Підвищення ефективності роботи круглов'язальних машин шляхом удосконалення системи гальмування

Размещено на http://www.allbest.ru/

Київський національний університет технологій та дизайну

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ РОБОТИ КРУГЛОВ'ЯЗАЛЬНИХ МАШИН ШЛЯХОМ УДОСКОНАЛЕННЯ СИСТЕМИ ГАЛЬМУВАННЯ

Спеціальність: Машини легкої промисловості

ПАВЛЕНКО ГЕОРГІЙ ІВАНОВИЧ

Київ, 2003 рік

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Круглов'язальні машини належать до найбільш розповсюдженого і перспективного виду обладнання легкої промисловості, як такі, що мають високу продуктивність і широкі технологічні можливості в'язання трикотажного полотна.

Перспективним напрямом вдосконалення існуючих і створення нових типів круглов'язальних машин є подальше підвищення ефективності їх роботи за рахунок підвищення якості трикотажного полотна та зниження непродуктивних витрат часу роботи машини. Стримуючим фактором у вирішенні цієї проблеми є недосконалість системи гальмування круглов'язальних машин.

Незважаючи на те, що специфікою роботи круглов'язальних машин є досить часті їх зупинки та пуски (кількість зупинок круглов'язальних машин за зміну в окремих випадках перевищує 200), ряд принципових питань, пов'язаних з розробкою ефективних систем гальмування, залишається ще не вирішеним.

Про необхідність досліджень процесу гальмування в'язальних машин та його впливу на якість трикотажного полотна свого часу вказували проф. Гарбарук В.М., Мільченко І.С., Сімін С.Х. та інші. Найбільш ґрунтовно досліджені динамічні процеси, що відбуваються при несталому русі круглов'язальних машин, проф. Сердюком В.П., Піпою Б.Ф., Волощенком В.П., та іншими.

Проте практично всі їхні роботи присвячено аналізу процесу пуску машин, а ось режим гальмування в'язальних машин досліджено недостатньо. Немає досліджень щодо вибору раціонального часу гальмування круглов'язальної машини, впливу параметрів системи гальмування на динамічні навантаження, що виникають під час гальмування машин, розробки наукових основ проектування ефективних систем гальмування круглов'язальних машин та інше.

З огляду на ці обставини дисертація присвячена комплексним дослідженням розробки теоретичних основ та інженерних методів проектування надійної швидкодіючої системи гальмування круглов'язальних машин, здатної підвищити ефективність їх роботи за рахунок підвищення якості трикотажного полотна та зниження непродуктивних витрат часу роботи машини.

Зв'язок роботи з науковими планами. Дисертація відповідає напряму наукових досліджень Київського національного університету технологій та дизайну (напрям "Обладнання, системи керування технологічними процесами та контролю якості виробів") і виконувалась в рамках держбюджетної теми № 0100U003055, 2000-2002 рр.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є розробка теоретичних основ та інженерних методів проектування надійної швидкодіючої системи гальмування круглов'язальних машин, здатної підвищити ефективність їх роботи за рахунок підвищення якості трикотажного полотна та зниження непродуктивних витрат часу роботи машини.

Для досягнення поставленої мети були визначені і вирішені такі задачі:

- проведено дослідження з вибору раціонального часу гальмування круглов'язальних машин та його впливу на ефективність їх роботи;

- досліджено динаміку процесу гальмування круглов'язальних машин з метою розробки інженерного методу знаходження динамічних навантажень, що виникають під час їх гальмування;

- досліджено вплив конструкцій приводів та систем гальмування круглов'язальних машин на динамічні навантаження;

- розроблено інженерний метод знаходження часу спрацювання системи гальмування та досліджено його вплив на ефективність роботи круглов'язальної машини;

- проведено експериментальне дослідження процесу гальмування круглов'язальної машини та математичні експерименти з виявлення впливу параметрів системи гальмування на динамічні навантаження, що виникають під час гальмування як діючих, так і нових перспективних типів круглов'язальних машин;

- запропоновано та обґрунтовано шляхи удосконалення системи гальмування круглов'язальних машин;

- розроблено нові більш ефективніші конструкції приводів круглов'язальних машин з надійною системою гальмування;

- проведено виробничу перевірку працездатності та ефективності роботи окремих, запропонованих автором, типів систем гальмування круглов'язальних машин;

- розроблено теоретичні основи та інженерні методи проектування систем гальмування, здатних підвищити ефективність роботи круглов'язальних машин.

Об'єкт дослідження - процес гальмування круглов'язальних машин.

Предмет дослідження - системи гальмування круглов'язальних машин та їх вплив на зниження динамічних навантажень, спрямоване на підвищення якості трикотажного полотна і продуктивності машин.

Методи досліджень. При вирішенні задач, поставлених у даній роботі, були використані сучасні методи теоретичних та експериментальних досліджень:

- методи математичного моделювання та динамічного аналізу механічних систем з пружними в'язями - для створення моделей процесу гальмування круглов'язальних машин та знаходження динамічних навантажень, що виникають в механізмах машин під час їх гальмування;

- методи теорій міцності та пружності механічних систем - для знаходження завантаженості робочих елементів систем гальмування круглов'язальних машин;

- математичні методи планування експерименту - для планування експериментальних досліджень щодо оцінки впливу параметрів круглов'язальної машини та її системи гальмування на динамічні навантаження в механізмах;

- математичні методи статистичної обробки результатів досліджень - для обробки результатів експериментальних досліджень процесу гальмування круглов'язальних машин.

Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому, що:

- розроблено метод аналізу динаміки процесу гальмування круглов'язальних машин, що дає можливість знайти максимальну величину динамічних навантажень, які виникають в механізмах машини під час їх гальмування, та оцінити вплив конструкції системи гальмування та її параметрів на ефективність роботи круглов'язальних машин (підвищення продуктивності та якості трикотажного полотна);

- розроблено теоретичні основи проектування системи гальмування круглов'язальних машин, здатної підвищити ефективність їх роботи;

- проведено дослідження з вибору раціонального місця розміщення системи гальмування круглов'язальної машини, коли динамічні навантаження, що виникають під час гальмування, будуть мінімальними;

- розроблено методику та проведено експериментальне дослідження процесу гальмування круглов'язальних машин типу КО, яке підтвердило правомірність прийнятих при створенні відповідних математичних моделей припущень;

- виконано математичні експерименти з виявлення впливу гальмівного моменту системи гальмування і параметрів приводу круглов'язальної машини на динамічні навантаження, що виникають при гальмуванні, та одержано відповідні рівняння регресії.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що:

- розроблено інженерні методи знаходження робочих параметрів систем гальмування круглов'язальних машин (час спрацювання, величина гальмівного моменту, кількість гальм, місце установки гальм та інше);

- розроблено інженерні методи оцінки впливу конструкції системи гальмування та її параметрів на ефективність роботи круглов'язальної машини;

- розроблено принципово нові конструкції приводів круглов'язальних машин з ефективною системою гальмування (привід із зчіпною муфтою, привід, система гальмування якого містить гальмо, встановлене на голковому циліндрі, привід з гальмами, встановленими на голковому циліндрі та механізмі товарного прийому, система гальмування з двома пнемо-камерними гальмами, система гальмування з електромагнітними гальмами, система гальмування, що містить три гальма, та інші);

- працездатність та ефективність нових конструкцій систем гальмування круглов'язальних машин перевірені на виробничому підприємстві ЗАТ Київська трикотажна фабрика "Роза" (система гальмування, що містить зчіпну муфту, і система гальмування круглов'язальної машини, що містить електромагнітні гальма, розташовані навколо голкового циліндра).

Особистий внесок здобувача полягає у вирішенні основних теоретичних та експериментальних задач дисертації. За безпосередньої участі автора розроблено методики досліджень, теоретичні основи та інженерні методи проектування нових конструкцій систем гальмування, що забезпечують підвищення ефективності роботи круглов'язальних машин, а також виконано теоретичні та експериментальні їх дослідження. Наукові праці написані у співавторстві з науковим керівником. Конкретний персональний внесок автора полягає у постановці задач досліджень, розробці математичних моделей та методів досліджень, а також в аналізі та узагальненні результатів досліджень. У розробці принципово нових конструкцій приводів круглов'язальних машин автору належать основні ідеї, перевірка працездатності та ефективності роботи конструкцій, аналіз та узагальнення результатів перевірок.

Апробація дисертації. Основні положення і результати роботи доповідались і одержали позитивну оцінку на:

- наукових конференціях КНУТД (м. Київ, 2001-2003 рр.);

- наукових конференціях Чернігівського державного технологічного університету (м. Чернігів, 2001, 2002 рр.);

- науково-практичній конференції „Автоматизація виробничих процесів” (м. Хмельниць-кий, 2002 р.);

- науковій конференції Херсонського державного технічного університету (м. Херсон, 2002 р.);

- засіданні технічної ради державного підприємства „Чернівцілегмаш” (м. Чернівці, 2001 р.);

- засіданнях кафедри інженерної механіки КНУТД (м. Київ, 2000-2003 рр.).

Дисертація доповідалась повністю і одержала позитивну оцінку на:

- засіданні кафедри машин та апаратів легкої промисловості Технологічного університету Поділля (м. Хмельницький, 2003 р.);

- засіданні кафедри машин та апаратів виробництв хімічних волокон і текстильної промисловості Чернігівського державного технологічного університету (м. Чернігів, 2003 р.);

- науковому семінарі Київського національного університету технологій та дизайну (м. Київ, 2003 р.).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 33 роботи, серед яких 12 наукових статей у журналах, 2 тези наукових конференцій, 9 депонованих наукових статей і 10 деклараційних патентів України на винаходи та корисні моделі.

Структура дисертації. Дисертація складається із вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаних джерел та додатків. Повний обсяг дисертації - 237 сторінок, із них 36 сторінок ілюстрації, 14 сторінок - таблиці, 2 сторінки - додатки, 12 сторінок - список використаних джерел із 113 назв. Обсяг основної частини дисертації становить 148 сторінок.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, поставлено мету та сформульовано задачі досліджень.

Перший розділ присвячено огляду та аналізу досліджень щодо підвищення ефективності роботи круглов'язальних машин (підвищення продуктивності та якості трикотажного полотна) шляхом удосконалення їх систем гальмування. Виконано аналіз причин зупинок круглов'язальних машин та доцільності їх примусового гальмування. Встановлено, що основними причинами, які зумовлюють зупинки круглов'язальних машин, є:

- обрив ниток;

- затяжка ниток;

- поломка голок;

- поломка платин;

- спрацювання бобін.

Кількість зупинок круглов'язальних машин за зміну в окремих випадках перевищує 200.

Наведено аналіз процесу гальмування круглов'язальних машин та конструкцій їх систем гальмування, на основі чого вперше розроблено класифікацію способів зупинки круглов'язальних машин та пристроїв (систем гальмування) для їх реалізації. Запропоновано шляхи удосконалення систем гальмування круглов'язальних машин.

Наведено результати аналізу відомих досліджень впливу несталого руху круглов'язальних машин на динамічні навантаження, що виникають при цьому. Встановлено, що практично немає досліджень процесу гальмування круглов'язальних машин та його впливу на ефективність їх роботи.

Проведений огляд та аналіз джерел, присвячених дослідженням процесу гальмування круглов'язальних машин та їх систем гальмування, дав можливість визначити тему і задачі даного дослідження.

Другий розділ присвячено дослідженням динаміки гальмування круглов'язальних машин з метою розробки методу знаходження динамічних навантажень, що виникають в круглов'язальних машинах під час гальмування, та аналізу впливу параметрів системи гальмування і приводу на величину цих навантажень.

Аналізуючи конструкції круглов'язальних машин, було зроблено висновок, що як динамічну модель круглов'язальних машин, зокрема типу КО, доцільно прийняти чотири-масову модель з розгалуженням ведених мас. При цьому критерієм послідовності зупинки обертових мас було прийнято параметр k, що знаходиться із співвідношення:

(1)

Де:

- момент інерції і-ї обертової маси;

- момент опору, прикладений до і-ї маси.

Було встановлено, що максимум динамічних навантажень в пружних в'язях приводу має місце при першому етапі гальмування машини. Рівняння руху мас для цього етапу мають вигляд:

(2)

Де:

,, - моменти, що виникають при гальмуванні у відповідних пружних в'язях приводу С₁₂,С₂₃,С₂₄:

(3)

Де:

₁,₂,₃,₄ - кути повороту відповідних мас.

Підставляючи параметри ,, і, отримані з рівнянь (2), у вирази:

Знаходимо:

(4)

Розв'язок рівнянь (4) можемо подати у вигляді:

(5)

Де:

А, В - постійні інтегрування;

a₁₂,a₂₃,a₂₄ - постійні складові моментів сил пружності;

- поточний час (індекси при вказаних параметрах показують на їх належність до відповідних мас та пружних в'язей) - знаходяться за відомими методами;

₁, ₂ і ₃ - частоти коливань мас системи.

Оскільки гальмування здійснюється при початкових умовах інтегрування В дорівнюють нулю. Таким чином, динамічні навантаження, що виникають в пружних в'язях круглов'язальних машин при їх гальмуванні, знаходяться із рівнянь:

(6)

Динамічні перевантаження, що виникають у лініях передач приводу при гальмуванні круглов'язальної машини, визначаються з рівнянь:

(7)

Де:

К₁₂, К₂₃, К₂₄ - коефіцієнти динамічних перевантажень пружних в'язів С₁₂,С₂₃,С₂₄ приводу;

Т_12мах, Т_23мах, Т_24мах - максимальні моменти, що виникають у відповідних пружних в'язях приводу при гальмуванні машини.

В результаті проведених досліджень було отримано алгоритм розрахунку динамічних навантажень, що виникають в пружних в'язях приводу круглов'язальних машин при їх гальмуванні. Розглянуто приклад знаходження динамічних навантажень, що виникають при гальмуванні круглов'язальної машини КО-2 з діаметром голкового циліндра 450 мм і лінійною швидкістю 1,1 м/с. Враховуючи технічну характеристику машини та її конструктивні особливості, як вихідні данні прийнято: Т_Т= 71,85 Нм, Т₃= 17,7 Нм, Т₄= 4,4 Нм, J₁= 0,023 кгм², J₂= 0,015 кгм², J₃= 0,021 кгм², J₄= 0,026 кгм², С₁₂= 1940 Нм/рад, С₂₃= 3062 Нм/рад, С₂₄= 15310 Нм/рад. Розрахунки показують, що при гальмуванні круглов'язальних машин типу КО в пружних в'язях приводу виникають динамічні навантаження ( Нм, Нм, Нм), які значно перевищують динамічні навантаження, що виникають при пуску машин.

У розділі наведено результати досліджень впливу гальмівного моменту на динамічні навантаження в приводі.

Аналіз одержаних результатів показує, що процес гальмування круглов'язальної машини значно впливає на величину динамічних навантажень у приводі. При цьому коефіцієнти перевантаження пружних в'язів приводу круглов'язальних машин типу КО можуть перевищити 14, що значно більше коефіцієнта динамічних перевантажень приводу під час пуску машини (К6). Усе це свідчить про те, що при проектуванні системи гальмування круглов'язальних машин необхідно поряд з умовою забезпечення її функціонального призначення вирішувати також завдання забезпечення надійності приводу з урахуванням можливих значних динамічних його перевантажень.

У розділі наведені дослідження динаміки гальмування круглов'язальних машин з модернізованим приводом, що містить зчіпну муфту. Наведені динамічна та математична моделі процесу гальмування такої машини. Результатом досліджень є метод знаходження динамічних навантажень, що виникають при гальмуванні машин з таким приводом. Розрахунки підтвердили доцільність удосконалення системи гальмування круглов'язальних машин.

У розділі наведені також дослідження динаміки гальмування круглов'язальних машин при наявності в приводі черв'ячної передачі (перспективний напрям удосконалення системи гальмування). Встановлено, що з метою підвищення ефективності роботи системи гальмування доцільним є використання в приводі машини черв'ячної передачі. При цьому зазначається, що раціональним конструктивним рішенням такого приводу є установка черв'ячного колеса на механізмі товарного прийому. Таке виконання конструкції приводу сприяє значному зниженню динамічних навантажень, що виникають при гальмуванні машини, і доведенню максимального значення коефіцієнта динамічних перевантажень в'язей приводу до 3,81. Тоді як за інших умов конструктивних варіантів виконання приводу з черв'ячною передачею коефіцієнт динамічних перевантажень дорівнює 8,52.

Уперше розроблено метод знаходження динамічних навантажень, що виникають при гальмуванні круглов'язальної машини, система гальмування якої містить самостійно гальмівну черв'ячну передачу.

Третій розділ присвячено дослідженням щодо розробки теоретичних основ проектування системи гальмування круглов'язальних машин, здатної підвищити ефективність їх роботи шляхом зменшення непродуктивних витрат часу та підвищення якості трикотажного полотна. Особливу увагу приділено вибору величини раціонального часу гальмування круглов'язальних машин. Як показують дослідження, при виборі часу гальмування доцільно виходити із такої умови:

(8)

Де:

t - час гальмування машини (голкового циліндра);

L_H - довжина відрізка нитки (пряжі) в зоні її заправки між нитковим закріплювачем та крайнім нижнім спрямовуючим елементом шпуля машини;

V_H - швидкість споживання нитки при в'язанні трикотажного полотна,



Де:

- лінійна швидкість голкового циліндра машини;

z - кількість голок у голковому циліндрі;

l - довжина петлі трикотажу;

- діаметр голкового циліндра.

З метою забезпечення зручності ліквідації обриву нитки (необхідність зв'язування обірваних кінців) при знаходженні раціонального часу гальмування круглов'язальної машини доцільно ввести в рівняння (8) поправочний коефіцієнт К. Прийнявши К = 2, вираз (8) набуває вигляду:

(9)

При цьому необхідний час зупинки (гальмування) машини повинен призначатися з умови , де - час, що виключає потрапляння обірваного кінця нитки в зону в'язання.

У розділі наведені дослідження впливу лінійної швидкості голкового циліндра круглов'язальної машини типу КО на час її зупинки та на вибір необхідної величини гальмівного моменту (приведено до вала електродвигуна).

У розділі наведено результати досліджень впливу способу зупинки круглов'язальної машини та її швидкості на якість трикотажного полотна.

У розділі також наведені дослідження з вибору раціонального місця установки, системи гальмування в приводі круглов'язальної машини, коли динамічні навантаження, що виникають під час її гальмування, будуть мінімальними. Встановлено, що для круглов'язальних машин типу КО доцільно використовувати системи гальмування з кількома гальмами, розташованими на основних обертальних масах механізмів машини. При такій системі гальмування динамічні навантаження, зумовлені неузгодженістю коливань мас, практично відсутні. Одержано аналітичні залежності, що дають можливість розподілити загальний гальмівний момент системи гальмування між окремими її гальмами.

Аналіз та розрахунки показують, що для круглов'язальних машин типу КО найбільш доцільне використання чотирьох гальм, встановлених відповідно на кожній з основних обертальних мас машини, величина моментів яких відповідно дорівнює Т_Т1 = 25,42 Нм, Т_Т2 = 16,58 Нм, Т_Т3 = 23,21 Нм, Т_Т4 = 28,78 Нм. При цьому динамічних навантажень в пружних в'язях приводу, зумовлених коливанням мас при зупинці машини, практично немає.

У розділі наведено результати досліджень щодо створення теоретичних основ проектування нових, більш ефективних систем гальмування круглов'язальних машин (механічних, пневматичних, електромагнітних). Розроблено метод, який дає можливість оцінити ефективність роботи таких систем гальмування та знайти їхні основні робочі параметри. Уперше одержано залежність, що дає можливість знайти час спрацювання системи гальмування та оцінити його вплив на час зупинки круглов'язальної машини.

Четвертий розділ присвячено експериментальним дослідженням процесу гальмування круглов'язальних машин, а також математичним експериментам впливу гальмівного моменту системи гальмування та параметрів приводу на динамічні навантаження, що виникають при гальмуванні круглов'язальних машин. Метою досліджень є експериментальна перевірка прийнятих при створенні математичних моделей процесу гальмування машин припущень, перевірка результатів теоретичних досліджень, наведених у попередніх розділах, а також одержання рівнянь регресії для знаходження максимуму динамічних навантажень, що виникають в круглов'язальних машинах як з діючою, так і новою, більш ефективною, системою гальмування.

Наведено експериментальне дослідження процесу гальмування круглов'язальної машини типу КО. Експериментальна установка створена на базі круглов'язальної машини МС-9.

Із проведених досліджень випливає, що існуюча система гальмування круглов'язальної машини МС-9 малоефективна. Час гальмування машини приблизно в 3,5 рази більший від необхідного часу гальмування, що вимагає вдосконалення системи гальмування.

У розділі наведено дослідження впливу параметрів системи гальмування та приводу на динамічні навантаження, що виникають при гальмуванні круглов'язальних машин типу КО. З цією метою було проведено математичний експеримент. Враховуючи технічну характеристику машини, перспективи її удосконалення та вимоги методу математичного планування експерименту, за діапазон і інтервали варіювання досліджуваних параметрів (момент гальмування - Т_Т, момент сил опору механізму в'язання - Т₃, момент інерції обертових мас механізму в'язання - J₃, момент інерції обертових мас механізму товароприйому - J₄ ) прийнято:

В результаті виконаних досліджень одержані рівняння, які дають можливість оцінити вплив параметрів системи гальмування та приводу на максимальні динамічні навантаження Т_12мах, Т_23мах, Т_24мах, які виникають у відповідних пружних в'язях приводу круглов'язальних машин типу КО під час їх гальмування.

У п'ятому розділі наведені дослідження, що стосуються розробки нових перспективних конструкцій приводів круглов'язальних машин з ефективною системою гальмування, та результати виробничої перевірки працездатності і ефективності їх роботи. З огляду на виконані дослідження автор запропонував ряд принципово нових конструкцій приводів з ефективною системою гальмування:

- привід, система гальмування якого містить зчіпну муфту, що дає можливість в момент зупинки машини відокремити від механізмів в'язання та товарного прийому основні обертальні маси приводу (ротор електродвигуна та зубчасті передачі тощо);

- привід, система гальмування якого містить декілька механічних (колодкові, стрічкові тощо) гальм;

- привід, система гальмування якого містить пнемо-камерні гальма;

- привід, система гальмування якого містить електромагнітні гальма;

- привід, система гальмування якого дає можливість поряд з ефективним гальмуванням машини урівноважити радіальне зусилля, що діє на голковий циліндр;

- привід, система гальмування якого побудована на базі само-гальмівної черв'ячної передачі.

Виробнича перевірка працездатності та ефективності роботи нових систем гальмування круглов'язальних машин показала, що використання в складі круглов'язальної машини КО-2 системи гальмування, що містить зчіпну муфту-гальмо, дає можливість підвищити продуктивність машини на 3,5% за рахунок скорочення непродуктивних витрат часу, зумовлених зупинками, та сортність трикотажного полотна на 1,5% за рахунок зменшення кількості бракованого полотна. Використання системи гальмування машини КО-2, що містить електромагнітні гальма, розташовані навколо голкового циліндра, сприяло скороченню часу гальмування машини в середньому втричі (з 0,36 с до 0,12 с) та підвищити сортність трикотажного полотна на 2,75%.

ВИСНОВКИ

Результатом досліджень стала розробка теоретичних основ та інженерних методів проектування надійної швидкодіючої системи гальмування круглов'язальних машин, здатної підвищити ефективність їх роботи за рахунок підвищення якості трикотажного полотна та зниження непродуктивних витрат часу роботи машини.

Виконані дослідження дали можливість встановити таке:

1. Специфікою роботи круглов'язальних машин є досить часті їх зупинки та пуски. Кількість зупинок круглов'язальних машин за зміну в окремих випадках перевищує 200.

Основними причинами, що зумовлюють зупинку круглов'язальної машини є:

- обрив та затяжка ниток - 32,3% від загальної кількості зупинок за зміну;

- поломка голок - 11,8%;

- спрацювання бобін - 41,2%.

2. Огляд та аналіз існуючих способів зупинки круглов'язальних машин та пристроїв для їх реалізації дав можливість розробити класифікацію.

3. Існуючі конструкції систем гальмування круглов'язальних машин не повною мірою відповідають технологічним умовам забезпечення в'язання якісного трикотажного полотна. Встановлено фактори, які зумовлюють недосконалість існуючих систем гальмування круглов'язальних машин.

4. В результаті виконаних автором досліджень вперше розроблено метод аналізу динаміки процесу гальмування круглов'язальних машин, завдяки якому можна знайти максимальну величину динамічних навантажень, що виникають в машині під час її гальмування, та оцінити вплив конструкції системи гальмування круглов'язальної машини на ефективність її роботи.

5. Встановлено, що коефіцієнт динамічних перевантажень пружних в'язей приводу сучасних круглов'язальних машин під час їх гальмування (в разі виконання технологічних умов одержання якісного трикотажного полотна) дорівнює 10,64, що майже втричі перевищує пускові динамічні перевантаження відповідних в'язей.

6. Величина гальмівного моменту системи гальмування круглов'язальних машин суттєво впливає на динамічні перевантаження пружних в'язей приводу. Коефіцієнт динамічних перевантажень в'язей приводу може перевищити 14. Це свідчить про те, що при проектуванні системи гальмування необхідно поряд з умовою забезпечення її функціонального призначення вирішувати також завдання забезпечення надійності роботи приводу з урахуванням його значних динамічних перевантажень.

7. З метою підвищення ефективності роботи системи гальмування круглов'язальної машини доцільно використання в приводі зчіпної муфти, що відключає ведучі обертальні маси приводу (ротор електродвигуна та інше) в момент гальмування машини від її механізмів, а також черв'ячної передачі. Таке виконання конструкції приводу дає можливість значно знизити динамічні навантаження, що виникають при гальмуванні машини, і довести максимальну величину коефіцієнта динамічних перевантажень в'язей приводу до 3,81.

8. Розроблено теоретичні основи проектування системи гальмування круглов'язальних машин, здатної підвищити ефективність, дає можливість:

- визначити раціональну величину часу гальмування машини, необхідну для забезпечення одержання високої якості трикотажного полотна;

- визначити раціональні робочі параметри системи гальмування;

- вибрати раціональну конструкцію приводу машини, здатної підвищити ефективність процесу гальмування;

- визначити час спрацювання системи гальмування та оцінити його вплив на ефективність роботи круглов'язальної машини.

9. Встановлено, що для сучасних круглов'язальних машин типу КО, з метою недопущення напрацювання бракованого трикотажного полотна, зумовленого обривом або затяжкою нитки і спрацюванням бобін, та зведення до мінімуму кількості бракованого полотна, зумовленого поломкою голок, платин тощо, час їх гальмування не повинен перевищувати 0,09 с.

10. Уперше одержано залежність, що дає можливість оцінити вплив лінійної швидкості голкового циліндра круглов'язальної машини та гальмівного моменту на кількість бракованого полотна, зумовленого поломкою голок та платин. Встановлено необхідність, з метою підвищення якості трикотажного полотна, обладнання круглов'язальної машини надійною системою гальмування. При цьому кількість бракованого полотна можна зменшити в 4,1 рази.

11. Розроблено основні напрями удосконалення приводу, основними серед яких є:

- оснащення приводу електромагнітною фрикційною зчіпною муфтою, що дає можливість відокремити від механізмів в'язання та товарного прийому в момент зупинки машини обертальні маси приводу (ротор електродвигуна та зубчасті передачі);

- використання системи гальмування з кількома гальмами, розташованими на основних обертальних масах машини.

12. Встановлено, що час спрацювання механічних систем гальмування, які використовуються в сучасних круглов'язальних машинах, коливається в межах (5-6) м/с., що становить (5,5-6,7)% від необхідного часу гальмування. Час спрацювання системи гальмування, що містить пнемо-камерні гальма, не перевищує 5 м/с. Найбільш швидкодіючими є системи гальмування з електромагнітними гальмами, час спрацювання яких не перевищує 4,5 м/с. Таким чином, при проектуванні системи гальмування час її спрацювання можна не враховувати, оскільки він практично не впливає на ефективність роботи круглов'язальної машини.

13. В результаті виконаних експериментальних досліджень процесу гальмування круглов'язальних машин типу КО встановлено:

- середній час вибігу круглов'язальної машини МС-9 становить 1,565 с;

- при наявності гальма середній час гальмування машини становить 0,398 с;

- існуюча система гальмування машини МС-9 малоефективна;

- час гальмування машини з такою системою гальмування приблизно в 3,5 раза більший від необхідного часу гальмування.

14. Проведено математичний експеримент з виявлення впливу гальмівного моменту системи гальмування та параметрів приводу круглов'язальної машини на динамічні навантаження, що виникають при її гальмуванні. Одержані рівняння регресії, що дозволяють значно простіше, ніж при використанні відомих методів, визначити динамічні навантаження, які виникають при гальмуванні круглов'язальних машин типу КО, а також оцінити вплив основних їх параметрів на величину цих навантажень.

15. Проведені дослідження дали можливість розробити та запропонувати ряд принципово нових конструкцій приводів круглов'язальних машин з ефективною системою гальмування (деклараційні патенти України на винаходи №№ 38023А, 40890А,40891А, 41648А, 43223А, 45802А та інші).

16. Виробничі випробування нових, запропонованих автором систем гальмування круглов'язальних машин показали цілковиту працездатність і ефективність роботи системи гальмування зі зчіпною муфтою-гальмом та системи гальмування, що містить електромагнітні гальма, розташовані навколо голкового циліндра машини. При цьому система гальмування, що містить зчіпну муфту-гальмо, дає можливість підвищити продуктивність машини на 3,5% за рахунок скорочення непродуктивних витрат часу, зумовлених зупинками машини, та сортність трикотажного полотна на 1,5% за рахунок зменшення кількості бракованого полотна, зумовленого поздовжніми пропусками петельних рядів, що виникають під час обриву ниток та поломки голок і платин. Завдяки системі гальмування з електромагнітними гальмами можна скоротити час гальмування машини КО-2 в середньому втричі (з 0,36 с до 0,12 с) та підвищити сортність трикотажного полотна на 2,75%.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Павленко Г.І., Піпа Б.Ф. Вибір раціонального часу гальмування круглов'язальної машини // Вісник Державної академії легкої промисловості України. - 2000. - №2. - С. 96-98. інженерний обладнання промисловість

Павленко Г.І., Піпа Б.Ф. Вплив системи гальмування круглов'язальних машин типу КО на динамічні навантаження в приводі // Вісник Київського державного університету технологій та дизайну. - 2001. - №1. - C. 79-85.

Павленко Г.І., Піпа Б.Ф. Вплив часу спрацювання системи гальмування круглов'язальної машини на ефективність її роботи // Вісник Київського державного університету технологій та дизайну. - 2001. - № 3. - С. 185-190.

Піпа Б.Ф., Павленко Г.І. Вибір місця раціонального розміщення системи гальмування круглов'язальних машин // Вісник Київського національного університету технологій та дизайну. - 2002. - № 1. - С. 122-126.

Піпа Б.Ф., Павленко Г.І. Підвищення ефективності роботи системи гальмування круглов'язальних машин // Вісник технологічного університету Поділля. - 2001. - № 3. - С. 189-191.

Павленко Г.І., Піпа Б.Ф. Система гальмування круглов'язальної машини з пневматичними гальмами // Вісник Технологічного університету Поділля. - 2002. - № 1. - С. 91-94.

Павленко Г.І., Піпа Б.Ф. Удосконалення системи гальмування круглов'язальних машин // Вісник Технологічного університету Поділля. - 2002. - № 3. - С. 229-231.

Павленко Г.І., Піпа Б.Ф. Перспективи удосконалення системи гальмування круглов'язальних машин // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. - 2000. - № 4. - С. 10-12.

Павленко Г.И., Пипа Б.Ф. Определение времени срабатывания системы торможения кругловязальной машины с пневмо-камерными тормозами // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. - 2001. - №5. - С. 162-164.

Павленко Г.И., Пипа Б.Ф. Влияние режима остановки кругловязальной машины и ее рабочей скорости на величину наработки бракованного полотна // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. - 2002. - № 6. - С. 110-112.

Павленко Г.И., Пипа Б.Ф. Анализ процесса торможения кругловязальных машин // Вісник Херсонського державного технічного університету. - 2002. - № 3 (16). - С. 226-229.

Піпа Б.Ф., Павленко Г.І. Динаміка гальмування круглов'язальної машини з приводом, що містить зчіпну муфту // Вісник Чернігівського державного технологічного університету. - 2001. - № 13. - С. 40-43.

Павленко Г.І. Режим гальмування круглов'язаьної машини та його вплив на ефективність роботи машини // Тези доповідей наукової конференції молодих вчених та студентів. - К.: КНУТД. - 2001, Т.ІІ. - С.46-47.

Павленко Г.І. Математичний експеримент по оцінці впливу параметрів приводу на динамічні навантаження, що виникають під час гальмування круглов'язальних машин типу КО // Тези доповідей Всеукраїнської наукової конференції молодих вчених та студентів. - К.: КНУТД. - 2002, Т.ІІ. - С. 67-68.

Выбор оптимального режима торможения кругловязальных машин типа КО // Пипа Б.Ф., Павленко Г.И., КГУТД. - К., 2000. - 6 с. - Рус. - Деп. в ГНТБ Украины 22.05.2000, №120-Ук 2000.

Совершенствование системы торможения кругловязальных машин / Павленко Г.И., Пипа Б.Ф., КГУТД. - К.,2001. - 9 с. - Рус. - Деп. в ГНТБ Украины 19.02.2001, №21-Ук 2001.

Динамика торможения кругловязальных машин типа КО / Пипа Б.Ф., Павленко Г.И., КГУТД. - К., 2001. - 16 с. - Рус. - Деп. в ГНТБ, №79-Ук 2001.

Экспериментальное исследование процесса торможения кругловязальной машины / Павленко Г.И., Пипа Б.Ф., КГУТД. - К.: 2001. - 13 с. - Рус. - Деп. в ГНТБ Украины 23.07.2001, № 144-Ук 2001.

Динамика торможения кругловязальной машины / Пипа Б.Ф., Павленко Г.И., КГУТД. - К., 2001. - 15 с. - Рус. - Деп. в ГНТБ, №145-Ук 2001.

Математический эксперимент по определению влияния тормозного момента и параметров червячного приводу на динамические нагрузки, возникающие при торможении кругловязальной машины / Павленко Г.И., Пипа Б.Ф., КНУТД. - К., 2001. - 11 с. - Рус. - Деп. в ГНТБ Украины 03.09.01. № 157 - Ук 2001.

Математический эксперимент по определению влияния тормозного момента и параметров приводу на динамические нагрузки, возникающие при торможении кругловязальных машин типа КО / Павленко Г.И., Пипа Б.Ф., КНУТД. - К., 2001. - 15 с. - Рус. - Деп. в ГНТБ Украины 03.09.01. № 158 - Ук 2001.

Динамика торможения кругловязальной машины при наличии в приводе самотормозящей червячной передачи / Пипа Б.Ф., Павленко Г.И., КНУТД. - К., 2001. - 10 с. - Рус. - Деп. в ГНТБ Украины 17.12.2001, №197 - Ук 2001.

Динамика торможения кругловязальной машины с модернизированным приводом / Пипа Б.Ф., Павленко Г.И., КГУТД. - К., 2002. - 9 с. - Рус. - Деп. в ГНТБ Украины 17.12.2002, №198 - Ук 2002.

Привід круглов'язальної машини: Деклараційний пат. 38023 А України, МКИ D 04 В 15/94. / Б.Ф. Піпа, Г.І. Павленко (Україна). - № 2000052821, Заявлено 20.07.2000, Опубл. 15.05.2001, Бюл. № 4. - 3 с.

Привід круглов'язальної машини: Деклараційний пат. 40890 А України, МКИ D 04 В 15/94. / Б.Ф. Піпа, Г.І. Павленко (Україна). - № 2000105711, Заявлено 09.10.2000, Опубл. 15.08.2001, Бюл. № 7. - 3 с.

Привід круглов'язальної машини: Деклараційний пат. 40891 А України, МКИ D 04 В 15/94. / Б.Ф. Піпа, Г.І. Павленко, В.В. Чабан (Україна). - № 2000105712, Заявлено 09.10.2000, Опубл. 15.08.2001, Бюл. № 7. - 3 с.

Привід круглов'язальної машини: Деклараційний пат. 41648 А України, МКИ D 04 В 15/94. / Б.Ф. Піпа, Г.І. Павленко (Україна). - № 2000127292, Заявлено 18.12.2000, Опубл. 17.09.2001, Бюл. № 8. - 3 с.

Привід круглов'язальної машини: Деклараційний пат. 43223 А України, МКИ D 04 В 15/94. / Б.Ф. Піпа, Г.І. Павленко (Україна). - № 2001042592, Заявлено 26.04.2001, Опубл. 15.12.2001, Бюл. № 10. - 3 с.

Привід круглов'язальної машини: Деклараційний пат. 45802 А України, МКИ D 04 В 15/94. / Б.Ф. Піпа, Г.І. Павленко, Тарасенко А.І. (Україна). - № 2001074766, Заявлено 09.07.2001, Опубл. 15.04.2002, Бюл. № 4.

Привід круглов'язальної машини: Деклараційний пат. 47283 А України, МКИ D 04 В 15/94. / Б.Ф. Піпа, Г.І. Павленко (Україна). - № 2001106858, Заявлено 09.10.2001, Опубл. 17.06.2002, Бюл. № 6.

Привід круглов'язальної машини: Деклараційний пат. 48640 А України, МКИ D 04 В 15/94. / Б.Ф. Піпа, Г.І. Павленко, Чайка П.М. (Україна). - № 2001107408, Заявлено 31.10.2001, Опубл. 15.08.2002, Бюл. № 8.

Привід круглов'язальної машини: Деклараційний пат. 53353А України, МКИ D 04 В 15/94. / Б.Ф. Піпа, Ловейкіна С.О., Г.І. Павленко (Україна). - № 2002053736, Заявлено 07.05.2002, Опубл. 15.01.2003, Бюл. № 1

Привід круглов'язальної машини: Деклараційний пат. на корисну модель 1315 України, МКИ D 04 В 15/94. / Б.Ф. Піпа, Г.І. Павленко (Україна). - № 2001106859, Заявлено 09.10.2001, Опубл. 15.07.2002, Бюл. № 7.

Размещено на Allbest.ru

...