Підвищення ефективності роботи круглов"язальних машин шляхом удосконалення системи гальмування - Автореферат

Незважаючи на те, що специфікою роботи кругловязальних машин є досить часті їх зупинки та пуски (кількість зупинок кругловязальних машин за зміну в окремих випадках перевищує 200), ряд принципових питань, повязаних з розробкою ефективних систем гальмування, залишається ще не вирішеним. Немає досліджень щодо вибору раціонального часу гальмування кругловязальної машини, впливу параметрів системи гальмування на динамічні навантаження, що виникають під час гальмування машин, розробки наукових основ проектування ефективних систем гальмування кругловязальних машин та інше. З огляду на ці обставини дисертація присвячена комплексним дослідженням розробки теоретичних основ та інженерних методів проектування надійної швидкодіючої системи гальмування кругловязальних машин, здатної підвищити ефективність їх роботи за рахунок підвищення якості трикотажного полотна та зниження непродуктивних витрат часу роботи машини. Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому, що: - розроблено метод аналізу динаміки процесу гальмування кругловязальних машин, що дає можливість знайти максимальну величину динамічних навантажень, які виникають в механізмах машини під час їх гальмування, та оцінити вплив конструкції системи гальмування та її параметрів на ефективність роботи кругловязальних машин (підвищення продуктивності та якості трикотажного полотна); розроблено принципово нові конструкції приводів кругловязальних машин з ефективною системою гальмування (привід із зчіпною муфтою, привід, система гальмування якого містить гальмо, встановлене на голковому циліндрі, привід з гальмами, встановленими на голковому циліндрі та механізмі товарного прийому, система гальмування з двома пнемо-камерними гальмами, система гальмування з електромагнітними гальмами, система гальмування, що містить три гальма, та інші);Наведено аналіз процесу гальмування кругловязальних машин та конструкцій їх систем гальмування, на основі чого вперше розроблено класифікацію способів зупинки кругловязальних машин та пристроїв (систем гальмування) для їх реалізації. Запропоновано шляхи удосконалення систем гальмування кругловязальних машин. Наведено результати аналізу відомих досліджень впливу несталого руху кругловязальних машин на динамічні навантаження, що виникають при цьому. Другий розділ присвячено дослідженням динаміки гальмування кругловязальних машин з метою розробки методу знаходження динамічних навантажень, що виникають в кругловязальних машинах під час гальмування, та аналізу впливу параметрів системи гальмування і приводу на величину цих навантажень. В результаті проведених досліджень було отримано алгоритм розрахунку динамічних навантажень, що виникають в пружних вязях приводу кругловязальних машин при їх гальмуванні.Результатом досліджень стала розробка теоретичних основ та інженерних методів проектування надійної швидкодіючої системи гальмування кругловязальних машин, здатної підвищити ефективність їх роботи за рахунок підвищення якості трикотажного полотна та зниження непродуктивних витрат часу роботи машини. В результаті виконаних автором досліджень вперше розроблено метод аналізу динаміки процесу гальмування кругловязальних машин, завдяки якому можна знайти максимальну величину динамічних навантажень, що виникають в машині під час її гальмування, та оцінити вплив конструкції системи гальмування кругловязальної машини на ефективність її роботи. Встановлено, що коефіцієнт динамічних перевантажень пружних вязей приводу сучасних кругловязальних машин під час їх гальмування (в разі виконання технологічних умов одержання якісного трикотажного полотна) дорівнює 10,64, що майже втричі перевищує пускові динамічні перевантаження відповідних вязей. З метою підвищення ефективності роботи системи гальмування кругловязальної машини доцільно використання в приводі зчіпної муфти, що відключає ведучі обертальні маси приводу (ротор електродвигуна та інше) в момент гальмування машини від її механізмів, а також червячної передачі.

. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Результатом досліджень стала розробка теоретичних основ та інженерних методів проектування надійної швидкодіючої системи гальмування кругловязальних машин, здатної підвищити ефективність їх роботи за рахунок підвищення якості трикотажного полотна та зниження непродуктивних витрат часу роботи машини.

Виконані дослідження дали можливість встановити таке: 1. Специфікою роботи кругловязальних машин є досить часті їх зупинки та пуски. Кількість зупинок кругловязальних машин за зміну в окремих випадках перевищує 200.

Основними причинами, що зумовлюють зупинку кругловязальної машини є: - обрив та затяжка ниток - 32,3% від загальної кількості зупинок за зміну;

- поломка голок - 11,8%;

- спрацювання бобін - 41,2%.

2. Огляд та аналіз існуючих способів зупинки кругловязальних машин та пристроїв для їх реалізації дав можливість розробити класифікацію.

3. Існуючі конструкції систем гальмування кругловязальних машин не повною мірою відповідають технологічним умовам забезпечення вязання якісного трикотажного полотна. Встановлено фактори, які зумовлюють недосконалість існуючих систем гальмування кругловязальних машин.

4. В результаті виконаних автором досліджень вперше розроблено метод аналізу динаміки процесу гальмування кругловязальних машин, завдяки якому можна знайти максимальну величину динамічних навантажень, що виникають в машині під час її гальмування, та оцінити вплив конструкції системи гальмування кругловязальної машини на ефективність її роботи.

5. Встановлено, що коефіцієнт динамічних перевантажень пружних вязей приводу сучасних кругловязальних машин під час їх гальмування (в разі виконання технологічних умов одержання якісного трикотажного полотна) дорівнює 10,64, що майже втричі перевищує пускові динамічні перевантаження відповідних вязей.

6. Величина гальмівного моменту системи гальмування кругловязальних машин суттєво впливає на динамічні перевантаження пружних вязей приводу. Коефіцієнт динамічних перевантажень вязей приводу може перевищити 14. Це свідчить про те, що при проектуванні системи гальмування необхідно поряд з умовою забезпечення її функціонального призначення вирішувати також завдання забезпечення надійності роботи приводу з урахуванням його значних динамічних перевантажень.

7. З метою підвищення ефективності роботи системи гальмування кругловязальної машини доцільно використання в приводі зчіпної муфти, що відключає ведучі обертальні маси приводу (ротор електродвигуна та інше) в момент гальмування машини від її механізмів, а також червячної передачі. Таке виконання конструкції приводу дає можливість значно знизити динамічні навантаження, що виникають при гальмуванні машини, і довести максимальну величину коефіцієнта динамічних перевантажень вязей приводу до 3,81.

8. Розроблено теоретичні основи проектування системи гальмування кругловязальних машин, здатної підвищити ефективність, дає можливість: - визначити раціональну величину часу гальмування машини, необхідну для забезпечення одержання високої якості трикотажного полотна;

- визначити раціональні робочі параметри системи гальмування;

- вибрати раціональну конструкцію приводу машини, здатної підвищити ефективність процесу гальмування;

- визначити час спрацювання системи гальмування та оцінити його вплив на ефективність роботи кругловязальної машини.

9. Встановлено, що для сучасних кругловязальних машин типу КО, з метою недопущення напрацювання бракованого трикотажного полотна, зумовленого обривом або затяжкою нитки і спрацюванням бобін, та зведення до мінімуму кількості бракованого полотна, зумовленого поломкою голок, платин тощо, час їх гальмування неповинен перевищувати 0,09 с.

10. Уперше одержано залежність, що дає можливість оцінити вплив лінійної швидкості голкового циліндра кругловязальної машини та гальмівного моменту на кількість бракованого полотна, зумовленого поломкою голок та платин. Встановлено необхідність, з метою підвищення якості трикотажного полотна, обладнання кругловязальної машини надійною системою гальмування. При цьому кількість бракованого полотна можна зменшити в 4,1 рази.

11. Розроблено основні напрями удосконалення приводу, основними серед яких є: - оснащення приводу електромагнітною фрикційною зчіпною муфтою, що дає можливість відокремити від механізмів вязання та товарного прийому в момент зупинки машини обертальні маси приводу (ротор електродвигуна та зубчасті передачі);

- використання системи гальмування з кількома гальмами, розташованими на основних обертальних масах машини.

12. Встановлено, що час спрацювання механічних систем гальмування, які використовуються в сучасних кругловязальних машинах, коливається в межах (5-6) м/с., що становить (5,5-6,7)% від необхідного часу гальмування. Час спрацювання системи гальмування, що містить пнемо-камерні гальма, не перевищує 5 м/с. Найбільш швидкодіючими є системи гальмування з електромагнітними гальмами, час спрацювання яких не перевищує 4,5 м/с. Таким чином, при проектуванні системи гальмування час її спрацювання можна не враховувати, оскільки він практично не впливає на ефективність роботи кругловязальної машини.

13. В результаті виконаних експериментальних досліджень процесу гальмування кругловязальних машин типу КО встановлено: - середній час вибігу кругловязальної машини МС-9 становить 1,565 с;

- при наявності гальма середній час гальмування машини становить 0,398 с;

- існуюча система гальмування машини МС-9 малоефективна;

- час гальмування машини з такою системою гальмування приблизно в 3,5 раза більший від необхідного часу гальмування.

14. Проведено математичний експеримент з виявлення впливу гальмівного моменту системи гальмування та параметрів приводу кругловязальної машини на динамічні навантаження, що виникають при її гальмуванні. Одержані рівняння регресії, що дозволяють значно простіше, ніж при використанні відомих методів, визначити динамічні навантаження, які виникають при гальмуванні кругловязальних машин типу КО, а також оцінити вплив основних їх параметрів на величину цих навантажень.

15. Проведені дослідження дали можливість розробити та запропонувати ряд принципово нових конструкцій приводів кругловязальних машин з ефективною системою гальмування (деклараційні патенти України на винаходи №№ 38023А, 40890А,40891А, 41648А, 43223А, 45802А та інші).

16. Виробничі випробування нових, запропонованих автором систем гальмування кругловязальних машин показали цілковиту працездатність і ефективність роботи системи гальмування зі зчіпною муфтою-гальмом та системи гальмування, що містить електромагнітні гальма, розташовані навколо голкового циліндра машини. При цьому система гальмування, що містить зчіпну муфту-гальмо, дає можливість підвищити продуктивність машини на 3,5% за рахунок скорочення непродуктивних витрат часу, зумовлених зупинками машини, та сортність трикотажного полотна на 1,5% за рахунок зменшення кількості бракованого полотна, зумовленого поздовжніми пропусками петельних рядів, що виникають під час обриву ниток та поломки голок і платин. Завдяки системі гальмування з електромагнітними гальмами можна скоротити час гальмування машини КО-2 в середньому втричі (з 0,36 с до 0,12 с) та підвищити сортність трикотажного полотна на 2,75%.

Павленко Г.І., Піпа Б.Ф. Вибір раціонального часу гальмування кругловязальної машини // Вісник Державної академії легкої промисловості України. - 2000. - №2. - С. 96-98. інженерний обладнання промисловість

Павленко Г.І., Піпа Б.Ф. Вплив системи гальмування кругловязальних машин типу КО на динамічні навантаження в приводі // Вісник Київського державного університету технологій та дизайну. - 2001. - №1. - C. 79-85.

Павленко Г.І., Піпа Б.Ф. Вплив часу спрацювання системи гальмування кругловязальної машини на ефективність її роботи // Вісник Київського державного університету технологій та дизайну. - 2001. - № 3. - С. 185-190.

Піпа Б.Ф., Павленко Г.І. Вибір місця раціонального розміщення системи гальмування кругловязальних машин // Вісник Київського національного університету технологій та дизайну. - 2002. - № 1. - С. 122-126.

Піпа Б.Ф., Павленко Г.І. Підвищення ефективності роботи системи гальмування кругловязальних машин // Вісник технологічного університету Поділля. - 2001. - № 3. - С. 189-191.

Павленко Г.І., Піпа Б.Ф. Система гальмування кругловязальної машини з пневматичними гальмами // Вісник Технологічного університету Поділля. - 2002. - № 1. - С. 91-94.

Павленко Г.І., Піпа Б.Ф. Удосконалення системи гальмування кругловязальних машин // Вісник Технологічного університету Поділля. - 2002. - № 3. - С. 229-231.

Павленко Г.І., Піпа Б.Ф. Перспективи удосконалення системи гальмування кругловязальних машин // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. - 2000. - № 4. - С. 10-12.

Павленко Г.И., Пипа Б.Ф. Определение времени срабатывания системы торможения кругловязальной машины с пневмо-камерными тормозами // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. - 2001. - №5. - С. 162-164.

Павленко Г.И., Пипа Б.Ф. Влияние режима остановки кругловязальной машины и ее рабочей скорости на величину наработки бракованного полотна // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. - 2002. - № 6. - С. 110-112.

Павленко Г.И., Пипа Б.Ф. Анализ процесса торможения кругловязальных машин // Вісник Херсонського державного технічного університету. - 2002. - № 3 (16). - С. 226-229.

Піпа Б.Ф., Павленко Г.І. Динаміка гальмування кругловязальної машини з приводом, що містить зчіпну муфту // Вісник Чернігівського державного технологічного університету. - 2001. - № 13. - С. 40-43.

Павленко Г.І. Режим гальмування кругловязаьної машини та його вплив на ефективність роботи машини // Тези доповідей наукової конференції молодих вчених та студентів. - К.: КНУТД. - 2001, Т.ІІ. - С.46-47.

Павленко Г.І. Математичний експеримент по оцінці впливу параметрів приводу на динамічні навантаження, що виникають під час гальмування кругловязальних машин типу КО // Тези доповідей Всеукраїнської наукової конференції молодих вчених та студентів. - К.: КНУТД. - 2002, Т.ІІ. - С. 67-68.

Выбор оптимального режима торможения кругловязальных машин типа КО // Пипа Б.Ф., Павленко Г.И., КГУТД. - К., 2000. - 6 с. - Рус. - Деп. в ГНТБ Украины 22.05.2000, №120-Ук 2000.

Совершенствование системы торможения кругловязальных машин / Павленко Г.И., Пипа Б.Ф., КГУТД. - К.,2001. - 9 с. - Рус. - Деп. в ГНТБ Украины 19.02.2001, №21-Ук 2001.

Динамика торможения кругловязальных машин типа КО / Пипа Б.Ф., Павленко Г.И., КГУТД. - К., 2001. - 16 с. - Рус. - Деп. в ГНТБ, №79-Ук 2001.

Экспериментальное исследование процесса торможения кругловязальной машины / Павленко Г.И., Пипа Б.Ф., КГУТД. - К.: 2001. - 13 с. - Рус. - Деп. в ГНТБ Украины 23.07.2001, № 144-Ук 2001.

Динамика торможения кругловязальной машины / Пипа Б.Ф., Павленко Г.И., КГУТД. - К., 2001. - 15 с. - Рус. - Деп. в ГНТБ, №145-Ук 2001.

Математический эксперимент по определению влияния тормозного момента и параметров червячного приводу на динамические нагрузки, возникающие при торможении кругловязальной машины / Павленко Г.И., Пипа Б.Ф., КНУТД. - К., 2001. - 11 с. - Рус. - Деп. в ГНТБ Украины 03.09.01. № 157 - Ук 2001.

Математический эксперимент по определению влияния тормозного момента и параметров приводу на динамические нагрузки, возникающие при торможении кругловязальных машин типа КО / Павленко Г.И., Пипа Б.Ф., КНУТД. - К., 2001. - 15 с. - Рус. - Деп. в ГНТБ Украины 03.09.01. № 158 - Ук 2001.

Динамика торможения кругловязальной машины при наличии в приводе самотормозящей червячной передачи / Пипа Б.Ф., Павленко Г.И., КНУТД. - К., 2001. - 10 с. - Рус. - Деп. в ГНТБ Украины 17.12.2001, №197 - Ук 2001.

Динамика торможения кругловязальной машины с модернизированным приводом / Пипа Б.Ф., Павленко Г.И., КГУТД. - К., 2002. - 9 с. - Рус. - Деп. в ГНТБ Украины 17.12.2002, №198 - Ук 2002.

Привід кругловязальної машини: Деклараційний пат. 38023 А України, МКИ D 04 В 15/94. / Б.Ф. Піпа, Г.І. Павленко (Україна). - № 2000052821, Заявлено 20.07.2000, Опубл. 15.05.2001, Бюл. № 4. - 3 с.

Привід кругловязальної машини: Деклараційний пат. 40890 А України, МКИ D 04 В 15/94. / Б.Ф. Піпа, Г.І. Павленко (Україна). - № 2000105711, Заявлено 09.10.2000, Опубл. 15.08.2001, Бюл. № 7. - 3 с.

Привід кругловязальної машини: Деклараційний пат. 40891 А України, МКИ D 04 В 15/94. / Б.Ф. Піпа, Г.І. Павленко, В.В. Чабан (Україна). - № 2000105712, Заявлено 09.10.2000, Опубл. 15.08.2001, Бюл. № 7. - 3 с.

Привід кругловязальної машини: Деклараційний пат. 41648 А України, МКИ D 04 В 15/94. / Б.Ф. Піпа, Г.І. Павленко (Україна). - № 2000127292, Заявлено 18.12.2000, Опубл. 17.09.2001, Бюл. № 8. - 3 с.

Привід кругловязальної машини: Деклараційний пат. 43223 А України, МКИ D 04 В 15/94. / Б.Ф. Піпа, Г.І. Павленко (Україна). - № 2001042592, Заявлено 26.04.2001, Опубл. 15.12.2001, Бюл. № 10. - 3 с.

Привід кругловязальної машини: Деклараційний пат. 45802 А України, МКИ D 04 В 15/94. / Б.Ф. Піпа, Г.І. Павленко, Тарасенко А.І. (Україна). - № 2001074766, Заявлено 09.07.2001, Опубл. 15.04.2002, Бюл. № 4.

Привід кругловязальної машини: Деклараційний пат. 47283 А України, МКИ D 04 В 15/94. / Б.Ф. Піпа, Г.І. Павленко (Україна). - № 2001106858, Заявлено 09.10.2001, Опубл. 17.06.2002, Бюл. № 6.

Привід кругловязальної машини: Деклараційний пат. 48640 А України, МКИ D 04 В 15/94. / Б.Ф. Піпа, Г.І. Павленко, Чайка П.М. (Україна). - № 2001107408, Заявлено 31.10.2001, Опубл. 15.08.2002, Бюл. № 8.

Привід кругловязальної машини: Деклараційний пат. 53353А України, МКИ D 04 В 15/94. / Б.Ф. Піпа, Ловейкіна С.О., Г.І. Павленко (Україна). - № 2002053736, Заявлено 07.05.2002, Опубл. 15.01.2003, Бюл. № 1

Привід кругловязальної машини: Деклараційний пат. на корисну модель 1315 України, МКИ D 04 В 15/94. / Б.Ф. Піпа, Г.І. Павленко (Україна). - № 2001106859, Заявлено 09.10.2001, Опубл. 15.07.2002, Бюл. № 7.

Размещено на .ru