Основные органы кручения

Нитепроводники. Назначение ни-тепроводников состоит в следующем:

правильно расположить нить относительно веретена;

уменьшить разницу в натяжении нити в течение наработки съема;

захватывать концы нитей при их обрыве и предотвращать тем самым захлестывание и обрыв соседних нитей.

Поверхность нитепроводника цементируют, а на конце его делают насечку для захвата оборвавшейся нити. Заднюю стенку нитепроводника устанавливают строго по оси веретена, чтобы уменьшить колебания натяжения пряжи при каждом обороте вокруг веретена.

Нитепроводник крепится к металлическому клапану, а кла­пан к угольнику или валу, расположенному вдоль цилиндро­вого бруса. Для снижения разницы натяжения нити нитепро-водники перемещаются по вертикали синхронно с кольцевой планкой.

При снятии съема нитепроводники откидывают вверх вруч­ную или автоматически.

Кольца, Кольцо является опорной и направляющей по­верхностью для движения бегунка. Кольца изготовляют из стали 40 и 45. Поверхность колец насыщается углеродом и азотом (нитроцементация) на глубину 0,3—0,6 мм. Твердость колец должна быть в пределах HRC 60—63. На прядильных машинах используют кольца с горизонтальным бортиком (ГОСТ 3608—78). Основным размером кольца является его диаметр D_K (рис. 2.17) по внутренней рабочей поверхности.

 

Рисунок 2.17 - Кольца прядильных машин

А – двубортные

Б - полуторобортные

В – с наклонной стенкой

 

Отечественные кольцевые прядильные машины для хлопка оснащаются кольцами с горизонтальным бортиком типа 1 (ГОСТ 3608—78) в различном исполнении. У двубортного кольца типа 1 исполнения 1 (см. рис. 2.17, а) для движения бегунка используется только один, верхний, бортик, а ниж­ним бортиком оно прилегает и крепится к кольцевой планке. При износе бегунком одного бортика кольцо переворачивают и бегунок движется по другому бортику.

У однобортных колец типа 1 исполнения 2, показанных на рис. 2.17,6, используется для движения бегунка только один бортик.

В настоящее время используют, как правило, кольца ра­циональной геометрии (КРГ) типа 1 исполнения 4, имеющие наклонную стенку (рис. 2.17,в). На кольце КРГ бегунок не ка­сается наклонной стенки и поэтому меньше изнашивается и меньше вероятность заклинивания бегунка на кольце.

Бегунки. Бегунок — деталь, масса которой измеряется не­сколькими миллиграммами, однако условия движения бегунка существенно влияют на процесс прядения. При скольжении бегунка по кольцу он прижимается к кольцу центробежной силой, превышающей силу тяжести бегунка в 2000—3000 раз, и движется со скоростью 28—40 м/с. Большое удельное давле­ние (до 2600 Па и более), высокий коэффициент трения (0,1—0,3) о кольцо и большой путь, совершаемый им при работе (до 15 000 км за 120 ч), приводят к сильному разогреву ножки бегунка (до 360—500 °С).

Вследствие этого углерод стали окисляется — бегунок «сго­рает», т. е. перетирается и вылетает с кольца, вызывая обрыв нити.

Основными параметрами бегунка являются форма, размер и масса. Для колец с горизонтальным бортиком используют бегунки типа 1 пяти различных исполнений, причем в двух исполнениях (2 и 3) имеются различия в размерах дужки. Стальные бегунки типа 1 (ГОСТ 11031—76) имеют раз­личную форму (рис. 2.18). Ос­новные размеры бегунков (В, b и Н) должны соответство­вать размерам рабочих про­филей колец. Во избежание вылета бегунков размер b дол­жен быть меньше ширины бортика.

 

 

Рисунок 2.18 - Бегунки прядильных машин.

а – эллиптический; б – эллиптический с прямой спинкой;

в – С-образный; г – С-образный с отогнутыми ножками.

 

 

Бегунки в пределах каж­дого типа нумеруются в зави­симости от массы. Номер бе­гунка численно равен массе 1000 шт. бегунков в граммах. Следовательно, бегунок № 34 имеет массу 0,034 г. Эллиптиче­ские (с пониженным центром тяжести) бегунки по сравнению с С-образными бегунками имеют меньший периметр. При уста­новке эллиптических бегунков их номер должен быть на 1—2 номера меньше номеров С-образных бегунков. Эллиптические бегунки имеют большую площадь контакта с кольцами и ока­зывают меньшее удельное давление. Однако расстояние между дужкой эллиптического бегунка и бортиком кольца меньше, чем у С-образного, и это затрудняет продвижение нити и приводит ее к пушению. Чтобы увеличить пространство для прохождения пряжи, применяют эллиптические бегунки с прямой спинкой.

В зависимости от типоразмеров бегунков применяют бе­гунки трех форм сечений: круглое К, плоское П и сегментное С. Бегунок круглого сечения лучше контактирует с пряжей, од­нако износостойкость его невелика из-за очень малой пло­щади контакта с кольцом. При плоском сечении улучшаются условия взаимодействия бегунка с кольцом, но ухудшаются ус­ловия прохождения пряжи через бегунок. При сегментном сечении с относительно большим радиусом (2—3 мм) пряжа лучше охватывает дужку бегунка и площадь контакта бе­гунка с кольцом больше. Высокоскоростной бегунок 1-4-С такого профиля имеет большую износостойкость при скорости до 38—40 м/с. Для того чтобы увеличить расстояние от места прохождения пряжи до контактной площадки бегунка с коль­цом, нагревающейся до высокой температуры, и предотвратить тем плавление химических волокон, добавляемых в смесь, соз­даны бегунки 1-5-С, имеющие прямоугольную дужку и сегмент­ное сечение. Поперечное сечение их немного меньше, чем у бе­гунков 1-4-С.

Массу бегунков подбирают по справочным таблицам. Бегунок устанавливают тем меньшей массы (меньшего номера) чем меньше линейная плотность пряжи и диаметр патрона больше частота вращения веретен и диаметр кольца.

Для очистки бегунков применяют пухоочистители, представ­ляющие собой сплюснутые металлические шпильки, располо­женные на кольцевой планке на расстоянии 1,5—2 мм от каж­дого кольца.

Разделители. Для предупреждения захлестывания соседних вращающихся нитей на прядильной машине устанавливают пластинчатые разделители и кольцевые ограничители (рис. 2.19). Пластинчатые разделители изготовляют из листо­вой стали, легкого сплава или капролактама. Пластинчатые разделители исключают захлестывание соседних нитей и пре­пятствуют образованию потока воздуха вдоль кольцевой планки от вращения веретен и тесьмы. При использовании колец большого диаметра без увеличения расстояния между веретенами кроме пластинчатых разделителей применяют коль­цевые ограничители баллона. Каждый выпуск машины обо­рудуется одним или двумя, верхним и нижним, кольцами. Диа­метр нижнего ограничителя берут равным диаметру D_K кольца или на 2—3 мм больше его. Диаметр верхнего ограничителя равен диаметру нижнего или меньше его (0,6—0,65 диаметра кольца). При установке пластинчатых разделителей и кольце­вых ограничителей снижаются колебания натяжения нити. [1, стр.278-282]

Веретена. Конструкция веретена должна отвечать следую­щим требованиям:

шпиндель веретена при рабочей скорости не должен иметь большой амплитуды колебания;

шпиндель должен быть достаточно жестким, чтобы при на­девании или снятии патронов, шпуль не возникала остаточная деформация;

опоры шпинделя должны обеспечивать равномерность его вращения, большую долговечность работы, удобную и надеж­ную смазку и малые потери на трение;

обслуживание веретена должно быт простым и удобным. [1, стр. 221]

 

Рисунок 2.19 - Пластинчатые разделители (а) и кольцевые ограничители (б):

1 – пластина; 2 – кронштейн; 3 – планка; 4 – кольцевая планка; 5 – верхнее кольцо; 6 – нижнее кольцо.

 

Вере­тена кольцевых прядильных и крутильных машин согласно

ГОСТ 160—74 разделяют на следующие типы:

ВН — веретена с насадками под бумажные и пластмассовые патроны (рис. 2.20, а);

веретена с насадкой, крутильной головкой и фиксаторами сверху (рис. 2.20, г);

В — веретена под шпули и бумажные патроны;

ВУ—веретена под шпули (рис. 2.20, б);

ВК — веретена под катушки (для крутильных машин) (рис. 2.20, в).

 

 

Рисунок 2.20 - Веретена прядильных и крутильных машин

 

Основными параметрами веретен всех типов являются расстоя­ние L от опорной плоскости гнезда веретена до верхнего конца шпинделя; диаметр d₁ блочка шпинделя веретена; d и d₂ —диа­метры посадочных мест в верхней и нижней части шпинделя ве­ретена, определяющие внутренние посадочные места шпули (па­трона, катушки); l —расстояние от опорной плоскости гнезда веретена до нижнего торца патрона (шпули катушки).

Размерами L и l определяется высота намотки паковки (подъем кольцевой планки). Для уточных веретен типа ВУ и ВУТ наибольший подъем кольцевой планки составляет 170 мм, диапазон рабочих частот вращения — 6000—15 000 мин^-1. Для основных вере­тен типов ВН-25, ВНТ-25, ВН-28, ВНТ-28 наибольший подъем 220, 240 мм, для ВНТ-32 260—280 мм; диапазон рабочих частот вращения соответственно 6000—18 000 мин^-1; 5000—15 000 мин^-1 и 5000—13 000 мин^-1. Значения всех основных параметров веретен кольцевых прядильных и крутильных машин приведены в ГОСТ 160—74. Веретена каждого типа могут быть изготовлены в нескольких исполнениях. В обозначение веретена входят буквы, указывающие его тип, и цифры, соответствующие диаметру блочка и разновидности веретена. Например, ВНТ-28-61 ГОСТ 160—74 означает веретено с насад кой под бумажный патрон тормозком, и блочком диаметром 28 мм, под патрон 61 группы. [5, стр. 310-311]

 

Прядильное веретено

 

На рис. 2.21 изображено современное кольцепрядильное веретено с металлической насадкой для основной пряжи. Основ­ными сборочными единицами веретена любого типа являются сборка шпинделя 1, втулка 4 и гнездо 5. На рис. 2.22 изображены шпиндели в сборе уточного и основ­ного веретен. Шпиндель в сборе уточного веретена (рис. 2.22, а) состоит из шпинделя 1 и напрессо­ванного на нем блочка с колоколом 2. Шпиндель в сборе основного вере­тена (рис. 2.22, б) состоит из укороченного шпин­деля 4, в верхней части которого запрессованы блочок 2 и алюминиевая насадка 5, имеющая фиксаторы 5 для закрепления и центрирования патрона на шпинделе. Веретена вращаются с частотой 8000—13 000 мин^-1, поэтому к материалу и точ­ности изготовления деталей веретена предъявляются высокие требования.

Шпиндели кольцепрядильных и кольцекрутильных веретен имеют сложную форму. Часть шпинделя, расположенная выше блочка, делается конической - для прядильных веретен или ци­линдрической - для крутильных веретен тяжелого типа. Кроме того, в верхней части шпинделя уточного веретена имеется второй конус, предназначенный для посадки на него шпули. Часть шпин­деля, расположенная ниже колокола блочка (хвост), состоит из цилиндра а, большого усеченного конуса b, малого предпяточного конуса (или цилиндра) и конической пятки с (рис. 2.22, б)

С цилиндрической частью шпинделя соприкасаются ролики верх­него подшипника втулки. Основное назначение большого конуса хвоста шпинделя — обеспечить при работе веретена подачу мине­рального масла (велосит) к верхнему роликовому подшипнику. Угол конической пятки шпинделя веретена обычно выполняют равным 60 и 90°, чтобы уменьшить износ, вершину конической пятки немного закругляют (r = 0,6-1,0 мм), создавая некоторую опорную поверхность для восприятия вертикальной нагрузки.

Шпиндели веретен кольцевых прядильных и крутильных ма­шин изготовляют из хромистой стали ШХ9 или ШХ15 ГОСТ 801—60 и подвергают термической обработке.

 

Рисунок 2.21 – Кольцепрядильное веретено с металлической насадкой 1 – сборка шпинделя; 2 – роликоподшипники; 3 – гнездо; 4 – втулка; 5 – паз втулки; 6 – спиральная пружина; 7 - подпятник	Рисунок 2.22 – Шпиндели в сборе кольцепрядильных веретен: а– типа ВУ; б– типа ВН

 

Твердость пятки, предпяточного конуса (предпяточного ци­линдра) и цилиндрической части под подшипник должна быть не ниже HRC 62, а в остальных зонах — не ниже HRC 52. Точность изготовления шпинделей высокая (не ниже второго класса), осо­бенно цилиндрической части под подшипник. Биение шпинделей в сборе не должно превышать 0,06 мм. Шероховатость поверхности пятки, предпяточного конуса (предпяточного цилиндра) и цилин­дрической поверхности шпинделя под роликоподшипник должна соответствовать R_a < 0,63 мкм по ГОСТ 2789—63. На шпинделе не должно быть трещин и пороков металла. Следов забоин от прав­ки должно быть не более восьми по всей длине шпинделя. Не до­пускаются следы забоин в местах качения роликов, посадки блочка, предпяточного конуса (предпяточного цилиндра).

Втулка веретена служит для расположения опор шпинделя веретена верхнего роликового подшипника и подпятника. В по­следнее время широкое распространение получили веретена с уп­ругими центрирующими втулками (см. рис. 2.21).

 

2.2.5 Расчет критической скорости веретена [4, стр. 140-144]

 

Рассмотрим шпиндель веретена. С известным допущением можно принять схему шпинделя, состоящего из двух усеченных конусов AB и BC, сходящихся большими основаниями на опору B. Дополним усеченные конусы AB и BC до полных. На консольной части в точке C приложим единичную силу p₀=1 и определим здесь прогиб шпинделя. Решение проведем по участкам AB и BC. Для этого определим реакцию на опоре A. Реакция от единичной силы, приложенной в точке C

Знак минус показывает, что реакция должна быть направлена вниз.

 

 

Рисунок 2.23 Упрощенная схема шпинделя веретена

 

Определяем приведенную массу шпинделя

m_ПР = 0,313·m₂ = 0,313·49,5 = 15,5 г = 1,55·10^{-2 кг,}

где m₂ = 49,5 г масса консольной части шпинделя

определяем конусности консольной и хвостовой частей шпинделя

Определяем расстояние до вершин полных конусов от опоры А и точки С

Находим общие длины полных конусов

L₁ = l₁ + a = 172 +126 = 298 мм = 0,298 м

L₂ = l₂ + b = 162 + 180 = 342 мм = 0,342 м

Подсчитаем значения ε₁ и ε₂

Где Ra – реакция от единичной силы.

Прогиб шпинделя в месте приложения единичной силы

Полученное значение прогиба от единичной силы будет по модулю равно коэффициенту влияния a_CC

Составим формулу для определения деформации шпинделя от действия центробежной силы в точке С

В уравнении деформации перенесем все члены влево

Полученной уравнение имеет два решения

А) y_с = 0

Б)

Решение а) не представляет практического интереса, так как равенство прогибов 0 указывает на отсутствие прогибов. Из решения б) найдем критическую скорость шпинделя веретена без шпули

 

Мотальный механизм