автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Разработка конструкции и методов проектированияремизных рам повышенной надежности для бесчелночных ткацких станков

КОСТРОМСКОЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

11<ч нр,чна\ рукописи

КУЛЕМКИН Юрий Васильевич

УЛК 677.051.838.23

Разработка конструкции и методов проектирования ремизных рам повышенной надежности для бесчелночных ткацких станков

Специальность 05.02.13 — Машины и агрегаты легкой

промышленности

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кострома, 1992

Работа выполнена в Костромском ордена Трудового Красного Знамени технологическом институте и ЦНИИМашдеталь.

Научный руководитель —

доктор технических наук, профессор ХУДЫХ М. И.

Официальные оппоненты —

доктор технических наук, профессор КУЗНЕЦОВ Г. К., кандидат технических наук, доцент РУТКЕВИЧ 3. Я-

Ведущее предприятие —

Московский экспериментальный завод Л° 1 (МЭЗ Л° 1). Москва, ул. Иркутская, 3.

Защита состоится « ^ » ¿¿¿^аЛ*^_1992 г.

ордена Трудового Красного Знамени технологическом институте по адресу: 156021, г. Кострома, ул. Дзержинского, 17.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

и

часов на заседании специализированного совета в Костромском

Автореферат разослан «

1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор технических наук, профессор

БЕЛОВ Ю. В.

ОДЕАл XÂPAxTLPXTIIKÀ PàjGOT«

Актуальность т:';.ч. Ремизная рама является одним из основных узлов ткацкого станка и слузит каркасом для галев,через которые передастся давление нитям основы при зевообразо-

Б01Ш.

От надеглюсти и долговечности ремизных рам в значительно!: степени зависит производительность ткацких стш1ков и качество ы.'рабйтшза-зуо:1 ткани. Особенно резко эта зависимость возросла в связи с оснацс-глем текстильной промышленности вы-со1соскоросгшя.а1 бесчелночными. ткацкими станками.

Изучение работц ремизных рам на токстильных предприятиях показало, что срок их службы на превышает 10 месяцев, а при выработке тялельгх тканей - кв более 4 месяце!;. Еесткость ремизных рам недостаточна и вызывает повышенную обрывность галев и нитен основы,а так^а сдерживает внедрение в ткачзст-во автоматически основопроборных ышлин.

Согласно данным объединения "Климовсктокмаш" и рода текстильных предпрлчтиЕ время простоев станков АШР-120-4 по ликвидации обрывов галев к основы при выработке хлопчатобумажных тканей составляет около 1% от'обцпх технологических простоев.

Исследованиями ВШПШХВ установлено, что 75-9$ всех обрывов основных нитей при выработке шелковых тканей происходит в зоне ремизных рам и берда. Кроме того,ремизная рама является догкшштолъным источником пумоизлучения.

Вопросы, связанные с созданием ремизных par,* повышенной надежности и долговечности изучены недостаточно и, кроме того, отсутствуют методы их проектировался. Имеются лишь отдельные статьи, поссяценные упрощенным методам проектирования ремизных рам, кз которых следует Еыделнть статичеакй расчет с использованием метода Кастилъяно, выполненный болгарская: учешаш К.Трифоновым и К.Л;л1вановкм, п методику определения собственных частот колебаний рам, предлоненнуг К.Талоза^еком (ЧСФР). лаонскими а чехословацкими инженерами ксслслоганы жёсткости npo.'iuieii планок ремизных рам.

Цель п залачп работц. /лссертацкя поезящекэ разработке конструкций и методов проектирования ремизных рам повы-

шенной надежности, с пониханнымн шумовыми характеристиками для бесчелночных ткацких станков.

Решение этой задачи позволит повысить производительность ткацких станков за счет улучшения прочностных и жесткостних характеристик ремизной рамы, что обеспечит снлкениё обрывности шлей основы. Кроме того, уменьшатся простои станка при замене вышедшее из строя ремизных рам. Таким образом, современные ремизные ралы должны быть долговечны, вздергивать больше динамические нагрузки при эксплуатации, обладать нишшальной массой и пошкенной металлоемкостью, технологичностью, удобны и просты в обе Танзании, безопасны, не ограничивать технологических возможностей станка и кмоть высокие эргономические показатели. Бее это долгдо привести к улучпению работы зезообразовательного Механизма, уменьшению простоев ткацкого станка, снизить уровень щупа, а также улучшению условий .труда обслузсизапцего персонала.

Для достижения поставленной:дали необходимо:

- теоретически и экспериментально определить деформации и напряжения, возникающие в ремизных рамах, с целью выявления причин их поломок;

- определить методы оценка жесткосгных характеристик ремизных рам;

- изучить влияние конструктивных параметров ремизных рам и некоторые кинематические факторы зевообразоват&яьного механизма на надежность к долговечность ремизных рам;

- разработать методику определения срока службы ремизных

рам;

- разработать рекомендации по усовершенствовании конструк-циё ремизных рам с целы) повышения их надежности.и долговечности;

- дать одеялу влияния - разработанных конетру кций ремизных раы на шумовые характеристики -ткацюго станка.

Еа этой основа разработать и внедрить конструкции ремизных рам для бесчелночных ткацких станков СТБ, АШРВ, АИР и др. повышенно!! надеяности и долговечности.

выполнения и^я^дпдтд. 'Досги^ленные в работе задачи решались теоретическим и э7-;периментальнкыи методами. Экспериментальные исследования али. геометрических г кинематических параметров ьг. деформации и ¿апрягения з ремизных рамах

с различно;! хесгкостьа соединения боковины с планкой проводились на специально созданном для этой цели стенде. При их вк-полнении использовались математические методы планирования экспериментов.

¿экспериментальные-исследования влияния динамических л технологических.нагрузок, действующих в процессе работы на ремизные раг.ш, проводились на стендах и ткацком станко AHIP-I20 с применением современной тензометрической и осцпл-лографической аппаратуры и специально изготовленных высокочастотных акселерометров.

Обработка экспериментальных данных проводилась с помощью методов математической статистики. .

Для решения теоретических задач примзнялись известные закономерности математпш! и механикн. Исследования проводились методом математического моделирования ремизной ра>,тн при статическом и динамическом реггимах нагруления и реализованы на ЗШ е среде MS BOS на языке "CU++".

Научнач новизна.'В представленной работе новыми научными результатами, полученными автором, являются:

- разработка метода и алгоритма расчета перемещений я де~ ¿¡ормацнй в ремизной раме с учетом жесткости соединений;

- экспериментальные исследования влияния основных конструктивных и геометрических параметров на жесткость ремизной рамы с использованием четырехмоторного эксперимента (план 3^);

- создание динамической модели ремизной, ращ для оценки ее надежности и последующего прогнозирования срока службы;

- создание программы по оценке глесткостй п прочности ремизной рамы при динамическом режиме наг руления;

- определение загона рассеивания срока службы' ремизных рам на основании производственных испытаний.

Практическая ценность и реализация^результатов опбогу.

Разработаны методики статического и динамического расчетов ремизных par-; и созданы программы по оценке их прочности и яесткости. Опредачен закон рассеивания срока слукбы ремизных рам.

На основании проведенных теоретических к.эксперйманталъ-ных исследовании разработаны конструкции ремизных рам повышенной налеглостн и с пониженными. шумошми характеристиками для

бесчелночных ткацких станков. Конструкции ремизных рам зачищены а.с. 528361,.759632, 821563, I05II43.

Производство ремизных рам новых конструкций начато с 1985 года на Московском экспериментальном заводе Л> I и заводе "Тек-сгилъмащцеталь". К 1992 году заводами выпущено 980 тыс. решзных рам различных конструкций. Внедрение ремизных рам на текстильных предприятиях отрасли начато с 1986 года. Экономический эффект от внедрения ремизных рам на станках типа АТПР составил (в ценах 1988 г.) в среднем 26,2 руб. на одну ремизную рацу в год.

Апробация к публикация результатов исследований. Основные результаты диссертационной работы доложены и получили положи-телгьную оценку:

- на научно-техшгаеской конференции молодых ученых и специалистов ЦШШащдеталь "Вопросы повышения качества технологической оснастки текстильного оборудования" в 1975, 1977 г.г.,г.Москва;

. - на заседании секции технологической оснастки текстильного оборудования научног-технического Совета ШШ СССР, 1976 г., г.Ыосква;

- на Ученом Совете ЩШЛащцеталь, 1977, 1979, 1981, 1983, 1987 г.г., г.Ыосква;

- на ВДНХ СССР награждены главным комитетом - бронзовой ме-"далью в 1983 г., г.Москва;

- на семинаре по качеству. Московский экспериментальный завод Л I в 1983 г., г.ш0£ква;

- ча ХХУ, ХХУП, ШШ, ХХХП научной конференции профессорско- , преподавательского коллектива, научных сотрудников и аспирантов Костромского технологического института в 1982, 1984, 1985, 1989 г.г., г.Кострома;

- на конкурсе молоды:; ученых за лучшую разработку в области механической и химической технологии в 1987 года награждены дипломом Центрального правления НТО легкой промышленности, г.Кйсрза;

- на семинаре в Московском Доме научно-технической пропаганды "Повышение эксплуатационной надежности текстильных машин",

20.05.1991 г.; о

- на расширенном заседании кафедры технологии конструирования ватериалов и ремонта текстильных машин 13.01.1992г. .г.Кост-роиа;

- на семинаре по теории малин и механизмов АН СССР (Костром-ско:: (^.гллач семинара), 15.01.1992 г.,г.Кострома.

Основное содерканке проведенных исследований опубликовано в 28 печатных работах, п то« числе £ 14 статьях и 14 авторских свидетельствах.

Структура и объс-г-т рпботц. Диссертационная работа состоит ■ . иг? введения, пяти глав, шзэдов и предлоаениГ», списка использованной литературы и прило.т.енлЯ. В щ глохетшх приведены тексты программ для решения ка ЭШ основных уравнении по опрсделешго коэйТ'иционтов местности узла соединения бозсоышы с планкой; расчеты динамической ».вдали ре:л:ано;1 рай.*; акты я расчет экономической эС'ректпзности по и;едрешшм результатам работы. Всего 274 стр., из них машинописного текста к стр., рисунков , приложении 50 стр., список литературы включает б название.

СОДЕРЖАНКЕ РАБОТЫ

13 первоГ: глд-'.е рассматривается конструктинныо разновидности ремизных ра»л, применяемых ь настоящее время в качестве основного рабочего элемента зе'юсбразователького механизма.

Реглкзиая ра»ла представляет со6011 плоскую, прямоугольную стер::левую конструкцию, которая слугит каркасом для галев, посредством которых передается двигсиив нитям основы при образовании зева на ткацком станке.

В зависимости от типа ткацкого станка, его заправочной ширины, размера зева, конструкции приводных замков, способа крепления к передаточное механизму, ремизные рамы имеют большое количество исполнении.3 процессе ткачества ремизная ра»ла испытывает больше технологические нагрузки от нитей основы и поеы- . ценные динамические нагрузки от скоростных резимов ткацкого станка. Поэтому прочность л лссткэсть деталей ремизных рам и элементов их соединений определяют, в известно:! степени, уровсягь обрызности нитей основы, качество вцрабатнваемой ткани, простои ' ткацкого станка и, следовательно, его производительность, а такие точность передачи закона движения нитям основы при зевообра-зоБашш. Кроме того, в процессе движения ремизная рама является до поддат елыпш источником зумоизлучекия, что оказывает вредное Елйякие на оазиолсгическоз состояние лвдей.

Ремизные рамы относятся к шссовым видам технологической

оснастка ткацких станков. В текстильной прсыыппешюсти в настоящее время на 393,5 тыс. ткацких станках различных типов эксплуатируется 2664,0 тыс.ремизных рам разных конструкций, из них 68$?-ка бесчелночных ткацких станках. Во время эксплуатации ткацкого станка появляются отказы ремизных рам, которые приводят к его . длительным простоям.

Статистическая обработка данных, полученных с текстильных предприятий, показала, что средний срок службы ранее выпускаемых конструкций ремизных рам не превышаетЮ месяцев, а при выработке тядалых тканей - 4 месяца. Анализ причин выхода рам из строя поз-. vn'Ji провести классификации отказов ремизных рам и показал, ' что основными видами отказов являются поломки деталей и соединений, износ замков и галевоносителей, перетирание планок, коррозия. Поломки боковин,- планок, винтов, вырыв приводных- замков приводит к перекосу и заклиниванию ремизной рамы,- н, как следствие, к износу приводных рычагоз зевообразовательного механизма,- массовому обрыву галез и нитей основы.* Кроме того, поломки ремизной раны требуют ее замены, что вызывает длительные простои ткацкого станка.

В резуль-гате износа элементов решзной рамы увеличиваются зазоры в соединениях, что приводит к возрастанию динамических нагрузок, ускоренно^ износу и разрушению ушек галев и обрыву нитей основы. Увеличение зазоров повышает шумовые характеристики ремизной рамы.'

В процессе ткачества продукты износа и коррозии деталей ра-• ин попадавт на нити основы и зарабатывается в ткань. Это снижает сортность тканр, особенно светлых тонов.:

Время простоев станков ATHP-I00-4 по причине отказов ремизных pait серийного производства в зависимости от ассортимента вырабатываемой тканн составляет от 4,8£ до 16$. В основном это время затрачивается ва замену ремизных рам из-за полошк ее деталей li рашнт рам" на станке по устранению перекосов фиксаторов 2 замену оборванных галев;

Вопросы, связанные с исследований надежности работы ремизных рам и их долговечности,- являются в:. сложными и малоизученными-. ...

Комплексное решение зада'3: чонструировандя надежных ремизных рам в литературе практичен- .ie освоцено« Имеются лишь отдельные статьи; опубликованные в иностранной литературе, посвя-

щешше упрощенным методам расчета ремизных рам, из которых следует выделить статический расчет редазных рам с использованием метода Кастильяно, выполненный К.Трифоновым и К.ДживаноЕкм. Японскими и чехословацкими пк."онераш исследованы яесткости профилен планок ремизных рам, а инженер К.Таловашек (ЧСФР) предложил методику расчета собственных частот колебаний ремизных рам.

Имеется ряд работ, посвященных силовому анализу и проектированию загонов движения ремизоподъемного механизма, методам обслуживания ремизных рам н др. '

Проблеме обеспечения элективного функционирования современных ткацк:1Х станков посвящены работы Е.Д.Ефремова, Л.И.Корп-тысского, П.В.Лустгартсн, И.А.Мартынова, И.И.Худых и др.

Во второй главе работы выполнены теоретические и экспериментальные исследования причин отказов ремизных рам. Проведен анализ нагрузок, действующих на ремизную раму в процессе ткачества, который показал, что наибольшую нагрузку ремизная paí.ia испытывает, когда находится при двняении вверх после перехода линии заступа.

Предложена методика расчета деформации и напряжений, воз-( никащих в ремизной раме, с учетом глесткости соединении бскави— ны с планкой. При расчете использован метод угловых перемидендл.

Получены уравнения для концевых .'.»ментов:

peí ¿¿г-з^гЩ-Ц-тМ .] m

где 2.2 -ширина раг/л, О.,, -расстояние 'от края рамы до приводного замка, 1с, ц - погонная жесткость боков'*ш, нианеи и верхней планок-, Р -'¿нешняя сила, М1)Мг и -концевые

моменты и коэффициенты жесткости в узлах соединения боковины с верхней и щш:е11 планками «

- для коэффициентов жесткости соединения:

Экспериментальные исследования зависалости деформаций рамы от нагрузки подтвердили корректность данной, методики (погрешность расчета не превышает 18%, в то время как по методике К.Трифонова и К.Дяиванова - 40£).

~~ Для практического использования теоретического анализа на-пряаенно-дсформированного состояния ремизной рамы в процессе зевообразовання ткацкого станка разработан и реализован алго-риту идентификации. ремизной раш и расчета ее конструкции с учетом жесткости узла- соединения боковины с планкой в ввде программы на языке программирования " Ти\&0 Си "в среде НВЛОЗ для использования на УЬН -подобных ЭШ.

Динамическая модель ремизной рамы представлена как искусственно расчлененная на конечное число абсолютно жестких зле-^енто% верхней и нижней планок (см.рисунок). Взаимодействие ыезду. этими элементами осуществляется через дополнительные упругие связи- с заданным нагрузочными характеристиками. Собствен-, ьше инерционные параметры податливых звеньев планок учитываются их приведение!/, по методу редуцирования масс и сил.

Математическая модель ремизной рамы представлена совокупностью зависимостей (5-10).

т! • д! - *и<. -

где т1 - масса <• -го элемента верхней планки; У* -перемещение центра тсс и -го элемента верхней планки относительно его центра масс;' # - угол поворота ¿-го алемецуа верхней планки вокруг его центра масс; -сила упругого взаи -- юдействия меду (I -1)-ыы и г -м элементом^ верхней планки;

Я* - сила упругого взаимодействия медцу )-м

элементом верхней планки; - ша упругого взаимодействия «езду -¿-м элементом верхней планки и галевом ; п1~!,1 "

Схеме динамической модели ремизной рамы

Уе-ХгШ

Ш-Н ■

с№'сГ-

тСТ Лг ■

ширина ремизной рруы,

высоте ремизной рачы,

расстояние до приводных замков,

жесткость соответственно планки верхней, нижней

к галева,

жесткость основы,

масса соответственно верхнего и нижнего ¿-га

элемента шинок и галева,

масса боковой стойки,

размер глазка галева,

величина свободного хода галепа.

момент упругого взаимодействия ыезду ( 1-1)-и и * -м элементом ве;;т>еП плат«момент упругого взаимодействия медду С -м и { I +1)-м элементом верхней планкп; ^ -ускорение свободного падения ;.п - число элементов; -длина 1-го элемента.

- ч№1< - 91)]] -¿Ж ^ чг>{№гч>Ш< - К)}}

(6)

где С л , ¿V , Ьл , Ъ? - соответственно линейная и угловая л.ест!»стц верхней планки, лпке:1ные и углогые коэффициенты линейного гистерззисного демпфирования.

СО при У,- - 5< (ь)

а? • V/ - ни* - <«" »ри у/-у;-А а)

(7)

(3)

где ) и бгИ- ) - заданные функции времени соответству-

ете законам двнзения приводных механизмов.

1-Г.* о («,-■<?, 41,-0: (10)

Выражение (5) описывает двпхеше элементов верхней планки; выражение '") - силы и моменты упругого взаимодействия между элементами; вира7.ет:е (7) - силу упругого взаимодействия галева с нитями основы; выражения (8,9) - движение элементов кинематического восбуздония К -го и / -го элементов нижней планки; выражение (10) - движение левой и право!', боковой стойки ремизной рамы.

Лтя расчета деформации и напряжений, возникающих ■ в ремизной раме в процесса работы ткацкого станка, была составлена программа анализа динамики ремизных рам на алгоритмическом языке Фортран-^ и "Ти?6о С ¿У ", (Тункцпо нирукцая в операционной системе ОС РВ ( RSX -Ц/У ) версш! <3О и MS BOS. Число участков расчленения верхней и ннглюЛ планок П £ 1000. Интегрирование велось с помощью стандартной программы интегрирования систем обыкновенных диигТере1щиальных уравнении.

Программа позволяет исследовать влияние изменения различных проектных параметров на характер функционирования ремизных рам.

Проведены экспериментальные исследования ускорений, деформаций и напряжений, возникакцих в ремизной раме в процессе работы ткацшго станка АТПР-120. Исследования показали, что предлагаемая динамическая модель позволяет воспроизвести процессы,возникающие в ремизной раме при ее работе на ткацком станке, с погрешностью, не превышающей 13/5.

Третья глава посвящена исследовании влияния основных конструктивных и кинематических (¡акторов на деформацию и напряжения в ремизной раме. * -с

Допустимая деформация ремизной рамы определяется "игрой" га-лев, которая находится как разность величин маха гале^и рамы.

При исследовании елиянкя осеошшх конструктивных и геометрических характеристик ремизной рамы использовалось планирование эксперимента (план 3^). 3 качестве основных факторов выбраны: отношение погонных десткостеГ; верхней и шешеп .планок к боковине (Xj, Х2), нагрузка (Хд) , расположение замкой по ширине ремизной Раш (Х4).

3 качестве математической модели бала принята квадратичная .'.юдоль. Величина деформации ;; ремизкой роме У - J ( Xi) оценивалась суммарным прогибом зорхне-.; и ншшец планок в середина ремизной рами, которая не должна превышать "игру^-гал^в.

Г-следования осуцествлялись на специально разработанном

стевде. В результате обработки экспериментальных данных получена регрессионная зависимость факторов:

У- 2,т'0&9Хг0,ЫЪХг*1Ы2Ъ + ЫШ< * О,Ъ08Хг4'ОМ^' -О,тХ<Хг0,2>НХ,Х.-0,179ХгХл -0,053ХлХ«-0,0ЕХл X*

Данная зависимость позволяет выявить влияние ллне;1ных, квадратичны" ¿акторов и их взаимное влияние на прогиб ремизной рамы. Это влияние подчинено гиперболической зависимости. При этом особо значимыми факторами являются Ху, Х2 и Хд. Для достижения эффекте уменьшения прогиба необходимо учитывать взаимное влияние факторов "¿2» % 1!

Построены графические зависимости двухмерных поверхностен откликов, которые позволяют наглядно проеле,нить влияние основных конструктивных и геометрических параметров ремизной рамы на величину ее деформации от действия нагрузки. Установлено, что оптимальным с точки зрения надежной работы ремизной рамы является расположение замков от края раш на расстоянии, равном 1/16^1/8 длины планки. При этом кесткость верхней планки по сравнению с нЕкней планкой долнна быть Еыше в 1,2* 1,3 раза. Смешение приводного замка до Х^=0,3 уменьшает суммарный прогиб рамы на 33%.

Практическая значимость подученной аналитической зависимости состоит в том, что она позволяет оценивать жесткостиые к прочностные параметры ремизной рамы на стадии проектирования. Надежность работы ремизной рамы зависит от действия технологической нагрузки, передаваемо:! на планки через фиксаторы, а такке от жесткости соединения боковины с планкой.

Характер распределения нагрузки по ширине рамы определяется шагом фиксаторов.

Проведены исследованш влияния шага фиксаторов и яесткости соединения боковины с планкой на деформацию л напряжения в ре-мпгноГ: раме.

Установлено, что с увеличением шага фиксаторов деформация возрастает и наибольшую дофораацк" ""пытываот ремизная рама-яри сосредоточенно!; нагрузке, Так, пр (¿иксатороз, равном

200+210 ш, деформация ремизной рамы уменьшается на 25;«,а лапрл-э яенне - более, чем ка 50р. С увеличением ксоГфйцкента. г.есткости деформация в ремизной раме уменьшается, а напряжение ка краях верхнее и ккгней планок к боковин увеличиваете*:.

Для практического использования результатов исследования построены номограммы заыгсямостеГ: ,';e.Joj'.маций к напряжений в ремизной раме от оснс.-.-шгх гокструкмпгиих и геомотричсских характеристик.

Далкио .'i"::.3rp¿Auj.:u пазголяиг ¡-и'брпгь iojüCTpyic;i:D pc¿s:3;:cf. рамы с oi:T~;.:.:-LV,iUJ.zt эксплуатационными показателями.

Проверены исследоииum влияния ycKopeiaii: а зазоров в зыкух крепления pc:.s:3i:o:L рамы зо ватитгыю;.*¡ механизму на нап.эд-

.мення в рем;:: :ю:'. j-аме. ^сслодонапня проводились на специально из-го то: ленном стецде, для чего исследовались выпускаемые серийно ремизные рамы Тип I исполнение 4 с упругим узлом соединения боковины с планкой (jj =2,2 *105 11м) л Тин П лснолноние I с жестким узлом соединения (ju =3* 10** ILO. Ускорогаи измерялись акселеромет-ром,а налрялсиля - тензометричес^ч методом. В связи с тем, что большинство полого к ремизных рам происходит в золе замка и в узлах соединения боковины с планкой, папря-мслия заморигись на краях верхней и ннглсй планок. Кроме того, для выявления харшстера распределения нагрузки по рама замерялись напряжения в середине верхней к нияне:': плавок и в зоне замков. Напряжения в регягзнсЯ раме определялись при ускорении от 50 ц/с2 до 600 ц/с2. Вел::чнна зазоров ь заиках задазтлась в диапазоне от 0,2 до 1,2 ш.'

];сследоБа.!гия показали, что с увеличением устарений калряяе-ния в ремкзкий раме возрастают. При ускорении 550 ц/с2 напряжения достигают крисгичзского значения, вследствие чего происходит поломка ремизной раку.

Интенсивность роста напряжений при гестком соединения з наследуешь! диапазоне ускорений одинакова: как на х^ав, так и в середине планок ремизной рамы. При упругом узла соединения имеется дзе стадии роста напряжений. В первой стадии интенсивность роста напряжений аналогична росту напряжений при жестком соодинении.Во второй стадии при изменении ускорений от 350 м/с2 до 55Ö ftt/c2 на-прянения в середине планок растут в два раза интенсивнее, чем при жестком соединении,а на крлю планки напряжение падает и стремятся к ¡r/JüJ.

Установлено, что зависимость напряжений в ремизкой раме от величины зазора косит линейный характер. С увеличением зазороз j> замке интенсивность роста напряжений в плашах ремизной ракн зависит в основном от вида соединений боковины с планкой з пх ^ctkocíu. Интенсивность роста напряжений в ремизкой раме при упругом соединении в 1,5 раза выше, чем при жестком. При зазоре

-в'замке 0,2 мм напряжения в середине планки ремизной рамы с упругим узлом соединения меньше, чем с жестким на 50%. С увеличением зазора в"замке до 0,6 ми напряжения в планке ремизной'рамы рри упругом и яосткоы соединении выравниваются и при дальнейшем росте зазора до 1,2 ым напряжения в планке ремизной рамы с упругим соединенном превыпают напряжения в планко с .~естким соединением на 70?. Это объясняется тем, что нагрузки, возникаицие в •упругом узле соединения (J4 =2,2*70® ILO, при ускореши свыше '350 м/с2 и зазоро в задке более 0,6 мм достигают предельного значения. Конструкция узла соединения теряет несущую способнобть. Ыомечт, действувднй в узле соединения, уменьшается, в связи с чем напряжения в замках и середине планок увеличиваются.

Оценивалось влияние амплитудно-частотных характеристик на напряжение в ремизной раме. Исследования проводились на вибро-стевде 80 в диапазоне колебаний от 20 до 35 Гц и амплитуды ог 0,2 до 2,2 мл. Частота колебаний измерялась строботахометром ТС г ГОСТ 21339-82, а напряжения - тензометрическим методом.

Установлено, что зависимость напряжений в ремизной раме от частоты и амплитуды ее колебаний носит линейный характер. С увеличением частоты колебаний от 20 до 35 Гц напряжения в ремизной раме в зависимости от аестгости узла соединения боковшш с планкой увеличивается в 1,5-2,2 раза.

При установке галев на галевсносители масса ремизной раш возрастает на 30£, следствием чего является увеличение напряжений в планках рамы на 10-20$ независимо от жесткости соединения.

Четвертая глдва посвящена разработке конструкций рс:,шзных рау, обладащих повышенной надежностью, а такае сравнительным испытания/л ремизных рам на динамическую прочность.

Данная работа проводилась поэтапно, путем создания отдельных узлов и деталей ремизной раш. При разработке конструкции . узлов и деталей ставилось целью создать надаздую и технологичную конструкцию ремизной рамы, обеспечивавшую оптимальный процесс зевообразования применительно к массового ассортименту вырабатываемых тканей и ведеряпЕахщую большие динамические нагрузки иг. ткацком станке.

3 основу разработки ремизных рам попинанной надозности на-, ми пложены теоретические и эксп/ "чменталыше исследования по оценке напряженного состояния злой рамы, изучение и классификация отказов и анализ развит!"-! к создания конструкций основ-

пых узлов л детален ремизных рам, выпускаемых ведущими зарубежными :Т ирмами.

При разработке конструкций ремизных рам ставилась'задача создать унифицированный рад узлов и деталей с применением легких сплавов и полимерных материалов, обеспечивающие массовый выпуск рал при минимальных трудозатратах.

Узал соединения беговинн с планкой представляет сборно-разборную конструкцию. Для боковины выбран стальной П-образный профиль, ."есткость которого на 705 вше, а погонная масса - на 20^ меньпе, чем у серш'ло выпускаемого профиля прямоугольного сечения. На краях боковины предусмотрены специальные а^мировочные "усы", обеспечивающие надкд-юе крепление шипа,отлитого из полимерного материала ¡.арки ПА6-210/311-14 но форме внутреннего окна планки. Для фпксац:и: кша ¡2 полости пленки разработано упругое соединение, позюлякцее разглхмать вставку двойным глином, как в плоскости наибольшей, так и в плоскости наименьшей лесткости планки. Данное соединение [предназначено для ремизных рам, применяемых при выработке легких тканей. Для ремизных рам, применяеьасе при выработке средних и тяжелых тканей, удерггание иипа з полости планки осуществляется вштом, которкй закручивается в гайку, запрессованную в пластмассовую обойму и вклепанную в полость планки. Предохранение от самоотвинчивания винта осуществляется в данных соединениях за счет его посадки з пластмассовую обойму с натягом.

Узел £:1ксатора долден налегло крепить галевоноентелъ к планке л обеспечивать быстрый съем или установку галев на ремизную раму. В результате разработана конструкция клинового крепления галевоноситаля.

Для зубчатого соединения ремизной рамы с приводны?.ш тягами Т12Щкого станка разработал замок с клиновым подпружиненным элементом, позволящпм 'оыбнрать зазор в соединении.

Для шарнирного соединения разработан выносной замок.Узед • замка состоит из стальной штампованно'! проушиик трапецевидной форма с отверстием под шиюц пригодной тяги. Прсутаина заллвЛет-ся полимерным материалом марш ПА6-2Ю/ЗП-14. С помощью винтов замок кропится к "-.ч-лике ремизной рамы. ^

Разработка: ко;;с. рукзи сталышх и алюминиоадх П-образких профилей боковик, планок из спецпалк'.ого тонкостенного коробчатого прэф::лд из олшшшевого сплава и стальных галавоноситалей доя оспоьшсс роги.зних рам. Использование таких процглей

дает возможность изготавливать ремизные рамы с необходимой точностью, механизировать процесс изготовления рам, использовать высокопроизводительные способы для изготовления профилей (прессование, непрерывное формование, прокатка и др.).

Разработанные профили планок имеют кесткость на 25% выше, а погонную массу - на 10-1меньше, чем серийно выпускаемые планки. Проведена подготовительная работа по освоению выпуска нсёых ганструкций профилей планок, боковхш и галеионосителей на заводах отечественной промышленности.

Использование полимерного материала марки ПА6-2Ю/311-14 в основных узлах ремизной рамы и применение конструкции ■ клинового фиксатора, обеспечивающего беззазорное крепление галевоносите-ля, уменьшает шумоизлучение рамы на 0,2+ 2,2 дБ.

На основе разработанного унифицированного ряда узлов и деталей созданы конструкции ремизных рам для станков тина ЛТПР, АТПРВ, СТБ, Р и др. Разработанные конструкции защищены авторски-мк свидетельства!.® П!' 528361, 759632 , 821563, 889758, 1051143.

Новые конструкции ремизных рам позволяют использовать гале-ва с У и С -образными ушками, что. дает возможность применения основопроборных автоматов.

Проведенные на специальном стенде испытания ремизных рам на динамическую прочность показали, что при числе циклов нагру-Еекия 2*104 у новых конструкций ремизных рам кесткость вше на 20+ ЗЪ% по сравнению с ¿¡ерийно выпускаемыми и на 15% - по сравнению с рамами фирмы " 6.В^- -

6 пятой глазе представлены результаты производственных испытаний новых конструкций ремизных рам с целью определения их сроков службы и шумовых характеристик, а также сравнительных испытаний существующих ремизных рам: серийных отечественна, новых . и илшортных.

Производственные испытания ремизных рам проводились на Ива-новокой прядильно-ткацкой фабрике ш.С.И.Балашова, Щелковском хлопчато-бумаяном комбинате ;ш.М.Н.Калинина, Измайловской пря-дапьно-ткацкой фабрике,"Тверской мануфактуре" ХЕК.

Для определения сроков службы ремизных рам^была разработана специальная методика, в основу которой полонены работы М.И.Худых, Н.Е.Деки..овой и др. по определению сроков слунбы деталей и узлов текстильных машн.

На основании данных производственных испытании по выбранным

эмпирическим зависимостям бил проведен расчет еда его с poica слуг.бы ремиз них рил. Согласие закономерности рассеивания времени безотказной работы оцешдаъи! по i;pi:Tcpiro Колмогорова. Расчетным путем было установлено, что (Тактический срок службы ремизных рам подчиняется нор:.у;_чь!1о-логарп'Т/.щчоско1.с закону.Адекватность распределения которого проверяли графическим методом.

йксперпменталык«я проверка результатов расчета сродного срока службы рамизнцх рам различных конструкций подтвердила достоверность расчетов (расхоздение мечду расчетными и экспериментальными значениями срока слулбц не превышает

Сравнительные испытания новых, отечественных серийных и импортных ремизных рам яроподглись по методике контрольных испытаний Ticauic'jc станков, разработанной ЦШПЗЛаэдсталь, объединением "Климовсктекмаа", КБШтекмал и ЩИЭЗЗ». Испытания показали, что новые конструкции ремизных рам по сравнению с серийными роглизны-мп рама:.с: позволяют повысить сортность ткана в суровье на 1,5-1,8^', снизить обрывность основных Нитей до и повысить производительность труда на 5;í. Срок службы новых решзных рам в 1,6-3 раза вше, чем отечественных серийно выпускаемых рам и в 1,2 раза выше, чем рам (Тпрмы " £8¿ te*

Определение иуновых характеристик разработанных конструкций ремизных рам осуществлялось на стенде и непосредственно на ткацком станке АТПР-100-5 при частоте вращения главного вала 400,450 и 500 ыин~* при холостом ходе и под заправкой.

В результате испытаний установлено, что значительный вклад в шу;кшзлучоние станка ремизные рамы вносят па частоте от 100 до 1000 Гц. Сравнение амплитудно-частотных характеристик серий- t них д новой ремизных рам ïjokûзало, что ьиброускорение на верхней и нпгпне." планках новой рамы на 4-6 дБ шгхе, чем на еерийной (а на боковине соответственно на 3-12 дБ miso).

Максшюяьный эгг.ект по уровню звука в исследуемом диапазоне частот 63-8000 Гц наблюдается при установке на станок разработанной 'ремизной ра;.>ы при частоте главного вала 450 мин""*: уровень шуш сш£гдется пг 0,2-2,2 дБ.

..ВЫВОДЫ И РЕКОМШЩЩа!

1. Критически изучены научно-техническая и патентная информация, а также опыт работы ремизных рам на предприятиях, что позволило определить перспективные направления в совершенствовании конструкции ремизных рам.

2. Установлено, что срок службы ремизных рам для пневморапир-ных ткацких станков низкий и не превышает 10 ыес. При выработке тялолых артикулов тканей при частоте вращения главного вала свыше 300 мул-* срок службы ремизных рам на станках АТПР - не бблее 4 ¡..оснцов,

'3. Прсжщена классификация видов отказов ремизных рам, которые подразделяются ка три основные группы: поломки детален и соединений; износ детален ; перетирание планок, ослабление в узлах соединения - крепеаных элементов, коррозия.

4. Выполнены тсоретичес^ю и экспериментальные исследования по опред ел ешш" деформаций и напряжений, возникающих в ремизных рамах в процессе работы ткацкого станка. Предложена методика расчета деформаций и напряжений, возникахшда в ремизкой раме,с учетом жесткости соедшюния боковины с планкой (погрешность не превышает 18^).

• 5. Разработан и реализован в виде программы на- языке программирования "CU** " в среде MS BOS алгоритм эдентпои-кащш и расчета конструкции ремизных рам с учетом гесткостп узлов соединения боковин с нланкой под действием технологических нагрузок.

6. Разработана динамическая модель ремизной рамы, которая представлена как искусственно расчлененная на конечное число абсолютно гестккх параллельных элементов верхней и шкнёй планок.

7; Составлена программа анализа динамики ремизных рам на алгоритмическом языке iOPTPAH-U и " Ти~г6о CU"t функционирующая в оперативной систре HS DOS , необходимая для расчета деформаций и напряжений, возникающих б ремизных ромах в процессе работы ?:<ацкого стаяла,-

8. Экспериментальным путем устано!-". т, что предлагаемая динамическая тдель позволяет воспроизвести процессы, возникающие в ремизной раме при ее рабо" а ткацком станке, -с погрешностью, не превышаацей I3JS. Разрабо- алгоритм,, реализованный в виде программы, позволяет цсследс^.х'ь влияние изменения различных

щюекгных параметров ремизных рам на характер их функционирования.

9. Получета регрессионная зависимость величины суммарного прогиба верхней и шгяней планок з середине ремизной рамы от яесткост-ных и геомзтричсскгх характеристик планок и боковин, технологической нагрузки и расположения точек кинематэтеского возбуждения по ширине рамы. Установлено, что их взаимодействие подчиняется гиперболической За1:ИСИ1Л0СТИ.

10. Проведены исследования влияния шага фиксаторов и яесткоотп соединения боков:шы с планкой на деформацию и напряжение в ремизной раме. При шаге фиксаторов до 200^-210 мм деформация ремизкой рамы уменьшается на 25а напряжение - более чем на 50^.С увеличением г.оотшегл узла со*ущненпя боковины с планкой деформация в ремизной pai.se уменьшается, а напряжение на краях планок и боковин увеличивается.

11. Построены ноаогргглщ зависимостей деформаций и напряжений в ремизной раме от основных геометрических и л;ос?костных характеристик, которые позволяют оценить эксплуатационные показатели конструкций ремизных рам. '

12. Разработаны рекомендации по усовершенствованию конструкций ремизных рам с целью повышения их надежности и долговечности

Для повышения надежности работы ремизной рамы оптимальным является расположение замков от края рамы на расстоянии, равном 1/16+ 1/8 длины планок; при этом жесткость верхней планки по сравнению с кнг-ной планкой д'олгла бить вьше в 1,21-1,3 раза.

Освоен выпуск разработанных конструкций тонксстейшх коробчатых профилей, имещих жесткость на 25;1вте, а погонную же су на 10-15/3 меньше, чем сернГшо выпускаемых профилей Для планок ре-шгзных рам.

13. Разработана специальная, методика определения срока слунбц ремизных рам в производственных условиях.

14. Определен закон рассеивания сроков слуглбы ремизных рам . (норг.пльно-логариф'!.шчесг-1й). '

15. В результате пронзводственкнх испытаний установлено, что новые конструкции ремизных рач обладают поешонкой нздеаность» и их срок служ5и по сравнению с ранее шпускаокшлг серийными рамами увеличивается более чей а 3 раза.

16. Определены шумовые характеристики разработанных конструкций ремизное рач на стенде и непосредственно на ткацком станке

АТПР-Ю0-5 при частоте вращения главного вала 400,45D и 500 1GIK при холостом ходу и при. заправленном основными нитями. В результате испытаний установлено, что новые разработанные конструкции роигзных рам характеризирувтся улучшенными шумовыми характеристика:.!:: г при частоте вращения главного вала до 500 мин" сш'-гагл: уровень дг,'«а на 0,2-2,2 дБ.

17. В результате выполнения исследований разработаны конструкция и методы проектирования ремизных рам повышенной казенности для бесчелночных ткацких станков типа АПЕР, СТБ, Р. Организован промышленный выпуск ремизтгх рам и массовое внедрение на ткацких фабриках.

18. Общий подтвержденный эффект от внедрения новых ремизных рам составил 26,2 тыс.руб. на I тыс.шт. рам в год. От общего объема выпуска 980 тыс.ремизных рам на IS92 год экономичесшй эффект (в ценах 1988 г.) составит 25676 тыс.руб.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

Х.-^Кулемкин Ю.В., Хаит М.Б., Худых М.И. Влияние повышения зазоров в соединениях ремизной рамы на напряжения в ее деталях// "Сборник НИР Г- 14, ВШПШХВ, 1976 г.

2. A.c. 528361 СССР, ДОЗ С 9/06. Фиксатор галевоносителя/ Ю.В.Куяемкин, U.Ii.Худых и др. - 2041065/12; Заявлено 08.07.74; Опубл. 15.09.76; Бол. В 34 - 2 е.: 6 ил.

3. Кулешшн Ю.В., Хаит М.Б. Повышение надежности ремизных рач для пневматических с?анков// Сборшпс НИР J,' 16, Ы.ДШШВ, 1977 г

4. A.c. 636288 СССР, ДОЗ С 9/06. Ремизная рама ткацкого станка/ Ю.В.Кулемкин, М.Б.Хаит и др. - 2468445/12 ¡Заявлено 29.03.77-; Опубл. Q5.12.78; Бол. JP 45 - J е.: 3 илл.

5. Fулемкин Ю.В., Фефедоз A.B., Хаит М.Б. Определение среднего срока службы ремизных рам при ограниченном времени их испытания // Сборник НИР В 17, ЦШШВ, 1978 г.

6.' Кулеккин Ю.Б., Хаит М.Б. Модернизированные. ремизные рамп для пневматических станков П-105 и П-125// P.c."Текстильная .промышленность" , 5, М., 1979 г.

7. Кулеша:н Ю.В., Киселев Д.И. ,Хаит М.Б. Определение коэффициента упругости узла соединения элементов ремизной рамц// . Сборник BIP J' j.'8, ВДИШапщеталь, 1979 г.

8. Кулемкин Ю.В., Киселев Д.М., Хаит М.Б. Определение дефор-

маций i¡ напряжений в ремизной раш с учетом упругости соединения. Сборник НИР .V IS, 1|Е::.кздетиль, I28G г.

9. Кулемкин Ю.В., Хаит М.Б., Швейцер В.П. Отраслово!: стандарт "Рамы ремизные для ткацких станков" ОСТ 17-8IO-79//L5йШТЗйЛсг-пром, IJ., i960 г.

10. A.c. 740875,СССР, ЛОЗ С 9/06. Приспособление душ соединения ремизной рамы с приводным стержнем на ткацком станке Д). В. Кулемкин, М.Б.Хаит и др. - 2628140/28-12; Заявлено 07.06.78; Опубл. 15.06.80; Бвл. У 22 - 3 е.: I im.

11. A.c. 759632 СССР, JS3 С S/06 "Ремизная рамка ткацкого станка// Ю.В.Кулемкин, М.Б.Хаит и др.- 2628141/28-12; Заявлено 07.06.78; Опубл. 30.08.80; Еш. .К, 32 - 2 с.: 4 илл.

12. Кулемкин ÍJ.B., Ха>;т U.E. л др. Рама ремизная для усовершенствованных плсв/.юрчплрних ткацких стажов// Сборник НИР 20, ЦШьЫавдеталъ, 1981 г.

13. A.c. 821563 СССР, ДОЗ С 9/05. Ремизная рамка ткацкого станка/ Ю.В.Кулемкш, Л.Г.Бабаян и др.- 2781874/28-12; Заявлено 18.06.79; Опубл. 15.04.81; Бил. 14 - I е.: 3 ил.

14. A.c. 861423 СССР, Л03 С 9/06. Устройство для соединения ремизной рамки с приводом ткацшго станка/ Ю.В.Кулешзш,М.Б.Хаит п др. - 2858S87/28-I2; Заявлено 25.12.73; Опубл. 07.09.81;

Бш. У. 33 - I е.: 2 ил.

15. A.c. 889758 СССР, ДЭЗ С 9/06. Ремизная ракка ткацкого станка/ Е.В.Кулемкий, М.Б.Хллт и др.- 290IG40/28-I2; Заявлено 28.03.80;.Опубл. 15.12.81; Бал. £ 46-2 е.: 4 ил.

16. A.c. S7I946 СССР, ДОЗ С 9/06. Ремизная раин.а ткацюго станка/ Ю.Б.Кулемкин, Д.Г.Бабаян и др.- 3266574/28-12; Заявлено 27.03.81; Опубл. 07.11.62; Бия. 41 - I е.: 5 пл.

17. Кулемххн Е.З., Хаит LI.Б., Киселев Д.М. Исследование зависимости деформаций и н'шря^'.ений в ремизной раме от ее упругю: и геометрических характеристик// Сборник НИР JH 21, ЦШИМалщеталь, 1982 г.

1Б, A.c. IC5II45 СССР, ДЭЗ С 9/06, Ремизная рамка ткацкого станка/ К. В. Кулемкин, Л.Г.Бабаян и др.- 3447236/28-12; Заявлено 02.03.82; Опубл. 30.10.83; Бал. У- 40 - 2 е.: 5 ил.

IS. A.c. II47788 СССР, ДОЗ С 9/06. Ремизная рамка ткацкого станка/ Е.В.Кулемкин, Д.Г.Бябаян и др.- 3654613/28-12; Заявлено 24.10.83; 0публ.30.03.С5; 3ал, J- 12-2 с.:2 ил.

20. A.c. II52C82 СССР, Д> 3 С 9/06. Ремизная рамка ткацкого

станка/ Б.В.Кулелпсл, Л.Г.Бабаян и др. - Заявлено Г7.03,Ь. Опубл. 30.04»85 ; Бал. Я 16 - 2 е.: 3 пл.

21. Кулемкин Ю.В., Хаит Ы.Б. и др. Разработка я расчет конструкции фиксатора галевокос:ггел_ч р-зглгной рамц// Сборник НИ? » 23, 1£Ш.1авдеталь, 1984 г.

22. A.c. II72953 СССР, ЛОЗ С 9/С6. Ремизная рамка ткащеого станка/ Ю.В.Кулемкин, Л.Г.Бабачн и др.- 3677930/28-12; Заявлено 22.12.83; Опубл. I5.Q8.85i Воя. 30-2 с.:'4 ил.

23. Кулемкин Ю.В., Хаит У.Б. и др. Режзкыэ ра:лы для ткацки стан:соз АТПР-100-4// д."Текстильна;! промыаленность",:'- 4,1986г.

М. A.c. 1276695 СССР, ДЭЗ С 9/06. Узел крегиеши ремизной раму/ Ю.З.Кулемкнн, U.Б.Хаит и др.- 3SI7I24/28-I2; Заявлено • 27.С6.85; Опубл. 15.12.86; Бил. 46 - I е.: 3 ил.

25. Кулемкин Ю.В., Букина С.Б., Хаит М.Б. Использование основных чаконой .'датоматичоской статистик для определения среднего срока службы ремизных рам,''/ Сборник KIP té 27, IiEIiâ.lai^;evanb,I/2.,

26. Кулемкин Ю.З.,Хаит ¡¿.Б. Расчет каркаса решзно:": рамп. Межвузовский сборник чзуч:шх трудов КТИ, Ярославль, ÎS69 г.

27. Кулемкин Ю.В., Хаит М.Б., Тввритинов Д.1/!. Прогнозирозшше надежности работы ремизных рам с применением регрессионных зависимостей// Сборник научных трудов КТИ, Ярославль* Ï9SÛ г.

---28. A.c.-1664908 СССР, ДЭЗ С 9/06. Ремизная рамка ткацкого

станка/ Ю.В.Кулемкин, 1.1.Б.Хаит и др.- 4-356S55/28-I2; Зачплено 27.03.89; Опубл. 23.07.91; Бил. $ 27 - 2 е.: 4 ил.

1988 г.