Усовершенствование конструкции рифленной цилиндра

АННОТАЦИЯ

В статье изучени поля сил трения и конструкции выпускного цилиндра вытяжных приборов, влияние конструкции валиков и рифленого цилиндра на поле сил трение. Предложены новые конструкции рифленого цилиндра, улучшающие поле сил трения.

ABSTRACT

In the article, the study of the field of friction forces and the design of the exhaust cylinder of drafting devices, the effect of the design of rollers and corrugated cylinder on the field of friction forces. New designs of a corrugated cylinder are proposed that improve the field of friction forces.

Ключевые слова: вытяжной прибор, рифленой цилиндр, нажимной валик,   поле сил трения, линия зажима, резиновые покрытия.

Keywords: drafting system, grooved cylinder, pressure roller, friction force field, clamping line, rubber covers.

В существующих системах прядения при переработке нату­ральных, искусственных и синтетических волокон в пряжу основ­ной задачей технологического процесса является получение рав­номерной по структуре и свойствам ленты, ровницы и пряжи путем сложения и вытягивания. Целью сложения является вы­равнивание продукта по толщине, цвету, составу волокон, целью вытягивания — утонение продукта, сопровождающееся распрям­лением и параллелизацией волокон.

В работе [1] изучен различный характер изменения напряжения поля сил трения, для различных конструкций поля вытягивания. Поле сил трения имеет определенную длину, ширину и  напряжение, которые измеряются как сила трение, приходящаяся на 1 мм длины одного волокна, и действует в направлении протекания процесса. Сумма напряжений поля сил трения представляет собой поверхность, которая понижается вдоль продукта в ту и другую сторону от линии зажима. Где его значение максимально, а также понижается от середины продукта к его краям, так как большинство продуктов прядения имеет круглое сечение и при зажиме их между цилиндром и валиком посередине оказывается больше число волокон.

Рассмотрим основные показатели, влияющие на поле сил тре­ния. При увеличении давления, например Q (а значит и нагрузки на единицу длины цилиндра), на валик уплотнение волокон уве­личивается, поле сил трения удлиняется, напряжение поля сил трения увеличивается (рис. 1, кривые 1 и 2). При увеличении диаметров цилиндра и валика увеличивается поверхность сопри­косновения пары с волокном и длина поля сил трения и умень­шается его напряженность (кривые 1 и 1¢). Если линейная плот­ность продукта возрастает, то увеличиваются его толщина и по­верхность соприкосновения пары цилиндр—валик с волокном. При этом напряженность поля сил трения уменьшается, а длина его возрастает (кривые 1 и 1¢).

Рисунок 1. Напряженность и протяженность поля сил трения

Для обеспечения надежного зажима волокна и создания необходимого поля сил трения поверхность цилиндров делают рифленой. Многочисленные эксперименты и повседневный опыт фабрик указывают на большое влияние профиля и состояния рифлей на ход технологического процесса и величину необходимой нагрузки на валик. Среднее давление между цилиндром и валиком зависит от ширины ленточки рифля: при увеличении ширины ленточки давление уменьшается и соответственно возрастает необходимая нагрузка на валик. Слишком малая ширина приводит к быстрому износу эластичного покрытия и даже к повреждению волокон. Во избежание износа и случайных повреждений рифленая поверхность цилиндра должна обладать высокой твердостью [2].

Согласно ГОСТ 12188-66 на рифленые цилиндры прядильных, ровничных и ленточных машин хлопкопрядильного производства шаг рифлей принимается одинаково и постоянным для цилиндров ровничных и прядильных машин (рис. 2). Одинаков и постоянен шаг для всех рифленых цилиндров ленточных машин. Переход на постоянный шаг рифлей открыл возможности для получения их методом холодного накатывания, что позволило резко повысить производительность этой трудоемкой операции и обеспечить высокий класс чистоты поверхности рифлей.

Рисунок 2. Схема рифлей рифленого цилиндра

Автор работы [3] утверждает, что при изучении колебания валика мы до сих пор исходим из того, что цилиндр гладкий. Однако реальная вытягивающая пара состоит из валика с эластичным покрытием и рифленого цилиндра. В зависимости от шага рифлей и ширины впадины площадь контакта будет колебаться чередованием выступа и впадины, вызывая добавочное вертикальное колебание валика с частотой, равной произведению числа оборотов цилиндра на число рифлей.

Видно, что различными конструктивными изменениями вытяжного прибора, добиваются приближения характера изменения напряжения поля сил трения и линия зажима к идеальному. Поэтому, предлагаем новые конструкции рифленого цилиндра вытяжного прибора. Для улучшения зажим волокна, верхние част рифленого цилиндра выпускного пары,  покрываем резиной  с чередованием (рис.3). Место каждого два рифля открываем канавок, это место покрываем резиной.  При этом, улучшает  поля сил трения, тем самым улучшает вытягивание волокнистого масса, уменьшает неровната продукции за счет уменьшение колебания валика. При этом процесс вытягивания волокнистого массы происходит боле равномерной.

Рисунок 3. Схема рифленого цилиндра с резиновым покрытием

Линия зажима должна как можно ближе подходить к плоскости, проходящей через оси цилиндра и валика. Наиболее благоприятна для процесса вытягивания ситуация, когда напряжение поля сил трения равномерно, и пятно контакта имеет форму прямоугольника, а линия зажима при меньших диаметрах цилиндра и валика и большей жесткости эластичного покрытия наиболее устойчива.

Выявленные недостатки и достоинства рассмотренных вытяжных приборов, а также результаты теоретических исследований учтены при разработке новой конструкции вытяжного прибора [4]. Нового конструкция вытяжного прибор нижний цилиндр изготовлен резиновым покрытием, нажимной валик виде сдвоенного ролика с уменьшенным размером. Что должны увеличивать поля сил трение.

Это конструкция вытяжного прибора (рис. 4) содержит питающую пару 1, вытяжные пары 2 и 3. А выпускная пара имеет нижний цилиндр с эластичным покрытием 4 и нажимное устройство в виде роликов 5 и 5¢, которые установлены в седелках 6 и 6¢, имеющих между собой упругое соединение.

Рисунок 4. Двух ремешковый вытяжной прибор

1-питающая пара; 2,3-вытяжные пары; 4-нижний цилиндр с резиновым покрытием; 5, 5¢-ролики; 6, 6¢-седелки.

Экспериментальное исследование работы разработанной нами новой конструкции вытяжного прибора проведено с целью выявления влияния отдельных его элементов на неровноту волокнистого при различных режимах вытяжного прибора и технологического процесса, при варьировании характеристик и геометрических размеров их.

Нами проведены эксперименты по выявления новой конструкции с резиновым покрытием на выпускном цилиндре вытяжного прибора на неровноту пряжи. Эксперименты проведены в производственных условиях на кольцепрядильных машинах, вырабатывающих пряжу с линейными плотностями 25 текс: 11,7 текс: 10 текс. На каждой машине в приделах 1 стаффа были установлены рифленого цилиндра с резиновым покрытием на выпускном цилиндре вытяжного прибора. На каждой машине нарабатывалось по 8 съемов. Затем образцы пряжи проверялись на приборе "КЛА-2". На рис. 5 приведен градиент неровноты пряжи 25 текс, на рис. 6 - градиент неровноты пряжи 11,7 текс, на рис. 7- градиент неровноты пряжи 10 текс по 3^х сантиметровым отрезкам. Анализ результатов экспериментов показывает, что установка с резиновым покрытием на выпускном цилиндре вытяжного прибора уменьшает неровноту пряжи на 11 % при выработке пряжи 25 текс, на 4,8 % при выработке пряжи 11,7 текс и на 8,8 % при выработке пряжи 10 текс.

Рисунок 5. градиент неровноты пряжи из хлопка, 25 текс

- ровница, 666,6 текс.

пряжа, полученная из вытяжного прибора:

- обычного;

 - с магнитным столиком;

- с резиновым покрытием на выпускном цилиндре.

Рисунок 6. градиент неровноты пряжи из смеси хлопок-лавсан, 11,7 текс.

- ровница, 333,3 текс.

пряжа, полученная из вытяжного прибора:

- обычного;

 - с магнитным столиком;

- с резиновым покрытием на выпускном цилиндре.

Рисунок 7.  градиент неровноты пряжи из смеси лавсан-вискоза, 10 текс.

- ровница, 333,3 текс.

пряжа, полученная из вытяжного прибора:

- обычного;

 - с магнитным столиком;

- с резиновым покрытием на выпускном цилиндре.

В результате экспериментов, на существующем вытяжном приборе получены значения параметров неровната 20,8 -  21.7 % [5, 6, 7,8], а новом вытяжном приборе   18 - 20 %. Что подтверждает эффективность применения  рифленого цилиндра резиновые покрытием выпускной паре вытяжного прибора кольцепрядильных машин.

Список литературы:

1. Борзунов И.Г. Прядение хлопка и химических волокон. –М.: «Легкая и пищевая промышленности». 1982 . с. 248-252.
2. Макаров А.И. и др. Расчет и конструирование машин прядильного производства. –М.: «Машиностроение». 1981. с.211.
3. Эль Миссири. Исследование некоторых вопросов динамики вытяжных приборов хлопкопрядильных машин. Автореф. Дис... канд. техн. наук. -М»: 1970 г.
4. АС РУз №4198 кл. D 01 Н 5/25, 5/26. ОБ №1, -Т.: 1997 г.
5. Дадаханов Н.К. Сидиков А.Х, Каримов Н.М. Изучение и теоре- тические исследования параметров линии прядения кольцепрядильных машин // “UNIVERSUM: Технические науки” -М. 2019 г. № 1 (58),  34-37 с.
6. Дадаханов Н.К. Болтабоев Б.Э. Оптимизация параметров линии прядения кольцепрядильных машин. // “UNIVERSUM: Технические науки” -М. 2019 г. № 6 (63),  50-53 с.
7. Дадаханов Н.К., Турабоев Г.О. Разработка нового конструкция вытяжного прибора и исследование его работы. // “Экономика и социум” -Саратов. 2020 г. № 6 (73).
8. Дадаханов Н.К. Болтабоев Б.Э. Исследование усовершенствованного вытяжного прибора на влияные неровноты пряжы. // “UNIVERSUM: Технические науки” -М. 2020 г. № 7 (76),   с.5-10