Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Разработка и исследование высокоскоростного бобинодержателя для формовочных машин и агрегатов, вырабатывающих минеральные и полиамидные нити

Диссертация: Разработка и исследование высокоскоростного бобинодержателя для формовочных машин и агрегатов, вырабатывающих минеральные и полиамидные нити
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Методика исследований. Поставленные задачи решались: методом математического моделирования, статистическими методами обработки данных, основными законами физики и механики. Достоверностью полученных результатов обусловлена логической непротиворечивостью и аргументированностью доказательств, обоснованным использованием законов физики и математики при моделировании исследуемых процессов… Читать ещё >

Содержание

  • Глава 1. Обзор патентной и научной литературы
    • 1. 1. Основные понятия и определения
    • 1. 2. Обзор конструкций существующих бобинодержате-лей
    • 1. 3. Методики проектирования бобинодержателей
  • Выводы
  • Глава II. Аналитические исследования высокоскоростных бобинодержателей
    • 2. 1. Цели исследований существующих высокоскоростных бобинодержателей
    • 2. 2. Анализ конструкций существующих высокоскоростных бобинодержателей
  • Выводы
  • Глава III. Разработка высокоскоростных бобинодержателей
    • 3. 1. Разработка эскизной схемы высокоскоростного бо-бино держателя
    • 3. 2. Конструкции высокоскоростных бобинодержателей
    • 3. 3. Методика расчета и проектирования высокоскоростных бобинодержателей
      • 3. 3. 1. Определение длины вращающейся оси
      • 3. 3. 2. Определение диаметра оси
      • 3. 3. 3. Проектирование зажимающего кулачка
      • 3. 3. 4. Определение размеров кольцевых пазов
      • 3. 3. 5. Проектирование кулачковых дисков
      • 3. 3. 6. Проектирование пружин сжатия
    • 3. 4. Расчет и проектирование бобинодержателя бесфрикционного типа
      • 3. 4. 1. Определение силы необходимой для установки сменной бобины и съем наработанной паковки
      • 3. 4. 2. Определение радиального зазора между левым плечом зажимающего кулачка и дном кольцевого паза
      • 3. 4. 3. Определение сил упругости пружин сжатия
      • 3. 4. 4. Определение максимального значения нормальной силы между бобиной и зажимающими кулачками
  • Выводы
  • Глава IV. Исследование высокоскоростных бобинодержателей
    • 4. 1. Кинематический расчет зажимающего устройства
    • 4. 2. Определение силы трения скольжения между бобиной и зажимающими кулачками
    • 4. 3. Определение намоточного натяжения и скорости наматываемой нити
    • 4. 4. Определение центробежной силы бобинодержателя
    • 4. 5. Определение центробежных сил зажимающего кулачка, шатуна и направляющей
    • 4. 6. Силовой расчет зажимающего устройства
    • 4. 7. Определение максимальной пусковой мощности бо-биноержателя
    • 4. 8. Определение собственной частоты и амплитуды колебаний бобинодержателя
      • 4. 8. 1. Определение частоты собственных колебаний бобинодержателя методом сил
      • 4. 8. 2. Определение частоты собственных изгибных колебаний бобинодержателя методом интегральных уравнений
      • 4. 8. 3. Определение амплитуды вынужденных колебаний
  • Выводы
  • Глава V. Экспериментальное определение коэффициента трения скольжения между бобиной и зажимающими кулачками и зависимость его от радиуса кривизны рабочего профиля кулачка
    • 5. 1. Цели и задачи эксперимента
    • 5. 2. Методика проведения эксперимента
    • 5. 3. Определение силы тяжести уравновешивающего груза
    • 5. 4. Построение диаграммы регрессивной однофакторной модели и ее доверительных интервалов
  • Выводы

Разработка и исследование высокоскоростного бобинодержателя для формовочных машин и агрегатов, вырабатывающих минеральные и полиамидные нити (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Потребность отечественной промышленности в синтетических и минеральных волокнистых материалах ежегодно увеличивается. В настоящее время большое внимание специалисты многих отраслей промышленности уделяют производству новых видов минеральных нитей (базальтовых, кварцевых, кремнезёмных), идентичных по многим показателям стеклянным, а по ряду показателей превосходящих их.

В связи с наладкой производства новых видов минеральных нитей возникла практическая необходимость в разработке аппаратурного оформления технологического процесса получения этих нитей, включающее плавильные печи, фильерные комплекты, замасливающего устройства, механизмы раскладки, а также в разработке нового высокоскоростного наматывающего устройства для формирования из базальтовой нити цилиндрических паковок массой более 5 кг.

Существующие наматывающие устройства для стеклянных нитей отечественного и зарубежного производства (в основном бобинодержатели и механизмы раскладки) могут обеспечивать надежную работу при высоких скоростях наматывания, но применять их при производстве базальтовых, кварцевых и кремнеземных нитей не всегда оправдано, так как технологические процессы их производства отличаются. В связи с этим была поставлена конкретная актуальная научная и практическая задача: исследовать и разработать высокоскоростной бобинодержатель, позволяющий наматывать базальтовую некрученую комплексную нить (ровинг) со скоростью выше 25 м/с и формировать выходную паковку массой более 5 кг.

При решении данной задачи теоретически и экспериментально доказана возможность применения разработанных высокоскоростных бобинодержателей фрикционного и бесфрикционного типов при высокоскоростном наматывании синтетических и минеральных нитей. Разработаны методики проектирования этих устройств, в которых получены аналитические зависимости для определения технологических, кинематических и динамических параметров высокоскоростных бобинодержателей. Разработаны три конструкции высокоскоростных бобинодержателей: две фрикционного типа и одна конструкция бесфрикционного типа, предназначенных для оснащения формовочных машин и агрегатов, вырабатывающих синтетические и минеральные нити.

Результаты проведенных исследований будут использованы на предприятиях и конструкторских бюро химической, текстильной и легкой промышленности, а также в учебном процессе в высших учебных заведениях, готовящих специалистов по направлению 151 000 «Технологические машины и оборудование» .

Цель работы и задачи исследования. Разработать и исследовать высокоскоростные бобинодержатели фрикционного и бесфрикционного типов, позволяющих осуществлять наматывание синтетических и минеральных нитей со скоростью выше 25 м/с и формировать выходные паковки массой более 5 кг.

В соответствии с указанной целью были поставлены и решены следующие задачи;

— проведен анализ существующих конструкций высокоскоростных бобинодержателей с фрикционным и бессфрикционным приводом;

— разработаны модернизированные высокоскоростные бобино-держатели фрикционного и бесфрикционного типов для формовочных машин и агрегатов, вырабатывающих синтетические и минеральные нити;

— разработаны методики определения технологических, кинематических и динамических параметров высокоскоростных боби-нодержателей фрикционных и бессфрикционных приводов и предложены методики их проектирования;

— проведены экспериментальные исследования по определению технических характеристик предлагаемых высокоскоростных бо-бинодержателей фрикционного и бесфрикционного типов для формовочных машин и агрегатов, вырабатывающих синтетические и минеральные нити.

Методика исследований. Поставленные задачи решались: методом математического моделирования, статистическими методами обработки данных, основными законами физики и механики. Достоверностью полученных результатов обусловлена логической непротиворечивостью и аргументированностью доказательств, обоснованным использованием законов физики и математики при моделировании исследуемых процессов, удовлетворительным соответствием полученных расчетных результатов с данными экспериментами других авторов. Научная новизна:

— разработаны требования, позволяющие на стадии проектирования бобинодержателей обеспечить точность центрирования сменной бобины и создать оптимальные конструкции высокоскоростных бобинодержателей фрикционного и бесфрикционного привода;

— разработаны конструкции высокоскоростных бобинодержателей фрикционного и бесфрицционного привода и доказана возможность их применения на формовочных машинах и агрегатах, вырабатывающих синтетические и минеральные нити со скоростью выше 25 м/с и формировать выходные паковки массой более 5 кг;

— разработаны математические модели для определения технологических, кинематических и динамических параметров высокоскоростных бобинодержателей.

Практическая ценность. Основными результатами являются:

— разработка трех конструкций высокоскоростных бобинодержателей фрикционного и бесфрикционного типов для формовочных машин и агрегатов, которые позволят осуществить высокоскоростное наматывание синтетических и минеральных нитей и формировать выходные паковки массой более 5 кг.

— методики проектирования высокоскоростных бобинодержателей, которые могут быть использованы при разработке новых конструкций аналогичных бобинодержателей.

Реализация результатов работы. Конструкции и чертежи разработанных бобинодержателей переданы для практического использования в НПК «Терм» ОАО «Стеклопластик», а также ОАО «ЦНИИМашдеталь" — результаты аналитических исследований и методика проектирования высокоскоростных бобинодержателей используются в учебном процессе МГТУ им. А. Н. Косыгина. Получены два патента на полезные модели.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и получили положительную оценку на:

— международной научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (ТЕКСТИЛЬ-2009) — М.- ГОУВПО;

— международной научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (ТЕКСТИЛЬ-20 010) — М.- ГОУВПО;

— международной научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (ТЕКСТИЛЬ-2011) — М.- ГОУВПО;

— научно-практическая конференция аспирантов университета на иностранных языках: — М.- ГОУВПОзаседании кафедры «ТМО» ФГБОУВПО «МГТУ им. А.Н.Косыгина», Москва, сентябрь 2012;

По материалам диссертационной работы опубликовано 3 статьи и 4 тезисов докладов на различных конференциях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав с выводами, заключения, библиографического списка использованной литературы. Работа изложена на 192 страницах машинописного текста, имеет 59 рисунков, 29 таблиц, библиографический список использованных литературных источников включает 84 наименований.

Общие выводы.

1. Проведена разработка и анализ высокоскоростных боби-нодержателей фрикционного привода для производства синтетических нитей и бобинодержателей бесфрикционного привода для производства минеральных нитей.

2. Разработанные высокоскоростные бобинодержатели для формовочных машин и агрегатов обеспечивают скорость наматывания до 60 м/с и могут нарабатывать выходные паковки массой до 10 кг.

3. При фрикционном приводе тела намотки наиболее экономичной и перспективной конструкцией является бобинодержа-тель с неподвижной (невращающейся) осью.

4. Для бобинодержателей с бесфрикционным приводом тела намотки предложена упрощенная конструкция зажимающего устройства.

5. Предложенный кривошипно-шатунный принцип работы центрирующего и зажимающего устройства обеспечивает наиболее точное центрирование бобины по сравнению со всеми известными принципами.

6. Все вращающиеся звенья высокоскоростных бобинодержателей следует выполнять с точностью не ниже 7 квалитета.

7. Центрирующие и зажимающие бобину кулачки в высокоскоростных бобинодержателях следует выполнять из легких сплавов, обладающих высокой прочностью (в частность из алюминиевых сплавов).

8. Динамическую балансировку высокоскоростных бобинодержателей необходимо проводить при частоте вращения не ниже его максимальной рабочей частоты.

9. В высокоскоростных бобинодержателях центрирующие и зажимающие бобину кулачки должны иметь между собой жесткую кинематическую связь.

10. Разработанная методика проектирования высокоскоростных бобинодержателей может быть применена и при проектировании бобинои шпуледержателей для мотальных, перемоточных и текстурирующих машин.

11. С целью повышения надежности и срока службы высокоскоростных бобинодержателей необходимо при их проектировании идти по пути увеличения наружного диаметра цилиндрической бобины и диаметра оси или вала, а длину консолей последних уменьшать до минимально возможного значения.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Бобинодержатель, SU, а.с., № 40 219 М. У. Лошкина.
  2. Держатель текстильных паковок для крутильных и перемоточных машин, SU, а.с., № 104 626 О. Стефан.
  3. Бобинодержатель для намотки нитей из стеклянных и химических волокон, SU, а.с., № 128 100 Х. З. Регельман.
  4. Бобинодержатель, SU, а.с., № 159 600 О. Н. Нижибицкий.
  5. Бобинодержатель к прядильным машинам для синтетическх волокон, SU, а.с., № 166 442 О. В. Пономарев, В. И. Семенов.
  6. Бобинодержатель к приемному механизму прядильной машины, SU, а.с., № 193 681 Э. В. Риттер, А. И. Новиков, И. П. Гарусов.
  7. Бобинодержатель к прядильной машине для синтетическх волокон, SU, а.с., № 194 227 О. В, Пономарев, JI.M. Зельдин, В. В. Ерохин.
  8. Приемно-намоточноеустройствок прядильной машине для синтетического волокна, SU, а.с., № 201 591 В. Г. Луговой, Э. С. Якобсон.
  9. Бобинодержатель, SU, а.с., № 208 181 Л. И. Елисеев, Р. Т. Волынко.
  10. Бобинодержатель к мотальному устройству, SU, а.с., № 221 892 Х. З. Регельман, Э. В. Риттер, Э. С. Якобсон, А. Я. Наравцевич. Н. С, Мошняц-кий, В. Г. Луговой, Л. А. Балясников.
  11. Бобинодержатель, SU, а.с., № 253 995 Л. И. Елисеев.
  12. Приспособление для крепления бобины на приводимом во вращение бобинодержателе, SU, а.с., № 316 771 A.M. Лысенко, В. А. Пирогов, В. В. Шурхал.
  13. Бобинодержатель, SU, а.с., № 317 600 Ю. К. Стравинскас, А-Р. А. Янку-нас.
  14. Бобинодержатель преимущественно к прядильной машине синтетического волокна, SU, а.с., № 322 432 Э. В. Риттер, Н. И. Истомина, А. Я. Наравцевич.
  15. Бобинодержатель, SU, а.с., № 335 195 В. А. Козля, A.A. Трухан, В. А. Пирогов, Ю. Ю. Веселый, А. Т. Гурай.
  16. Бобинодержатель, SU, а.с., № 338 474 O.B. Паномарев, Б. А. Гудовский, В. Д. Форер, Д. А. Кочешков, H.A. Васильев.
  17. Паковкодержатель, SU, а.с., № 341 883 B.C. Полищук, Я.И. Коритыс-ский, Г. З. Шнайдер, Ю. В. Дубинский, A.C. Розенберг и В. З. Шнайдер.
  18. Бобинодержатель, SU, а.с., № 342 828 Ю. К. Стравинскас, А-Р. А. Янку-нас.
  19. Бобинодержатель, SU, а.с., № 467 868 Л. И. Елисеев, Л. Г. Гром.
  20. Бобинодержатель, SU, а.с., № 491 567 Н. Ф. Клочко, Г. К. Моргунов, В. В. Суровец, Н. М. Таранчук.
  21. Бобинодержатель, SU, а.с., № 561 702 Б. Н. Исаков, Н. И. Пешков и В. Л. Талепоровский.
  22. Бобинодержатель, SU, а.с., № 586 060 Н. Ф. Клочко, Г. К. Моргунов, В. В. Суровец, Н. М. Таранчук.
  23. Бобинодержатель, SU, а.с., № 589 190 В. Л. Сидоров и Е. Ф. Верижников.
  24. Бобинодержатель, SU, а.с., № 612 879 В. В. Суровец, В. К. Калманов, М. В. Коваленко и Н. М. Таранчук.
  25. Бобинодержатель, SU, а.с., № 962 164 А. Ф. Прошков, O.A. Мельникова.
  26. Бобинодержатель, RU, а.с., № 2 015 098 Г. М. Иванов.
  27. Устройство для намотки нити, RU, а.с., № 2 078 017 P.M. Гатауллин.
  28. Бобинодержатель, RU, а.с., № 2 168 454 Г. В. Захаров., С. В. Захаров.
  29. Бобинодержатель, RU, а.с., № 2 168 455 Г. В. Захаров., С. В. Захаров.
  30. Бобинодержатель, RU, а.с., № 2 194 663 Г. В. Захаров., С. В. Захаров.
  31. Способ формирования партии бобин и устройство для его осуществления, RU, а.с., № 2 375 292 P.M. Гатауллин.
  32. RU, патент. № 108 030 Ul, В65Н, 54/32, Башашин П. А. Бобинодержатель, 2011.
  33. А.Ф. Машины для производства химических волокон. М.: Машиностроение, 1974.
  34. А.Ф. Механизмы раскладки нити. М., Легпромбытиздат, 1986.
  35. . А.Ф. Расчет и проектирование машин для производства химических волокон. М.: Легкая промышленностьсть, 1982.
  36. . А.Ф. Расчет и проектирование машин для производства химических нитей и волокон. М., МГТУ им. А. Н. Косыгина, 2001.
  37. Л.И. и др. Технологическое оборудование заводов химических нитей и волокон. М.: Легпромбытиздат, 1985.
  38. А.Ф., Яскин А. П. Динамика машин для производства химических нитей и волокон / учебник. М., РИО МГТА, 1998. 360 с.
  39. М.Л., Кузнецов Ю. Н., Проектирование зажимных механизмов автоматических станков. М., Машиностроение, 1977.
  40. Х.З. и др. Машины для формования химических и минеральных волокон. Л.: Машиностроение, 1972.
  41. Энциклопедия, т. IV-13, Машины и агрегаты текстильной и легкой промышленности, М., Машиностроение, 1997.
  42. A.C. и др. Расчет и конструирование роторных машин. Л.: Машиностроение, 1977.
  43. Л.Н. Кулачковые механизмы. М., Машгиз, 1953.
  44. Г. А. Кулачковые механизмы. Л., Судпромгиз, 1960.
  45. О.С. Текстильная виброакустика.Учебное пособие для вузов. М.:МГТУ им А. Н. Косыгина, 2003. 192с.
  46. З.М. Современные разработки прогрессивного оборудования для производства синтетических комплексных нитей: Оригинал-макет брошюры фирмы «Barmag». СПб.: «Бармаг АГ», «Торговля и промышленность», 2002 — 134 с.
  47. З.М. Установки по производству синтетических волокон: Оригинал-макет книги «Торговля и промышленность». СПб.: «Neumag», «Торговля и промышленность», 2004.
  48. В.М. Исследование устройств автоматизированного бесфрикционного приемно-намоточного механизма. Дис., к.т.н., Кострома., 1981.
  49. A.B. Обзор основных направлений в создании высокоскоростных намоточных устройств машин для формования синтетических нитей высоких номеров / Сб. трудов ВНИИМСВ, ч.2, вып.2, М., с.22−43.
  50. A.C. Исследование и проектирование высокоскоростных роторов намоточных механизмов. Дис., к.т.н., М., 1983.
  51. В.В. Исследование и разработка методики проектирования высокоскоростных бобинодержателей. Дис., к.т.н., М., 1979.
  52. A.A. Исследования механизмов фрикционного наматывания синтетических нитей. Дис., к.т.н., М., 1980.
  53. П.А. Высокоскоростнойбобинодержатель фрикционного типа. Изв. вузов. Технология текстильной промышленности, 2010, № 8, с.77−79.
  54. П.А. Высокоскоростнойбобинодержатель фрикционного типа. Химические волокна, 2011, № 5, с.54−56.
  55. И.И. Теория механизмов и машин. М.: Высшая школа, 1965.
  56. И.Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов. М.: Наука, 1981.
  57. Я.И. и др. Вибрация и шум в текстильной и легкой промышленности. М., Легкая промышленность, 1974.
  58. И.В. Трение и износ. М., Машиностроение, 1968.
  59. С.Д. и др. Расчеты на прочность в машиностроении.том I, II, III, М.: Машгиз, 1959.
  60. . А.Ф. и Яскин А.П. Динамика машин для производства химических нитей и волокон. М., МГТУ им. А. Н. Косыгина, 2001.
  61. С.П. Колебания в инженерном деле. М., Наука, 1967.
  62. М.В. Момент инерции тел. М., Машиностроение, 1970.
  63. Энциклопедический справочник, т. 2. Инженерные расчеты в машиностроении, М., Машиностроение, 1948.
  64. Г. Г. Виброизоляция основных узлов формовочных машин МФ-800-КШ8. Дис., к.т.н., М., 1977.
  65. А.Е. Исследование и оптимизация механизмов и параметров наматывания при высокоскоростном приеме синтетических нитей. Дис., к.т.н., Л., 1975.
  66. Х.З. Исследование динамики и вопроса синтеза приемных механизмов машин для формования химических и минеральных волокон. Дис., д.т.н., JL, 1969.
  67. А.Х. Исследование механизмов наматывания свежесформо-ванного синтетического волокна. Дис., к.т.н., Д., 1977.
  68. А.Г. Методы и средства исследования механико-технологических процессов текстильной промышленности. М.: МГТУ им. А. Н. Косыгина, 2007.-648 с.
  69. JI.C., Луганцева Т. А. О динамике маятниковых устройств контактного наматывания нитей. Изв. вузов. Технология текстильной промышленности, 1980, № 2, с.98−102.
  70. О.Н. Вибрация и самодемпфирование упругоопорного-маятникового бобинодержателя. Изв. вузов. Технология текстильной промышленности, 1965, № 6, с. 118−123.
  71. В. М. Сухарев В.А. Влияние усилия прижима фрикционного цилиндра на натяжение нити в паковке. Изв. вузов. Технология текстильной промышленности, 1976, № 6, с. 123.
  72. П.А., Коротеева Л. И. Влияние колебаний бобинодержателя на линейную плотность минеральной нити. Изв. вузов. Технология текстильной промышленности, 2010, № 1, с.99−102.
  73. Х.З. Исследование колебаний бобинодержателя и работы раскладчика стклопрядильного агрегата. Дис., к.т.н., МТИ.-М., 1960.
  74. О.Н. Исследование причин отрыва маятникового бобинодержателя от фрикционного цилиндра на машинах для химических волокон. Изв. вузов. Технология текстильной промышленности, 1964, № 6, с. 120−127.
  75. Л.С., АшурСенахРаед.Математическая модель приемно-намоточного механизма. Изв. вузов. Технология текстильной промышленности, 2007, № 1С.
  76. С.В. Вынужденные крутильные колебания мотального мала, вызванные возмущающим моментом двигателя при работе электропрерывателя. Изв. вузов. Технология текстильной промышленности, 1991, № 2.
  77. Е.П., Титов С. Н. Расчет изгибных колебаний выпускного цилиндра при консольном размещении цилиндров вытяжного прибора. Изв. вузов. Технология текстильной промышленности, 2005, № 1.
  78. В.В., Пчелин И. К. Колебания бобинодержателя при случайных возмущениях. Изв. вузов. Технология текстильной промышленности, 2002, № 4−5.
  79. И.А. Определение критических диаметров фрикционного цилиндра и тела намотки. Изв. вузов. Технология текстильной промышленности, 1991, № 6.
  80. А.Ф. Расчет и проектирование шпулядержателя с центрирующими коническими дисками. Изв. вузов. Технология текстильной промышленности, 1997, № 1.
  81. И.Л., Дружиловский A.B., Чистяков А. Я. Метод определения вибрационной мощности, поступающей в остовы текстильных машин-Изв. вузов. Технология текстильной промышленности, 1991, № 3.
  82. И.Н., Тарасов A.C. Динамика красильно-отделочного оборудования, М., МГТУ им. А. Н. Косыгина, 2011 г. — 179 с.
  83. Расчет на прочность деталей машин: Справочник / И. А. Биргер, Б. Ф. Шорр, Г. Б. Иосилевич. 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1979.-702 е., ил.
  84. RU, патент. № 115 341 Ul, В65Н, 54/00, Башашин П. А. Бобинодержа-тель, 2011.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?