CC BY
30
ПАРАМЕТРЫ СТРОЕНИЯ БОБИНЫ КРЕСТОВОЙ НАМОТКИ
Махмудова Нигяр Расул кызы
Азербайджанский Государственный Экономический Университет
Аннотация. В работе рассмотрены вопросы определения параметров строения бобины, полученной на барабанных мотальных машинах для мягкой намотки. Проанализирован процесс формирования бобины, в частности образование слоя. Предложен новый метод для расчета числа слоев, число витков и длины нити в слоях намотки, а также других параметров структуры бобины. Полученные результаты могут быть полезными для создания рационального строения бобин, предназначенных для крашения пряжи.
Ключевые слова: бобина, строение бобины, угол подъема, слой намотки, число витков, число слоев.
Theoretical study of the structure parameters of cross winding of bobin
Mahmudova Nigar Rasul
Azerbaijan State Economic University
Abstract. The issued of the determination of the paramaters of the structure of the bobbin (arch) of the cross winding which is made at the machines with drum for soft bandage was studied at this work. The process of the formation of the arch, especially, the generation of the layer were analyzed. The new method is offered for calculating the number of the layers, coil and the length of the yarn, including, other parameters of the structure of the bobbin at the layers of the winding. The practical calculation of the structure of the parameters of the bobbin on the offered method was set an example. The obtained results can be be useful fro getting rational structure of the intended bobbin for painting yarns.
Key words: bobbin, structure of bobbin, climbing angle, layer of winding, number of coil, number of layer
Введение. Для правильного строения и равномерной плотности намотки необходимо, чтобы витки пряжи были равномерно распределены на поверхности паковки. Каждый последующий виток должен накладываться на поверхность паковки со смещением по отношению к предыдущему витку [1]. Это смещение характеризуется величиной угла сдвига или же расстоянием между соседними витками в одном слое, укладываемыми нитеводителем при движении его в том и другом направлении вдоль бобины. В зависимости от величины этих параметров определяется характер расположения витков пряжи на поверхности бобины и вид намотки.
Эти вопросы освещены в известных источниках [1,3,4,6,7 и др.], в которых предложены методы и формулы для определения параметров строения намотки бобины в стадии формировании. Однако в этих работах не были решены практические вопросы по определению расстояния между витками в слоях намотки и в полной бобине. В данной работе предложены метод расчета и формулы для определения этих параметров на бобинах.
О формировании бобины на барабанных мотальных машинах. Рассмотрим процесс формирова-
ния бобины цилиндрической формы на мотальных машинах с мотальными барабанчиками. При этом принимаем слой, как состоящий из последовательно укладываемых витков нити за ход нитеводителя в одну и обратную сторону, который использован в работе [9] при исследовании строения цилиндрической бобины крестовой намотки.
Пусть за один цикл раскладки наматывается пряжа на патрон с диаметром Dп длиной 1ц с перекрещивающимися витками 1 и 2, имеющие несколько одинаковых шагов Ы, Ь2 и Ю (рис. 1, а). Эти витки образуют один элементарный слой на поверхности патрона. При этом расстояние между смежными витками аэ, укладываемыми в одном направлении движения нитеводителя, равно шагу витков. Все витки 1 элементарного слоя непосредственно лежат на поверхности патрона, т.е. находятся в соприкосновении с поверхностью патрона. Находятся в непосредственном соприкосновении и все участки витка 2 с поверхностью патрона, кроме мест, расположенных в пересечении с витками 1. Поэтому можно сказать, что почти все витки элементарного слоя расположены на патроне одного уровня.
Ь)
а) Рис. 1. Схема раскладки нити при крестовой намотке в начале наматывания
Ь) в элементарном слое; Ь) в заполненном слое
Далее, происходит последовательное наматывание, до тех пор, пока расстояние между витками не достигнет до определенного значения, после которого начнется образования уже нового слоя (1, Ь). При этом расстояние аэ между соседними витками элементарного слоя уменьшается столько раз, сколько циклов раскладки понадобилось, чтобы заполнить промежуток между витками этого слоя с ново укладываемыми
витками. Таким образом, образуется полный слой, состоящий из последовательного наматываемых элементарных слоев с определенным расстоянием между витками нитей, который дальнейщем будем называть слоем намотки.
а) Ь)
Рис. 2. Развертка витков нити в начале наматывания: а) элементарного слоя;
Ь) заполненного слоя
На рис. 2 представлены развертки элементарного и заполненного слоя, где Н и Dп показывают ширину намотки и диаметр патрона. Как видно из рис 2,Ь, основная часть всех витков, имеющихся в слое, находятся также в соприкосновении с поверхностью патрона. Только выше лежащие участки витков в местах пересечений с нижними витками не имеют контакт с поверхностью патрона. Эти участки по сравнению с контактирующими участками витков незначительны. Поэтому с небольшой погрешностью толщину слоя 5 можно принять равной диаметру нити dн. При этом как видно рис 2,Ь, во время образования слоя диаметр намотки увеличивается на двойную величину толщины слоя. Следовательно, при 5 = dн., при образовании каждого заполненного слоя диаметр намотки бобины увеличивается на 2dн.
Формирование же полной бобины происходит вследствии последовательного наматывания отдельных слоев на поверхность намотки. При достижении диаметра намотки до определенного диаметра, завершается процесс формирования бобины.
Метод расчета параметров цилиндрической бобины. Пусть для наматывания нити длиной L на бобину, нитераскладчик совершает М циклов. Предположим что, длина наматываемой на бобину нити за один цикл движения нитераскладчика 1ц постоянна и шаги витков нити за время цикла раскладки одинаковы. Выделим на произвольном диаметре Dх бобины 1 элементарный слой 2 с толщиной 5 и высотой Н намотки. Далее производим развертку выделенного слоя на плоскую поверхность (рис. 3). На рис. схематически представлены также точки поворота витков нити на торце бобины в диаметре Эх.диаметре !)х.
Рис. 3. Расчетная схема для определения параметров строения бобины: а-схема бобины, b-схема положения точек поворота витков нити на торце бобины на участке выделенного слоя, с - развертка выделенного слоя
на плоскую поверхность
Определяем число слоев на полной бобине по формуле:
mс = (Ф - Do /28 (1)
где тс - число слоев на полной бобине; Ф -наружный диаметр намотки, см; Ф0 - внутренний диаметр намотки, с; 8 - толщина слоя, см, принимаем 8 = ё; ён -диаметр нити, см.
Далее находим число циклов раскладки, т.е. число двойных ходов нитеводителя М, необходимых для получения бобины с длиной нити :
М =
Ь / 1ц , (2)
где Ь- длина нити на бобине, м; 1ц -длина укладываемой на бобину нити за один двойной ход нитево-дителя, м. Затем вычисляем среднее число циклов раскладки кср, приходящее на один слой намотки:
кср= М/тс (3)
Подставив значения M по формуле (2) в (3) с учетом д = dH, получим
кср =2dH L/[(D -Do) Ц (4)
С другой стороны, среднее число циклов раскладки кср можно определить из рис. 4,b по известной формуле:
Кср = ЛDcp/Äl = Ж (D+Do)/2 Äl (5) Решая уравнения (4) и (5) относительно Ä l, будем иметь
Ä l = Ж (D2 -Do2 )1ц /4L dH (6) Для вычисления длины нити L воспользуемся геометрическими размерами полной бобины. Исходя этих данных определим длину нити по формуле: L =103 Vp/T =103ЖНр (D2 -Do2)/4T (7) где V- объем намотки бобины, см3; р - средняя удельная плотность намотки бобины, г/см3; T - линейная плотность нити, г/км;
Подставив значения L в формулу (6), получим; A l = 1цТ/(103 H pdH) (8)
Если учесть dn = 0,1C4T, то будем иметь:
A l = l^yff/(102CH р) (9) где С - постоянный коэффициент, зависящий от рода пряжи.
Длина нити 1ц, укладываемой за цикл раскладки, складывается, как видно из рис. 3,а, из суммы l1 и l2. Если примем, l1 = l2 = l, тогда 1ц= l1 + l2 =2l. Из рис 4,с: l = H/(102 Sin а) (10) Откуда
1ц = 2H/(102 Sin а ) (11)
Подставив значения 1ц в формуле (9) окончательно получим величину A l:
A l =2 y[f /(104 C р Sin а) (12) Таким образом, получили простую формулу (12) для определения расстояния A l между соседними точками поворота витков нити одного слоя на торце бобины. Как видно, это расстояние прямо пропорционально корню квадрата линейной плотности нити и обратно пропорционально удельной плотности намотки бобины, синусу угла подъема витка и величине коэффициента С.
Подставив значения A l в формуле (5), принимая при этом Dx вместо Dcp, можно определить число поворотных точек слоя на торце намотки в произвольном диаметре бобины:
Кх = Ж Dx/ A l = 104nDx C р Sina/(24f) (13) где кх - число двойных ходов движения нитево-дителя. Определив величины кх легко можно вычислить длину нити, намотанную в слой в произвольном диаметре бобины по формуле:
Lc = Кс 1ц = 104nDx C рц Sin а /(2 Vf) (14) Далее, зная число точек поворота в слое намотки на торце бобины, можно определить величины расстояния между соседними витками, намотанными за время движения нитеводителя в одну сторону паковки. Из рис. 4, с:
a = Al tana . (15)
Подставляя значения A l по формуле (12) в (15), получим:
a =2 4f tga/(104 CpSina) (16) Число витков нити в элементарном слое намотки при диаметре Dx, укладываемых за один двойной ход движения нитеводителя можно вычислить по формуле приведенной в [7]:
пэ =1021ц Cosa/nDx (17) Как видно из формулы (17), при постоянном значении величины угла подъема а, с увеличением диаметра намотки число витков в элементарном слое увеличивается. При этом число витков n3¡, укладываемых при движении нитеводителя в одну сторону паковки, составляет половины пэ. Следовательно, n3i=0,5n3. Общее число витков, имеющихся в заполненном слое будет определено по следующей формуле:
пс= ne Kx (18)
Подставив значений ne и Kx по формулам (17) и (13) в формулу (18) будем иметь
nc =104 Ц C р Sin2 а /(4 4f) учитывая, что 2 а = в, окончательно получим:
nc =104 1ц C рБтв /(4«Jf) (19) где в - угол скрещивания витков нити. Как видно из формулы (19), число витков в заполненном слое при постоянных значениях 1ц, р и в не зависит от диметра намотки бобины. Из рис. 2,а видно, что высота намотки Н состоит из суммы отдельных шагов витка h1, h2,...hm. При равенстве h1= h2=... = hm = h высота намотки будет равен H=mh. Откуда h =Н /т (20)
Если подставить по формуле (10) значение Н = l.(102 Sin а) в (20) и учитывая, что т = ne¡= 0,5ne, получится формула для определения величины шага витка нити:
h = Ж Dx Tga . (21)
Одним из показателей строения бобины, влияющим на качество окрашивания пряжи, является коэффициент заполнения намотки нитями. Этот параметр показывает долю объема намотки, занимаемый нитью из общего объема бобины. Зная длины нити в слое можно определить величину коэффициента заполнения на любом участке намотки бобины. Коэффициент заполнения намотки в слое можно определить по формуле:
Кзс = Vnc / Vc (22)
где Vnc =(Ж d2/4)Lc - объем слоя намотки, занимаемый нитями; Vc = Ж Dx d Hc - объем слоя намотки с размерами: длина - Ж Dx, ширина - Hc и высота - d. Подставив значений Vnc , Vc и Lc по формуле (14) в (20) будем иметь:
Ksc=(Жd2/4) (104ЖDx Cр1ц Sina /2лГ) /(Ж Dx d Hc)
Учитывая, что Hc =(102 1ц Sina)/2 (формула (11) и dn = 0,1Cjf и преобразовав последнею формулу, получим уравнение для определения коэффициента заполнения слоя намотки:
Ksc = 785 C2 р (23)
Из формулы (21) видно, что коэффициент заполнения зависит от удельной плотности намотки и вида пряжи. Указанная формула выведена при предположении постоянной удельной плотности намотки и одинаковых значениях величины A l. Принято, что диаметр нити имеет круглую форму и не учтено изменение диаметра из-за деформации при наматывании.
Заключение. Предложен метод расчета параметров строения бобины обычной крестовой намотки, исходя из линейной плотности, длины нити на бобине и удельной плотности намотки. Установлено, что число витков в заполненном слое при постоянных значениях расстояния между смежными витками, удельной плотности намотки и угла скрещивания витков, не зависит от диметра намотки бобины. Во всех заполненных слоях намотки число витков одинаково. Число витков нити в элементарном слое зависит от диаметра намотки. С увеличением диаметра намотки число витков в элементарном слое увеличивается.
Литература
1. Гордеев В.А., Волков П.В. Ткачество. Москва, изд. ЛИЛП, 1959, 232с
2. Ворошилов В.А. Веретоно. Москва, Гиз-легпром, 1969, 120с
3. Малышев А.П. Основы теории наматывания нити. Москва, Научно-исследовательские труды МТИ, 1984, 127 с.
4. Прошков А Ф. Механизмы раскладки нити. Москва, Легпромбытиздат, 1972, 150с.
5. Ефремов Е.Д. Основы теории наматывания нити на паковку. Москва, Легкая и пищевая промышленность, 1982,152 с.
6. Боборыков И.И. К теории намотки ватерного початка. Москва, Изв. МТИ, 134с.
7. Simon L., H.Hübner. Vorbereitungstechnik für die Weberei, Wirkerei und Stricerei Veb Fachbuchverlag, Leipzig, 1983, 123р.
8. Лазаренко В.М. О толщине слоя и плотности намотки пряжи. Л., Труды ЛТИ, 1987, № 9, с. 117120
9. Карезо В. Д. Распределение плотности в цилиндрической бобине крестовой намотки. Из. вузов, Технология текстильной промышленности, 1970, №3, с. 45-48
10. Фатдахов Р.М., Джахангирова М.Г. О формировании и строении паковок параллельной намотки. Материалы международной конференции "Текстильные материалы ХХ1 века" Санкт Петербург, 2005, с. 246-250
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ДАВЛЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВОЛН ПРИ РАЗРЫХЛЕНИИ СКАЛЬНОГО ГРУНТА ЗАРЯДАМИ
ГДШ
Ненахов Иван Андреевич
Главный инженер ООО «Промтехвзрыв», г. Москва Фоменкова Вера Евгеньевна Ведущий эксперт ООО «Промтехвзрыв», г. Москва Кириллов Сергей Сергеевич Старший инженер ООО «Промтехвзрыв», г. Москва Ганопольский Михаил Исаакович Докт. техн. наук, технический директор ООО «ЦПЭССЛБВР», г. Москва
FORECASTING THE MAGNITUDE OF THE ACOUSTIC AIR PRESSURE WHEN LOOSENING OF THE ROCK MASS CHARGES GPB
Nenachov Ivan
Chief engineer of OOO «Promtechvzryv», Moscow
Fomenkova Vera
Leading expert of OOO «Promtechvzryv», Moscow
Kirillov Sergey
Senior engineer of OOO «Promtechvzryv », Moscow
Ganopolskiy Mikhail
Doctor of Engineering Sciences, technical Director of OOO «CPESSL BVR»,
Moscow
АННОТАЦИЯ
В статье приведены результаты измерений величины давления в акустических воздушных волнах (АВВ) при разрыхлении скального грунта с использованием газогенераторов давления шпуровых ГДШ. Показано, что максимальная величина давления в АВВ при срабатывании зарядов ГДШ в среднем в три раза меньше, чем при взрывании зарядов промышленных ВВ такой же массы.
ABSTRACT
The article presents the results of measurements of the pressure in air acoustic waves (AA W) when loosening the rocky soil with the use ofpressure generators blast hole GPB. It is shown that the maximum value of the pressure in AA W when triggered, charges GPB on average three times less than when blasting of charges of industrial explosives of the same weight.
Ключевые слова: разрыхление скальных грунтов; газогенератор давления шпуровой; акустические воздушные волны; безопасное расстояние.
Keywords: loosening rocky soils; the gasifier pressure blast hole; acoustic air wave, safe distance.
Как известно, при разработке котлованов и траншей и планировки поверхности на различных строительных объектах во многих случаях выполняют работы по предварительному разрыхлению скальных грунтов. При разрыхлении разборных грунтов эти работы выполняют с использованием строительных механизмов, а при разрыхлении крепкого скального
грунта - буровзрывным способом или с использованием невзрывчатых средств, к которым относятся газогенераторы давления шпуровые ГДШ [1,2].
При производстве работ по разрыхлению скального грунта с использованием ГДШ опасность для людей и охраняемых объектов, как и в случае использования взрывного способа, могут представлять действие сейсмических и акустических воздушных волн и
