расчет асимметричного закона движения ремиз ткацкого станка

Способ регулирования натяжения пряди в ходе процесса трепания
1
УДК 677.054.823
РАСЧЕТ АСИММЕТРИЧНОГО ЗАКОНА ДВИЖЕНИЯ РЕМИЗ ТКАЦКОГО СТАНКА
Е.Е. Мазник, Ю.В. Кулемкин, С.Е. Проталинский
В статье предлагается совместно с реставрацией деталей конструкции зевоообразовательного механизма
производить его модернизацию. Рассмотрена математическая модель дезаксиального закона движения
ремиз. Представлен графический результат разсчета.
Ткацкий станок, зевообразовательный механизм, дезаксиальный закон, ремиза.
На ткацких предприятиях в настоящее время работает большое количество устаревших
ткацких станков, которые физически еще способны выполнять свои функции. Это, с одной
стороны, обусловливает частые простои станков на ремонт, замену и реставрацию изношенных
деталей, с другой – повышаются требования к надежности функционирования технологического
процесса ткачества и качеству вырабатываемых тканей.
Очень часто технологами выдвигаются требования, которые не могут обеспечить
конструктивные особенности станка, поэтому они обращаются к конструкторским и
машиностроительным предприятиям с предложениями не только реставрировать механизмы
станка, но и производить их модернизацию [1].
Одним из механизмов ткацких станков СТБ, который имеет относительно низкие показатели
надежности, является зевообразовательный механизм. В этом механизме происходит износ
зевообразовательных кулачков, что приводит к повышению динамических нагрузок на детали
передаточного рычажно-кулисного механизма и ремизных рам. Реставрацию кулачков производят
методами наплавления и плазменного напыления с последующим воспроизведением профиля
кулачков шлифованием.
При восстановлении кулачков можно в определенных пределах изменять закон движения
ремиз с целью улучшения процесса зевообразования в соответствии с новыми требованиями к
технологическим функциям механизма.
На
заводах-изготовителях
станков
СТБ
в конструкцию кулачкового механизма был заложен закон движения симметричной
модифицированной трапеции [2]. Фирма «Пиканоль» на ткацкие станки стала ставить
зевообразовательные кулачки с асимметричным законом движения ремиз. Преимущество
асимметричного закона заключается в увеличении времени открытия зева за счет уменьшения
времени закрытия [3], что позволяет снизить обрывность основы.
Нами разработана математическая модель инвариантов обобщенного закона
модифицированной трапеции движения ремиз на ткацком станке СТБ, позволяющая правильно
модернизировать зевообразовательные кулачки с учетом асимметрии.
Закон модифицированной трапеции ускорения ремиз образуется сочетанием кривых
параболического и синусоидального законов движения. В фазе движения аналог ускорения а
формируется из синусоид А1 и А2, а также участком трапецеидального закона Ттр (рис. 1).
Рис. 1. Асимметричный модифицированный
трапецеидальный закон по yчасткам
По участкам аналог ускорения описывается следующей системой уравнений:
Способ регулирования натяжения пряди в ходе процесса трепания
2
 A sin t
0  t  14 Tc ;
 1
1 T  t  pT ; ,
(1)
a   A1
c
4 c
 A cost  pT  pT  t  T ,
c
з
c
 1
где t – текущее время;
 = 2/Tc = /Tз (1 – b) – круговая частота синусоиды.
Здесь коэффициент
pTc = Tз – Tc/4 = Tc(1 + b)/4(1 – b)
(2)
выражен через период базовой синусоиды Tc и коэффициент трапецеидальности b:
Tc = 2(Tз – Tтр) = 2Tз(1 – b) = 2kTдв(1 – b),
b= Tтр / Tз .
Фазы движения ремиз при несимметричном законе определяются по времени одного
оборота главного вала станка
T = 60/n,
где n – частота вращения главного вала, мин-1.
Время выстоя
Tв  Т  в 360,
где  в – выстой ремиз, в градусах поворота главного вала станка
Время движения Tдв = T – Tв,
время закрытия зева Tз = kTдв ,
время открытия зева Tо = (1 – k) Tдв.
Здесь коэффициент асимметрии k = Tз /Tдв.
Интегрируя систему уравнений (2) по времени, получим инвариант скорости и ускорения
закона движения центра ролика толкателя на интервале закрытия зева:
 A1 1  cos t 
0  t  14 Tc ;


1 T  t  pT ; (3)
V   A1t  cd
c
4 c

A sin(t pTc ) pT  t  T ;
c
з
c p  d   1



 A1 1  sin w t w;

 t2
1 

S   A1  cdt  Tc c  1  2 ;
(4)
48 p 
2

A cos wt  wpTc 

ct p  d   Tc с p 2  1  1
,
2
16
2



где c = A1Tc ; d = ( – 2)/4 .
Граничные условия системы (4) соответствуют граничным условиям системы (3).
Решая задачу для симметричного закона движения (при k = 0,5), потребуем, чтобы при t = Tз
ремизки достигли положения заступа, тогда их перемещение при симметричном зеве
Sз = H/ 2,
где H – максимальное перемещение (mах) ремиз.
Из третьего уравнения системы (4)
A1 
Sз
TcTз  p  d 
 0,5Tc2

p2
1
 16

.
(5)
S( t )  100  Способ регулирования натяжения пряди в ходе процесса трепания
3
0
Производя аналогичный вывод уравнений для инварианта закона движения ремизной рамки
во время открытия зева (То), т.е. для отрицательной части инварианта ускорений (см. рис. 1) и
0.013
принимая Tco = 2To(1 – b), определим амплитудное ускорение
1.605·10 -3
0.042
A2 
0.095
0.178
0.292
S0

2 p2  1
TcoTo  p  d   0,5Tco
16

.
(6)
Расчет точек для инвариантов закона движения во время открытия зева можно производить
0.613используя системы уравнений (3) и (4), перенеся начало координат (см. рис. 1) в точку О1 с
координатами (Tдв, Н) и заменяя в них А1 на максимальное значение ускорения А2.
0.82
Пример расчета закона движения ремиз в системе MathCAD для входных данных:
1.058
- тип станка – СТБ-180;
1.327
- частота вращения главного вала n = 200 мин-1;
1.622- максимальное перемещение ремиз Н = 0,05 м;
1.938- выстой ремиз αв = 100°;
2.267- коэффициент асимметрии k = 0,4;
2.6- коэффициент трапецеидальности b = 0,3.
Результаты расчета представлены на рис. 2.
0.437
8.571
10
5
a( t )
0
V( t) 10
S ( t) 100
 5.714
0
5
10
0
0
0.1
0.2
t
0.217
Рис. 2. Расчетный закон движения ремиз
По результатам расчетов строится профиль зевообразовательного кулачка и разрабатывается
программа для станков с ЧПУ.
Выводы
1. Возможно сочетание реставрации кyлачков зевообразовательных механизмов c
модернизацией закона движения толкателя и ремиз.
2. Целесообразно
для
движения
ремиз
использовать
асимметричный
закон
модифицированной трапеции.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Сидоров В.Ю. Модернизация ткацких станков СТБ / В. Ю. Сидоров, В. Д. Пищаков, А. Н.
Мокачев // Текстильная промышленность. – 2004. – №7–8.
2. Седель О.Я. Исследование механизма зевообразования станков СТБ : дис. … канд. техн. наук /
Седель Олег Яковлевич ; Московский текстильный ин-т. – М., 1974.
3. Ульянов В.И. Расчет и конструирование зевообразовательных механизмов ткацких станков /
В. И. Ульянов, В. Н. Грушин, С. Е. Проталинский. – Ярославль, 1985.
CALCULATION OF ASYMMETRIC LAW OF LOOM HARNESS MOVEMENT
E.E. Maznik, Yu.V. Kulemkin, S.E. Protalinskey
In article authors suggest alongside r with restoration of costruction pieces of shedding mechanism to do its
modernization. Mathematical model of disaxial shaft movement law is examined. Calculation graphic result is
presented.
Loom, shedding mechanism, disaxial shaft law.
Рекомендована кафедрой ТММ, ДМиПТМ КГТУ
Поступила 5.04.2011