Конструкция и расчет вытяжных цилиндров

 

Для обеспечения надлежащего зажима волокна и создания необхо­димого поля сил трения поверхность цилиндров делается рифленой.

Под действием нагрузки на валики волокна и эластичное покрытие валика вдавливаются в канавки между рифлями цилиндра. Этим увеличивается надежность зажима волокна, валик приобретает скорость, равную скорости цилиндра.

На основании проведенных исследований ВНИИЛТЕКМАШа разра­ботан ГОСТ 12188–66 на рифленые цилиндры прядильных, ровничных и ленточных машин хлопкопрядильного производства. Постоянный шаг рифлей позволяет строго выдерживать ширину ленточки А, оптималь­ные размеры которой указаны на рис. 2.4.

Рифленые цилиндры с постоянным шагом можно изготовлять нака­тыванием – весьма прогрессивным, высокопроизводительным методом.

На рис. 2.5 изображено звено рифленого цилиндра прядильной машины

.

 

 

Рисунок 2.5 – Звено рифленого цилиндра [5, стр.247]

 

 

 

Рисунок 2.6 – Резьбовое соединение цилиндров

 

Так как основные размеры цилиндра (диаметр рабочей части цилиндра, диаметр рабочей шейки, длина цилиндра) стандарти­зованы, то расчет цилиндров на прочность имеет характер про­верочного. Цилиндры рассчитываются на сложное сопротивле­ние – изгиб и кручение. Определение крутящего момента можно вести двумя путями:

1) расчетным определением сопротивлений, действующих на соответствующую линию;

2) пользуясь известной мощностью, потребляемой данной ли­нией.

Мощность, потребляемая вытяжным прибором, определяется при энергетических испытаниях машины. Ориентировочно можно принять, что она составляет 15–25% мощности, потребляемой всей машиной (N). В расчете на одну сторону вытяжного прибо­ра мощность

.

Мощность, потребляемую одной линией вытяжного прибора, можно определить приближенно, распределив N' пропорциональ­но числу оборотов и нагрузке на каждую линию прибора:

где N₁, N₂, N₃ – мощность соответственно первой, второй и третьей линий;

n₁, n₂, n₃ – числа оборотов соответствующих трех линий вытяжного прибора;

Q₁, Q₂, Q₃ – нагрузки на каждую линию прибора.

Действительная мощность на каждой линии определяется из равенств:

         

где η_i – к. п. д. зубчатой передачи от шестерни, приводящей во вращение сторону вытяжного прибора, до шестерни соответству­ющей линии. Для проверочного расчета звеньев рифленых ци­линдров необходимо знать распределение крутящего момента вдоль линии вытяжного прибора. С достаточной для практичес­ких целей точностью можно принять, что крутящий момент на длине каждого пролета постоянен, скачком убывая на каждой опоре на одну и ту же величину (рис. 2.7):

                       (i = 1, 2, 3…, n),

где m – число опор линии;

М_кр – крутящий момент соответствующей линии.

 

 

Рисунок 2.9 – Расчетная схема среднего звена вытяжного прибора

 

Расчеты, проведенные для прибора ВР-2, показали, что эпю­ра изгибающих моментов дает неодинаковые значения опорных моментов только на первых трех пролетах, а затем величины моментов выравниваются. Это позволяет считать нагрузку для средних пролетов симметричной. В этом случае касательные к упругой линии на опорах будут горизонтальными и при расче­те можно ограничиться рассмотрением одного пролета, считая его балкой, защемленной с двух сторон с равномерно распреде­ленной нагрузкой (рис. 2.9). Для такой балки максимальный изгибающий момент возникает на опоре:

Заметим, что на опоре цилиндр имеет и минимальный диа­метр (рабочая шейка). При известном крутящем моменте, действующем в данном пролете, можно провести проверочный расчет среднего звена на статическую прочность по одной из теорий прочности (например, по энергетической):

где – эквивалентное напряжение;

W_ИЗГ – момент сопротивле­ния сечения изгибу.

где ε – масштабный фактор;

К_σ – эффективный коэффициент концентрации напряжений в опасном сечении;

n – запас прочности, выбираемый в средних условиях в пределах 1,5–2,5;

σ_–1 – предел усталости материала цилиндра при симметрич­ном цикле напряжений.

 

Лекция №6