Характеристика работы механизма ложного кручения

d_max=( А-∆)÷2=(125-25)÷2=50мм

 На существующих  текстурирующих машинах d_max=50мм. Толщина h диска с твердым покрытием равна 4…6 мм, а с полиуретановым покрытием – 0,75…0,85 мм.

 В работе толщина  диска с твердым покрытием – 6 мм, а зазор

∆₁=∆₂=0,6мм

 Максимальное число  рабочих фрикционных дисков составляет 6…7, а с учетом направляющих  дисков с твердым покрытием  – 8…9.

 В проекте максимальное  число рабочих фрикционных дисков  равно 8.

 Частота вращения  фрикционных дисков

где ν – продольная скорость нити га входе в МЛКН;

- при кручении нити линейной  плотности до 12 текс;

ν_ф – средняя скорость фрикционной поверхности диска.

- это входит в заданные  пределы от 2,4 до 2,5

  Приняв коэффициент f трения скольжения скручиваемой нити на всех дисках в продольном и поперечном направлениях одинаковым, получим необходимый технологический угол обхвата нитью всех дисков.

, где

К – число кручений на 1 м длины скрученной нити, находится  в пределах от 2500 до 5000 кр.м, принимаем  К=3000 кр.м

G – модуль сдвига максимально закрученной нити, принимаем

G=16,6*10⁷ кг/м³

- полярный момент инерции поперечного сечения скручиваемой нити;

- приведенный радиус текстурируемой  нити;

Т – линейная плотность  нити, находится в пределах от 2,2 до 10 текс, принимаем Т=10 текс

ρ-плотность нити;

нить из полиамида, ее плотность равна ρ=1150 кг/м³

Q₁ – натяжение  нити на входе МЛКН, Q₁ =50 гр

 Диаметр нити находим  по формуле 

, тогда

 Направляющие диски  изготавливают из износостойкой стали, а фрикционные – из износостойкой керамики без покрытия и из легких сплавов с алмазно-никелевым или полиуретановым покрытием.

 Коэффициент трения f между нитью и полиуретаном равен 0,65 и полиуретановым алмазным покрытием – 0,35…0,39 , и полиуретаном, насыщенным порошком оксида хрома, - 0,35…0,40, металлическими или керамическими дисками f=0,2…0,46

 

Расчет МЛК  на вибрацию.

 

 МЛК состоит из трех шпиндельных узлов. Для расчета на вибрацию рассмотрим шпиндель с приводным шливом.

 Расчетная схема  выбранного шпиндельного узла представлена на рисунке…

 Вал 2 установлен  в опорах 3 и 4. Участок вала  до опоры 4 и выше имеет разные  диаметры.

    Рис….   Расчетная  схема шпиндельного узла.

1 – приводной блочек, 2 – вал, 3,4 – опоры, 5 – диски, 6 - втулки

 На нижней консольной части шпинделя закреплен приводной блочек 1. Жесткость блочка в несколько раз больше жесткости шпинделя, поэтому его будем считать твердым ….. телом.

 На верхнею консоль  вала 2 насажены диски 5, расстояние между парами задается при …. Распорных втулок 6. Упругие свойства дисков не имеют значение, учитывается только их масса и моменты … масс.

 Упростим … схему.  Будем считать, что изгибные колебания не передаются за опоры шпинделя, тогда будет иметь 3 расчетные схемы рисунок .. а, б, в. Шпиндель будем считать жестко защелкнутым в опорах 3 и 4.

 

 

 Исходные данные:

Масса приводного блочка – mб = 0,173 кг

Длина приводного блочка – L = 45 мм

Радиус приводного блочка – r = 12,5 мм

Масса диска – m_д = 40 г

Расстояние между опорами  – а =32 мм

Модуль упругости материала  шпинделя – Е = 2*10¹¹Па

Плотность материала  шпинделя ρ = 7800

Диаметр шпинделя до опоры 4 – d₁= 8 мм

Диаметр шпинделя после  опоры – d₂=12 мм

Расстояние от опоры 4 в₁= 27 мм

                                        В₂= 46 мм

                                        В₃= 65 мм

 Для первой расчетной  схемы рисунок….. а  частота системных изгибных колебаний определяем по следующей зависимости:

f₁=

 

где  У₁ – момент ……   сечения вала;

Е – модуль упругости  I рода материала вала

m=m_б+m_пр1 ,

m_пр1 – приведенная масса шпинделя

m_пр1=33/140 m_ш (масса шпинделя от центра тяжести блочка до опоры 3)

m_ш = (πd₁² / 4)*в*ρ=(3,14*0,008²/4)*0,037*7800=0,015

m_пр1=0,0034 кг

У₁ = (πd₁⁴ / 64)=3,14*0,008⁴ / 64=2*10^-10 м⁴

f₁= 584,2 с^-1

ω₁=3668 с^-1

 Для второй расчетной  схемы частота собственных колебаний.

f₂=

m_пр2- приведенная масса шпинделя

m_пр2=128m₂/315 ;

m₂- масса участка шпинделя ….. опорами

m₂=(πd₁² / 4)*а*ρ=(3,14*0,008²/4)*0,032*7800=0,0125 кг

m_пр2=128*0,0125/315=0,005 кг

f₂= 555195 с^-1

ω₂=f₂*2π=346624 с^-1

Для третей расчетной  схемы 

В этом случае для определения  частоты собственных колебаний  воспользуемся методом Донкерли. Отбрасываем все сосредоточенные массы кроме одной и определяем частоту собственных колебаний с одной сосредоточенной массой (рисунок….). В результате получаем 3 частоты колебаний. Основную частоту находим из уравнений.

  , где

f₁₃=

f₂₃=

f₃₃=

У’ – момент …. сечения шпинделя

f₁=после опоры 4

У’=(πd₂⁴ / 64)=3,14*0,012⁴ / 64=0,01*10^-8 м⁴

m₁₃=масса первого диска

m₁₃=0,04 кг

f₁₃= 4395,8 с^-1

f₂₃= 1976,7 с^-1

f₃₃= 1176,8 с^-1

 

=0,5*10^-7+0,26*10^-6+0,72*10^-6=10,3*10^-7

f₃= =985,3 с^-1

Сравним рабочую скорость дисков с найденной частотой собственных колебаний.

Число оборотов МЛК  на машине

N_млк=12750 мин^-1

ω_раб=  πn_млк / 30 = 1331 с^-1

ω₁=  f₁*2π = 6,28 * 584,2 = 3668 с^-1

ω₂=  f₂*2π = 3,5 *10⁵ с^-1

ω₃=  f₃*2π = 6,28 * 985,3 = 6187,6

то есть

ω_р <ω₁

ω_р <ω₂

ω_р< ω₃

ω_1пр ≤ ω_раб ≤ (0,6 … 0,7) ω_1кр

ω_{раб < (2200 … 2567)} с^-1

_{1331 < (2200 … 2567)} с^-1

Таким образом механизм ложного кручения работает в первой рабочей зоне

 

ω_кр = ω₁ = 3668 с^-1

ω_{раб =1308} с^-1 _{< 0,6} ω_кр = 2200,8 с^-1

1,4 ω_{кр <} ω_{раб < 0,6} ω_кр

 

 

 

Формат

Зона

Поз

Обозначение

Наименование

Кол

Примечание

Документация

ВКР.00.000.СБ

Детали

1.

ВКР.00.001.СБ

Опора

1

2.

ВКР.00.002.СБ

Шпиндель

2

3.

ВКР.00.003.СБ

Шпиндель

1

4.

ВКР.00.004.СБ

Нитенаправитель

1

5.

ВКР.00.005.СБ

Пластина

1

6.

ВКР.00.006.СБ

Пластина

1

11.

ВКР.00.011.СБ

Блочек

1

12.

ВКР.00.012.СБ

Диск

2

13.

ВКР.00.013.СБ

Диск

1

14.

ВКР.00.014.СБ

Втулка

1

15.

ВКР.00.015.СБ

Болт

1

16.

ВКР.00.016.СБ

Зубчатое колесо

1

17.

ВКР.00.017.СБ

Рулетка

1

18.

ВКР.00.018.СБ

Упор

1

19.

ВКР.00.019.СБ

Винт

1

20.

ВКР.00.020.СБ

Пластина

1

21.

ВКР.00.021.СБ

Шпилька

1

22.

ВКР.00.022.СБ

Кольцо

1

23.

ВКР.00.023.СБ

Втулка

1

ВКР.00.000 СБ.

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб

Бобинодержатель

Лит.

Лист

Листов

Пров.

МГТУ им. А.Н.Косыгина

Н.контр

Кафедра

Утв.

Группа 53з-03

 

 

 

Формат

Зона

Поз

Обозначение

Наименование

Кол

Примечание

Стандартные изделия

24.

ВКР.00.024.СБ

Винт М5х1,5.58 ГОСТ 1491-72

2

25.

ВКР.00.025.СБ

Винт 2М5х16.109.40 ГОСТ 17475-72

1

26.

ВКР.00.026.СБ

Винт 2М5х40.58 ГОСТ 1491-72

1

27.

ВКР.00.027.СБ

Винт 2М6х100.58 ГОСТ 1491-72

1

29.

ВКР.00.029.СБ

Гайка М6х1,5.6,05 ГОСТ 11871-73

1

31.

ВКР.00.031.СБ

Шайба 6.01.05 ГОСТ 18123-72

2

32.

ВКР.00.032.СБ

Шайба 6.65 ГОСТ 6402-70

1

ВКР.00.000 СБ.

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб

Бобинодержатель

Лит.

Лист

Листов

Пров.

МГТУ им. А.Н.Косыгина

Н.контр

Кафедра

Утв.

Группа 53з-03

 

 Выводы:

1. Спроектирован дисковый механизм ложного кручения и текстурированной машины ТВ-1.
2. Проведен расчет на вибрацию, позволивший установить зону рабочих скоростей МЛК.