Технические средства автоматического регулирования натяжения на кольцепрядильной машине

 

При

 

(8а)

 

В установившемся режиме при  транспортировании нити с постоянной площадью сечения и постоянным соотношением скоростей фрикционных роликов  связь между и имеет вид и и в часном случае при свободном сматывании нити с початка или с паковки, .

 

Рисунок 5 - Принципиальная (а) и структурная (б) схемы АСР натяжения нити в зоне транспортирования с компенсатором

 

Рассмотрим АСР натяжения  нити в зоне транспортирования с  компенсатором (рисунок 5(а)). При уменьшении натяжения нити плавающий ролик компенсатора опускается и перемещает движок резистора R. При этом снижается возбуждение двигателя М2, а его скорость возрастает. В результате натяжение нити восстанавливается. При замещении изменения юка возбуждения двигателя М2 и его угловой скорости апериодическими звеньями, а изменения натяжения нити компенсатором — приближенно интегрирующим звеном алгоритмическая структурная схема АСР может иметь вид, представленный на рисунке 5(б) Постоянные времени звеньев определяются уравнениями

 

 

 

где  - максимальная скорость движения нити

Передаточная функция  системы

 

             (9)

 

Характеристическое уравнение  системы

 

(10)

 

или  ,

 

 где

 

Устойчивость системы  третьего порядка определяется условиями

 

 

 

или  после элементарных преобразований

 

 

Таким образом, работоспособность  АСР натяжения нити в зоне транспортирования  с компенсатором обеспечивается выбором постоянной времени роликого компенсатора () и общего коэффициента усиления системы, определяющего быстродействие и точность регулирования.

 

2.4 Датчик натяжения нити.

 

В условиях рыночной экономики  для поддержания производства на должном уровне необходимо повышать конкурентоспособность продукции. Повышение качества выпускаемой  продукции и эффективности производства в текстильной промышленности связано  с совершенствованием как технологических процессов, так и оборудования, с помощью которого эти процессы осуществляются.

Для решения данной проблемы в 2006 году Столяров А.А., под руководством доктора технических наук, профессора Павлова Ю.В., защитил диссертационную работу, тема которой была посвящена совершенствованию технологических операций формирования и наматывания пряжи на кольцевой прядильной машине, повышению её производительности и улучшению качества выпускаемой продукции.

Цель диссертационной  работы состояла в повышении производительности кольцевой прядильной машины и улучшении качества вырабатываемой пряжи. В соответствии с поставленной целью, для экспериментальных исследований в работе был разработан и применен датчик натяжения нити в точке наматывания и приспособление для отбора образца пряжи с участка баллонирования на работающей кольцевой прядильной машине.

Для изменения натяжения нити в процессе формирования и наматывания пряжи впервые применяется датчик определения величины натяжения нити в точке наматывания (рисунок 6).

 

Рисунок 6 - Датчик натяжения нити

Датчик выполнен на базе веретена кольцевой прядильной машины П-76- 5М. На шпиндель веретена 1 жёстко посажены верхняя и нижняя втулки соответственно (3) и (4), в которых имеются канавки, выполненные под углом к оси веретена. со втулками (3) и (4) посредством металлических шариков (6) соединены верхняя и нижняя части патронодержателя соответственно (7) и (8), в которых также имеются канавки (9), выполненные под таким же углом к оси веретена, что и во втулках. Внутри нижней части патронодержателя (8) закреплены упругие пластины (10), которые скользят по приливам (11), расположенным в нижней части неподвижной втулки (4). Снаружи нижней части патронодержателя (8) выполнен бортик (12), с которым соприкасается шарикоподшипник (13), необходимый для восприятия пространственного перемещения паковки

вместе с патронодержателем  вследствие изменения натяжения  нити на участке бегунок-паковка. Увеличение натяжения нити приводит к перемещению паковки вместе с подвижными частями патронодержателя (7) и (8) вдоль оси веретена. При уменьшении натяжения в исследуемой зоне упругие пластины (10), расположенные в нижней части патронодержателя (8), упираются в приливы (11) и возвращают паковку вместе с подвижными частями патронодержателя (7) и (8) в первоначальное положение. Во время вращения веретена при намотке пряжи по бортику (12) нижней части патронодержателя движется шарикоподшипник (13), соединённый с упругой балочкой, на которой наклеены тензосопротивления (15).

Пространственные перемещения  паковки вдоль оси веретена, вызванные  изменением натяжения нити на участке  бегунок-паковка, приводят к изгибу упругой балочки и тензорезистора, включённого в мостовую измерительную схему.

Таким образом, данное устройство позволяет реагировать на изменение  крутящего момента, приложенного к  паковке и вызванного изменением натяжения нити на участке бегунок-паковка, а электронная схема, в которую включён датчик, преобразовывает механическое перемещение в электрический сигнал, который усиливается и поступает на индикатор.

С использованием новой методики исследования технологического процесса формирования и наматывания пряжи экспериментально получены зависимости:

1. натяжения нити в точке наматывания от радиуса намотки и частоты вращения веретён;

2.  натяжения нити в точке наматывания от массы бегунка, радиуса намотки и частоты вращения веретён;

3. натяжения нити в точке наматывания от различных сочетаний типов колец и бегунков;

4. натяжения нити от конструктивных размеров крутильно-мотального устройства с катящимся бегунком.

В результате экспериментальных  исследований крутильно-мотальных  устройств установлено и подтверждено фотосъёмкой, что участок нити между  бегунком и паковкой не является прямым, тем самым доказана обоснованность методики аналитического определения  натяжения нити в зоне бегунок- паковка, учитывающей непрямолинейность нити в этой зоне.

Экспериментальные исследования подтвердили результаты теоретического расчёта профессора Павлова Н. Т., на основании которых он сделал вывод о том, что натяжение нити в точке наматывания не зависит от её высоты.

Однако амплитуда колебания  натяжения нити в точке наматывания при переходе от минимального радиуса намотки к максимальному, полученная в результате расчёта по уточнённой методике: Т_н(2) = f(h) и экспериментально: Т_н(3) = f(h) (рисунок 7), в 4÷5 раз меньше, чем в расчётах профессора Павлова Н.Т.: Т_н(1) = f(h). Это объясняется тем, что его методика определения натяжения нити в зоне бегунок-паковка не учитывает непрямолинейность нити в этой зоне.

Рисунок 7. График зависимости натяжения нити в зоне бегунок-паковка от высоты точки наматывания

 

На основании экспериментального исследования классического крутильно-мотального устройства определены:

• наиболее целесообразное сочетание типов колец и бегунков;
• номера бегунков для выработки пряжи заданной линейной плотности;
• оптимальная частота вращения веретён.