автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Совершенствование конструктивных и технологических характеристик для оптимальной наладки ткацких станков типа АТПР

Р Г 5 од

^ЫлВЕ

ИВАНОВСКИЙ ТЕКСТИЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ИМ. М.В.ФРУНЗЕ

2 ОгШ)МлЖННЫИ КОМИТЕТ РФ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

На правах рукописи

ГУБЕРМАН МИХАИЛ СЕМЕНОВИЧ

УДК 677.054.844.6 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫ! И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЛЯ ОПШШЬШИ НАЛАДКИ ТКАЦКИХ СТАНКОВ

ТИПА АТПР

Специальности: 05.19.03 - Технология текстильных материалов 05.02.13 - Машины и агрегаты легкой промышленности

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ИВАНОВО - 1994

бота выполнена в Ивановском текстильном институте им. В.Фрунзе.

учный руководитель

ктор технических наук, профессор Ефремов Е.Д. учный консультант

ндидат технических наук, доцент Степанов В.В. ициальные оппоненты:

ктор технических наук, профессор Ерохин Ю Ф. ндидат технических наук, доцент Цхггалинский С. Е. дущее предприятие - Центральный научно-исследовательский инсти-т хлопчатобумажной промышленности (ЦНИХБЙ).

адта диссертации состоится " ^ .. Улй'/fi.......1994 г.

..3.1. часов на заседании диссертационного Совета К 063.33.01 ановского текстильного института им. М.В.Фрунзе по адресу ; 3000. г. Иваново, пр. Ф. Энгельса. 21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института, зывы на автореферат, заверенные печатью, в двух экземплярах осим направлять в адрес института.

Автореферат разослан " 2% - . .МP.S..........1994 г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета К 063.33.01.

кандидат технических наук, доцент

АННОТАЦИЯ

Разработана методика согласования движений батанного, рапирногс механизмов. механизма компенсации и отмеривания уточной нити £ процессе ее прокладки в зев на станках типа АТПР. Представлсл алгоритм и программа расчета согласования движений вышеуказанны) механизмов с учетом разновеликости рапир. Определены кинематические параметры уточной нити ( длина, скорость ) в процеса компенсации с учетом ее пространственного расположения, формы V размеров неподвижных и подвижных глазков нитенаправителей. Рассмотрены вопросы учета деформации уточной нити по участкам в процессе компенсации и прокладки в зев.

Разработана программа расчета деформации уточной нити, позво-ляюшая в условиях ткацкой фабрики иметь оперативный контроль \ расчет необходимых параметров наладки системы заправки уточины.

Результаты работы рекомендуются ткацким фабрикам при наладке \ согласовании движений механизмов, связанных с прокладкой уточни нити, а так же могут быть полезны при проектировании исполнительных механизмов ткацких станков.

АВТОР ЗАЩИЩАЕТ:

1 Методику согласования движений механизмов, обеспечивахлци) прокладку уточной нити на станках типа АТПР.

2. Алгоритм и программу расчета параметров наладки этих механизмов .

3. Методику, алгоритм и программу расчета длины уточной нити I процессе ее отмеривания и компенсации.

4. Методику и программу расчета деформации уточной нити.

5. Устройства и способы, позволяющие контролировать и вырав нивать натяжение уточной нити.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАШШ

актуальность темы дисштлщи.

В настоящее время наладка основных механизмов пневморапирных ткацких станков в значительной мере зависит от квалификации обслуживающего персонала. т.е. отсутствуют объективные критерии контроля качества наладки станка на вырабатываемый ассортимент продукции. В современных фабричных условиях приходится часто пользоваться запасными деталями, произведенными не заводом изготовителем станка, а "местным" способом, что также требует подстройки и переналадки оборудования.

Практика показала, что наибольшее влияние на условия прокладки уточной нити оказывает согласованность работы компенсатора утка, ралирного и батанного механизмов. Эти же механизмы вместе с отмеривающим являются наиболее чувствительными к изменениям параметров их наладки.

Очевидно, что автоматизированный метод расчетов этих параметров, наряду с оптимизацией условий согласованности движений вышеуказанных механизмов транспортирования уточной нити в зев основы является наиболее прогрессивным. Задача становится еще более актуальной, если учесть, что электронный контроль за состоянием действующего оборудования вместе с компьютеризацией расчета параметров его переналадки при часто сменяющемся ассортименте продукции значительно сокращает время простоев, улучшает качество продукции и повышает культуру производства.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ Й): ЖДОВАНИЯ

Целью данной работы является разработка методики, алгоритмов и программ для автоматизированного расчета параметров наладки и сог ласования движения механизмов, обеспечивающих транспортирование уточной нити е зев основы ткацких станков типа АТПР Для достижения указанной цели неодходимо решить следующие задачи:

1. Провести аналитический обзор научной литературы с целые-выявления и обобщения наиболее существенных причин, объясняющих

недолет уточной нити до левой кромки ткани.

2. Определить основные направления, позволяющие положительно решить вопрос о согласованности движения механизмов, связанных с прокладкой утка.

3. Разработать методику расчета согласования движений концов рапир с учетом их разновеликости.

4. Разработать методику радчета согласования движений батанного и рапирного механизмов.

5. Определить параметры движения конца уточной нити.

6. Разработать методику определения компенсации уточной нити с учетом ранее не рассматриваемых факторов.

7. По разработанным методикам составить алгоритм и программу расчетов.

8. Разработать' методику. алгоритм и программу расчета деформации уточной нити в процессе ее транспортирования в зев основы.

9. Определить изменение натяжения уточной нити по мере сматывания ее с бобины.

10. Провести анализ параметров наладки отмеривающего механизма по мере сматывания нити с бобины из условия отсутствия недолетов.

11. Исследовать параметры наладки нитенатяжителя по мере сматывания нити с бобины из условия отсутствия недолетов.

ОБЩАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Теоретические исследования проводились с использованием основных положений теории тканеформирования, текстильного материаловедения, высшей и вычислительной математики, теории программирования.

Экспериментальное определение изменения натяжения нити проводилось методом электротензометрии на специально разработанное стенде, а обработка результатов наблюдений на действышеь оборудовании проводилась методами математической статистики.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

В диссертационной работе впервые:

1) осуществлен комплексный подход к изучению движения уточной нити;

2) разработаны методика, алгоритм и программа расчета величины компенсации уточной нити с определением параметров наладки и согласования движения батанного и рапирного механизмов, взаимодействия рапир, компенсатора и отмеривающего механизма при учете пространственного расположения нити, формы и расположения подвижных и неподвижных глазков нитенаправителей, деформации нити в процессе компенсации и транспортирования;

3) разработано 2 устройства для отмеривания длины уточной нити (Патент М 2005825. Патент № 2004646).

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ

Разработанные методики и программы позволяет технологу ткацкого цеха по исходным параметрам оборудования и ассортимента вырабатываемой продукции, используя ЭВМ. выдать карту данных переналадки ткацких станков.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

Результаты теоретических и экспериментальных исследований внедрены на Ново - ткацкой Фабрике АО Тлуховский текстиль", г. Ногинск Московской области.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные результаты диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на: •

- международной нучно - технической конференции "Проблемы развития текстильной, легкой промышленности в современных условиях" (Прогресс - 92). Иваново. 1992;

- техническом совете АО Тлуховский текстиль". г. Ногинск

- ? -

Московской области.

ПУБЛИКАЦИЙ

По материалам диссертации опубликовано пять научных работ: две депонированные статьи, тезисы доклада на научно - технической конференции и два патента.

СТУК ТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав с выводами, общих выводов по всей работе в целом, списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы страниц машинописного текста.' рисунков. /& графиков, ¿'. таблиц, список использованных источников из //'О наименований и l¿ страниц приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведен аналитический обзор литературных источников. связанных с работой механизмов прокладывания уточной нити в зёв основы станков типа АТПР. Длительная эксплуатация этих станков показала, что наряду с преимуществами, полученными от внедрения их в текстильную промышленность, им присуши и недостатки, требующие дальнейших усовершенствований и углубленных исследований.

Так. в частности, одной из основных проблем, требующих решения, является недолет уточины до левой кромки ткани. Важнейшую роль здесь играет правильная наладка как станка в целом, так и в особенности механизмов, связанных с прокладыванием уточной нити.

Опыт применения разновеликих (сопутствующих) рапир с цельк более эффективного их взаимодействия при встрече для более надежной прокладки уточины требует тщательного расчета углов сдвига водил рапирных механизмов. Этот сдвиг должен обеспечить согласованный с движением батана вход и выход рапир в зев и из зева основы и безударную с расчетным зазором встречу рапир

Правильная наладка механизма отмеривания уточной нити, и работа

компенсатора обеспечивают надлежащую величину подачи уточины в зев основы.

Все эти факторы встали с особенной остротой в последнее время в связи с часто меняющимся ассортиментом продукции, требующим быстрой и эффективной переналадки механизмов станка.

Учитывая вышеизложенное, сформулирована основная цель диссертационной работы, заключающаяся в разработке методики, алгоритмов и программ для автоматизированного расчета параметров наладки и согласования движения механизмов, обеспечивающих транспортирование уточной нити в зев основы.

Компьютерные расчеты позволяют учитывать ряд факторов, которые оказывают заметное влияние на процесс качественного формирования ткани, таких как: пространственное расположение компенсируемой нити, учет углов огибания нитью поверхностей неподвижных и подвижных глазков нитенаправителей. деформации уточной нити в процессе транспортирования ее в зев. учет изменения натяжения уточины по мере срабатывания ее с паковки.

Во второй главе решается задача по определению длины уточной нити в процессе компенсации.

Перемещение уточной нити складывается из перемещения, создаваемого отмеривающим механизмом и перемедания за счет механизма компенсации. Сложение этих перемещений должно обеспечить:

- необходимую длину уточины для формирования ткани и кромок;

- надежную передачу уточной нити из правой рапиры в левую.

Для этого необходимо согласовать движение всех механизмов, участвующих в процессе транспортирования нити в зев основы.

Поскольку разновеликие рапиры обеспечивают более эффективное их взаимодействие и тем самым более надежную прокладку уточины, то решаются следующие задачи.

1. Согласование движения батанного и рапирного механизмов, для чего определяется угол поворота главного вала, обеспечивающий безударный подход конца правой рапиры к плоскости берда. Здесь следует отметить, что разработанная для решения этого вопроса программа составлена из условия, что закон движения батана задан в общем виде, что позволяет оптимизировать согласование движений батанного и рапирного механизмов еще на стадии проектирования.

2. Согласование движений левой и правой рапир, для чего

определяются углы сдвига водил обеих рапир с тем. чтобы обеспечить оптимальный вход и выход их из зева, а так же необходимый зазор между рапирами во время их встречи.

3. Определение компенсации уточной нити с учетом пространств венности ее расположения, формы и размеров подвижных и неподвижных глазков нитеналравителей. Здесь же решается задача по определению скорости транспортирования нити в процессе компенсации, необходимая для определения величины натяжения нити в воздушном потоке рапир и влияние ее на величину деформации уточины.

4. Согласование работы механизма компенсации с рапирным механизмом. Критерием согласования' движения этих механизмов является длина уточной нити, выходящей из конца правой рапиры в момент. когда она находится в крайнем левом положении. Эта длина выбирается с таким расчетом, чтобы обеспечить надежный вход уточной нити в левую рапиру. Разработанная программа позволяет определить небходимую величину угла сдвига *> который координирует крайнее верхнее положение кривошипа механизма компенсатора по отношению к моменту прибоя уточной нити, т.е. к нулевому положению главного вала. В заклкнении главы приведены результаты расчетов на ЭВМ по определению параметров согласования механизмов, обеспечивающих прокладку уточной нити в зев основы

В результате анализа полученных данных было, в частности, выявлено. что разработанная программа согласования работы механизмов прокладывания уточной нити в зев основы обеспечивает возможность компьютеризации получения исходных параметров для эффективной наладки механизмов, участвующих в процессе прокладки уточной нити е зев. Была так же выявлена высокая чувствительность настроит некоторых механизмов к точности и надежности прокладки нити.

В третьей глазе проведены теоретические исследования пс определению величины продольной деформации уточной нити.

В процессе прокладывания уточной нити натяжение ее в различны) зонах заправки, как показано в первой главе, будет различным. При чем в зонах до и после отмеривающего механизма натяжение определяется различными и. в основном, независящими друг от друг; Факторами. Так, в первой зоне натяжение определяется ско ростью сматывания и параметрами бобины, намотки, баллона В>. второй же зоне натяжение зависит от силы тяги воздушного потока :

• *1

- 10 -

приемной и подающей рапирах и от сил трения перемещающейся уточины о направляющие глазки.

Вследствие разности натяжений в этих зонах после отмеривания уточная нить будет получать некоторую дополнительную продольную деформацию, и т.к. натяжение в первой зоне с уменьшением диаметра бобины при сматывании нити изменяется, то будет изменяться и величина продольной деформации утка. Значительное изменение этой деформации может привести к недолетам утка и к ухудшению условий передачи его из правой рапиры в левую. Чтобы предупредить возможное влияние деформации нити на условия ее прокладывания, необходимо иметь зависимость между продольной деформацией утка и диаметром паковки.

Далее представлен алгоритм расчета величины натяжения и деформации нити как в различных зонах заправки, так и суммарная. По разработанному алгоритму составлена программа расчета деформации уточной нити в зависимости от заданных технологических параметров. Результаты расчета представлены графически для хлопчатобумажной пряжи линейной плотности 18,5 текс.

Приведенные результаты подтверждает ранее обозначенное предположение. что если по мере сматывания уточины с бобины не вмешиваться в наладку системы заправки, то вследствие изменения натяжения уточины неизбежны ухудшение условий передачи нити из подающей рапиры в приемную и недолеты утка. Устранение этих отрицательных факторов на серийном оборудовании возможно двумя путями. Первый путь заключается в переналадке тормозка уточной нити, то есть в изменении установочного угла из тех условий, чтобы суммарная деформация уточины в системе заправки оставалась неизменной при изменении натяжения нити в вершине баллона.

В результате исследования для случая использования тормозков двух конструктивных исполнений получены пределы изменения их установочных углов в зависимости от пределов изменения натяжения нити по мере срабатыания паковки.

Второй путь заключается в изменении наладки отмеривающего механизма. При использовании этого пути по мерэе увеличения натяжения нити в вершине баллона необходимо соответствующем образом увеличить длину отмериваемой нити, чтобы компенсировать ее деформацию

п

Приведены зависимости требуемой компенсации нити от величины ее натяжения в вершине баллона.

В четвертой главе проведены экспериментальные исследования про цесса прокладывания уточной нити на пневморапирных ткацких станках.

Прежде чем проводить теоретические исследования по определению деформации уточной нити следует иметь объективные доказательства существования тесной связи между возникающими в процессе работы станка недолетами утка и изменением натяжения нити при сматывании ее с бобины для конкретных условий, с целью разработки в дальнейшем автоматизированной системы расчетов, параметров нападки соответствующих механизмов станка.

-Вначале на специально разработанном стенде методом электротен зометрирования проведен эксперимент, подтверждающий характер изменения натяжения уточной нити по мере сматывания ее с бобины Результаты эксперимента для бобины с уточной хлопчатобумажной пряжей 18.5 текс использовались в численных расчетах главы 3.

Далее методами математической статистики по стандартной прграмме подтверждается корреляционная связь: между диаметром отмеривающего шкива в плоскости контакта его с нитью и диаметром бобины в процессе его уменьшения по мере срабатывания при переналадке только отмеривающего механизма; между настроечным углом нитенатяжителя и диаметром бобины по мере ее срабатывания при переналадке только нитенатяжителя.

Наличие вышеназванных корреляционных связей подтверждают пред положение о том. что причиной появляющихся при эксплуатации станков типа АТПР недолетов утка и ухудшения условий передачи нити из подающей рапиры в приемную является изменение натяжения нити в зоне отмеривающая пара - бобина по мере срабатывания последней

В пятой главе приведено обоснование усовершенствований конструкций механизмов отмера и компенсации уточной нити.

На станках АТПР движение к отмеривающему коническому барабан чику от главного вала осуществляется цепной передачей. При больших скоростях и в ускорительных передачах цепь работает крайне неудов летворительно. т.к. отмеривающий барабанчик вращается с периоди чески изменяющейся скоростью в силу конструктивных особенностей передачи. Это приводит к быстрому износу элементов цели

звездочек и неравномерной подаче уточной нити.

Для более плавной передачи уточины, увеличения долговечности механизма отмера предлагается конструкция механизма с фрикционным вариаторным приводом (патент № 2005825). производственные испытания которого подтвердили предполагаемые преимущества.

Установлено, что в процессе срабатывания паковки уточной нити натяжение нити в баллоне < в зоне уточная паковка - отмеривающий шкив ) увеличивается, что приводит к увеличению деформации утка, влияющей на величину отмериваемой нити и качество левой кромки ткани. Для корректировки необходимой длины отмериваемой нити с учетом изменяющегося натяжения ее по мере срабатывания паковки разработано устройство ( патент М 2004646 ). позволяющее снизить эти отрицательные для формирования левой кроши ткани явления.

Самым ответственным элементом этого устройства является упругая пластина, т.к. от правильного выбора ее параметров зависит эффективность работы всего устройства. Приведена методика расчета параметров пластины, по которой разработан алгоритм и программа расчета ее жесткости при изменяющемся натяжении утка по мере срабатывания бобины. Расчеты проведены для хлопчатобумажной пряжи 18,5 текс. Дои перезаправке станка на другие артикулы ткани жесткость пластины можно корректировать изменением ее длины.

1Ь полученным данным было изготовлено экспериментальное устройство по отмеру уточной нити. Производственные испытания утройства проводились на Ново - ткацкой фабрике АО "Глуховский текстиль", г. Ногинск, Московской области, что подтверждается актом о производственных испытаниях.

За время эксплуатации данного устройства на ткацких станках АТПР-100-4 отмечено более качественное вырабатывание левой кромки ( разница между максимальной и номинальной длиной уточины в левой кромке уменьшилась в среднем на 60% ).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. 'В результате анализа литературных источников выявлено, что одним из основных резервов увеличения производительности ткацких станков типа АТПР и улучшения качества вырабатываемой ткани

является устранение причин возникновения недолетов уточной нити до левой кромки ткани и компьютеризация расчетов настроечных параметров механизмов, связанных с прокладкой уточины.

2. Разработаны методики, алгоритмы и программы расчетов по согласованию ралирного. батанного. отмеривахдвго механизмов и механизма компенсации утка, обеспечивахцие получение параметров наладки этих механизмов с помощью ЭВМ.

3. Разработана методика и программа расчета величины деформации уточной нити, позволяющая в условиях ткацкой фабрики иметь оперативный контроль и расчет необходимых параметров наладки системы заправки уточной нити.

4. Подтверждено наличие корреляционной связи: между диаметрами отмеривающего шкива и бобины в процессе уменьшения ее диаметра при паренападке только отмеривающего механизма: между настроечным углом нитенатяжителя и диаметром бобины в процессе ее срабатывания при переналадке только нитенатяжителя.

5. На основании экспериментальных и теоретических исследований разработаны усовершенствованные конструкции механизмов отмера и компенсации уточной нити (Патент Н 2005825, РФ. Патент М 2004646. РФ). Производственные испытания этих конструкций подтвердили улучшение качества формирования левой кромки ткани. Разница между максимальной и номинальной длиной уточины в левой кромке снизилась в среднем на 60%.

6. Разработана методика и программа расчета жесткости упругого элемента устройства компенсации уточной нити.

Материалы диссертационной работы отражены в следующих публикациях:

1. М.С.Губерман. В.В.Степанов. Л.В.Степанова. Совершенствование механизма компенсации уточной нити // Тез. докл. на международной научн. - техн. конф. "Проблемы развития текстильной и легкой промышленности в современных условиях" (Прогресс - 92). - Иваново. 1992. - С. 123... 124.

2. Пат. 2005825 РФ. МКИ оозо 47/36. Устройство для отмеривания длины уточной нити к бесчелночному ткацкому станку / Губерман М.С. , Степанов В.В.. Степанова Л.В. (РФ) Заяв. 1.4.91: Опубл- бш.

М1 2с.

3. Пат. 2004646 РФ, МКИ оози 47/36. Устройство отмеривания уточной нити бесчелночного ткацкого станка / Губерман М.С., Степанов В.В., Степанова Л.В. (РФ) Заяв. 13.6.91: Опубл- бюл. №4546. Зс.

4. Губерман М.С. Определение некоторых кинематических параметров уточной нити в системе заправки ткацких станков типа АТПР. -Деп. в ЦНШТЭИлегпром, N 3529 - лп, 1994 5. Губерман М.С. Согласование двихений ралирного и батанного механизмов ткацких