частот вращения двигателей [6].
Традиционно считается, что стабилизация натяжения полотна F на уровне, определяемом задающим сигналом Uzf, обеспечивает постоянство относительного удлинения и вытяжки полотна. Покажем, что это выполняется при неизменности деформационных свойств полотна.
Для простоты анализа приводное устройство представим апериодическим звеном с коэффициентом усиления км и постоянной времени Ти. В нашем случае такое допущение можно считать приемлемым, так как основным объектом анализа является зона деформации полотна, имеющая, как правило, частоту пропускания на порядок меньше частоты пропускания приводного устройства.
На рис.2.6 введены следующие обозначения: vi - линейные скорости движения полотна на входе и выходе зоны деформации, м/с; U2p, биоэлектрические сигналы, задающие натяжение полотна в зоне деформации и скорость его движения, В; кр- коэффициент усиления в цепи обратной связи по натяжению, В/Н.
Соответствующая функциональной схеме системы стабилизации натяжения полотна структурная схема представлена на рис 2.7. Здесь приводное устройство ЭП-1 представлено апериодическим звеном с коэффициентом усиления Ам и постоянной времени 7М, а транспортируемый материал — апериодическим звеном с коэффициентом усиления к%Е и постоянной времени 7Т = А, /, где ks = \iv\.
0 требовании к быстродействию устройства стабилизации натяжения ткани в зоне деформации
Важнейшим параметром, характеризующим процесс обработки ткани врасправку на поточной линии, является ее натяжение, минимальное значение которого выбирается из условия отсутствия складкообразования. Обработка полотна при больших натяжениях не целесообразна, так как увеличивает его остаточную деформацию, снижающую потребительские свойства продукта.
Минимальный уровень натяжения ткани с учетом заданного ограничения зависит от быстродействия приводного устройства, конструктивных особенностей тканеведущих узлов, а также деформационных свойств материала.
Сформулированное в [80] в виде критерия (10) требование к быстродействию системы автоматического регулирования натяжения полотна, связывающего его относительное длинение, длину в зоне деформации и интеграл от разности скоростей валковых пар на входе и выходе зоны деформации, не позволяет учесть параметры устройства стабилизации натяжения.
Рассмотрим устройство стабилизации натяжения ткани (рис.3.4), включающее тканеведущие валковые пары 1 и 2 и петлеобразователь 3 полотна, измерительный ролик которого связан с преобразователем BF, а также регулятор натяжения с коэффициентом передачи Rp, на вход которого поданы сигналы обратной связи по натяжению Up и задающий C/3F Систему электропривода ЭП1 представим апериодическим звеном с передаточной функцией [60]
Допустимость такого представления подтверждается близкой к апериодической оптимальной настройкой контура регулирования частоты вращения приводного двигателя в системе электропривода постоянного тока с подчиненным регулированием координат [81]. При этом для оптимизированной на технический оптимум системы Гпу является некомпенси / Р 7 Дв рованнои постоянной времени контура скорости %y=—, где лр= . кс 2/р
Дв - диаметр ведущего валка, м; г р - передаточное отношение редуктора; кс - коэффициент усиления обратной связи по частоте вращения двигателя, В-с/рад.
Анализ выполним для системы с петлеобразователем, жесткость упругого элемента которого на порядок превышает жесткость обрабатываемого материала. Такой петлеобразователь может рассматриваться как датчик натяжения с малым перемещении измерительного ролика [82] При этом малый запас полотна в петлеобразователе обусловливает повышенные требования к быстродействию приводного устройства в связи с отсутствием канала прямого регулирования натяжения [46] (рис 3 4). В этом случае передаточная функция датчика натяжения с учетом введенных в [82] обозначений имеет вид: Hf{s) = . - = (3 7)
Работу устройства стабилизации натяжения, структурная схема которого представлена на рис.3.5, рассмотрим в наиболее характерном для него режиме компенсации скоростного рассогласования рабочих органов ведущей и ведомой машин, вызванного уменьшением скорости vi в связи с возрастанием нагрузки двигателя или действием на него других возмущающих факторов. Совершенно очевидно, что запаздывание компенсирующего действия скорости vi является причиной уменьшения натяжения полотна. При этом, чем меньше уровень его задания /3F тем более быстродействующим должно быть приводное устройство ЭП-1.
Обозначим к3=кукгкрЕкщЯр - коэффициент усиления контура замкнутого по натяжению приводного устройства (рис. 3.4), передаточная функция которого имеет вид: (3.8) H3(s) = TjTnyS +(7 + 7 )5 + 1 + 3 [ІГу yj-riuyjo -г і-г 2
Анализ знаменателя (3.8) позволяет установить соотношение параметров устройства, соответствующее границе апериодического процесса стабилизации натяжения при отработке скоростных возмущений: (Гт + Гпу ГтГпуО + з). (3.9) При имеющем месте на практике соотношении Гпу « Гт примет вид: Гт»4Гпу(1 + 3) (ЗЛО)
С целью предварительной оценки резерва времени на регулирование натяжения при возникновении скоростного рассогласования рассмотрим процессы в разомкнутом по натяжению устройстве его стабилизации (kF=0) Пусть выходная скорость VT уменьшается от начального V2H ДО некоторого конечного voK значения, то есть получает приращение Ду2 = V2H V2K (рис 3.6), обусловленное, например, изменением статического момента электродвигателя приводного устройства ЭП-2, a v\ = const.
Стаби ипация натяжения ткани в многомассовой зоне обработки
В процессе непрерывной обработки текстильного полотна в многороликовой машине оно подвергается деформации вдоль основы под действием сосредоточенных и распределенных технологических возмущений При этом для исключения складкообразования полотна его натяжение F0 на входе в зону обработки при скорости, равной нулю, должно быть таким, чтобы натяжение Fn на выходе было положительным, то есть для зоны с неприводными роликами где Мтр, - момент трения в цапфах /-го ролика, Н-м; Rp, - радиус /-го ролика, м. Задаваемое в соответствии с (4.11) натяжение в начале зоны обработки при традиционном расположении петлеобразователя на сбегающей с ведомых валков ветви полотна тем больше натяжения Fn, чем больше роликов в зоне и больше моменты сопротивления их вращения. При этом натяжение ткани на входе в роликовую зону больше, чем на выходе, что иллюстрирует эпюра а натяжений (рис.4.6).
При увеличении скорости движения полотна моменты сопротивления вращению роликов, создаваемые как сосредоточенными так и распределенными силами трения полотна в обрабатывающей среде, увеличивают его натяжение, которое возрастает от входа к выходу зоны обработки в соответствии с эпюрой б (рис.4.6) до значения п Fn=nH ( Рс + У Е1, (4.12) Rr где V2 - скорость движения полотна на выходе зоны обработки, м/с.
При этом натяжение транспортируемого полотна на участке зоны обработки, представленное эпюрой в (рис 4 6) складывается из натяжения от действия петлеобразователя (4 11) и натяжения, создаваемого в процессе движения F0 полотна силами сосредоточенного и распределенного трения (эпюра в).
Оптимальным следует считать режим работы, при котором натяжение полотна, задаваемое на входе в зону обработки петлеобразователем изменяется в функции скорости его движения. При этом натяжение F0 на входе зоны обработки должно уменьшаться с ростом скорости движения полотна, а минимальное его значение определяется разбросом технологических возмущений на различных участках зоны в соответствии с условием [15]: п —а,если п-четноечисло; п 1) 4-13 а, если л-нечетное число, ч M)min ч4 An где а = (рттах_рттіп); ерт = єр+єТ zv& относительные удлинения, возникающие в результате трения соответственно роликов и ткани в обрабатывающей среде.
Управление натяжением F0 может быть программным или непрерывным под контролем натяжения Fn на выходе зоны. При этом на остановленной машине, воздействуя на входное натяжение F0, устанавливают необходимое значение натяжения Fn на выходе из зоны. По мере разгона машины возрастающее натяжение Fn стабилизируют снижением натяжения F0, уменьшая его до значения, определяемого (4.13). В случае приводных роликов натяжение F0 является единственным управляющим воздействием, обеспечивающим необходимые условия движения полотна без складок внутри многовалковой машины. При этом возмущения, действующие на полотно внутри роликовой зоны и вызванные неточностью кинематических узлов, могут приводить к недопустимому ослаблению натяжения полотна на отдельных ее участках. Несмотря на компенсацию сосредоточенных возмущений в этом случае, обеспечиваемую приводным устройством верхнего ряда роликов, действие распределенных возмущений приводит к накапливанию остаточных деформаций, а при усадке полотна появлению недопустимых натяжений
При жесткой кинематической связи роликов имеется возможность компенсировать действующие на них силы сосредоточенного трения и, таким образом, уменьшить натяжение транспортируемого материала.
Выполним анализ переходных процессов деформации полотна в роликовой зоне, функциональная схема которой приведена на рис.4.7 Здесь транспортирование полотна 1 в роликовой зоне обработки осуществляется валковыми парами 2 и 3, кинематически связанными через редукторы, имеющими передаточные отношения /), /з с валами электродвигателей Ml и МЗ. Ролики 4 получают вращение от вала электродвигателя М2 через редуктор, имеющий передаточное отношение и.
Похожие диссертации на Совершенствование устройств стабилизации натяжения ткани в многовалковых машинах
