І А Вікович - Аналіз динамічних процесів у перемотувальній машині текстилю відкритого типу з багатоопорними розправляючими валками - страница 1

Страницы:
1  2  3  4 

Величини складових сил навантаження компресора залежать від відносного простору є, ступеня стиску pr Ipa та від характеристичних факторів клапанів.

Висновки. Застосування електромагнітного віброзбудника для приводу компресора накладає деякі обов'язкові вимоги до його конструкції у зв'язку з порівняно малою амплітудою коливань і високими швидкостями руху поршня: а) "мертвий простір" циліндра має бути мінімально можливим для досягнення у ньому достатнього тиску подавання, інакше компресор працює без нагнітання; б) для уникнення резонансних коливань клапанів, які збільшують втрати тиску, вони повинні мати дуже малу інерційність.

Повідайло В. Вібраційні процеси та обладнання: Навч. посібник. - Львів: Вид-во Нац. ун-ту "Львівська політехніка", 2004. - 248 с. 2. Вибрации в технике: Справочник: В 6 т. Т. 4: Вибрационные процессы и машины / Под ред. Э.Э. Лавендела. - М.: Машиностроение, 1981. - 509 с.

3. Герц Е.В. Динамика пневматических систем машин. - М.: Машиностроение, 1985, 256 с.

4. Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник. - М.: Машиностроение, 1983. - 301 с.

УДК 621. 3.01

І.А. Вікович, Х.А. Висоцька

Національний університет "Львівська політехніка", кафедра транспортних технологій

АНАЛІЗ ДИНАМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У ПЕРЕМОТУВАЛЬНІЙ МАШИНІ ТЕКСТИЛЮ ВІДКРИТОГО ТИПУ З БАГАТООПОРНИМИ РОЗПРАВЛЯЮЧИМИ ВАЛКАМИ

©Вікович І.А., ВисоцькаХ.А., 2008

Виконано аналіз динамічних процесів у перемотувальній машині текстилю відкритого типу з багатоопорними розправляючими валками. Знайдено резонансні частоти поздовжніх і поперечних коливань стрічки тканини під час перемотування.

The analysis of dynamic processes is conducted in a rewinding machine to textile of the opened type from much straightening persistent we by fellings. Resonance frequencies of longitudinal and transversal vibrations of ribbon of fabric are found during rewinding.

Перемотувальні машини поширені в різних галузях промисловості як допоміжні, що застосовуються на підготовчих операціях перемотувальних довгомірних тонких матеріалів, без яких неможливий подальший технологічний процес до подальшої їх переробки.

Підвищення швидкості перемотування тканини призводить до деякого зростання вібрації рухомих елементів цієї машини, що негативно позначається на якості намотаних рулонів. Зокрема, з' являються невеликі складки в рулонах тканини, переважно на початку запуску роботи перемотувальної машини [2]. Це пов'язано насамперед з деякою некруглістю сувоїв внаслідок неякісного намотування та деформацією їх під час зберігання на складах, з характеристикою електродвигуна, а також з недостатньою можливістю гальмівного механізму миттєво реагувати на зміни натягу тканини.

Некруглість сувоїв тканини зумовлює ексцентриситет, який є однією з основних причин коливальних процесів у цих машинах під час встановленого режиму роботи.

Для покращання якості намотаних сувоїв тканини у намотувальній машині текстилю відкритого типу переважно збільшують кількість допоміжних опорних розправляючих валків.

Принципову розрахункову схему для аналізу динамічних процесів у перемотувальній машині текстилю відкритого типу з багатоопорними "п" розправляючими валками можна подати у вигляді, яка показана на рис. 1.

Рис. 1. Принципова розрахункова схема перемотувальної машини текстилю відкритого типу з багатоопорними "п"розправляючими валками

Розрахункова схема перемотувальної машини текстилю відкритого типу, яка показана на рис. 1, подана у вигляді окремих блоків а, б, в і г, де: а - блок електропривода із системою автоматичного регулювання кутової швидкості електродвигуна (1 - електродвигун, 2 - редуктор та пасові пере­дачі); б - система багатоопорних "п" розправляючих валків у сукупності відповідно з намотуваль­ним 3 і розмотувальним п-1 сувоями тканини; в - два спарені натяжні розправляючі валки, які для вирівнювання тканини періодично вмикаються і вимикаються під час перемотування тканини; г -лазерно-електро-механічно-важільна система керування натяжними розправляючими валками з давачем автоматичного керування.

Перемотувальну машину текстилю відкритого типу з багатоопорними "п" розправляючими валками можна розглядати у вигляді дискретно-континуальної моделі.

Моделюючи перемотувальну машину текстилю відкритого типу у вигляді дискретної механічної системи, нехтуємо при цьому розподіленою масою тканини у прольотах. Для аналізу динамічних процесів у цій перемотувальній машині застосуємо рівняння Лагранжа другого роду у вигляді [1]:

d_ dt (J J

дТ + дП + дФ dqj    dqj dqj (1)

де П і T - кінетична і потенціальна енергія системи; Ф - функція розсіяння Релея; qj - j-та узагальнена координата; Qj - узагальнена сила, яка відповідає j узагальненій координаті. За узагальнені координати вибираємо кутові переміщення обертових частин перемотувальної машини: <рдв і <рред - кути повороту вала електродвигуна і вихідного вала редуктора; рнс і (ррс - відповідно кути повороту намотувального і розмотувального сувоїв; pj6 - кути повороту опорних роз­правляючих валків (j = 1,2...п, п - кількість валків); рнв - кути повороту натяжних валків; моменти інерції обертових частин перемотувальної машини є: Ідв і Іред - моменти інерції вала електродвигуна і зведений момент інерції обертових частин редуктора; Інс і Ірс - моменти інерції відповідно   намотувального   і   розмотувального   сувоїв  Інс=Інса(1 + ансрнс)   і Ірс=ІрсП(1-арсррс),

ІНсп=тнсп-Грсп, Ірсп=>Прспррсп- відповідно початкові моменти інерції, маси, радіуси та коефіцієнти «... намотувальних і розмотувальних сувоїв; І.в - моменти інерції опорних розправляючих валків

}вв Гр, де т]в і rje - маси і радіуси валків, j - 1,2...п); Інв = Шнв- моменти інерції

натяжних валків.

Запишемо кінетичну енергію системи у вигляді

T = XT = Тдв + тРЄд +     + Трс +     +    , j=l,2...«+l), (2)

l     2 l 2

де  Тдв = — Ідвфдв  - кінетична енергія обертових частин електродвигуна;  Тред = ^ІредФред -

l      2     l 2 кінетична енергія обертових частин редуктора; Тнс = ^ІнсФнс = ~Інсп(l + «нсфнс)фнс - кінетична

l       2     l 2 енергія намотувального сувою; Трс = ^ІрсФрс = Ірсп (l -«рсфрс )фрс - кінетична енергія розмоту-

1 2 l 2

вального сувою; Т.в =— Іввфвв - кінетична енергія опорних розправляючих валків; Тнв =2Інвфнв -

2 2

кінетична енергія натяжних валків.

Запишемо потенціальну енергію системи у такому вигляді:

1 n+l

П = 2 X Cjrj (rj-l<f>j-l - rj<f>j )2 дв ред нс      рс нв , (3)

2 j=l

l 2

де Пдв = 2cl2(г^ - г'^ф^) - потенціальна енергія електродвигуна і пасової передачі (cl2 - зве­дений коефіцієнт жорсткості електродвигун-пасова передача-редуктор; гдв, г'ед, фдв, (фед - відповідно

радіуси   вала   електродвигуна   і   вхідного   вала   редуктора   та   кути   їх   повороту);   П ред =

гCl2Г'ред (гдвфдв - Г'редфред )2 + С23Г^^ед 'двфдв - Г'нсфнс )2   -  потенціальна енергія редуктора та пасової

вального сувою); Пнс = 2 С23Гнс 'редфред - Г'нсфнс )2 + С34Гнсп (l + Рнсфнс ) \Гнспфнс (l + Рнсфнс ) - Г4ф4 ]2 } '

2

передачі редуктор-намотувальний сувій тканини (с23 - зведений коефіцієнт жорсткості-редуктор-намотувальний сувій; г'ред   - радіус вихідного вала редуктора; r3''   - радіус привідного вала намоту-

J_

2

потенціальна енергія намотувального сувою (г'нс - радіус намотувального сувою на початку намотування; внс - коефіцієнт, який враховує зміну радіуса намотувального сувою під час намотування тканини; r4, фнс - радіус і кут повороту опорного розправляючого валка номером

чотири); = 2 {-Гнсп (l+внсфнс) [Гнспфнс (l+внсфнс) - Г4ф4 ]2 +с^ .-ф-1 - гф )2 +с^ +

+ rj РфР - rj +фР +l)2 + сп,п+1Гп \пфп - Грспфрс (l рсфрс ) ]2 } - потенціальна енергія опорних роз­правляючих валків (j = l,2...n +1 - індекс, який відповідає відповідно j-му опорному розправ­ляючому валку, а Cj,    rn та    і фп - відповідно зведені коефіцієнти жорсткості тканини і радіуси

опорних розправляючих j і п-го валків та кути повороту j-го і п-го валків; Грсп - початковий

радіус   розмотувального   сувою   тканини;   врс  -   коефієнт,   який   враховує   зміну радіуса

розмотувального   сувою   під   час   розмотування   тканини);   Прс = 2 {- спп+1грсп -врсфрс)х

пфп - грспфрс (l -врсфрс )]2    -    потенціальна   енергія   розмотувального    сувою тканини;

Х 1Гпфп - Грспфрс (l -Ррсфрс>

3 121

- потенціальна енергія натяжних

Пнв = 2 j    Cn-l,nrr-l

32

п-1фп-1 + Гнв фнв Sm 4 п-1 п ) - Гпфп )

валків (гнв і фнв - радіуси і кути повороту натяжних валків). Запишемо функцію розсіяння Релея у вигляді

1 n+l

Ф = 2 X Vj (rj-l^j-l - ГРфР )2 = Ф дв + Ф ред + Ф нс + Ф     + Ф рс + Ф нв, (4)

2 j=l

l2

де Фдв = 2kl2гдв (гдвфдв - г'редфред)     - функція розсіяння Релея для електродвигуна і пасової

передачі фдв і  фред   - кутові швидкості електродвигуна і редуктора; kl2 - зведений коефіцієнт

l2 демпфування, пропорційний кутовій швидкості руху тканини; Фред = ^kl2г'ед (гдвфдв - г'едфред) +

+ к23г'Р'ед (гредфред - г'псфнс )2 - функція розсіяння Релея для редуктора та пасової передачі редуктора - на­мотувальний сувій тканини (фнс - кутова швидкість намотувального сувою; к23 - зведений коефіцієнт демпфірування   системи   двигун-редуктор-пасова   передача);    Фнс = 2 {к23г'с (гредфред - г'нсфнс )2 +

+ к34г'сп (l + внсфнс)' [гнспфнс (l + внсфнс) - г4ф4 ]2 - функція розсіяння Релея намотувального сувою тка-

нини   (-  зведений  коефіцієнт  демпфірування  тканини);   Ф . = — {- к34г'нсп (l + внсфнс) х

2

Х[Гнсп ф нс (l + Рнсфнс ) - Г4 ]2 + к\.:Г: (гр-ф j-l - Г рф j )2 + kj, j+l rj (r рф j - fj + Wj+l)2 + кп ,n + l Гп Х

х[гпфп -грспфрс(l-врсфрс)]2   -   функція   розсіяння   Релея   опорних   розпрявляючих валків

(kj-l,j; kj,; кп,п+!; kn,n+l; ф:-і; ф:; ф:+\; фп; фрс - відповідно коефіцієнти демпфування тканини на ділянках j -1, j; j, j +1; n, n +1 та кутові швидкості повороту опор­них     розправляючих     валків);       Фрс = 2 {- Кп+^рсп (l -Ррсфрс ) \(Гпфп - Грспфрс (l -Ррсфрс )]2} -

функція розсіяння Релея розмотувального сувою тканини (knn+l - зведений коефі­цієнт     демпфування     розмотувального     сувою     тканини     на     ділянці     п, n+l);

Ф нв = 2 {kn-l,,nrm-l '[(rn-l^ n-l + Гнвфнв ^ПУ4(ф n-l п ) - к пф п 1 }  -   функція  розсіяння   Релея натяжних

валків.

Узагальненими силами є момент електродвигуна намотувальної машини текстилю відкритого типу, моменти опору гальм та сила P(t), яка прикладена до натяжних розпрямних валків і сила пружності пружини Рнв.

Запишемо узагальнену силу для усієї системи у такому вигляді:

n+l :

Qj =Хдфр = QdB + Q ред +    + Qj + Q рс + Qm, (5)

де Q'c = Mдв (фдв) - узагальнена сила, яка відповідає моментові на валу електродвигуна; Qред = Mред (фред) - узагальнена сила, яка відповідає моментові на вихідному валу редуктора;м,

М ред ред) = м де де)u ;   (и  -   передаточне   число   редуктора);   QHC =—j— HC<J0((pHC) -

Страницы:
1  2  3  4 


Похожие статьи

І А Вікович - Аналіз динамічних процесів у перемотувальній машині текстилю відкритого типу з багатоопорними розправляючими валками

І А Вікович - Динаміка руху транспортного агрегатубітумізатора з урахуванням його тягово-швидкісних характеристик

І А Вікович - Математична модель кінематично збурених коливань штанги оприскувача з пружинними в'язями

І А Вікович - Вимушені коливання підвісних вантажотримких конвеєрів

І А Вікович - Розрахунок та мінімізація коливних процесів у штангах обприскувачів