3.2 Определение конструктивных требований к функционально взаимодействующим структурным схемам рабочих органов автосъемника бобин
Главным условием нормального протекания технологического процесса съема наработанных бобин и установки на их место пустых патронов на пневмомеханической прядильной машине является четкое согласование работы основных исполнительных механизмов автосъемника бобин. С целью выявления взаимодействия рабочих органов автосъемника бобин был проведен анализ процесса замены наработанной бобины пустым патроном в вышеупомянутых источниках, а также на существующем автосъемнике бобин.
Данный анализ показывает, что при работе исполнительных механизмов автосъемника бобин должны выполняться следующие основные граничные условия, определяющие конструктивные требования к функционально-взаимодействующим структурным схемам рабочих органов:
- в исходном положении исполнительные органы основных механизмов не препятствуют продвижению автосъемника бобин вдоль фронта пневмомеханической прядильной машины;
- при своей работе исполнительные органы основных механизмов
автосъемника бобин не препятствуют выполнению друг другом технологических операций;
- выталкивание наработанной бобины из рычагов бобинодержателя пневмомеханической прядильной машины происходит после того, как механизм сопла произведет обрезку и захват нити;
- обрезку и захват нити соплом можно производить как в зоне между вытяжными валами и направляющим брусом, так и в зоне между направляющим брусом и мотальным валом прядильной машины, но нить легче обрезать в зоне между направляющим брусом и мотальным валом прядильной машины, т. к. там она имеет большее натяжение нежели в другой зоне;
- подъем рычагов бобинодержателя прядильной машины механизмом управления их движением происходит после того, как будет обрезана и захвачена нить, но до того момента, когда бобина будет вытолкнута;
- механизм сопла в зоне захвата и обрезки нити должен иметь достаточный выстой для проведения данной технологической операции;
- в зависимости от номера вырабатываемой пряжи выстой механизма сопла в зоне захвата и обрезки нити имеет различное значение;
- во время процесса перекидки обрезанной нити через устанавливаемый патрон, происходящего посредством передачи принудительного движения соплу механизмом захвата и смены патронов, сопло должно постоянно находиться в контакте с сопрягаемой поверхностью механизма захвата и смены патронов;
- возвращение рычагов бобинодержателя прядильной машины в исходное положение происходит после того, как обрезанная нить будет перекинута через патрон, установленный в рычаги бобинодержателя;
- при возвращении в исходное положение механизм сопла не должен находиться в зоне захвата и обрезки нити;
- при возвращении в исходное положение механизм сопла должен пройти зону между установленным патроном и мотальным валом после того, как они войдут во фрикционный контакт друг с другом, чтобы обрезанная нить была захвачена между патроном и мотальным валом;
- для того чтобы повысить эффективность работы автосъемника бобин, т.е. снизить время его рабочего выстоя около рабочего места прядильной машины, требуется наличие механизма второй обрезки нити, т.к. в противном случае необходимо дожидаться пока вся длина захваченной соплом нити не будет выбрана из него;
- скорость всасывания соплом нити не должна быть меньше скорости выпуска пряжи;
- для лучшего согласования движений исполнительных органов
автосъемника бобин необходимо иметь для выполнения каждой технологической операции в процессе съема наработанной бобины и установки на ее место пустого патрона свой отдельный рабочий орган;
- возвращение в исходное положение механизма сопла и механизма захвата и смены патронов происходит после того, как установленный патрон войдет в контакт с мотальным валом прядильной машины.
На основании этих граничных условий можно определить требования к траекториям функционально-взаимодействующих рабочих органов автосъемника бобин. Они заключаются в следующем:
- рабочий орган механизма выталкивания наработанной бобины может совершать возвратно-поступательное или возвратно-вращательное движение, следовательно, в первом случае его траекторией является прямая линия, в другом – дуга окружности;
- механизм управления рычагами бобинодержателя прядильной машины должен обеспечивать движение в двух взаимно перпендикулярных плоскостях: для подъема и разжатия рычагов, в обеих плоскостях движение может совершаться как по прямой линии, так и по дуге окружности;
- рабочий орган механизма захвата и смены патронов может совершать движение как по прямой линии, так и по дуге окружности;
- рабочий орган механизма сопла имеет сложную траекторию в виде замкнутой кривой линии, проходящей через характерные точки движения с выстоем.
В связи с вышеизложенным структурными схемами исполнительных органов автосъемника бобин могут являться:
а) при движении по дуге окружности:
- кривошипно-коромысловый механизм;
- кулачковый коромысловый механизм;
- кулисный механизм;
- зубчатый механизм;
б) при движении по прямой линии:
- кривошипно-ползунный механизм;
- кулачковый механизм с толкателем;
- зубчато-реечный механизм;
- кулисный механизм;
в) при движении по замкнутой кривой линии, проходящей через характерные точки:
- плоский четырехзвенный рычажный механизм;
- плоский зубчато-рычажный механизм;
- кулачковый механизм;
- синтез двух механизмов, задающих два закона движения выходному звену.
Кривошипно-коромысловый, кулисный, кривошипно-ползунный механизмы относятся к плоским рычажным механизмам, которые получили широкое распространение в современном машиностроении.
Зубчатый и зубчато-реечный механизмы относятся к механизмам, имеющим высшие кинематические пары и обладают сравнительной сложностью изготовления. Зубчатые колеса, как правило, подвергаются термической обработке для увеличения твердости поверхности зубьев. Требования к точности изготовления зубчатых колес выше, нежели к плоским рычажным механизмам, поэтому они и выделены в технологии машиностроения в отдельный раздел «Зубонарезание».
Кулачковый коромысловый механизм и кулачковый механизм с толкателем относятся также к механизмам, имеющим высшие кинематические пары. Для сопряжения пары кулачок-коромысло и кулачок-толкатель характерны переменные условия контакта. Для такого сопряжения основную роль в распределении износа на поверхности трения играет изменение внешних факторов по отношению к каждому участку поверхности. Неравномерный износ профиля кулачка приводит к нарушению передаваемого закона движения, что способствует отклонению исполнительного органа от заданной траектории.
Кроме того, неравномерный износ профиля кулачка приводит к возникновению дополнительных динамических нагрузок и нередко является основной причиной отказа всего механизма. На показатель долговечности и надежности кулачкового механизма также непосредственное и существенное влияние оказывает технологический процесс изготовления кулачка. Ошибки в изготовлении профиля кулачков на большинстве заводов, применяющих для этой цели координатный или кинематический способ, оказывают значительно большее влияние на динамические качества механизмов, чем выбор того или иного закона движения. Неточность изготовления сводит на нет этот выбор, и поэтому технология или точность обработки и сборки имеют большее значение для надежной работы механизма, продолжительности его службы, чем назначение более удачного закона движения ведомого звена. Кроме того, проектирование кулачковых передач более трудоемко, нежели зубчатых передач и плоских рычажных механизмов, а технологически изготовить кулачок гораздо сложнее, чем зубчатое колесо, что в свою очередь влияет на себестоимость.
Применение однотипных передач рабочих органов будет способствовать повышению степени унификации изделия, что благоприятно сказывается на общем уровне технологического процесса и на себестоимости автосъемника бобин в целом.
Кривошипно-ползунный механизм, кулачковый механизм с толкателем, зубчато-реечный механизм требуют наличия направляющей достаточной длины с высокой точностью обработки поверхности, что усложняет технологический процесс изготовления самого механизма, увеличивает его габаритные размеры, повышает себестоимость изготовления.
На основании вышеизложенного приходим к выводу, что рациональными структурными схемами исполнительных органов автосъемника бобин являются следующие:
- для механизма выталкивания наработанной бобины из рычагов бобинодержателя и механизма захвата и смены патронов – кривошипно-коромысловый механизм и механизм с качающейся кулисой;
- для механизма сопла – кулачковый механизм и синтез двух механизмов, задающих два закона движения выходному звену;
- для механизма управления рычагами бобинодержателя прядильной машины – кулачковый механизм.
В связи с тем, что на проектирование исполнительных органов автосъемника бобин наложены жесткие граничные условия, принимаем следующие структурные схемы исполнительных органов – механизм выталкивания полной бобины совмещаем с механизмом захвата и смены патронов – кривошипно-коромысловый механизм; механизм сопла – кулачковый механизм, выходное звено которого имеет в определенном цикле работы автосъемника бобин принудительное движение от рычага захвата и смены патронов; механизм управления рычагами бобинодержателя прядильной машины – оставляем существующий кулачковый механизм, т.к. он имеет возможность переналадки в процессе эксплуатации.
0 комментариев