Обоснование конструктивных и технологических параметров веретен для формирования многокомпонентных нитей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.13, кандидат технических наук Копнин, Виктор Александрович

• Копнин, Виктор Александрович
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Копнин, Виктор Александрович

СОДЕРЖАНИЕ

¿.ведение:

6

Глава 1= Комбинированные нити для безасбестовых фрикционных изделий. Постановив цели и задач исследования .

1.1. Существующие способы изготовления фрикционных накладок сцепления. ^

1.2. Тенденция развития фрикционных материалов намотанного типа.

1.3. Классификация способов производства комбинированных нитей.

1.4. Процесс получения комбинированной нити для Фрикционных накладок на прядильно-крутильной машине.

1.5. Анализ состояния вопроса, постановка целей и задач исследований.

15

16

19

25

28

Глава Подготовка паковок с проволокой для установки на проходном веретене.

2.1. Проходное веретено прядильно-крутильной машины.

2.2. Механические свойства используемой проволоки и характеристика слоя намотки из неё.

2.2.1. Полуцикловые разрывные характеристики медной и латунной проволоки при растяжении. Жесткость проволоки при растяжении.

2.2.2. Механические характеристики слоя намотки проволоки. 3/

2.3. Выбор вида паковки о медной (латунной) прово-

28

локой для производства комбинированных нитей, 2=4= Моделирование напряженного состояния паковки с

медной (латунной) проволокой. 2=5= Оределение характеристик и режимов наматывания паковок с медной (латунной) проволокой.

Глава 3= Формирование паковки с медной (латунной) проволокой в производстве комбинированных нитей= 3=1= Формирование экспериментальных паковок с медной (латунной) проволоки= 3=2= Выбор оборудования для формирования паковок с

медной (латунной) проволокой= 3=3= Определение скорости перематывания медной (латунной) проволоки= 3=4= Стабилизация натяжения в проволоке при формировании паковки о медной (латунной) проволо-■ кой=

3=4=1= Выбор элемента питания намотки= 3=4=2= Выбор натяжных устройств=

Глава 4= Определение механических характеристик и параметров веретённого узла прядильно-крутильной машины ПК-100, в производстве комбинированных нитей для бевасбеотовых фрикционных накладок= 4=1= Определение типоразмера проходного веретена для

паковки о медной (латунной) проволокой= 4=2= Аналитическое определение критических скоростей проходного веретена прядильно-крутильной машины.

43

49

56

56

57

72

79

39

4.2.1. Динамическая модель проходного веретена.

4.2.2. Методика определения критических скоростей проходного веретена типа ВПК.

4.2.3. Определение исходных данных для расчета критических скоростей веретена ВПК-32-65-140,

4.2.4. Аналитическое определение критических скоростей проходного веретена типа ВПК-32-65-140.

4.3, Определение критических частот проходного веретена типа ВПК-32-65-140, о установленной на нем паковкой с медной (латунной) .проволокой, экспериментальным путем,

4.4, Зона рабочих частот веретена ВПК 32-65-140 при выработке комбинированных нитей для безаобео-товых фрикционных материалов,

4.5, Исследование схода проволоки с проходного веретена прядильно- крутильной машины,

4.6, Влияние шага раскладки на обрывность пои переработке.

Глава 5, долговечность, мощность, потребная для привода веретена, модернизация прядильно-крутильной машины для производства комбинированных нитей для безаобестовых фрикционных накладок, НО

5.1, Мощность, потребная для привода веретена ВПК-32-65-140 в производстве комбинированных нитей,

5.2, долговечность опор веретена ВПК-32-65-140 в производстве комбинированных нитей для безас-

92

95

V

Й6

НО

бестовых Фрикционных накладок. Нб

5.3, Модернизация прядильно-крутильной машины ПК-100, Наработка опытных партий,

5.3.1, Разработка шпулярника для установки паковок со стержневыми нитями,

5.3.2, Вытяжной прибор машины ПК-100 МЗ (после модернизации), ^21

5.3.3, Узел питания вытяжного прибора,

5.3.4, Кинематическая схема модернизированной машины ПК-ЮОМЗ,

5.3.5, Краткая техническая характеристика модернизированной машины ПК-100 МЗ.

5.4. Наработка опытных партий. Постановка нити на производство.

№

121 12Ъ

П5 /25

127

Общие выводы i30

Список использованной литературы /«53

приложения

т

6

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование конструктивных и технологических параметров веретен для формирования многокомпонентных нитей»

ВВЕДЕНИЕ

механизм оцепления автомобиля предназначен для кратковременного разобщения двигателя от трансмиссии при пуске двигателя, переключения передач и торможения, а также для плавного соединения двигателя о трансмиссией при трогании о места и после переключения передач. Кроме того, оцепление предохраняет трансмиссию от нагрузок, возникающих при неравномерном движении автомобиля по неровностям дороги Ш,

томобиля должны отвечать следующим основным требованиям:

- высокий и по возможности постоянный по величине коэффициент трения;

- стойкость против обугливания при воздействии высоких температур;

- высокая износостойкость;

- нечуотвительноотъ к влиянию смазочных масел и воздействию высоких температур;

- достаточная прочность и способность хорошо прирабатываться;

- высокая стойкость против заедания рзбючих поверхностей;

- высокая теплопроводность, обеспечивающая отвод тепла от трущихся поверхностей.

Следует отметить и такие требования, как хорошая обрабатываемость, малая стоимость и недешицитнооть,

Современные фрикционные материалы являются высоконалолненными композициями, состоящими из связующего компонента, в качестве которого используют каучуки и смолы и армирующего компонента или наполнителя, имеющего волокнистую структуру. Армирующие наполнители, обладая волокнистой структурой, придаст материалу необходи-

мую механическую прочность.

Наиболее распространенным армирующим наполнителем Фрикционных материалов является, на сегодняшний день, асбест. Асбест, представляющий собой монокриоталлический минерал, придает Фрикционному материалу теплостойкость и прочность, при атом сам обладает низкой абразивноотью. Однако, несмотря на относительно высокую термостойкость асбеста, продукты его разложения были обнаружены в продуктах износа тормозных колодок и фрикционных накладок Е2],

материалы и изделия на его основе, из-за высокой канцерогеннооти асбеста,

В настоящее время в связи с повышением требований к защите окружающей среды от применения асбеста (в ряде европейских стран с 1990 года асбест полностью изымается из переработки и запрещается применение асбестовых изделий E2j) изыскиваются новые волокнистые наполнители. Они должны обеспечивать достаточно высокие эксплуатационные показатели Фрикционных материалов и улучшать экологическую обстановку как в производственных помещениях заводов аобеото-технических издели! (ATI), так и в городах с их вое-вовраотающими автотранспортными потоками Ей],

Комбинированная нить, разработанная в Костромском государственном технологическом университете для производства безаобеото-вых фрикционных дисков оцепления, многокомпонентна:

- основной армирующий компонент в виде высокопрочного термостойкого волокна:

- волокнистый компонент из натуральных или химических волокон, обладающих повышенной адгезией к связующему:

- прикручиваемый компонент в виде медной (латуной) проволоки диа-

метром 0,15-0.20 (мм) для улучшения Фрикционных свойств и рассеивания тепла.

Серийный выпуск безаобеотовых Фрикционных накладок на основе комбинированной нити разработанной в КГТУ освоен на АООТ "Егорь-

Актуальнооть настоящей работы заключается в обосновании возможности использования серийно выпускаемого оборудования, проходного веретена грядильно-крутильной машины, в производстве комбинированных нитей для экологических чистых фрикционных изделий,обладающих повышенными техники-экономическими показателями.

Диссертационная работа выполнена в соответствии о планом научно-исследовательских работ ВНИИАТИ (г,Ярославль) в рамках постановления СМ Сии? от 13,03,89 г, (ГР 01860045129, ГР 01890084559, ГР 01900053302), о планом научно-технического развития Егорьевского завода АХИ на 1992 год (тема Ю-Ня-92), инновационного проекта "Армированная нитьп шифр 10.05,} 1992-1994 г,г., иновационного научно-технического проекта " -

N 5.19.1 1995-1996 г,.г.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка условий для обеспечение стабильной и долговечной рабо-

Для достижения указанных целей в работе поставлены задали; 1, Выбрать типоразмер и определить механические характеристики проходного веретена в производстве комбинированных нитей ;

- жесткость опор проходного веретена;

- зону рабочих частот;

- долговечность опор;

9

- мощность, потребную для привода проходного веретена,, о установленной на нём поковкой о медной (латунной) проволокой:

Выбрать екд и обосновать параметры формирования паковки о медной (латунной) проволокой в производстве комбинированных нитей для безасбестовых Фрикционных изделий,

3, Выбрать, и при необходимости, модернизировать оборудование для Формирования паковки о медной (латунной) поволокой,

4, Исследовать процесс схода медной (латунной) проволоки о проходного веретена прядильно-крутильной машины.

Методы исследования, В работе использовались основные положения теории упругости, теоретической механики, прикладной математики,, методы математической статистики.

Экспериментальные исследования проводились о использованием оригинальных и серийных текстильных испытательных приборов.

Расчёты поводились на ЭВМ о использованием специальных и стандартных программ.

Научная новизна, В диссертации приведён теоретический анализ динамики веретен типа ВПК о полой втулкой о учётом значительного изменения массы паковки,

Доказана возможность использования проходного --г- _ -32-65-140 с масой паковки, увеличенной в три раза, без уменьшения долговечности.

Впервые для веретена типа ВПК на двух разделённых упругих опорах о изотропной характеристикой жёсткости, (в нераземнм корпусе), определена жёсткость опор. Полученные результаты позволили сделать вывод о равнопрочнооти гнезда и необходимы для теоретических расчётов.

Впервые исследован процесс? охода медной (латунной) проволоки с проходного веретена прядильно-крутильном машины, разработана конструкция баллоноограничитетеля

Практическая ценность работы и --_ : ~~ - В ре-

зультате проведенных исследований:

- обоснованы параметры Формирования и переработки паковки о медной (латунной) проволокой в производстве комбинированных нитей для беваобеотовых Фрикционных изделий;

- модернизирована машина перемоточная МП-220 для формирования паковки с медной (латунной) проволокой;

- создан опытно-промышленный образец машины ПКФ-100 МЗ для производства комбинированной нити для безаобеотовых Фрикционных накладок;

- разработаны и внедрены технологические режимы производства комбинированной нити для безабеотовых фрикционных накладок;

- разработаны и утверждены в установленном порядке технические условия на комбинированную нить для безабеотовых Фрикционных накладок;

- на базе опытно-экспериментального производства КГТУ организован опытный участок по выпуску комбинированной нити для безаобеотовых Фрикционных накладок объемом до 200 тоне в год;

- в объеме 70,5 тонн поставлялась на Егорь-

евский завод АТИ для выпуска фрикционных накладок для дисков оцепления к автомобилям ВАЗ 2108, 2109} 2106, 21010 (объем выпуска изделий свыше 1100 тысяч штук), Опытная партия нити поставлялась на АО "Фритекои (завод АТИ г„Ярославль), Ленинградский завод ATI, Тамбовский завод АТИ,

Апробация работы. Основные вопросы диссертации докладывались и получили положительную оценку на:

- научных конференциях профессорского-преподавательского коллектива, научных сотрудников и аспирантов Костромского государственного технологического университета в 1988-1991 годах;

- всесоюзной конференции молодых учёных и исследователей, г, Москва, 1989 г.

- областной научно-практической конференции "Научный потенциал молодых учёных и специалистов - производству15, г, Кострома, 1990 год;

- всесоюзной научно-технической конференции "Текстильные материалы технического назначения и опыт их применения в народном хозяйстве55, г, Москва, 1991 год;

- российском семинаре по теории машин и механизмов, г, Кострома, 1995 год,

- конференции по машинам и аппаратам текстильной и лёгкой промышленности, г.. Санкт-Петербург, 1998 г.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы представлено в 11 публикациях,

Отруктура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, описка использованных источников и приложения. Общий объём работы 150 страниц. Основное содержание работы 142 страницы машинописного текста, 45 риоункоа, 12 таблиц и описок использованных источников на 8 страницах, включающих 9? налменованией, Приложение содержит 9 страниц.

1. Комбинированные нити для безасбестовых фрикционных изделий. Постановка цели и задач исследования

1.1. Сушэствующие способы изготовления фрикционных накладок сцепления.

По конструкции и технологии изготовления фрикционные накладки оцепления делятся на формованные, навитые или намотанного типа, фрикционные накладки из бумаги на основе асбеста и металлокерами-ческие фрикционные материалы.

Металдокерамические фрикционные материалы используют в работе тяжелонагруженных узлов, где в процессе эксплуатации развиваются высокие температуры порядка 800-1000 °0 и выше. Такие материалы получают методами порошковой металлургии.

Процесс изготовления накладок из бумаги очень экономичен и производителен. Однако., данные накладки могут работать при удельной мощности трения 1%/<80 вт/см2' и объемной температуре 1.у<1Ш°0, что практически исключает возможность их использования в автомобильных сцеплениях ЕЗЗ. Кроме того, как оказано выше, для изготовления указанных накладок используют канцерогенный асбест.

Наиболее широко в технике, в настоящее время, применяют формованные фрикционные материалы. Технология изготовления формованных фрикционных накладок позволяет использовать очень широкий ассортимент различных компонентов и создать материалы, отвечающие требованиям современной техники Е4]. Формованные фрикционные материалы изготавливаются двумя способами: без растворителя (сухим) и с использованием растворителя (совмещенным). Общим недостатком [51 фрикционных накладок изготовленных формованным способом явля-

ется их низкая механическая прочность, особенно от действия центробежных сил.

Анализ зарубежной и отечественной литературы показывает, что в настоящее время наибольшее применение находят фрикционные накладки намотанного типа [6]. По способу изготовления их можно разделить на две группы:

1. Фрикционные накладки, изготовленные из тканой ленты.

2, Фрикционные накладки, изготовленные из армированной нити. Отличительной особенностью первой группы изделий является

предварительное изготовление тканой ленты, например, из асбестовых нитей, армированных латунной проволокой. Накладки сцепления из тканой ленты тлеют более высокие эксплуатационные показатели по сравнению с формованными накладками. Тканые накладки могут работать при удельной мощности %<128 вт/'ом?:, объемной температуре 1\/<20и °С и средней поверхностной температуре 1С<350 °С. Некоторые материалы фирмы "Феррадо" (Англия) могут выдерживать 1с до 540 °С. Однако указанный способ изготовления фрикционных накладок имеет ряд серьезных недостатков;

- ширина тканой ленты должна быть близка ширине фрикционной накладки, изготавливаемой из нее, то есть на каждый типоразмер накладок необходимо ткать свою тканую заготовку;

- для изготовления накладок используют тканую ленту, являющуюся готовой продукцией, что увеличивает трудоемкость подготовки сырья для производства накладок и ее стоимость.

Вторая группа фрикционных накладок намотанного типа характеризуется тем, что заготовки для накладок получают методом навивки специальных комбинированных нитей, пропитанных связующим составом, е кольцевую форму.

К комбинированным нитям для фрикционных материалов предъявля-

ют следующие требования:

- они должны быть многокомпонентными, имеющими в своём составе термостойкие выоокопрчные нити в качестве основного армирующего материала, волокнистый компонент из натуральных или химических волокон, обладающих повышеной адгезией к связующему,и металичео-кую нить для улучшения теплоотвода и повышения коэффицента трения. В качестве металической нити традиционно применяют в промыш-лености медную или латунную проволоку диаметром 0,15-0,20 мм [53. Накладки обладают хорошими износостойкими и фрикционными свойствами и механической прочностью. За рубежом известны накладки практически всех типоразмеров: фирм "Феррадо", "Портор", "Теко-тар". Предел применения накладок ограничен следующими параметрами: удельная мощность трения 1%<135 ет/смй, объемная температура 1у<200 °0, средняя поверхностная температура 1с<300 °С. Технология фрикционных накладок намотанного типа из нитей, имеет следующие достоинства:

- снижение себестоимости накладок и их трудоемкости по сравнению с методом изготовления накладок из тканой ленты;

- фрикционные накладки, изготовленные из нити, имеют большую механическую прочность, чем накладки других способов изготовления.

Последнее обстоятельство можно объяснить следующим: работами [83 доказано, что прочность сложных пластиков возрастает в 1,5-3 раза в зависимости от степени ориентации и длины волокон. Фрикционные же накладки намотанного типа из нитей являются высокоориентированными слоистыми пластиками.

Из всего вышеизложенного видно, что лучшими эксплуатационными качествами обладают фрикционные накладки налетанного типа. Так, удельная мощность трения почти в 2 раза выше, чем у формованных,

температура эксплуатации Ьу и Ьс. выше соответственно в 1,7 и 1,5 раза. Поэтому, несмотря на увеличение трудоемкости и себестоимости е 1,7 и 2 раза, для дисков сцепления к высокооборотным двигателям используют фрикционные материалы намотанного типа из комбинированных нитей.

1.2. Тенденция развития фрикционных материалов намотанного типа.

Разработка новых видов нитей и улучшение свойств существующих проводится в направлении экономии энергии, валены дорогостоящих или вредных для здоровья нитей и волокон, например, асбестовых, улучшении их термомеханических свойств. Особо важное значение имеет замена канцерогенного асбеста, опасного для здоровья, на другие волокнистые наполнители, обеспечивающие достаточно высокую износостойкость изделий, а также стабильность коэффициента трения

В последнее время большое внимание уделяют разработке композиционных материалов на основе высокомодульных и высокопрочных арамидных волокон [9,103. Применение этих волокон, взамен асбеста, позволяет уменьшить плотность, снижает шум и увеличивает срок службы в условиях переменных нагрузок. Содержание арамидных волокон во фрикционных композициях колеблется от 5 до 50%. Экологически чистые арамидные волокна и нити - это один из лучших заменителей асбеста. Использование их в производстве изделий постоянно растет,

В России и в странах СНГ арамидные волокна производятся в ограниченном количестве, стоимость их очень высока, поэтому в производстве фрикционных изделий они не используются. Следует отметить, что в России для фрикционных изделий используют только ас-

бопроволочную нить.

Фрикционные материалы о высокой термоотабильноотъю и износостойкостью получают без применения асбестовых и синтетических волокон на основе углеродных волокон [113.

Известен способ получения пряжи с сердцевиной из стекловолокна для фрикционной накладки [123. Для производства свободной от скручивания или сбалансированной пряжи волокнистую ровницу пропускают через вытяжное устройство. К выпускной паре цилиндров вытяжного прибора подают нить из стекловолокна. Обкручивают волокна вокруг сердечниковой нити с коэффициентом крутки 3-3,5 для обеспечения необходимого сцепления волокон с нитью и формирования цельной пряжи. Для прочной фиксации волокнистой обмотки на гладкой сердечниковой нити и производства сбалансированной пряжи осуществляют скручивание одной или более нитей в направлении, противоположном направлению прядения. Таким образом получают многослойную нить со стеклянным сердечником.

Стекловолокно в качестве заменителя аобеота в России наиболее перспективный вариант, так как это единственное термостойкое минеральное волокно с достаточно высоким объемом производства и приемлемой стоимостью сырья.

1.3. Классификация способов производства комбинированных нитей.

Комбинированные (неоднородные) нити составляют большой класс текстильных нитей. Число их разновидностей, благодаря появлению новых видов химических нитей и новых технологий, непрерывно рас-

В таблице 1.1. представлена классификация способов производства комбинированных нитей С133.

Таблица 1,1,

Классификация способов производства комбинированных нитей,

т

Способ выработки

Вид нити

11,Соединение во время формования | | 11,1,Элементарные нити из двух поли-|Еикомпонентные нити о эле- (

( меров разной природы формуются ¡ментарными нитями из различI | через отверстия специальной |ных волокнообразуюнщх поли-1

| фильеры на прядильной машине, |меров, |

| образуя оклеенные элементарные I I

1 нити, 1 I I1,2,Элементарные нити из двух поли-|Комбинированные нити из !

| меров разной природы формуются разнородных полимеров, |

| через отдельные фильеры прядиль| 1

1 ной машины, | ] (1.3.Мононить или группа злементар- (Комбинированные нити из 1

| ных нитей из определенного по- ¡различных полимеров. | | лимера вводится в наматывающий | I механизм прядильной машины для | 1 формирования нитей из другого | | полимера: ] | а) одновременным скручиванием; \ 1 б)одновременным пневмокомпактирова-1 ! нием; | |в)одновременным электростатическим \

I смешиванием - перепутыванием. |2,Трощение о пневмоооединением и ! кручением,

Продолжение таблицы 1.1.

! Способ выработки | Вид нити I

|-1-1

12.1.Трощение (с одновременным пне- 1Пневмокомпактированные кру-! | вмокомпактированием или беэ не-|ченые нити из различных ! | го) на мотальных машинах с поо-|компонентов. |

1 ледующим окручиванием или без 1 |

12.2. Трощение и подкручивание на j .Крученые комбинированные | тростильно-крутильных машинах ¡нити.

| (с последующим скручиванием или) j без него). j

12.3.Кручение на однопроцессорных ¡Крученые комбинированные | машинах о полым веретеном, ¡нити.

12.4.Кручение на кольцевых крутиль- ¡Фасонные комбинированные

| ных машинах фасонного кручения ¡нити из различных химиче-! ¡ких нитей,

j 3>Текстурирование, i

13.1-Текстурирование обоих компонен-)Текстурированные нити, ооо-1 тов на машинах ложного кручения|тоящие из различных хнми-! или аэродинамического типа. ¡ческих нитей.

)3.2.Текстурирование одного или { обоих компонентов на текстури-! рующих машинах с последующим | трощением на различных машинах,| I4.Обкручивание одной или двумя ни- I I тями. 1

Текотурированные нити., сос-1 тоящие из различных хими- 1 еских нитей. 1

Продолжение таблицы 1.1.

Способ выработки | Вид нити

|4.1.Обкручивание на однокруточных {Армированные неоднородные |

1 машинах стержневого компонента.|нити. (

!4,2.Обкручивание на армирующих ма- (Армированные неоднородные |

1 шинах комплексных нитей. |нити, 1

В [14] приведен анализ указанных в таблице 1.1. способов производства комбинированных нитей и сделан вывод о перспективности получения комбинированных нитей на прядильно-крутильных машинах.

1.4. Процесс получения комбинированной нити для фрикционных накладок на прядильно-крутильной машине,

В Костромском технологическом университете с 1987 года при участии автора проводятся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по разработке технологии производства комбинированных нитей на прядильно-крутильных машинах [14,19,20,21], разработан способ получения нитей для безасбестовых фрикционных накладок, на который получено авторское свидетельство [22].

Схема получения комбинированной нити для безасбестовых фрикционных накладок представлена на рисунке 1.1.

Согласно способу в качестве стержневой используют нить, содержащую по меньшей мере две, не связанные одна с другой, стренги 1,2,3 которые сматывают с питающих паковок 4,5,6 и подают в канал вращающегося полого веретена 7, с установленной на нем паковкой 8, с прикручиваемым компонентом 9. Стренги стержневой нити перед

Рис 1.1. Технологическая схема получения комбинированной нити для безасбестовых фрикционных изделий.

зоной кручения разводят с помощью направляющих глазков 10, Натяжные устройства для стержневой нити отсутствуют. Выпускной парой 11 вытяжного прибора к стренгам стержневой нити подают волокнистую мычку 12, которой обкручивают стержневую нить на ее участке А перед входом в канал полого веретена. Длину участка А, измеренную по винтовой линии витков волокон мычки, выбирают не менее штапельной длины мычки.

Поле сил трения создают ремешковой парой 13= На участке О между ремешковой парой и стренгами стержневой нити, имеющим длину., равную наибольшей длине волокон мычки, последнюю перемещают без контролирования волокон, Мычку подают к стренгам со скоростью VI, превышающей скорость ¥2 отвода комбинированной нити 14 выпускной парой 15 и наматывают ее на выходящую паковку 16, Выбор соотношения скоростей VI и Уз рассмотрены в [221,

Стренги перед входом в канал полого веретена подвергают ложному кручению прикручиваемым компонентом 9,медной (латунной) проволокой вращаемым при сходе с паковки 8, установленной на веретене, Так как специальное натяжное устройство, обеспечивающее постоянное натяжение оердечниковой нити, отсутствует, имеет место разнонатянутооть стренг,Концы подаваемой мычки захватываются неровностями стренги., в следствие ее ложного .кручения мычка обкручивает стренгу на участке А перед ее входом в канал полого веретена. При этом волокна мычки защемляются стренгами.

Внутри полого веретена происходит перераспределение крутки в результате того, что стренги раскручиваются в противоположном закручиванию до входа в веретено направлении, Сцепление волокнистого покрытия и стержневых нитей обеспечивается за счет шероховатости последних., попадания между ними и давления витков прикручиваемого компонента 9.

После прохождения зоны, где теряестя крутка стренгами., то

есть перед непосредственным наматыванием на входную паковку, волокна мычки получают незначительную действительную крутку противоположного направления, располагаясь между некручеными стренгами, Опережение подачи в рабочую зону волокнистой мычки по сравнению с подачей стренги, позволяет получить более рыхлую структуру комбинированной нити с рельефной поверхностью. Рельефная поверхность нити, обладая так называемым якорным эффектом., повышает сорбционную способность нити, Кроме того, подача разнонатянутых разведенных стренг стержневых нитей позволяет проникать мычке в середину комбинированной нити, что также увеличивает ее пористость и способствует равномерному распределению волокна по всею/ объему нити, и, следовательно, равномерной пропитке нити по поперечному сечению связующим составом.

Данный способ формирования комбинированной нити позволяет повысить ее пористость на 5-10%, по сравнению с асбестовой. Кроме того, подача стренг стержневой нити с различным натяжением, изменяющимся по случайному закону, позволяет увеличить упругие характеристики комбинированной нити в продольном направлении на 3-4% [143,

1,5, Анализ состояния вопроса, постановка целей и задач исследований ,

В качестве прикручиваемого компонента для получения комбинированной нити для безаобеотовых фрикционных накладок используют медную или латунную проволоку диаметром 0,15-0,20мм [14].Поэтому для реализации данной технологии (раздел 1.5. работы) настоятельно встал вопрос о формировании паковки с проволокой, для установки ее на проходное веретено прядильно-крутильной машины и создания оборудования для перематывания проволоки о катушек, поступаю-

щих с кабельных взводов,

На машине ПК-100 установлены полые безвтулочные веретена марки ВПК-32, с конусностью 0 .,025 рассчитанные под бумажные патроны о кольцевых прядильных машин [16,233. Первоначально были предприняты попытки перемотать проволоку на указанный стандартный патрон. Формирование опытных паковок осуществлялось на опытном стенде, разработанном на основе уточно-мотального автомата УА-300. Однако от указанного способа пришлось отказаться по следующим причинам:

- даже при условии наматывания паковки о максимальным диаметром, длина проволоки на патроне, вследствие ее большой линейной плотности, незначительна. Это вызывало постоянные перезаправки машины;

- вследствие небольшого диаметра намотки (dmax=45 мм), большой жесткости проволоки и отсутсвия каких-либо ограничителей, фланцев, имели место слеты витков проволоки, что приводило к обрывам :

- наблюдалось также передавливание бумажного патрона. Из анализа литературных источников установлено:

1. Никогда ранее на веретено прядильно-крутильной машины не устанавливалась паковка с медной (латунной) проволокой.

2. В основном вопросами формирования паковок о проволокой занимался М.Г.Парнес [24,25,26,27,283, имеется также литература [32,33,343 по намоточным работам в производстве элементов электроавтоматики. Все эти работы, как и целый ряд других [30,313 посвящены вопросам формы обмоток электрических катушек, обмоток электрических машин. Главная задача, которая при этом решалась,-формирование паковки с проволокой заданных размеров без повреждения эмалевого или лакового покрытия проволоки.

Однако в текстильной науке всегда рассматривалась и прямая и обратная задача, а основоположник теории наматывания профессор А.П.Минаков не случайно назвал свою работу "Основы теории наматывания и сматывания нити" Е32], Очевидно, он имел ввиду, что для текстильных процессов все параметры готовой паковки (в том числе условия наматывания) должны определяться прежде всего, из условий сматывания нити.

На основании вышеизложенного целью данной работы является создание веретённого узла обеспечивающего стабильную и долговечную работу прядильно-крутильной машины для безасбестовых фрикционных матерьялов. Для достижения укозанной цели в работе поставлены задачи;

1, Выбрать типоразмер проходного веретена для установки паковки о медной (латунной) проволокой.

2, Определить механические характеристики проходного веретена в производстве комбинированных нитей:

- жёскость опор проходного веретена в производстве комбинированных нитей;

- зону рабочих частот;

- долговечность опор;

- мощность, потребную для привода проходного веретена с установленной на нём паковкой с медной (латунной) проволокой.

3, Выбрать вид и обосновать параметры формирования паковки с медной (латунной) проволокой в производстве комбинированных нитей для безасбестовых фрикционных изделий,

4, Выбрать и, при необходимости, модернизировать оборудование для формирования паковки о медной (латунной) проволокой.

5, Исследовать процесс схода медной (латунной) проволоки с проходног веретена прядильно-крутильной машины.

Подготовка паковок о проволокой для установки на проходном веретене.

2.1. Проходное веретено прядильно-крутильной машины.

На прядильно-крутильных машинах используются полые безвтулочные веретена. ВПК о насадками под патроны с кольцепрядильных машин, или патронов (катушек) с предварительно намотанными нитями из химических волокон [70].

Основной особенностью этих веретен является наличие сквозного отверстия, через которое проходит перерабатываемый продукт. В таблице 2.1 приведены марки, диапазон рабочих частот наибольшая допустимая масса паковки (масса воолокна плюс масса патрона), наибольшее расстояние от веретенного бруса до верха патрона. Таблица составлена согласно инструкции по эксплуатации прядильно-крутильных веретен [693.

Таблица 2.1.

!-!-1-!-1

| Типоразмер (Диапазон рабочих|Наибольшая до-|Наибольшее 1 | веретена ¡частот, об/мин |пустимая масса¡расстояние от| | | (паковки (масса!веретена до I

! | |волокна+масса ¡верха патрона!

! | |патрона), кг 1м I

|ВПК-32-52-140 ( 7500-12000 | 0,1 | 0,283

(ВПК-32-61-140 | 6500-12000 ( 0,17 | 0,308

I_I_!_!_

Продолжение таблицы 2,1,

1 ............... 1 ВПК-32- 62 -140 ! ! i 6500-12000 | 0, 24 i ! 0, 308 |

| ВПК-32- 63 -140 j 6500-12000 1 n 24 ! 0, 328 j

!ВПК-32- 64 -140 ! 5500-12000 | л • f 25 1 0, 328 |

!ВПК-32- 65 -140 i 5500-12000 | 0, 26 ! o, Я2Я !

1 ВПК-32- 65 -150* ! 5500-12000 ! o, 40 ! o, 330 i

|ВПК-32- и -1 j. i ЭШ-М | 4000-8000 i 0, 35 ! o, 231 !

|ВПК-58-i О— , ^ .-, ¥: if liu i 3000-6000 j i i o, 90 ! o, i 505 1

- веретено снабжено съемной насадкой - распространителем крутки;

** - веретено выпускается с ннтенатяжителем, служащим для устранения сукрутин пряжи,

В таблице 2.1 введены обозначения: ВПК - веретена прядильне- крутильные., первая группа чисел, 32, указывает размер наружного диаметра в мм под тесьму блочка.;второе число группа патронов; третье число - условное обозначение типа гнезда С разъемным гнездо., о опорой из цветных сплавов, имеющих обозначение 110 и неразъемным гнездом из стальной трубы, имеющим в обозначении индекс 140 или 150j.

Полое веретено прядильно-крутильной машины состоит из (рисунок 2,1) полой алюминевой насадки 1, на ней запрессованы стальная трубка (наконечник веретена) 2 и блочек 3, в свою очередь насадка 1 напрессована на верхнюю часть полого шпинделя 4, изготовленного из трубки (материал легированная сталь), В нижней части шпиндель опирается на два шарикоподшипника 5 о защитными шайбами, удерживающими внутри этих подшипников консистентную смазку, С целью погашения вибраций, возникающих при вращении веретена, наружные

рис>"2Л Проходное веретено прядильно-крутильной машины.

кольца подшипников охватываются амортизирующими кольцами б, изго-товлеными из бензостойкой резины. Амортизирующие кольца вставляются в поперечные кольцевые выточки, предусмотренные внутри гнезда 7 веретена. На рис. 2.1 показано веретено марки "140" или "150", имеющее неразъемное гнездо из стальной трубы С как наиболее перспективное и выпускаемое, в настоящее время, промышленностью). Кроме того веретено оснащено рычажным тормозом 8.

Поскольку на проходное веретено прядильно-крутильной машины никогда ранее неустанавливалась паковка с медной (латунной) проволокой в дальнейшем, в главе 2 работы, будет проведён выбор вида пакоЕки с медной (латунной) проволокой, определены характеристики и режимы наматывания паковок с проволокой и сделан выбор типоразмера проходного веретена под намотку.

2.2. Механические свойства используемой проволоки и характеристика слоя намотки из неё.

Для выбора вида паковки с медной (латунной) проволокой были проведены работы по определению характеристик прочности и жёсткости навиваемого материала, а так же характеристик слоя намотки проволоки.

Испытаниям подвергались образцы медной проволоки диаметром 0,15-0,17 мм. по ГОСТ 2112-70 и латунная проволока диаметром 0,18-0,20 мм. по ГОСТ.

2.2.1. Полуцикловые разрывные характеристики медной и латунной проволоки при растяжении. Жесткость проволоки при растяжении.

Испытания осуществлялись на разрывной машине марки 2166-Р ос-

нащенной тензорезиоторным силоизмерителем. Силоизмеритель перед испытанием был поверен о помощью образцового динамометра. Погрешность значения силы находилась в пределах 2,5%, Образцы растягивались с постоянной скоростью в диапазоне 20-200 м/мин. Влияние скорости, в этом диапазоне, на механические характеристики не обнаружено.

Пример диаграммы записанных в ходе испытаний образцов медной (латунной) проволоки, о начальной длиной 300 мм, приведен на рисунке 2,2, Среднее значение разрывной нагрузки и относительного разрывного удлинения приведены в таблице 2,2,

Таблица 2,2,

полуцикловые разрывные характеристики медной и латунной проволоки

Материал

Разрывная нагрузка!Разрывное удлине- I Н |ние, % I

¡Проволока медная диамет- | |ром 0,15-0,17 мм |

•1 1У х ! , (

¡Проволока латунная диамет! 11,1

¡ром 0,18-0,20 мм |

1й,Ь

Жесткость определялась по формуле;

С = Р-10Л\1 (2,1)

где: 1с, - начальная длина образца;

Д1 и ? - абсолютное удлинение и растягивающая сила, соответствующие для проволоки, концу пропорциональной зависимости между деформацией и нагрузкой.

Рис. 2.2 Диаграммы ра с т яже ни я пр ов о лак : Г- медная проволака, 2- лату н на я пр обо ло.ка.

Результаты испытаний представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3.

Жесткость проволоки при растяжении

I |

Материал ¡Жесткость при растяжении, |

|Н/ед. относит, удлинения |

1 |Проволока медная, | 1 1122 1

|диаметром ! хлл 0,15-0,17 | ! ! |

|Проволока латунная, | 1 2091 |

!диаметром 0,18-0,20 | |

1 мм 1 !

1 : ! -.....—....... , ......... 1

Сравнение результатов испытаний медной и латунной проволоки свидетельствует о близости механических свойств материала проволоки., потому что., различие по прочности в 1,8 раза, сопоставимо с соотношением площадей поперечног сечения в 1,98 раза.

2.2.2. Механические характеристики слоя намотки проволоки.

Определяющим фактором межолойного давления в теле намотки служит натяжение наматываемой нити, которое в общем случае является переменной величиной [37,383.

для последующего выбора вида паковок проволоки было проведено определение жесткости и плотности намотки в зависимости от давления на слой,

Оценка проводилась по следующей схеме. Проволока наматывалась

на прямоугольную металлическую пластинку так, чтобы получился слой намотки общей толщиной около 5-7 мм. При этом воспроизводились шаг раскладки - 2-8 мм/об, угол скрещивания витков - 15-20 градусов. Сформированный образец укладывался в матрицу и сжимался пуансоном с определенной силой (рис, 2,3), При этом регистрировалась высота слоя и вычислялся занимаемый им объем, нагрузка увеличивалась ступенями,

По результатам экспериментов для каждой ступени определялись модуль упругости и плотность слоя [37,42]:

t = *пСр/(Атап;

(2,2)

Р = гп /(A'hcp;

(2,3)

где: AF - приращение нагрузки, (Н);

hc.p- средняя высота слоя намотки, за время увеличения нагрузки на очередную ступень, (м);

Ah - изменение высоты слоя, (м); А - площадь слоя, (м*); т - масса слоя, (кг).

Экспериментально установленная зависимость значения модуля упругости Е, МПа, и плотности слоя р,г/ом3 от давления р (рис,2,4,2,5), изменяющееся в диапазоне 0,02-1,0 МПа, была аппроксимирована полиномом третьей степени:

и =

= . 4-"О '

Ьо +

aip

hip

аор*

■ it _ > Т jjyi

азу -

-из у

(2,4) (2- РЛ

В таблице 2,5 представлены коэффициенты уравнений 2,4 и 2,5,

Пуансон

Пластинка с нитью

Индикатор

линейных перемещении

Матрица

Расположение нитей на пластинке

Рис. 2.3

Схема прибора для определения плотности слоя намотки.

жёсткости ц

(латунной) проволоки от давления (шаг раскладки 4 мм/об)

медной, (латунной) проволоки от давления ( Шаг расклад-.

ки 4 А .мм/об) .

Таблица 2.5.

Значение коэффициентов в уравнениях (2.4) и (2.5)

Шаг витков на катушке, мм/об

медная проволока

латунная проволока

м.

' д

и

м

1 ао! 3,027| 2,323| 2,120 ! 1,574 | 2,722] 1,934| 1?695 | 1,471 |

| а! I 16,16| 12,48! 7,501 | 6,955 | 11,53! 13,911 9,040 | 3,258 !

1 аг!-64,331-47,89|-26,94 1-19,00 |-42,12)-46,37)-26,87 }-5,815 |

1 аз) 87,17| 63,22| 38,98 | 20,75 | 51,81| 53,89) 29,34 | 4,833 |

1 .......... } { 1 Ьо) 0 ,1240 Г ............... ...... ! -0, со

! Ьа) ,048 1 -1 я | ли ^ С !

Заключение диссертации по теме «Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)», Копнин, Виктор Александрович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1, В настоящее время наиболее эффективным методом получения комбинированных нитей для безаобеотовых Фрикционных изделий является их производство на прядильню-крутильной машине= Состав и структура экологически чистой комбинированной нитях

- в качестве термостойкого армирующего материала предложено использовать стеклянные комплексные нити линейной плотности 400-1600 теко о содержанием в нити 65-70 %;

- для повышения адгезионных свойств и уменьшения абразивного износа целесообразно использовать хлопковое волокно в виде рыхлой некручёной мычки о содержанием в нити 13-19

- содержание прикручиваемого компонента (медной или латунной проволоки) 18-17

2= С учётом требования технологического процесса производства комбинированных нитей для безаобеотовых Фрикционных изделий проведён выбор типоразмера проходного веретена для машины ПКФ-100 МЗ - веретено марки ВПК 32-65-140 о установкой на его двухфланцевой катушки 17-1 по ТУ 5-05-1568-77.

3, Технология процесса состоит ив Формирования паковки о медной (латунной) проволокой и установки её на проходное веретено прядильни-крутильной машины для дальнейшего формирования комбинированной нити =

4= 0 учётом свойств медной (латунной) проволоки и условий её переработки на прядильно-крутильной машине установлено следующее:

4Л, На момент начала работы на проходном веретене не эксплуатировались паковки с медной (латунной) проволокой.

4.2, С ростом давления на слой намотки его местность воввас-тзет: Экспериментально установлена зависимость значений модуля упругости и плотности слоя намотки от населения и шага раскладки.

4.3, Сформулированы требования к паковке о медной (латунной) проволокой для установки на веретено грядиль не-крутишьной машины,

4.4, Доказано, что из-за большой жёсткости проволока быстро теряет натяжение во внутренних слоях паковки, следствием чего является малый уровень давления в паковке.

4-5, По результатам проведенных экспериментов и с учетом тематического моделирования напряженного состояния паковки л перемоточная машина МП-220 была модернивирсвана. Условии формирования паковки с медной (латунной) проволокой на лкдрпнирйрнввннчй машине МП-220 приняты следующие?

1.) средняя линейная скорость перематывания 280 4L) об,-мин;

2) шаг раскладки

3) масса выходной паковки 0,3 + 0,05 кг;

4) Форма выходной паковки

5) натяжение проволоки при перематывании 60 - /0 он.

5, и учетом специфических условии формирования комбинирсванной ннтн тля безасбестрвых фрикционных накладок на прядильне-крутильной машине были определены механические характеристики вере

5,1 Для аналитического определения критических скоростей проноднпго веретене были экспериментально определены ,жёсткости верхних и нижний опор веретена ВПК 32-55-140 - ел и чл соответственно; пни равней Ki =480-550 (кг/см) f K£=630-l0bu 1кг.чччч

5,2, Аналитически определены зоны первой и второй критических скоростей веретена о установленной на нэм наковкой. Кривые экспериментально полученных зависимостей первой и второй критических частот веретена от массы паковки проходят через рассчитанные теоретически зоны. Зона рабочих частот определена из известного со~

По технологическим соображением (требованием предъявленным к комбинированной нити) рабочая частота веретена принята 3360 (об/мин),

5,3, Экспериментально установлена энергия потребная для привода веретена во всем диапазоне рабочих частот. Эта величина составляет от 4 (вт) до (вт), и учётом того, что рабочая чззтота вращения равна 3800 (об/мин), сделан вывод о том, что значительного увеличения энергии потребной для привода одного веретена не произойдет,

5, Согласно результатов эксперимента по определению долговечности проходного веретена в производстве комбинированных нитей можно сделать вывод о тсм; что о вероятностью 81/ долговечности составит 10 ООО часов.

7, На базе экспериментально-опытного производства Костромского государственного технологического университета создан опытный участок по выпускз/ комбинированных нитей для безасбестсвых фрикционных накладок объемом до 200 тонн в год,

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Копнин, Виктор Александрович, 1998 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1= Роговцев В.П,Автомобили и тракторы. М.:Транспорт,1986,о.312

2= дробинокий В.М., Сухобока Л,Г, и др. Асбест и здоровье.-Реф. сб. Промышленность строительных материалов. Сер, Цементная и асбоцементная промышленность. Вып. 10, - М.: ВНИЙЭСМ» 1987, о, 10-12,

3, Патент 1276264 США, МКИ ЗС 08Ь 61/06. Композиция для Фрикционных элементов (особенно для тормозных колодок) и способ ее получения,- Опубл. 28,04,69,

4, Патент 3390750 США, НКИ кл. 192-107, Способ изготовления фрикционного элемента.- Опубл. 25.10,66,

5= Шанин Н.П., Бородулин М.М,, Колбовокий Ю.А. Производство асбестовых технических изделий.- Л,: Химия, 1983, с,240,

6, Обнорская З.Д., Белянкина Н.И. Тенденция развития технологии изготовления Фрикционных изделий, М,; ЦНШТЗ Нефтехим, 1977, о, 65,

7, Андриевская Г,д. Высокопрочные ориентированные стеклопластики,- М,; Наука, 1966, о,284.

8, Николаев А.Ф. Синтетические полимеры и пластические массы на их основе,- Л,: Химия, 1964, с,444,

9, Патент 4219452 США, МКИ 20 08 К 7/02, Составной Фрикционный элемент,- ипубл, 26,08,90,

10,Патент 4349595 США, МКИ 30 04 Н 3/02, Фрикционный матери-алдля диска сцепления и подобных применений,- Опубл. 14,09,82,

11,Патент 4348490 США, МКИ ЗС 08 К 7/00, Фрикционный материал,- Опубл. 07.09,82,

12,Патент 4541231 США, МКИ 4 0 02 С 3/16, 3/28, Способ производства армированной пряжи с сердцевиной из стекловолокна,-Опубл. 17,09.85.

13.Матуконис А.В. Производство и применение неоднородных нитей.- М.: Легпромбытиздат, 1987,- о.135.

14.Верняева И.Л. Создание технологии и оборудования получения комбинированных нитей для безасбестовых фрикционных накладок.-Дио..., канд.техн.наук.- Кострома, 1996.- 291 о.

15.А.С. 379690 СССР, МКИ 0 01 Н 7/88. Машина для обкрутки нити./ Кориковокий П.К. и др. (СССР).- Опубл. 1973.

16.Кориковский П.К. Прядильно-крутильная машина.- М.: Легкая индустрия, 1969.- с.192.

17.Стулов В.В. О новом способе изготовления армированных нитей на прядильно-крутильной машине.- Изв. ВУВов. Технология текстильной промышленности, 1981, N5, с.107-108.

18.Стулов В,В., Федоров Ю.Б. Изготовление токопроводнщих нитей на текстильном оборудовании.- Реф. об. Электротехническая промышленность. Сер. Бытовая электротехника. Вып. 6(61).- М.: Ин~ формэлектро, 1980, о.7-8.

19=Разработка комбинированной нити для фрикционных безасбестовых накладок: Отчет/ Костромской технологический институт; Руководитель работы Федоров Ю.Б.; Ответственный исполнитель Борисова И.Л.; Исполнитель Копнин В,А.- N ГР 01880045129. Кострома, 1989, - с.56.

20,Создание теоретических основ получения комбинированных нитей и изделий методами текстильных технологий о целью разработки технологии и оборудования их производства: Отчет/ Костромской технологический институт; Руководитель работы Федоров Ю.Б., Ответственный исполнитель Борисова И.Л., Исполнитель Копнин.- N ГР 01900063302з Кострома, 1990, о,102.

21.Организация участка по выпуску комбинированных нитей для Фрикционных безасбестовых накладок: Отчет/ Костромской технологический институт; Руководитель работы Федоров Ю.Б., Ответственный исполнитель Борисова И, Л., Исполнитель Копнин В. А, - N ГР 01890084559, Кострома, 1990, с.93.

22,Копнин В,А,, Борисова И,Л, Комбинированные нити для безао-беотовых накладок,// Тезисы Всесоюзной конференции молодых ученых и исследователей,- Москва, 1989, о.

23,Копнин В,А,, Борисова И,Л, 0 предварительных испытаниях комбинированной нити для безаобеотовых фрикционных накладок для легковых автомобилей,- Деп. в ЦНИИТЭИлегпром: М,- N Ж,- 1990,

24,Копнин В,А,, Борисова И,Л,, Федоров Ю.Б.} Верняев И,И,, Морозов Ю.В. Армированные нити специального назначения на основе стеклоровинга,// Тезисы Всесоюзной научной конференции "Текстильные материалы технического назначения и опыт их применения в народном хозяйстве1®,- Москва, 1990, с, 60-62,

25,А,и, 1730241 СССР, МКй D 02 G 3/38, Способ получения армированной нити./ И,Л,Борисова, В.А.Копнин, Ю.Б.Федоров, (СССР).-ипубл, 30,04.92,

26,Корнев В.В,, Щукин А,И,, Лебедева Н.И. Веретена, центрифуги, прядильные камеры текстильных машин,- М.: Легкая индустрия, 1978, с,128,

27,Парнео М,Г, Расчет и конструирование намоточных станков,-М,г Машиностроение, 1975, о, 296,

28,Парнео М.Г., Петров Л.Л. Экспериментальная проверка плотности намотки,- Электротехника,1971,N1, с. 58-59,

29,Парнео М.Г. Механизация и автоматизация монтажа и оборки радиоаппаратуры,- М.: Энергия, 1975, о.116,

30,Парнес М.Г. Производительность намотки,- Приборы и системы управления, 1971, N12, о. 48-50,

31,Парнес М.Г. Механизация и автоматизация изготовления элементов радиоаппаратуры,- М.: Гооэнергоиздат, 1963, о, 427,

32,Еилибин К,И,, Духанин A.M., Скороходов Е.А. Намоточные работы в производстве элементов электроавтоматики,- М.: Энергия, 1972, с, 217,

33,Скороходов Е.А. Намоточные станки,- Л,: Энергия, 1970, о,176,

34,Харинокий А,Л, Основы конструирования радиоаппаратуры,-Л,: Энергия, 1971, с, 464,

Зб.Минаков А.П. Основы теории наматывания и сматывания нити,-Изв, ВУЗов, Технология текстильной промышленности, 1944, N10, с, 10-18,

36,Кленов В.Б. Фильтрация жидкости через слой деформированного текстильного материала,- Изв, ВУЗов, Технология текстильной промышленности, 1967, N1, с, 126-130,

37,Степанов В,А. Теоретическое и экспериментальное исследование формирования текстильных паковок и разработка методов их расчета, - Дно, ,,, докт, техн, наук,- Кострома, 1978,- о,297,

38,Сухарев В,А,, Машненков Н.й. Расчет пил намотки,- М.: Машиностроение, 1982, с, 136,

39,Александров С,А,, Кленов В,Б, Формирование ткацких паковок,- М.: Легкая индустрия, 1976, с, 119,

40,Гуревич Т.М. Разработка метода контроля прочности бумажных патронов для кольцевых прядильных и крутильных машин,- Дис. канд.техн.наук.- Кострома, 1984, о, 143,

41,Русанова Г.Н, Исследование условий работы, расчет и проектирование фланцевых катушек,- Дио. ,,, канд,техн.наук,- Кострома, 1978, о,227,

42,Волков A.M. Метод расчета и проектирования режимов наматывания текстильных паковок крестовой намотки,- дио. ... канд.техн.наук.- Кострома, 1985, о, 181,

43,Выоокоокораотные приемно-намоточные и намоточные механизмы для химических нитей. Под редакцией Климова В,А,, Матгонеева И.И,- М.: Легпромбытиздат, 1991, с, 256,

44,Кукин Г.Н., Соловьев А.И. и др. Текстильное материаловедение (волокна и нити),- М.: Легпромбытиздат, 1989. о. 350=

45,Кухлин Г. Справочник по физике. Пер. о немецкого,- М.: Мир, 1982, о. 520.

46,Корнев И.В., Щукин А.И., Лебедева Н.И. Веретена. Центрифуги. Прядильные камеры текстильных машин.- М.: Легкая индустрия, 1978, с, 128,

47,Павлов Ю.В., Иванова М.И. Крутильно-ниточное производство.- М.: Легпромбытиздат, 1986, с, 177.

48,Мальберг К.Е. Влияние главенствующих параметров паковок на работу веретена в прядении и кручении,- М.: Легкая индустрия, 1965, о, 136.

49,Прошков А.Р. Расчет и проектирование машин для производства химических волокон,- М.: Легпромбытиздат, 1977, о, 148.

БО.Матгошев И,И, Формы паковок и законы раскладки нити на крутильно-вытяжных машинах для химических волокон,// Ким, волокна, 1979, N4, с. 112-115,

51,Алексеев В.М,, Рабкин Р.Л. Определение скорости приема волокна на вращающуюся паковку.// Хим. волокна. 1973, N1, о, 50-51.

52.Мигушов И,И, Механика текстильной нити и ткани,- М,: Легкая индустрия, 1980, с, 160,

53,Волков Ä.M., Степанов В.А., Шутов Г.Н.// Изв. ВУЗов, Технология текстильной промышленности,- 1984, N6, о, 41-44,

54,Гордеев В,А, К расчету давлений намотки текстильных материалов,- Л,; Труды Ленинградского текстильного института имени С,М,Кирова, 1957, N9, о, 181-190,

55,Суриков В,И, Исследование и методика проектирование ме-рильно-накатных машин,- Дио, ,,, канд.техн.наук.- Кострома, 1971, о, 171.

56,Антонов В,И, и др, Расчет напряжений при формировании вязко-упругой анизатропной паковки,- Реф, об. Оборудование для ткацкого и краоильно-отделочного производства,- М.: ЦНШТЗМлегпище-маш, 1976, вып.10, с, 13-16,

57,Вайнер И,И, Исследование структуры текстильных паковок о учетом активных и пассивных зон,- Изв, ВУЗов, Технология текстильной промышленности, 1984, N5, о, 28-31,

58,Симон Л., Хюбнер М. Технология подготовки пряжи к ткачеству и трикотажному производству,: Пер. с нем,/ Под ред. Алленовой А.П.- М.: Легпромбытиздат, 1989, с, 258,

59,Коротаева Л.й., Озерокий О.Н., Яокин А.П. Технолопия оборудования заводов химических нитей и волокон,- М.: Легпромбытиздат, 1987, с, 400,

60,Каталог оборудования для производства химических волокон,

61,Оборудование для переработки химических волокон,/ Под редакцией Уоенко В,А.- М,; Легкая индустрия, 1977, с, 366,

62,Прошков А.Р. Машины для производства химических волокон,-м,i Машиностроение, 1974, о, 470.

63,Машина перемоточная МП-220. Техническое описание и инструкция по эксплуатации,- М,: Внешторгиздат, 1986, о, 57,

64,Технология ткачества,/ Розанов P.M., Власов П.В, и др. 41.- М.: Легкая индустрия, 1966, с, 232,

65,Гордеев А.И., Арефьев Г.И,, Волков П,В, Ткачество,- М.: Легкая индустрия, 1970, о, 582=

66,Уоенко В,А, Производство крученых и текотуоировакных химических нитей, М,: Легкая индустрия, 1975, о, 350,

67,Копнин В,А,, Дьячков Ю.А. О возможности использования машины Ш-220 для перематывания проволоки,// Тезисы научно-технической конференции "Научно-технический потенциал молодых ученых и специалистов производству".- Кострома, 1989, о. 60-61,

68,Копнин В,А, 0 скорости перематывания проволоки на машине перемоточной,// Сборник "Новое в технике и технологии текстильного производства".- Иваново, с, 37-39,

69,Веретена для прядильно-крутильных машин для производства нитей из натуральных и химических волокон. Инструкция по эксплуатации, М,: Внешторгиздат, - ИЭ83, с, 82,

70,Кориковский П.К,, Моисеенко М.Н., Острогожский О.Г. Пря-дильно-крутильные машины,- М.: Легкая промышленность, 1969, о,192,

71,Беляев Е,М, Влияние различных конструктивных параметров на динамические характеристики прядильно-крутильных веретен,- Ивв, ВУЗов. Технология текстильной промышленности, 1970, N2, 0,136-139,

72,Беляев Е,И, Экспериментальное исследование процесса разгона безвтулочных веретен типа ВПК на двух шарикоподшипниковых опорах о резиновыми амортизаторами,- Изв, ВУЗов, Технология текстильной промышленности, 1970, N5, с, 113-116,

73.Кушуль М.Я. Автоколебания роторов. Динамика быстроходных роторов,- М,: Изв, А,Н, СССР, 1963, с, 287,

74=Бессонов А,П. Основы динамики механизмов о переменной массой звеньев,- М=: Машиностроение, 1967, о,244,

75,Корнев И,В,, Щукин А,И,, Лебедева Н.И. Веретена, Центрифуги, Прядильные камеры текстильных машин,- М.: Легкая индустрия, 1978, с, 128,

76,Коритыоокий Я.И, Исследование динамики и конструкций высокопроизводительных веретен текстильных машин,- М,г Машгиз, 1963, о, 643,

77,Коритыоокий Я,И. Колебания текстильных машин.- М.: Маши-ноотоение, 1973, о. 320,

78,Коритысский Я,И, динамика упругих систем текстильных машин, М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982, о, 272,

79,Прошков А.Ф. Расчет и проектирование машин для производства химических волокон,- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982, с, 408,

80,Бать М,И,, Джанелидзе Г,Ю,, Кельзон A.C. Теоретическая механика в примерах и задачах. ТЗ,- М.: Наука, 1973, с, 488,

81,Кельзон A.C. Самоцентрирование и уравновешивание жесткого ротора, вращающегося в двух упругих опорах,- М.: Доклады А.Н. СССР Т110, Вып.1, 1956, с, 58-86.

82,Прибор РВП-М, Правила технической эксплуатации и устройство прибора.- М.: Ротапринт ВНИИЛТекмаша, 1964, о, 66,

83,Коритыоокий Я,И, и др. Приборы и установки для исследования текстильных машин,- М.: машгиз, 1958, о, 280,

84,Инструкция по эксплуатации измерительного комплекта К50,-М,: Внешторгиздат, 1964, о, 50,

85.Копнин В.А,, Верняева И.Л. Энергия, потребляемая веретеном ВПК 32-65-140 при производстве комбинированных нитей, Ежемесячный библиографический указатель ВИНИТИ, 1996, N3878-ЛП.

86.Косточкин В.И. Центробежные вентиляторы,- М.: Машгиз, 1951, с,222,

87,Основы проектирования текстильных машин. Под редакцией Макарова А,И,- М.: Машиностроение, 1976, с, 416,

88,Перель Л,А, Подшипники качения, Справочник,- М.: Машиностроение, 1983, с, 544,

89,Пирогов K.M., Вяткин Б,А, Основы надежности текстильных машин,- М.: Легпромбытиздат, 1985, с, 254,

90,Копнин В.А. Долговечность веретена ВПК 32-65-140 в производстве комбинированных нитей. Ежемесячный библиографический указатель ВИНИТИ, 1996, N3680-ЛП.

91,Машина прядильно-крутильная Ж-100 МЗ. Руководство по эксплуатации. Ташкент.: Узбектекотилъмаш, 1978, о.111.

92,Стулов В,В, Разработка технологии и исследование механических свойств токопроводящих нитей для тканых электронагревателей,- Лис, ,,, канд,техн.наук,- Кострома, 1982, 0,295,

93,А,С, 859495 СССР, МКИ D 02 G 3/36, Устройство для получения армированной нити,/ В.В.Стулов, Ю.Б.Федоров (СССР),- Опубл. 30,08,81,

94,ГОСТ 15,001-88 Система разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно-технического назначения,

95,РД 50-424-83, Ускоренные исследования. Основные положения,- М,; Стандарты, 1984, оЛ2,

96, Рд 50-686-89, Методы ускоренных испытаний,- М,г Стандарты, 1990, о,28.

97.Надежность и эффективность в технике; б т./ ред.,совет; Ав-дуевский B.C. (пред.) к др., - М.: Машиностроение, 1980, о,378,

фшоМетА

/¿f/foß/C'//,

PROGRAM PAK_OS(input,output);

{определение влияния на плотность паковки натяжения нити, и других факторов}

Uses Printer; var

bnm,еш,plotm,pvm,rtm,tnm,tsm:array[0..50] of real;

i,j,k,n:integer; cn,cosup,dr,el,e2,еЗ,e4,tn,pll,pl2,pl3,pl4, rO,rk,tex:real;

{-------------------------------------

FUNCTION Power(aa,bb:real):real; {функция по возведению а в степень b} begin if aa>0 then

Power:=exp(bb*In(aa) ) else if aa<0 then

Power:=exp(bb*ln(abs(aa))) else

if bb=0 then Power:=1 else Power:=0 END{Power};

PROCEDURE Psloja (var plot,e,ksi,bn,bv,p,rn, rv:real) ; {процедура по определению плотности, модуля упругости, податливости слоя по давлению} BEGIN

plot:=pll+pl2*p+pl3*p*p+pl4*p*p*p; e:=el+e2*p+e3*p*p+e4*p*p*p; ksi:=(rv-bv*e)/(rv+bv*e);

bn:=rn*(rn*rn-rv*rv*ksi)/е/(rn*rn+rv*rv*ksi); END{Psloja};

{---------------------------------------------------------}

PROCEDURE Nsloj (var t,plot,e,bn,bv,pv,rn,tn:real); {процедура по заданию намоточного натяжения и характеристик наружного слоя} var i: integer; ksi,rv,p,pb:real; BEGIN

plot:=l; {ввести перед расчетом }

rv:=rn-dr; t:=tn; for i:=l to 4 do begin

pv:=tn*cosup*1000*plot/tex*dr/rv; Psloja(plot,e,ksi,bn,bv,pv,rn,rv); { writeln(LST,p:5:4,' r,plot:5:4,' *,e:5:3);} end; END{Nsloj};

{--------------------------------------------------------}

PROCEDURE Vsloj(var ts,plot,e,bn,bv,pv,pn,rn:real); {процедура по определению плотности и характеристик напряженного состояния внутреннего слоя} var ее, ksi,pplot,rv:real; BEGIN rv:=rn-dr;

Psloja(pplot,ее,ksi,bn,bv,pn, rn, rv) ; ts:=ts-pn*bv/rv*cn; if ts<0 then ts:=0 else;

if pplot>plot then plot:=pplot else;

if ee>e then e:=ee else;

pv:=ts*cosup*1000*plot/tex*dr/rv; pv:=pv+pn*rn*rn*(1+ksi)/(rn*rn+ksi*rv*rv); END{Vsloj};

{---------------------------------------------------------}

BEGIN {mein}

{ write(' внутренний радиус паковки,мм='); readln(rO); write(' наружный радиус паковки,мм='); readln(rk);} r0:=20;rk:=30; write(' число промежуточных слоев='); readln(n); rtm[0]:=r0; dr:=(rk-rO)/п; for i:=l to n do begin

rtmfi]:=rO+dr*i; end;

{ write(' жесткость нити при растяжении,Н/ед.отн.удл.='); readln(сп);

write(' линейная плотность,текс='); readln(tex); writeln(' коэффиц.el,е2,еЗ,е4 для опред.модуля упр.слоя:'); read(el,е2,еЗ,е4); writeln;

№

writelnC козффиц.р11,р12,р13,р14 для опред.плотности слоя:') ;

read(pll,pl2,pl3,pl4); writeln/} el:=0.135; е2:=3.264; еЗ:=102.5; е4:=-112; pll:=3.027; р12:=16.16; р13:=-64.33; р14:=87.17; сп:=1122; tex:=192. 3;

write('сила натяжения нити,Н=1);readln(tn); writeln;

cosup:=0.99; {ввести перед расчетом}

bnm[0]:=0;

for k:=l to n do begin

Nsloj (tnm[k] ,plotm[k], em[k] ,bnm[k] ,bnm[k-l] ,pvm[k],

rtm [k], tn) ; tsm[k]:=tnm[k]; if k>l then for j:=k-l downto 1 do

Vsloj(tsm[j],plotm[j],em[j],bnm[j],bnm[j-l],pvm[j], pvm [ j +1 ] , rtm [ j ] )

else; end;

write(LST,' Внутренний Намоточное Нат.нити '); writeln(LST,'Плотность Давление '); write(LST,'радиус слоя,мм нат.нити,Н в слое,Н '); writeln(LST, 'г/см куб. в слое,МПа'); writeln; for i:=l to n do writeln(LST, rtm[i-l]:13:4,tnm[i]:12:4,tsm[i]:10:4, plotm[i]:9:4,pvm[i]:12:4);

END.

Расчет 1фихических скоростей хкрстспа

Исходные данные для расчета

M := 1.7-kg !

14 := 0.14063-m d := 0.12063-m 1 11 0.12-m |

A := 0.0147-kg-rn2

kl := 700- 980.7- newton- m"1

k2 := 1400-980.7-newton-m"1

EJ1 := 58.842-newton-m2

EJ2 = 95.6615■ newton- m2

Коэффициенты влияния

ш, lut ± + + „ m3 -

11/ kl \ 11 / k2 3-EJ1 3-EJ2

14 1 11 + 14 1 11-14 142 - d2

Ô12 -----+----+ - + ------

a2 kl u2 k2 3-EJ1 2-EJ2

„„ 1 1 1 1 11 14 - d

ô22 :=---+ ---+ - + -

n2 kl ц2 k2 3-EJ1 EJ2

ôll = 2.24549* 10~5 -kg"1 - sec2 512 = 1.50318* 10-4 -kg"1-m"1-sec2 Ô22 = 0.00104*kg-1 *m 2»sec2

Коэффициенпл ml, ш2, шЗ

822

ml =

611-622 - 8122

~ 612

Ш2 := -

811-522 - S122

_ 511 тЗ --

511-522 - 5122

ml = 1.34952- 10б -kg-sec 2

ш2 = 1.94943-105 • kg-ш-see 2

тЗ = 2.91212-104 -kg-m2-sec^

Определение корней уравнения

Задание приближения первого корня (0 := 200- sec"1

Определение первого корня

Given / г\( 2 \ г

- М о? у-\тЗ - (в А; - т2 »0

ftikl := Find( и) ®kl = 137.22172-sec 1

nkl = ^^-min nkl = 1.31037-103 1-я критическая скорость, об/мин 2-71

Задание приближения для второго корня

со = 2000-sec"1 Определение второго корня Given

(ml - M-co2)-(m3 - ®2-а) - m22s0 <»k2 := Find(o)) ^2 = 1.66013-103 -sec"1

nk2 := ——-min nk2 = 1.58531* 104 2-я критическая скорость, об/мин 2-я

Расчет исходных данных для определения критических скоростей

Задаемся значениями полной массы веретена 1 := 1,. 4 Ц ■ =

0.5-Ь8

0.9- kg 1-3- кё 1.7-Ч

Выражения, связывающие смещение центра тяжести веретена с ростом массы:

Щ -- 0.0239- (Ц)2^ + 0.088- М^- — + 0.0601-т - расстояние от верхней

кд" опоры до центра тяжести, м

^ = 14^ - 0.02-ш - расстояние от нижнего края шкива до центра тяжести, м Значения 14 и <1: 141 ^

0.09812-m 0.07812-ш

0.11994-m 0.09994-m

0.13411-ш 0.11411-m

0.14063-m 0.12063-ш

Выделим в общей массе веретена массу шкива М1 и массу шпинделя М2 : М1 := 0.23079-kg М2 := 0.055-kg

Рассчитаем момент инерции насадка относительно поперечной центральной оси, рассмотрев отдельно посадочную часть с катушкой, шкив и шпиндель:

(М - М1 - М2'-( 0.275-ш)2

А- := --L-+ М2-

1 12

Ai

0.00428-kg- 2 m

0.00814-kg- 2 m

0.01167- kg- 2 m

0.0147-kg- 2 m

(0.135-m) +(14 aQ53. .2 12 v 1

+ М1-(14г- 0.015-m