МОТАЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ

Полезная модель относится к текстильному машиностроению, в частности к устройствам нитераскладки при нарабатывании текстильных паковок на мотальных машинах.
Известен привод механизма перемещения планки нитераскладочного устройства, содержащий гидродвигатель, кинематически связанный с приводным валом и имеющим кран с блоком управления соединенный с реверсивным золотником, гидродвигатель выполнен в виде гидроцилиндра и имеет корпус, установленный с возможностью линейного возвратно-поступательного движения относительно неподвижно смонтированного поршня со штоком, при этом на одной стороне корпуса жестко закреплена разъемная зубчатая рейка, имеющая возможность взаимодействия с расположенным сверху зубчатым колесом, установленным на приводном валу, а с другой стороны корпус жестко соединен по сопрягаемым поверхностям с основанием, имеющим направляющие, контактирующие с размещенными под ними и связанными попарно между собой опорными роликами качения, геометрическая ось каждого из которых расположена эксцентрично относительно общей поворотной оси, причем неподвижный шток гидроцилиндра выполнен составным из двух соосно расположенных одна относительно другой полых частей, каждый из которых одним концом гидравлически соединена с реверсивным золотником посредством напорной или сливной магистралей, а другим концом разъемно связана с неподвижным поршнем и одновременно гидравлически сообщена с соответствующей полостью гидроцилиндра посредством радиальных отверстий. [1]
Недостатком вышеуказанного аналога является сложность конструкции и то, что раскладка нити происходит на малую длину паковки.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, содержащее мотальный вал, штангу с нитеводителями, управляемый электродвигатель для привода штанги, микро-ЭВМ для управления электродвигателем, датчик угла поворота мотального вала. Штанга шарнирно соединена с шатуном кривошипно-шатунного механизма, кинематически связанного с управляемым электродвигателем. Кривошип имеет длину, равную половине длины паковки, и вращается в одном направлении. Кривошип выполнен в виде диска или шестерни с отверстиями для изменения его длины.
Недостатком прототипа является то, что раскладка нити происходит на малую длину паковки. Длина кривошипа устройства соответствует половине длины паковки и не превышает 0,2 длины шатуна, для увеличения раскладки нити на большую длину паковки необходимо увеличивать геометрические размеры деталей кривошипа до несоразмерно больших размеров мотального механизма.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является увеличение размера паковки в длину возможность наматывание большего объема нити на паковку, возможность подбора кинематических параметров мотального механизма.
Указанный результат достигается тем, что в устройстве мотального механизма содержащем веретено для привода паковки, нитеукладчик, нитеводитель, установленный с возможностью возвратно-поступательного движения параллельно веретену посредством механической передачи, кинематически связанной с электродвигателем, механическая передача выполнена цепной, а нитеукладчик состоит из пазового кулачка, соединенного посредством рейки с мультипликатором и цепью нитеукладчика.
Выполнение механической передачи цепной, позволяет оперативно подбирать кинематические параметры мотального механизма путем изменения передаточного числа, что позволяет наматывать нить с разным шагом, рисунком и объемом намотки на паковку, применение в конструкции нитеукладчика пазового кулачка, соединенного посредством рейки с мультипликатором и цепью нитеукладчика позволяет при небольших габаритных размерах устройства мотального механизма оперативно регулировать за счет изменения передаточного числа мультипликатора длину намотки паковки.
Мотальный механизм иллюстрируется чертежами, где на фиг. представлена кинематическая схема мотального механизма.
1
2
3
4
Мотальный механизм содержит, веретено 1 (фиг), для привода паковки 2, нитеукладчик (на фигуре не показано), нитеводитель 3, установленный с возможностью возвратно-поступательного движения параллельно веретену 1 посредством механической передачи 4, кинематически связанной с электродвигателем 5, механическая передача 4 выполнена цепной, а нитеукладчик 3 состоит из пазового кулачка 6, соединенного посредством рейки 7 с мультипликатором 8 и цепью нитеукладчика 9. Паковка 2 имеет остов 10. В кинематическую передачу 11, связывающую электродвигатель 5 и механическую передачу 4, входят шкивы F, F, F, F, механическая передача 4 включает в себя зубчатые колеса Z1, Z2, Z3, Z4, в состав мультипликатора 8 входят зубчатые колеса Z5, Z6, Z7, нитеукладчик включает в себя зубчатые колеса Z8, Z9 и нитеводитель 3 установленный на цепи нитеукладчика 9, пазовый кулачок 6 установлен в пазу, образованном в колесе, установленном на оси под углом примерно 45 градусов (на фигуре не показано).
1
2
3
4
Мотальный механизм работает следующим образом. Вращательное движение от электродвигателя 5 посредством кинематической передачи через шкивы F, F, F, F передается веретену 1, на котором установлен остов 10 наматываемой паковки 2, представляющей собой в случае трубчатых текстильных фильтров дырчатую трубу. Через зубчатые колеса Z1, Z2 и Z3, Z4 вращательное движение передается колесу пазового кулачка 6, который, в свою очередь, перемещается по пазу колеса, передавая вращательное движение колеса в возвратно-поступательное движение рейки 7. От рейки 7 через зубчатое колесо Z5 и колеса Z6 и Z7 мультипликатора 8 вращение передается звездочкам Z8 и Z9 цепи нитеукладчика 9.
Для примера приведем расчет необходимых кинематических параметров мотального механизма для получения паковки с высотой раскладки нити Н=200 мм (фиг).
Перемещение нитеводителя
зв
где: f - угол поворота зубчатых колес цепи в радианах;
зв
8
9
R=30,54 мм - радиусы зубчатых колес Z и Z;
н
16S - должно соответствовать заданной высоте намотки
н
(S=H).
5
Угол поворота зубчатого колеса Z
Перемещение рейки
Следовательно
Перемещение нитеводителя
6
7
pmax
p
Приняв в мультипликаторе 7, Z=112 и Z=18, a S=H=205мм получим:
Скорость перемещения нитеводителя равна скорости перемещения цепи.
Угловая скорость вращения зубчатых колес цепи
5
где:  - угловая скорость вращения зубчатого колеса Z
Тогда
где:
p
H - 205 мм - размах движения рейки (в одну сторону);
k - общее число оборотов пазового кулачка, сообщающего движение рейке за цикл движения (один двойной ход) рейки;
к
n - частота вращения пазового кулачка, сообщающего движение рейке.
Тогда скорость перемещения цепи нитеукладчика (скорость нитеводителя)
Окружная скорость намотки
где: D - диаметр намотки нити на остов;
в
n - частота вращения веретена.
1
2
3
4
1
2
3
4
где: d, d, d, d- диаметры шкивов F, F, F, F в кинематической передаче соответственно на электродвигателе, приводном вале
м
n - частота вращения электродвигателя.
Частота вращения пазового кулачка, сообщающего возвратно-поступательное движение рейке:
Тангенс угла подъема витков:
Угол скрещивания витков:
Угол сдвига между витками различных пар слоев намотки, при котором получается сомкнутая структура, может быть определен по формуле:
где: Z=0 или Z=1 - кратность замыкания намотки;
р - 1; 2; 3 - степень замыкания намотки;
m=1; 2; 3 - номер пары слоев намотки, при котором витки
ой
ой
(m+p) пары слоев пойдут по виткам m пары слоев.
где: d - диаметр наматываемой нити;
D - диаметр намотки пористой перегородки;
β - угол скрещивания витков.
При малых значениях  можно принять
Тогда
Но
где:  - общее передаточное отношение от веретена к пазовому кулачку, сообщающему возвратно-поступательное перемещение рейке.
При сомкнутой намотке
1
o
Здесь n - целая часть числа [ki].
В нашем случае (рисунок.1) k=1,а
i≈1 - передаточное число;
o
1
Тогда ki=53,33 и n=53.
Положим Z=1; p=3; d=0.5; D=110 мм, a
Конструкция мотального механизма используется для формирования пористых перегородок трубчатых текстильных фильтров увеличенных габаритов. Могут быть сформированы две сомкнутые намотки (опережающая и отстающая).
Расчеты подтверждают возможность раскладки нити на паковке в длину до двух метров на данном мотальном механизме, что в других известных мотальных механизмах невозможно.
Источники информации:
1. Патент РФ на изобретение №2113562 (Казаковцев Ю.И., Матюшев И.И., Рабкин Р.Л.), 21.11.1995 г., «Привод механизма перемещения планки нитераскладочного устройства».
2. Патент РФ на изобретение №2060922 (Иванов Г.М., Бочаров В.М., Гребенщикова Н.А., Поздеев Д.А., Шабалина И.В.), 15.07.1993 г., «Устройство для крестовой намотки нити на паковку».