Файл: Сурков, К. С. Влияние жесткости нити на ее натяжение при взаимодействии с петлеобразующими органами трикотажных машин.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 31.10.2024

Просмотров: 37

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

19

левой

ветви

Р

.меньше натяжения

Т правой ветви.

 

 

То или иное расположение жилки на стержне зависит от после­

довательности

выполнения

операции при помещении жилки на стержень

и от

процесса

нагружения

ее ветией. Так,

например, симметричного

расположения

жилки на стержне (

р и с.8 , а )

можно добиться

только

специальным выравниванием ее положения на стержне и регистрацией

при этом натяжения правой ветви с помощью осциллографа. Второй случай расположения ( р и с.8 , б. ) получается при перебрасывании че­

рез стержень ненатянутой жилки с последующим медленным опусканием

груза. При этом увеличение натяжения правой ветви происходит за

счет перемещения жилки по неподвижному стержню, через который она

переброшена, в сторону левой ветви.

Тагам образом, в данном

слу­

чае перед началом эксперимента левая ветвь жилки оказывается

ве­

дущей с натяжением, равным

Р ,

а правая - ведомой с

натяжением

Т < р .Т р е т и й случай расположения

жилки на стержне

(р и с .8 ,в) по­

лучается при резком опускании груза,

при этом перед началом экс­

перимента натяжение правой ветви

Т

оказывается

больше Р .

Та­

ким образом, первоначальное

расположение жилки на

стержне оказы­

вает влияние на величину начального натяжения правой ее ветви.

Кроме того , оно оказывает влияние на величину угла охвата

стержня жилкой. Так как натяжение левой ветви ео всех трех случа­

ях одинаково, форма оси

этой ветви и положение точки ее входа

на

поверхность

стержня ( точки

А,,

А2

и А3

на рис. 8 ) будет

так­

же одинаковым для всех

трех

случаев.

Величина

угла охвата

будет

определяться

положением

точек схода (

8 f ,

В г ,

В3 ) правой вет­

ви

с

поверхности

стержня.

При

меньшем

натяжении

правой;

ветви

(

р и с.8 , б

)

точка

В2 будет расположена выше точки

В\

, и

угол

охвата

а г

в

этом

случае будет

меньше

утла

охвата

 

при

симметричном расположении жилки на стержне. При большем натяжении

правой ветви ( р и с.8 , в

) точка В 3

будет

расположена

ниже

точки

В \ , и соответственно

угол охвата

а 3

будет больше

утла

o t,.

Все вышеизложенное заставило при записи осциллограмм обратить осо­ бое внимание на начальное положение жилки на стержне.

Последующая серия осциллограмм была записана при условиях -

соблюдения определенной последовательности операций помещения жил­ ки на стержень и нагружения левой ветви жилки грузом. Перед нача­

лом записи каждой осциллограммы груз

Р ( см .рис.

6 ) , определись

щий натяжение левой свободной ветви,

приподнимали.

При этом натя­



20

жение обеих ветвей жилки практически становилось

равным

нулю .

Жилка, благодаря своей упругости,

принимала форму пологой дуги ,

I соприкасающейся со стержнем лишь в

одной верхней

точке.

После

этого груз плавно опускали, отчего

левая

ветвь жилки получала

натяжение Р . При этом натяжение

правой

ветви

со

скобой,

на

которой наклеены тензодатчики, также увеличивалось.

По мере

опу-

Рис. 9.

21

скания груза

Р

происходило ператягивание ш ш

по

поверхности

неподвижного стержня в сторону лавой ветви. Правая ветвь при

этом

становилась ведомой, а ее

натяжение

Г

к

моменту

полного

опускания

груза

оказывалось меньше

Р .

Жилка

занимала

на стер­

жне

положение,

соответствующее

схеме,

показанной на р и с.8 ,б . По­

сле

опускания.груза

Р включали осциллограф,

а

затем приводили

во вращение стержень.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, во всех случаях перед началом записи осцил­

лограммы

левая ветвь

жилки с

висящим на

ней грузом

Р

оказыва­

лась

ведущей,

а правая ветвь,

натяжение

которой

фиксировалось

тензодатчиками,

- ведомой,

 

 

 

 

 

 

 

 

Прр расшифровке

осциллограмм были определены численные зна­

чения натяжения правой ведущей ветви жилки до начала вращения

стержня (

7“нач

) и

при вращении стержня ( Тг ) и приращение

натяжения

(

ДТ

) ,

получаемого ведущей ветвью жилки от

враще -

ния стержня.

На р и с.9 эти результаты представлены в виде

графи­

ка, выражающего характер изменения этих величин в зависимости от величины диаметра вращающегося стержня, через который пере­ брошена жилка.

Полученные результаты указывают на то , что натяжение 7~нач

правой ветви неодинаково при ее взаимодействии со стержнями раз­

личных диаметров. График изменения

натяжения

Тг правой ветви

указывает

на зависимость величины

Т г ведущей ветви жилки при

враще-нии

стержня от

Г нач . При этом натяжение ведущей '

ветви

жилки при

еевзаимодействии с вращающимся стержнем

несколько

уменьшается с уменьшением его диаметра.

 

 

 

Следует отметить, что так же,

как и в предыдущем

экспери­

менте, в

последнем случае натяжение

правой ведущей ветви

жилки

оказалось

больше натяжения ведомой,

равного 4,905 Н

, лишь при

взаимодействии'жилки с вращающимися стержнями

больших диаметров

( cL = 15

и 20 мм ) .

При ее взаимодействии со

стержнями

малых

диаметров натяжение ведущей ветви хотя и увеличилось на некото­ рую величину, но осталось меньше натяжения ведомой ветви, что

можно объяснить влиянием на него жесткости жилки; особенно ' это проявляется при огибании жилкой стержней малых диаметров.

Для того ,

чтобы оценить степень влияния жесткости жилки

на натяжение ве,пущей ветви

при взаимодействии

жилки с

вращаю­

щимся стержнем,

рассмотрим

особенности этого

взаимодействия в


22

начальный период вращения стержня. На рис. 10 сплошной линией пс казано положение жилки до начала вращения стержня. Выше отмеча -

лось, что такое расположение жилки на стержне соответствует

схе­

ме, представленной на р и с.8 ,б ( 7~нач < Р

) . С момента

начала

вращения стержня силы трения, действующие на жилку на участке CD

ее непосредственного соприкосновения со стержнем, направлены

в

сторону вращения стержня. Эти силы вызывают

перемещение

всей

Р ис.10.

правой ветви жилки в сторону вращения. При этом происходит набе­ гание правой ветви жилки на начинающий вращаться стержень, что вызывает изменение формы этой ветви и увеличение ее натяжения.

Обозначим некоторые характерные точки оси жилки в ее началь­

I

23

ном положении: А - точка

крепления

правой ветви

к скобе

с тензо­

датчиками;

С

и

2)

-

точки входа

жилки

на поверхность

стержня

и схода ее с поверхности;

 

В - точка крепления к левой

ветви

груза

Р .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проследимза перемещением этих точек в начальный

период

вращения стержня,

когда

участок

СВ

 

жилки перемещается

без

скольжения вместе

с поверхностью стержня. При этом

положение

точки

А

в

пространстве

остается практически

неизменным. Точка

С переместится

в положение, характеризуемое некоторым

углом

й ср

, на который

повернулся стержень. Соответствующее линейное

перемещение

этой

точки

AS = г Дер ,

где

г

 

- радиус

стержня

( радиус

кривизны

оси жилки ) . Точки

В

к

В

займут соответ­

ственно

положения

D t

и

5 , ,

переместившись

вдоль

оси

жилки

на такую же, как

и точка

С

,

величину

A S .

Форма оси

левой

ведомой ветви жилки при этом не изменится. Натяжение ее

останет­

ся прежним. Форма же оси

правой ветви

жилки изменится. Точка Л/,

находившаяся на расстоянии

AS

от

точки

С

,

после

поворота

стержня

на угол

А(р

займет

положение

точки

С

и будет

точкой

входа

жилки

на

поверхность стержня.

Благодаря

этому

уменьшится

общая длина правой ветви, в результате чего она примет новое по­

ложение между точками

А

и С ,

показанное на

рисунке

пунктир­

ной линией.

 

 

 

 

 

Несомненно, что

это

изменение

формы правой

ветви,

вызванное

ее набеганием ( наматыванием ) на вращающийся стержень,' сопровож­ дается увеличением ее натяжения. Следует отметить, что величина

утла Ац> ,

на который повернется стержень, наматывая на себя

пра­

вую ветвь

жилки, и соответствующее этому углу перемещение AS яв­

ляются конечными величинами. Они зависят как от максимальной

ве­

личины сил

трения,

так и от начальной, формы оси правой ветви

и

ее натяжения

7~нач

. Отметим также, что прй изменении формы

оси

правой ветви

при ее

набегании на вращающийся стержень действи

-

тельный угол

охвата

жилкой стержня несколько увеличивается,

что

вызывает соответствующее увеличение сил трения между поверхностью стержня и жилкой.

Набегание правой ветви жилки на стержень происходит до тех пор, пока возрастающие силы трения оказываются в состоянии прео­ долеть силы сопротивления, возникающие со стороны правой ветви при ее входе на поверхность стержня. Как только силы трения оказвваются не в состоянии преодолеть это сопротивление, начинается


24

скольжение поверхности стержня

относительно жилки.

Одновременно

с прекращением

набегания п р в ой

ветви на стержень

заканчивается

изменение формы

этой ветви, а ее

натяжение достигает

к этому

мо­

менту своего наибольшего значения

Тг .П осл е этого

форма

оси

жилки практически остается неизменной, так как все силы, действу­ ющие на жилку, взаимно уравновешиваются и их изменений больше не происходит.

Таким образом, силы трения увеличивают натяжение правой ве­ дущей ветви, заставляя ее набегать на вращающийся стержень с из­

гибом по поверхности стержня. Так, если радиус кривизны оси жил­

ки в

точке

N будет $> нач

, то после перемещения ее на величину

A S

радиус

кривизны в

этой

точке станет

равным радиусу г вра­

щающегося стержня

( без учета толщины самой жилки ) .

 

Вычислим работу,

которую произведут

силы трения, заставляя,

набегать отрезок

AS

правой ветви жилки

на вращающийся стер -

жень. Величина этой работы будет равна разности потенциальных энергий деформации участка AS в его начальном и конечном поло­

жениях. Полагая жилку абсолютно упругой и нерастяжимой, выразим

потенциальную

энергию dU

деформации участка

А5 :

 

 

 

 

 

d U =

М da ,

 

 

 

 

где

М - изгибающий момент,

действующий

в

сечениях элементарно­

го

участка;

d a

- угол поворота

сечений

относительно друг друга.

На основании

зависимостей

1 /$ = М/ (Е1)

и

da/dS — (/$> ,

где

9

- радиус

кривизны

оси

стержня (

или

нити ) в соответст -

вующем сечении;

Е 1 = В -

жесткость на изгиб;

dS - длина

эле­

ментарного участка жилки, имеем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d U =

1 Гг

dS .

 

 

(

.2 )

 

Следует иметь в виду, что в

выражении

(

2 ) радиус кривизны

9

есть

функция длины дуги

<?

оси жилки.

 

 

 

 

Подставляя потенциальную энергию деформации участка 4S жил­

ки в начальном положении из формулы ( 2

),

имеем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

3 )

оо