Файл: Прошков А.Ф. Машины для производства химических волокон. Конструкции, расчет и проектирование учеб. пособие.pdf

дует несколько увеличить до размеров, которые легко можно полу­ чить при изготовлении дисков современными методами.

Если диск стальной с наружным диаметром стакана меньше 150 мм, то толщина стенки стакана не должна превышать 3 мм; при диаметре стакана больше 150 мм толщина его стенки s < < 3-т- 4 мм.

Ступица транспортирующего диска должна располагаться внутри стакана, позволяя максимально приблизить донышко стакана к опоре вала. В этом случае диск вращается спокойнее с минимальным биением и максимальной критической скоростью.

Определение критической частоты

Расчетная схема весомого вала с насадками (дисками, шкивами, колесами) приведена на рис. 185. Рассматриваемая упругая схема при работе машины испытывает крутильные и поперечные коле­ бания.

Частоту собственных крутильных колебаний дисков можно

узлового сечения можно найти при условии, что оба участка вала,

где ki, k %— коэффициенты пропорциональности (жесткости) со­ ответственно для правого и левого участков вала;

Ѳх; Ѳ2 — моменты инерции масс дисков.

270

Для t-го участка

GIp

h '

где l{ — длина участка от соответствующего конца вала до узло­ вого сечения.

Следовательно,

k — Gfp

и

а также

и _GIp (Ѳі + Ѳ2)

Wt •

Подставляя в формулу (270) значение k y, найдем частоту кру­ тильных колебаний вала с двумя массами на концах без учета массы вала:

Для учета массы вала необходимо использовать энергетиче­ ский метод Рэлея. Согласно этому методу к моменту инерции массы каждого диска следует прибавить одну треть момента инерции части вала, расположенной между диском и узловым поперечным сечением.

В практических расчетах этот метод всегда дает хорошее приближение при вычислении основной частоты колебаний:

(Ѳі + ѳ2) )

где Ѳ0— момент инерции вала постоянного сечения длиной /. Если вал состоит из участков различных диаметров, то его можно привести к эквивалентному валу постоянного диаметра.

271

Допустим, что вал состоит из двух участков длиной а и b

сдиаметрами соответственно d 1 и d2. От момента М, приложенного

кконцу вала, последний поворачивается на угол

где величина

Lb ä[ 4

называется приведенной длиной эквивалентного вала диаме­ тром du жесткостью GIlp и постоянным коэффициентом жесткости (пропорциональности).

В общем случае приведенная длина L эквивалентного вала

Критическую частоту вращения (частота собственных попе­ речных колебаний) вала следует определять с учетом или без учета влияния гироскопических моментов дисков.

Если не учитывается гироскопический момент, то основные частоты собственных поперечных колебаний данной упругой си­ стемы следует определять по приближенной формуле Рэлея (56):

При учете гироскопического момента следует пользоваться методом сил с учетом коэффициентов влияния при составлении уравнения смещения у и угла поворота <р сечения в точке А соеди­ нения диска с валом (см. рис. 24). Уравнение частот для подобных упругих систем имеют вид зависимостей (66) и (67).

§ 9. МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ НАКОПЛЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ НИТИ

На крутильно-вытяжных машинах и машинах непрерывного спо­ соба формования химических волокон применяют так называемые механизмы для накопления и транспортирования нити. Эти меха­ низмы состоят из двух тел вращения (обычно круглые цилиндры), оси которых расположены под определенным углом.

272

Нить, заправленная на вращающиеся цилиндры, располагается на них по спирали с переменным шагом.

На формовочных машинах такие механизмы служат для транс­ портирования нити от одного конца цилиндра до другого, причем на этом пути нить подвергается соответствующей обработке: промывке, отделке или сушке.

На крутильно-вытяжных машинах механизмы накопления в основном предназначены для создания определенного натяжения нити в зоне вытягивания. При вытягивании нить не должна про­ скальзывать на цилиндрах.

Если на формовочных машинах длина нити, накопленной на отделочных цилиндрах, зависит от скорости формования и вре­ мени отделки, то на крутильно-вытяжных машинах длина нити зависит только от конструктивного оформления механизма на­ копления и физико-механических свойств нити.

В настоящее время на различных машинах для производства химических волокон применяют следующие схемы механизмов для накопления и транспортирования нити:

два ведущих нить цилиндра (рис. 186, 191); один ведущий цилиндр, другой ведомый, приводимый во вра­

щение нитью (рис. 187); ведущий цилиндр и неподвижный палец с кольцевыми канав­

ками (рис. 188); планетарно вращающиеся ролики (рис. 189);

два ребристых ролика (рис. 190).

Прежде чем приступить к проектированию этих механизмов, необходимо подробно изучить процесс накопления и транспорти­ рования нити, установить характер кривой, по которой распола­ гается нить, определить шаг h спирали, длину витка и т. д. Осо­ бенно важно установить условия, при которых нить занимает на рабочих органах устойчивое, равновесное положение, распо­ лагаясь по спирали без применения направляющих устройств.

Используя теоретические предпосылки и результаты экспери­ ментальных исследований равновесия нити на шероховатой поверх­ ности, можно решить поставленные задачи и дать соответствующую оценку любой схеме механизма накопления и транспортирования нити.

При рассмотрении механизмов накопления нити следует помнить:

при набегании нити на ведущий вращающийся элемент под действием сил трения ее с телом вращения она всегда стремится расположиться перпендикулярно оси вращения;

на ведомом элементе (неподвижном или вращающемся от нити) нить стремится занять наиболее устойчивое положение, т. е. рас­ положиться по геодезической линии;

витки спирали перемещаются всегда в направлении к вершине условного конуса, образованного пересекающимися осями цилин­ дров или конусов;

273