Севостьянов А.Г. и др. Механическая технология текстильных материалов

Подождите немного. Документ загружается.

выполняется в пе'риод, когда тангенциальное ускорение пальца

лопасти батана имеет отрицательное значение. Из кривых ла

рис. 11.45 видно, что для батана с нормальными поводками воз-

можное время движения челнока через зев начинается немного

раньше 3-го, нижнего, положения колена главного вала и за-

канчивается немного позже 9-го, верхнего, положения колена.

Для батана с короткими поводками это время значительно

больше: начинается около 2-го и заканчивается около 10-го по-

ложения.

На рис. 11.46 показана схема направлений движения ба-

тана, ускорения и сил инерции.

Рассмотрим направление этих показателей в каждой чет-

верти оборота колена главного вала. Начало отсчета принято

в крайнем переднем положенйи батана.

В / четверти, примерно от О до 3-го положения колена, ба-

тан перемещается в сторону оси главного вала (стрелка б),

скорость батана увеличивается (см. рис. 11.45), следовательно,

ускорение направлено в ту же сторону (стрелка а), а силы

инерции челнока направлены в противоположную от берда сто-

рону (стрелка и на рис. 11.46).

В это же время челнок находится в челночной коробке и при-

жимается к передней щечке. Движение челнока через зев в этот

момент нецелесообразно.

Во // четверти батан перемещается в том же направлении

(стрелка б), но его скорость снижается. Следовательно, ускоре-

ние направлено в противоположную сторону движения батана

(стрелка а), а силы инерции челнока будут направлены по на-

правлению движения батана (стрелка и). В этом случае дви-

жение челнока через зев целесообразно, так как силы инерции

будут прижимать его к берду. В III четверти (от 6 до 9-го по-

ложения) батан перемещается в сторону опушки ткани (стрелка

б), его скорость возрастает и ускорение направлено в сторону

движения батана (стрелка а), а силы инерции челнока будут

направлены в противоположную сторону.

В IV четверти (от 9 до 12-го положения колена) батан про-

должает перемещаться в сторону опушки ткани (стрелка б),

скорость его снижается, ускорение направлено в противополож-

ную сторону движения батана (стрелка а), а силы инерции

челнока направлены в сторону опушки ткани._ Челнок в это

время находится в челночной коробке. Таким

образом, силы

инерции челнока будут прижимать его к берду во II и III чет-

вертях, что согласуется с выполнением технологических требо-

ваний полета челнока в зеве.

Батанный механизм с нормальными поводками, обеспечи-

вающий большую плавность и симметричность движения, при-

меняется на узких быстроходны^ ткацких, станках. Батанные

механизмы с короткими поводками применяются на широких

тихоходных станках. В этом случае увеличение времени полета

челнока через зев имеет решающее значение, а большая вели-

чина ускорения батана способствует энергичному прибою уточ-

ной нити к опушке ткани.

кулачковый блтанныя механизм

Кулачковый батанный механизм при использовании кулачка

соответствующего профиля может обеспечить любой заданный

закон движения и любую продолжительность периодов движе-

ния и выстоя берда, что необходимо при работе на высокоско-

ростных ткацких станках и станках большой ширины.

На рис. 11.47 изображена схема батанного механизма, кото-

рая применяется на станках СТБ. Кулачки 1 и 2 вращаются

на валу О. Кулачок 1 контактирует с роликом 6, а кулачок

2 — с роликом 3, которые установлены на угловом рычаге 4,

последний расположен на подбатанном валу 5. На лопасти 7

установлены брус батана 8 и бердо 9. Лопасти значительно

короче лопастей обычных челночных станков. На брусе батана

со стороны опушки ткани закреплены гребенки, составленные

из стальных пластинок 10. Они являются направляющими при

движении нитепрокладчиков через зев. (На станках АТПР

пластинки 10 не устанавливаются).

Батанный механизм значительно облегчен, так как он не

имеет челночных коробок и механизма, предупреждающего от-

рыв основных нитей при зажиме нитепрокладчика (последний

перемещается в зеве по направляющим гребенкам). Во

время движения нитепрокладчика в зеве батан выстаивает

в заднем положении. Время

выстоя батана значительно

превышает время полета ни-

тепрокладчика через зев, тем

самым обеспечивается прямо-

линейная траектория движе-

ния нитепрокладчика и необ-

ходимое время для работы

кромкообразующего устрой-

ства.

Перемещение берда

S = Si {К—[sin {2nkt)/{2n)]},

(II.8)

где 5i — полный путь центра каточ-

ка; — коэффициент (^С=ф1/ф1;

ф{=0 ... ф1; ф1 —угол перемещения

батана от прибоя до выстоя); kt —

безразмерный коэффициент, равный

отношению текущего времени t

Рис. 11.47. Схема батанного меха- к полному времени Т, за которое пе-

низма станка СТБ ремещается бердо.

Рис. 11.48. Цикло-

грамма движения

кулачкового бата-

на станка СТБ

О 1 2 7 S

ге

за ш sz зз зн зз зв

град

(-ш

Дифференцируя уравнение (II.8) дважды по времени, полу-

чим выражения для скорости и ускорения:

v = Sl[l^cos{2nki)]IT-,

Время поворота батанного механизма r=(pi/(6«), где п —

частота вращения главного вала станка.

На рис. 11.48 изображена циклограмма — графики переме-

щения 5, скорости V и ускорения а прибойной точки берда.

За начало отсчета (нулевое положение) принят момент начала

движения батана из заднего положения в переднее. По дан-

ном исследований продолжительность выстоя батана состав-

ляет 220° поворота главного вала при ширине станка 216 см и

245° — при ширине 330 см. Период движения батана в перед-

нее положение и обратно на станках с шириной 216 см равен

70°, а на станках с шириной 330 см эти периоды соответственно

50 и 55° поворота главного вала.

Проведенные исследования показывают, что при одинаковой

частоте вращения главного вала прибойная точка берда кулач-

кового батанного механизма станка СТБ имеет максимальную

линейную скорость. Она почти в 1,4 раза больше, чем в криво-

шипно-шатунном батанном механизме станка АТ-100-5М. В мо-

мент встречи берда с опушкой ткани при прибойной полоске,

равной 3 мм, скорость батана на станках типа, СТБ также

выше в 1,4 раза, а линейное ускорение батана в переднем поло-

жении берда выше в 2,4 раза.

Увеличение скорости и ускорения берда при прибое уточной

нити оказывает большее разрушающее действие на уточную

нить, и батанные механизмы с такими кинематическими харак-

теристиками в меньшей степени отвечают предъявляемым к ним

технологическим требованиям. Изучение воздействия берда при

прибое на уточную нить представляет большой интерес, осо-

бенно в условиях непрерывного роста скоростных режимов

ткацких станков.

5. НАТЯЖЕНИЕ и ОТПУСК основы

Система заправки ткацкого станка

Навой с основой располагается обычно в задней части ткац-

кого станка. Сматываемые с навоя нити основы огибают скало,

проходят через ламели (или ценовые прутки), ремиз и бердо,

в рабочей зоне станка зарабатываются нитями утка и в даль-

нейшем как составная часть ткани огибают грудницу, вальян

и наматываются на товарный валик. Для обеспечения непре-

рывности процесса ткачества готовая ткань отводится товар-

ным механизмом, а в рабочую зону станка подводятся новые

участки основы, сматываемой с навоя. Длина основы, сматывае-

мой С"-навоя, должна соответствовать ее длине, зарабатывае-

мой в ткань.

Вследствие зевообразования, прибоя уточной нити, отвода

наработанной ткани, сматывания нитей основы с навоя в рабо-

чей зоне станка наблюдается продольная деформация системы

нитей основы и ткани. Во всех случаях в каждый момент вре-

мени отдельные деформации системы, вызываемые определен-

ными механизмами, суммируются и составляют общую сум-

марную циклическую деформацию.

Наибольшее значение по величине имеют деформации, воз-

никающие в результате зевообразования и прибоя уточной

нити. Значительно меньшее значение имеют деформации си-

стемы заправки в результате процессов отвода ткани и отпуска

основы с навоя. Суммарная деформация системы заправки цик-

л'ически повторяется. Период ее изменения при равнонатяну-

том зеве и полотняном переплетении равен времени одного

оборота главного вала, а при разнонатянутом зеве и более слож-

ном переплетении — времени наработки одного раппорта по

утку.

На рис. 11.49, а показан график изменения суммарной цик-

лической деформации системы для ткани полотняного перепле-

тения, вырабатываемой на станке типа AT-100. По оси ординат

отложены значения деформации системы нитей, по оси абс-

цисс— последовательные углы поворота главного вала станка.

За начало отсчета принято крайнее переднее положение ба-

тана. Полный оборот разбит на 32 части. В рассматриваемом,

случае учтено действие зевообразования и прибоя. Высокие

пики / графика (рис. 11.49, б) соответствуют натяжению основы

во время прибоя и возникают они в результате деформации

основы в этот период. Почти горизонтальные участки // кри-

вой соответствуют периоду выстоя ремизок при открытом зеве

Участки кривой с наименьшим натяжением соответствуют мо-

менту заступа /Я.

Графическую форму циклического изменения деформации

системы в результате действия любого процесса на станке мо-

о 2 'f Б 8

10 1Z

IB 18 ZO

lZZk 26

30 0 2a(t)

a .

/ I

poma ггадниго

Sana

Рис. 11.49. Графики изменения сум-

марной циклической деформации уп-

ругой системы заправки на станке

типа АТ-100 (а) и натяжения основ-

ных нитей за один оборот главного

вала станка (б)

жно представить в аналитическом виде. Любую периодическую

функцию можно представить в форме тригонометрического по-

линома:

Ji,

= Xo-f^iSin((of4-6i)-f . . . +X„sin((D<-f 6„),

где — постоянная разложения; Хи ..— амплитуды соответствую-

щих гармоник; 6i, 62 б„ — начальные фазы отдельных гармоник; t —

текущее время; й)=2я//о —круговая частота циклической деформации си-

стемы заправки; h — период циклической деформации.

С помощью этого полинома можно выразить изменение на-

тяжения основы в аналитическом виде как функцию времени:

АТ = С

(п=я

+ Z ^т sin (m©< + 6te)

m=l

где С — коэффициент жесткости системы заправки станка.

Величину С определяют следующим образом. Предположим,

что система заправки состоит из двух разнородных элементов,

коэффициенты жесткости которых Cj и С^. Полагаем также,

что вся система находится под оди«аковым натяжением Т.

Под действием натяжения Т деформация растяжения одного

элемента заправки будет ^ь а другого элемента — Яг- Общая

деформация растяжения всей системы заправки

Также можно написать, что T-CiXi-, T=Ci'k2\ Т=СХ и

CiX.1

С2Я,2;

CiXi =

C%.

Решая полученные уравнения совместно

относительно С, получим

в общем случае, когда система заправки ткацкого станка

состоит из п разнородных участков, можно написать следующее

уравнение:

1/С =

Для нормального протекания технологического процесса тка-

чества Основные нити должны иметь определенное (заправоч-

ное) начальное натяжение. Общее циклически изменяющееся

натяжение основы

Т = ДГ4-Т'о = Сео+АГ,

где

Го

= Сео — начальное натяжение основы; ео —начальная деформация ос-

новы.

Соответствующее заправочное натяжение основы необходимо

для процессов зевообразования и прибоя уточной нити. Оно

устанавливается в зависимости от вида вырабатываемой ткани.

При недостаточном, как и чрезмерном, натяжении основы уве-

личивается обрывность, а иногда ткачество становится невоз-

можным. При малом натяжений возрастает прибойная полоска,

наблюдается залипание нитей в зеве.

Заправочное натяжение основы, сН, на одну нить устанав-

ливается в зависимости от вида вырабатываемой ткани:

Легкая (шелковая) 5—15

Средняя 15—50

Более тяжелая 50—150

Особо тяжелая 200—500

Отдельные нити основы в процессе ткачества имеют неоди-

наковое натяжение. Это объясняется некоторыми различиями

физических свойств отдельных нитей. Кроме того, отдельные

нити на навое имеют различную длину, что объясняется техно-

логией подготовки основы к ткачеству.

Механизмы натяжения и отпуска основы

Сущность отпуска основы состоит в продольном, смещении ни-

тей основы определенной длины в зону формирования ткани,

цель — компенсация израсходованной длины основы и создание

определенного ее натяжения.

Процесс отпуска основы с навоя и обеспечение необходи-

мого натяжения ее осуществляются на ткацком станке меха-

низмами отпуска и натяжения основы. С помощью этих меха-

низмов. рещаются следующие задачи:

равномерный отпуск основы с навоя соразмерно с расходом

ее в ткачестве;

создание необходимого режима натяжения основы и сохра-

нение его постоянным в течение всего процесса ткачества.

По принципу ^действия механизмы разделяются на два

типа — основные тормоза и основные регуляторы.

автоматические основные тормоза

Основные тормоза устанавливают обычно на автоматических

ткацких станках для выработки широких тканей (ширина за-

правки 120—185 см).

В хлопкоткачестве автоматический тормоз применяют при

выработке тяжелых костюмных, плащевых тканей, в шерсто-

ткачестве— костюмных тканей из гребенной шерстяной пряжи,

в льноткачестве — широких тканей из льняной пряжи средней

линейной плотности.

Автоматический тормоз представляет собой ленточный тор-

моз опорного трения. Кроме стальной тормозной ленты, наде-

той на шайбу навоя, имеются также дополнительные тормоз-

ные колодки, что позволяет создавать большее усилие для тор-

можения тяжелого навоя большой ширины. Поэтому тормоз

устанавливают с обеих сторон ткацкого навоя. Устройство и

работа основного тормоза подробно описаны в Лабораторном

практикуме по механической технологии текстильных мате-

риалов.

основные регуляторы

Основные регуляторы бывают двух типов: независимого дей-

ствия (позитивные) и зависимого действия (негативные).

Регуляторы независимого действия отпускают с навоя по-

стоянную, заранее установленную, длину основы независимо от

ее натяжения. Применяют эти регуляторы чаще на ворсовых

станках для подачи ворсовых основ и при выработке махро-

вых тканей.

Регуляторы зависимого действия служат для отпуска основы

с навоя, соразмерного с расходом ее в ткачестве, й обеспечи-

вают постоянный режим натяжения основы.

В отличие от'основных тормозов в регуляторе имеется спе-

циальная подвижная система, которая воспринимает давление

основы. Обычно органом, воспринимающим давление основы,

Натяжение

основы ^

Шбижная

система

регулятора

Меканизм

поворота

надоя

HhoSohj

Шбижная

система

регулятора

Меканизм

поворота

надоя

Рис. 11.50. Принци-

пиальная блок-схема

основного регулятора

Перемещемс/е

отШ-

щщегося катана или

^рутомештзма

е 7

17 16 15' h

Рис. 11.51. Схемы основного регуля-

тора с фрикционной передачей

станка СТБ (о), дифференциала и

g передачи движения ткацким навоем

является скало. Подвижная система регулятора взаимодей-

ствует с механизмом вращения навоя.

На рис. 11.50 показана принципиальная блок-схема регуля-

тора. Принцип взаимодействия состоит в том, что в случае

возрастания или уменьшения натяжения основы отпуск ее

с навоя соответственно увеличивается или уменьшается. При-

чиной изменения натяжения основы может быть неровнота по

линейной плотности уточной пряжи и в связи с этим изменение

уработки основы. В случае же равномерного расхода основы

подача ее с навоя будет постоянной.

Негативный основный регулятор станка СТБ. На

рис. 11.51, а представлена схема основного регулятора с фрик-

ционной передачей. Основа 4, сматываемая с навоя огибает

скало 5, которое свободно вращается в подшипниках, распо-

ложенных на рычагах 6, которые могут поворачиваться вокруг

оси О. К рычагам 6 крепятся болтами рычаги 7. На них дей-

ствуют пружины 8. Рычаги ^ и 7 и пружины 8 расположены

с обеих сторон скала. К рычагам 5 и 7 с левой стороны станка

(если смотреть спереди станка) крепится рычаг-шатун 9, па-

лец 10 которого входит в прорезь тяги 11. Болты £i и уста-

навливают так, чтобы между их головками и пальцем Ю был

зазор, в пределах которого рычаг 9 мог бы свободно переме-

щаться при качании скала и нормальном. натяжении основы.

Нижний конец тяги 11 соединен с кулисой 12, которая, имея

прорезь, может перемещаться относительно неподвижного

пальца 13. Ось вращения кулисы Oi находится на одном из

плеч двуплечего рычага 3, который в свою очередь может по-

ворачиваться вокруг оси Ог. На другом конце рычага 3 закреп-

лен ролик 2. Он касается пространственной горки /7, выпол-

ненной за одно целое с корпусом ведущего диска 16^ который

жестко закреплен на конце валика 14, получающего движенйе

от главного вала станка. Ведущий диск 16 вместе с валиком

14 может перемещаться вдоль его оси. К диску 16 прилегает

ведомый фрикционный диск 15. На соприкасающихся поверх-

ностях дисков 15 и 16 укреплены тормозные (фрикционные)

прокладки.

Ведомый диск 15 через втулку соединяется с червяком z,

который входит в зацепление с червячной щестерней zi. На од-

ной оси с шестерней z\ находится поднавбйная шестерня гг,

.соединенная с навойной шестерней 2з.

. При увеличении натяжения основных нитей скало опустится

и приведет в движение всю рычажную систему. В результате

этого ролрк 2 повернется вокруг оси Ог против часовой стрелки

и нажмет на горку 17. Последняя, перемещаясь с валиком 14

вправо, приведет в соприкосновение фрикционные прокладки,

установленные на дисках 16 и 15. Ведомый диск будет вра-

щаться и через зубчатую передачу г, 2з, навой 1 повернется.

Продолжительность соединения фрикционных дисков 15 и 16

зависит от колебания натяжения, основы: при увеличении на-

тяжения основы фрикционные диски дольше будут нахо-

диться в соединении и произойдет отпуск основы большей

длины.

На станке СТБ может быть один или два навоя. При двух

навоях устанавливают дифференциальный механизм, который

обеспечивает одинаковое натяжение нитей основы и подачу их

с обоих навоев. Дифференциал расположен в корпусе червяч-

ной шестерни Z\ (рис. 11.51, б). В него входят шестерни z^ И Zs

и две пары сателлитных шестерен Ze и z^. Шестерня Z4 установ-

лена на валике 20 жёстко, на его другом конце расположена

зубчатая муфта 19, соединяющая валик 20 с валиком 18, на

конце которого установлена другая поднавойная шестерня.

Обе пары сателлитных шестерен находятся в зацеплении.

Шестерни Zs и Zj жестко посажены на одной втулке. От ше-

стерни Z2 движение передается навою I, а от шестерни Zg через

шестерню Zg — навою //.

Сателлитные шестерни Ze и z? вращаются на осях, установ-

ленных в корпусе червячного колеса Z\. По отношению к'са-

теллитам Ze и zt корпус червячного колеса является водилом,

так как при его вращении оси сателлитов имеют переносное

движение.

При одинаковых диаметрах основы на навоях I и Л углы

их поворота, а следовательно, и длины подачи основы: будут

одинаковы. При разнице этих диаметров для одинаковой

длины подачи навои необходимо поворачивать на разные углы,

что осуществляется дифференциальным механизмом благодаря

передачам Zr, Z5 и Ze, Z4.

Если диаметры намотки основы на навоях неодинаковы, то

и натяжение основы на навоях будет разное. В этом случае

сателлитные шестерни, обкатываясь вокруг шестерен 24 и 25,

будут вращаться относительно своих осей, в результате чего

ткацкие навои будут поворачиваться в противоположных на-

правлениях до тех пор, пока натяжение основы на навоях не

будет выравнено.

Для определения заправочного натяжения основы составим

уравнение моментов относительно точки О, пользуясь схемой

сил, показанной на рис. 11.51, а (без учета силы трения в опо-

рах).

где Го — натяжение основы в статических условиях, Н; F —сила растяже-

ния пружины, Н; G — суммарная сила тяжести скала и рычагов, Н.

Отсюда натяжение основы

To = {2Fk-Gk)l{li'-h).

Натяжение основы регулируют, изменяя плечо /з.

При постоянной величине отпуска основы с уменьшением

диаметра намотки основы на навое угол поворота его должен

все время увеличиваться. Это происходит благодаря увеличе-

нию времени сцепления фрикционных дисков 15 и 16 из-за по-

стоянного опускания скала по мере уменьшения диаметра на-

мотки основы на навое.

Негативный основный регулятор пневморапирного станка и

многозевной машины. В механизме отпуска и натяжения ос-

новы угловая скорость навоя при уменьшении диаметра на-

мотки основы увеличивается с помощью клиноременного ва-

риатора. Вариаторный механизм отпуска основных нитей обе-

спечивает непрерывное вра-

7 g щение навоя. Нити основы

2 (рис. 11.52) сматываются

с навоя 1, огибают подвиж-

ное скало 3 и поступают

в рабочую зону станка.

На ведущем валу 00 ва-

риатора установлены диски

8 и 9. Диск 9 жестко за-

креплен на валу, а диск 8

может свободно переме-

щаться вдоль его оси. На

ведомом валу OiOi анало-

гично установлены диски 12

и 13. Здесь вдоль оси вала

может перемещаться диск

12, а диск 13 соединен с ним

Рис. 11.52. Схема основного регуля- неподвижно. Движение от

тора с клиноремецным вариатором ведущего вала к ведомому