автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Исследование и разработка намоточных устройств машин для производства химических волокон с применением микропроцессоров

ГОСУДАРьТВЕНКЫЛ КОМИТЕТ РФ ПО ДЕЛАМ НАУКИ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ : ■ , сл ШГГ-ТГСТЕРЙУРГСИИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИИ И ДИЗАЙНА

На правах рукописи УД1С 677.057.1:621.313

ТГКУКА Лун lía •

ИССЛЕДОВАНИЕ К РАЗРАБОТКА ПАЫОТОЧПЫК УСТРОЙСТВ млпштт ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА

KifMínBCKKX волокоа с пржлвнешшм .

МИКРОПРОЦЕССОРОВ

Специальность 05.02.13 - Мшадсш и агрегаты лепгой промышленности

АВТОРЕФЕРАТ диссертации ла соисншше ученой сепени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1003

Работа выполнена в Санкт-Петербургском госу/гарствённом университете технолог»»! и "дизайна-

• Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Толкачев' ЭЛ.

Официальные огда неиты: доктор технических наук

профессор Поляков К К. кандидат физико-матэд&ггмческих наук, профессор Романов М.Ф.

Ведущая организация : Санкт-Петербургское

машинострсштелы.'о ' объ.од11нс-ш1« зш. К. Маркса

Защита диссерт&ции состоится 23 тояя 1093 года в 16 чрсов на заседании специализнронпого Совета Д 063.C7.bi при С шкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна, ауд. 241.

Адрес университета: 191005, Сснкт-Нетероург, ул, КМорская, д. 18 .

С До1се<--ртацмей но;кло ознакомиться в библиотеке университета . ■■ _ -

Рсфбраг разослан * " 1093 гопа. .

Ученый секретарь " ' специализированного Совета

Л.Н. Никитина

ОШНЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ДКТУД.Л.Ь?.!ОСТЬ__ТБМ W. íííiM«i(»!JWii пкоиомич<-(-кои

политики и переход к рыночной око.;о.чи;«? не помет' 'и,"."нпитi¡ стороне тск'.-пьчьиу.'О iipu:,xi,iui;r:¡tunc.-iu, продукт iwrop'jii походит значительный спрос о рдаллчпмх сферах пш'рсблсиих. Растущий потребность а улучшении iwkíctu'í «ыиуеклемоги текстильного xipwyjrra » приросте ирои.чпаде-пт и<; могк'Т Cuín,

y/j,oii.itrrn'4>c!ta и n'ism'iA .vf ep« Cea уяучш-тян кчнгтрунтпанмх качеств оборудовании- «а каждом .-инис if-":ro технологического пронесся. Развитие пронано/чтиа. химичееклх: нолокои должно

ССуЩ«С."ТН-'(ЛТ!>СЯ ПО il'/" "И . ПОШ.11111-/111Н И[>611:4ПОЛИТ<!Л^НОеТИ,

№1Д";:гпоот;; технологического ооорудонгшии, рчарнСоткн нпнмх. крогрессианых катин и технологий, нримеиотя пыЛч-'н'.о, аффектииных мото/юъ расч«гга, проскгирошииде и иселедоивнки текстильного o£opy/iooa síí-í.íi.

Высокие трсСоидт»«, предъявляемые И намоточным устрокс-Лй).! » текс/иль/гой и jüMa'i'íffiíi лро^плилеяяости, ломя рапр;:0оТ!днная технологии - формомзнк«! н«ти и:» рмсилли«. д|ри СКОр^СТИХ 5!Ж) - CD-GO м/ми|) Л fi'-ljiee >4 уе.еЛИЧеИИО /yilt!.мич^ских иагруьок »в r».T;v»2irты иянсп очии мгткдниняои оСуслкилймах/г е ooó м ость глуСог-ого яоеле "j!tó<nt)í кринодо» приемио-намоточных yr.-¡ ро ¿ícth. При wo .4 о-гаиыымпед немО^одими: учитывать влияние на оролесс ииыотяи ие толь ко »арйм<?трои .■.гехдшгчлга, но ц дйремегро» .(Грииоддого ,vnirar<t.'ia, а и ¡/j<;i<-случаеи iî гарзке-тром iiattva ьолемой лиги, е -г'»

KO)!'.-jpyi-.Tl!b¡Jb."; ОСООЛШОСТХ СИОТеШ,) У II Ü/IOM И Л 1;рк;-.одои

на моточного устройства.

Слоишоеть типологическою процессе, жееткоет ь треСс'в&ний потребителей к качеству . лраГ;&ты»аем1>!х пу.-tc.й лред-ьявлик/г высоки« ';р<гСо(Л1!1;.я к «иовным всех

уа.юв и, в чгд'.-ти V--! и, к ириемно-)!« поточным yerpo'vrjf;3M. Cyui<:'.iayK.iiiH'; л р и е м ¡ i о- и а к ото '¡¡ш <- меял/т;«иы ке íio.-:;ío<-:ori УИ'ЯШ-гуу^у.угг с-олремелк-им r/A-Coue/iww и часто nttjumureit

сл <. р о.ч нл нугу. амчecrea ;,-;>о,-;у. .

и роста í.'poK'.'do.i'.TJta. Ь частное*)-:', это относится г. уотрок'-'П-ак

бесфрикцкончого типа, в которых, как правило, используется индивидуальный прпь^д.

Во.-;е широкому применению п бесфрикционныя приомло-наыоточных устройствах регулируемых приводов прэшггствуст сложность, большие габариты и стоимость систем управления. Вместе с тем, остаются, недостаточно раараСотаи:!ыми бесфрикциовные приемно-намоточиые устройстве с линейным асинхронным при ведом н применением' микропроцессорной техники.

В силой с пыше^злозкеквым яияяется особенно актуальной а ча разработки к лселедаваыш прцег.п:о-1-:аа.!ото<!«ы:с ме ищзмов, огпичающггх требованиям «ысокой надеишостн и производительное^« при ягчкой себестоимости самого механизма, а также разработки научяых основ. .эффемт'пжых методик исследования таких ¡¡имогочных устройств.

Настоящая рабога яоешшдева вопрсй»м рало-хСотки и исследования беефрпкцяслшьгх приемхо-памоточмых устройств с линейшли асшгхрохшы.м приводом п пронзяодстсс ХНЛГЛЧССКМХ Волокон ч применения микропроцессорной техник» и системах контроля работы этих мехаиигков. Темати ка работы соотиетствует рекомендациям Мииистерстна ' аыешего образования Республики Коиго и кафедры алоктротехкяки -к промышленной олектроюгки (ЭяПО) Саикт-Пстсрбургского государственного университета технологии ч дизайна (СПГУТД) для подготовки специалистов Республики Конго в области легкой промышленности. Выполненная работа йропод^лась а соответствии с плайами хоздоговорных л госбюджетных научно-исследовательских работ " кафедры 3 я ПЭ СПГУТД, проводимых, совместно с С-КТВ МХВ нм. К.Маркса (Санкт-Петербург), а также соответствует рвко.мседац"чм Всесоюзной научво-техияческой конференции "Создание прогрессии ого оборудования для производства химических волокон" (ВНЙИМСВ, г.Чернигов).

является разработка научно-обоснованных рекомендаций по исследованию, расчету, проектированию и созданию.

4

бесфрикцпоииых приемгио-на.моточных устройств с липйнымг асинхронным приводом бобшюдерясателл для ьташии по производству химических волокон. Для достижения

поставленной цели в работе решаютс.. следующие гадами:

1. Систематизация и развитие существующих, а также создание качественно новых направлений развития приемно-намоточных механизмов для машин по производству химических волокон на бале беефрикциокиых устройств с лилейным асинхронным приводом бобинадержаталя и микропроцессорным управлением.

2. Разработка методе -¡огчческих вопросов анализа и синтеза математических моделей бесфрпкционяых приемно-намоточкых механизмов с линейным асинхронным приводом (БПНУ с ЛАП) с учетом особенностей их реализация.

3. Соадаиле на основе общей теории нелинейных моделей приемно-наглоточных мехапиамоз математической модели БПНУ с ЛАП.

4. Теоретическое исследование отдельных, режимов БПНУ с ЛАи для иллюстрации возможностей предложенных методик анализа я синтеза.

5. Исследование влияния характеристик и параметров на количественные показгстелп, а таюке выявление факторов, определяющих качественную сторону явлений, при пусках, намерениях нагрузки к т.п.

0. Разработка новых конструкций и специальных элементов приводов ВПНУ.

ОСШВНЬШ\ШШЬЫ1ДЩНЬ1^СШШ1[ОМНИЙ. При выполнении работы в процессе теор 'ически^ исследований применялись классические методы дифференциального и интегрального исчислений, методы математического моделирования и оптимизации, основы теории привода наматывающих устройств. Исследование динамики БПНУ с ЛАП осуществлялось методами математического моделиромааи.' с использованием современной вычислительной техники типа ПЭВМ ЮМ.

НАУЧНАЯ__ЛШ113НД диссертации подгиернедается

рассмотрением и решением следующих вопросов, не затронутых в процессе раоработки и исследовании иавес-r пых бесфрикционных прпемно-камоточяых устройств:

.Разработана . математическая модель динамических процессов в бесфрикцшяшых нриемно-намоточных устройствах с лилейным асинхронным приводом а ъи де систем дифференциальных уравнений, описывающих как электромагнитные, так и механические процессы устройства

н-ч 'ки.

Разработана методика оптимизационных расчетов дли проектирования . линейного асинхронного привода бсефрнкциониого присмно-j лмоточпого устройства.

Разработана новая конструкции беефрккци. ¡novo приемно-намоточного устройства с линейным асинхронным прикидом {A.C. №1645233) и .с дополнительным перемещением статоров двигателя.

Разработана новая конструкция бесфрикцмошюго приемпо-намотош« jro устройства с лилейным асинхронным ирииодо;.« (A.C. J4*?l'744f!23) с 'возможностью поворота статорои двигателя uotrpyr оси перпендикулярно актшжой яоеерхиоет,; статора«.

Разработала иоаая конструкция С^ефрикциоиного ярнемно-иамоточного устройства е магнитной муфтой (A.C. №I63ti£jiö).

Разработана для комплексных нягей к ньпмпеной мне дугообразная контрольная установка (A.C. JsVi6G65£$) с целью упрощения обслуживания оборудовании и пэ!«двиш$ш Kaueetüa. нытягипаеагого волокнистого просчета.

Разработппа новая конструкция бссфрикциоипого прис.мио-иамоточкога устройства с ли у. йпым иста;:; ¡:о:шык :: с

применением микропроцессорной техш чт;.

следующем: разработанная математическая модель бесфршсциошгого приемно-намоточногс; уетройстца е линейным асинхронным приводом с уметом иараметрои иаматыя&имюи mint

6

доведена до рабочей программы для расчете динам», »еских процессов в таких механизмах.

Выполнены и доведены до рабочих программ оптимиопциояпыв расчеты для выбора и проектирования линейного асинхронного привода бесфрпкциопного приемпо-намоточного механизма.

Разработаны и пащии;еиы авторскими свидетельствами различные новые конструкции бесфрикциоплнх приемно-ипмоточнмх устройств с линейным асянжроикыг.! приводом, намоточное устройство с постоянной магнитной муфтой и контрольный прибор комплексных нитей а зона вытяжки.

Рапрайотапь! рекомег цации Для проектирования и наладки прнемно-нямоточкых устройств с линейным асинхронным приводом и микропроцессорным управлением и предложено конструктивное решение.

Основные положения, результаты и выводы доло^гемь: и обсуждеям:

- на Всесоюзной иаучпо-тсзсиической конференции "Методы и средства ¡контроля немагнитных и исэлеитропроводвых материалов и изделии", г. Москва, 1000 г.;

- кп мелсдународной научно-технической конферекцш. "Состояние и перспективы развития элегстротехиологии", г. Иваново, 1992 г.;

- .ча научных семинарах Кафедры электротехники я промышленной элеотротгкн (ЭиПЭ) Сан.чг-Петербургскбго государственного университета технологии и дянайна (1389-1992 гг.); Кафедры электротехники и промыл, енной злектрошпеи Московской Академии легкой промышленности; Кафедры автоматизации производственных процессов Иваневского текстильного института (1903 г.) .

П^ОЛИИАХШ.".- По результатам выполненных исследований публиковано пить печатных работ, а также получено чет ыре птореких свндетельстпа.

¿ШЬЕМ_ЖШ£Г-Р-Т АНИОННОЙ РАБОТЫ. Диссертация

состоит 1» иведекия, четырех глаз, заключения, изложенных на 213 ^границах машинописного текста, иллюстрирояаиНого СО рисунками, списка использованном литературы, из 100 наименований и 5 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В ПР.РВОЙ ГЛАВЕ диссертационной работы проводится обо р современного состоя.яля пркемно-намоточных устройств п текстильной промышленности и промышленности химических волокол.

При апалкое гуирствугагцкх конструкций и работ, относящихся к исследованию текстнлыюгс оборудоиашш, саязалкого с намоткой длинномерного материала различают три типа приводов при е м п о-на мото чиых устрой сто. В оависимости от способа сообщения Соблнс вращательного движения существуют фрчкад.оняые, бесфршсцшшиыс .или осевые и смешанные или комбинированные приводяые устройства.

Проведенный анализ существующих конструкций и работ, относящихся к приемно-камото'шьм устройствам текстильного оборудования показывает недостаточные разработки и исследования бесфрикцнонвых приемно-намоточмых устройств с линейным асинхронным двигателем (ВПНУ с ЛАЯ), конструктивные особенности которых могут устранит*, и какой-то мере недостатки существующих бесфрикцисжиых приемно-памоточиых устройств.

Б результате проведенного обзора теоретических работ п. разработок намоточных устройств, критического аналиаа оушествующих наиболее перспективных тех:г ческих решений криемко-намоточных механизмов и их узлов, при^ шаоп регулирования скорости приема волокна и контроля качества. намотки разработана . более поллая классификация приемных устройств, которая представлена на табл. 1;

8

в

и

V*

О

&

О

и

К

а

о

и

V1,

а -2

?«-.1

р*

" Ч ? л

« Ё иЪ'

о&СЯ

сформулирована общая цель диссертационной работы и поставлены конкретным задачи ео реализации.

ЕЮРДЯ_ГЛАВА посвящена теоретическому анализу

работы приводов Б ПНУ. С учётом особенностей линейных

асинхронных чршюрпц »устроена математическая модель на Сане систем диффср^нцигъп.гп.тх урляжмжй, описынагощая работу ириемцо-.!«моточных усчрпйс-гн. В общем случае ото системы нслиипйныч, чем и (|й'1.лс;гистс\н трудность их решеиил. Системы дмфференцилльммх уравнений, иписынягощии работу приемнр-нимоточимх устрой от;), имснп* некоторые хпраитерные осчбениосш. Дело и том, что переходные процессы, возникающие при работе линейн >го асинхронного привода, включают и себл комплекс гии/имоегмкшнммх нроцессоа ра.члнччой Лиоичсской ti[ ytf.i: Смс-гронро ¡екающие электромагнитные процессы « от. .inviirfio медленные процессы межмшима намотки ttttresi: С учетчм »тих особенностей налажены »опросы моделпронлнял п гшатких уста пошили in ко; г переходных процессии в механизмах намотки нитей с лииепиым асинхронным н_ плодам. Ддно числониоо решен «о системы нелинейны*, дифференциальных ураниений, моделирующих процесс работы 6еефри5«шонцого »риемно-нимцточногч устройства с линейным- асинхронным нршюдом лп базе методой численного : иотегрнрошиш:;. <[>ункци< тльшш схима ПГШУе ЛЛД ио'ка;за iia на рис. 1.

Нп налу 2 бобннодержателл 1 пякреплен металлический диск 3, нахо/уицийся в волдушном «алоре r.'.c;u;iv етаторям«- С JiAJt lipii нодачс питающего наирля«чш/; иг обмотки етпторои i) inja/O'HiiioM напоре между ними создается бегущее магнитное .пиле. При иуапмодейстшн* С 1ШМ ДИСК« (i ПГ»Л»1П1«»ет усилий, Приложенное к дисчеу и бобциодсрн<атсл1> ! преходит но лращенпе с oii[>o;(i лешюй чистьгой. Ни CoGmly начинает наыатыиа-гься нить, раскладка которой осуин'.етмлшпси 1ш1'с|к!складьшак>щим механизмом Tai гая «инструкции ирнеллю-нпмоточного

у трчйстиа 1ЮППОЛЯ1ГГ достигать бо. ыигх cm pocrrcl намотки, так как « ней orcyrcTiiyiUr подшипники самого алектроднитгел-и, и рабочим элементом является сам .механизм намотки.

t ?M

l-rrrn \

t f -i - { ■■( ;V .0 i-j f

V i A 1

Рис. 1

Для расчет» динамики it параметров беефрикцмонного приемно-намого^гюго ycrpoiíei за с линейным асинхронным

И

приводом построена, с учетом общепринятых обозначений и допущений следующая математическая модель.

с!1 "и % ®х„а 6Ц 1 ахахга т х ' "

и V Г':Х" у ■

.. "ву '« «ГУ »*

Л -С Х^О X *вКг0 X

СИ X хго " « " *

Рю .

<*1 ._ -<1*1

С0|1Гц - 0.81 • 50"4 -Т ■'V газ - ^ );1ГД

_Е8 V/_ Уу, <11 , Ь Н?,/Е3. (Ю

/ л 0.5410*,

где М^аДгуД'ги^'п/ " потокосцеппенил статорыдзс обмотои ы вторичного елекента {металлического дкска) в осях (и,у); а -скорость вращения бобкнодерлсателя; V - окружная скорость бобивм ; г$, гг - сопротиалешш ста торных обмоток и вторичного слейеита; хг, - йндуктявйости статора, вторичного

эпемента и взаимная индуктивность; о=1-к|,/хвкг коэффициент рассеяпиа; иш, питающее напряжение ста"ора а осях и, V; рт - число пар полюсов даигатеЛяг, г - полюсное деление; .Тга - коыевг пкерЦня рабочего механизма; Рэн -олектромашитаое усилие; ^ - расстояние от статоров до оси вродеяяя бобинодеряеатвля; - диаметр папошеи; Со - вес рабочего механизма; - коэффициент треиил в цапфах

подшипника; ги - радиус цапфы; кв - коэффициент

" 12

зодинамического сопротивлений, 1с01а - коэффициент иолнеиия поковки волокном; Л53—яр'а/22 - постоянная мотки; Д„ - диаметр волокна, а - ширина пакопки; р - плотность ! яки; FH,T,E,S - патдакение, линейная плотность, модуль ГСига площадь поперечного се^егптя Паг.гатымсмоп шгти; L-длшм. иы от места поступления до точпь набегания иитм па пакоЕку; ■ ж, Gax - лииеГпгал скорость И относительная деформация одлщей в зону нити; t0 - прем л начала процесса памятей.

3 отой системе первые пять урин Hermit описывают работу шейного acmtxpoiuraro привода я ycTaisoaissinxixcii и переходлмх яспмпх. Остальные уразаепия учитывают нзл'сёкшн!« натяж-амия гги, диаметр пайотш, скорость пркама и УмЖуска и т.п.

Система дифференциальных jpamtinmil решалась на. ШЗВМ iria ШМ PC/AT с пспмьас«■<илом метода ' чгйленпого стегрирояанпн Рукге-КутгА с airreftarn<iccit»M выоорохг Kisra. ззультаты рас («та представлены й гра< ¡{Ческоа вида ва рис.2-3.

В отой я« главе формулируете«'» н р&гшюгвл • ва&ача ' по mmitaaiyw • ксястругтшпих я техтгологлчсскях параметров ¡иейяого йспихрйркогр привода ЗГШУ. Ш Сазе .расчета жепмалыюго козффициегггд полезного действия (tJmax' - 'КШ0* д!шм на осйооньсс 'йоярос^а, шззйшсаюлвсс при'проектировании

Рис. 2. Частота вращения босинодернсателя О.

13

V, о.4. г

О.

о-.

•И

о. Н--

' >1' О. ».»г-«..

г, ол/10-

о. >

О. 714

с ,0.4. г"

'Г

I

¡1 : ' : I

= .......................:...................................................?........................

I ; ;

1!

г »........................;.........................v..................................................

К . [ I : 1 'г......................................................................:.........................

•1 ; : :

0 5 1 6 ' 1,0,е.» 10" '

Рис. 3. Скорость приема нити V.« натяжение шпч;

БПНУ с ЛАД, является определение кк глр-шых размеров к шра^страи, которые удовлетворяют определенным критерием оптам&ль.чоети. В основу исследования разработанного нами ВПНЬ' с линейным асинхронные приводом положена методика рае-.^та, которая • шольоует удельные величины.

Задача оптимизации решалась на ПЭВМ типа. 13М методом обхода узлов п-мерцой прострапетсекиой сетки, заключающемся

14

переборе псех нозиозгеных сочетаний искомых переменных. В медом случае вычислялся критерий оптимальности - КПД, а собходлмые значения искомых параметроз выводились на сч 1Т&. Диапазон йначенпй искомых переменных огдаиолсл а еальио возможный: пределах их иамеяенпл, а шаг иамелепил ыбиралси разный. Алп>рптм решения представлен на рис. 4.

Пачгяо

' Для определения. пускового усилия линейного при иода приемио-иаыоточного устройства в . этой ясе тлаве решается ¡задача, в хоторай линейный асинхронный привод ВПНУ должен обеспечить- рнагвв 'бобинодерягателя до заданной рабочей скорости аа сгг..-;гугче¡шый отрезок' времени, и следовательно, ооеспочить необходимое пусковое усилие ?п.

Для линейкой механической характеристики линейного аоияхрояяого привода имеет место равенство Р = Рп(1-У/"»70), где \'а — 2т/.- синхронная л'ияейнал скорости бегущего магнитного поля 'индуктора линейкого асилкроииого доигстеля; т, . / -полюсное деление ;■< поминальная частота сети.

После .интегрирования ' уравнения дзигкешш (Р-3?с**хяй\г-/'сЯ) находим, необходимую величину пускового усилил Рг,, .при котором'бобинодерикатель риаючястся до скорости У„ яа •время 1р. При усганавипшвг-ся-режиме работы ЗГШУ с ЛАП И1Ч':эт кеото выраакевие: Рс.= Б^-Уп/Уо)- Длл удобства при анализе механической характеристики .перепишем: Рй>,:—¿"а'З, где й = аУо-У)/Уц - скольжение. Тогда для скорости имеем:

у^а-з), йу/сИ=-У0<1ЗД№

Окончательно имеем: Лс13/йЬ4-3=;3С1 где А=гпУд/Рп-олег.трог.:«ианическая постоянная' ВПЯУ с ЛАП; Рс/1?н установившееся скольжение, соответствующее установившемуся значению линейкой скорости Уи при нагрузке 1?0:,г = Гс.

Тогда основные уравнения ЕПНУ с ЛАП имеют аид:

б ~ ^ког; (31ач - Зюн) е-'/А;

- ?п + (Эщ, - Зии) • е-Щ;

У = У0 [1 - - (йнач - Эия) . с-»/А].

соотьететцующего параметра.

Полученные модели, программы к аналитические выражения составляют основу методики, расчета динамических

¿хкдаксы пач. и 'кок.' обозначают начальное конечное значение

»ежимов БПНУ с ЛАП и могут быть . использованы на к годпрограммы в САПР этих меляшгэмоп.

В.. ТРЕТЬЕЙ ГЛДВК диссертационной раС-оты прнпедены езультаты разработки бесфрикционных приемио-намоточных етранст», a также специальных элемектоа приводов намоточных ■ ехакизмоа лля контроля и упри мления их работай, Подробно шсыгшготся разработанные конструкции БПНУ с ЛАД, для эторых получены авторские сгпдетельс-тва . Л'-26'452ЙЗ и »1744023. Предложено конструктивно« решение БПНУ с ЛЛД ка юе микропроцессорной .техники, описание которого заключается следующем. • '

Разработанное БГГНУ. с ЛЛП и е микропроцессорной стемой контроля и управления (рис. 5) содоря^гг Опяодсржатель Í, закрепленный «я тележке 11, установленной капраилягащгис 12, а расположенаый яа каретке 7 статор <3 с умя активными .поверхностях*» 13, 14 .размещен мюзду <реилениым па валу 2 бобхиадерместеля Í доскок 3 . и среиленной на корпусе зубчатой рейкой 15. Ш 'активной lepxnocm 13 статора 6 расположена первая группа оймоток, манная. с выходом ялегстрошгого ключа .16, и вторая групп« itToit, связанная с выходом .регулятора напряжения 17. Третлн тот обмоток, расположенная на активной поверхности 14, ¡ключена к коммутатору 18. Управляющие входы электроилого зча, регулятора напряжения и ком?г/татора поД!ШйчеЦы и содалг вычислительного устр Яства 19, на пходы которого ключены датчик 20 начального положения статора S, датчик конечного положения тележки И я выход аналого-цифрового образонателя 22, связанного с преобразователем . упгег.ого гмещения 10 поворотного рычага 8 с ошйагащим: роликом 9. .viе того, вычислительное устройство 13 кмеет саяьь с тральной управляющей ЭВМ.

В предлагаемом технической pí'mcumt повышение качества этки осуществляется за счет лрямеиедия подсистем грубой и гай стабилизации натяжения, а также регулирования усилия кима прикаточното валика к бобине в процессе намотки.

Грубая стабилизация иятяжеккя обеспечивается применением ЛАД. Точ«ай стабилизация ватяэдеяия и регулирование усилия Прш.'сима 1й>гполяж.-тся под управлением микропроцессорного коятроллора.

Ряс. 5

В процессе осуществления стьбилимции скорости гг чема нити и ее но яжения ирйдл«га«\1ое устро.'ктво не склонно в колеоачиям.

В этой же глаие приводятся описание разработанной конструкции оесфршсциошюго прпямко-иаглоточпого устройства с маг. -л пой муфтий, защищенной авторским' свидетельством №1632910, а также разработанного специального элемента, позволяющего упростить обслуживание и повысить качество

вытягивания комплексных нитей, находящихся в вытяжкой попе. Разработка (защищена авторским свидетельством Л^ЗбССаЗЭ.

В ЧЕТВЁРТОЙ ГЛАВЕ рассмотрены вопросы, связанные с разработкой систем управления ВПЙУ. Обосиосыплетая цслесооираплость применения в системе управления микропроцессорной техники, я частности, контроллера, построенного, например, на базе микропроцессора типа 280. Разрабатывается подробный алгоритгг работы БПНУ как объекта, управления.

В этой :ке главе рассмотрены некоторые теоретические вопросы, обосновывакэщие целесообрашюсть • применения в качестве электропривода С1ШУ линейного асинхронного дтггатеяя, а также рекомендации для дальнейшего исследования по созданию ВИНУ с ЛАД. Рассмотрен другой- подход к исследования БГШУ с ЛАД на 5 .ае полевых расчетов ¡электромагнитных ггроцессоэ, протекающих в ЗлектроириноДе с иснолъзонаткг иавесгиых урзанемий Максвелла. Решение такой. вадачп определяет распределение индуцироианиых такой и объемных электромагнитных сил, действующих на частицы дис!гл; характер и закономерности дпнженкл диска и других процессом, таких хак передача диску олрктромагпитпой 'нощк'нгги, электрические потери и диска и - т.п. 1 .атс-глат ческие :ог/п«гц;свия, ««ч'орме «ра ггом могут иьггь получены, должны хкят.чцть исг.рпу для рае.четл и ¡троект.хртдгапия ЗГШУ с ЛАД. .

Сояреодгеме ¡ьриегто-камоточаие . устройетиа

:арихг<'рняуютсч еисгезмит автоматического регулирования и ;о:ггп'.-лч г:араг.:<-т;,-сн ялмтвл, "-¡о сущеетаоино ялзщат :<ч '»«яаяппссм!« иимаатсли еесн МЙШШЫ Так как лш-лйчме епшероппыц аритли СТЛ11} : прт»дшо-на моточных устройств, ГШ У) яяляются ориаодяии п,роя«'м:ой «астоты (ЛЛ1Т -ПЧ), га пи их разработке Ш!»'« г.ыето оанимлет мссяодогаи;.') 1!Н»м;;»1СС<'ИХ зелрап-.ги'ригпчи;. чТрд этом ипучег.гн'? исрс;:с-д>!Ьи-1 «кимов чае-го лредстаалгс? не Т'-Лико ьмалгеш, >;

иштоаа. Параметры лррцогя должны а ■згмп <*»дола с и проделанный уелоишм. ч«»петсл вопрос регу-ирою-•;.;п

шрюти V подвшкной час.и !ШУ с ДАИ ПЧ. Для следуюно-го

закона изменения частоты питания ПОДШ1ЖНОЙ части ПНУ:

и

скорости

дпижешш

после веобходнмых преобразований получен закон изменения напряжения .ЛАП ЛЧ:

и = 1л {_! + х,(1 - Р)УК[1± к1(1-е-°'*}}х

И- 1

* 1У* ~ У:* * ^г^гкО - е~а'')}} -

-.1~ {± к,(1 - )] + ^ГV« - У2я ± к,У«<1 - е"*1) ±

где Т - постоянная времени статора. Электромагнитная движущая С1!ла ЛАП ПЧ находится как

= .;< уг ± 1^,(1 - е-"1')]-[У5а ± к-У2;[(1 - <Г )1),

рх

.где - сопряженный комплекс сеюгора потока ротора.

Полученные выражения связывают параметры ЛАП ПЧ с напряжением, алектромашптиой силой н еакопом изменения частоты. Их можно использовать как для определения показателей переходного процесса (Д17, А), ДУ, Д1 к т.д.) при заданных параметрах ЛАП ПЧ, так и соотношений параметров при заданных показателях процесса. Прячем, но втором случае решается задача тхождеаия исходных данных для разработки привода ПНУ, удовлетворяющего заданным динамическим

20

показателям-. Очевидно, что круг аакопок изменение частоты и скорости дп:!:,се1пш Подпижлсл части ПКУ может бьгть paeiiOfpeK.

Для прецизионных мотальных машин рае-свдтр;5оак:тсл г> отол :ке гдапе законы регулирования скорости приводов бобтюдергкятсля и ¡штераскладчшса, яозяслшсгцне ссущеетшгГо ярецнзнокнуго крестовую намотку -прд постоянном пата; кет-; к ' шго» к в широкол диапазоне изменения радиуса-боСииы.

ОСНОВПЫЗ ВЫВОДЫ РАБОТЫ

1. На ссйопс пынолненксно аналноа существующих ПНУ разработаны-повью конструкции БПНУ'с Л/Ш бобкнодерзкагеля, поагюллгащие значительно упелн^пть скорость каматываккп и повысить ;сачестно наковки й.анти.

2. В разультатв проведенных теоретических ' исследований разработанного' ПНУ с ЛАП предложен -алгоритм анализа н «".ifTcsa таких устройств, предназначенных для машин по происшодотоу химических нолоксн. На осяоае предложенной математической модели ряпраРото'нь: программы статической- Я динамической. олтпшиацпн 'созданы?:. параметров пь:агеуз:.%"аг:иых разработанных устройств. Змполнегшиг теоретические «сследоазннл гюззелняи оиоснопатъ KOM)M!Jono«ütbfe схемы -:г определить основные параметра механизме». P«?p:iGoTanb! необходимые пакеты программ для персональны?: ЭВМ тмита IBM.

3. Для решения практических задач разработана методика гвтоматизировзнкых расчетов параметров привода Для тредложенного ВИНУ с ЛАП. Результаты представляются в виде •рафических зависимостей, полученных с помощью ПЭВМ типа,

ВМ. Обоснована оффективиость поиска рациональных . шраметрон привода БПНУ с привлечением численных, методов 1Птииизацли.

4. Даны рекомендаций по разработке опытного »ПНУ с ЛАП и микропроцессорным управлением.

образца 21

а. Результаты проведенных исследовали;! к разработанные sa их основе БПНУ с ЛАП и микропроцессорным управлением позволяют перейти i: созданию на и>: основе комплексно-автоматизированных мапхлп по производству химических волокон п технологи»! высокоскоростного процесса, формозашш нити, не требуюлдо; дополнительного вытягивания и термической обработки.

■6. Разработала и экспериментально проверена методика параметрической оптимизации ППНУ с ЛАП по интегральному oSoéaieHHOs^y критерию качества (максимальный ксоакрициепт полезного действия) с учетом ограничений, определяемых конструкцией и Texj-i алогическими признаками. lia ее ссиоче, с помоихь» IBM PC получены графические зависимости, ох¥лтыБ>»1Ш£е Шираки.! диапазон изменения осношгых параметров .\;еха:!'.:о:ла.

7. Лредло/кеа, теоретически разработан, и обоснован зари&нт ЕГТНУ с Л ЛИ, основанный ка ДЕухетаторнои линейном приводе бобинодержателя к коррекцией частоты вращеиия паковки с целью обеспечения постоянства 5:атя>:с.енпя нити.

OCHOSHOS СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ опубликовав в следующих работах:

!. A.C. I6-ÏÔ233 (СССР}. У<~ рокстаэ для пакоткк нитевидного материала /Ковалев EIL, H'Кука. ЛЛ., Толк.ачев Э.А. - Опубл. в ' Б.И., 30.64.vl. Ко 15. '

2. A.C. Î7-KQ23 (СССР). Устройство для цамотки к;;тн /Казалев ЕЛ., H'Кука Л .П., Толкачев Э-А. - Опубл. с Б.И., Ко 24, 19S2.

S. A.C. 1622'ЛО (СССР). Устройство для -амсс. : kim «видного з:оте,.»:&ла /Щербаков А.П., Ковалев E.H., Н'Куг-а Л.И., - Огг.-бл. и S.U. CT.0S.ei, Ко э.

4. A.C. 1655523 ÎCCCP). Выхямской прибор тек-тмльной «а^'лгк /Доброа- 'тьский ПЛ., Лузгкн ГД., Штут 11.31., Н'Кугл Л-Ii-, - Orr.-бл. s SIL. SC.07.91, No 28.

5. Толввчеэ Ко&алсэ 2JL, ITKyra 2UL Аезазгз таетя» регулироааякя иаьгаточного кехашоггма. - Meat. ВУЗ c5L /SLT-ï L ust AJUtccannia. - IODO. - с. Ï7-20. -

6- Ковалев EJL, ЯГКува ¿LJL, иаяшочясго устройства с" ллеейп&м припадай. - 3£еяс. 2i*îî tía. /ЛИТЛП ям-СДПСиропа. - 1990. - е. 4t»-5î.

7. Толкачев Э.А, 1ГКуха JUL Вопроса* кжгадэагкаеш is разработки «аматываянцш устройств е sjíbeStoesí есгеязгоеззьЕЯ приводом. - Меж. ВУЗ сб. /Л1Я*ЛП î^i.CiLKrrps=a. - Σ3L - с. 2Т-29. . _ "

3. Толкаче» ЗА, IFKysa JL>Í Лгя:г£йьсЗ электропривод Сесфрихцкояпых. пмагядйати^яс //Теадоха. Мегвдунэродзой Еаутар-^Ччцшн gwaecä "Состояние и перспективы ркгзапгя адад.: put? ST^rrrâ»*.- - .к. lîsattoao. - IS92, е.-80.-.

- 9. Толкачея ЭА^ íTKyra ЛИ, Kc^tss' "ЖЯ. Сиааам стабилизации ш.тшкеяйя t^itpftwaH, //Геждасж.

Всесоюзной каучао-тсизмесгаЗ - кзгфгргггггя *. *5Еггсй5в а средства контроля . неггапогтых:-~ я " материалов в яздишй", Н» 1553, с 23-31.

Иогоксако к течатя 4t.0S.a3 р. веркг sgss* 1/Е5- ta ойаетзщЕ У1.-И35.П.1.5. ГСЯ.П5Ч.Я.1.-ЗЭ. гш --sapa в» аяа^Ьшзтш

роячиге.савюзй - - : *

Шоав. C.-rb;e^?jrgr.. уд-Вгаизая» 26 ;;