РАСЧЕТ НА ИЗНОС ПАРЫ РИФ ЦИЛИНДРА И НАЖИМНОГО ВАЛИКА

АННОТАЦИЯ

В статье отражена методика расчета износа вытяжной пары валика и риф цилиндра приборов кольцепрядильных машин. Отмечается, что неравномерный износ, поверхности нажимного валика вытяжного прибора кольцепрядильных машин, вызывает изменение деформации покрытия, а также изменение трение в контакте.

ABSTRACT

The article reflects the method of calculating the wear of the exhaust pair of the roller and the rif cylinder of the devices of ring-spinning machines. It is noted that uneven wear on the surface of the pressure roller of the exhaust device of ring-spinning machines causes a change in the deformation of the coating, as well as a change in friction in contact.

Ключевые слова: коэффициент трения, контактный площадка, рифленый цилиндр, вытяжного прибор, нажимной валик

Keywords: coefficient of friction, contact pad, grooved cylinder, exhaust device, pressure roller

Введение. Условия протекания процесса трения в реальных парах вытяжных приборов отличаются от условий работы цилиндрических валиков, выполненных из таких же материалов. Наличие на контактной площадке полюса качения приводит к тому, что трение сопровождается верчением контактирующих тел [3]. При этом в различных точках пятна контакта скорости относительного смещения будут разные, а в полюсе качения они равны нулю. В соответствии с этим и коэффициент трения в них будет неодинаков.

Результаты исследований. Коэффициенты качения нажимного валика по риф цилиндру, получены  при исследованиях на специальной установке изготовленном на базе вытяжного прибора кольцепрядильной машины. На рисунке 1 показана схема взаимодействия пары вытяжного прибора где в точках О₁ и О₂ вращаются рифленый цилиндр и нажимной валик, обтянутый слоем из резины. Упругое оттеснение резины за счет прижатия усилием Р происходит в результате скольжения покрытия по поверхности пар. Работа  вытяжной пары (как показанной на рисунке 1)  сопровождается  скольжением  покрытия. В цилиндровых парах вытяжных приборов  скольжение  [1]  приводит к изнашиванию поверхностей контактируемых тел.

Силы сопротивления качения  валика  по поверхности риф цилиндра создают  сил торможения валика  и со стороны проходимого продукта между цилиндром и валиком, сил трения на опорах нажимного валика на подшипниках качения. Основной износ резинового покрытия происходит за счет увеличения усталостных напряжений резины с течением времени.

Для данного случая зависимость разрушения  поверхности  резинового покрытия зависима от действия нормального давления следствием которого является изменение геометрических размеров  покрытия  нажимного валика от заданных размеров. В дальнейшем рассмотрим  эпюру нормальных давлений [2].

Рисунок 1. Схема взаимодействия пары нажимной валик риф цилиндр

Учитывая, что данное сопряжение относится к 2 типу будем иметь два постоянных параметра, характеризующий его износ и не зависящих от координат поверхности трения:  износ сопряжения и  износ вращающегося риф цилиндра и покрытия нажимного валика. Нажимной валик будет иметь равномерный износ по поверхности трения вследствие условий изнашивания.

Скорость скольжения поверхности это, относительная скорость скольжения нажимного валика по поверхности риф цилиндра [3].

Для определения характера эпюры давлений воспользуемся формулой

 или                                        (1)

Откуда

                                                                                 (2)

Где: U₁ и U₂ – линейный износ риф цилиндра и покрытия нажимного валика в данной точке, измеренной в направлении нормали N-N к поверхности трения; -угол между нормалью к поверхности трения и направлением возможного сближения риф цилиндра и нажимного валика; -скорость изнашивания сопряжения;  и  скорости изнашивания риф цилиндра и покрытия нажимного валика.

Согласно законам изнашивания скорость изнашивания поверхностей можно вычислит как

  и                                         (3)

Эти законы в достаточно общей форме отражают зависимость износа от p и  для данного случая изнашивания при

                                                    (4)

Подставив эти значения в (2) получим зависимости давления в функции угла :

                                          (5)

Угол  изменяется от  до это ширина пятна контакта нажимного валика с риф цилиндром, а величина , ,  и  постоянны для данных условий изнашивания. Численные значения  можно подсчитает зная зависимость между силой Р и давлением p, учитывая, что

                                                  (6)

тогда

                                        (7)

откуда

                                (8)

где  -длинна резинового покрытия нажимного валика.

Интегрируя данное выражение и для преобразования, получим

                                    (9)

Для отыскания зависимости между  и  рассмотрим износ покрытия нажимного валика, который будет, имеет место при повороте риф цилиндра на  элементарный угол  как показано на рис 1.

                                                         (10)

Время изнашивания  на участке  меньше общего времени изнашивания  в отношении  к полному углу поворота .

Поэтому

                                                     (11)

И тогда

                                                                                     (12)

Учитывая, что скорость изнашивания  и

Получим

                                              (13)

                                             (14)

Подставляя в эту формулу значения  из уравнения (5) и интегрируя полученное выражение, найдем зависимость для ; скорость изнашивания покрытий нажимных валиков

                                                   (15)

Эта формула показывает зависимость износа вытяжной пари от материала  и , тогда обозначая через А коэффициент, от , и , получим

Используя полученную зависимость для определения скорости изнашивания пары.

Подставляя значение  из уравнения (15) в уравнение (2) и решая уравнение относительно износа контактирующих тел риф цилиндра и нажимного валика.

                                                (16)

                                    (17)

Формулы 16 и 17 при рассмотрении износа сопряжений в диаметральном сечении. Полученные зависимости позволят определить износ покрытия на всей поверхности покрытия нажимного валика, если сила Р центрально по ширине  нажимного валика.

В нашем случае нагрузка на поверхности покрытия нажимного валика изменяется в зависимости от положения глазка нити проводника рассеивающего механизма и тогда интенсивность нагрузки приводит увеличения износа поверхности в тех точках где больше действует сила и больше времени находится мычка в зоне зажима.

Также приняв, что риф цилиндр 1 не изнашивается, т.е.  , по сравнению с покрытием нажимного валика и тогда давление будет подчинятся зависимости

Для проведения расчеты необходимо определит значение параметров входящие, в уравнение 17 которые требуют проведения экспериментальных исследований.

Заключение. Методика расчета износа покрытия нажимного валика вытяжных пар приведенная выше может применятся при проектировании новых конструкций вытяжных приборов с различными типами материалов нажимных покрытий

Список литературы:

1. Шукуров М.М. Научные основы проектирования расчета рабочих органов машин прядильного производства. Автореферат. Диссертация доктор. Тех. наук-Ташкент 2004г, с 20-25.
2. Чориев Н.Н., Алламов М.А., Бабаджанов С.Х. Напряженное состояния резины на поверхности металлической втулки нажимного валика. “Пахта тозалаш, тўқимачилик, енгил саноат, матба ишлабчиқариш техника-технологияларини модернизациялаш шароитида иқтидорли ёшларнинг инновацион ғоялари ва ишланмалари”. Республика илмий анжумани. ТИТЛП, 20-21 октябрь Tошкент-2021
3. Алламов М.А., Бабаджанов С.Х. Характер износа нажимного валика вытяжного прибора прядильной машины. “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №3/2022, с 261-265