и батанного механизмов на динамику привода станка
Для определения закономерности изменения крутящих моментов на главном валу металлоткацких станков типа СТР и влияния на них основных исполнительных механизмов будем использовать, разработанные в разделе 4.2 алгоритм и программу расчета. Результаты расчета при средней угловой скорости главного вала 9,84 рад/c (94 мин-1) приведены в виде графика на рис.4.6.
Рис. 4.6. График крутящих моментов на главном валу
металлоткацких станков типа СТР
Из цикловой диаграммы работы основных исполнительных механизмов станка – батанного и рапирного (рис.4.5, б) следует, что в период работы рапирного механизма батанный – находится на фазе выстоя. В связи с этим можно отказаться от метода поочередного включения (выключения) механизмов и провести анализ влияния основных механизмов на изменение крутящих моментов в процессе комплексной записи деформаций на главном валу в условиях рабочего режима станка. В Шуйском СКБ ткацкого оборудования проведены экспериментальные исследования по определению крутящего момента, возникающего в сечении главного вала металлоткацкого станка CTP-100-M по обычно принятой методике [57]. Для исследования закономерности изменения крутящих моментов на главном валу стендового образца металлоткацкого станка применялись проволочные тензодатчики ПКВ-200-20-ГБ и следующая регистрирующая аппаратура [45]:
- тензоусилитель ПЭТ-ЗВ-М;
- осциллограф H-115;
- гальванометр МО 2,5 № 362471.
Во время проведения испытаний опытный станок вырабатывал сетку никелевую 008 ГОСТ 6613-73; уток - никелевая проволока диаметром 0,050 мм, основа - никелевая проволока диаметром 0,052 мм. Исследования проводились при частоте вращения главного вала n = 94 мин-1. При планировании эксперимента задавались относительной ошибкой 0,1 и доверительной вероятностью 0,90 [174], на основании чего количество необходимых повторений эксперимента из условия нормального распределения случайной величины равнялось 5 [171]. Результаты эксперимента (экстремальные значения крутящего момента в каждом из опытов) и его математической обработки приведены в табл.4.1.
Таблица 4.1
Результаты эксперимента по определению экстремальных значений
крутящего момента на главном валу станка СТР-100-М
и его математической обработки
, Нм |
Нм | Дисперсия воспроизводимости, S2 | Ошибка воспроизводимости, S | Доверительный интервал для , Нм | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||||
345 | 335 | 350 | 335 | 340 | 339 | 17,5 | 4,18 | 3,6 | 339 3,6 |
Результаты исследований представлены осциллограммами на рис. 4.7, а,б,в,г. На рис.4.7, а изображена осциллограмма крутящих моментов на главном валу станка при установившемся режиме движения. Из сравнения теоретических и экспериментальных результатов следует, что расхождения значений не превышают 10%. Экстремальные значения крутящего момента на главном валу станка возникают в положениях 60°...70°, 110°...120°, 200°...210° и 250°...260° по циклу его работы и составляют 320…340 Нм. Сопоставление осциллограммы (рис. 4.7, а) с цикловой диаграммой работы батанного и рапирного механизмов (рис. 4.5,б) свидетельствует о том, что максимальные нагрузки на привод станка возникают при работе механизма прокладывания утка и более чем в 3 раза превышают максимальные нагрузки (95 Нм) на привод от работы батанного механизма.
Одновременно записывались деформации кручения главного вала в различных условиях пуска и торможения. Результаты исследования процесса пуска (разгона) главного вала станка приведены на рис.4.7, в.
а)
б)
в)
г)
Рис.4.7 Осциллограмма крутящих моментов на главном валу станка
(а - при установившемся режиме движения; б - при пуске станка
из положения 50°...60° по циклу его работы; в - при пуске станка
из положения 60°...70° по циклу его работы; г - при торможении)
При пуске станка из положения 50°...60° по циклу его работы, рис. 4.7, б,максимальные крутящие моменты на главном валу при разгоне не превышают максимальных крутящих моментов в установившемся режиме работы станка - 300...320 Нм.
При пуске станка из положения 60°...70° по циклу его работы, рис. 4.7, в, на главном валу наблюдается увеличение крутящих моментов до величины 500 Нм. Если опять обратиться к цикловой диаграмме работы основных исполнительных механизмов станка, то можно установить, что при 60°…700 имеют место максимальные нагрузки на главный вал станка в установившемся режиме работы со стороны рапирного механизма. Во избежание перегрузок привода станка в период разгона следует исключить пуск станка из положений, совпадающих с максимальными нагрузками со стороны механизма прокладывания утка, что соответствует по цикловой диаграмме 60°...70°, 1100......120°, 200°...210° и 250°...260° углам поворота главного вала. Полученные результаты учитывались при проектировании пусковой муфты серийно выпускаемых станков СТР-100-М.
Изучение процесса торможения станка по ряду отснятых осциллограмм показало, что все осциллограммы примерно идентичны. В связи с этим процесс торможения иллюстрируется только одной осциллограммой, рис. 4.7, г. Максимальные крутящие моменты на главном валу станка при торможении не превышают 220...240 Нм.