Лабораторна робота №1

ВСТУП

Сучасному інженерові, що здійснює створення і експлуатацію машин, в інженерній практиці доводиться зустрічатися з розв’язанням питань щодо випробування машин, механізмів і їхніх елементів. Інженер повинен бути підготовлений до проведення експериментів по машинній техніці. Початок цієї підготовки для студентів не машинобудівних спеціальностей здійснюється при вивченні і виконанні лабораторних робіт по прикладній механіці, що дозволяє освоїти методи випробування машинних об'єктів не тільки в навчальних цілях, але й виконувати експерименти, з якими багатьом інженерам доводитися зустрічатися на виробництві. При виконанні лабораторних робіт стикаються між собою теорія й досвід, що не тільки сприяє засвоєнню навчального матеріалу, але й розвиває мислення.

Лабораторні роботи досить ефективні в справі закріплення й поглиблення знань, представляють досконалу форму для запам’ятовування.

Експерименти, передбачені лабораторними роботами, полегшують вивчення фізичної сутності функціонування деталей і вузлів машин у реальних умовах, дозволяють більш глибоко осмислити методи їхніх розрахунків і, що особливо важливо, розвивають самостійність і творчу ініціативу. Самостійно виконуючи експерименти, студент переконується, що вищим критерієм істини є досвід, практика людської діяльності.

Експериментальні навички, що здобувають у навчальних лабораторіях по прикладній механіці,- важливий внесок у справу підготовки студентів до проведення науково-дослідної роботи. Завдання, розв'язувані при виконанні лабораторних робіт, типові для наукових досліджень.

У методичні рекомендації включені лабораторні роботи з теорії машин і механізмів, опору матеріалів і деталям машин, він погоджується із програмою курсу «Прикладна механіка».

При складанні методичних рекомендацій переслідувалася мета допомогти студентам підготуватися до проведення експерименту, пов'язаного з теорією досліджуваного питання, ознайомитися з дослідними установками, вимірювальними приладами, методикою випробування й придбати навички критичного аналізу отриманих результатів. Тому по кожній лабораторній роботі після сформульованої мети приводяться короткі теоретичні відомості, опис лабораторної установки й пристосувань, порядок виконання роботи, рекомендації зі складання звіту й перелік контрольних питань.

Проведення експериментів супроводжується розсіюванням вимірюваних величин, що вимагає повторення досвідів і розрахунку середніх значень.

При складанні методичних рекомендацій по виконанню лабораторних робіт по прикладній механіці для текстильних спеціальностей та первинної обробки луб'яних культур були враховані специфіка текстильних машин і оснащеність кафедри лабораторним обладнанням. У порядку підготовки до лабораторної роботи студенти повинні проробити відповідну частину дійсного керівництва, для самоконтролю відповісти на поставлені в ній питання й ретельно вивчити інструкцію з техніки безпеки. При підготовці до роботи студенти одержують у викладача необхідну консультацію, а експерименти проводять під його керівництвом. До роботи допускаються студенти, що показали під час опитування достатні знання про мету, обладнання лабораторної установки, методиці проведення досліджуваної роботи й техніку безпеки.

Текстильні машини й обладнання первинної переробки складаються з механізмів, що є складними структурними схемами. Так, ткацькі верстати (рис.1) складаються з ричажних і кулачкових механізмів із штовхачами, що коливаються, простих і епіциклічних зубчатих механізмів, причому зубчаті колеса виконують і роль махових мас; деякі ланки (човник) здійснюють вільний політ в зіві.

Шліхтувальні, снувальні і чесальні машини (рис.2) включають барабани, що обертаються, або снувальні вали великих діаметрів, довжин і мас. Їх інертність впливає на якість технологічного процесу. Як приводи цих барабанів використовуються зубчаті і гвинтові передачі.

При напрацюванні ткацьких навоїв і снувальних валиків маса пряжі, а отже, і їх момент інерції увесь час змінюються, що приводить до необхідності регулювання натягу ниток.

У ткацьких верстатах типу СТБ, основомотальньних машинах і уточно-мотальних автоматах використовуються просторові кулачкові механізми і лобова фрикційна передача. На (рис.3) показано просторовий кулачок основомотальної машини, призначений для розкладки нитки при напрацюванні бобіни. Відзначимо, що у всіх ткацьких верстатах використовуються кулачкові механізми.

У прядильних і стрічкових машинах основними вузлами є витяжні прилади, що складаються з набору валиків, що обертаються. Привід валиків здійснюється за допомогою простих зубчатих механізмів і диференціалів.

У чесальних машинах використовуються два типи чотирьох ланкових механізмів важелів знімного гребеня - кривошнпно-коромислові і кривошипно-кулісні механізми з кулісою (рис.1 і 2), що коливаються.

 

 

Рис.1 Рис. 2

У текстильних машинах, як правило, технологічні опори невеликі і багато енергії витрачається на подолання тертя в інших опорах. Особливість конструкцій текстильних машин і специфіка їх енергоємності зумовили вибір цих лабораторних робіт.

Текстильні машини включають механізми (плоскі і просторові) важелів різної складності.

I. У ткацьких верстатах використовуються батані механізми, складені по різних схемах:

чотирьох ланковий батаний механізм кривошипного коромисла з нормальним і коротким повідками (шатунами) – (рис.3); шести ланкові з подвійним прибоєм (рис.4) з коротким повідком (рис.5); з кулачковим приводом; бойовий механізм ткацького верстата СТБ (рис.6).

 

 

Рис.3 рис.4

 

Механізми важелів використовуються і в інших машинах. Щоб студент міг грамотно і правильно складати схеми і досліджувати структуру і будову стержньових механізмів, рекомендуємо виконати лабораторну роботу 1 "Складання кінематичної схеми і структурний аналіз плоских механізмів".

Рис 5

Рис. 6

 

2.У текстильній промисловості широко застосовуються барабани великих розмірів і великих мас, що обертаються, а також створюються паковки, деякі з них мають довжину 1200...1400 мм і змінний діаметр, що змінюється від 150 до 800 мм. Машини працюють в несталому режимі (останов і унаслідок обрив хоч би однієї нитки і пуск після усунення обриву). Непостійність швидкості обертання барабанів і паковок змінює натяг ниток в напрацьованих паковках. Вивчати динаміку таких машин потрібно з урахуванням несталих режимів роботи. У рівняння руху машини входить і момент інерції ланки, що обертається, який має великі розміри і великі маси. Їх зручно визначати безпосередньо на машині методом падаючого тягаря. Проведення лабораторної роботи № 2 "Визначення моментів інерції роторів методом падаючого тягаря дає можливість розвинути у студентів навики визначення моментів інерції ланки, що обертається, відносно осі його обертання.

3.У текстильних машинах багато неврівноважених ланок, які обертаються, що викликає додаткові динамічні навантаження на ланки опор, руйнує фундамент і викликає вібрацію машини, а це пагубно позначається на технологічному процесі і надійності роботи машини.. У одних ланках величини і розташування цих неврівноважених мас відоме, а в інших - ні. До ланок, що обертаються, з відомим розташуванням неврівноважених мас відносяться колінчасті вали ткацьких верстатів, колінні і гребінні вали трясильних механізмів куделеприготувальних машин і ін.

Колінчастий вал ткацького верстата, неврівноваженість якому створюють щічки і шийки двох колін, два маховички і привідна шестерня. Величини цих неврівноважених мас і їх положення відносно осі визначаються дослідним шляхом, або розрахунками. Урівноваженість таких валів розглядається в лабораторній роботі № 2 "Урівноваженість роторів з відомим розташуванням неврівноважених мас".

4.До роторів, що обертаються, з невідомим розташуванням неврівноважених мас відносяться різного роду барабани чесальних і шліхтувальних машин - рис.2, навої і снувальні валики, валики витяжних приладів машин прядильного виробництва, барабани тіпальних, м'яльних машин і ін.

5.У текстильних машинах широко застосовуються зубчаті колеса двох типів - нульові і з подовженими зубами. Нульові зубчаті колеса служать для перетворення обертального руху в обертальне і використовуються в кожній машині.

Для забезпечення нормальної роботи вальців і зберігання постійності зачеплення при підйомі верхнього вальця застосовують зубчаті колеса з подовженими зубами, у яких коефіцієнт головки зуба більше одиниці. Інженер-текстильник повинен уміти проектувати нульові і виправлені або кориговані зубчаті колеса, а також знати способи їх виготовлення. Цим і обумовлено виконання лабораторної роботи № 6 "Нарізування зубів евольвентного профілю методом обкатки".

6. Кулачкові механізми різних конструкцій застосовуються в багатьох машинах текстильного виробництва: у механічних і автоматичних ткацьких верстатах для підйому реміз і їх чергування застосовується плоский кулачковий механізм з роликовим штовхачем, що коливається; у бойових механізмах - просторові кулачкові механізми. У ткацьких верстатах типу СТБ застосовуються просторові циліндричні кулачкові механізми. Барабанчик мотальних машин представляє собою циліндровий кулачок. У прядильних машинах застосовуються кулачкові механізми з поступально рухомими штовхачами. Тому дуже важливо навчити студентів правильно досліджувати і проектувати подібні механізми.

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1