автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Совершенствование конструктивных и динамических характеристик элементов прядильно-формирующих устройств пневмомеханических прядильных машин

О" 9Т

КОСТРОМСКОЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи РОМАНОВ Александр Олегович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ

И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕМЕНТОВ ПРЯДИЛЬНО-ФОРМИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ ПНЕВМОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРЯДИЛЬНЫХ МАШИН

Специальность 05.02.13—машины и агрегаты

легкой промышленности

Автореферат

диссертация н* соискание ученой степени кандидата технических наук

Кострома - 1991

—>>.

Работа выполнена в Ташкентском специальном конструкторском бюро текстильных• машин и Ташкентском институте текстильной и легкой промышленности им. Ю. Ахун-бабаева.

Научный руководитель:

Доктор технических наук, профессор А. П. Соркин

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор В. Н. Аносов

Кандидат технических наук, доцент М. М. Шукуров

Ведущее предприятие:

За иод Даштекстнльмаш"

Защита диссертации состоится „ М- М&сР 1991 г. и 4% часов па заседании специализированного совета К.063.89.01. Костромского технологического института. Адрес: 15С021, г. Кострома, ул. Дзержинского, 17.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Костромского технологического института.

Автореферат разослан „ /¡/О * (%/,Ри^яф^ 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор технических наук •--

Ю. В. БЕЛОВ

»

| АННОТАЦИЯ

;с>ртгь,<Р,а6ота посвямена исследованию процесса транспортирования волокон 'в прядильном блоке пневмомеханических мамин, выбору рациональных констрзкций транспортного канала и сепаратора, а также разработке методик по расчету этих элементов прядильного блока и определению режимов работы прядильного зстройства, что является актуальной проблемой, возникающей при создании новых и совершенствовании сзмествзющих пневмомеханических мамин.

Разработаны теория движения, распрямления и ориентирования одиночных волокон в воздумном потоке транспортного канала,а также методика и программа расчета на ЭВМ характеристик движения одиночного волокна, позволяющие определить оптииальнзю констрзк-цию транспортного канала.

Предложена, разработанная на основе теоретических исследований конструкция транспортного канала пневмомеханической прядильной мамины (на примере модели ППМ-120-3),позволившая существенно злдчмить качественные показатели вырабатываемой пряжи.

Исходя из теоретического анализа движения волокон в воздуы-ном потоке при переходе из транспортного канала на сепаратор и вдоль сепаратора, предложена новая констрдкция сепаратора,позволившая злдчмить показатели вырабатываемой пряжи по дстеровской неровноте и количествд пороков.

Приведены результаты экспериментальных исследований по выбору рациональных режимов работы дискретизирдюмей пары, определению аэродинамических характеристик возддмных потоков в прядильном блоке, определению энергопотребления,а также комплекс технологически х экспериментов по влиянию констрдкций транспортного канала и сепаратора на качественные показатели пряжи.В результа-ге исследований подтвердились справедливость проведенных теоретических расчетов и пригодность разработанных методики и про-

границ расчета для практического применения.

АВТОР ВЫНОСИТ НА ЗАЩИТЫ:

1. Результаты теоретических исследований движения одиночного волокна в воздушном потоке.

2. Конструктивное решение и методика расчета параметров транспортного канала.

3. Результаты теоретического анализа основных факторов, влияющих на движение волокон в переходной зоне "канал-сепаратор".

4. Конструктивное решение сепаратора для пневмомеханической прядильной манины (на примере модели ППМ-120-3).

5. Результаты экспериментальных исследований по работоспособности предложенных конструкций транспортного канала и сепаратора на машине ППМ-120-3.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Основными направлениями экономического и социального развития на 1986-90гг. и на период до 2000 года, утвержденными XXVII съездом КПСС, предусматривается дальнейшее развитие прядильного производства за счет внедрения новых технологий и разработки высокопроизводительного оборудования.

В настоящее время все более широкое применение в текстильной промышленности получает пневмомеханический способ прядения.

ТСКБТМ ПО "Ызбектекстильмаш" разработана пневмомеханическая машина ППМ-120-3 для производства хлопковой пряжи малой линейной плотности.Однако при разработке пневмомеханического оборудования возникает ряд проблем, которые в настоящее время еце не решены.

Эти проблемы связаны с тем,что качественные показатели пневмомеханической пряжи недостаточно высоки и не соответствуют в полной мере требованиям,предъявляемым к ней.Одной из причин этого является то, что процесс транспортирования волокон в прядильном устройстве пневмомеханических машин недостаточно изучен, и,

как следствие,отсдтствдет возможность расчета и выбора геометрии транспортного канала и сепаратора. Выбор параметров этих элементов прядильного блока в настоящее время проводится эмпирически, что сдцественно осложняет процесс определения оптимальной форны и геометрических размеров транспортного канала и сепаратора.

Неоптимальный выбор параметров дказанных элементов прядильного блока приводит к дхдднению распрямленности и ориентации волокон в процессе транспортирования последних из зоны дискретизации к стенке ротора, и, в дальнейыем, к снижению распрямленности волокон в пряже, повыиению обрывности пряжи,дхддмению ее качественных показателей (снижение относительной разрывной нагрдзки, повымение неровноты, двеличение количества пороков).

В связи с изложенным, задачи по разработке теории движения волокон в возддинон потоке, методик расчета и выбора формы и геометрических размеров транспортного канала и сепаратора являются актдальными и их решение необходимо для создания высокопроизводительного пневмомеханического оборндования.

Цель исследований. Целью работы является разработка методик расчета основных элементов констрдкции прядильного блока пневмомеханических манин и их соверыенствование на основе рездльтатов теоретических и экспериментальных исследований. Для достижения поставленной цели в работе должны быть реаены следдюцие задачи:

1. Полдчение закона движения, распрямления и ориентации одиночных волокон в возддмном потоке транспортного канала;

2. Разработка методики расчета и выбора рациональной формы транспортного канала;

3. Выявление основных факторов, влияющих на транспортирование волокон в переходной зоне "канал-сепаратор";

4. Разработка методики расчета рациональных констрдктивных соот-номений основных элементов в переходной зоне и формы сепара-

тора ;

5. Экспериментальная проверка влияния конструктивных изменений на 'качественные показатели пряхи, выработанной на пневмомеханической прядильной машине ППМ-120-3, и энергопотребление роторов;

6. Проверка адекватности теоретических положений и результатов экспериментов.

Обцая методика исследований. Задачи,поставленные в диссертации ,решались теоретическими и экспериментальными методами с учетом работ в областях теоретической механики, аэро- и гидродинамики, текстильного машиностроения.

Составлены дравнения движения, распрямления и ориентирования одиночных волокон, транспортируемых воздушным потоком.

Расчеты выполнялись с применением диалогово-вычислительного комплекса ДБК-3.

Экспериментальные исследования проводились в лаборатории ТСКБТМ на специальном одноместном лабораторном стенде, а также десятииестном лабораторном стенде мамины ППМ-120-3.Обработка рездльтатов экспериментов проводилась методами регрессионного анализа с доверительной вероятностью 0,95.

Оценка различных вариантов испытываемых конструкций проводилась путем сравнения с базовым вариантом аналогичной детали.

Нанчная новизна. Проведены теоретические и экспериментальные исследования процесса движения,распрямления и ориентирования волокон. При этом решены следующие научные задачи:

- полдчен закон движения, распрямления и ориентирования волокон, транспортируемых воздушным потоком;

- разработаны методика и программа расчета на ЭВМ оптимальных параметров транспортного канала;

- проведен анализ влияния основных факторов на процесс тра-

нспортирования волокон в переходной зоне "канал-сепаратор";

- разработана методика расчета формы сепаратора;

- н'а основе разработанной теории и методик расчета выб;' транспортный канал и сепаратор для мамины ППМ-120-3, поэво: цие длдчшить качественные показатели вырабатываеной пряхи.

Практическая ценность резнльтатов исследований. Проведе данной работы вызвано необходимостью соверыенствования кок рдкции элементов прядильного блока пневмомеханических пряди ных мамин типа БД, в частности ППМ-120-3, с целью повышения чественных показателей пневмомеханической пряжи.

Предложена методика расчета формы и геометрических раз ров транспортного канала, с помоцью которой выбрана конст^ ция транспортного канала для мамины ППМ-120-3, позволяв ; длдчшить прочностные характеристики пневмомеханической пряжи

Предложен сепаратор новой формы, позволивший длдчыить ! : • номерность пряхи и снизить количество пороков в ней.

Разработанная методика расчета позволила определить о: мальндю формд сепаратора в поперечном разрезе.

Рездлыаты исследований и предложенные констрдкции тра портного канала и сепаратора, а также предложенные режимы боты дискретизирдюцей пары, приняты Ташкентским СКБТМ к вк рению на разрабатываемой машине ППМ-120-3.Экономический эф? на машине ППМ-120-3 по внедряемым рездльтатам работы состав ет 1085.17 рдблей на однд машинд в год.

Апробация работы. Основные положения работы докладывалис полдчили положительна» оценкд на семинаре по теории механиз > машин при АН СССР (Костромской филиал) в 1989 годд и на надч „; семинарах кафедры "Маихны и аппараты текстильной промышленное ТИТЛП, Ташкент, в 1988 и 1989 гг.

Публикация работы. По теме диссертации опдбликовано ч

статьи и отчет о НИР.

Объем диссертации. Общий объем работы составляет 93 страницы машинописного текста, 14 таблиц, 31 рисунок и приложения. В приложениях приведены текст программы для решения основных уравнений движения одиночного волокна на ЭВМ,акты внедрения и расчет экономической эффективности по внедряемым результатам работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приведен обзор и анализ литературы, сформулирована цель и поставлены задачи исследования. Приведенный обзор источников показал,что процесс транспортирования волокон в транспортном канале и вдоль сепаратора до стенки ротора в пневмомеханических прядильных машинах типа БД практически не подвергался исследование.

На основе анализа работ Бондаренко Д.А., Рипки И., Павлова Г.Г.,Севостьянова А.Г. и др. сделан вывод о том,что все процессы в пневмомеханическом прядении тесно взаимосвязаны, и поэтому, нельзя изучать какой-то один из элементов процесса формирования пряжи пневмомеханическим способом прядения не затрагивая остальных элементов.В результате сформулированы задачи,которые необходимо решить для обеспечения наилучших условий транспортирования волокон и, в конечном итоге, улучшения качественных показателей пряжи и снижения энергоемкости машины в целом.

Во второй главе работы приведены теоретические положения движения волокон в воздушном потоке транспортного канала пневмомеханической прядильной машины типа БД, анализ и методика расчета формы транспортного канала.

В пневмомеханических прядильных машинах типа БД для транспортирования волокон из зоны дискретизации в крутильно-формиру-ющее устройство используется сужающийся канал (конфузор)(Позволяющий создавать ускоряющийся воздушный поток.

В связи с тем,что условия дискретизации и транспортирования волокон далеки от идеальных,волокна попадает в транспортный канал, им'ея самую различную конфигурацию и ориентацию. По материалам работы Хигуши К. и Катсу Т., выделено несколько основных, наиболее часто встречаемых в потоке воздуха, конфигураций волокон: распрямленное, крючковатое, петлеобразное, спутанное.

Рассматривается одиночное волокно (рис.1) с несколькими петлями и с двумя загнутыми концами,причем отдельные участки этого волокна могут быть расположены под отличным от нуля углом к направлению воздушного потока. Волокно мысленно разрезается на элементарные участки четырех типов конфигураций и ориентаций: распрямленное волокно, движущееся параллельно и под некоторый углом направлению воздушного потока, волокно с загнутым концом-"крючковатое" волокно, движущееся параллельно и под некоторым углом направлению воздушного потока.

Кроме одиночных волокон в транспортный канал попадают также группы волокон (комплексы), количество которых в большей степени зависит от качества ленты, а также от работы дискретизирую-щей пары. Группа волокон состоит из перепутанных между собой одиночных волокон. Воздушный поток в транспортном канале оказывает влияние в основном на свободные концы этих волокон и может в некоторой степени изменить форму комплекса (вытянуть его, выделить отдельное волокно и т.п.). Так как это воздействие на комплексы незначительно, оно в работе не рассматривается.

В дальнейшем рассматриваются только четыре основных типа конфигурации и ориентации одиночных волокон, из которых может быть составлено волокно произвольной конфигурации.

С целью упрощения расчетов принимаются следующие допущения: потери на трение воздуха о стенки канала не учитываются;волокно и воздушный поток считайся невесомыми. Кроме того,принимаем,что

Одиночное к элементарное волокна в воздушной потоке

Рис. 1

Схема стрди (без дчета и с дчетом вращения ротора)

Форма сечения сепаратора

волокно является абсолютно дпрдтик телок.

С дчеток этих допдцений считаем, что движение волокна определяется действием только аэродинамической силы.

(i)

где Щ , d, ¿ - масса, диаметр и длина волокна соответственно; J> ,V - плотность и кинематическая вязкость возддха; 11 , V -скорости возддха и центра масс элементарного дчастка волокна; У - нгол междд направлением воздзшного потока и осью элементарного дчастка волокна.По теореме об изменении количества движения в проекциях на оси координат центр масс волокна движется вдоль оси транспортного канала.

В работе рассмотрены четыре различных варианта конфигдрации и ориентации волокна в возддмнои потоке. Здесь приводится вариант являющийся наиболее обцим из рассмотренных, остальные варианты являются частными слдчаями приведенного.

Для "крючковатого" волокна произвольно ориентированного относительно направления воздныного потока можно записать дравне-ния изменения количества движения каждой части волокна и изменения момента количества движения волокна относительно его центра масс ¿y/2

= + reos у)- VCocJ-rysüiy) e/y,

-W* (2)

-ea-?)/2

~¡T~ = J ( §íS~+r)fci Ыъ+гшу)- vcxj-rytiny)¿¿ny>dy>+

+ ] ( +г)5а(и(хг+гс<Ху)-у(сс£)-гуХ1лу>)&пу>Ыу>.

Кроме того

<5>

где X , Х-1 , - координаты центров масс волокна и его частей, I - момент инерции волокна относительно его центра масс.

При подстановке выражений (1),(4),(5)в уравнения (2) и (3), получим замкнутую систему трех дифференциальных уравнений второго порядка относительно.переменных X , у , у , реиение которой СС=Х(^) , У-Ф^О , задает закон движения произвольно ориентированного в воздушном потоке "крючковатого" волокна.

Система уравнений (2),(3) решена численными методами на ЭВМ с помощью разработанной нами программы для микро-ЭВМ ДВК-3.

Поскольку нами принято допущение о том,что трение воздуха о стенки канала отсутствует,то можно принять,что скорость воздушного потока определяется по формуле

V = а/я,

где - площадь поперечного сечения транспортного канала, О. расход воздуха, и,следовательно, легко определить, что скорость воэдэшного потока на входе в транспортный канал составляет 20.. 30 м/с.Программой расчета предусмотрено варьирование формой трг нспортного канала путем сборки его из различного количества учг стков с произвольной конусностью.

Проведенные расчеты характеристик волокна при их движении в возддшном потоке транспортных каналов позволили сделать следующие выводы: скорость одиночного волокна на выходе из транспортного канала практически не зависит от величины начальной скорос ти волокна при попадании его в транспортный канал, а зависит о:

начальной распрямленности волокна, а также, но в значительно меньшей степени,от его начальной ориентации; относительная рас-прямле'нность одиночного волокна для рассмотренных типов каналов не зависит от фднкции изменения скорости, так как при длине канала 0,060 м одиночное "крючковатое" волокно дспевает распрямиться во всех рассмотренных типах каналов; скорость дменьиения дгла междд волокном и возддмным потоком при прочих равных дс-ловиях выме для волокон с меньшей распрямленностью. Кроме того, определен закон изменения площади поперечного сечения транспортного канала для обеспечения наилдчией ориентированности и распрямленности волокон.

Для опеределения влияния формы поперечного сечения транспортного канала рассмотрены два канала с поперечными сечениями равной площади, имеющими формд крдга и прямодгольника с закрдг-ленными меньмиии сторонами,и по числам Рейнольдса для возддшных потоков в этих каналах сделана оценка степени тдрбдлентности потоков, согласно которой значение числа Рейнольдса Яе^ для крдглого сечения всегда больше значения для второго сече-

ния при равных площадях этих сечений. При расчете для аналогичных каналов машины ППМ-120-3 полдчено, что = 1,5.. 1,7, т.е. можно предположить, что более рациональным является транспортный канал, имеющий формд поперечного сечения второго типа.

В третьей главе рассмотрен возддшный поток в переходной зоне "канал-сепаратор", а также влияние "подстилающего" возддыно-го потока на процесс транспортирования волокон.

В прядильном блоке пневмомеханической прядильной машины типа БД из транспортного канала волокна»переносимые возддиным потоком, попадают на сепаратор, вдоль которого они перемещаются к стенке крдтильно-формирдющего дстройства (ротора). В этой зоне наблюдается значительное дхддиение распрямленности волокон,свя-

занное с теп, что они касаются сепаратора и крышки каперы.

Возданная стрдя, набегая на прегради, растекается по ней. В прядильной камере мехдд сепаратором и крыыкой камеры имеется еще один поток возддха, создаваемый ротором при его вращении (рис.2).В воздднном потоке с постоянным направлением стрди волокна стремятся двигаться вдоль направления потока, однако, при повороте стрди волокна под действием сил инерции,стремящихся сохранить их направление движения, не дспевая соверыить поворот вместе с возддыным потоком, сходят с линий тока и ддаряются о сепаратор.Уменьшение количества соддарений и уменьшение дгла, под которым стрдя возддха падает на сепаратор, способствдет длдчиением дсловий транспортирования волокон в этой зоне.

Заданными параметрами стрди считаем: скорость П. истечения стрди из сопла, диаметр сопла сС . Сопло отстоит от преграды на расстоянии А , острый дгол мехдд осью свободной затопленной стрди и поверхностью преграды 5 .В зоне соддарения стрди с преградой кинетическая энергия свободной затопленной стрди переходит в потенциальндю энергию заторможенного потока,которая затем вновь переходит в кинетическдю энергию потока возддха, растекающегося в различных направлениях от критической точки.

Величина дгла £ кеждд осью свободной стрди и отрезком,соединяющим критическдю точкд с точкой на оси канала и принадлежащею выходномд сечениию характериздет степень искривлений линий тока стрди: чем меньше дгол £ , тем более пологими становятся линии тока, соответствдющие части стрди с большим расходом. Так как менее искривленные линии тока способствдют дменьиению вероятности схода волокон с них, то дменьыение величины дгла £ может длдчиигь дсловия перехода волокон на сепаратор.Полдчена зависимость величины дгла £ от величин А и с( (¿1*кМ)

£ = агс&л(16И°'*со£15$я{пЬ ((кс(#$-1бк*1саМ.5*)*- Ай)'°'5). (б)

Отсюда видно,что уменьшения угла ji можно достичь двумя способами: дменьыая величину диаметра d выходного сечения канала или увеличивая величинд h зазора иеждд сепаратором и крыыкой камеры.

В камере прядильного устройства сдществует поток, возникающий вследствие вращения ротора.Далее рассмотрено его влияние на поворот основной стрди,в результате полдчена зависимость

d*igа - const, (7)

из которой видно, что при постоянстве дополнительного ("подстилающего") потока и при увеличении диаметра выходного сечения угол поворота сС основной струи уненьмается, а при уменьшении диаметра выходного сечения канала - увеличивается.

В случае,когда характеристики основной струи остаются неизменными, а изменяется величина "подстилающего" потока, выполняется соотношение

/ if *£ >/ „ра 2/J>2J0M. (8)

Следовательно,поток,обладающий большим количеством движения секундной массы,отклоняет основндю стрдю на больший дгол,т.е. создает более благоприятные условия для транспортирования волокон.

Для определения оптимальной формы сечения сепаратора необходимо исходить из условия постоянного увеличения скорости воздуха при его движении от выходного сечения транспортного канала к стенке камеры. Снижать и увеличивать скорость воздуха можно изменяя проходное сечение,а именно,изменяя форму сепаратора.Для этого необходимо в области ускоренного течения сделать зазор между сепаратором увеличивающимся, а в области автомодельного сечения - уменьшающимся.Однако,в этом случае не учитывается возможное расширение потока из-за неограниченности потока с боковых сторон, поскольку он растекается по щели,а не по трубе. Поэтому вводится коэффициент, учитывающий расширение потока.Обычно этот коэффициент принимают равным 1,2..1,3. В результате по-

zs

лучена зависимость величины зазора от расстояния Г от крити' ской точки по радиусу сепаратора в следующем виде

-S pS г , J/0,i2

h^vi-expU 7* jj )/(i,5 (2,7* (jj) + Г*))) ,

о б

Форма сечения сепаратора,должна строиться по закону (9)(рис.: В четвертой главе приведены результаты эксперименталь: проверки, проводившейся на одноместном и десятиместном лабо торных стендах пневмомеханической прядильной мамины ППМ-120 разработанной ТСКБГМ,теоретических положений и выводов работ При постановке экспериментов в качестве характеристик пр выбраны следующие показатели: относительная разрывная нагруз коэффициент вариации по разрывной нагрузке, относительное уд нение при разрыве, работа разрыва, коэффициент вариации по п бору "Истер",количество пороков на 1000 м пряжи. Статистичес обработка результатов экспериментов проводилась на микро-ЭВМ известным методам регрессионного анализа с доверительной ве ятностью 0,95. Проведению основного эксперимента предшествов постановка предварительного эксперимента,на основании резуль тов которого по критерию Стьюдента определялось необходимое личество повторностей в каждом эксперименте.

В работе не рассматривались теоретические вопросы,связан с работой дискретизирующей пары, однако,в силу значимости эт процесса поставлен полный двухфакторный эксперимент, фактор которого являлись:частоты вращения прядильного ротора и дис! тизирующего барабанчика, для выбора рационального режима ра( дискретизирующей пары, и,как следствие,обеспечения большей < тоты технологических экспериментов.

Испытания проводились на десятинестном стенде машины 1 120-3 при выработке пряжи линейной плотности 10 Текс из хло! вой ленты линейной плотности 4,0 кТекс с длиной волокна 3:

мм селекции 9732И с использованием двойного прочеса с чесальных маиин ЧМ-450-7.

На основании проведенного анализа дравнений регрессии сделаны следдющие выводы:лдчиие качественные показатели имеет пряжа ,выработанная при частоте вращения прядильного ротора 41000 1/мин и дискретизирдющего барабанчика 5000 1/мин;при двеличении частоты вращения ротора до 61000 1/мин пряжа с более высокими качественными показателями вырабатывается при частоте вращения дискретизирдющего барабанчика равной 2000 1/мин; качественные показатели пряжи длдчиаются при дменьыении частоты вращения прядильного ротора до 41000 1/мин.

На десятиместном стенде маыины ППМ-120-3 поставлен • эксперимент с целью определения влияния формы поперечного сечения транспортного канала и диаметра его выходного отверстия на качество пневмомеханической пряжи.

Проверялись каналы транспортирования волокон двдх типов.Тип 1-базовый канал,входная часть его,составляющая 1/3 длины, сплющенная, средняя часть - кондс Морзе N0, конечная - цилиндр диаметром 5,0 и 6,5мм.Тип 2-предлагаемый вариант,сплющенная часть которого составляет примерно 2/3 длины, а выходная часть цилиндрическая с диаметрами 5,0; 5,8 и 6,5 мм.

Статистическая обработка рездльтатов эксперимента,при частотах вращения прядильного ротора 41500 и 61600 1/мин и одинаковых диаметрах цилиндрической части каналов типов 1 и 2 дала следдющие рездльтаты: пряжа,полдченная с использованием каналов типа 2, превосходит по всем качественным показателям пряжд, по-лдченндю с каналами типа 1, причем это превосходство по некоторым показателям (работа разрыва, количество пороков на 1000 м пряжи) достигает 5...30%.

Для определения диаметра выходного сечения транспортного

канала типа 2, при котором обеспечивается полдчение пряжи бол высокого качества, поставлен полный двдхфакторный эксперимен Факторами которого являлись:площадь выходного сечения транспо тного канала, частота вращения прядильного ротора.

Статистическая обработка результатов эксперимента показал что с точки зрения качества вырабатываемой пряжи лдчмим являе ся канал с диаметром выходного сечения 5,0 мм и с дменыгени диаметра выходного сечения наблюдается тенденция длдчыения чественных показателей пряжи по всем рассмотренный параметре теоретический вывод работы о том,что увеличение численного 31 чения величины кМ приводит к длдчмению дсловий транспорту вания волокон.

Однако,поставленный эксперимент не дал возможности ответ] на вопрос о выборе оптимального размера выходного сечения тр< спортного канала, так как неясно, к чемд приведет дальней] нменьыение диаметра выходного сечения. В связи с этим для т каналов с диаметрами выходного сечения 4,0, 5,0 и 5,8мм пост лен сравнительный эксперимент по определению влияния диа.чо выходного сечения на обрывность пряжи, вызванной забиванием нала волокном.

Эксперимент, поставленный на трех прядильных местах деся местного стенда заключался в выработке пряжи линейной плотно 10 Текс в течение 72 часов (9 смен). Для дстранения влияния дчтенных факторов фланцы с различными транспортными канал отработали на каждом месте по 24 часа.Полдченные рездльтаты зволили сделать вывод о том, что дальнейшее дменьыение диаме выходного сечения транспортного канала приводит к резкомд £ личению количества обрывов пряжи из-за забивания волокном следнего. На основании описанных выие двдх экспериментов вы? в качестве оптимального канал типа 2 с диаметром выходного

Типы рассматриваемых сепараторов

Рис. 4

чения 5,0 мм.

С целью уменьшения вероятности столкновения волокон с сепаратором сделана попытка создания "подстилающего" потока путем изменения формы сепаратора (рис.4).С помощью трубки Пито-Пранд-тля измерялись скорости воздушного потока в точке А,находящейся прямо под задней стенкой среза канала,для различных сепараторов при частоте вращения ротора 41000 1/мин. В результате получено, что скорость воздуха с использованием сепаратора типа С увеличилась почти на 30% по сравнению с базовым сепаратором.

Для оценки влияния формы сепаратора на качественные показатели пряжи поставлен сравнительный эксперимент со всеми четырьмя типами рассматриваемых сепараторов. Испытания проведены в 10 повторностях на стенде мамины ППМ-120-3 при выработке пряжи линейной плотности 10 Текс из хлопковой ленты линейной плотности 3,3 кТекс селекции АШ-25 при частоте вращения прядильного рото-

ра 46000 1/кин.

Статистическая обработка экспериментальных данных,проведен-ная отдельно по каждому качественному показателю пряжи с доверительной вероятностью 0,95, дала следующие результаты:

- прочностные характеристики пряхи: относительная разрывная нагрузка,коэффициент выриации по разрывной нагрузке,относительное удлинение и работа разрыва - существенно не зависят от формы сепаратора;

- коэффициент вариации по прибору "Нстер" и количество пороков в пряже существенно уменьмились при использовании сепаратора типа С по сравнению с базовым.

На основании этих результатов можно утверждать,что "подстилающий" поток,возникающий при использовании сепаратора типа С, обеспечивает более благоприятные условия для перехода волокон из транспортного канала на сепаратор,по сравнению с базовым сепаратором .

При изменении диаметра выходного сечения транспортного канала изменяется расход воздуха через прядильный блок, что приводит к снижению потребляемой двигательной энергии на вращение роторов. В связи с этим поставлен эксперимент по определению энергопотребления роторов при использовании транспортных каналов различных типов.

Проверялись транспортные каналы двух типов с диаметрами выходного сечения 5,0, 5,8 и 6,5 мм при четырех значениях частоты вращения прядильного ротора 45000, 50000, 55000 и 60000 1/мин.

Определялась величина энергии,потребляемой системами "электродвигатель + привод + ротор" и "электродвигатель + привод". Энергия, потребляемая ротором, определялась как разность энергий, потребляемых, указанными системами.

Результаты измерений показывают,что использование транспор-

тного канала с диаметром выходного сечения 5,0 мм вместо базового с диаметром 6,5 мм позволяет добиться снижения потребляемой двигательной энергии от 16,2% при частоте вращения роторов Пр =60000 1/мин до 29,8% - при Пр =45000 1/мин. Кроме того, полдчены эмпирические зависимости:

- энергии от площади выходного сечения транспортных каналов, имеющие вид

где С является постоянной при фиксированной частоте вращения ротора.

- потребляемой мощности от частоты вращения ротора, имеющие вид

= {¿-¿О+14

Индекс возле бдквы А/ дказывает на диаметр выходного сечения транспортного канала.

ОБЦИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 1. Выделены четыре основных элементарных типа волокон, для которых полдчена замкндтая система дравнений движения в воз-ддыном потоке.

' 2. С помощью программы для микро-ЭВМ проведен анализ поведения одиночных волокон (изменения их формы х ориентации) при различных значениях параметров волокна, возддыного потока и транспортного канала.

3. На основе проведенного анализа выбран закон изменения площади поперечного сечения транспортного канала по его длине.

4. Замена формы поперечного сечения транспортного канала с крдглой на прямодгольндю с закрдгленными меньшими сторонами приводит к снижению степени тдрбдлентности потока, что создает более благоприятные дсловия для транспортирования одиночных

волокон.

5. Нсловия перехода волокон из транспортного канала на сепаратор зависят от соотношения величины зазора между сепаратором и крышкой камеры и диаметра выходного сечения транспортного канала, а именно: увеличение отношения этих величин приводит к более пологому переходу струи на сепаратор,а значит способствует созданию более благоприятных условий для транспортирования волокон и, как следствие, к улучшению качественных показателей пневмомеханической пряжи.

6. "Подстилающий" поток позволяет увеличить угол поворота основной струи и уменьшить вероятность касания волокна о сепаратор, а значит позволяет в большей степени сохранить имеющиеся распряиленность и ориентацию волокон.

7. Получен закон изменения формы сепаратора в поперечной сечении,который должен повторять закон изменения скорости воздушного потока на границе пристенного пограничного слоя.

8. Форма транспортного канала оказывает влияние на прочное! ные характеристики пряжи, причем предлагаемый канал с изменен ними Формой и размерами поперечного сечения (типа 2) позволи получить пряжу лучшего качества, по сравнению с пряжей вырабс танной с использованием базового транспортного какала.

9. Предлагаемый сепаратор позволил создать "подстилающий поток воздуха, который оказал положительное влияние на процес транспортирования волокон в переходной зоне "канал-сепарато! и,как следствие, уменьшить количество сороков в пряже и снизив ее коэффициент вариации по прибору "Истер".

10. При уменьшении диаметра выходного сечения транспортно: канала, а с ним и расхода воздуха через прядильный блок пневме механической машины, потребляемая роторами энергия снизилась : 29,8% при частоте вращения роторов 45000 1/мин и на 16,2% п]

частоте вращения 60000 1/мин.

11. Результаты проведенных экспериментов подтверждают адекватность теоретических выводов и предложений настоящей работы с опытными данными.

12. Экономический эффект от внедрения результатов исследований по материалам диссертации составляет 1085,17 рублей на одну машину в год.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Романов А.О., Глазов В.Г., Соркин А.П. Рациональные режимы работы дискретизирующего валика прядильного блока машины ППМ-120-3 / Изв. вузов.Технология текстильной промышленности, 1987, N4. - С. 23-25.

2. Романов А.О. Испытание каналов транспортирования волокон прядильного устройства пневмомеханической прядильной машины ППМ-120-3 // Деп. ЦНИИТЭИлегпром, 1989.

3. Романов А.О., Соркин А.П. Влияние формы сепаратора на качество пневмомеханической пряжи //Деп.ЦНИИТЭИлегпром,1989.

4. Романов А.О., Соркин А.П. Движение волокна в воздушном по-

токе прядильного блока мамины типа БД // Деп. ЦНИИТЭИлегпром, 1986.

5. Создание прядильного устройства с частотой вращения ротора до 75000 об/мин: Отчет о НИР / Ташкентское СКБТМ. -13-83 п. 5.2.5; N0 ГР 01830005651, инв. N0 02860014514.-Ташкент, 1985. - 88 с.

6. Технико-экономические исследования механизмов машин прядильного производства с применением методов ФСА: Отчет о НИР / Ташкентское СКБТМ. - N0 ГР 01870050576. - Ташкент, 1987.