CC BY
6УДК 677.21.022
Мирзаев О,А., Нурова О.С., Боймуратов Ф.Х.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ СИЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ РАЗНЫХ ТИПОВ ЗУБА БАРАБАНЧИКА НА ВОЛОКНИСТОЙ ЛЕНТЕ
Мирзаев О.А - д.ф.т.н. (PhD); Нурова О.С. - старший преподаватель; Боймуратов Ф. Х. - ассистент (КарИЭИ)
Мацолада пневмомеханик йигирув машинасидаги дискретловчи барабанчанинг толали пилтани илаштирадигандаги %олати назарий жщатдан та%лил цилинган. Назарий та%лиллар натижаси ишчи юзага оциб келадиган толалар %ажмини аницлик нуцтаи назаридан излаш имконони беради. Кучлар та%лили дискретловчи барабанча цурилмасининг параметрларини %исобга олган %олда амалга оширилган. Толаларга таъсир цилувчи кучларнинг узаро боглицлиги график куринишида тасвирланган.
Калит сузлар: бир текислик, барабанча, тола, гарнитуралар, дискретизация, принцип, технология, модернизация, орган, сифат, ип, узилиш.
The article provides a theoretical analysis of the state of a discrete drum of a pneumatic mechanical spinning machine when a fiber pile is attached. Theoretical accuracy analyzes refine the determination of the volume of fibers flowing over the working surface. The analysis of forces was carried out taking into account the parameters of a discrete drum set. The interdependence of the forces acting on the fiber is illustrated graphically.
Key words: uniformity, drum, fibers, headsets, sampling, principle, technology, modernization, organ, quality, yarns, breakage.
Введение: Выпуск качественной конкурентоспособной продукции на основе использования высоких, экономичных технологий является важнейшей задачей текстильной отрасли. Качество текстильных изделий в большей степени зависит от равномерности, чистоты и прочности пряжи. Они могут быть достигнуты путем внедрения и использования современного оборудования, работающего на более прогрессивных технологических принципах [1].
Совершенствование технологии пневмомеханического прядения продолжается во всем мире и поныне, что приведет к созданию нового поколения машин безверетенного прядения. Немаловажное значение имеет совершенствование технологии и модернизация отдельных узлов и рабочих органов машины, так как расходы на модернизацию во много раз ниже затрат на закупку нового оборудования. Проведенные нами исследования направлены на совершенствование процесса дискретизации волокнистого потока и формирования пряжи, что позволит повысить качество пряжи снизить обрывность, повысить производительность оборудования и труда.
Используемые на практике элементы с игольчатой гарнитурой представлены на рис.1. Короткое описание отдельных частей гарнитуры заключается в следующем. Дискретизирующее устройство должно разрыхлять подаваемую ленту на комплекс волокон, а в идеальном случае - на отдельные волокна и подавать их равномерно в прядильную камеру. При этом не ухудшать качество волокон и сохранять их степень распрямленности, приобретенную на предшествующих технологических переходах [2].
Основная часть: Рассмотрим стационарные движения слоя толщины системы волокон hb.Обозначим на каждом участке растяжения, плотности и скорости через зону питания. Считаем, что слой движется вдоль дуги с линейной скоростью зубов барабанчика vb = Rb^b, где из АОАВ находим
Дъ - радиус барабанчика, 1С-высота зубов,«- угол между зубами и линией ОА,шъ —радиус и
угловая скорость барабанчика. Уравнение стационарного движения слоя согласно принятой модели среды записываем в виде
^-^ = 0 С1)
Ь(Т)Т - = т1рьшькь (2)
где ^ — угол, отсчитываемый вдоль дуги АА; начиная с точки А ¿(Г) = 1 + £,£ = —; тг-
погонная масса продукта, Бъ = къЬ ,кь — текущая толщина слоя продукта, й —радиус барабанчика.
На контакте слоя с поверхностью камеры выполняется закон сухого трения, где принимается т = /ьд. Далее, полагая Т = ЕБьгпри г2 ~ 0,, составим уравнение относительно £
!^ — Гъ(1 + п2ь)г = —Гьп1 (3)
где пь = йь^ь/а,/ь - коэффициент трения между барабанчиком и поверхностью камеры, начальное положение угла ^ принимается с положением слоя продукта в точке А. Решение уравнения (3), удовлетворяющее условию £ = е2 при ^ = 0 имеет вид
£ = (£2— Я2ь)ехр/(^) + Я2ь (4)
9
где = —^ , £2 определяется по формуле (4) при ^ = фк
1+пь
£2 = (£1—Я2)ехр/(^)+Я2 (4-А)
Здесь толщина слоя и плотность продукта определяются по формулам
Будем считать, что максимальное значение плотности слоя достигается при ^ = 0. Тогда функция £ должна быть монотонна, причем увеличивающая функция достигает максимального значения при (р = п. При этом деформация е2 и плотность продукта при входе в зону дискретизации удовлетворяют условиям
£п > Я?
п1
1+п2'
^ Ро
Р -7
1 +п2ь
Из первого неравенства получаем
г1 > Я2 + (А2~А1)ехр(—/фкп2/А2) (6)
Таким образом, для обеспечения монотонного снижения плотности продукта в зоне дискретизации деформация продукта при входе в зону зажима должна удовлетворять условию (6)
п = Яш/а
На рис. 2. представлены кривые распределения деформации и плотности продукта в зоне дискретизации в расчетах принят
Яс = 0.0325ш шъ = 600с~1,1с = 0.005м, пь = 0.22, С! = 0.08
а)
б)
в)
а- зубья с разными диаметрами; б- зубья с разными наклонами: в-зубья с разними высотами; Рис. 1. Предлагаемые варианты игольчатого дискретизирующего барабанчика
<^=25°
а)
б)
Рис.2. Графики изменения деформации продукта вдоль дуги контакта его с поверхностью камеры при различных значениях отношения
Яш
п =- : 1 — п = 0.1: 2 —п = 0.15: 3 — п = 0.2: 4 — п = 0,25:
а
х
Рис 3. Конструкция пильчатого дискретизирующешого барабанчика прядильных
машины БД-350
Демонстрация работы дискретизируюшего баранчика зубья которого имеют пильчатую фигуру представлена на рис 3.
Теоретические исследования: Формула для определения обёма волокон протекающих на 1мм2 — поверхности.
iri2.
V0=S0(1
3-L-t
)S0
(7)
где площадь 50 = 1мм , Н —высота зуба, ^шаг зуба, 12 — толщина основы зуба, -толщина
зуба, 1г —толщина основы зуба.
Узнавая каждый параметр исследуем теоретические основы дискретизирующего барабанчика. 5 = £ ■ к = 2.5 ■ 1.8 = 4,5мм2
В качестве площади выбран зазор между двумя зубьями дискретизирующего барабанчика и теоретически должно быть рассчитано движение волокон, протекающих вдоль поверхности этой площади.
У = 0.1-/1(1-^)5 (8)
Изменения объема волокон на высоты зуба от т. — /цдо к2
Ж = £2 45 • к (1 — = 22.5 • (1 — •
\ зьи \ з-ь-г/
(к2 — к2) (9)
Изменения объема волокон зависят от шага зубьев от до £2
ЛУ = £ 45 • к(1 — Л * ДГ = £[(«, — й — ^/п^)] (10)
Изменения объема волокон зависят от толщины зубьев от до Ь2
¿V = £ О.1 = [(ъ - - а, — ^/ШМ)] (11)
Изменения объема волокон зависят от основы ширины зубьев от 11Л до /12
¿У = 45 • к (1— d/1 ^ ДК = 22.5 • к (Д/Х — • (/22 — /?.!) (12)
Изменения объема волокон зависят от основы толшины зубьев от 121 до /22
Ы = /£2 45 • к (1 — ¿/2 ^ ДК = 22.5 • к (д/2 — • (/2 2 — 122Л) (13)
Анализ результатов: Для правильного решения задач повышения работоспособности дискретизируюшего барабанчика пневмомеханических прядильных машин и улучшения качества прочеса необходимо в первую очередь детально изучить силы, действующие на волокнистую ленту в процессе дискретизации, и выявить вожожности наиболее рентабельного их использования.
Формула для определения зацепления волокон на плошади 1мм2
гд-гл 1,1
К = соя2а- (14)
д —коэффициент трения между волокнами и питающим столиком, Ь —толщина зубьев, £-шаг зубов, /-длина волокон, а —наклонный угол зуба дискретизируюшего барабанчика. Зная эти параметры его можно записать в следующем виде
К = ^(а))2 •Л * / (15)
Графическая зависимость объёма волокон поверхности ширины,толщины, высоты зубьев дискретизируюшего барабанчика.
v, (ш3)
t(s)
Рис.4. Графическая зависимость объема течения волокон на высоту зуба 50 = 1мм2 в промежуток £ = 2.8 • 10"4
времени. Разной высоты зубы: = 1.8мм, Л2 = 1.85мм, Л3 = 1.9мм
Рис. 5. Графическая зависимость объема£0 = 1мм2 течения волокон на шаги зубьев и промежуток t = 2.8 • 10"4 времени. Разные шаги зубьев: tt = 2.5мм, t2 = 2.5мм, t3 = 2.7мм .
Рис. 6. Графическая зависимость угла наклона на силу зацепления зуба: Разный тип угла наклона:
аг = 540, а2 = 580,а3 = 620 .
барабанчика: Рт —тангенциальная сила,/^ — касательная сила, ^ — нормальная сила, смотрим углы взаимно равно, а именно: аг = а2
Успешная работа пневмомеханических прядильных машин в большой степени зависит от правильно выбранной гарнитуры дискретизируюшего барабанчика. Гарнитура должна обеспечить длительную и непрерывную работу зон дискретизации при необходимом качестве дискретизации и допускаемой равноты волокнистой ленты [3].
В данный момент сила импульса в зависмиости от массы волокон т1 и время зазора от Дт определьяется следующей формулой:
^Дт = т{(р2 — ^х)(16) где р1 — скорость дискретизирующего барабанчика, р2-скорость дискретизирующего барабанчика вместе с волокнами.
Движения общих волокон на промежуток ДХ зависит от короткого времени Дт и оно равно:
ДХ = Д™Ср (17) Определяем общую массу между объёмами ДУ волокон .
™обш = ш1:п (18)
где: - масса одного волокна,п —число волокон. По условии необходимо знать среднюю скорость и она равна
*ср = ^(19)
Объем зуба V между фазами гарнитур дискретизирующего барабанчика определяем в зависимости от ёмкости волокон.
Определяем изменения объема, зависящего от площади поверхности зуба дискретизирующего барабанчика.
= 0.1 • Л •$• (1—^)5(20)
Значения уравнения (19) подставим на уравнение (20) и получаем
Р^ДТ = 0.1^^^{1 — 1-^)(р2—Р1) (21) • Дт — в этой формуле равно
дт = ^ = ^ (22)
Значения уравнения (22) подставим в уравнение (21) и получаем следующее уравнение.
= 0.1 • Л • 5 • 5 (1 — (р22 — Р2г)/2 • ДХ(23)
Это формула, определяющая параметрную зависимость тангенциальной или касательной силы от паралелльного движения объема волокон; Л— высота зубов; Б —шаг зубов; 5 — толщина основы зуба; Ь —толщина зубьев; /г-ширина основы зубьев.
Вывод: Для проектирования параметров гарнитур дискретизирующего барабанчика необходимо учитывать долю задерживающей способности гарнитуры, приходящуюся на единицу волокна ёмкости.Проанализировано влияние каждого геометрического параметра гарнитуры на процесс дискретизации и построены графики для них.
ЛИТЕРАТУРА
1. Крючкова В.К., Дергунова Л.Н., Максудов С.С. и др. Проблема повышения конкурентоспособности пряжи и тканей (обзор). Ташкент, 1993 г.
2. Рипка И. Теоретическое изучение некоторых основных явлений. -Сборник докладов о безверетенном прядении., Прага.2009,ст.1-36.
3. Батурин Ю.А. Загруженность гарнитуры чешущих поверхностей и процент перехода волокон с одной поверхности на другую. «Технология текстильной промышленности», 1964. №4
