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

Сферическая втулка (рис. 243) в верхней части имеет шаро­ вую поверхность, которой она опирается в такую же поверхность корпуса. От осевого вращения втулку предохраняет специальный

иметь поверхности опор качения и скольжения (HRC60—62), твер­ дость остальных участков не должна быть меньше HRC 52— 54.

399

Нижний подшипник скольжения (подпятник) при диаметре отверстия верхнего подшипника менее 9 мм изготовляют из стали ШХ9, закаленной до HRC 62—65, а при диаметре отверстия бо­

свалом ротора и служащая для передачи вращения от вала ротора

квалу кружки. Второй опорой (подвижной) вала 5 является верх­

ний радиальный шарикоподшипник.

Основными проблемами при разработке новых конструкций крутильных электроверетен является обеспечение полной синхро­ низации пуска и выбега электроверетена с пуском и выбегом ма­ шины, а также создание надежно работающих при высоких ско­ ростях (более 2000 рад/с) подшипников качения или скольжения.

400

Очень заманчивой является попытка создания работоспособ­ ных электроверетен с подшипниками скольжения, работающими без смазки, и электроверетен на воздушных опорах. Последние исключительно трудоемки в изготовлении и пока ненадежны в ра­ боте. При создании электроверетен, работающих в агрессивных

опора

средах, особое внимание следует уделять их антикоррозийной защите.

При расчете существующих конструкций веретен обычно опре­ деляют давления на опоры шпинделя веретена, критическую ско­ рость вращения (частоту собственных колебаний шпинделя с на­ садками и полной паковкой, а также без паковки), деформацию шпинделя, потребляемую мощность и т. д.

Следует заметить, что чисто теоретические расчеты обычно являются приближенными из-за сложности динамики веретена,

401

трудности учета многих факторов и невозможности определения некоторых величин. Например, без экспериментальных исследова­ ний невозможно найти величину дебаланса вращающихся звеньев веретена вместе с паковкой, а Также истинную величину зазоров, гидродинамических сопротивлений и т. п.

Рис. 247. Электроверетено:

1 — картер; 2 — ротор; 3— статор; 4 — корпус; 5 — вал кружки; 6 — колпак; 7 — гильза; 8 — пружина; 9 — на­ садка; 10 — обойма; 11, 14 — шарикоподшипники; 12 — кольцо маслоуловительное; 13 — крышка; 15 — подпятник; 16 — вал ротора; а — канал

Обычно при расчете принимают самые неблагоприятные усло­ вия для работы веретена: максимальный дебаланс, максимальное трение в опорах, максимальные или минимальные зазоры в кине­ матических парах, максимальная или минимальная податливость опор. Основным расчетом является определение зон критических скоростей вращения шпинделя веретена.

402

В первом разделе получены формулы для определения крити­ ческих скоростей различных упругих систем, в том числе, систем, применимых к веретенам и электроцентрифугам.

При определении критических скоростей веретен и электро­ центрифуг следует учитывать их характерные особенности. Основ­ ной особенностью является то, что в процессе намотки нити на шпулю или катушку или, наоборот, при сматывании нити вращаю­ щаяся масса шпинделя со всеми закрепленными на нем деталями непрерывно и сравнительно медленно изменяется; при этом ме­ няется положение общего центра тяжести, иногда меняется даже расчетная схема упругой системы. Кроме того, при расчете имеют дело с телами переменной жесткости по длине, что значительно усложняет расчет.

Как показано выше, с увеличением массы упругой системы при прочих равных условиях уменьшается частота ее собственных колебаний.

Таким образом, упругая система с изменяющейся массой имеет целую область критических скоростей, которая ограничена ми­ нимальной скоростью, соответствующей максимальной массе, и максимальной скоростью, соответствующей минимальной массе.

Рабочая скорость вращения шпинделя веретена не должна находиться в пределах областей критических скоростей, она должна отличаться на 30—40% как от минимальной, так и от максимальной критической скорости.

Максимальная критическая скорость соответствует шпинделю веретена без шпули или катушки, а минимальная критическая скорость — шпинделю веретена с полностью наработанной па­ ковкой.

Шпиндели веретен разного назначения имеют различное кон­ структивное оформление. Чем сложнее конструктивное оформле­ ние шпинделя, тем выше трудоемкость расчета критических скоро­ стей. Кроме того, точность расчета зависит от правильного выбора расчетной схемы упругой системы, близкой к действительным условиям работы шпинделя веретена, с обязательным учетом вида опор, характера распределения масс и нагрузок.

Многочисленные экспериментальные исследования и теорети­ ческие расчеты веретен показали следующее [11]:

влияние приводного блочка на первую критическую скорость невелико (2—3%), если его масса меньше половины массы шпин­ деля; кроме того, чем меньше масса блочка и чем ближе его центр тяжести расположен к верхней опоре шпинделя, тем меньше влияние блочка на критическую скорость;

влияние гироскопического момента от шпинделя, насадки, блочка и наконечника на критическую скорость несущественно и при расчете этим моментом можно пренебрегать;

жесткость бумажного или картонного патрона и тела намотки очень мала по сравнению с жесткостью шпинделя веретена с на-

4 0 3