Расчет и методика измерения деформации нажимного валика в зоне вытяжки на вытяжном приборе

АННОТАЦИЯ

В статье проведен анализ взаимодействия пары нажимного валика с рифцилиндром и усилия вытягивания в вытяжных приборах. Составлена специальная методика и описание установки для исследования вытяжных приборов прядильных машин.

ABSTRACT

The article analyzes the interaction of a pair of pressure rollers with a cylinder and the pulling forces in exhaust devices. A special technique and description of the installation for the study of exhaust devices of spinning machines has been compiled.

Ключевые слова: статика, контакт, пряжа, рифленый цилиндр, мычка.

Keywords: statics, contact, yarn, corrugated cylinder, sliver.

Неровнота полуфабриката и пряжи, возникающая, в процессах многократного вытягивания на прядильных машинах и ровничных машин, является одной из главных причин снижения эффективности технологии. Одним из факторов появления неровноты пряжи является снижение контроля за волокнами в результате не оптимизированной  площади контакта, между рифцилиндром и нажимным валиком, которая зависит от материала эластичного покрытия и нагрузки на нажимной валик.

Упругим покрытием нажимных валиков прядильных машин для хлопка является, [3 с 15], синтетическая резина марки ЭЦ-24. Постоянство эластичных покрытий нажимных валиков ровничных и прядильных машин по объему имеет важное значение [1 с 210, 2 с 46]. Она зависит в свою очередь от структуры , которая влияет так же на модуль упругости.

Известен общий случай давления между двумя соприкасающимися телами исследованный Герцем. Предложенные им зависимости применимы в инженерных расчетах.

На рисунке 1 показана схема взаимодействия валика с цилиндра. Из того, что жесткость рифцилиндра намного превышает жесткость резинового покрытия нажимного валика мы преобразовали формулы Герца-Беляев  для получения  ширины контакта и деформации слоя в следующие выражения:

                                                                (1)

                                                    (2)

Где    b- полуширины контакта; - деформации слоя;   R₁, R₂-радиус валика и рифцилиндром; Е₁-приведенный  модуль упругости; q-распределения

нагрузки; n ,m- поправочные множители.

Рисунок 1. Схема контуров зоны контакта и ближайших частей обрезиненного валика

Уравнение 1 и 2 были бы справедливы в случае, когда жесткость одного из элементов можно не учитывать из высокой жесткости относительно другого

Поправочные коэффициенты п и т нами были  определены эмпирическим путем  на специальном стенде.(рис. 2).

Рисунок 2. Поперечный разрез измерительного прибора для определения деформации эластичного покрытия на вытяжном приборе

Стенд включает в себя секцию трехцилиндрового вытяжного прибора с отдельными приводами для первой линии цилиндров и привода для остальных линий. Такая схема приводов позволит нам регулировать частоту вращения цилиндров. Так как значение поправочных множителей п и т необходимо определять в динамике для имитации реальной картины процесса. Помимо коэффициентов на стенде можно определить фактическую ширину контакта в процессе вращения нажимных пар.

Для съемки процесса происходящего в зоне контакта между валиками и специальным рифцилиндром 9, камера 5 крепится винтами 27 к неподвижной оси 4, которая располагается в центре рифцилинда. Для исключения вращения оси камеры, с одной стороны она установлена в подшипники 10. В пазах неподвижной оси уложены провода 23 идущие от камеры к схеме 3, которая крепится к кронштейну 1. Схема же в свою очередь подключается к компьютеру 26 через USB кабелем 22.Для фиксации процесса нами был изготовлен специальный рифцилиндр, который состоит из части рифцилиндра 9, на которую надет прозрачный стакан 7 выполненный из плексигласа, имитирующий тумбу цилиндра. Риф цилиндр устанавливается в корпусстена на подшипниках 6. Привод цилиндра, осуществляется от мотора 13 через шестерни 11, 12. Число оборотов мотора регулируется с помощью латера 24.

В результате эксперимента получены данные мы представили в виде графиков (рис. 3), а обротав их с помощью специальных программ получены следующие зависимости :

n=1.6+0.43N²                                                                           (3)

m=0.10+ 0.96N^3/2                                                                        (4)

Где N – коэффициента контакта

Для проверки определение ширины контакта и деформации проникновения подставим следующие данные в формулу (1) и (2) 2R₁=2R₂=2,7см h₁=0.3см, q=2.65 дaн/см. Е₁= n_расч ΔЕ, ΔЕ=45дан/см  с учетом поправочных множителей (n=0,3 и m=0.95) полученные в ходе эксперимента (рис. 3) в этом случае b=0,22см(эксперимент дал 0.21см),

а)                                                                       б)

Рисунок 3. а, б. Зависимость средних значений поправочных множителей n_эксп и m_эксп от коэффициента контакта N

ΔR=0,08см(эксперимент дал 0.075см) отклонения расчетных значений от фактических составляет не более 1%, что подтверждает наши методику и теорию.

Выводы.

Разработанный стенд и формулы могут использоваться в практике для определения ширина контакта вытяжных пар различных типов и материалов, которые могут применяется в новых конструкциях  вытяжных приборов.

Список литературы:
1. АлламовМ.А., Хурбоев С.Р.Прибор для измерения усилия вытягивания мычки в зоне вытяжки на вытяжном приборе, «Роль интеллектуальной молодежи в развитии науки и техники»Республиканской научной-технической конфренции. ТГТУ, 20-21 май 2018, с 210-211
2. Бутовский П.М., Бабаджанов С.Х., М.М. Шукуров., Махмутов З.Р. Механизм скольжения нажимных валиков и ремешков при деформации оси валиков //Ж. Проблемы текстиля.- 2015. -№ 4,.-С. 46-51.
3. Шукуров М.М. Научные основы проектирования расчета рабочих органов машин прядильного производства. Автореферат. Диссертация доктор. Тех. наук-Ташкент 2004г, с 20-25.