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

Например, для мотального механизма (сМ. рис. 221)

а приведенная масса

2Ем

тп р . М '

При большой длине трубопровода от гидронасоса до гидродви­ гателя необходимо учитывать и массу жидкости в этом трубо­ проводе. Для этого используют методику И. 3. Зайченко [51:

Для преодоления сопротивления трения во всех кинематичес­ ких парах механизма и трубопроводах необходимо дополнительно приложить к поршню усилие

пk

шток 3—направляющая; сальники—направляющая; шарнирные соединения звеньев; ролик 8—направляющая (трение качения); ролик 15 (см. рис. 222)—копир 14 (трение качения).

Силы и момент трения в кинематических парах определяют обычными методами при силовом исследовании. Силу трения в манжетных уплотнениях можно найти по формуле

^тр = (lfP>

где р — коэффициент трения-скольжения между манжетой и на­ правляющей;

/ — площадь поверхности трения;

р— давление масла в цилиндре гидродвигателя (при расчете можно принимать р = 2,0-ь5,0 МН/м2).

366

Момент трения-качения в игольчатом подшипнике

Н-пр — приведенный коэффициент трения шарикоподшипников (роликоподшипников)

где А — 1,3ч-1,46— коэффициент;

k — коэффициент трения-качения;

D = 2г;

d — диаметр ролика.

Момент сопротивления перекатыванию ролика по направляю­ щей (копиру)

Мтр = Nik,

где N 1— нормальное давление ролика на направляющую. Суммарная сила, которая должна быть приложена к поршню,

Р общ — Р " У P-sp-

Зная Робщ и скорость ѵх поршня, можно найти мощность, не­ обходимую для перемещения поршня гидродвигателя,

, г _Р общ^д:

N ~ ~1ÖF*

Определение мощности для вращения лопасти* По аналогии с предыдущим исследованием можно записать (см. рис. 224, б)

здесь М — момент, необходимый для преодоления инерционных сопротивлений звеньев мотального механизма;

Ѳпр — приведенный момент инерции масс звеньев мотального механизма;

4Ѳпр

Jпр dtp

Звеном приведения является лопасть, поэтому

ЕѲпршл

откуда

а2£

°пр 2

367

Для преодоления сил сопротивления трения в кинематических парах механизма необходимо к лопасти приложить дополнитель­ ный момент

§ 9. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОТАЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ

При проектировании мотальных механизмов основными исход­ ными параметрами являются: размеры готовой паковки и пустой шпули (катушки); закон перемещения нитеводителя'; способ полу­ чения заданной формы намотки; основные размеры машины в ме­ сте установки мотального механизма.

Закон перемещения нитеводителя выражается соответствую­ щими уравнениями, в которые входят некоторые размеры готовой паковки, угловая скорость или угол поворота кулачка, амплитуда колебаний нитеводителя, время одного хода нитеводителя и т. д.

Под способом получения заданной формы намотки подразу­ мевается результирующий закон движения нитеводителя, обеспе­ чивающий получение заданной формы. Например, конусы на теле намотки образуются за счет периодического смещения нитеводителя вдоль оси тела намотки в одном направлении (при конической на­ мотке), уменьшения амплитуды колебания нитеводителя или не­ прерывного дополнительного смещения нитеводителя вдоль оси тела намотки то в одном, то в обратном направлении.

Наиболее распространены кулачковые мотальные механизмы, что объясняется простотой их конструкции, надежностью в ра­ боте и универсальностью. В последние годы на формовочных и крутильных машинах для производства химических волокон широко используют мотальные механизмы с гидравлическим приводом.

Проектирование мотального механизма можно разделить на четыре этапа:

1)выбор схемы передачи движения от кулачка или гидродви­ гателя к нитеводителю (кольцевой планке), т. е. составление кине» матической схемы механизма;

2)кинематический расчет выбранной схемы;

368

При выборе схемы передачи движения от кулачка или гидро­ двигателя к нитеводителю необходимо стремиться к тому, чтобы выбранная схема была предельно простой, с минимальным числом звеньев, позволяла регулировать высоту намотки и положение нитеводителя в заданных пределах, была удобна в сборке, раз­ борке, обслуживании, а главное, не искажала закон перемещения нитеводителя при регулировании и при наработке паковки.

Небольшое число звеньев в схеме и ее приближение к нитеводи­ телю значительно уменьшают число кинематических пар и позво­ ляют уменьшить размеры звеньев. Это ведет к уменьшению сум­

Простота конструкции снижает стоимость изготовления меха­ низма, облегчает его наладку и обслуживание.

Кинематический расчет схемы заключается в определении перемещения, скорости и ускорения любой точки любого звена схемы. Методика кинематического исследования изложена выше.

Определение длины мотального рычага

Мотальный рычаг — это первое звено в схеме передачи дви­ жения от кулачка к нитеводителю.

При выборе длины мотального рычага необходимо руковод­ ствоваться следующим:

1)чем длиннее рычаг, тем больше габаритные размеры меха­ низма и больше потребуется места для его размещения;

2)чем меньше длина рычага при постоянном размахе нитеводи­ теля, тем больше угол давления, больше расход мощности и зна­ чительнее износ кулачка;

3) чем больше отношение общей длины мотального рычага к расстоянию от оси его вращения до центра ролика, тем больше давление на кулачок и интенсивнее его износ.

где 5 — натяжение цепи.

Исследование этой формулы показывает, что введение в схему передачи мотального рычага увеличивает нагрузку на кулачок, причем эта нагрузка возрастает с увеличением отношения а : Ь. Следовательно, при проектировании плечо а необходимо брать минимально возможным. Это плечо обычно служит для размеще­ ния дополнительных приспособлений: червячного колеса и блока для навивания цепи.

Если на плече не установлены приспособления, то его длину не следует брать больше 0,2/. Если же а = 0, то роль мотального рычага сводится только к передаче движения от кулачка к ните­ водителю. В этом случае ось ролика является местом крепле­ ния тяговой цепи и давление на кулачок минимально.

С уменьшением длины b угол давления у увеличивается. Угол давления минимальный при Ь — оо. В этом случае скорость ѵь центра каточка направлена вертикально, т. е. предельным вариантом является безрычажная схема.

Если мотальные механизмы проектируют для кольцевых машин, то предпочтение следует отдавать рычажным механизмам, как

рины машины исключается возможность применения мотальных рычагов большой длины. В подобных случаях можно располагать мотальный рычаг вдоль машины или применять безрычажные мо­ тальные механизмы.

дину h линию СС параллельно хорде В йВ х. Линия СС — это место расположения оси вращения О кулачка, если необходимо полу­ чить кулачок минимального размера.

370