Новые технические решения основных исполнительных органов автосъемника бобин АС‑120 с учетом граничных условий проектирования

3.3 Новые технические решения основных исполнительных органов автосъемника бобин АС‑120 с учетом граничных условий проектирования

Учитывая тот факт, что необходимо повысить надежность процесса автоматизированного съема наработанных бобин и установки на их место пустых патронов на пневмопрядильных машинах ППМ‑120 с наименьшими затратами материальных ресурсов, следует испытать возможность модернизации существующего автосъемника бобин АС‑120, улучшив при этом структурные схемы его наименее надежных исполнительных органов, а именно: механизма сопла и механизма захвата и смены патронов. При этом новые технические решения основных исполнительных органов автосъемника бобин АС‑120 должны приниматься с учетом граничных условий проектирования, таких как:

-          недопустимо изменять точку  вращения кривошипа механизма захвата и смены патронов относительно плоскости ;

-          недопустимо изменять точку  вращения кулачка механизма сопла и рычага захвата и смены патронов относительно плоскости ;

-          недопустимо изменять точку  подвеса коромысла механизма сопла относительно плоскости ;

-          недопустимо изменять направление вращения приводных валов вокруг центров  и ;

-          недопустимо изменять передаточное отношение между валами с центрами  и ;

-          изменение размеров звеньев механизмов исполнительных органов возможно в пределах габаритных размеров автосъемника бобин АС‑120;

-          недопустимо изменять способ захвата нити механизмом сопла;

-          необходимо устранить заклинивание механизма сопла и механизма захвата и смены патронов при контакте поверхностей их исполнительных звеньев;

-          необходимо устранить смещение центра патрона от центра тарелочек бобинодержателей пневмопрядильной машины при установке патрона в них;

-          необходимо сопло выполнить самоустанавливающимся и саморегулируемым, а также с возможностью переналадки в процессе эксплуатации;

-          недопустимо изменять конструкцию пневмопрядильной машины ППМ‑120;

-          недопустимо изменять месторасположение направляющих металлоконструкций, по которым происходит передвижение автосъемника бобин вдоль фронта пневмопрядильной машины ППМ‑120.

Сущность технических решений морфологических матриц изменяемых механизмов, представленных на рис. 37 и 38, с учетом граничных условий проектирования поясняется чертежами, где на рис. 39 изображен автосъемник бобин в момент обрезки и захвата нити соплом; в этот момент фрикционный контакт бобины с мотальным валом прерван посредством механизма управления рычагами бобинодержателя; на рис. 40 – структурная схема механизма сопла; на рис. 41 – продольный разрез сопла; на рис. 42 – вид А по рис. 41; на рис. 43 – вид Б по рис. 42; на рис. 44 – вариант выполнения резака; на рис. 45 – направляющая поверхность сопла; на рис. 46 – вид В по рис. 45; на рис. 47 – вариант исполнения всасывающего патрубка сопла; на рис. 48 – вид Г по рис. 47; на рис. 49 – структурная схема механизма захвата и смены патронов; на рис. 50 – исполнение шатуна механизма захвата и смены патронов; на рис. 51 – рычаг устройства захвата патронов; на рис. 52 – момент выталкивания бобин диаметром 180 и 250 мм; на рис. 53 – вид Д по рис. 52.

Автосъемник бобин содержит следующие рабочие органы: механизм 1 управления рычагами бобинодержателя прядильной машины, механизм 2 сопла и механизм 3 захвата и смены патронов. Механизм 2 сопла содержит коромысло 4, установленное на неподвижной оси 5, на котором зафиксирован ролик 6, находящийся во фрикционном контакте с кулачком 7, име-ющим возможность поворота вокруг оси 8 своей установки. На свободном конце коромысла 4 установлен ограничитель поворота сопла 9, а также шарнирно закреплено сопло 10. Ограничитель поворота сопла 9 имеет регулировочные пазы 11 и упорную поверхность 12. Сопло 10 содержит направляющую фигурную поверхность 13, имеющую на своем свободном конце регулировочные пазы 14 и закрепленную посредством шарнира 15 на свободном конце коромысла 4. На направляющей фигурной поверхности 13 через пазы 14 закреплена опора 16, на которой установлена направляющая втулка 17, находящаяся в контакте с кулисой 18 сопла 10, внутри которой установлен всасывающий патрубок 19, на конце которого закреплен резак 20. Кулиса 18 сопла 10 посредством пружины 21, установленной на ней, и направляющей 22 опоры 16 имеет возможность смены положения при упоре ролика 23, зафиксированного на кулисе 18 сопла 10, в препятствие. К направляющей втулке 17 подсоединен гибкий шланг 24, принимающий форму направляющей фигурной поверхности 13. Всасывающий патрубок 19 может быть выполнен разъемным с возможностью смены длины, при этом он снабжен направляющей 25, фиксирующей положение всасывающего отверстия относительно кулисы 18 сопла 10; в этом случае при регулировании даны сопла 10; всасывающий патрубок 19 выдвигается на необходимую длину из кулисы 18 сопла 10. На конце всасывающего патрубка 19 может быть закреплен резак 26, установленный над всасывающим отверстием. Механизм 3 захвата и смены патронов содержит кривошип 27, установленный на приводном валу 28, кинематически связанном с приводом автосъемника бобин.

Кривошип 27 шарнирно соединен с шатуном 29, который, в свою очередь, шарнирно соединен с выходным звеном-коромыслом, устройством 30 захвата патронов, установленным на неподвижной оси 31. Шатун 29 состоит из двух элементов 32 и 33, соединенных жестко между собой посредством пазов 34, которые обусловливают возможность регулировки длины шатуна 29. Устройство 30 захвата патронов содержит рычаг 35, на котором установлены фигурный кронштейн 36, часть которого, сопряженная с поверхностью рычага 35, охватывающей патрон, имеет форму дуги окружности, выталкиватель бобины 37, выполненный в виде фигурной пластины, свободный конец которой имеет форму дуги окружности, конечный выключатель 38 и фигурную пластину 39, закрепленную на шарнире 40.

Работает автосъемник бобин следующим образом. Данное устройство движется вдоль фронта пневмомеханической прядильной машины. При обнаружении наработанной бобины с требуемым диаметром автосъемник останавливается около данного рабочего места, происходит сброс патрона, предварительно уложенного на полку, расположенную вдоль фронта пневмопрядильной машины, в накопитель, затем начинают работу все исполнительные механизмы 1, 2 и 3 автосъемника. Движение от приводного вала 28 передается оси 8, а от – нее кулачку 17. Кулачок 7 посредством фрикционного контакта с роликом 6 передает движение коромыслу 4, на конце которого установлено сопло 10. Предварительно угол наклона  сопла 10 регулируется ограничителем поворота сопла 9 посредством регулировочных пазов 11, через которые он неподвижно крепится к коромыслу 4, при этом меняется угол наклона упорной поверхности 12. Длина сопла 10 предварительно также регулируется посредством смещения опоры 16 относительно направляющей фигурной поверхности 13 через пазы 14, после чего опора 16 неподвижно крепится к направляющей фигурной поверхности 13. Предварительно длина сопла 10 может быть отрегулирована выдвижением всасывающего патрубка 19 из кулисы 18 сопла 10 посредством направляющей 25 на необходимую длину. При движении коромысла 4, а следовательно, и сопла 10 в сторону пневмопрядильной машины происходит контакт ролика 23 с направляющим брусом, при этом ролик 23 и кулиса 18 сопла 10 вместе с всасывающим патрубком 19 посредством пружины 21 и направляющей 22 меняют свое положение относительно направляющей фигурной поверхности 13, т.е. «вылет» сопла 10 уменьшается, при этом кулиса 18 сопла 10 задвигается внутрь направляющей втулки 17. При дальнейшем движении коромысла 4 в сторону пневмопрядильной машины происходит «вкатывание» ролика 23 на направляющий брус, при этом сопло 10 самоустанавливается на направляющем брусе относительно пряжи, наматываемой на бобину; причем при этом процессе угол наклона  сопла 10 либо остается прежним, либо увеличивается, т.е. в данном случае угол наклона сопла 10 не зависит от ограничителя поворота сопла 9. После самоустановки сопла 10 на направляющем брусе происходит обрезка пряжи резаком 20 за счет большого натяжения пряжи в этой зоне и засасывание конца обрезанной пряжи всасывающим патрубком 19. Механизм 1 управления рычагами бобинодержателя прядильной машины в это время поднимает вышеупомянутые рычаги, прерывая тем самым фрикционный контакт наработанной бобины с мотальным валом. К этому времени механизмом 3 захвата и смены патронов произведен захват патрона из накопителя, при этом кривошип 27 получает вращение от приводного вала 28 и передает движение шатуну 29, который в свою очередь передает это движение устройству 30 захвата патронов, которое производит захват патрона из накопителя посредством отжима-зажима фигурной пластины 39, вращающейся вокруг своего шарнира 40 при взаимодействии с конечным выключателем 38. Далее устройство 30 захвата патронов движется в сторону пневмопрядильной машины, транспортируя при этом патрон к месту его установки в рычаги бобинодержателей. При этом движении фигурный кронштейн 36 вступает в контакт с направляющей фигурной поверхностью 13 механизма 2 сопла, посредством чего сопло 10 совершает вращение вокруг шарнира 15, на котором оно закреплено, в результате чего пряжа перебрасывается через патрон, образуя тем самым петлю. При дальнейшем движении устройства 30 захвата патронов в сторону пневмопрядильной машины выталкиватель бобины 37 вступает в контакт с наработанной бобиной либо верхней своей частью, либо нижней, в зависимости от диаметра бобины, при этом происходит выталкивание бобины на ленту транспортера. В рычаги бобинодержателей устанавливается патрон с перекинутой через него пряжей, при этом патрон освобождается из рычага 35 посредством взаимодействия конечного выключателя 38 и фигурной пластины 39. Для того чтобы патрон точно спозиционировать при его установке в рычаги бобинодержателей, имеется возможность изменить угол размаха устройства 30 захвата патронов при помощи изменения длины шатуна 29 посредством смещения относительно друг друга элементов 32 и 33 и их жесткой последующей фиксации через пазы 34. Кроме того, применение конечного выключателя 38 позволяет устранить смещение центра патрона от центра тарелочек бобинодержателей при установке патрона в них. Далее механизм 1 управления рычагами бобинодержателей опускает последние в исходное положение. Механизм 3 захвата и смены патронов движется при этом в сторону накопителя. Сопло 10 плавно опускается вниз вокруг шарнира 15 посредством контакта направляющей фигурной поверхности 13 с фигурным кронштейном 36, а коромысло 4 начинает движение в сторону исходного положения. Сопло 10 проходит достаточно близко к зоне, ограниченной поверхностями установленного патрона, мотального вала и сопрягающей их диаметры поверхностью, в результате чего происходит захват нити между патроном и мотальным валом, т.е. начинается процесс наработки бобины. Все рабочие органы автосъемника возвращаются в исходное положение, а устройство движется к следующему рабочему месту пневмопрядильной машины.

Учитывая тот факт, что передача устанавливаемого патрона новым механизмом захвата и смены патронов, представляющего типичный шарнирный четырехзвенник, должна осуществляться в той же точке, что и в существующем автосъемнике бобин, были определены измененные конструктивные параметры данного механизма: =75 мм; = 183,3…194,7 мм; =87 мм; = 41,93…49,48°. До модернизации данный механизм имел следующие конструктивные параметры: =85 мм; = 221,3…232,7 мм; = 53 мм; = 80 мм; =50…57°. При этом не изменялись: длина рычага захвата и смены патронов (= 253 мм); угловая скорость входного звена-кривошипа.

С целью определения оптимальных параметров наладки данного механизма для синхронизации его движения с функционально-взаимодействующим с ним новым механизмом сопла автосъемника бобин исследовались циклы установившегося движения в зависимости от регулировки начальной длины шатуна и начального угла  фиксации рычага захвата и смены патронов, диапазоны изменения значений которых определены из технической документации на автосъемник бобин и условий монтажа последнего на пневмопрядильную машину соответственно.

Результаты расчетов зависимости цикла установившегося движения нового механизма захвата и смены патронов автосъемника бобин от регулировки начального угла фиксации  представлены в табл. 5, анализ результатов которой показывает, что при увеличении значения начального угла фиксации  уменьшается начальная фаза движения в сторону накопителя, суммарная фаза движения в сторону бобины остается постоянной и равной 186^о, а фаза движения в сторону увеличивается.

Таблица 5. Фазы циклограммы механизма захвата и смены патронов в зависимости от регулировки начального угла фиксации

Результаты расчетов зависимости цикла установившегося движения нового механизма захвата и смены патронов автосъемника бобин от регулировки начальной длины  шатуна представлены в табл. 6.

Таблица 6. Фазы циклограммы механизма захвата и смены патронов в зависимости от регулировки начальной длины  шатуна

Анализ полученных результатов показывает, что при увеличении значения начальной длины  шатуна уменьшается начальная фаза движения в сторону накопителя, фаза движения в сторону бобины увеличивается, конечная фаза движения в сторону накопителя также увеличивается.

Учитывая тот факт, что мотальный механизм пневмопрядильной машины ППМ‑120 и механизм управления рычагами бобинодержателя автосъемника бобин не подвергались в данном случае модернизации, следует признать оптимальными параметрами наладки нового механизма захвата и смены патронов следующие: =45,65°; =183,3 мм. При этом рабочая фаза движения механизма составляет 264^о при минимальной длине шатуна.

Из приведенных данных следует, что эффективность работы усовершенствованного механизма захвата и смены патронов увеличилась, а его металлоемкость уменьшилась вследствие уменьшения габаритных размеров звеньев и уменьшения числа элементов, входящих в структурную схему рассматриваемого механизма. Последний фактор положительным образом отразится на надежности работы как механизма захвата и смены патронов, так и автосъемника бобин в целом.