книги из ГПНТБ / Бельцов, В. М. Технологическое оборудование отделочных фабрик текстильной промышленности учебник

На ширину контактной полоски известное влияние оказывает толщина ткани, ибо чем ткань толще и мягче, тем шире контактная полоска. В случае применения валов меньшего диаметра и с более жесткими покрытиями можно повысить эффективность их действия, но до известного предела, так как с уменьшением диаметра валов создаются условия для увеличения их прогиба.

Прогиб валов вызывает неравномерность их прижима, что при­ водит к неровноте обработки ткани по ширине и к неравномерным изменениям ее физико-механических свойств, т. е. к ухудшению ка-

Рис. 7. Схемы контактных полосок в жалах отжимных валов

чества обработки. Для обрезиненных валов прогиб допускается не более 0,25—0,35 мм, а для наборных—0,35—0,60 мм. Способов борьбы с прогибом много. Его можно снизить как усовершенствованием кон­ струкций самих валор, так и способом их прижима. Нередко прогиб снижают, повышая жесткость вала за счет увеличения его диаметра или толщины стенок полых валов, однако это требует повышенного расхода металла, утяжеляет и усложняет конструкцию.

Наиболее простым, но не очень эффективным способом вырав­ нивания давления в жале валов является бомбировка валов, т. е. придание валам бочкообразной или ступенчатой формы.

Меньше сказывается влияние прогиба у валов с мягким и тол­ стым покрытием, которое как бы компенсирует прогиб своими упру­ гими свойствами, лучше заполняет его. Более эффективные способы снижения прогибов валов связаны с усложнением их конструкции, например повышением жесткости полых валов при помощи уста­ новки нескольких патронов внутри трубы. Сотрудниками НИЭКМИ разработана конструкция вала с уменьшенным прогибом. Вал (рис. 8) состоит из цилиндра 1 (рубашки), оси 2 со сферическими поверхностями, на которые опирается цилиндр, и упругих муфт 3, через которые осуществляется передача крутящего момента от оси к цилиндру. Поверхность рубашки делается шероховатой для лучшего сцепления с резиновым покрытием.

Расположение сферических опор выбрано с таким расчетом, чтобы прогиб средней части цилиндра и его концов был одинаковым. Благодаря этому обеспечивается более высокая равномерность дав-

ления в жале валов и неровнота прижима составляет не более 1,5% при удельном давлении до 78,5 кН/м, а величина прогиба не превы­ шает 0,08 мм. Такие валы используются в конструкциях современ­ ных трехвальных плюсовок.

Рис. 8. Отжимной вал с уменьшенным прогибом

Значительный интерес представляют валы, получившие назва­ ние «плавающих» (S-валы), отличающиеся оригинальностью кон­ струкции, которая обеспечивает высокую равномерность давления в жале валов. Устройство плавающего вала фирмы «Кюстерс» (ФРГ) показано на рис. 9. Он состоит из вращающегося наружного ци­ линдра-патрона 1, обрезиненного снаружи. Внутри патрона нахо­

к прижимному валу 3. Эта половина герметизируется уплотнительными планками 4 (осевые

запайки). Давление масла противодействует нагрузке на цилиндр и предохраняет его от изгиба, несмотря на возможный прогиб сер­ дечника. Конструкция плавающего вала довольно сложна, поэтому эти валы дороги в изготовлении, применяются редко и только в от­ ветственных процессах, например в красильных плюсовках. Можно считать, что валы, разработанные сотрудниками НИЭКМИ, эконо­ мически целесообразнее.

Тканенаправляющие ролики предназначены для направления ткани по определенному пути в зоне обработки (в плюсовке, про­

мывной ванне, сушильной камере и т. д.). Способ установки роли­ ков и их количество определяют длину заправки, что влияет на про­ должительность обработки. Ролики изготовляются из труб малого диаметра, примерно 90—130 мм; они состоят, как и валы, из рубашки, двух патронов и двух шипов. Рубашка роликов при необходимости может быть изготовлена из нержавеющей стали, или поверхность роликов покрывают эбонитом, резиной, эмалью, пластмассами, антикоррозионными стеклопластиками и другими материалами. Движение ткани вызывает вращение роликов, что увеличивает ее натяжение. Приводные ролики способствуют снижению натяжения полотен. Перекосы роликов при их установке или износ подшип­ ников могут вызвать диагональные перекосы ткани.

Надлежащий уход за валами и роликами, правильная их экс­ плуатация существенно влияют на качество отделки, так как неров­ ности на их поверхности, вмятины, попадание в эластичное покрытие металлических предметов, песка, битого стекла, образование зау­ сениц и т. п. пагубно отражаются на отделке, оставляя на ткани неотжатые места в виде пятен, надиры, проколы и другие пороки. Валы нельзя надолго оставлять в прижатом (запрессованном) состоя­ нии, так как это приводит к деформации поверхности эластичного покрытия; нельзя пропускать в жало валов узлы и толстые швы на ткани. Валы необходимо своевременно протачивать, полировать, подвергать обкатке. Валы и ролики следует хранить в затемненных помещениях, положив их шипами на стойки, обрезиненные поверх­ ности рекомендуется покрывать анилиновой желтой краской, а металлические — густо смазывать машинным маслом. Не рекомен­ дуется долго держать обрезиненные валы и ролики на морозе, так как резина теряет свою эластичность.

§ 8. СПОСОБЫ СОЗДАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ЖАЛЕ ВАЛОВ

Большое разнообразие отжимных валов по их назначению и конструкциям привело к созданию различных механизмов прижима. До недавнего времени наибольшее распространение имели самогрузные, рычажно-грузовые, пружинные и гидравлические меха­ низмы прижима. В последние годы все шире применяются пневма­ тические способы прижима, которые сравнительно просты по устрой­ ству, легко управляемы и надежны в эксплуатации. На старых красильно-отделочных фабриках можно встретить все способы при­ жима, поэтому кратко остановимся на них.

Самогрузные валы представляют наиболее простой способ при­ жима, который применяется для создания малых давлений в жале валов, обычно не превышающих 2—3 кН/м. Верхний подвижный вал с эластичным покрытием лежит на нижнем и своим весом создает удельное давление (в Н/м) в жале валов

24 ОБЩИЕ ХАР АК ТЕ РИ СТИ КИ , У З Л Ы И М ЕХ А Н И З М Ы

Двухрычажными системами можно, создавать давления примерно от 20 до 80 кН/м и более. Рычажно-грузовые механизмы прижима громоздки, металлоемки, увеличивают массу машины, не обеспечи­ вают надежной равноты прижима валов из-за разницы в весе рыча­ гов и неточно установленных грузов, требуют ' повышенной затраты времени на наладку и регулирование. В современных конструкциях отделочных ма­ шин эти способы прижима не применяются, но их можно встретить в машинах старых

конструкций.

Пружинные механизмы при­ жима создают давление в жале валов за счет сжатия пружины. На рис. 11 показан механизм подъема и опускания валов пропиточно-промывной машины ММ-200-1, который имеет пру­ жину для прижима верхнего вала к среднему. Подъем и опускание валов осуществля­ ются индивидуальным электро­ двигателем через червячный ре­ дуктор, передающий движение конической шестерне 1 и подъем­ ному винту 2. В зависимости от направления вращения двига­ теля винт поднимает, и опу­ скает верхний вал. Этим же механизмом регулируется дав­

сжатия пружины равна Fnp, а вес верхнего вала GB, то техноло­ гическое давление в верхнем жале валов Ртех составит (в Н)

Ртех 2ЕПр + GB.

рг Обычно пружинные механизмы позволяют получить дополни­ тельное давление в жале валов около 6 кН/м, а общее удельное дав­ ление с учетом веса вала — до 10 кН/м. К недостаткам пружинных механизмов следует отнести их громоздкость. Кроме того, они не всегда позволяют получить одинаковую степень прижима букс в силу некоторого расхождения в параметрах самих пружин. Неуда­ чен также способ подъема валов с помощью двигателя ввиду его

громоздкости и значительной траты времени на подъем и опускание вала. Более удобны пневматические способы прижима.

Гидравлические способы прижима служат для создания высоких давлений в жале валов-. Принципиальная схема показана на рис. 12. Установка состоит из двух прессов 1, поршневого насоса 7, аккуму­ лятора 17, трехходового крана \ резервуара для масла 9 и маслопро­ водов 5, 11, 3, 14. Поршневой насос приводится в движение от инди­ видуального электродвигателя. При движении поршня вверх в ци­ линдре насоса 7 и камере 8 создается разрежение, шарик 10 отска­ кивает вверх и масло всасывается в разреженное пространство. При

Рис. 12. Схема гидравлической установки для прижима валов

движении поршня вниз шарик 10 закрывает нижнее отверстие, а шарик 6 открывает верхнее отверстие и масло под давлением поршня насоса по маслопроводу И подается в аккумулятор 17; последний предназначен для создания эластичной работы прессов и автомати­ ческого поддержание необходимого давления масла в гидравлической системе. Масло давит снизу на поршень 13 аккумулятора 17 и под­ нимает его вверх вместе со всей подвижной системой — коромыс­ лом 16, грузовой плитой 15 и грузами 12 — на максимальную вы­ соту. При этом винт 18 воздействует на кнопку «стоп» и двигатель насоса останавливается. В случае падения давления масла подвиж­ ная система аккумулятора опускается вниз и винт 18 нажимает на кнопку «пуск», обеспечивая включение двигателя насоса и таким образом автоматическое управление его работой. С помощью акку­ мулятора и его грузов давлениемасла в системе стабилизируется и по маслопроводам 11, 5 и 3 передается в цилиндры прессов, воздей­ ствуя на поршни 2, па которых установлены буксы отжимных ва­ лов. Передвигаясь в своих направляющих вверх или вниз, буксы создают необходимое давление в жале валов. Давление регулируется установкой необходимого количества грузов на подвижной системе аккумулятора. Гидравлическое давление в системе доходит до

26 О БЩИЕ ХАР АК ТЕ РИ СТИ КИ , У З Л Ы И М Е Х А Н И З М Ы

10 МН/м2, создавая силу прижима валов до 400 кН и более. Гидрав­ лическая система управляется трехходовым краном 4, который в по­ ложениях I, II и III соответственно обеспечивает работу установки, кратковременный или длительный развод валов. В положении III крана 4 избыток масла по маслопроводу 14 стекает в резервуар 9 и давление масла в системе снимается. Контроль давления осуще­ ствляется манометром. Кратковременный развод валов обеспечивает

прохождение шва ткани. При отсутствии развода шов резко раздвигает валы, что вызывает увеличение гидравлического давления в системе и может при­ вести к порче вала.

В современных машинах можно встретить элект­ ромагнитные переключатели, которые управляют работой электромагнитного клапана, заменяющего трехходовые краны. Для лучшего понимания дей­ ствия гидравлического прижима валов рассмотрим

в нижнем и верхнем жалах валов; Gu и GB— вес

Давление масла в системе создается весом подвижной системы аккумулятора. Если не учитывать трения манжет о стенки цилиндров,

Тогда общее давление прессов на вал с правой и левой стороны

Рассчитаем технологические давления в жалах валов:

Рассмотренная конструкция прижима позволяет получить оди­

Следовательно, ■для получения одинаковых давлений в нижнем и верхнем жалах нужно установить валы одинакового веса и поста­ вить пружины, действие которых отвечает последнему уравнению.

Можно рассчитать вес подвижной системы аккумулятора с гру­ зами, которые следует установить для создания необходимого тех­ нологического давления

Соответственно можно рассчитать величины интенсивностей рас­ пределения давлений, создаваемых в жалах валов

в современном красильно-отделочном оборудовании. Применение сжатого воздуха имеет следующие достоинства. Сжатый воздух достаточно упруг и обеспечивает быструю передачу энергии давления к рабочим местам, не требует сложных конструктивных устройств, вязкость его сохраняется постоянной даже при значительных ко­ лебаниях температуры; величина силы пневматического прижима остается постоянной в течение всего периода технологического про­ цесса; утечки воздуха незначительны; нет необходимости в возврате

отработанного воздуха, для отвода каторого не требуется установки специальных воздухопроводов. По отношению к производственным материалам воздух инертен, рабочее место и продукцию не загряз­ няет. Давление воздуха легко контролируется манометрами. К недо­ статкам сжатого воздуха как источника энергии относятся: отсут­ ствие возможности использования высоких давлений (обычно не более 300—800 кН/ма), что препятствует созданию малогабаритных конст­ рукций; возможны резкие изменения скорости движения пневмо­ механизмов; при расширении воздуха снижается его температура

Рис. 14. Поршневые механизмы прижима валов: а — двустороннего действия; б — одностороннего действия

и выделяется влага, что приводит к коррозии оборудования, а при сжатии воздуха его температура повышается и происходит пере­ грев деталей.

При массовом применении пневмоустройств они становятся важ­ ным участком энергетического хозяйства, от четкой работы которого нередко зависит успех работы всего предприятия. Несмотря на неко­ торые недостатки, пневматическим способам прижима валов все же отдается предпочтение, а в тех случаях, когда требуется передача больших усилий, применяют установку пневмомеханизмов, оснащен­ ных промежуточными звеньями, главным образом механическими или гидравлическими, что увеличивает усилия, передаваемые на рабочие органы.

Конструкции пневматических исполнительных механизмов можно разделить на два типа — поршневые и мебранные (диафрагменные). Последние, в свою очередь, делятся на механизмы с тарельчатой мембраной и с мембраной большого хода. Эти исполнительные меха­ низмы преобразуют энергию сжатого воздуха в механическую энер­ гию. Поршневые механизмы выполняются одно- и двустороннего действия. Механизмы двустороннего действия применяются в тех случаях, когда при прямом и возвратном движении поршня и штока

ных механизмов, состоящих из цилиндра /, поршня 2, штока 5. Рабочие камеры цилиндров соединены с воздухопроводами, через

которые подается сжатый воздух, пропускаемый через золотнико­ вые распределительные краны 4. У поршневых механизмов двусто­ роннего действия (рис. 14, а) обе полости цилиндра являются рабо­ чими, т. е. рабочие камеры расположены по обе стороны поршня и сжатый воздух попеременно направляется в них при одновременном отводе отработанного воздуха. У механизмов одностороннего дей­ ствия (рис. 14, б) имеется одна рабочая камера, а нерабочая полость цилиндра сообщается с атмосферой во избежание возникновения в ней вредного давления или вакуума при движении поршня. Воз­ вращение поршня в исходное положение осуществляется возвратной пружиной 6. Обычно, поршни изготовляются из чугуна с проточками для манжет 3 или чугунных уплотнительных колец. Для уплотнения штока можно применять уплотнительную набивку 7, затягиваемую

где р — давление сжатого воздуха в Н/м2; Sn — полезная площадь поршня в м2, Fnp — сила действия возвратной пружины в Н.

Усилие на штоке с учетом сил трения можно определить по фор­

передаваемому сжатым воздухом на шток, можно рассчитывать уси­ лие, передаваемое на вал, исходя из конкретной схемы промежуточ­ ного звена, а технологическое давление рассчитывается с учетом действия веса вала, т. е. Ртех = Q ± GB.

К недостаткам поршневых механизмов можно отнести некоторую неровноту прижима вала вдоль его оси из-за разнойстепени при­ жима манжет к стенкам цилиндров или неточного изготовления са­ мих цилиндров, действующих на правую и левую буксы вала. Ман­ жеты при износе начинают пропускать воздух, увеличивая его не­ производительные потери.

Мембранные или диафрагменные механизмы по сравнению с порш­ невыми имеют ряд преимуществ: отсутствует утечка воздуха