Динамика батанного механизма ткацкого станка стб-180пн совместно с циклограммой Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

'.■¿is

УДК 677.054.3:677.054.845

ДИНАМИКА БАТАННОГО МЕХАНИЗМА ТКАЦКОГО СТАНКА СТБ-180ПН СОВМЕСТНО С ЦИКЛОГРАММОЙ

А.Ч. Джомартов, А.А. Джомартов

ТОО НТИЦА "Легпром"

Мацалада (ТБС) токыма станогыныц батонды механиз1мшщ динамикальщ улгкймен 6ipze циклограмма ца[xicm ырылады.

В статье расматривается динамическая модель батанного механизма ткацкого станка СТБсовместно с циклограммой.

The article considers the dynamic model о/СТБ loom's baton mechanism together with sequence diagram.

Одним из наиболее нагруженных узлов ткацких станков является батанный механизм [1]. Он осуществляет прибой уточных нитей и непосредственно процесс формирования ткани, а также служит направляющей при движении прокладчика, с помощью которых нить прокладывается в зев.

Конструкция батанного механизма станка СТБ приведена на рис.1, где брус батана 1 имеет продольный паз 2, в котором с помощью нажимных болтов 3 крепится бердо 4. К передней части бруса батана винтами 5 прикреплены обоймы 6 с зубьями 7. Болтами 8 брус 1 крепится на коротких лопастях 9 расположенных на подбатанном валу 10. Подбатанный вал 10 изготовлен как одно целое с двуплечими рычагами 11, помещающимися в верхней части герметически закрытой коробки 12, которая заполнена маслом. Коробка 12 крепится к основанию 13.

На концах двуплечих рычагов 11 укреплены ролики 14, соприкасающиеся с парными кулачками 15, сидящими на главном валу 16. Последний расположен в нижней части батанной коробки 122 и составляет одно целое с парными кулачками 15.

Главный ват состоит из нескольких секций, связанных между собой полумуфтами 17. На концах секций, выходящих из коробки 12, помещены шариковые подшипники, рядом с которыми в коробку запрессованы полые кольца с сальниками.

При вращение главного вала 16, (а вместе с ним и парных кулачков 15), через ролики 14 это движение преобразуется в качательное движение двуплечих рычагов 11, подбатанного вала 10 и в конечном счете в движение батана 1.

Время и скорость движения батана ( подбатанного вала, лопасти, бруса батана 1 и берда 4) зависит от профиля спаренных кулачков 15.

Во время прибоя уточной нити к опушке ткани зубья направляющей гребенки благодаря коротким лопастям убираются из зева под опушку ткани; в первоначальное положение зубья возвращаются при движение батана назад. Когда зубья убираются из зева, через их щель уточная нить выходит и остается в зеве, а затем прибивается к опушке ткани.

Рассмотрим динамическую модель, приведенну ю на рис.2. Основой сё является главный вал станка, от которого приводятся в движение все его механизмы.

Рисунок 2

Вращение от асинхронного двигателя переменного тока с момент

J0 = const потока и шкива передается на главный вал через клиноременную передачу с передаточным отношением П^ и жесткостью С,, и далее на шкив и крестовину фрикционной муфты с закрепленным жестко с ней тормозным барабаном, имеющим момент инерции Jl = const.

Главный вал состоит из трех участков, имеющих жесткость на кручение С и коэффициенты сопротивления Д.. C2,j32 - участок вала от тормозного барабана до первой батанной коробки. С3, /?3 - участок вала между батанными коробками. С4, /?4 - участок вала между второй батанной коробкой и уточно-боевой коробкой. J 2 = const - момент инерции кулачкового вала первой батанной коробки. J} = const - момент инерции кулачкового вала второй батанной коробки. J - момент инерции механизмов уточно-боевой и приемной коробок и каретки механизмов смены утка приведены к трехпазовому кулачку. J5 ,С5 -соответственно момент инерции батана и жесткость подбатанного вала при приведении J 5 и С5 в случае двухмассовой модели с кинематическим возбуждением от подбатанного вала. /?5 - коэффициент сопротивления подбатанного вала. <р0, фх, (рг, <р3, (р^ - независимые обобщенные координаты, определяющие абсолютные угловые перемещения вращающихся масс. (р5 - П{<р2 \<р6 = П(<р}) - зависимые обобщенные координаты, характеризующие абсолютное угловое перемещение батана (функции перемещений батан-ного механизма). Мда момент движущихся сил электродвигателя. Мпр -момент сил прибоя на батане. М , М6 - моменты сил, зависящих от действия сил нитей на ремизные рамки, и боевого механизма.

Данная динамическая модель описывается следующими уравнениями

. (1)

ЛРо+сДДлР1{п>Ф<,-Фх j

, ф, + с, (<р, - ПоЧ>а ) + с2 {<Рх-<Рг) + Рх[фх-Л„ Фо | +' /», ¡Фх'- Фг j - о,

J,

J 2 + с, (д>, - ?>, )■+ с, (<Р, - <р, )■+ /?, ^ - я j +

+А (<р,-<Р> j - -М пр -JsVt-c, (<Р, Pi | Ч>,-Я>ь J

j, <Р,+с, (р, ) + с> (л - <р,) + Р, («>3- «»2 j + +Р. [vi- <Р. j - ПР - J} <Рь - С, (к - ч>,) - Р, - <Р, j J. <Р. + С, (л - Ч>, ) + Р, ['Р, -«>jj- -М „;„ - М„

П'М,

пх*.

где

На рис. 3 сплошными линиями изображена линейная циклограмма пяти наи-

более важных механизмов ткацкого станка СТБ -180ПН, где цифрами обозначены следующие механизмы: 1 — батанный механизм; 2 — возвратчик прокладчиков утка, 8 — боевой механизм, 4 — компенсатор утка, 5— подъемник прокладчиков утка.

Представим циклограмму станка в векторном виде [2] (рис. 4). Запишем проекции векторных уравнений на ось х , описывающих совместную работу механизмов станка

ап + ап + аи + аи =2я\ аг1 +ог22+аа =2тг

«31 + «32 + азЗ + «34 + «35

аА 1 + ог42 + а43 +аи+ а45 а„ 2я

«51 +«52 +«53 +«54 +«55 = 2л

(2)

с* - а 11 21 С* 12 - а 31 +а 32 -а -а -а 11 12 13

с* л =а 21 31 + а 32 -а 21 -а 22 31 -'а + а -а 51 , 52 31 (3)

41 51 + а 52 -а 41 -а 42 -а 43 сх - а + а -а -а -а -а 42 31 32 41 42 43 44

На фазовые углы механизмов и проекции векторов связи накладываем ограничения [2],

а^а™, с,* 2:1', с*2 г О'ЗО', с'п г 9", с3>0"30', схп г 4, с4'2г5'(4) Где значения а™т даны в таблице 1. Таблица 1

Значения «Г [град\

1 3

1 2 3 4 5 6 7

1 0 60 60 0

2 60 70 0

3 70 0 2 10 60

4 60 3 30 60 50 0 30

5 0 70 0 60 0

Представим функции положения П{д>^

,П(<Рз ) и передаточные функции

п'{ч>2)>п'{<ръ), П"(<р2),П"((р3) батанного механизма в следующем виде

(5)

Л'(й) - я;,-«,,)] +^ П1 г-ь^-^аЛ^и-^ где 1 = 2,3, Ь(х) - ступенчатая функция вида

Уравнение (5) устанавливает связь между динамикой батанного механизма < \равнения( 1)) и циклограммой механизмов станка (уравнения (2,3,4))

В качестве критерия оптимизации циклограммы возьмем коэффициент динамичности батанного механизма K<t = "f^r5 ' & / & |) ; где г ф® .ускорение батанного механизма без учета упругости валов. Решаем следующу ю

оптимизационную задачу: Kd min (6)

В качестве варьируемых параметров берутся фазовые углы батанного ме-

Рнсунок 3

Рисунок 4

В результате решения задачи (6) получена оптимальная циклограмма станка СТБ-180 с пневматическим соплом. Линейная оптимальная циклограмма изображена на рис.4 пунктирными линиями. За счет оптимизации циклограммы ткацкого станка СТБ-180ПН значение коэффициента динамичности батанного механизма уменьшилось на 5 % .

ЛИТЕРАТУРА

1. Арнаутов П.Н., Варнаков М.Я. Ткацкие автоматические станки СТБ.-М: Легкая индустрия, 1972.-216 с.

2. Уалиев Г.У, Джомартов A.A.. Динамика механизмов ткацких станков-автоматов СТБ.-Алматы. Тауар, 2003.-377 с.