автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Математическое моделирование процесса трепания для обоснования конструкции барабана с переменным числом бил

ко

ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ! ИНСТИТУТ

КАТШАТКЧЕСКСЕ НОДЕЛИРОВАННВ ПРОЦЕССА ТРЕПАНИЯ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ КОНСТРУКЦИИ БАРАБАНА С ПЕРШВДШ ЧИСЛО! БИЛ

Специальность 06.02.13 Ногины а агрегаты легкой прокнлленности

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание ученой Степана кандидата технических наук

На правах рукописи

ЛА1ШН Андрей Борисович

УДК 677.1.061.161.266

КОСТРОМ' Г?Э-1

КОСТРОМСКОМ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ИНСТИТУТ

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТРЕПАНИЯ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ КОНСТРУКЦИИ БАРАБАНА С ПЕРЕМЕННЫМ ЧИСЛОМ БИЛ

Специальность 06.02.13 ___ Ыагош и агрегаты легкой промышленности

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

ЛАПШИН Андрей Борисович

УДК 677.1.051.151.256

КОСТРОМА - 1994

Работа выполнена в Костромской ордена Трудового Красного Знамени технологическом институте.

Автор выражает глубокую благодарность В.И. Савиновокому ва идею создания данной работы, за плодотворные обсуждения и полезные советы.

Научный руководитель;

заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации, доктор технических наук, профессор Кузнецов Г. К. Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Каган В. 11. доктор технических наук, профессор Смирнов Б. И. Ведущая организация:

Научно-исследовательский иститут по переработке лубяных культур, г. Кострома.

Защита состоится октября 1994 г. в 'С^^часов на заседании диссертационного совета К 063.89.01 в Костромском ордена Трудового Красного Знамени технологическом институте по адресу; 156021, г. Кострома, ул. Дзержинского, д. 17, вуд. 214.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета, докт.техн.наук., профессор

Белов Ю.В.

- 3 -АННОТАЦИЯ.

В диссертационной работе изложены результаты теоретических и жспериментальных исследований процесса трепания льняного еолокнэ ¡арабэнами с переменным числом бил. Показано, что моделирование 1эаимодействия рабочих органов трепальных машин с волокнистым ¡леем, основанное на методах динамики механизмов с переменной юссой, позволяет прогнозировать параметры технологического Процесса, исходя из задач механической обработки волокнистых гатериалов.

Разработаны математические модели, позволяющие определять »определение силы натяжения в слое сырца по длине барабана при Юработке материала одним, двумя и тремя билами одновременно. !олучены критериальные уравнения процесса трепания, установлены шюномерности между различными критериями подобия. - Получены иалитичесхие зависимости эффекта обработки слоя сырца от разницы [ритероев подобия Ньютона по длине барабана.

Для проверки адекватности разработанных математических юдолей проведены экспериментальные динамические и технологичские 1ссле/~<ван1Я процесса трепания барабанами с переменным числом бил, ¡ри котоу 1 измерялись сила натяжения, выход длинного волокна, «держание костры, недоработка.

Разработана рациональная конструкция трепального барабана с [временным числом бил, содержащая два и шесть бил по длине ¡арабана. Результаты работы использованы при разработке ехнического задания на проектирование новых барабанов для (яльно-трепального агрегата МТА-2Л.

Автор защищает:

-математические модели и методы расчета по ним, позволяющие определять распределение силы натяжения в слое сырца по длине барабана при обработке льноволокна одним, двумя и тремя билами одновременно;

-математическое описание общих положений теории подобия в механике волокнистого слоя! критериальные уравнения 'процесса трепания; зависимости между различными критериями подобия! -обоснование формальных критериев выбора рациональной конструкции трепального барабана, обеспечивающих эффективную дифференциацию процесса трепания 1

-результаты экспериментальных динамичёских и технологических исследований процесса трепания слоя сырца барабанами о переменным числом бил:

-аналитические зависимости «Мекта обработки слоя от разницы

критериев подобия Ньютона по длине барабане!

-новую рациональную конструкцию трепального барабана.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ. Актуальность темы.Для обеспечения конкурентоспособности своей продукции и рентабельности производства предприятия льноперерабатывающей отрасли должны быть оснащены высокоэффективным промышленным оборудованием, обеспечивающим реализацию ресурсосберегающих технологий для качественной переработки льняного волокна, выработки пряжи низкой линейной плотности, производства тонких льняных тканей с сохранением уникальных природных свойств .волокон. Основной задачей работников отрасли первичной обработки лубяных волокон является

разработка новых и совершенствование существующих технологических процессов и оборудования с целью повышения использования сырца и улучшения качества основного продукта - длинного волокна.

Длинное волокно в настоящее врамя получают путем механической обработки льняной тресты в мяльно-трепальном агрегате. От того, как построен процесс трепания, зависит в конечном итого количество и качество получаемого длинного волокна. Одними из основных рабочих органов мяльно-трепального агрегата являются трепальные барабаны, конструкция которых играет важную роль в правильной организации процесса трепания.

Исследованию и разработке конструкции рабочих органов трепальной машины для обработки льна посвящена данная работа. Тема настоящей работа актуальна, поскольку предусматривает совершенствование существующей технологии и конструкции трепального барабана в направлении повышения использования сырья я улучшения качества готовой продукции.

Цель работа. Обоснование и разработка конструкции трепального барабана с переменным числом бил, обеспечивающей эффективную дифференциацию процесса трепания лубоволокнистого материала по мере его обработки.

Научная новизна. Предложены формальные критерии выбора рациональной конструкции трепального барабана, обеспечивающие эффективную дифференциацию процесса трепания. Разработаны математические модели и методы расчета по ним, позволяющие определять распределение силы натяжения слоя сырца по длине слоя и по длине барабана при обработке материала одним, двумя и тремя Зилами одновременно. Описаны общие положения теории подобия в механике волоюгистого слоя, получены критериальные уравнения

процесса трепания, установлены зависимости между различными критериями подобия. Теоретически исследована неравномерность вращения трепальных барабанов за счет ударного воздействия била на слой и ее влияние на перепад силы натяжения. Получены аналитические зависимости эффективности обработки слоя сырца от перепада силы натяжения в процессе трепания. .

Практическая ценность.Теоретические и экспериментальные исследования процесса трепания лубоволокнистого материала позволили разработать конструкцию трепального барабана с переменным числом бил. В рамках научно-технической программы "Русский лен" Костромской технологический институт совместно с Ивановским акционерным обществом "Завод ' им.Г.К.Королева" разрабатывает новую конструкцию барабана для мяльно-трепального агрегата УТА-2Л с целью дальнейшего изготовления в опытном варианте к производственных испытаний.

Апробация работы. Основные научные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на республиканской научно-технической конференции "Пути совершенствования технологий и оборудования для переработки льняных, хлопковых и химических волокон в льняной отрасли промышленности (Лен-92)", Кострома, 1992: на международной научно-технической конференции "Современные тенденции развития технологии и техники текстильного производства (Прогрвсс-93)", Иваново, 1993: на заседаниях в Костромском филиала семинара по теории механизмов и машин Академии наук Российской Федерации; на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов Костромского технологического института, Кострома, 1991, 1992, 1993.

Публикации. По теме диссертации имеется 9 публикаций.

Объем и сруктура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списки литературы и приложений. Работа изложена на 163 страницах машинописного текста, включая 30 рисунков и 1в таблиц, список литературы на 16 страницах (163 наименования), приложения на 13 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАПОТЫ.

В первой глава приведен анализ современного состояния исследуемого вопроса на основе литературных данных. Рассмотрены сусзствутаэ исследования конструктивных и технологических параметров трепальных машин. Проана.пизированы способы иатематичоского описания движения волокна по шероховатой поверхности. Описаны технологические решения для обеспечения дифференциации процесса трепания. На основе анализа проведенных псслэдованнй п конструкторских разработок сформулированы задачи исследования.

Во второй главе -содержатся результаты теоретических исследований по математическому моделированию взаимодействия рабочих органов льнотрепальных машин и слоя сырца.

Показано, что описание процесса трепания является согмрпенной динамической задачей взаимодействия разнородных механических систем, объединяющей в себе элементы следующие дисц;тлш: I)механика гибких тел с переменной массой: 2)физическая механика волокнистых материалов; 3)динамика трепальных машин. В своп очередь механика волокнистого слоя сочетает элементы теории упругости, механики твердого тела, механики сплошной среды.

В главе рассмотрены кинематика и динамика слоя при ею

движении по подбильной решетке, по рабочей кромке и на распрямленных участках (между сечением закрепления и рабочей кромкой или между рабочими кромками). Разработаны соответствующие дифТоренциальныо уравнении и получены их решения. При взаимодействии слоя сырца с одним билом барабана сила натяжения в сечении закреплешя слоя

где т - сила натяжения в сечении закрепления слоЯ| ц - линейная плотность слоя! в, ш - радиус и частота вращения барабана: 1 -длина слоя, находящегося в зоне трепания; к,, к - коаКициенты сопротивления движению слоя на подбильной решетке и на рабочее кромке, соответственно! в - коэффициент жесткости слоя; г - радиус закругления рабочей кромки; ср - угол поворота барабана, отсчитываемый с момента удара била по слою» ' <р=ои;, t - время рзяамодействия слоя с билом барабана; а - угол обхвата, а-о,5(И»ф). Формула (I) определяет силу натяжения в зависимости от углп поворота барабана. Распределение силы натяжения в сечении закрепления слоя по длине трепального барабана

(I)

Т ^ 0,5йыгпг{г/П(/!К, ♦ 1/Р - 2)еШ/2* (еК%/г- 1 ) (2 + рВл _). (2) I ЦЫ^Й г

Изменение сшш натяжения по (2) определяется известными функциями линейной плотности ц, жесткости слоя в, ноэ^фщиентов сопротивления с,. к по длило барабана (глава 3).

При моделировании взаимодействия слоя сырца с двумя билаш одновременно использовано допущение; межосовое расстояние барабанов 3=1)/"г . Такое допущение согласуемся с конструктивным исполнеш1ем современных трепалышх машин н позволяем существенно упростить теоретические выкладки. В данном случае распределен, л силы натяжения в сечешш закрепления слоя по длине трепального барабана

? ? г с

Т = 0,5ЦГГ 4а Ч <а(е 1) > оовЛф V ч оов*|(з1„-й§ - со^е^Ч 0(вКаг- 1 )]. (3)

где

а а (1/Й - гэ^^Хак^ 1/Й - га1п^| - гЬ 4 * 2 + а'= 11/25

(Ш И г

а1* °г ~ УГ-ПЫ о0хвпта рабочих кромок: угол Д(р=1во/пв; пБ - число бил барабана.

В главе описаны общие положения теории подобия в механике волокнистого слоя. Определены критерии подобия, приведена их классификация (геометрическое, кинематическое, динамическое, силовое подобно) и физический смысл. Например, взаимодействие слоя сырца с одним билом барабана описывается с помощью юте ми критериев подобия:

V в

- - - q = К;

(KiTR"!-""

Ч4 = К1! q5 = ~2: чб Е -2' (4)

41 а ^ о о, 5ЦЫ R

q7 = 1/R; qa = r/R;

где l - длина барабана; vT - скорость перемещения материала в машине.- t - время обработки слоя по длина барабана: t - время взаимодействия слоя сырца с билом при одном воздействии. Остальные обозначения в (4) приведены вшие. Критерий Ньютона- q6, например, описывает соотношение сил натяжения и инерционных сил. Критерии q2, .q£ определяют динамическое подобие; критерии ч3. чд - силовое подобие; q?, qQ - Ге0М9ТрИЧе0К09 ПОДОбИв; 1фЙТврИИ ГОМОХрОШЮСТИ q,. q5 - кинематическое подобие.

С учетом (4) соотношение (2), например, преобразуете^ в критериальное уравнение

qJK/г q,H/2

q6 - 47<4q4 + Я7 -2)e ° t(e J - 1 ) (2 + q2). (Б)

представлящее собой обобщенную зависимость, справедливую для целого класса подобных между собой процессов трепания. Такие классы определяются условиями проведенных экспериментов (глава 3).

В третьей главе приведены результаты вкспвршентальных исследований процесса трепания слоя сырца барабанами с переменным числом бил.

С точки зрения проектирования, изготовления и эксплуатации приведено ocinciMiifiiuio набора исследуемых конструкций трепальных

барабанов. Этот набор включает в себя семь"конструктивных схем, из них четыре барабана с постоянным числом бил - двухбильпый (обозначим К2), трехбилышй (КЗ), четырехбилышй (К4) и нестабильный (Кб). Барабаны с переменным числом бил имеют два равных по длине участка и содержат два и шесть (обозначим конструкцию К26), три и шесть (К36), два и -четыре (К24) бил на каздом участке.

Приведено описа.гие экспериментального трепального стенда, его основные параметры: l=I.O м: r=0,4 м: b=r/ 2 =0,565 м; v?=37,5 м/мин.Применялась подбильная решетка с расположенными веерообразно планками круглого сечения, вылет рабочей кромки за плоскость подбильной реиьтки равнялся нулю. Исследования проводились на пяти режимах обработки, при частотах врашения барабанов п=80; 120: 160¡ 200: 240 об/мин. Во всех экспериментах использовался один тип льнотресты." Ее характеристика по ГОСТ 2975-73: номер льнотресты Ü 2,00: горстезая длина 0,81 м:диаметр стеблей 1,4 мм: пригодность 0,97: средняя прочность 252 Н; отделяемость 4,2: содержание волокна 34 %•, цвет волокна - третья группа по эталону: влажность 14 нормальная Еылежка. Длина слоя сырца, находящегося в зоне трепания, составляла г-0,4 м. Линейная плотность слоя на входе в машину ц=0,054 кг/м. Пр' указанных выше параметрах слой волокна на двух- и трехмильных участках барабанов обрабатывался одним билом (формулы (I), (2) для расчета), а на четырех- и шестибальных участках - двумя билами (формула (3)) однспрекенно.

Согласно ГОСТ 10330-76 определялась эффективность обраиотки слоя барабанами с переменным числом бил: г:<код длинного волокна, содержание костры, недоработка. Исследования показа си, что аффективность обработки слоя сырца пропорциональна количеству

воздействий. С помощью метода электротензомвтрии проводились динамические исследования процесса трепания, в которых измерялась сила натяжения в сечении закрепления слоя. Показано удовлетворительное соответствие теоретических и экспериментальных результатов.

В главе описано изменение физических свойств слоя сырца в процессе трепания.• приведены эмпирические зависимости жесткости и линейной плотности слоя, коэффициентов сопротивления движению слоя иа подбильной решетке и на рабочей кромке. Эти эмпирические сависимости используются в качестве исходных данных при расчетах силы натяжения по формулам (1)-(3).

В четвертой главе изучено влияние силы натяжения на эффективность обработки слоя.

Получены аналитические зависимости выхода волокна т] от

перепада силы натяжения по длине барабана

*

Т) « вхр(-в,ЛТ) (6)

и зависимости выхода волокна от разницы критериев подобия Ньютона Ачб по длине барабана

Т] . вхр(-агЛд6). (7)

где , ®г - эмпирические коэффициенты, характеризующие свойстве материала и конструктивные особенности трепальной машины. Соотношение (7) описывает взаимосвязь безразмерных параметров процесса трепания - т), Дчб. «2. Поэтому область» применимости (7) является класс подобных между собой явлений, описанных о помощью

критериев подобия (4) при условиях проведенных экспериментов "(глава 3).

В пятой главе приведены результаты расчетно-теоретических исследований основных закономерностей взаимодействия волокнистого слоя с билом барабана, предложены формальше критерии выбора рациональной конструкции барабана, обоснована конструктивная схема трепального барабана с «аремешшм числом бил для ияльно-трепального агрегата МТА-2Л.

На рис.1 приведеш! зависимости критериев подобия (1=1 ,г.-з,4.5,6) от времени обработки х слоя для двухбилышх барабанов при частоте вращения п=200 об/мин, при атом 1=0,04^; гк=ь/Ут. Из рис Л следует, что критерий Ньютона ч6 практически не зависит от коэффициента сопротивления движению слоя по подбилыюй решетке чд и от критерия кинематического подобия Исключение.,

пз зависимостей- рис.1 времени обработки г слоя получаются зависимости критерия Ньютона (рас.2)- от других критериев подобия-ч,, чг. Стрелками (рис.2) показано направление,

соответствующее увеличению времени обработки ъ слоя.

Точке а на рисунках I, 2 'соответствует момент времени ьо, посла которого слой становится достаточно обработгчшм. Показателен такой "отработанности" является небольшая скорость избиения критерия Ньютона 7с*Степенью изменения показателя 7(г > является отношение

т-а.д. (8)

«7 =

Динамика изменения выхода волокна 1| по (7) описывается

ЛГ|( ДЧ )

показателем р< ь (Ачв»=—572—Степенью изменения показателя

1К I ,сек

Рис. I. Зависимости критериев подобия от времени трепания по длине барабана.

7

Ч64з> Ч6(ч2> / • / ✓

\ / /

1//

1 1

О

2

Рис. 2. Зависимости критерия Ньютона от других критериев подобия.

является отношение

(01

- ч.в. (9)

«V

Из (8), (9) вытекает обобщенный критерий "обработанное™" слоя

gp = гву (Ю)

Соотношение (10) определяет длину двухбильного участка барабана (с учетом скорости перемещения ут материала вдоль машины), после которого слой сырца мало изменяет свои свойства в процессе обработки трепанием. Физический смысл критерия (10) следует из рис.2. Критерий Ньютона я2 по (4) (глава 2) характеризует' подобие внутренних сил, описывает соотношение жесткости слоя в и инерционных сил с учетом радиуса рабочей кромки п критерий описывает кинематическое подобие в сходствешшх точках. Из рисунков I, 2 следует, что при динамическое

подобие преобладает над кинематическим-. ч2>ч1. В обратном случае (»>*о) кинематическое подобие становится преобладающим, при этом мало изменяются физические свойства слоя сырца. Действительно, согласно рис.1 при о г выполняются неравенства

dq.it) ач_т °

В существующих исследованиях процесса трепания разработка новых конструкций барабанов осуществляется при опогнцении теоретических и акспериментальных результатов. При зтом отсутствуют формальные критерии выбора рациональных конструкций. Установленные же в настоящей работе закономерности (глава 2) и полученные эмпирические соотношения (глава 3) позволяют

сформулировать именно формальные «сритерии шбора рациональной конструкции барабана о пэреыенщм числом бил. Такими критериями являются следующие параметры аффекта обработки!

Т, с О/Н; 12 = С/(ОН)!

к О/«»^)! - ОЛОПТ^); (И)

где о - выход длинного волокна, о - содержание костры в обработанном волокне, н - недоработка, т - максимальное значение силы натяжения в сечении закрепления слоя по длине барабана.

Наилучшая конструкция соответствует тахт1( 1*1,г,з.4. Покажем смысл такого критерия для параметра г4. Оптимальная конструкция по критерию тахгд означает, что при ней достигается максимальней выход волокна при минимальном содержании костры, минимальном проценте недоработки и прц минимальном значении т^.

Показано, что при низкоскоростных режимах обработки оптимальными конструкциями ПО критериям тахТ,. тьх%г являются К36,К6,а для частот вращения плго об/мин - К36, К26. При низкоскоростных режимах обработки о оптимальными конструкциями по критериям

шах13. шах ЯВЛЯЮТСЯ К2, КЗ, 8 ДЛЯ ЧВСТОТ ВрЩвНИЯ п£200 Об/МИИ -К26. Таким образом, по критериям тахт^ и=1.г,з.4) конструкция К26 является предпочтительной по сравнению с другими рассмотренными конструкциями трепальных барабанов - К2, КЗ, К4, Кб, К24, К36.

Предполагаемая конструктивная схемы барабана для ыялыю-трепального агрегата МТА-2Л приведена на рис.3. По длине трепальной секции барабан разделяется на пять участков о длинами, соответственно! 1./6, ь/б. ь/б. дь/ю, ь/ю. Входная часть барабана

rí Mi V

ч . i 4 ( 5,

V - - 2 . * 3 . --/ * 4 р „

л»- i

Рио. 3. Трепальный барабан для обработки лубяных волокон.

Rio. 4. Зависимость силы натяжения по длине трепального барабан.i.

имеет два била, продолжающихся затем по всей длине барабана. Участки I и 5 - входной и выходной "конусы". В первой трети барабанов осуществляется двустороннее трепание двухбильными участками. Участок 3 - "коническая" часть коротких бил. Участок 4 - цилиндрическая часть шестибильного барабана. Участок Б - общий выходной "конус".

На рис.4 представлены зависимости силы натяжения слоя по длине трепальной секции для двухбильного барабана (кривая I), для трехбильного (кривая 2), для шестибильного (кривая 3), для барабана рис.3 (к^.*вая 4). Представленные на рис.4 зависимости получены по соответствующим соотношениям второй главы данной работы. На оси абсцисс рис.4 отложена координата Ьц/Ь, ъ - общая длина барабана, - текущая координата слоя по длине барабана! по оси ординат отложено т/т , т - максимальное значение силы

ш ш

натяжения слоя при его обработке шестибальными барабанами» т -текущее значение силы натяжения по длине барабана в сечении закрепления слоя.

Диаметр барабана в рабочей части, расстояние между опорами подшипников, конструктивное исподне.-ше противонемоточных устройств те же, что и для барабанов трепальной машины агрегата МТА-2Л. Эти предложения обеспечивают возможность оснащения существующих МТА-2Л новыми рабочими органами.

Совершенствование конструкции трепальных машин является направлением исследования, по крайней мере, двух дисциплин: 1)первичной обработки лубяных волокон; 2)чеории механизмов и машин. При разработке и проектировании современных трепальных машин необходимо использовать новые методы исследования обеих дисциплин, Настоящая работа выполнена г соответствии о

методологией курса теории механизмов и машин (ТММ).

Показано, что при описании взаимодействия била трепального барабана с волокнистым слоем в качестве аналога этому взатгадействию сопоставляется кулисный механизм. Как известно, важнейшие задачи ТММ группируются по двуы разделам: анализ механизмов и синтез механизмов. Кинематический анализ при моделировании процесса трепания в настоящей работе заключается в исследовании кинематики (скоростей и ускорений) слоя на подбилъной решетке, на рабочей кромке и на распрямленных участках, динамический анализ - в силовом расчете взаимодействия слоя с билом барабана, а также в разработке соответствующих дифференциальных уравнений движения и интегрировании этих уравнений. При этом использовались методы динамики механизмов с перемежой массой звеньев. Исследования влияния : зравномераост.. вращения барабанов на силу натяжения слоя также являются частью динамического анализа.

Методология синтеза механизмов при моделировании процесса трепания в настоящей работе проявлялась в изучении влияния силы натякения на эффективность обработки слоя сырца (глава 4) ив установлении формальных критериев (II) выбора рацион: гыюй конструкции барабана. Эти критерии являются основными условиями (целевыми функциями, критериями оптимизации) синтеза. Они позволяют выбрать наилучшую конструкцию барабана среди набора исследуемых конструкций. Кроме того, полученные в настоящей работе зависимости (I) (3), (7) позволяют теоретически определять значения целевых» функций (II).

Несмотря на полученные в настоящей работе результаты, нерешенными в рамках кинематического и динамического синтеза

остались вопроси многофакторной оптимизации конструкций трепальных машин. Для решения проблем такого рода необходима классификация технологических задач, по крайней мере, по трем направлениям: I) конструктивные парамотры трепальных машин; 2) физико-механические свойства обрабатываемого материала; 3) режимы обработки слоя. Все это составляет предмет отдельного исследования. Однако для корректной формальной постановки и успешного решения задач оптимизации необходимы зависимости и результаты, полученные в настоящей работе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1. Моделирование взаимодействия рабочих органов трепальных машин с волокнистым слоем, основанное на методах. динамики механизмов с переменной массой, позволяет прогнозировать параметры технологического процесса, исходя из задач механической обработки волокнистых материалов.

2. Описание процесса трепания является совмещенной динамической задачей взаимодействия разнородных механических систем.

3. Разработанные математические модели и методы расчета по ним позволяют определять распределение силы натяжения в слое сырца по длине барабана при обработке материала одним, двумя и тремя билами одновременно. Определены и изучены силы натяжения на подбильной решетке, на рабочих кромках и на распрямленных участках слоя.

4. Описаны общие положения теории подобия в механике вологаптстого слоя. Получены критериальные уравнения процесса трбпания при обработке материала одним, двумя и тремя билами одновременно. Установлены закономерности между различными критериями подобия. Определен полный набор критериев подобия для общая модели процосса трепания.

Б. Для проверки адекватности разработанных математических кодзлоЗ провздени экспериментальные динамические и технологические псслэдовашя процесса треления барабанами с переменным числом бил, а которах пгкзрялпсь сила натягения, выход длинного волокна, содэрззшо костры, недоработка. Установлено качественное и кагачэстЕЭшгаа соответствие предлогеиных моделей результатам окспзркяптальшх исследований.

6. Тоорэтичаска исследовано влияние неравномерности вращения трэпалышх баробепов на перепад силы натяжения слоя. Установлено, что а просэдзпш вкспэрг^зптальных исследованиях при изменении сап патягзпзл слоя в сзчеша его закрепления неявно учитывается патяпгшгэ за сггэт ударного воздействия била на слой, причем доля итого натягзн:1я составляет более 10 % от измеряемой силы патпззнзя о сечения закрепления слоя.

7. 5ф}акт обработки слоя сырца в зависимости от силы патягзшш когзт бить опрадалон как функция разницы критериев подобия Ньитона по длина барабана.

в. Выбор рациональной конструкции трепального барабана может производиться на основе формальных критериев, предложенных в иастогсмй диссертационной работе.

9. На основании проведанных теоретических и экспериментальных исследований разработана рациональная конструкция трепального

барабана с переменным числом бил, содержащая два и шесть бил по

длине барабана.

Основное содержание диссертационной работы изложено в

следующих публикациях.

1. Численное моделирование процесса трепания одним билом. -Технология текстильной промышленности, Изв. вузов, 1993, Л 2, с. 7 - 12 (соавтор - Савиновский В. И.).

2. Кинематика слоя волокна при одновременном воздействии на него трех Сильных кромок. - Технология текстильной промышленности, Изв. вузов, 1993, й 5, с. 15 - 18 (соавторы - Савиновский В.И., Янушевский Д. А.).

3. Применение теории подобия для описания процесса трепания волокнистого слоя. - В кн.: Современные тенденции развития технологии и техники текстильного производства (Прогресс - 93). Иваново, 19ЭЗ, с. 29 (соавтор - Савиновский В. И.).

4. Уравнения для описания взаимодействия трепальных барабанов с волокнистым слоем. - Кострома: КТИ, 1993. - 7 с. - Деп. в ЦНШТЭИлегпром 06.12.93, № 3514-ЛП (соавтор - Кузнецов Г. К.).

Б. Экспериментальное исследование сил натяжения при трепании лубяного волокна барабанами с различным числом бил. - Кострома: КТИ, 1993. - 7 с. - Деп. в ЩШИТЭИлегпром 06.12.93, Л» 3515 - ЛП (соавторы - Янушевский Д. А., Маянский С. Е.).

6. К определению обобщенного коэф|ициента сопротивления движению лубоволокнистого слоя на подбильной решетке. - Технология текстильной промышленности. Изв. вузов, 1993, № в, с. 15 - 18 (соавторы - Савиновский В. И., Янушевский Д. А.).

7. Модель взаимодействия била трепального барабана с волокнистым слоем при кулочовой силе трения. - Кострома: КТИ, 1994. - 9 о.-Деп. в ЩШТЭИлегпром 28.02.94, Я 3526 - ЛП (соавторы -Кузнецов Г.К., Янушевский Д.Л., Маянский С.Е.).

6. Экспериментальные исследования эффективности обработки льнотресты трепальными барабанами с переменным числом бил. -Глстрома: КГИ, 1994. - II с. - Деп. в ВДЖГЭИлегпром 28.02.94, Я ЗБ27-ЛП (соавторы - Янушевский Д.А., Маянский O.E.).

9. К обоснованию конструкции барабана льнотрепальной машины с переменным числом бил. - Технология текстильной промышленности. Изв. вузов, 1994, Я I, о. 81 - 84 (соавторы - Савиновский В.И., Янушевский Д.А., Маянский С.Е.).