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

ЛЕНКНГРЛЛСКПИ ОГДКНА ТР/ДЭ13010 КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТ1ПУТ ТЕКСТИЛЬНОЛ И ЛКГКО.1 ;1ГО!Л,Л!!ЛЕШЮСта ИМЕНИ С.М.КИРОВА

На правах рукописи

скологода арт/р льюзич

разработка «штоаол 1! орклотл пл'улмро^лп^! нерозноты .¡год/КТА на тшллыш .маиглиах

.в;ыалы(ость 05.0.2.1.'3 - "',1а:'шшг и агрогатн легкой

иромымппиостй"

4 н Т О Г К И Г А Т

.•¡црмртнцх.' на ооискание

учгжоЯ стсзчони кчшшчта тохннчпсгих наук

Ся.чкт-Иптербург 1991

Работа выполнена в Ленинградском ордена Трудового Красного Знамени институте текстильно;: ¡1 легко* пром. тленности 21\'еш. 0.;,".Кирова

Научный руком, .лтель:

доктор технических наук, профессор З.К.Поляков

Научный консультант:

кащрщат технических наук, доцент

С.В.Панфилов

ОфрщиаЛьнь:е оппоненты:

до..тор технических наук, профессор кандидат технических наук

В.Я.Энтин В.Л.Авроров

Ведущее предприятие - ПО Кузнецктексткльмаа

Защита диссертации состоится «ё?/7 декабре 1991 г. в часов на заседании специалкзп;озанного Совета Д.063.67.02 при Ленинградском ордена Трудового Красного Знамени институте текстильной и легкой промышленности имени С.М.Кирова.

Адре^: 191065 г. Ленинград, ул. Герцена, 18, ауд. 241.

С диссертацией место ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан ¿6 ноября 1991 года.

/ченып секретарь специализированного

Совета Д.063.67.02, доктор техниче

ОЕДА/i :СШКГЗ:*ЛС7?ЛА .РАБОТЫ .

Акту" г.кост ь оты. <j* настоящее время качество продукции ткацкого к отдало' ;наго дролзуэдства.хлодчатобунайной • . iipo.^j.icHHOcT.í тесно связано с э&вктхгЯостю работы тладан прядильного ¡тропзаодстаа. В- споу очет-едь каЧсотвеия-с показатели дрлдплиюгэ арзазаодства во. ..:ногом предолроделдзтсл раСо'то!« 'г.'.".'»,;;:; разр^лнтвльио-трепалькэго агрегата! Несмотря на г::фот:оо шюдрсиае с ч.эсально.м переходе бункерного я2тл-г:!я,. .-холстоаов .глтанпо чесальных газик остается до,..шлрушз;й.цря производство качественно:: пряжи аыгохах номеров я ард переработке тонковолокнистого хлопка.

'/лолаяоаши неровном получабрпкагов лрчдального пролз-водства,. п^оиедепьч.'в отвчестввини.® л зарубо.т.н.ч\п учеными позволили сделать вывод о том, что снняс-шш н«ровгтг!» холстов на начально»:• стадия технологического процо:х-» весьма э:р]ок-тпвно, поскольку,■ вс.>шдст„чнн болмо:! рлтяака, на последуадкх переходах она лроврйгяетсяяз длинноволновую неровно?;" л возможность се саихенял. например путем регулирования раззеса i'" /.fi;:vo4iux ;.:wau-: с ио."0.деа регуляторов ланойкой илэтяоетк лентл, крг«:;к ограничена.

Традиционно аодход к редешю проблем.; получения холстов с малоЛ н^ровното::, осионьваыиЯся на ол-то эксплуатации лред-изств/А'их (¿одело 2 'мазин .л предполагающий создание елочной ялектропнол снстомц регули.. лвяняя не дал положительных результатов, ¿а последние 15 - ¿0 лет конструкция педального регулятора не претерпела каких-либо судеств чн^с hl. ..еис-ниЛ, Лоэтолу в настоят,ео времл np:i проектировании hobiüc скоростных высокопроизводительных трепальных маиин необходимо учк.^вать но только механические, но а технологические параметра работ;; машины с целью доведения качественна показателей получаемых холстов до уровня лучших зарубежных аналогов.

цель» дкосоут-гионкой parto- - .талдется разработка кодекса технических сродетв дня систем:: гюгулпрованил нероаноти холста, позволяющих стабилизировать нерозноту продукта получаемого на трепальной шллне.

'•О

; í 1

3 соответствии с основной цель» в работе доставлены а ревень: следующие задачи:

1. В ходе экспэрк;.;онталън:л: исследован;:.1: с номо элементе* теории случа::н;с фикций определен-: л«чое7иС1-з::в показатели наст'.вта волокна ност/пащего з зон/ недаль::ого регулятора.

2. Олредаден: ¿.акторы кйрушавдю нормашшЗ процесс ъ-.раикивакцл волокнистого настгла судествук.цам педадышд регулятором.

'3. Рассмотрена ьлз'.иожность регулирования нерозкота настила за счет гилзуль'сного 1;егу.яировал::я сг.оростк гцявода.м ^квчекия б кинематическую цепь диф&ерекциельп ого .лхлнизча.

4. /сйановлека зависимость яадоисьзя дмд. иия я ллотко-стл поз. плохого .материала в бункарю без свободно': »1о:ерхяо-стн с непаралельнцми стенками.

5. Оценена эуЬектигность применен;!;: разраоотаннх технических средств в производственных условиях.

:.-1втодк !гсслр.добпн'-тт . ;1рх проведении исследовании техно-логиче-,'-<о1Г'о процесса ^ор.тированял и регулирования толщины настгл" и холста использовались элемента теории случайных функций.- 3 раоото кспользовалис» современнее методы эксаори-кентаяьш-Х исследований.

Обр'лотУ.а результатов э;; а.>рг. .¡еитальньа исследовании нрозоднлась па ЭХ! ЕС5 1040.

Ка.учпул чоризна. Л результате проведенная исследований:

1. . ;сл<~дозана тлштгжайл способность педального регулятора яр.: регулировании участкоз насти-

ла различном дл;а.м.

¿. Ояределекы ¿акторы иарутавдю техиологяческиЯ процесс пня на недоли: иеда.ьного регулятора однорогого

настила.

3. Исследована неровнота холста по ило и.адн.

4. Уетано.иона н- •„ бход&лость стасияизации плотности водок-г.а ь ннмне.. части резервного Сункера.

6. Г:зрпс ана лодгль бункерного .ытателл Сез свэоодно:: .югерзшоотк толокна, с переменной плэдадью .поперечного езчо-::::я, :озйа..7Г'^ач определить изменение плотности к давления

зол окна у буккере.

.К.кт:;ч.-.'р'с ш"¡ю.ч'го^гь г-.,бот:;. Гезультаты, полученное з ■ работе, наира мон'-1 на аозд-анне ноз'-х .чаиан :юззоля:с^.::с кара-оат.лзать .голое ро>л;:.е,структурно а""орэдпке колоти. Работа до. 1С.;с.Ч'1 до л^экткчаско.:. ргалигщ:-:.! знедрэнпя Б г.^олззод- ■ ••••х уело;«"» устройства от ¿сил.1за»51К ллоткозтп волокна п репейном буккере трол-члькоЛ .ч&дош.

¿да^ практические рекомендации по поакленжо. качества осу.дпстиллемого на трепальной иаеаие те:снодогчческог- процесса с целые. сли.тон1'.ч ло! озиотк получаемого "олста,

. . оажызи. в в. .5 3Д- х тс-х^пчеогсш рехеям, л^едларае:.д:з з Работе,' лог„,т иоаользопатъея ка;с при дозер^н^тповеши суцест-»уюъаИ, так.¿-при создан;::; нов х пэрспактяйньх мсь ш б которых используется булкорлое питание.

Апробация работы.

Ооноянке результат;; игзледовяшя- доклад''залясь л обсуу,-дались па: ' 1

х. исэсолзнол научно-техипчоскол кон ;.сренцки "Новое и ?ох:пясе и . инологиа тпсстильного лропзаодотга". - Лванозо -¡.¡.ЛЗС г. ■

■ • ¿. Сасод'мша технического' совета »ТО лузноцктекстйлвмдд г.Кузнецк 0.291 г.

3. Засодан:шх кадедр;>; ■¡..¡ТилЛ 1ДТДЛ им. ¿..'¿.»Сироза. г. Ленинград 1590, 1991 гг.

Отроетура и объем работы.

диссертация состоит из ззеддния, четырех глав основного текста, зкподоз по работе, списка литературы и приложений.

Оси энная часть сэдерп? : ¿и страниц .'лзалноплского текста, 34 рисунка, 1 таблицы и библиографии из 87 наименовании. . .

СОДЗЕ-ЖЫ РАБОТ«!

Но введении обосиовкзается в.:бор тем" ;i г»кт/альность дассертащюнноГ; работы.

J по^оол.г.р делается сбзор существующих конструкций регуляторов толщина плоских текстильных полуфабрикатов, ■ определяются основное тенденция их совершенствования.

■ Г.а основании аналича отечественных и зарубе:хних литературных li патентннх источников дастся классификация основных способов с№1>..ек1"я неровнота холстов. Расе1:йтрива-.отся применяете в кастояцое время и перспективные системы регулирования линейной плотности полуфабрикатов основанные на использовании датчиков о различными принципал! измерения, так;тх как механические, радиоактивные, емкостные, фот^Апектрячесгсх, пневматические г. др.

Однако большая часть этих методов измерения не наача широкого применения в проглиаленност::, за исключением .метода осковзпого ка ]\;еханмчзском определении тот;;;::н^ волокнистого х.лста. „лстеж выравнивания неровного построенные на использовании этого способа отдачавтсг м&гол стоимостью. простотой и надежность» в работе при достаточно;; точности и стабильности.

Анализ тецдеяци.: совераексггозания калин ведущими зарусемнымл фирмами позволяет (.-Делать внзоц о тол, что ими не ряд/ с разработкой еов^х современных енотом автоматического регулирования развеса волокнистого продукта ведется работа по модернизации систем бункерного питания с цельэ максимальной стабхлизац..»? качественна показателе.1 касткла выводимого кз • б'тнсера.

Во второй главе рассматриваются Еопросы связанные с анализом причин нарушающих нормальную работу педального регулятора к опреде^ ением качественных показателей получаемого настила и холста с помольи характеристик случайных функции, таких как корреляционная функция, спектральная плотность к градиент неров-нотк.

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

которое играет педольнкк регулятор в обеспечении нормального протекания технологического процесса, весьма актуально."; является задача определения качественных показателей неровно-тн настила в зоне педального регулятора и степени выравнивания отого настила педальным регулятором.

Экспериментальное исследования ао оценке внраэняваЕ'зай способности прдатьного- рогу.хутора проводились в производственных условиях на Ленинградски.: фабрике "Рабочий".

^<равнл»апдая способность педального регулятора оценивалась посредством сравнения качественных показателе:; диаграмм измсниения то.ташч настила я холстг. наработаного из ятого настила. получениях с использованном элементов теории случайных функции. Относительная оаибка расчета корреляционных функ,-цай составила 2 спектральных плотностей 5 градиентов неровное 4,5''.

Сравнительный анализ полученных корр".:смрамм показал, что в настиле волокнистого материала в зоне педального .цилиндра имеется большое количество резких и беспорядочных случгг":-г.нх колебаний, сиидетельствулдих о больмеи неравно'.ерностп р--: •• ределенил клочков хлопка в настиле но сравнения с холстом. Чисто периодические колебания толцинн в настиле и холсте отсутствует-. Анализ .чоррелограт.м.1: настила позволил выявить преобладающие в нем затухающие волн;! их длина равна 17 см., 4Э о.1., 60 см.

Анализ спектрограмм настила и холста позволил определить, что полученные спектры косят колебательная характер и имеют несколько "пиков". Установлено, что в нерозноте г ютила волокнистого материала наибольший удельный вес имеют волны лежащие в коротко средневолновой части спектра.

Спектральный анализ неровноты холста позволил выявить в холсте волнц с длиной 71,97 и 138 см. Сопоставляя слектрограм мы настила и холста можно заметить , что волнн настила длиной 17 см. в мало« степени внравниваются педальным регулятором : трансформируются в волнн холста длиной 7 и 27 см. -Золнн настила г,ольлпп длины, время прохождения которых через зону регулирования больше времени запаздывания педального регулятора, успешно им выравниваются.

Анализ градиентов неровноти показал, что воли внутренняя неровнота каотила, при длине базов.« отрезков до 45 ом, меньше внутренней неровкоты холста, то при дальней:;: л увеличении длины базовых отрезков наблюдается обратно процесс. Это подтверждает сделанное ранее предположение о недостаточном выравнивании педальным регулятором отрязкоп настила малой

Внешняя неровнота настила более успешно вкфавнивается тдальним регулятором, так внешняя неровнота холста определи-емая по отрезкам длиной ЮС см. равна 1,45 X, а неровнота холста определенная для соответствующих отрезков длиной 38 см. равна 2,0 %.

Полученн,' результата позволили определить, что доминирующим фактором, наиболее отрицательно влияющим на технологический процесс фор,«,с рования однородного холста является коротковолновая неровнота настила поступающего в зону педального регулятора. Таким образом, для получения структурно ровного холста с малой неровнотой необходимо модернизировать педальный регулятор, с целью повышения его быстродействия, ~дбо совершенствовать систему бункерного питания,пытаясь сформировать настил волокна в котором отсутствовали бы колебания.толщины малой я средней длины,

о третьей главе, с учетом результатов полученных в предыдущей главе, рассматривается возможность регулирования керовноты настила за счет импульсного регулирования скорости привода. В существующую кинематическую цепь привода педального цилиндра включен дифференциал и дополнительная кинематическая цепь регулирования / рис. 1 /. _

передача

основного

движения

Н

Гм.

Д,

1 -о

¿Г

Цтт

педальный

цилиндр

передача движения регулирования

Рис. 1

Регулирование скорости педального цилиндра осуществляется за смет последовательного кратковременного включения и Виклмч< шя ьтсктродвигателя. Изменение скорости на участке включения двигателя описнв; тся равнением

¿¿> -+с2 Л СО - сОор^-сОоб 1>Р /% , / 1 /

где

" -Л- 'ыфшыГ

- элоктромчгнитняя постоянная времени;

I/ - Коэффициент крутизны статической характеристики;

синхронная угловат скорость ротора; У, - момент инерции масси деталей связаных с педальным; цилиндром

- момент инерции массы сателлитов;

у*- приведенный к колесумомент инер1ши маосфередач в

цепи регулирования; ¿. - передаточное отношение передата от двигателя к колесу.

Лри вкклг/шном двигателе углоьал ско;;ость ротора определится из уравнения

' ги

где

Д/- момент сопротивления приложенный к педальному цилиндру.

Обозначив вр^мя работы двигателя ¿, , а время отключения ¿г , периодический режим определится из условия

¿¿р(О). Г / 2 /

Для практической реализации предлагаемой схемы регулирования рекомендуется микропроцессорная система управления рключа;одая в себя датчик измерения неровноты наптила, датчик измерения угловой скорости двигателя,и алгоритм последовательного включения и вьзшоч.шпя двигателя.

С целью реализации второго направления получения ровного холста предпологапцего нормирование настила волокнистого

материала лишенного коротковолновых колебаний тосцины про;; кеко два способа позволяющих достичь указаной цели.

В ервом случае предложено устройство для "¡итания текстильной машинн защищенное авторским свидетельством на изобретение. Устройство представляет собо?. два последовав ъчьно установленных бункера. Настилы волокна, внводкше из них, в последствии складываются ¿ор.чируя один общий нрстил. Л пи чем урове!1ь 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 из двух буккеров. Первый бункер лредста^л/ет собой бункер со свободной поверхностью волокна. Золокпо иинодящее из него поступает во второй стабилизирующий оункер с принудительным нагнетанием волокна.

Для бункер., с принудительным нагнотани^ч волокна, у которого передняя и задняя стенки установлены не гшралельно друг другу давление и плотность волокна изменяются в следующей зависимости.

Р«>=(§& ^(а* . / 5 /

где

/Ъ - плотность волокна в ненагружекоч состоянии ; д - константа с:-::кмаемости;

00 - расстояние глелду передней и задней стеьками в верхней части бункера;

£ - отношение скорости подачи волокна к скопости выпуска; Л - высота бункера; # - ширина бункера;

^ - коэффициент трения сколья&н/.я в-чокна по стенке бункера; V- коэффициент описываивдй способность волокна передавать приложенное к нему давление.

a случао .<огдч .ki редняя и задняя стенки отклонены от вертикали на уголс<; Д- в случае когда одна стенка отклонена на угол , a вторая установлена вертикально.

С учетом в.пр-фИБбденшдс зависимостей найдены конструктивные параметры позволяющие стабилизировать ;.лотность волокна во втором бункере.

J четвертом главе онпскзается методика. и результаты экспериментального исследования влияния устройства стабилизации плотности вайзкна ri резервном бункера на неровноту получаемого настил.» и холста.

Экспери'ляитапшие исследования по оценке влияния устройства ста били за!;;; и проводились на ниточной фабрике Гродненского .¡рядильно ни точного объединения, доследования проводились по ■ "однке олпсanoii во второй главе.

^ля получения объективных результатов настил и холст получение при установке на малике устройств- стаб"тизации сравнивались с настилом п халсто-.! лэлучр"-.'ми на TOii-sre пааике без использования ртого устройства.

Корреля.'сюннкй анализ показал значительное улучшение структуры полученпх настила к холста по сравнению а исходными . Коррелогра-.к.ч полученного настила и холста шлевт балее пологи" вид. длина их спада увеличилась от см. до 160 см. у настплоз и от 1S4 см. до 1460 см. у холстов.

Спектральный анализ настилав водокнз в зоне педального регулятора показал,что если на керовноту исходного настала значительное влияние оказывают волнн алеющие длину 22 см., 45 см. и 57 см., то для полученого настала длины соответствующих волн равни 52 см., 105 см. п 152 см. Что создает благоприятные условия .для работа педального регулятора.

Анализ спектрограмм холстов позволил определить значительнее отличие коротковолновых частей спектров. Так в исходном холсте маяно выявить периодические зйт/хаххюв волнп с длино" 50 см., 85 л 165 ом. л получепом холсте bojuî:-j коротковолновой части спектра не оказнваот значительного влияния на керовноту холста, слабо ачделяктся волан с длиной 1.J5 см. и ПО f.M.

- и- -

Лш получения количественных показателе;» норовноты наста )в и холстов бил проведен анализ градис .гон керопноты.-Полученные результаты позволили установить увеличение обще;-неровноты полученного настила до Ь.Ои "'■>, но сиач1 .¡ию с об:цей неровнотой'исходного настала равно;! 4,3 Однако внутренняя неровного полученого настила', в диап.'-чонс отрезков от 7 см. до 50 см. меньше внутренней нерог-нот.ч исходного--пастила, что. свидетельствует о? .улу-глекпи структуры нас-тиля в'диапазоне длин указанных .отрезков..;

■ Анализ градиентов' неровноты холстов чозволпл усгпко' ять • 'снижение общ&'А нерощготи холста с 3,6 % до 1,75 Знелнчя . неровнота измеряема-' по 100 см. отрезкам енкзг-н^ь с 1',7 .« до 1,-2

... '• &АЩйЧИБ£ .,-

1. На основании полученных качественных характеристик нйровноты настила .ь зоне регулирования е;о]«уларош.ш; основные условия получения структурно однородного, ровного холста. '

¿. Определена допустимая величина колебания уровня заполнения резервного бункера -волокном но приводяцан к значительному увеличению неровноты получаемого холста.

3. Разработана матеметичеека; модель системы бункерного питания в секции игольчатого трепача, гюззэлчтаал смодулировать процесс распределения г-тлокна в бункере и очредглкть конструкционные параметры б\-^ра гтг-.-' :.;зиру¥. ¡¡его. плотность вэлокна в его выпускной'части.

4. Разработано нестандарт;:;).-! техническое средство в ьиде стабилизатор» плотности волокна в реа< рьиом бункере трепальной мамины,' необходимое дл° получения качественного холста.

5. Проведенные в производственных условиях экспериментальные исследования эффективности нсиользования.предломеннои разработки показали техническую и экономическую целесообразность ее применения на серийно выпускаемых мааинох в которых используется бункерное питание.

(хлюлпое солж/ли; д^ссиртацпл о.1/бш<шко а работах

1 Некоторой аспекты работы педального регулятора трепальной ««цвни »три икр- • пипакпя коротковолновых участков настила / Лак .клоп С.J..Добровольский Л.¡I.,Сковорода А.Л.; Ленинго. ин-т ток -тил. и легк. пром-сти.- .1.,1983.-8 е.: пл. - Рус. - ;«»Л. в :й:;,'.ТС1йегпром ¿¡8.12.68. ;5 2йС6 - ля PS

'¿. исслр5ов:1::по "характера нороплоты холстов с трепальных малки для хлопка / Пан;илоп С.Ч., Сковорода А.Л. ; Ленингр. нн-т текетил. и легк. пром-сти. - Л., 1993. - 10 е.: ил. -виблногр. г чапп. - Рус. - Деп. в ЩГ-С!ТЭТ1.погпро*г 26.12.68. .'.! 266? - лп 38

3. Ловкзоние эффективности работы педального регулятора трепальной ммл/.ны дм хлопка при влрапнитниии короткооолно-вкх участков настила / Панфилов С.З., Сковорода А.Л.; Лонннгр. лн-т текетил. ii легк. пром-сти. - Л., 1989. - 17 е.: ил. -Рус. - Деп. в ц;Ж13Ллегпром „4.02.Ъ9, .'!> 2727 - лп 89

4. Лаи.плоь С.П., Скозорода А.Д. Довшение е. ровнилаю-:цеи способности педального регулятора трепальной малина для хлопка // Новое п технике и теун^огм текстильного производства : Тез. докл. всесоюзно'.! научно-технической ко:гЬ;, 15 - 17 мал 1990. - Иваново, 1990. - с. 46 - 47.

5. Основные тенденции совершенствования устройств дта измерения и регулирования неровном плоских текстильных полуфабрикатов / Лел':илол С.В., Сковорода А.Л.; Лекингр. ин-т текетил. к дргк. про?:-ста. - Л., 1991.- 18 .: 'гл. - Епблногр. 19 назв. - Рус. - Деп. в ЦЫШТЭЛ леглром 22.04.91. '.Ь 3311 - лп

6. A.C. 1048995 СССР, \ÜCi Д01С 23/04 Устройство для. питан;:.-: текстильно!; калины / С.З.Пан;.:тлов, К.:Л. .''ацепуро, А.Л.Сковорода, ¡'.'.О.Умрихия и О.Г.Самокрутова (СССР). -

И 4669146/12 ; Заявлено 28.03.89 ; Опубл. 15.03.91, Есл". Ii 18 // Открытия.Изобретения. - 1G91. - 5 18 - с. 82.