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

При проектировании мотальных механизмов с силовым замы­ канием для кольцевых машин, работающих со скоростью кулачка до 0,5 ра'д/с, желательно профиль кулачка делать симметричным. При скорости кулачка выше 0,5 рад/с ветвь опускания должна быть более пологой, чем ветвь подъема.

При увеличении сил трения в кинематических парах передач движения от мотального кулачка к нитеводителю время падения и Упад, увеличиваются.

Если для силового замыкания используют спиральные пру­ жины, то для уменьшения времени отрыва ролика от кулачка

U — сила инерции нитеводителя со всеми закрепленными на нем деталями;

б) период Т собственных колебаний пружины с учетом массы нитеводителя должен быть в 3—5 раз меньше времени свободного

Силовое исследование мотальных механизмов

При силовом исследовании определяют усилие, напряжение или деформацию в выбранном сечении любого звена мотального меха­ низма.

Методика силового исследования аналогична для всех моталь­ ных механизмов, независимо от схемы и принципа работы.

Силовое исследование всегда начинают с ведомого звена. Та­ ким звеном в мотальном механизме кольцевых машин является, как правило, колонка кольцевой планки и колонка нитенаправи-

силы (рис. 219):

G — вес колонки со всеми закрепленными на ней деталями,

354

В общем виде центр тяжести $ рассматриваемой конструкции смещен относительно оси колонки на величину е.

Из перечисленных сил должны быть известны силы G и U. Значения остальных сил зависят от конструктивных размеров и

Знак плюс при е ставим в случае, если общий центр тяжести s находится слева от оси колонки, а знак минус — если он нахо­ дится справа от оси колонки.

В выражении (364) произведение — (А -j- fd -)- 2у) очень

Гр л

мало по сравнению не только со слагаемым Л, но и с величиной 2/Хшах. поэтому в -практических расчетах этим произведением сле­ дует пренебрегать. Кроме того, смещение е общего центра тяжести относительно оси колонки обычно мало по сравнению со слагае­ мым А.

Таким образом, в практических расчетах с большой точностью

Исследование полученных выражений показывает, что с уве­ личением X резко возрастают реакции N, N х и N 2. Минимальные значения эти реакции имеют при х — 0, т. е. когда точка контакта М лежит на оси колонки.

При удалении точки контакта М от оси колонки вправо урав­

Сравнивая выражения (364) и (371), замечаем, что при е = 0 и прочих равных условиях значение N во втором случае немного больше, чем в первом.

356

Впрактических расчетах при подъеме кольцевой планки зна­ чения N, F, АД и ЛД следует определять по упрощенным формулам (368—370). В этих формулах знак плюс при U берут в том случае, если сила инерции направлена вниз, а знак минус — если она направлена вверх.

Вначале подъема колонки сила инерции имеет максимальное значение и направлена вниз. Следовательно,

Для облегчения начала подъема кольцевых планок, а также во избежание заклинивания колонок необходимо устанавливать как можно меньшее значение х.

Если максимальное значение силы инерции U составляет 3—5% от G, то силой инерции при расчете можно пренебречь.

Исследование выражения (375) показывает, что значение N равно бесконечности, когда знаменатель дроби равен нулю (яв­ ление самоторможения):

при подъеме кольцевой планки самоторможения колонки не должно происходить. Однако на практике возможно заклинива­ ние колонок, которое происходит вследствие перекоса опор ко­ лонок, нарушения формы колонки при ее обработке или монтаже или из-за сильного загрязнения опор. Кроме того, заклинивание возможно и от деформации (изгиба) колонки, которая резко уве­ личивается при скольжении ролика по башмаку. В этом случае формула (371) принимает вид

357

Силовой расчет колонки нитенаправителей аналогичен рас­ чету колонки кольцевой планки, поэтому формулы (364—380) пригодны для расчета колонок нитенаправителей.

Расчет мотального рычага. Мотальный рычаг является одним из основных звеньев мотального механизма. Конструктивное оформление мотальных рычагов зависит от вида и принципа фор­ мирования заданной формы намотки.

В общем случае на мотальный рычаг АО действуют следующие силы (рис. 220):

S — натяжение в тяговой цепи; G — вес рычага;

N — нормальное давление между роликом и мотальным кулач­ ком;

F — сила трения качения между роликом и мотальным ку­ лачком;

М = Ѳ0е — момент инерционных сил (0о — момент инерции массы рычага со всеми закрепленными на нем деталями, в — угловое ускорение рычага);

Ro — реакция в опоре О; U — сила инерции рычага.

Максимальная нагрузка действует на рычаг в самом начале подъема кольцевых планок, т. е. при прохождении ролика по выемке кулачка.

В первом приближении, пренебрегая трением в кинематических

358

Реакцию Ro в опоре О найдем из плана сил, построенного по уравнению

S + G + U + N + R = 0.

Во втором приближении находим

дт__ Sh, 4- Ѳре Rprf — Gh2

где k — коэффициент трения-качения; /•„ — радиус ролика.

Мотальный рычаг в месте крепления оси ролика подвергается воздействию наибольшего изгибающего момента от силы S, при­

Если линии действия перечисленных сил расположены в раз­ ных плоскостях, то рычаг подвергается кручению.

На кручение следует рассчитывать рычаги, на которых кре­ пятся дополнительные устройства для смещения кольцевых пла­ нок с целью формирования конусов на теле намотки. При проек­ тировании необходимо так располагать эти устройства, чтобы рычаг подвергался минимальному кручению. Практически это нетрудно осуществить.

Расчет кулачка на контактное напряжение« Контактное напря­ жение сдвига по линии контакта ролика с кулачком определяют по формуле Беляева—Герца (при коэффициенте трения f = 0,2):

контакта, р2 — радиус ролика).

359