LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Наукові основи проектування пристроїв стабілізації натягу ниток основи в'язальних машин

щодо розробки наукових основ проектування високочастотних пасивних СДННО.

На основі аналізу тенденцій удосконалення пасивних СДННО запропоновано новий напрямок створення високочастотних СДННО, що полягає у виконанні на поверхні пружних консольних монопластин наскрізних вирізів. Мета виконання наскрізних вирізів полягає в максимально можливому зменшенні приведеної до скала маси при мінімально можливому зменшені приведеної до скала жорсткості СДННО. Аналіз можливих форм наскрізних вирізів показав, що бажаного результату можна досягти за рахунок трикутних вирізів, в яких висота повернута до місця кріплення пластин, а основа паралельна скалу (рис.3).






Рис.3. Високочастотний СДННО: 1-нитки основи; 2-пружна монопластина; 3-скало; 4-наскрізні трикутні вирізи

З метою оцінки можливостей підвищення частоти власних коливань пасивних СДННО за рахунок наскрізних вирізів було виконано цикл експериментально-аналітичних досліджень.

Для розробки математичної моделі була запропонована розрахункова схема високочастотного СДННО з наскрізними вирізами (рис.4), при цьому прийняті наступні позначення: ширина пластини - 2, довжина (виліт) - і товщина - . На пластині виконано наскрізних трикутних вирізів, що розміщені симетрично відносно середини пластин (осі ординат).







Рис.4. Розрахункова схема високочастотного СДННО: 1-пружна монопластина; 2-наскрізні трикутні вирізи


У вибраній декартовій системі координат диференціальне рівняння руху пластини, що коливається, має вигляд:


(15)


де - відхилення точки з координатами () від положення рівноваги;

- щільність матеріалу пластини;

- циліндрична жорсткість пластини;

- модуль Юнга;

- коефіцієнт Пуасcона матеріалу пластини;

- інтенсивність зовнішнього навантаження.

У випадку вільних коливань .


Точні розв'язки по визначенню частоти власних коливань відомі для досить вузького класу задач, до якого дана задача не входить, тому для її розв'язання використано метод Рітца, згідно якого кінетична і потенційна енергії пластини при її коливаннях повинні задовольнити оптимальній умові:


(16)

Потенційна енергія пластини визначена за формулою:


(17)

де - область, що займає пластина.

Кінетична енергія пластини визначена за формулою:


(18)


Переміщення точок пластини знайдено у вигляді розкладення в подвійний ряд:


(19)

де


З врахуванням виразів для потенційної (17) і кінетичної (18) енергій пластини, а також виразу (19) для переміщення точок пластини з рівності (16) одержано:

(20)


Підставляючи вирази для і у рівність (20), після перетворень одержано рівняння для визначення частоти власних коливань пластини:


(21)


Методика визначення невідомих постійних та інших наведена в дисертаційній роботі.

Одержана математична модель і розроблена на її основі програма розрахунків дозволили оцінити ефективність виконання наскрізних вирізів при розробці високочастотного пасивного СДННО.

В процесі чисельного аналізу впливу наскрізних трикутних вирізів на частоту власних коливань пасивного СДННО встановлено, що:

- виконання наскрізних трикутних вирізів в пружній монопластині дозволяє суттєво збільшити частоту власних коливань пасивного СДННО, при цьому в області рівного опору пластин, коли кут при вершині трикутніх вирізів дорівнює 900 - "кут розкриття", збільшення частоти власних коливань перевищує рівень 40%;

- починаючи зі значень "кута розкриття" при вершині трикутних вирізів, близьких 600, подальше його збільшення не приводить до значного збільшення частоти власних коливань пасивного СДННО з наскрізними вирізами;

- значення величини ширини смуги для формування скала суттєво впливає на частоту власних коливань пасивного СДННО з наскрізними вирізами, при цьому бажано максимально зменшити ширину смуги для формування скала з врахуванням умов забезпечення достатньої жорсткості скала.

Достовірність результатів аналітичних досліджень перевірена циклом експериментальних досліджень, в результаті яких встановлено, що максимальна відносна похибка результатів аналітичних досліджень не перевищує 2,86%.

В шостому розділі наведено дослідження щодо розробки наукових основ проектування пасивних вагових ССННО.

Розроблена за призначенням, принципом дії, конструктивними особливостями та з врахуванням тенденцій розвитку технічних систем трирівнева класифікація СННО в'язальних машин, показала можливість створення високоефективних вагових пасивних ССННО.

Запропонована принципова схема вагового ССННО зображена на рис.5. Встановлений між навоєм 1 і скалом 2 стабілізатор середнього натягу ниток основи включає вал 3, на кінцях якого закріплено диски 4, а ближче до кінців вала 3 закріплено важелі 5 з дисками 6 на кінцях і важіль 7, що функціонально зв'язує вал 3 через датчик 8 з механізмом подачі ниток основи. На валу 3, рівномірно по всій довжині, закріплено кронштейни 9, на вільних кінцях яких, з можливістю обертатися, встановлено роликове скало 10, що огинається нитками основи 11. Робоча (активна) зона стабілізатора обмежена нитконапрямними балочками 12 і 13, які жорстко або з можливістю обертатися встановлені на станині в'язальної машини.





Рис.5. Ваговий ССННО: 1-навій; 2-скало СДННО; 3-вал; 4, 6-диски; 5, 7-важилі; 8-дитчик; 9-кронштейни; 10-скало ССННО; 11-нитки основи; 12, 13-напрямні балочки


Працює ваговий ССННО наступним чином. При зміні з навою 1 величини подачі ниток основи 11 скало 10 під дією натягу ниток основи, з одного боку, і сили від обертового моменту, що створюється ваговими дисками 6, з іншого боку, переміщується, компенсуючи зміни подачі ниток основи, при цьому вагові диски 6 закріплені кронштейнами 9 на валу 3 так, що в різних положеннях скала 10 сила дії обертового моменту змінюється таким чином, що натяг ниток основи не змінюється.

Для оцінки ефективності стабілізації середнього натягу ниток основи запропонованим ССННО виконано послідовно цикл досліджень - статичних, динамічних, експериментальних.

В процесі статичних досліджень виконана оптимізація робочих параметрів ССННО (без врахування інерційних сил), що забезпечують мінімальне коливання середнього натягу ниток основи при встановлених відхиленнях в подачі основи.

Запропонована розрахункова схема вагового стабілізатора середнього натягу ниток основи представлена на рис.6 у вигляді плоскої моделі, що включає скало 1, закріплене з можливістю обертатися на кронштейнах 2, балочки 3 і 4, що огинаються нитками основи 5.


Рис.6. Розрахункова схема вагового ССННО: 1, 3 - направляючі балочки; 2 - нитки основи; 4 - скало; 5 - кронштейн скала; 6 - кронштейн вагових дисків


При цьому прийнято наступні припущення:

- нитки основи сприймають тільки пружні деформації;

- вага скала 1 і кронштейнів 2 врівноважені противагами;

- коефіцієнт тертя в підшипниках стабілізатора наближається до 0.

В процесі