ДИНАМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ БАТАННОГО МЕХАНИЗМА «ВАЛ-БЕРДО»

АННОТАЦИЯ

В данной работе предусмотрено изучение динамического поведения батанного механизма системы «вал-бердо». Модель «вал бердо» основывается на схеме дискреты распределенным параметром, где вал и бердо рассматривается как тело, совершающее вокруг оси вала вращательные движения.

ABSTRACT

This work provides for the study of the dynamic behavior of the batan mechanism of the "shaft-reed" system. The "reed shaft" model is based on a distributed parameter discrete scheme, where the shaft and reed are considered as a body performing rotational movements around the shaft axis.

Ключевые слова: Батан, бердо, батанный механизм, брус батана, вал, зубья берда, динамическая модель.

Keywords: Batan, reed, batan mechanism, batan bar, shaft, reed teeth, dynamic model

Введение: Динамические системы текстильных машин, в частности, батанный механизм, является сложной механической системой, в общем случае с распределенными параметрами. Поэтому обычно от реальной динамической системы переходят к упрощенной ее динамической модели. При этом главные особенности рассматриваемой системы сохраняются.

Основная технологическая функция батанного механизма челночного ткацкого станка – прибивание уточной нити к опушке ткани. Кроме того, батан выполняет ряд дополнительных функций: обеспечивает движение челнока по брусу батана, приводит в движение механизмы товарного и основного регуляторов, автомата смены шпуль, разгрузка клапанов и др.

По типу привода батанные механизмы можно разделить на две основные группы кривошипные и с кулачковым приводом. Все батанные механизмы должны удовлетворять следующим технологическим и техническим требованиям:

- размах качения берда должен быть наименьшим во избежание сильного перетирания нитей основы зубьями берда;

-уточная нить к опушке ткани должна прибиваться плавным давлением, а не ударом;

-масса батана должна быть небольшой и достаточной для выполнения всех технологических и механических операций механизма.

Для изучения динамического поведения системы «вал-бердо» используем две механической модели. Первая модель основывается на схеме дискреты  распределенным параметром, где вал и бердо рассматриваются как тела, совершающие вокруг оси вала вращательные  движения [1-8]. Вторая, рассматривается, как динамическая модель крутильных колебаний системы «вал-бердо».

Результаты исследования. Рассматривая первую модель, принимаем, что вал упруго закреплен к приводу и бердо с соответствующими коэффициентами жесткости С₁ и С₂, причем бердо закреплено к валу симметрично расположенными упругими элементами. Уравнения вращательного движения вала и берда  записываем в виде:

                                            (1)

Где   полярный момент инерции вала;

 радиус вала;

 масса берда;

 угол поворота привода.

Рисунок 1. Схема

Вводим безразмерные переменные и величины по формулам:

;    ;   ;  

Тогда система (1) записывается в виде:

                                                 (2)

Решение системы (2) при нулевых начальных условиях      получим методом преобразования Лапласа

где: .

Решение последней системы получим в виде:

                             (3)

где:

Пусть будет известен закон движения привода , тогда используя теорему обращения и закон вращений вала и берда выражаются через интегралы

где:

В частности, при случае постоянной скорости привода имеем

Тогда для функций и , получаем следующие выражения

На рис.2 представлены графики приведенных углов поворота и  от безразмерного времени  для различных значений параметров  и .

а)

б)       

Рисунок 2. Зависимости приведенных углов поворота вала () и берда () от безразмерного времени  для различных значений параметров  и : , ,

в)     

Рисунок 3. Зависимости приведенных углов поворота вала () и берда () от безразмерного времени  для различных значений параметров  и : , ,

Выводы: Из анализа полученных кривых следует, с увеличением параметра , что означает, например,  рост коэффициента жесткости сопряжения вала с бердом  их углы поворота при малых значениях параметра (например, малых значениях массы берда) мало отличаются друг от друга.

С ростом массы берда, что означает увеличение параметра , законы изменения углов поворота  по времени существенно будут различаться друг от друга. Причем увеличение массы берда приводит к снижению его поворота около оси вала, что может привести к снижению скорости удара и отставанию времени контакта ее с рабочими органами станка.  

Список литературы:

1. Коритысский Я.И. Динамика упругих систем текстильных машин. М.: Легкая и пищевая промышленность. 1982. С. 230-250.
2. Михайлюк О., Оников Э. Повышение жесткости крепления берда в брусе баната для выработки высокопрочных тканей на станках типа СТБ // Рынок легкой промышленности. 2003. №28. С.18.
3. Дремова Н.В., Алимбаев Э.Ш., Мавлянов Т.М. К оценке жесткости берда челночных и бесчелночных станков.
4. Дремова Н.В., Мавлянов Т., Об одном методе решения колебательного движения батанного механизма с учетом неупругих и нелинейных свойств. Ташкент, ТИТЛП-2011. Республиканская научно-практическая конференция, С.177-179.
5. Дремова Н.В. Учет диссипативных свойств динамики батанного механизма под действием произвольной нагрузки. Universuv: технические науки.  Май 2021 № 5.С.27-30.
6. Дремова Н.В., Мавлянов Т., АбдиеваГ.Б. Практическое моделирование динамических систем с вязкоупругими гибкими нитями. Сборник научных трудов Международной научно-технической конференции. «Инновации в металлообработке: взгляд молодых специалистов».  Курск, 02-03 октября 2015г. С.120-124.
7. Дремова Н.В., Мавлянов Т. Математическая модель в задачах динамических систем с гибкими нитями. Сборник научных трудов 4-ой Международной научно-практической конференции: «Инновации, качество и сервис в технике и технологиях» Курск, 04–05 июня 2014 года С.197-201.
8. Дремова Н.В. Исследование колебательных процессов берда тканеформирующего механизма. Материалы докладов международной научно-технической конференции. Витебский государственный технологический университет.  Витебск, 26-27 ноября 2014 г. С 262.
9. Ortiqov O. A., Raximxodjayev S. S. Quality assessment of clothes fabrics //Scientific-technical journal. – 2018. – Т. 22. – №. 1. – С. 37-42.