Механизмы отпуска и натяжения основы ткацких станков типа СТБ и АТПР и фирмы Зульцер

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МЕХАНИЗМЫ ОТПУСКА И НАТЯЖЕНИЯ ОСНОВЫ ТКАЦКИХ СТАНКОВ ТИПА СТБ И АТПР И ФИРМЫ ЗУЛЬЦЕР

На рис. 1, а представлена кинематическая схема механизмов отпуска основы станков типа СТБ и фирмы Зульцер. Механизм отпуска основы станков типа АТПР имеет аналогичную кинематическую схему с той лишь разницей, что опора пружины О установлена ниже опоры склада O1 (рис. 1, б).

Нить основы 1 с навоя 2 поступает на подвижное скало АВО1С. Заправочное натяжение основы создается за счет деформации пружины АО. При уменьшении диаметра навоя длина основы в заправке уменьшается. Скало при своем колебательном движении смещается вниз. В кинематической паре С (рычаг скала -- тяга) выбирается зазор между рычагом скала и регулировочным болтом тяги СD, и последняя перемещается вверх. Смещение точки D вверх вызывает поворот кулисы DЕ вокруг оси Е шарнира по направлению вращения часовой стрелки. При этом кулиса 3 скользит относительно камня, который может вращаться вокруг неподвижной оси O4. Так как центр Е' дуг кулисы 3 находится выше центра Е шарнира, то поворот кулисы DЕ вызовет вращение двуплечего рычага Е03 в направлении, обратном вращению кулисы. Ролик 4, свободно вращающийся на оси, сместится в сторону профилированной шайбы 5. При их взаимодействии ролик остается на месте, а ведущий диск 6 вместе с профилированной шайбой смещается вдоль своей оси вправо. Неподвижность оси ролика 4 во время его взаимодействия с профилированной шайбой обеспечивается в этот момент самоторможением между кулисой и камнем.



Рис. 1. Кинематические схемы механизма отпуска основы

При смещении ведущего диска 6 между фрикционными прокладками дисков возникает сила трения, благодаря которой ведомый диск 7 получает вращение, которое передается червяку. Вращение червяка вызывает вращение червячного колеса (zк). На одной оси с червячным колесом находится шестерня валика zd, движение от которой передается шестерне навоя zD. Таким образом, навой получает вращение, и с него отпускается определенная длина основы.

Рассмотренные механизмы отпуска основы не имеют щупа навоя, они являются автоматическими системами по отклонению регулируемой величины. Увеличение угла поворота навоя по мере уменьшения его диаметра обеспечивается постепенным поворотом системы скала АВО1С в направлении, обратном вращению часовой стрелки.

Систему отпуска основы можно разделить на три части. Первая -- регулирующая -- передача движения от качающегося скала к ролику 4. Она состоит из передаточного О1СОЕ и кулисного О3ЕЕ'О4 механизмов. Вторая часть системы отпуска основы -- фрикционная муфта и третья -- передача от муфты к навою.

Расчет всякой системы автоматического регулирования активного способа поворота навоя необходимо начинать с определения коэффициента передачи регулятора, так как он в результате характеризует всю рассматриваемую автоматическую систему. Общий коэффициент передачи регулятора (здесь и далее используется термин «коэффициент передачи», принятый в теории автоматического регулирования)

Крег1 = К1 К2 К3 К4

где К1 -- коэффициент передачи от навоя к червяку; К2 -- коэффициент передачи фрикционной муфты; К3 -- коэффициент передачи кулисного механизма; К4 -- коэффициент передачи передаточного механизма от муфты к навою.

Рассмотрим в отдельности коэффициенты передачи.

Коэффициент передачи К1. В системах отпуска основы станков типов СТБ, АТПР и фирмы Зульцер коэффициент передачи от навоя к червяку является постоянной величиной

К1 = Кзуб = ДХвых1/ ДХвх1 =ин = Дшнмах/ ДцДмах (1)

С учетом изменения диаметра навоя от Dтах до Dmin. Дшнмах в уравнении (1) есть не что иное, как Дшизм.мах.

Коэффициент передачи К2. В рассматриваемой системе автоматического регулирования фрикционная муфта имеет важное значение. Она является регулирующим органом, у которого входная величина есть угол поворота рычага с роликом 4, а выходная - угол поворота ведомого диска муфты, т. е.

К2 = Кмуф = ДХвых2/ ДХвх2 = ДшДмах/ Двмах =

=[2ин(Dтах - Dmin)lн]/ (ДВмах Dmax Dmin). (2)

Для того чтобы определить угол поворота звена ДВмах в зависимости от угла поворота ведомого диска фрикционной муфты, необходимо исследовать параметры фрикционной муфты.

В работе А.В. Дицкого проведено подробное исследование параметров" фрикционной дисковой муфты механизма отпуска и натяжения основы.

Передача движения от ведущего диска к ведомому в фрикционной муфте (рис. 1,а) возможна при крутящем моменте Мкр, равном сумме моментов сил сопротивлению и тормоза Мт и ведомой части муфты Мв, т. е.

Мкр = Мт + Мс

Зависимость для определения крутящего момента имеет вид:

Мкр = fмRмPм ,

где fм -- коэффициент трения между прокладками муфты; Rм -- средний радиус фрикционных прокладок; Рм -- нормальная сила, действующая на фрикционные прокладки, возникающая от действия передаваемого от ролика усилия.

Момент трения тормоза

МТ = fТRТPТ ,

где fт -- коэффициент трения в тормозе; RT -- средний радиус прокладок тормоза; Рт -- нормальная сила, действующая на тормозной диск и его фрикционную прокладку, которая создается предварительно деформированной пружиной.

Напишем зависимость для определения момента сопротивления ведомой части муфты, приведенного к оси червяка:

(здесь f' -- приведенный коэффициент трения для шариковых подшипников; Dч -диаметр начальной окружности червяка; бs - - угол зацепления; р -- угол трения в червячном зацеплении; л,ч -- угол подъема витков червяка; Dн -- наружный диаметр втулки; l0 -- расстояние между подшипниками); dш -- диаметр шестерни валика; МТр.н -- момент трения навоя в подшипниках; Т0 -- сила натяжения основы; D-- диаметр намотки пряжи на навое; Оk -- диаметр червячного колеса; Dш-- диаметр шестерни навоя; ед -- угловое ускорение ведомого диска; Jд -- момент инерции масс ведомого диска; Jпр.н -- приведенный к оси червяка момент инерции масс навоя; .Jпр.в -- приведенный к оси червяка момент инерции масс передаточного валика; Рп --* усилие, действующее со стороны пружины.

Приведенные моменты инерции

где Jн -- момент инерции навоя; ин -- передаточное отношение передачи от червяка к навою: ин=DkDш(Dчdшtgлч); JВ -- момент инерции валика; иВ -- передаточное отношение передачи от червяка к валику.

Работа фрикционной муфты за одно включение состоит из пяти периодов, влияющих на величину и характер изменения нормальной силы, действующей на прокладки муфты и тормоза, и их моменты: 1) период совместной работы ведомого диска муфты с тормозом; 2) работа муфты от момента отрыва ведомого диска от тормоза до момента его максимального отклонения: 3) работа муфты от максимального отклонения ведомого диска до момента соприкосновения с тормозом; 4) совместная работа ведомого диска муфты с тормозом; 5) работа фрикционной муфты после отрыва ролика 4 от кулачковой шайбы ведущего диска.

Метод определения угла поворота ведомого диска для всех пяти периодов заключается в том, что составляют зависимости для углового ускорения ведомого диска для каждого периода в отдельности. Полученные зависимости дважды интегрируют. В результате получают уравнения для определения перемещений ведомого диска для каждого периода, а их сумма дает перемещение ведомого диска за одно включение.

На рис. 2 приведены зависимости суммарного угла поворота ведомого диска муфты за одно включение от высоты кулачковой шайбы для различных частот вращения главного вала станка.

Расчет производился на ЭВМ для станков типов СТБ и АТПР.

Рис. 2. Зависимости

В формуле (2) можем определить максимальное значение входной величины

где Двмах -- максимальное

Перемещение ролика определяют по одной из кривых (см. рис. 2). Для этого задают частоту вращения главного вала станка и по углам поворота цДмах для максимального и минимального диаметров навоя находят искомую разность ДНДмах.

Коэффициент передачи К3. Коэффициент передачи кулисного механизма

(3)

где Ддшмах. -- максимальный угол поворота шатуна.

На рис. 3 представлен кулисный механизм в двух положениях. Это шарнирный двухкоромысловый четырехзвенный механизм 03Е0 Е'0O4 с двумя коромыслами (R и r), стойкой 0304(d) и шатуном Е0Е'0(l).

В начальном, нулевом положении звенья О3Е0 и Е0Е'0 совмещаются с одной прямой линией, а угол в= в0. В механизмах отпуска основы станков типов СТБ и АТПР длины всех звеньев кулисного механизма постоянные (длина шатуна l=6 мм). Для нулевого положения механизма можно определить угол б0 (или б0= 180°-- б'0). Из треугольника 03E'0O4, используя теорему косинусов, находим

Для второго положения механизма ОзЕ1Е'1О4, зная угол вmaх = во+Д вmax, можно определить угол б1 (или б1= 180°-- б'1). Угол поворота шатуна кулисного механизма

где д0 -- угол между направлением шатуна и горизонталью в нулевом положении механизма; д1-- угол между направлением шатуна и горизонталью в максимально отклоненном положении.

Определим углы д0 и д1,

Рис. 3. Схема для определения положения звеньев в передаче от скала к кулисному механизму.

Если произведем замену: у0=rsinб0, у1=rsinб'1, u0=Rsinв0, u1=Rsinвmax и подставим эти выражения в уравнение (4) то получим

(4)

Кулисный механизм состоит из направляющей детали со сквозным пазом (средняя линия аб есть дуга с центром Е') шатуна ЕЕ' и шатунного рычага ЕD. Направления шатуна и шатунного рычага образуют постоянный угол Е'ЕD (см. рис. 3 угол равен 900 Кулиса, как и шатун, поворачивается на угол Ддш.mах. Рычаг кулисы из первоначального положения Е'0т0 перемещается в положение Е'1т1, и его угол поворота

Дкул.мах = Ддш.mах.

Угол поворота кулисы в рассматриваемых механизмах имеет большое значение. При малых углах ее поворота механизм отпуска основы будет менее чувствительным к изменениям длины основы в заправке. Угол д.кул зависит от угла поворота рычага R и длины шатуна. Можно задавать угол поворота кулисы или шатуна и определять длину шатуна при различных значениях угла -- дв поворота рычага R (рис. 4). В основу такого расчета может быть положена зависимость (4). В механизме отпуска основы станка фирмы Зульцер длину l шатуна ЕЕ' изменяют путём введения в кинематическую пару кулиса - рычаг эксцентриковой втулки (см. рис.3, б). Если эксцентриковая втулка своим большим радиусом закреплена в теле кулисы вверху, то длина l₁ шатуна минимальная, при закреплении втулки большим радиусом в нижнем положении длина l₂ шатуна максимальная.

Рис. 4. Зависимость угла поворота шатуна в кулисном механизме от угла поворота рычага R при различной длине l

Коэффициент передачи K4. Рассмотрим коэффициент передачи от муфты к навою

K4 = Kпер = ДХвых2/ ДХвх2 = Ддш.мах/ ДзДмах (5)

Для определения перемещения звена О1С необходимо знать координаты точек D0 и D1:

(6)

где щ0 и и0 - координаты точки Е0: щ0 = Rcosв0, и , u0=Rsinвмах.

(7)

Определим угол з поворота рычага 01С. Для этого необходимо найти расстояния D001 и D1О1.:

Зная размеры звеньев в треугольниках O1D0С0 и O1D1С1 определяем косинусы углов з0 и з1:

Теперь можно вычислить максимальный угол поворота звена О1С (скала)

Зависимости угла Дз поворота скала (рычага О1С) от угла ДдШ поворота шатуна представлены на рис. 5.

Рис. 5. Зависимости угла поворота скала от угла поворота шатуна ЕЕ' при соединении тяги СD с шарниром D и с шарнирами рычага O1l (l -- в точке С: 2-- С'; 3 -- С), при присоединении тяги с шарниром D и с шарнирами О1C (l' -- в точке C”; 2' -- С'; 3' -- С)

Если в формулу (как Крег1) под-ставим значения всех частных передаточных коэффициентов из формул (1) -- (4), то получим общий коэффициент передачи регулятора от скала к навою:

Крег 1ср = Дшн мах/= Дз1мах.

У кулисного механизма станка типа АТПР угол между шатуном Е'Е (см. рис3, б) и рычагом ЕD больше 90°. Пусть этот угол будет л=90°+о, причем угол о есть постоянная величина. В этом случае координаты точек D0 и D1 по аналогии с выражениями (6) и (7) определяются следующим образом:

Методика определения угла поворота скала Дз1 в передаточном механизме станка типа АТПР такая же, как и для рассмотренных механизмов станков типа СТБ и станков фирмы Зульцер.

навой шатун поворот регулирование

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ОТПУСКА И НАТЯЖЕНИЯ ОСНОВЫ СТАНКОВ ФИРМЫ ЗАУРЕР (ШВЕЙЦАРИЯ)

Схема механизма отпуска основы представлена на рис. 6, а. С навоя 14 основа поступает на неподвижное скало 12. Заправочное натяжение основы создается за счет момента от пружины растяжения 9. Пружина связана с корпусом регулятора рычагами 10 и //. Вращательное движение ткацкому навою передается двумя пространственными механизмами. Первый является пространственным шарнирным четырехзвенником, у которого ведущее звено есть подвижный батан 1. Движение от батана передается шатуну 2 и далее рычагу кулисы 3. Стойкой механизма являются опоры О, Ог. Второй механизм привода -- пространственный кулисный механизм. Передача к нему осуществляется от рычага кулисы 3 к кулисе, которая образует с ним одно звено. В кулису входит камень рычага 4. При вращательном движении кулисы рычаг 4 получает вращение относительно оси O2--O2. Второе плечо рычага 4 имеет собачку 5, которая приводит в движение храповик 6, жестко связанный с червяком 7. Периодическое вращение червяка с помощью червячной шестерни 13 передается навою.

Рис 6. Автоматическая система отпуска и натяжения основы станков фирмы Заурер: а - кинематическая схема; б - схема регулирующей части

При уменьшении отпуска основы ее длина в заправке уменьшается, при этом навой как чувствительный элемент системы вместе с корпусом дополнительно поворачивается по направлению часовой стрелки. Камень рычага 4 в кулисе смещается, расстояние от него до оси О1 увеличивается. Поэтому рычаг 4 поворачивается на больший угол при постоянном угле поворота кулисы. Больший угол поворота рычага по кинематической цепи вызовет больший угол поворота навоя. Поворот корпуса навоя 8 через звенья 10 и 11 передается пружине .9. При этом ее деформация растяжения увеличивается. Момент от силы пружины и, следовательно, заправочное натяжение основы увеличиваются.

На рис. 6, б представлена схема регулирующей части рассматриваемой системы. Входной величиной является постоянный угол поворота ц1 кулисы 3 (см. рис. 6, а), определив который, находят начальные и конечные параметры регулирующей части. При этом нужно рассчитать минимальный и максимальный углы поворота звена l2 (поз. 4) -- углы ц2min и ц2max, а также начальное и конечное положения камня А в кулисе, т. е. минимальную и максимальную длину l1 переменного звена -- l1min и l1max;

С учетом отпуска основы с навоя lн минимальный и максимальный углы поворота навоя будут

Д шн min = 2lн / Dmax и Д шн max = 2lн / Dmin.

Определим минимальный и максимальный углы поворота звена l2:

Ш2 min = Д шн min ич; Ш2 mах = Д шн mах ич ,

где ич -- передаточное число червячной передачи.

Применяя теорему косинусов, находим

Максимальная разность изменения длины рычага кулисы l1 mах - l1 min = Д l1 mах является наладочным параметром регулирующей части регулятора отпуска основы станков фирмы Заурер.

Определим коэффициент передачи регулятора системы. Он равен произведению трех частных коэффициентов передачи:

Крег2 = К1К2К3.

Коэффициент передачи кулисного пространственного механизма

Коэффициент зубчатой передачи



где Дшн max = шн max - шн min.

Коэффициент передачи системы нагружения

К3 = ДХвых3 / ДХвх3 = Дз2мах / Д шн max ,

где Дз2мах = з2мах -Дз2min - разность углов поворота ведомого звена СO4 плоского четырехзвенного механизма O3ВСO4; Дшн max = ДбфуТmax =бmax - бmin -- максимальная разность углов поворота футляра -- звена ВO3 четырехзвенного механизма.

Установленная в механизме пружина имеет большой коэффициент жесткости, который приводит к тому, что даже при небольших изменениях длины пружины натяжение основы по мере уменьшения диаметра навоя увеличивается значительно. При выработке средних, а особенно редких по утку тканей по мере уменьшения диаметра навоя требуется одна или несколько ручных переналадок механизма. Учитывая указанный недостаток системы, фирма Заурер рекомендует применять не автоматическую систему регулирования отпуска основы по отклонению, а комбинированную систему автоматического регулирования отпуска основы.

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ОТПУСКА И НАТЯЖЕНИЯ ОСНОВЫ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

В механизме отпуска и натяжения основы, установленном на пневморапирном ткацком станке, угловая скорость навоя при уменьшении диаметра намотки основы увеличивается с помощью клиноременного вариатора. Вариаторный механизм отпуска основных нитей обеспечивает непрерывное вращение навоя.

Схема механизма отпуска и натяжения основы непрерывного действия представлена на рис. 7. Нити основы 2 сматываются с навоя 1, огибают подвижное скало 3 и поступают в рабочую зону станка.

Рис. 7. Схема механизма

На ведущем валу 11 вариатора установлены диски 8 и 9. Диск 8 жестко закреплен на валу 11 при помощи шпонки и стопорных винтов. Диск 9 также соединен с валом шпонкой, но может свободно перемещаться вдоль его оси. На ведомом валу 23 аналогично установлены диски 19 и 21, но здесь вдоль оси вала может перемещаться диск 21, а диск 19 соединен с ним неподвижно. Движение от ведущего вала к ведомому передается с помощью широкого клинового ремня 20. Ведомый вал 23 связан с навоем 1 червячной (17-- 18) и зубчатой (16--12) передачами. При уменьшении длины нитей основы в заправке скало 3 опускается и через систему рычагов 4--5 --7--15 --13 и нажимную шайбу 10 перемещает диск 9 на ведущем валу влево, а через системы рычагов 4--5--7--15--13--14--24 и нажимную

Скало 3 через систему рычагов 4--5--7 связано с грузовым рычагом 25. Для регулирования длины рычага 5 в нем имеется паз 6. Грузовой рычаг 25 через звено 15 связан с трехплечим рычагом 24. Звено 14 выполнено регулируемым по длине, что необходимо для изменения натяжения клинового ремня 20 вариатора. Натяжение основных нитей уравновешивается грузом 26.

шайбу 22 создает возможность для перемещения диска 21 на ведомом валу также влево. В результате клиновой ремень 20 на ведущих дисках переходит на больший диаметр, а на ведомых -- на меньший. Это приводит к увеличению угловой скорости ведомого вала 23 и навоя 1. При увеличении длины основных нитей в заправке происходит обратное явление.

На рис. 8 показана схема передачи движения от главного вала станка. От главного вала V через коническую зубчатую передачу 7 -- 8, поперечный вал IV и коническую зубчатую передачу 3 -- 4 движение передается валу ///. От последнего через цепную передачу получает движение вал //, на котором закреплен червяк 2, передающий движение червячному колесу 1. Червячное колесо / свободно насажено на ведущем валу 1 вариатора и передает ему движение через зубчатую муфту, для чего на торце червячного колеса 1 имеются специальные зубья. Муфта соединена с валом посредством шпонки и может перемещаться вдоль его оси, что необходимо при ручном повороте навоя. Ведомый вал VII вариатора через червячную пару 9 -- 10, поднавойный валик IV и зубчатую передачу 6 -- 5 связан с навоем.

Зубчатые конические пары 3 -- 4 и 7 -- 8, а также цепная передача имеют передаточные числа, равные единице. Червячная пара / -- 2 является сменной, ее передаточное число зависит от плотности вырабатываемой ткани по утку и может иметь следующие значения: 2,5; 5; 7,5; 10; 12,5; 15; 20; 25.



Рис. 8. Схема передачи движения от главного вала к клиноременному регулятору

Коэффициент передачи регулятора всей системы

Крег3 = Кзуб Квар К1 К2 К3

Коэффициент зубчатой передачи от навоя к ведомому диску

Кзуб = ДХвых / ДХвх = Д шн max / Д цн.д max = z1 zч.к / (z2 zч),

где Д шн max -- известная величина [см. уравнение (1)]; Д цн.д max -- максимальное изменение угла поворота ведомого (нижнего) диска:

Д цн.д max = цн.д max - Д цн.д min ,

где цн.д min = 2 lн -/ (Кзуб Dmax); цн.д min =2 lн -/ (Кзуб Dmin).

Коэффициент передачи клиноременного вариатора

где Д б1max - максимальный угол поворота рычага А1 а (см. рис. 7).

Для определения Д б1max необходимо иметь зависимость между изменением диаметра диска и его смещением вдоль оси 23 (см. рис. 7):

где у -- угол канавки, образованной дисками.

Смещение дисков связано с углом поворота рычага А1а следующим образом:

где б1max - б1min = Д б1max.

Максимальное изменение диаметра ведомого диска

(8)

Определим указанные величины. Передаточное число клиноременного вариатора в начале работы ткацкого станка (при Dmax)

(9)

где Dд.ср -- средний диаметр вариаторных "дисков, для которых ивар =1; Д D0 -- отклонение диаметра ведомого диска от среднего значения; цв.д - угол поворота ведущего диска за один оборот главного вала:

цв.д = 2 р / изуб

изуб - передаточное число передачи от главного вала станка к ведущему валу вариатора.

Из выражения (9) находим

(10)

Тогда Dн.д.max = Dд.ср + Д D0 и Dв.д.min = Dд.ср - Д D0 .

Минимальный диаметр нижнего диска определяем по аналогии с предыдущим расчетом:

где Д D0 -- отклонение диаметров ведомого (или ведущего) дисков при окончании работы станка (при Dmin)

Теперь можно определить максимальное изменение диаметра ведомого диска согласно формуле (8):

Максимальный диаметр ведущего диска: Dв.д.max = Dд.ср + ДD1.

Передаточное число передачи от главного вала к ведущему диску определяется из условия

Рассмотрим передачу от рычага А1В1 (см. рис. 7) до рычага скала С2О2. Кинематическая цепь передач состоит из трех последовательно соединенных четырехзвенных механизмов: А1В1С1Р1, D1D'1B2A2, A2В2С2D2. Частные коэффициенты передачи:

где Дв1max, Дб2max, Дз3max -- углы поворота указанных четырехзвенных механизмов.

Исследование работы рассматриваемых механизмов на ткацких станках показало, что механизмы отпуска основы непрерывного действия при качественном изготовлении, правильной установке и наладке удовлетворяют предъявляемым к ним техническим требованиям. Однако для систем автоматического регулирования отпуска основы непрерывного действия характерен общий недостаток, свойственный всем статическим системам автоматического регулирования отпуска основы -- изменение заправочного натяжения основы по мере уменьшения диаметра навивки основы на навое.

КОМБИНИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТПУСКА И НАТЯЖЕНИЯ ОСНОВЫ

Особенности систем регулирования по отклонению и возмущению.

Комбинированная система автоматического регулирования отпуска основы состоит из двух систем, одна из которых имеет обратную связь (система регулирования по отклонению), а другая (система регулирования по возмущению) не имеет.

Каждая система регулирования отпуска основы имеет привод, который должен за один оборот станка повернуть навой на угол, обеспечивающий необходимый отпуск.

Кроме того, в систему регулирования отпуска основы входит механизм или система механизмов, преобразующие значительный угол поворота выходного звена механизма привода системы в незначительный угол поворота навоя. Для этого обычно применяют зубчатую систему передач (могут быть и другие передачи), в составе которой имеются сменные звенья, позволяющие изменять угол поворота навоя при изменении ассортимента вырабатываемой ткани.

В системе автоматического регулирования отпуска основы между приводом и передачей к навою располагают регулирующий механизм.

Иногда регулирующий орган включают в систему передачи к навою.

Рассчитывают и проектируют систему отпуска основы в порядке, обратном передаче движения от привода системы к навою.

Сначала определяют коэффициент Kзуб по аналогии с выражением (1) и затем коэффициент передачи привода Кпр.

Зная максимальное изменение угла поворота навоя Дшн.max и входную величину привода Дцпр.max: можем определить

(11)

где Дцпр.max и Дцр.о.max -- углы поворота хромового колеса и регулирующего органа соответственно; Kр.о -- коэффициент передачи регулирующего органа.

При расчете и проектировании передачи в механизме отпуска основы комбинированной автоматической системы необходимо для максимального изменения угла поворота навоя Дшн.max выбрать такую зубчатую передачу и систему регулирующего органа, которые обеспечили бы изменение угла поворота приводного вала цпр.min до цпр.max. Будем считать, что такая система передачи выбрана, но она пока еще никаких автоматических систем не включает. Выделим из нее передачу регулирующего органа. Угол поворота регулирующего органа от цр.о.min до цр.о.max в системе автоматического регулирования отпуска основы станков фирмы Зульцер и станков типа СТБ, АТПР как системы автоматического регулирования по отклонению изменяется путем поворота чувствительного элемента системы -- рычага скала -- на угол Дз1мах

В комбинированной системе автоматического регулирования угол поворота регулирующего органа изменяется автоматической системой по возмущению. Она в комбинированной системе является наиболее важной. В связи с этим к автоматической системе по возмущению предъявляются определенные, специфические требования. Первое из них заключается в том, что при изменении диаметра навоя на Dmax - Dmin = ДDmax должно обязательно вызывать изменение угла поворота регулирующего органа на Дцр.о.max. Зная максимальное изменение угла поворота рычага лапки щупа навоя Дцщупmax, можно определить средний коэффициент передачи от щупа к регулирующему органу

Если при расчете системы по формуле (11) задавать различные значения угла поворота навоя Дшн, в диапазоне Дшнmax, то можно найти закономерность изменения угла поворота регулирующего органа Дцр.о в диапазоне Дцр.о.max. Таким образом, вторым обязательным требованием, предъявляемым к автоматическим системам по возмущению, является обеспечение необходимого закона перемещения регулирующего органа за весь период регулирования.

Зная закономерность изменения перемещения регулирующего органа, можно определить закономерность изменения коэффициента передачи от щупа навоя к регулирующему органу:

(12)

Выразим угол поворота регулирующего органа через угол поворота навоя Дшн и коэффициенты передачи системы: регулирующего органа и зубчатой передачи. Получим

(13)

Подставляя значение Дцр.о из выражения (13) в уравнение
(12), находим

(14)

В уравнении (14) числитель правой части является известной величиной, Дшн = Дшизм.

Теперь можно определить коэффициент передачи автоматической системы регулирования отпуска основы по возмущению:

Система автоматического регулирования отпуска основы по отклонению в системе комбинированного автоматического регулирования имеет свои особенности.

Основное назначение ее -- сводить к нулю ошибки системы автоматического регулирования по возмущению. Система регулирования по отклонению должна быть простой, но чувствительной к малым отклонениям величины отпуска основы.

Главным в расчете и проектировании системы регулирования по отклонению является определение зависимости между отклонениями чувствительного элемента (рычага скала) и регулирующего

органа системы.

Если входной величиной системы передачи от скала к регулирующему органу считать изменение угла Дз отклонения рычага скала (см. рис. 7), а выходной -- изменение угла Дцр.о регулирующего органа, то можно определить коэффициент передачи чувствительного элемента от рычага скала к регулирующему органу:

Теперь можно определить общий коэффициент передачи системы автоматического регулирования по отклонению, если за входную величину принять угол поворота рычага скала, а за выходную угол поворота навоя:

Червячный регулятор отпуска и натяжения основы. На рис. 9 представлена схема червячного регулятора отпуска и натяжения основы станков типа АТ. По мере укорочения основы в заправке скало 7 опускается вниз, и с помощью рычагов 6 и 5, верхней кулисы 4 и пространственного четырехзвенного механизма АВСD производится зарядка храповика. При движении батана в переднее положение его палец / перемещает рычаг 2 и переводит нижнюю кулису 3 и механизм АВСD в обратную сторону. Храповик (zхр) поворачивается и передает движение с помощью зубчатой передачи (z1, z2, z3, z4) навою. Происходит дополнительный поворот навоя. Так работает автоматическая система по отклонению.

Рис. 9. Схема червячного регулятора отпуска основы

При уменьшении диаметра навоя 8 щуп 9 поворачивается против часовой стрелки и рычаг 10 перемещается вниз. Это позволяет при одинаковом угле поворота верхней кулисы увеличить угол поворота нижней кулисы, что способствует увеличению угла поворота навоя. Так работает автоматическая система по возмущению.

Параметры червячного регулятора отпуска основы определяют в том же порядке, что и в предыдущем расчете.

После нахождения предельных углов поворота навоя шн.max, шн.min, Дшн.max вычисляют коэффициент передачи Kзуб = z1 z3 /(z2 z4)

(шестерни z3 и z4 могут быть сменными). Далее вычисляют параметры регулирующего органа системы АВСD как механизма передачи движения от храповика к нижней кулисе АВ.

Механизм АВСО является пространственным, шарнирным, четырехзвенным, у которого звенья R и r перемещаются в перпендикулярных плоскостях W и Н (рис. 10, а и б). На рис. 10, а механизм показан в том виде, как он располагается на станке, а на рис. 10, б приведен к первому верхнему трехгранному углу правой пространственной системы координат. При такой ориентации осей координат неподвижной и подвижной систем относительно параллелепипеда с вершинами А, В0, С0, D, b, а1 a2, а3 определяются углы Эйлера: иR =90°; иr =г; цR - з; цR = 90°+з.

Рассмотрим начало движения звена r при угле б1 = 180°-- б' (угол б' = цр.о есть угол поворота регулирующего органа от его вертикального положения АВ0 до положения АВ1. Имеем

где в = цх р -- угол поворота храповика; С=(R2+r2+d2 - l2)/2.

Рис. 10. Схема пространственного механизма передачи от храповика к нижней кулисе: а -- при установке на станке; б -- приведенная к первому трехгранному углу

Если угол поворота звена r б2 = 180с+б", где б" = цр.о -- угол поворота регулирующего органа от вертикального положения АВ0 в положение АВ 2, то



Сумма углов б '+ б " = Дцр.о.max.

Как показывают проведенные исследования, отношение входной величины к выходной в пространственном четырехзвенном механизме регулирующего органа в пределах изменения угла цхр от 0 до 20° представляет зависимость, близкую к линейной.

Приводом рассматриваемой системы является плоский четырехзвенный механизм АLКО (рис. 11). Напишем аналитическую зависимость между углами поворота звеньев R1 и r1

(15)

Рис. 11. Схема механизма привода червячного регулятора отпуска основы

В начале исследования необходимо батан поставить в переднее положение, а нижнюю кулису довести до упора и после этого замерить начальные углы б10= б 1max и в10 = в 1max. Согласно зависимости (15) будем определять угол б1 при заданном угле в, как угле изменения положения выходного звена регулирующего органа, изменяющемся от цр.о.min = в 1max до Дцр.о.max = в 1min. Угол б1 определяем по методике, примененной при исследовании батанных механизмов.

Зная перемещение звена r1, угол его поворота б1mах, при котором навой поворачивается на угол шн.max, можно проверить предельные возможности работы механизма привода системы. Нужно, чтобы угол поворота батана для двух его крайних поло-жений -- Дббат.mах был боль-ше угла Дб1mах хотя бы в 2 раза, где Дб1mах = б1mах - б1min.

Автоматическая система регулирования по возмущению представлена четырехзвенным механизмом АМS01 щупа навоя (рис. 12), у которого звено S01 жестко соединено с щупом навоя 01N. Звено r3 переменное; звенья r4, d4 и l4-- постоянные величины.

Аналитическая зависимость между углами поворота звеньев r3 и r4 аналогична зависимости (15):

Рис. 12. Схема четырехзвенного механизма щупа навоя

(16)

Длину переменного звена r3 находят из условия, что в механизме АМS01 углы в4 и б4 должны быть известными. Зная изменение угла цр.o поворота регулирующего органа -- нижней кулисы относительно стойки d3, можно определить угол в4 поворота звена r3 относительно стойки б4. Изменение угла б4 нужно связать с изменением угла цщуп поворота рычага щупа. Таким образом, учитывая отмеченное, из уравнения (16) определим переменную длину звена r3:

(17)

где

Если в уравнение (16) вместо углов б4 и в4 подставим конкретные значения, например, б 40 и в 40, то получим максимальную длину рычага r3max. При подстановке значения углов

б4к = б 40 + Дцщуп.max и в4 = в 40 + цр.omax получим минимальную длину r3min. Максимальное изменение угла перемещения рычага щупа

Дцщуп.max = цщуп.max - цщуп.min =

Определение предельных размеров рычага r3 в зависимости от предельных углов Дцр.o max и Дцщуп.max является важным этапом при расчете параметров автоматической системы по возмущению.

Главной в автоматической системе по отклонению червячного регулятора отпуска основы является передача от чувствительного элемента системы к регулирующему органу, т.е. от рычага ЕO2G к рычагу НO3М (рис. 13). Аналитическая зависимость между параметрами ведущего и ведомого звеньев, примененная в предыдущих исследованиях, имеет вид (рис. 13, б)

 (18)

Рис. 13. Схема передачи движения от скала к кулисам: а -- верхней и нижней; б -- верхней

Заданным параметром в уравнении (18) должен быть угол б2, потому что его изменение связано с изменением угла поворота верхней кулисы цв.кул (рис. 13, а). Угол поворота верхней кулисы зависит от уже известного угла поворота нижней кулисы -- цр.o. Рассматривая кулисный механизм АО3М, можем найти зависимость для определения угла цв.кул :

где r3 -- переменная длина рычага нижней кулисы, которая представлена зависимостью (17).

При прямой нижней кулисе с увеличением цр.o угол цв.кул тоже увеличивается. Увязка углов в кулисном механизме производится путем подбора соответствующего профиля верхней кулисы.

Подстановкой известных углов б2 в уравнение (18) можно определить угол поворота в2 рычага скала за каждую прокидку утка по мере изменения диаметра навоя.

Из изложенного выше можно сделать вывод о том, что автоматическая система регулирования отпуска основы по отклонению червячного регулятора выполняет две функции. Первой функцией, свойственной этой системе, является дополнительное отклонение регулирующего органа, если система по возмущению неточно изменяет угол поворота регулирующего органа. Например, если профиль верхней кулисы не соответствует выработке заправленного на станке ассортимента ткани. Второй функцией, не свойственной системе по отклонению, является перемещение при каждой прокидке утка за счет натяжения основы верхней кулисы, а через нее и нижней в исходное положение на все более увеличивающийся угол. Последнее отрицательно сказывается на всей работе рассматриваемой комбинированной автоматической системы регулирования отпуска основы ткацкого станка типа АТ.

Для совершенствования червячного регулятора отпуска основы необходимо в его систему ввести такие изменения, которые позволили бы использовать прямую верхнюю кулису с постоянным углом ее отклонения за каждую прокидку утка.

Имеются и другие комбинированные системы автоматического регулирования отпуска основы, такие, например, как планетарный основный регулятор, регулятор на ткацком станке фирмы Пиканоль. Указанные автоматические системы не получили значительного распространения, потому что в процессе работы требуют ручной переналадки.

Литература

1. Дицкий А.В. Исследовение, расчет и проектирование механизмов отпуска основы станков СТБ , Зульцер, АТПР. М.: РИО МТИ, 1976.

2. Дицкий А.В. Основы проектирования машин ткацкого производства. М.: «Машиностроение», 1983.

3. Льно-пеньково-джутовая промышленность: Некоторые особенности непрерывного формирования ткани уплотнением утка типа водилка. М.: ЦНИИТЭИлегпром , 1968.

4. Макарова А.И. Основы проектирования текстильных машин. М.: «Машиностроение», 1976.

Размещено на Allbest.ru