Цитович И.Г. Теоретические основы стабилизации процесса вязания

Подождите немного. Документ загружается.

h/rcoSip+ [l-cos(j3i —v)]

tg 7

Ijr +

sin (j3i

-^p) +

/г/г

sin(^

При этом значение угла v'max определяется из равенства

(/г/г + cosj3i)cos<^n,ax +sm/3,sinv5max =1-

(4.41)

(4.42)

Полученные уравнения (4.37), (4.38), (4.39), (4.40), (4.41), (4.42)

позволяют оценить изменения формы и амплитуды импульса натяжения

при набегании нити на цилиндр в пределах изменения угла <р(0, iPmax) в

зависимости от соотношений /г/г и l/r при заданном коэффициенте тре-

ния р на участке фрикционного контакта.

Решение полученных уравнений проводилось на ЭВМ для А/г и измене-

ния высоты неровности в пределах (0,05-0,95). Полученные результаты

(рис. 4.15) обнаруживают существенную зависимость натяжения от

высоты неровности. Граница значений изменения натяжения показана

пунктирной кривой и определяет зависимость угла от высоты неров-

ности (Л/г). Прирост натяжения нити для принятой модели при

когда неровности набегают на цилиндр, а ведомая ветвь нити касается

его, не устраняется.

В реальных процессах

из-за

действия на нить напряжений смятия высота

неровности уменьшается. Можно предположить, что механизм смятия

при этом заключается в том, что высота неровности уменьшается, а точка

закрепления ветви нити перемещается от точки b к точке а (см. ркс.

4.14).

Форма изменения импульса натяжения в данном случае будет характе-

ризоваться переходом значений натяжения с верхних кривых на нижние

и будет зависеть от сопротивления неровности смятию, т.е. от жесткости

утолщения, непропряда, шишки, узла и т.п.

Наиболее неблагоприятшл для переработки нитки с жесткими включе-

ниями в их структуру (в частности наибольшее количество обрывов

нити в зоне вязания наблюдается по причине "узлов"). Чрезмерное увели-

чение крутки нити также увелитавает жесткость микронеровностей.

При переработке пряжи, особенно на машинах высоких классов (когда

отношение /г/г увеличивается), натяжение нити растет, что сопровожда-

ется повышенной обрывностью.

Если неровности по длине нити расположены достаточно близко друг

к другу (на длине, соизмеримой с длиной контактной поверхности),то

возникающие импульсы натяжения, нити могут перекрывать друг друга

(рис. 4.16), в результате чего возникает пульсация натяжения нити с по-

стоянной составляющей ДГ.

Существенная зависимость прироста натяжения от неровностей, кото-

рые всегда встречаются в пряже низкого качества (утолщения, шишки,

посторонние включения, неравномерность крутки, изменение плотности

г-

4.15. Прирост натяжения нити при взаи-

модействии неровности нип! с огибае-

мой поверхностью

4.16. Механизм пульсации натяжения

нити из-за структурной неодаородноо

ти нити по

ее

толщине

Ю 2В 30 W Я № П

нити, узлы), накладывает ограничения на применение такого сырья для

переработки на трикотажных машинах.

Из-за того, чго с увеличением класса машины радиусы петлеобразую-

щих органов уменьшаются, требования к качеству нити по стабильности

ее размеров и однородности структуры должны возрастать. Поэтому

для переработки пряжи, как правило, применяют машины 16-18 кл.,

для синтетических нитей - 32 кл. Такшм образом, классу вязальных ма-

шин должна соответствовать определенная вязалы1ая способвосп нити

(имеется в виду зависимость натяжения нити при огибании петлео^азую-

щих органов малых радиусов от затрат энергии на гистерезисные потерт

и смятие структурных неровностей нити).

5. МЕТОДЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ

И КОКТЮПЯ ПРОЦЕССА ВЯЗАНИЯ

5.1. Способы и устр<^с1ва для активной подачи ниш

Основными параметрами поступающей в зону петлеобразования нити

являются скорость и натяжение нити, поэтому термин "активная пода-

ча нити" должен характеризовать способ воздействия т юпгь.в результа-

те которого изменяются скорость или натяжение нити.

Признаки механизмов могут бьпь огнесеиы к различным параметрам самих

механизмов (конструктивная классификация) либо к назначению (классификация

по назначению механизмов); признаки могут иметь временные выражжия (непре-

рывного, периодического дейетвия), характеризовать степеньавтоматизшни.

Однако пртнципиально важней является функциональная класофикация мехаг

низмов, которая отражает свойства механизмов и задачи, которые они решают при

взаимодействии с движущейся нитью.

Уравнение для длины нити в петле

(5.1)

где р - скорость нити; а - коэффициент растяжимости fame, Т - натяжение нити;

т - время, определяет те признаки, которые могут быть положены в основу функ-

ционалыюй классификации устройств активной подачи нити (схема 5.1).

Стабилизаторы скорости обеспечивают для относительно нерастяжимых нитей

контроль и поддерясание постоянной длины нити в петле, поэтому их можно на>

ватъ устройствами для дозированной подачи нити, имея в виду контроль массы

подаваемой нити на определенную длину пути игольного цилиндра.

Примеры технических решений регулирования скорости подачи нити по натяже-

нию можно найти в работе [l03j, а реализацию подачи нити по заданной програм-

ме (или по времени) - в работе [104].

Известны следующие основные способы стабилизации скорости нити: силами

трения при огибании нитью вращающегося цилиндра, поверхность которого покры-

вают высокофрикционным материалом, например резиной (рис. 5.1, а). Благода-

ря силам трения при вращении цилиндра нить подается к петлеобразующим органам

с заданной скоростью. Необходимое тяговое усилие на нить может быть создано

также при огибании шгшо полированной

стальной

поверхности нитеподающего ци-

линдра. В этом случае число витков нити вокруг цилиндра увеличивают (как прави-

ло, более 8-10 витков);

5.1. Классификация устройств активной подачи нити

Устройства активной подачи нити

Стабилизаторы

скорости (%)

Нитенакопители

(стабилизаторы

натяжения Т)

Регулятор

скорости^'/

С зажимом нити

С огибанием нитью

цилинщ»

С контактным

вращением

паковки

По отклонению

натяжения

С управлением

по проп>амме

Регуляторы

натяжения (Т)

Устройства

комбишфованного

типа (Г, V)

По отклонению

скорости

По отклон»ию

натяжения

Со стабилизацией

натяжения

и скорости

С регулированием

натяжения и

стабилизацией

скорости

5.1. Основные способы стабилизации скорости нити

защемлением между двумя нитеподающими органами: между двумя цилиндра-

ми (рис. S.1, б) или между цилиндром и приводной лентой (рис. 5.1, в). Можно

также применить управляемые зажимы для нити, расположенные вокруг нитеподаю-

щего цилиндра 1105 J;

вращением паковки (рис. 5.1, г).

На кругловязальных многосистемных машинах, вырабатьгаающих

полотна гладкими и комбинированными переплетениями, наиболее широ-

кое применение нашел способ подачи нити защемлением ее между привод-

ной лентой и свободно вращающимся цилиндром.

Усовершенствование кругловязальных машин в направлении увели-

чения числа петлеобразующих систем (до 4 систем на Г' диаметра цилинд-

ра) вызвало необходимость применения приставных шпулярников, что

значительно упростило обслуживание машин. Однако это привело к

увеличению натяжения нити из-за появления дополнительных нитенаправ-

ляющих элементов, а также наличия больших участков провисающей

нити. Переработка высокоэластичных и текстурированных нитей также

требовала достаточного уровня их натяжения перед нитеподающим уст-

ройством, поэтому были разработаны нитеподающие устройства с накоп-

лением нити на нитеподающем барабане путем образования на нем вит-

ков нити: устройство модели ИПФ фирмы "ИРО" (Швеция); МПФ фирмы

"Мемингер" (ФРГ) и др. Наличие запаса нити на барабане предотвращает

образование дефектов из-за срыва по^ютна во время выбега машины при

ее останове, что повьшиет сортность полотна и позволяет уменьшить вы-

соту машины, так как при обычных условиях запас нити создают образо-

ванием петли из нити при заправке ее в верхние датчики вязальной маши-

ны.

Применяемые на вязальных машинах регуляторы натяжения нити

работают по отклонению натяжения или скорости нити. Один из наиболее

широко распространенных способов уменьшения уровня и отклонений

натяжения нити заключается в том, что нить заправляют вокруг враща-

ющегося цилиндра. При условии, что линейная скорость циливдра вьпие

продольной скорости нити, при определенных углах охвата нитью цилинд-

ра (а), фрикционных свойствах нити и поверхности цилиндра (д) дости-

гаются значительная стабилизация и уменьшетие уровня натяжения. При

условии, что при огибании нитью цилиндра возникает Амонтоново тре-

ние, натяжение нити на выходе из устройства и его отклонения будут

уменьшаться в раз (е - основание натуральных логарифмов).

5.2. Основные типы

натяжения нити

регуляторов

Такой регулятор натяжения нити [106] содержит цилиндр 7 (рис.

5.2, а), жестко соединенный с валом 8. Вал 8 свободно установлен во

втулке б, которая своим фланцем 4 крепится к кронштейну 2. Послед-

ний посредством винта 3 крепится к станине 1 вязальной машины. Внут-

ри цилиндра 7 размещена обмотка статора 5, соединенная проводами 9

с электрической цепью машины. Цилиндр 7, таким образом, является

ротором электродвигателя и приводится во вращение. Нить заправляют

в устройство, образуя несколько витков нити вокруг цилиндра. С увели-

чением натяжения нити нормальное давление на поверхность цилиндра

возрастает. Это

приводит

к увеличению

силы трения,

действующей на нить,

и компенсации прироста ее натяжения.

Диапазон регулирования натяжения для этого устройства ограничен

максимальным углом охвата нитью цилиндра в пределах 1,5—2 вит-

ков, при дальнейшем увеличении числа витков нить захватьшается вра-

щающимся цилиндром, что особенно характерно для синтетических

текстурированных нитей. Диапазон регулирования натяжения увеличи-

вается при заправке нитью цилиндра (или конуса) и неподвижного кон-

сольного нитенаправителя, расположенного вдоль него. Устройство в виде

конуса 1 (рис. 5.2, б) и нитенаправителя'2 применялось на кругловязаль-

ных машинах фирмы "Стиббе" (Англия). Витки нити разделяли путем

заправки нити в выемки 3 на поверхности нитенаправителя 2.

Автоматическое разделение витков шти получают в том случае, если

вращающийся цилиндр 1 (рис. 5.2, в) расположен под некоторым углом

к оси неподвижного цилиндрического стержня 2 [107]. Это упрощает

заправку нити: при останове устройства витки наматываются друг на

друга, при включении его они автоматически разделяются. Анализ ра-

боты такого устройства, проведенный во ВНИИТП, показал, что при

использовании шерстяной и хлопчатобумажной пряжи число витков

нити не должно превышать 4.

Автоматический регулятор натяжения по скорости нити широко приме-

няется на интерлочных вязальных машинах фирмы "Ково" (ЧССР) [108]:

нить заправляют в систему подвижных нитенаправителей 1 и 4 между

зубчатыми конусами 2 и i, входящими в зацепление между собой (рис.

5.2, г). При увеличении натяжения нити Го на выходе из устройства

нитенаправитель 1 отклоняется, в результате чего нить смещается вдоль

образующих конусов в сторону большего диаметра. Скорость подачи

нити при этом увеличивается, а натяжение уменьшается. Анализ работы

этих устройств показал, что они обеспечивают получение постоянного

уровня входного натяжения в оптимальных пределах (3 — 5 сН), что

уменьшает отклонение длины нити в петле с 26% при пасетвной ните-

подаче до 11% [9]. Однако это не устраняет дефекта "межсистемной

полосатости" полотна из-за значительного влияния на длину нити в петле

глубины купирования, особенно при вязании гладких полотен.

В качестве устройства для стабилизации н^тяжёшя нити получают

широкое распространение нитенакопители СФС фирмы "ИРО" (Шве-

ция).

В соответствии с разработанной классификацией устройств актив-

ной подачи

нити

ниже рассмотрены их конструктивные решения

для

основ-

ных типов поперечновязальных машин, разработанные при участии авто-

ра.

Устройство дозированной подачи нити для круглотрикотажных машин КТ-ЗП.

Устройство [109] состоит из цилиндра 16 (рис. 5.3) и неподвижно установленного

вдоль его оси под некоторым малым углом к ней нитераскладчика 24. Устройство

содержит также бесконечный приводной ремень 15, огибаюищй цилиндр 16. Ре-

мень 15 кинематически связан с приводом игольного цилиндра и получает движе-

ние, например, от центрального приводного шкива. Устройство снабжено нитенапра-

вителями (глазками) 9, 10, 18 и 22, датчиками 6 и 23, которые посредством кон-

тактов 5 соединены с контактной шиной 4, подключенной в электрическую цепь

машины. Устройство имеет нитенатяжитель 11 тарельчатого типа и сигнальную

лампу 20. Устройство смонтировано на корпусе 2, который болтами 1 крепится

к станине машины 3. Наружная поверхность цилиндра 16 образована штифтами

17, которые неподвижно соединены с фланцами 14 и 19 (например, посредством

клеевого соединения). Фланец 14 выполнен в виде корпуса подшипника (на черте-

же не показан). Подшипник установлен на оси, которая посредством винта 29 кре-

пется к корпусу 2 устройства. Винт 29 также несет поворотный рычаг 27 с секто-

ром 28, наружная поверхность которого coooia поверхности нитеподающего цилинд-

ра 16. Поворот рычага 27 ограничен упором 12, который запрессован в отверстие

корпуса 2. Цилиндр 16 оснащен радиально расположенными на его поверхности

штифтами 13, в которые входят отверстия перфорированного ремня 15, что обес-

печивает передачу необходимого крутящего момента цилиндру безлроскальзывания

ремня относительно его поверхности. Нитенаправитель 9 установлен на подпружинен-

2 3 6 30 7 9

S.3. Устройство дозированной подачи нити для кругловяэальиой машины КТ-ЗП

ном рычаге 7, поворот которого ограничен упором 30.i Нитераскладшк 24 имеет

основание 2S с отверстием, в которое свободно устаиовляш ось 26. Поср^ством

винтов 8 нитераскладчик закрепляют в )^еобходимом положении, при котором

он образует некоторый малый угол (0,5 - 5 ) с осыо цилиндра 16.

При заправке нита рычаг 27 поворачивают до упора На рисунке это положение

показано штриховой линией- При этом ремеиь 15 отводят от поверхносш цилнщфа

в положение IS* . Нить заправляют через нитенихравитель 10, нитенатяжитель 11,

ннтенаправитель 9 и наматывают на цилинщ) 16 и раскладчик 24, вращая цилиндр,

затем направляют нип через нитенаправители 18 к 22 н далее в зону вязания. Под-

ци

госн J —

5.4. Осциллограммы натяжения нити на

входе и выходе ее из нитеподающего

устройства

пружиненный щуп 2V устанавливают так, чтобы при натянутой нити он переходил

из положения 21 в положение 21' . Упор 30 устанавливают так, чтобы нитенаправи-

тель 9 занял положение для подачи нити 1-го витка в область взаимодействия рем-

ня 75 с цилиндром 16.

Взаимодействие ремня с нигыо 1-го витка, а также фрикционное взаимодействие

нити с поверхностью нитеподающего цилиндра обеспечивает подачу нити с заданной

скоростыо в зону вязания. Как видно из конструкции, нитеподающее устройство

совмещает в себе 2 способа подачи нити: защемлением между цилиндром и при-

водной лентой и фрикционным взаимодействием нити и поверхности нитеподающего

цилиндра. Одновременно механизм обеспечивает создание запаса (накопления)

нити на инерционный выбег машины при ее останове, что устраняет срывы полот-

на и наработку брака.

По результатам производственных испытаний установлено следующее: примене-

ние дозированной подачи нити позволяет контролировать длину

нигти

в петле с отно-

сительной точностью 2-3% (по сравнению с 10 - 20% в условиях пассивной пода-

чи нити); входное натяжение нити составляет 3 - 5 сН и не зависит от натяжения

нити при ее сматывании с паковки, при этом устраняются обрывы нити в зоне вяза-

ния и уменьшается в 3 - 5 раз полом игл (с 0,71 до 0,18 шт./кг); КВП вязальных

машин составляет 0,77 - 0,89 против 0,5 - 0,74 для условий пассивной подачи

нити; количество несортного полотна (вырезка) сокращается с 3,8 - 8 до 1,5 - 2%.

Стабилизация скорости нити помимо повышения точности получения длины нити

в петле должна обеспечивать оптимальный и постоянный уровень входного натяже-

ния нити независимо от характеристик натяжения нити при сматывании ее с паков-

ки. С целью проверки соответствия разработанного устройства подачи нити указан-

ному требованию было исследовано натяжение нити до и после прохожденш ею

этого устройства. Во время эксперимента имитировали затяжку нити на паковке, ко-

торая увеличивала натяжение нити на входе ее в нитеподающее устройство. На ос-

циллограмме затяжка нити отражается в виде пиков натяжения Г, на входе в уст-

ройство подачи нити (рис. 5.4, в). Видно также, что натяжение Г

на

выходе из устрой-

ства в момент затяжки нити не изменилось (рис. 5.4, б). Следовательно, условия

процесса петлеобразо1вавия остаются стабильными.

11пя сравнения исследовались натяжения нити Г, и Г, при защемлении реАшем

одного витка нити без наматывания витков на цилиндр. Эта условия характерны

для ленточной системы подачи нити фирмы "ИРО" (Швеция). Было установлено, что

в этом случае затяжка нити на паковке приводит к максимальному ее натяжению

в зоне вязания (рис. 5.5). Если нить обрывалась на входе в устройство, наблюдал-

ся срыв петель с игл машины. Прохождение затяжки, как правило, вызывает обрыв

нити в зоне вязания.

Следует отметить, что на машинах, оснащенных ленточной системой подачи

нити, срыв полотна при затяжке нита на паковке предотвращают с помоццло верх-

них датчиков, настроенных на ограниченное натяжение нита и расположенных зна-

Т,

гвсн -

т,

2ВсН-

о^огс

5.5. Осциллограммы натяжения нити на входе {а) и выходе (б) нити из нитеподаю-

щего устройства при защемлении ее ремнем

чителыю выше нитеподающего устройства. Длина нити на участке от датчика до ни-

теподающего устройства выбирается такой, чтобы срыва полотна не происходило.

Однако Это увеличивает габаритные размеры машины и затрудняет ее обслужива-

ние.

Устройство дозированной подачи нити для интерлочных вязальных машин. При

вязании комбинированных переплетений необходимо обеспечить подачу нити в пет-

леобразующие системы с различной скоростью вязальной машины. В зависимосш

от раппорта комбинированных переплетений необходимо иметь 2-4 уровня скорос-

ти подачи нити. В зарубежной практике такая задача обычно решается созданием

дифферешщального привода нитеподающих устройств: нитеподающие устройства

получают различные скорости от приводных ремней, расположенных по высоте

машины на разных уровнях. Конструктивно такое решение приводит к значительно-

му увеличению шпулярника, удорожает конструкцию и усложняет обслуживание

машины. Ниже рйссмотрена конструкция устройства, которая обеспечивает по-

дачу нити с различными скоростями от одного привода.

Устройство [по] содержит цилиндр 16 (рис. 5.6), неподвижно закрепленный

на приводном валу 5, свободно установленном в подшипнике (на рисунке не пока-

зан) корпуса 9. Вал 5 соединен с приводным шкивом 4, который огибает ремень 2,

шкив 4 имеет выступы 6,

ремень

пер<^рацию 3. Ремень 2 взаимодействует с цент^

ральным шкивом (на рисунке не показан), соединенным с приводом игольного

цилиндра машины. Вдоль цилиндра 16 установлен параллельно его оси раскладчик

нити имеющий ограничительный выступ 12. Раскладчик посредством винта 10

закреплен в кронштейне И, который можно перемещать относительно паза 8, выпол-

ненного в корпусе 9. Винт 7 обеспечивает неподвижное закрепление кронштейна 11.

К корпусу устройства прикреплены нитенаправи^и 1 к 19, шпенатяжитель 20.

К кронштейну 11 прикреплен нитенаправитель 13. Нить заправляют согласно рис.

5.6, образуя на поверхности 18 цилиндра 16 и раскладчика 10 - 15 витков ни-

ти

15.

Цилиндр 4 состоит из фланцев 5 я 6 (рис. 5.7), Смонтированных на общей втул-

ке 3. Поверхность цнлищфа образована штифтами 1, установленными в отверстия

2 к 8 фланцев. От осевого смещения штифты удерживаются крышкой 9, которая

крепится винтами 7 к фланцу 6. Отверстия 2 я 8 расположены во фланцах J и tf по

концентрическим окружностям в шахматном порядке. Для изменения скоросш

подачи нити штифты 1 перестанавливают, образуя различные диаметры цилиндра.

Однако при уменыиении диаметра цилиндра возрастают углы охвата витками шли

раскладчика (см. рис. 5.6, а, > а,) и соответственно) уменьшаются углы охвата

нитью цилиндра. Поэтому оптимальными следует считай, условия, когда при из-

Нить

S.6. Устройство дозированной подачи нити

5.7. Конструкция нитеподаку-

щего цилиндра

менешш диаметра шшиндра (на рис. 5.6 показано штриховой линией) одновременно

перестанавливают раскла1:ршк из положения в положение i'^. Для этого сме-

щают кронштейн 11 относительно паза 8 корпуса 9 (см. рис. 5.6).

Основные конструктивные признаки устройства и способ пода<о{ нити, эаклк>-

чающийся в том, что витки нити располагают на нитеподающем цилиндре и уста-

новленном параллелыю ему раскладчике нити, щ>ячем витки смещаются вдоль

нитепод8ЮШ1его цилиндра при взаимодействии их с о]фаничител1ным упором, бы-

ли заложены и получили свое развитие в конструкции нитеподаюи])его устройства

для интерлочных кругловязальных машин ДЛ-4М. Известное техническое решение

отличается от рассмотренного конструкцией нитеподающего цилиндра, поверхность

которого образована упругой стальной лентой, переставляемой в пазы, расположен-

ные по концентрическим окружностям фланцев цилиндра [111].

Регуляторы натяжения нити.Регулятор натяжения нити (рис. S.8) содержит

приводной цилиндр 2 и неподвижно установленный вдоль него раскладчик нити 1.

/Шейная скорость цилиндра превышает скорость

.нити

в зависимости от вида пере-

плетения в 2 - 2,5 раза.

В первом приближении положим, vro сила трения не завионт от скорости нити.

Если применить формулу Эйлера к нити, скользящей по поверхности цилиндра,

натяжение Тп п-го витка нити при сходе с поверхности шшиндра может быть пред-

ставлено в виде

Т„

= Т,/е

2МИ

(а, - т)^ или Т„/ Г, 2

(«.

п).

Из этих соотношений следует, что при коэффициенте трения нити по поверхнос-

ти цилиндра м = 0,18, а =

-J-

т , числе витков я = 3 - 4 входное натяжение нити

уменьшается в 5 - 10 раз. Соотношения справедтюы также для приращения на-

тяжения нити: = ДГо г'^ ^("i ~ ")