SU1747563A1 - Способ броска прокладчика утка на бесчелночном ткацком станке - Google Patents

Abstract

Зажимной челнок разгон ют посредством разгонного упругого элемента. Разгонный упругий элемент св зан с погон лкой, имеющий боек. Челноку придают дополнительные колебани  посредством дополнительного упругого элемента, введенного в кинематическую св зь между разгонным упругим элементом и челноком Жесткость дополнительного упругого элемента подобрана так, что дополнительный колебательный процесс имеет период, 3/4 которого равно времени движени  челнока по пути разгона. 2 з.п.ф-лы, 10 ил.

Description

Изобретение относитс  к способам проброса прокладчика уточной нити в боевых механизмах бесчелночных ткацких станков.

Известные способы основаны на взведении разгонного упругого элемента (торси- она, пружины) боевого механизма с последующим его спуском. При этом рычаг- погон лка разгон ет и бросает прокладчик с зажатой уточной нитью.

Аккумулируема  в упругом элементе потенциальна  энерги  деформации Е0 расходуетс  на бросок прокладчика (полезна  часть энергии - Еп) и на сопутствующее движение частей боевого механизма (вспомогательна  часть энергии).

Полезна  часть энергии равна

Еп

m V&

где m - масса прокладчика;

VM - максимальна  скорость разгона прокладчика.

Недостатком известных способов броска  вл етс  низкое значение коэффициента использовани  энергии

СО

С

-ir

(2)

звеси- а с чаг- чик

посхона  виога (1)

она

Известен способ броска прокладчика, реализуемый в бесчелночных ткацких станках (например, в станке типа СТБ и аналогичных станках зарубежных фирм). Боевой механизм таких станков приведен на фиг. 1. Механизм имеет в качестве разгонного упругого элемента торсионный вал 1, погон лку 2 с гонком 3, кулачково-рычажный узел 4 взвода, св занный с погон лкой проушинами 5

При работе с помощью узла 4 взвод т торсион 1 с поворотом погон лки 2 на заданный угол. Перед гонком 3 устанавливают прокладки 6. После спуска торсион раскручиваетс , разгон   через погон лку прокладчик 6 до заданной скорости.

2

XI 01 О CJ

Недостатком данного способа  вл етс  большое энергопотребление, св занное с низким коэффициентом использовани  энергии, идущей на полезную работу - бросок прокладчика утка, При этом, в частности, ограничиваетс  и скорость броска прокладчика .

Указанный недостаток обусловлен специфическим дл  прототипа жестким соотношением между углом закрутки торсиона и скоростью броска прокладчика Ум, а в общем виде между потенциальной энергией Ео закрученного торсионного вала, как функции (fa, поскольку

Ео -

(f&,

(3)

где G - модуль упругости при сдвиге;

Г1 - пол рный момент инерции; - длина торсионного вала; и кинетической энергией Еп разогнанного прокладчика, как функции VM.

Действительно, механизм, реализующий данный способ, представл ет собой систему с.одной степенью свободы (фиг. 2), уравнение движени  которого можно записать в виде

- ф-К ip,

где I - приведенный момент инерции движущихс  частей механизма;

« -угол поворота рычага погон лки;

ф - соответствующее угловое ускорение;

К - коэффициент жесткости торсиона.

Решив данное уравнение, дл  максимальной скорости разгона прокладчика можем получить

VM р -ф

(4)

где - кругова  частота;

R - радиус рычага погон лки;

р0 угол закрутки торсиона;

tp - угол в момент достижени  VM (перед торможением погон лки).

Поскольку дл  реального боевого механизма ткацкого станка величины р, R и г фиксированы, то, как следует из формулы (4), скорость VM зависит только от угла закрутки торсиона или с учетом формул (1) и (3) полезна  Еп и полна  Е0 энергии жестко св заны через эти фиксированные величины . Соответственно, дл  данного способа полезна  энерги  не может быть увеличена без увеличени  потребл емой энергии.

Отмеченный недостаток  вл етс  немаловажным , поскольку в ткацком станке боевой механизм стоит в р ду основных потребителей энергии, а сами станки относ тс , в основном, к оборудованию круглосуточной работы.

Цель изобретени  - расширение технологических возможностей при снижении затрат энергии на работу боевого

0 механизма, реализующего предлагаемый способ броска, а также возможностей по повышению скорости броска прокладчика, в том числе в определенном диапазоне со снижением или без изменени  пбтребл 5 емой энергии.

Указанна  цель достигаетс  за счет организации такого процесса движени  частей механизма, при котором ввод тс  новые факторы, определ ющие зависимость меж0 ДУ полезной и потребл емой энергией. Дл  этого в механизм вводитс  дополнительна  упруга  св зь между подвижным концом разгонного торсионного вала и прокладчиком . Тем самым система механизма стано5 витс  системой с двум  степен ми свободы и жесткостные характеристики дополнительного упругого элемента могут быть подобраны такими, чтобы за счет организованного колебательного процесса

о разгона повышалась кинетическа  энерги  бросаемого прокладчика, что представл ет существенное отличие от способа-прототипа . Введение в систему дополнительного упругого элемента позвол ет либо снизить

с затраты потребл емой энергии при обеспечении тех же, что и в прототипе, скоростей броска (разгона) прокладчика, либо при тех же или меньших затратах энергии повысить скорость броска прокладчика, например,

Q при реализации тенденции по увеличению рабочей ширины ткацких станков.

Согласно изобретению при снижении потребл емой энергии, т.е. при уменьшении угла закрутки разгонного торсиона, в звеньс  х станка, подвод щих движение к боевому механизму, и в звень х самого механизма снижаютс  усили  и напр жени , что ведет к снижению шума и повышению надежности работы механизмов,

В качестве дополнительного упругого

0

5

элемента используют упругую погон лку либо торсионный вал, устанавливаемый между подвижным концом разгонного торсиона и прокладчиком.

На фиг. 1 приведена конструктивна  схема боевого механизма, реализующего способ-прототип; на фиг. 2 - принципиальна  схема механизма по фиг. 1; на фиг. 3-6 - примеры схем боевых механизмов , реализующих способ броска по изобретению; на фиг. 7 - график скорости разгона прокладчика дл  прототипа; на фиг. 8 - график скорости разгона при равенстве углов закрутки; на фиг. 9 - график относительной скорости; на фиг. 10 - график скорости разгона при равенстве Vmax

На фиг. 3-6 представлен р д примеров схем боевого механизма с двум  степен ми свободы его упругой системы, реализующих предлагаемый способ броска прокладчика. Во всех случа х одна степень свободы системы определ етс  крутильными колебани ми разгонного упругого элемента (торсиона) (t), втора  - дополнительно введенным упругим элементом,

В схеме фиг. 3 таким упругим элементом  вл етс  дополнительный торсион 7 и втора  степень свободы определ етс  углом (t).

В схеме по фиг. 4 рычаг погон лки 2 имеет возможность поворачиватьс  относительно конца торсиона 1, причем движение рз - рз (t) определ етс  упругим элементом в виде пружинного узла 8.

В схеме по фиг. 5 упругий элемент в виде пружинного узла 9 расположен на конце рычага погон лки и втора  степень свободы определ етс  перемеще-нием Х2 РА (t).

В схеме по фиг. 6 в качестве дополнительного упругого элемента выступает упругий рычаг-погон лка 10, обуславлива  дополнительную степень свободы Х2 (f5 (t).

Дл  предлагаемого изобретени  существенно то, что в отличие от способа-прототипа , реализуемого в боевом механизме по фиг. 2, по предлагаемому способу в кинематическую цепь механизма от разгонного упругого элемента до прокладчика ввод т дополнительный упругий элемент, например 7, 8, 9,10, показанный на фиг. 3-6 соответственно .

Измен   входные параметры колебательной системы, в частности жесткость дополнительного упругого элемента, можно на заданном пути разгона прокладчика измен ть скорость его броска.

На фиг. 7 приведен график изменени  скорости прокладчика по времени дл  прототипа при угле закрутки торсиона (р, равном .

Кинематика механизма по изобретению представлена двум  кривыми (фиг. 8). Сплошной линией показано изменение скорости реального прокладчика (с учетом введени  дополнительного упругого элемента), пунктиром - скорость условного (воображаемого ) прокладчика, толкаемого условнрй

же погон лкой, сид щей на конце разгонного торсионного вала.

В первой фазе движени  (фиг 8) скорость прокладчика меньше условной скорости

Во второй фазе ко времени разгона tp скорость прокладчика превышает условную скорость.

На фиг. 9 дан сопр женный с фиг 8 график относительной скорости AV в этих

0 процессах. График Л V(t)  сно вы вл ет колебательный характер разгона прокладчика , хот  фаза разгона занимает только часть колебательного цикла с периодом г.

Параметры введенного упругого эле5 мента, в частности жесткость, выбираютс  такими, чтобы, как это следует из графиков фиг. 8 и 9, врем  разгона прокладчика tp до максимальной скорости было близко по значению к 3 /4 периода г колебани  сис0 темы

tp -0,75г.

(5)

При этом фазы колебательных процес- сов дл  торсиона и прокладчика при времени разгона tp складываютс  так, что без изменени  угла закрутки ( ) обеспечиваетс  максимальное повышение ско- рости разгона прокладчика, т.е.

Vm1 Vnp,

где Vmi - скорость разгона прокладчика при

броске по предлагаемому способу; Vnp - скорость разгона прокладчика при известном способе броска.

На фиг. 10 приведен график скорости разгона прокладчика при броске по предлагаемому способу с уменьшением угла за- КРУТКИ pQ2 торсиона:

рС2 ро

За счет организации описанного коле- бательного процесса можно найти такое значение угла 02, при котором скорость разгона Vm2 будет равна скорости, получаемой в прототипе, т.е.

50

.

Представленные на фиг. 8 и 10 графики показывают, что при реализации способа броска по изобретению при подборе пара- метров, реализующих соотношение (5), возможно повышение скорости бросани  прокладчика либо снижение потребл емой энергии.

В диапазоне углов закрутки от ро2 до ро возможно получение различных промежуточных значений скорости броска, а также массы прокладчика Така  вариантность расшир ет эксплуатационное возможности ткацкого станка.

Кинематика элементов боевого низма-к предлагаемому способу (фиг. 7-10) отражает принципиальную суть процесса разгона (броска) прокладчика. Однако фактическа  картина движени  имеет некоторые отличи , св занные с взаимовли нием двух упругих элементов. Соответственно, проведенна  формула (5) определ ет врем  tp движени  прокладчика на Пути разгона, как приближенное значение от 3/4 периода колебаний. Однако особенностью предлагаемого способа броска  вл етс  то, что изменение tp в определенном диапазоне очень мало сказываетс  на значении получаемой скорости броска. Так, расчетные оценки показывают , что изменение tp на 10-12% дает изменение скорости всего около 4%.

Поэтому целесообразно расширить рабочий диапазон времени дл  разгона tp. Проведенные расчеты позвол ют определить рекомендуемый диапазон дл  времени движени  прокладчика на пути разгона в интервале (3/4-3/5) т. Это важно дл  практики , поскольку позвол ет снизить точность изготовлени  упругих элементов в боевых механизмах, реализующих предлагаемый способ броска прокладчика.

Конкретно реализацию предлагаемого способа можно по снить на примере боевого механизма по схеме фиг. 3,  вл ющегос  колебательной системой с двум  степен ми свободы. В соответствии со схемой фиг. 3, уравнени  движени  имеют вид:

Н fa - KI tp + K2 () ;

2 fa - К2 (р2 $01 ) ,

где И и 2 - приведенные моменты инерции гласе на колеблющихс  концах разгонного и дополнительного торсионов;

р и (fa -углы поворота концов торсионов от положени  поко ;

Кт и - жесткости торсионов.

Аналогичную структуру имеют уравнени  движени  всех других вариантов механизмов (например, на фиг. 3-6), работающих по предлагаемому способу.

.Математическа  обработка позвол ет определить оптимальное соотношение указанных величин дл  проектировани  боевого механизма. Практический интерес представл ет задача расчета параметров

дополнительного торсиона при минимальном угле закрутки разгонного торсиона, но с сохранением скорости броска прокладчика (отработка режима разгона в соответст- вии с фиг 10) В этом случае снижаютс  затраты энергии дл  работы механизма Втора  задача - повышение скорости броска прокладчика без увеличени  угла закрутки торсиона (отработка режима разгона 0 в соответствии с фиг. 8).

Возможности в реализации предлэг $- мого способа можно показать расчетным сравнением.

При реализации способа-протоГипа дл  5 ткацкого станка бесчелночного ти па СТБУ1-180 с малогабаритным прокладчиком утка имеем:

жесткость разюнного торсиона

ДОи 0 радиус рычага погон лки

,184м;

масса прокладчика утка

,04 кг.

При угле закрутки торсиона (р0 30° бо- 5 евой механизм бросает прокладчик со скоростью

,8 м.

Коэффициент полезного использовани  энергии (2)составл ет в данном случае 0 /п 12,2%,

При реализации предлагаемого способу у боевого механизма с дополнительным тор- сионом (расчетное -значение жесткости FfM) при сохранении исходных дан- 5 ных. как и у прототипа, ту же скорость бро ска 27,8 м/с можно получить при уменьшенном угле закрутки ро2 - 24,3°. При этом с учетом формулы (3) потребл ема  энерги  уменьшитс  в п раз.

0

л « $Л 1 24.32 п лл п 1 -- 1-х- - 0,344 ,

06ЗО2

т.е. уменьшитс  на 34%

Коэффициент полезного использовани  энергии составит

/п2 18,6 % ,

т.е. увеличитс  от rjn дл  первого случа  более чем в 1,5 раза

Если дл  боевого механизма, реализующего предлагаемый способ, сохранить угол закрутки (poi 30°, то обеспечиваетс  скорость броска прокладчика ,5 м/с, т.е скорость повышаэтс  на 10,7 м/с (или на 38%)

Коэффициент полезного использовани  энергии при этом состапит

fjn2 23,4 %

т.е. увеличитс  от т/п более чем в 1,9 раза.

Дл  равного повышени  скорости с использованием способа-прототипа потре- бовалось бы в принципе увеличить затраты энергии на 70%, а угол закрутки торсиона - увеличить до 39° (вместо 30°), что практически не может быть реализовано вследствие превышени  допустимых механических напр жений и поломки разгонного торсиона.

Напротив, с использованием предлагаемого способа при уменьшении угла закрутки с 30 до 24,3° крут щий момент и напр жени  в торсионе снижаютс  на 20%, что увеличит надежность работы и торсиона и св занных с ним механических звеньев.

Проведенные расчеты показывают преимущество предлагаемого способа броска прокладчика, основанного на введении дополнительного упругого элемента в боевой механизм станка.

Лг&

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ броска прокладчика утка на бесчелночном ткацком станке, заключающийс  во ВЗВОДР разгонного упругого элемента с последующим его спуском и разгоном прокладчика погон лкой, отличающийс  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей путем увеличени  скорости прокладчика, погон лке придают дополнительные колебани , введ  в кинематическую цепь от разгонного упругого элемента до прокладчика дополнитель- ный упругий элемент, жесткость которого выбрана так, что дополнительный колебательный процесс имеет период, 3/4 которого равно времени движени  прокладчика на пути разгона.
2. 2.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что в качестве дополнительного упругого элемента используют упругую погон лку.

   3,Способ поп. 1,отличающийс  тем, что в качестве дополнительного упругого элемента исполчзукУГ торсионный вал.

   6

   V С

   II Фие.1

   Фиг.З

   . 5