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

Длина I деформируемого участка в начале процесса гофриро­ вания примерно равна длине гофрировочной камеры, а при уста­ новившемся процессе зависит от момента, создаваемого плитой

игрузом на волокно, жесткости жгута и других факторов.

Вжале цилиндров жгут можно считать защемленным, а ниж­ ний конец жгута — шарнирно закрепленным, так как он может поворачиваться в плоскости искривления. В этом случае для рас­

четной схемы (рис. 271) критическая сила [21 ]

В начальной стадии гофрирования Р = О, а

откуда легко определить для заданной величины q критическую длину отрезка

-кр

тивоположном направлении, переходя через нейтральное поло­ жение, совпадающее с направлением окружной сжимающей силы. Для нахождения максимально возможной сжимающей силы, следует принимать расчетную схему с защемленными концами (рис. 272), для которой

(Р + 0,5<?ОкР==

Отсюда следует вывод, что мощность, расходуемая в процессе гофрирования, максимальна, когда ширина щели равна толщине жгута, т. е. койда жгут располагается точно по направлению окружной силы Р.

Основным параметром, определяющим величину критической силы, является жесткость жгута. Жесткость жгута зависит от физико-механических свойств, числа и характера расположения

в жгуте отдельных моноволокон, а также от взаимной связи этих волокон, их влажности и степени электризации. Установить ана­ литическую зависимость жесткости от перечисленных факторов очень трудно, поэтому на практике жесткость следует определять экспериментально, используя положение теории упругости тон­ ких стержней: гибкий стержень теряет устойчивость при про­

дольном сжатии критической силой.

Медленно выдвигая жгут вверх из жала ци­ линдров до тех пор, пока он не потеряет верти­ кального устойчивого положения, замеряем длину выдвинутого конца. Собственный вес выдвину­ того отрезка жгута и является критической си­ лой. Согласно теории упругости получим

D _ (<?0кР^2

7,87 '

D __ (P + 0,5ql)KPl2

~40

где Р — критический вес верхнего зажима с учетом веса части жгута, находящегося между зажимами.

Определение усилия прижима цилиндров питающей пары

Усилие N прижима цилиндров должно удовлетворять условию

В практических расчетах для сухого вискозного, полиэфир­ ного и полиакрилнитрильного волокна при цилиндрах из стали можно брать ц = 0,19-^0,21. При повышении влажности ц уве­ личивают соответственно до 0,45; 0,26; 0,30.

Следует отметить, что более высокое качество гофрирования достигается при максимальной плотности жгута в зажиме валов. Следовательно, усилие прижима должно быть доведено до такого

442

значения, выше которого толщина жгута практически не меняется. В этом случае жгут в жале цилиндров имеет максимальную плот­ ность и всякое смещение одного волокна относительно другого практически исключено. Продольный изгиб такого монолитного жгута происходит более организованно. Усилие прижима N

вэтом случае зависит от свойств волокна, массы единицы длины

иширины ленты жгута. Обычно минимальное значение усилия N прижима определяют экспериментально.

Толщина ленты жгута должна быть одинаковой на всей рабочей

длине цилиндра.

Ширина камеры и ширина ленты должны быть одинаковыми для получения равномерной извитости волокна.

Определение ширины камеры гофрирования

Жгут состоит из определенного числа волокон с заданными раз­ мерами и свойствами. Масса 1 м жгута колеблется от 0,010 до 0,120 кг. В общем виде плотность ленты прямоугольного сечения

где тж— масса 1 м жгута; В —■ширина ленты;

h — толщина ленты.

При максимальной плотности жгута волокна плотно прижаты один к другому и плотность жгута в этом случае мало отличается от плотности волокна рЕ. При шахматном расположении волокон в сжатом жгуте его плотность

Рж ^ 0 . 9 р в-

При заданной толщине h ленты жгута ее ширина

О _

0,9Арв '

При расположении волокон в жгуте по сторонам квадрата (что более вероятно при высокой влажности волокна)

рж = 0,785рв,

а

Г)

D0,785/фв ‘

Вреальном жгуте часть волокон располагается в шахматном

0,5 мм при длине одного извитка 1,85—5,00 мм. При большей толщине жгута уменьшается пространство в зоне образования извитка, что увеличивает жесткость жгута и ухудшает условия образования гофр.

Если ширина камеры больше ширины ленты жгута, то гофры сильно укрупняются на краях ленты; в противном случае на краях ленты образуются утолщения, ведущие к неравномерной изви­ тости волокон.

Пример. Определить ширину камеры прессования для нитронового волокна,

І і М 0 = 0; - R 1 - L - F i ^ + Qa = 0,

444