автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Разработка методов и средств регулирования неровноты продукта на ... машинах

ДКПКНГРЛЛСКНЛ сгдш трудовою красного ЗНАМЕНИ институт текстилыю.1 и дкгк0.1 лром'шишост'л ижни с.м.кирова

На правах рукописи

окологом АРТУР льюзич

РАЬРАШТКА И ОРКЖТЛ РШ/.ИРОлЛНИЛ НЕГОЗНОТЫ

ЛР0Д/К7А НА 7шллышх МАШИНАХ

С..в:иалы10сть 05.0,2.13 - 'Малшш и агрогатн легкой

ПрО'ЛЛЛОИНОСТй"

А ¡» Т О Р К ? Е ? А Т

тмцл" на соискание

учимой отечгчш кчнцлдчтя технических наук

Сднкт-Патерйург 1991

■О

Работа выполнена в Ленинградском ордена Трудового Красного Ёнег.:е:н: институте текстильно;: и легко'4 про?.:, ценности и:.:ен:„ 0.1.!.Кирова

Научны!-: рукопо. .лтель:

доктор технических наук, профессор З.К.Поляков

Научный консультант:

кандидат технических наук, доцент

С.¿.Панфилов

Официальные оппоненты:

до..тор технических наук, профессор кандидат технических наук

З.й.Знтин З.А.Авроров

Ведущее предприятие - ПО Кузнецктекстильмаа

Ьадита диссертации состоится ¿7декабре 1591 г. в часов на заседании специатези;озанного Совета Д.063.67.02 при Ленинградской ордена Трудового Красного Знамени институте текстильной и легкой промышленности имени С.М.Кирова.

Адре„: 191065 г. Ленинград, ул. Герцена, 18, ауд. ¿41.

С диссертацией ш;:шо ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан ¿Б ноября 1991 года.

/ченнп секретарь специализированного

Совета Д.063.67.02, доктор техничс

ОЕЗАН шшгтсгш, .работы

Актуальность г/боты. 6 ичетоявв'в прется качество продукции тка^в^о отделочного лродеьэздтва хлогг-гатобу: ?а-*ко.З аролггтонностя тоснэ связано с а.4<1«к7иг.:!остыо работы мааин прядильного ¡г/олзводства. 'а свои очоредь нэчеотгеняхо показатели лрлдильного .фоиззодства во. .лкогом лредолределямтсл работол ма^'/л: р;1зр:1хлг:телы10-г..-злального агрегата. Несмотря на -нрочоо внедрение в чесальном'перехода бутлерлэ'го питаний, холото,зое питание чееальних пазян остается до:.аниру»А~:1 про "роиэвздстие качественно:: пряжи дожах номеров п при переработке тонконололкиетого хлопка.

¡•¡сел«Д01!'5>ии неропнэт.ч полуфабрикатов яряддльного производства,. и;'Оилдеаккв отелестьвнни..:/. и зарубсмкнми учении поз ¡тили сделать з.-.вод о.то:'., что снягх-ияо норош'тг.1* холстов па начально/, стадии технологяческого П]-оцг зесьгла элективно, поскольку, вследстг.:«г бользол е:;тллс<8, на последующих переходах она .^ар.-.ыаетсяпз длинноволновую-коровно-гу /. воз-чоглюоть се сн'.крнкл,' например путем регулирования развеса н" ййкто'ш^х маилл.г: с помолыэ регуляторов лпнейю;: плотности лента, кро;::к. ограничена.

Традплчоши:.'. подход к реленил проблема получения холстов с ыалоЛ н-ровлотол, основ:.валлился на опито эксплуатации лре;иыас,твую,тах «одело.1 казин .л предлолзгадай созданяо ал очно?» олоктроннол система рогули.. ¿виная по дал аолознтель-н:.х результатов, ¿а последние 15 - ¿0 лет конструкция педального регулятора но претерпела каких-либо судеств ших и^ ..ено-нил. йоэтолу п настоящее время при проектировании нозгйс скоростных высокопроизводительных трепальных мамин необходимо учи. ;-вать но только механические, но и технологические параметр: работа малини а целью доведения качественных показателей получаемых холстов до уровня лучзих зарубежных аналогов.

дисс"'..т-тг;он:--о:" гл^.р- • является разработка хомплек-за технических сходств для систем/ сегулировянил неровноты холста, позволяющих стабилизировать нерозноту продукта получаемого на трепальной малине.

j соответствии с осьоваоГ: даль» в работе .¡оставлены а ревень; слсдузсда задачи:

1. Б коде экоязр:глентаты!1з: исследован-,:*. с аолд элементе" теории функций элродс ícíi-í

показг.тодц наот'.ига волокна коступахссго- з зону п9д<дль::ого регулятора.

¿. Слределен : ¡¿акторы нарушатся о нормальны* процесс ъ..раоКива>;лл волокнистого настиг су^еству^им педальном регулятором. -'

3. Рассмотрена ь^эиахность рсг/л::роьа:!Дя нерозкотк настила за с-хт г.-лпудьсного'рог/лярозапля'опорос?;: :;¿o,~a,i; гкк-:е.1:у5 в кинематическою-цель дифферен^лльп <го лехлиззча.

4. /сханоБлска газкс:1\ость'иа;/о::си:1я дгихъ. нкя и плотности ьс.'_ 'vhuevoro .материал.ЛГбуккарв сёз' своооднол »члэрхяо-сти с'непаря.'шльнил:;: отеккамп. 1 ■•1

' '5i Оценена зиЬектигность -припоие-гил р-зработакях технн- ~ ческих средств в производственных условных.

■летодк ¡тсс.л^лов'пк'". Лри --рсивдонял • доследований техпо-логкче'чопо процесса ,л'0~/¡ированил и-регулирования толглшы настил«. и холста использовались ?лс::еити теория сл/чаЛшлс '" (¿уну.цил .• J работе использоаалпс» современнее летоди экслори-.•.-.ентальних цсследозанип.

uip.'iOOTKa результатов, эк ■ .''Г;;г:сатальн;а; исследовании проводилась на 33'.! -Е0 1040. • .....

Baywg ио?иан>- . ii-'результате проведенных исследований: i. : ;слсцована вьроЛп:еакдая^скозоСнозть педального регулятора трот.:ы.'УЛ лри рехулирог.ан.ч:-: участков пасти-

ла. различно;: дли...,'.

¿. Озредслсни *.ак?о: а карушг.дяо техяологлчсскиЛ лроцесс <р^../.роэснпл на лодиллх' иода .ьного регулятора однородного настила.

3. Лсследовака неровнота холстп по йяэпддя.

4. /ктанз.исна к--. Зходп/.ость суасплизлцик плотности волок-па в ипу.не.. части резервного бункера.

о. ] :.зра;. ..на подсль бункерного .глтателл Сез свобод:, j.i .¡огсрхдости толокна, с переменной плэдэдкп поперечного сочо-:•>:»:;:>. г .ал оиредедать пз::ененае плотности к дгдятняя

змлокка и бункере.

Л: -.?.?!• •¡■-.■сч-ш нелчозть плуп. Результаты, получение з работе, к.д1ц,»алсну на созтснкя нэзих .чашш лоззадпеклх пара-сат .аать г.олоа роли:;<?, струит/: но в-'">рэ<31ке холсты. Работа доле дона до л^а-сгдческоЛ ргализа.г:;.: ьнедрс-кля 5 лродззод-ОТВС1- • .х /сл<>аа;ос устроЛст.-Г! ст¿С;:ллза;^:и плотное?:! волокна в розбрзно:.: буккере тролалькоЛ : ¡алинн.

^анл лраетлче рекомендаций по иовь'лоншз качества 'осу.;^стзляо;«ого на трвпальноЛ кзшис тохнойогччоског* продзооа с дель;и сн/.-оил.ч ло; оллотл г,ол/час;:ого "олста.

Основа,'е а. я эл.- тг-олп: ;ее::;:г рь^елл.-;, -з

раСэто, ..';ог/т аалользозатьол К£..ч ар:; созерсонотлованли с/цсст-»»уы;.«, '?а:г г.рл создан;;:; нов х наралоктлзньх :н в которых «'Ьиольз^отсл б/лкорлое лглталле.

/шробалдя работы.

осноянле результат.1-» лооледовашя- доюид-азались л обсу:/.-дал:;с:> па: •

1. *лес9т.зко;, иау'шо-твхтггоеко!! коз\оренддл "Новое в ?охзлкс з :::голог;::1 текстильного лролзводстза". - Лванозо г.

¿. Слсод-лка технического' ;о~"та ЛО лузкоиктекст7.льг.-.ал г.луз.че^щ г,.

3. Заседаниях ка ,одр:-: .РЛТи.^Х £1ТДЛ ам. С'..Д.1Сироза. ■ г. Ленинград 1290, 1991 гг.

. Структура л объе.л работа.

состоит л л зпеданкл, четырех глаз основного текста, з::водоз ло работе, сллска литературы п прллоне'л:;!.

Основная -меть содер:"1Т : страниц :.:ах:ноплоного токи.а, рисунка, í таблицы и библиографии из 87 накмено-ванил.

СЭДЕ?;ЖЫ РАБОТи

Зо введении обосяовкззотся выбор те::" и актуальность диссертационно.'; работы.

Л не „у-о л т.т: делается сбзор существуюлих конструкций ре-уляторов толщины плоских текстильных полуфабрикатов, определяются основные тенденции их совершенствования.

IIа основании аналгча отечественных и зарубо:?.иих литературных и патентны источников дается классификация основных способов сти-..енпя нероянота холстов. Рассматривается применяемые в пастояцое время и перспективные системы регулирования линейно:! плотности полуфабрикатов основанные на использовании датчиков о рь.чллчниш принципа.з: кз:.:ере::ил, таких кык механические, радиоактивные, емкостные, ц'-от-юлектрическис, ¡шезмати-ческие г. др.

Однако большая часть этих методов измерения не наола широкого применения в промшллвнности, за исключением метод > оскоьапого на механическом определении то:,;;:::ь волокнистого холста. ^ис:е:лы выравнивания корозиоты построенные на использовании этого способа отлачактсс иадол стоимостью, простотой и надежностью в работе при достаточно;! точности и стабильности.

Анализ тецдешщ.. совер^скстьоэания мамин ведущий заруое:лными фирмами позволгет стлать вывод о том, что ¡или наряду с разработко!: новых современных систем автоматического регулирования развеса волокнистого продукта ведутся работа по модернизации систем бункерного питания с цель:з максимальной стабилизации качественных показателей наст;ша выводимого из б'"1кера.

Во зтороп главе рассматриваются вопросы связанные с анализом причин нарушающих нормальную работу педального регулятора и опреде^ онием качественных пог.азателей получаемого настила и холста с помощью характеристик случайна функции, таких как корреляционная функция, спеытралышы плотность и градиент неров-ноты.

Степень соответствия педального регулятора своему функциональному не.значению определяется качеством осуществляемого технологического процесса. Поэтому, учитывая вачное значение

которое играет педальный регулятор в обеспечении нормал'чого протекания технологического процесса, весьма актуальной является задача определения качественных показателей неровно-ты настила в зод1е педального регулятора и степени вкразнивакия зтого нпст;1ла педальным регулятором. ■

Экспериментальные исследования яо оценке выраэнпзаэтзЛ способности педального рсгу.г-торя проводились в производственных условиях па Ленинградски фабрике • "Рабочий".

¿.разнавплдая способность педального регуляторы оценивалась посредством сравнения качественных показателей диаграмм измениения толлины настила и холста наработаного из этого настала, полученных с использованием элементов теории слу^ей-ных функций. Относительная омкбка расчета корреляционных мунк-цпй составила 2 ?■>, спектральных плотностей 5 %, градиентов неровноты 4,5'.

Сравнительный ¡шалил полученных корргыо:рзмм показал, что в настиле волокнистого материала в зоне педального цилиндра имеется больлое количество резких и беспорядочных случайных колебаний, сггидетельствугпих о большей неравно''.ерности р-. • ределинил кло жов хлопка з настиле по сравнению с холстом. Чисто периодические колебания толщины в нестиле и холсте отсутствует. Анализ коррелогрпммы настила позволил выявить преобладая ¡ко в нем затухакцие волны их длина равна 17 см., 49 см., к0 см..

Анализ спектрограмм настила и холста позволил определить, что полученные спектры косят колебательный характер и имеют несколько "ликов". Установлено, что в нерозиоте г ютила волокнистого материала наибольший удельный вес имеют волны ледащие в коротко .. средневолновой части спектра.

Спектральный анализ неровноты холста поззолил выявить в холсте волны с длиной 71,97 л 138 с:.!. Сопоставляя спектрограм мы' настила и холста можно заметить , что волны настила длиной 17 у.л2 см. в малой степени выравниваются педальным регулятором : трансформируются в волны холста длиной 7 и 97 см. Волны пастила больллл длины, время прохождения которых через зону регулирор'шия больше времени запаздывания педального регулятора, усп^лно им выравниваются.

Анализ градиентов неровноты показал, что если внутренняя неровнота наоша, при длине базовых отрезков до 45 с.:, меньше внутренней неровноты холста, то при дальней:,; .1 увеличении длины базовых отрезков наблюдается обратш.., процесс. Ото подтверждает сделанное ранее предположение о недостаточном выравнивании педальным регулятором отрезков настила малой д.'.лни.

Внешня неровнота настила болео успешно выравнивается пцальньм регулятором, так внешняя неровнота холста отделяемая по отрезкам длиной 10С см. равна 1,45 %, а неровнота холста определенная для соответствующих отрезков длиной 38 см. равна 2,0 %.

Лолученн) 4 результаты позволили определить, что ..'.омини-рутадим фактором, наиболее отрицательно влияющим на технологический процесс форм: рования однородного холста является коротковолновая неровнота настила поступающего в зону педального регулятора. Таким образом, дня получения структурно ровного холста с малой неровнотой необходимо модернизировать яедалькый регулятор, с целью повышения ого быстродействия, ~лбо соьер;;.е11ствовать систему бункерного питания,питаясь сформировать настил волокна в котором отсутствовали бы колебания.толщины маетой и средней дсины,

» третьей главе, о учетом результатов полученных в предыдущей главе, рассматривается возможность регулирования неровноты настила за счет импульсного регулирован^ скорости привода. В существующую кинематическую цепь привода педального цилиндра включен диЫеренциал и дополнительная кинематическая цепь регулирования / рис. 1 /.

передача

оснс^ного

движения

L

Лпт

педальный цилиндр

передача движения регулирования

ИС.

Регулирование скорости педального цилиндра осуществляется за счет последоннтел.л1ого кратковременного включения и виключг шл электродвигателя. Изменение скорости на участке включения двигателя оииснв; тся равнением

СО +<2лсЬ +Р*со - 1>РА/ЧС > / 1 /

где г

Л'-ЛТ ' ¿гЬц?''^ (

£ - электромагнитная постоянная времени; ^ - Козщициент крутизн» статической характеристики;

синхронная угловая скорость ротора; У, - момонт инерции масси деталей с вязан их с педальным; цилиндром - момент инорции масса сателлитов;

|'риведенн!«ь к колесу 2ч момент инерции маосфередач в цепи регулирования; ¿ - передаточное отношение передачи от двигателя к колесу.

при ПЫШ7ШНОМ двигателе утлоьал скоуость ротора определится из уравнения

Ч^'ЗТ ' ' /2/

где

момент сопротивления приложенный к педальному цилиндру. Обозначив вр«лмя работа двигателя ¿/ , а время отключения ¿£ , периодический режим определится из условия

СО, (О)- (¿г) 1

£¿¿(0) У /3/

¿г((¿¿(О)-с^-(Ь))и

Для практической реализации предлагаемой схемы регулирования рекомендуется микропроцессорная система управления включг.,ацая в себя датчик измерения неровноть' настила, датчик измерения угловой скорости двигателя,« алгоритм последовательного включения и вшидаченпл двигателя.

С целью реализации второго направления получения ровного холста предпологаю.цего нормирование настила волокнистого

материала лишенного коротковолновых колебаний толщины пред кено два способа позволяющих достичь указано!' цели.

3 ервом случае предложено устройство дчя питания текстильной машина защищенное авторским свидетельством на изобретение. Устройство представляет собо>. два иоследово: -лвно установленных бункера. Настилы волокна, выводимые из них, б последствии складываются формируя один общий костил. Причем уровень заполнения каждого бункера волокном зависит от количества волокна находящегося в соседнем бункере. Однако практическая реализация этсго способа встретила значительные трудности.

В связи с этим было разработано второе устройство, состоящее кз двух бук-'еров. Первый бункер представляет собой бункер со свободной поверхностью волокна. Золокно выводящее из него поступает во второй стабилизирующий оункер с понудительным нагнетанием волокна.

Доя бункер;, с принудительным нагнетание: волокна, у которого передняя и задняя стенки установлены не паралельно друг другу давление и плотность волокна изменяются в следующей зависимости.

где

/Ъ - плотность золочна в ненагруг.екоч состоянии; д - константа сжимаемости;

00- расстояние мегсду передне.': и задней стеьками в верхней

части бункера; ■ ¿- - отношение скорости подачи волокна к скопости выпуска;

- высота бункера ;

- ширина бункера;

- коэффициент тропил сколькен/.я р-юкна по стенке бункера; V- коэффициент описывающий способность волокна передавать

прилилокное к нему давление.

и случае логда .к-редпяя и задняя стенки отклонены от В'фт:!кшл1 на /гол о( {¿-¿у*- - в случаи когда одна стенка отклонена на угол , а втор.,я установлена вертикально.

С учетом в, приведенных зависимостей найдены конструктивные параметры позволявшие стабилизировать :лотнасть вачокна во втором бункере.

.1 четвертом гл».г?о описывается методика и результаты экспериментального исследования азяяная устройства стабилизации плотности волокла п розеразом бункере на норовлоту получаемого настала и холста.

Экспериментальные исследования по оценке влияния устройства стабилизации проводились на ниточной, фабрике Гродненского пглдильно ниточного объединения. Исследования проводились по • -одаке оллсанол во второй главе.

,,ля получения объективных результатов настил и холст получение при установке на малике устройств- стаб" глзации сравнивались с настилом и холстом получе- г.гл на той-тта мазнне без использования птого устройства.

Корреляционный анализ показал значительное улучление структуры полученых настила и холста по сравнению с исходными. Хоррелограчмн полученного настила и холста имеют более полога;'; вид. длина их спада увеличилась от 42 см. до 160 см. у настилок и от 1Е4 см. до 1-160 см. у холстов.

Спектральный анализ настилов водозшэ в зоне педального регулятора показал,что если на неровноту исходного настила значительное влияние оказывают волны имеющие длину 22 см., 45 см. и 57 см., то для полученого настила длины соответствующих волн равны 52 см., 105 см. и 152 см._Что создает' благоприятные условия для работы педального регулятора.

Анализ спектрограмм холстов позволил определить знати-* тельное отлитие коротковолновых частей спектроа. Так в исходном холсте мо.чно выявить периодические зотухакг'.лв волны с длиной 50 см., 65 -м. л 165 см. 1 полученом холсте волны коротковолновой части спектра но оказывает значительного вжипш на неровноту холста, слабо выделяется волны с длинен 1-35 с..:, и 170 ем.

• Для получения количественных показателе;* неровнотн 'наста. 'л>' к холстов. бил лрэвадем анализ гридни .гов керооноты. Полученные результаты позволили установить увеличение об;цей

. нерошюты полученного настила до %, н> с;.,..ьь .¡лаз с обще.'; нероиното!': исходного настала равной 4,3 Однако внутренняя нерогнота полученого настила, в дно г.'-зоне отрезков'от. 7 с:.*, до 50 'см. меньше внутренней нерорнсты исходного пастила,- что свидетельствует об улу-гленпп структуры настила в диапазоне длин указанных отрезков.

Анализ градиентов нероанотн' холстов позволил устно- цть ' снижение, облей нероьноты холста с-3,6 % до 1,75 Знезняя неровнота-измеряема;-' по 100 см. отрезкам сиизпр'П с 1,7 « до 1,2 %. ■ • .

'ЙАКДЧЫСИ;. ' .

• 1-.'На основании полученных качественных характеристик .-' неровноты Настала В зоне регулирован/я г ¡опмулиро^а-ы основные условия 'получения структурно однорозпэгэ, ровного холста.

2. Определена допустимая величина колебания уровня заполнения резервного бункера волокном не приводяцан к Значительному увеличению неровноты получаемого холста.

3. Разработана татеметичеек'ы модель системы' бункерного питания в секции игольчатого трепача, позволил".л смодулировать процесс распределения гадокна в бункере и определить конструкционные параметры б,, '^ра ста'- «:зиру»-11его плотность волокна в его выпускной част.;.

. -4. Разработано нестандартна-"' техническое средство в виде стабилизатора плотности волокна в рез-- я>ном бункере трепальной машины, необходимое дла получения качественного холста.

5. Проведенные -в производственных условиях экспериментальные исследования эффективности использования предложенной разработки показали техническую и экономическую целесообразность ее применения на серийно выпускаемых машинах ь которых используется бункерное питание.

ОСНСШОВ СОДЗГлии!!: Д'ЮСыРТАЩа ОДПЖК(ШКО В РАБОТАХ

1 Кокотор.чч аспекты работы .педального регулятора трепальной ¡.:а;.'лн ; ùp:i т:у •••зппгаа коротковолновых участков настила / Лак ..плои 0.3..Добровольский il.il..Сковорода А.Л.; Ленингр. гн-т т(:к ткл. и легк. пром-сти,- Л., 1988.-8 е.: • пл. - Рус. - ,:»п. в .irLÎ'.iTÔitiernpoM 23.12.SS. Л 2ÔS6 - ля 83

'¿, Исследование хлогктора нерояноты голстоз с трепальных кпп::и для хлопка / Пакпсгов С.Ч.. Сковорода А.Л. ; Ляникг?. ея—«' токсткл. ':! легк. яром-jti:..._<- Л.. 1983. - 10 е.: ил. — . Еиблиогр. г назв. - Рус. - Ц=-:П!Т^1л«?глролт 2^.12.88.

::>- ¿¿^7 - лп es

3. jïob:о'р/ыггивлости ряботи педального регулятора -трепальной казпни для хлопка при влравннрянлп:: коротко ■■о.'¡ко- . вых участков наст::ла / ланЛ>илов C.J., Сковорода A.I. ; Ленингр. :;н-т хекстлл. ¡1 легк. лром-сти. - Л., .1989. - 17 е.: ил. -Рус. - Доя. в д.";и;?3.!лчгпром ¿-1.02.89, Ä 2727 - лп 89

4. 1Ы..клой C.B., Сковорода А.Л. ловыл.'нле б. рзвнляаю-iueil способности педального регулятора тр-:лально.н. малины для хлопка // Новое в технике и тоуно-огли текстильного производства : Тез. докл. всесоюзной нау-шо-тохнпческоЛ конл., 15 - 17 мая 1У90. - ¡«.в--шо?о, 1С20. - с. 46 - 47. • :

5. Основные тенденции совершенствования устройств для измерения л ротирования неровнот.: плоских текстильных-, полуфабрикатов / .хГ-н'./лол C.B., Сковорода A.Ï.; Леллнгр, ия-т текстил. к 1--ГК. про.'.-отд. - Л., 1991.- 18 - .: лл, -. Елбттагр. 19 назв. - Ту о. - Деп. в ЦКЙТЗЛ легпром 22.С4.91, 3311— лп

,6. A.C. «¿>18935 СССР, '.îlCï Д01С-.2-3/0-1 Устройство для. ■.. пиганлл текстильно': лл:::гни / 0.3. Пая-^лов,,-К.Л. -.'-.'ацепурэ, - • Д..'..Ск опоре да, Л.О.Умглглл и О.Г.Самохрутоза (СССР). -Л' 4669145/12 ; ЗллР-.епо 28.03.89 ; Опубл. 15.05.91,. Елл. Jé 18 // Открытия.изобретения. - 1291. - 18 - с. 82.