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

Исследование последних зависимостей показывает:

угол ß всегда меньше е; чем меньше R и больше L, тем меньше разница между е и ß; если L > R, то даже при значительном изме­ нении R угол а практически не меняется при прочих равных усло­ виях;

при уменьшении L угол а увеличивается, а ß уменьшается,

ваемого отрезка нити.

Аналитически рассчитать точно величину необходимого кру­ тящего момента практически сложно, так как нельзя установить фактическую форму сечения нити, общую длину скручивания и найти хотя бы усредненные физико-механические параметры скру­ чиваемого отрезка нити. Это особенно трудно осуществить, когда скручиваемый отрезок в результате разогрева имеет в различных сечениях разные физико-механические свойства. Но несмотря на это, крайне необходимо, хотя бы приближенно, установить характер влияния различных факторов на величину крутящего момента.

При искусственном разогреве нити в термофиксационных ка­ мерах уменьшается момент скручивания и нить переходит в пла­ стическое состояние, при котором всякая деформация нити (про­ дольная, поперечная, сдвиговая) является необратимой (остаточ­ ной).

Следовательно, при расчете крутящего момента необходимо учитывать физико-механические свойства участка нити, имеющего наивысшую температуру разогрева. Нужно отметить, что раскру­ чиванию подвергается остывшая нить с зафиксированной дефор-

4 32

мацией. Форму сечения скрученной нити можно принимать за круг постоянного диаметра.

За расчетную длину скручивания можно принимать длину отрезка нити, заключенной между точкой сбегания нити с фрик­ ционного кольца и нижней границей нагревательного элемента. Примерно на этой длине нить подвергается интенсивному скру­ чиванию.

Если нить не подвергается прогреву или прогрев не сквоз­ ной, то скручивание распространяется вплоть до нитенатяжителя.

С увеличением жесткости, толщины и натяжения нити, числа кручений и количества направляющих глазков, величина крутя­ щего момента возрастает.

Ю. В. Додонкин для определения необходимого крутящего момента предлагает формулу, обычно применяемую для металлов,

нити следует подтвердить экспериментально, но очевидно, что для уменьшения крутящего момента при заданной крутке следует уменьшать G и натяжения ветвей нити. Для практических расчетов необходимый крутящий момент следует определить эксперимен­ тально [31 ].

При нити круглого сечения должно соблюдаться условие

Мэ — Fr — N ^ r ss TVpi cos е,

Если действительное суммарное натяжение меньше найден­ ного, то нить не получит заданной крутки; если же оно суще­ ственно больше, то увеличится сплющивание нити и кручение мо­ жет прекратиться.

433

Для заданной схемы заправки нити суммарное натяжение ведущей ветви легко определить по формуле Эйлера:

Т2= 7 \ е ^ ,

где 7 \ — натяжение нити при выходе из нитенатяжителя или из

Следует отметить, что в общем случае р х Ф /л2і так как практи­ чески скрученная нить представляет собой спиральную пружину с витками различного шага и диаметра. При движении нити вдоль себя витки контактируют с фрикционным кольцом наподобие плоской пилы. Коэффициент трения-сцепления р 2 в этом случае может достигать больших значений (1,0—2,0). При перемещении нити в поперечном направлении схема контактирования «пру­ жины» с фрикционным кольцом будет иной, а следовательно, р 2

при приближении к точке сбегания, а коэффициент трения умень­ шается за счет уменьшения силы сцепления. При увеличении силы нормального давления нить сплющивается, что в свою очередь, ведет к увеличению коэффициента трения-качения.

Таким образом, при фрикционном кручении нужно очень точно определять и выдерживать натяжение нити. Равномерность крутки, в основном, зависит от суммарного натяжения нити.

Так как внутренний диаметр фрикционного кольца намного больше толщины нити, то по-видимому, процесс кручения при изменении диаметра кольца даже в 2—3 раза искажается несу­ щественно. Теоретически уменьшение диаметра кольца должно улучшать условия процесса кручения за счет увеличения площади соприкосновения нити с кольцом. Но это увеличение заметно только тогда, когда толщина нити и диаметр кольца соизмеримы.

Наихудшие условия для кручения нити создаются при R = оо, т. е. при использовании бесконечного ремня при прочих равных условиях.

Следовательно, при проектировании внутренний диаметр фрикционного кольца следует выбирать из конструктивных и экономических соображений, т. е. брать максимально возможным при заданном шаге между соседними рабочими местами.

Материал фрикционного кольца должен быть износостойким с большим коэффициентом трения-сцепления. В настоящее время фрикционные кольца изготовляют из полиуретана, резины В 14 и резины 4990.

Определение соотношения между скоростью ѵя движения нити и окружной скоростью Уф фрикционного кольца« Характер и по­ ложение кривой расположения нити на поверхности движущегося

434

фрикционного тела (кольца) при заданной схеме заправки нити почти не изменяются во время работы механизма. Наилучшие условия для скручивания нити создаются в случае, если относи­ тельная скорость всех точек нити на дуге обхвата перпендику­ лярна направлению движения нити. В этом случае сила трения между нитью и фрикционным кольцом перпендикулярна оси вра­

при существующей схеме заправки и при использовании фрик­ ционного кольца нельзя. Поэтому следует установить, для какого участка кривой (входного или

ѴН = Ѵф Sin 8.

При коэфициенте трения-сцепле­ ния капроновой нити pt2= 1,48 (по резине 4990)

Следовательно, оптимальное соотношение скоростей

.is - = 0,78.

Ѵф

Если на работающей машине соотношение этих скоростей иное,, то крутка будет меньше, а качество нити хуже, особенно, при увеличении скорости нити. При увеличении ѵн вектор силы тре­ ния Fm, приближается к направлению скорости нити, в резуль­ тате чего скручивающий момент уменьшается, натяжение веду-’ щей ветви нити возрастает, нить сильно ворсится или обрывается.

При использовании в качестве фрикционного тела бесконечного профильного ремня и наклонном расположении нити_ можно подобрать угол наклона сбегающей ветви нити к направлению

435-