3. Расчет на дефомацию съемного барабана

3.1 Деформация обечайки.

В условиях прядильного производства невозможно увеличить жесткость барабана за счет рациональной конструкции обечаек, применением материалов с большим модулем упругости и т.д.

Одним из путей снижение деформации, а следовательно и стабильному технических разводок между барабанами является применение для съемного барабана, где усилие обтяжки по ширине машины производится по закону изменение деформации обечайки.

Исходя из технологических разводок в узле «главный барабан – съемный барабан» рассчитать и произвести обтяжку съемного барабана, принимая во внимание, что деформация обечайки по ее ширине постоянна и равна [у] = - 8 мкм и [у] = - 5 мкм.

Материал обечайки – чугун,

ширина обушка гарнитуры b = 1 мм,

радиус барабана R = 0,446 м,

расстояние между крестовинами L = 2 м,

обтяжка р = 50, 60, 70, 80 Н,

Е_чуг = 1,2*10^’’ Па,

h = 11, 13, 15, 17 мм,

δ = 0,125 мм,

С_цмпn = 300 Н

Показать, что скоростной режим съемного барабана практически не влияет на деформацию его поверхности. Исходя из схемы найдем n_сб и ω_сб:

n_дв = 1300 об/мин; (1.1)

n_сб = n_дв * об/мин.

ω_сб = ; (1.2)

ω_сб = = 1,26 с ^-1.

Определим Сj – распределенная нагрузка по поверхности барабана от центробежных сил инерции, возникающих от его массы при вращении барабана

Cj = ρ*h*ω_сб²*R; (1.3)

ρ_чуг. = 7200 кг/м³ , примем h = 15 мм

Cj = 7200*15*10^-3*1,26²*446*10^-3 = 76,47 .

Определим Cq – распределенная по поверхности барабана нагрузка, возникающая от сил инерции от массы навитой на барабан гарнитуры при его вращении

Cq = _сб ² ; (1.4)

Cq = ² = 4 .

Определим q – распределенная нагрузка, возникающая при давлении гарнитуры на барабан:

q = ; (1.5)

q₁ = = 112107 ;

q₂ = = 134529 ;

q₃ = = 156950 ;

q₄ = = 179372 .

Выполним условие Cj + Cq << q

76,47+4 << 112107

Вывод: В связи с тем, что общие нагрузки от центробежных сил инерции от массы обечайки и массы гарнитуры, зависящих от угловой скорости съёмного барабана в 10⁴ раз меньше, чем нагрузки от навитой на барабан гарнитуры, можно сделать вывод, что скоростной режим съемного барабана практически не оказывает влияние на деформацию его обечайки.

Т.к. Cj + Cq << q , то частное решение уравнения, определяющего деформацию в любой точке поверхности барабана

y = y^* ; (1.6)

будет выглядеть:

y^* = = - ; (1.7)

q = ; (1.8)

следовательно,

следовательно,

y = - . (1.9)

p = . (2.0)

Определим коэффициенты гибкости:

β = ; (2.1)

β₁ = = 18, ;

β₂ = = 17, ;

β₃ = = 16, ;

β₄ = = 15,

Определим цилиндрическую жесткость:

D = ; (2.2)

D₁ = = 14197 Н*м;

D₂ = = 23435 Н*м;

D₃ = = 36000 Н*м;

D₄ = = 52405 Н*м.

Для [у] = -5 мкм:

Р₁ = = ,

где,

= 1 - ;

Р₂ = = ;

Р₃ = = ;

Р₄ = = .

Для [y] = -8 мкм:

Р₁ = ;

Р₂ = ;

Р₃ = ;

Р₄ = .

Результаты расчетов приведены в таблице 1.1

Из полученного результата следует, что максимальное усилие при деформации обтяжки приходится на зону жесткость крепление обечайки ,где усилие обтяжки стремится к бесконечности. Усилие обтяжки изменяется по закону изменение деформации съемного барабана.Принимая деформацию обтяжки на пред применение может максимально стабилизировать технические разводки между рабочими органами.

График 1.1

График 1.2

РАСЧЕТ ДЕФОРМАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ СЬЕМНОГО БАРАБАНА.

Поверхность барабана деформируется под воздействием внешних силовых факторов в нашей ситуации съемный барабан представлен тихоходной конструкцией и следовательно основным силовым фактором является усилие обтяжки, проведем анализ влияние конструктивных параметров (толщины стенки) наладочного параметра (усилие обтяжки) и технических параметров (материала обтяжки) на радиальной деформации.

Проведем расчет деформации барабана для следующих параметров.

1. y = f (h);

h = 9; 11; 13; 15 мм;

Р = 60 Н;

Eст = 2,1 * 10^'' Па

Для расчета используется формула деформации съемного барабан по ширине машины.

y = (1.1)

Определение коэффициента гибкости:

β = (1.2)

β₁ = = 19,8 ; (1.3)

β₂ = 18 ;

β₃ = 17 ;

β₄ = 16

Определим цилиндрическую жесткость:

D = (1.4)

D₁ = = 13608 Н*м;

D₂ = = 24845 Н*м;

D₃ = = 41010 Н*м;

D₄ = = 63000 Н*м

Решеним уравние, определяющее деформацию в любой точке поверхности барабана:

1. A = = - = - 1,6*10^-5 Н;

2. A = = - = - 1,2*10^-5 Н;

3. A = = - = - 9,8*10^-6 Н;

4. A = = - = - 8,1*10^-6 Н;

5. В = .

Таблица 1.3

X	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
Y1	0	-0,000015	-0,000017	-0,000016	-0,000017	-0,000015	0
Y2	0	-0,000011	-0,000012	-0,000012	-0,000012	-0,000012	0
Y3	0	-0,0000082	-0,00001	-0,0000098	-0,0000098	-0,0000098	0
Y4	0	-0,0000065	-0,0000085	-0,0000082	-0,0000081	-0,0000081	0

Вывод: Чем больше h, тем меньше деформация .

График 1.3

2. y = f (p);

P = 40; 60; 80; 100 Н;

H = 11 мм;

Ест = 2,1*10¹¹ Па

β = 18 ;

D = 24845 Н*м

y = (2.1)

Решеним уравние, определяющее деформацию в любой точке поверхности барабана:

1. А = = - = - 8,6*10^-6 Н;

2. A = = - = - 13*10^-6 Н;

3. A = = - = - 17,4*10^-6 Н;

4. A = = - = - 21,7*10^-6 Н.

Таблица 1.4

X	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
Y1	0	-0,0000075	-0,0000089	-0,0000086	-0,0000089	-0,0000075	0
Y2	0	-0,000011	-0,000013	-0,000013	-0,000013	-0,000011	0
Y3	0	-0,000015	-0,000018	-0,000017	-0,000018	-0,000015	0
Y4	0	-0,000019	-0,0000225	-0,0000217	-0,0000223	-0,000019	0

График 1.4

Вывод: Чем больше Р, тем больше деформация, следовательно, рекомендуемые значение Р = 40 Н и h = 15 мм.

3. y = f Е;

Eст = 2,1*10¹¹ Па;

E_r = 1,2*10¹¹ Па;

P = 40 H;

h = 15 мм;

y = ; (3.1)

βст = βчуг. = 16 ;

Dст = 63000 Н*м;

Dчуг. = = 36000 Н*м

Аст = = - = 5,4*10^-6 Н;

Ачуг. = = - = - 9,5*10^-5 Н.

Таблица 1.5

	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
Yст	0	-0,00000433	-0,000005638	-0,000005442	-0,005616	-0,00000432	0
Yчуг	0	-0,00007619	-0,00009918	-9,57E-09	-9,918E-05	-0,000076	0

График 1.5

Вывод: При использовании стали деф-я меньше, чем при использовании чугуна.

Рекомендуемые параметры, исходя из вышесказанного:

материал обечайки – сталь;

условия обтяжки – Р = 40 Н;

толщина стенки h = 15мм.

Литература

1. А.И. Макаров и др. Расчет и конструирование машин прядельного производства.: Машиностроение, 1981.-464с.

2. А.И. Макаров и др. Основы проектирования текстильных машин.- М.: Машиностроение, 1975.-320с.

3. Буданов К.Д. и др. Основы теории, конструкция и расчет текстильных машин.-М.: Машиностроение, 1975.-320с.

4. Я.И. Коритысский. Динамика упругих систем текстильных машин. _ М.: Легкая индустрия, 1982.-272с.

5. Машиностроение. Энциклопедия в сорока томах. Под редакцией И.А.Мартынова.- М.: Машиностроение, 19997.-608с.