Исследование нестационарных режимов работы машины для перемотки ткани

Внедрение: 2014 г.

Динамические явления, возникающие в нестационарных режимах работы перемоточной машины, существенно сказываются на усилиях в ветвях ткани, точности укладки материала в рулон и, соответственно, на качестве швейных изделий. В статье ученых из "Львовской политехники" [1] рассматриваются результаты математического моделирования и экспериментальных исследований нестационарных процессов в перемоточной машине, включающей в себя частотно управляемый асинхронный двигатель, червячную и ременную передачи, ведущий и ведомый барабаны с тканью и взаимодействующие с перематываемым материалом промежуточные ролики.

Рисунок 1. Расчетная схема механической системы перемоточной машины.

С целью экспериментальной проверки результатов математического моделирования создана лабораторная установка (с применением модуля АЦП E14‑440), на которой исследовано влияние частоты напряжения питающей сети на временную зависимость и максимальное значение усилия натяжения ткани на участке, непосредственно примыкающем к ведущему барабану.

Рисунок 2. Лабораторная установка для исследования работы перемоточной машины: 1 – асинхронный двигатель; 2 – ременная передача с ведомым шкивом; 3 – червячный редуктор; 4 – ременная передача с ведомым шкивом; 5 – ведущий барабан со шкивом и наматываемым свитком; 6 – ведомый барабан со сматываемым свитком; 7 – направляющие ролики.

Лабораторная установка, имитирующая работу перемоточной машины, изображена на рисунке 2. После включения установки двигатель приводит в движение механические передачи, ведущий барабан, вследствие чего с помощью ветвей ткани движение передается к направляющим роликам и ведомому барабану. В начальный период разгона машины происходит натяжение ткани, и возникают колебания в механической системе.

Для экспериментального определения усилия натяжения ткани в процессе перемотки применяется измерительная трубчатая балка, которая шарнирно прикрепляется к раме перемоточной машины (рисунок 2) поперек движения материала таким образом, чтобы она прогибала натянутую ветвь ткани. Усилие натяжения ткани измеряется тензорезистором по деформациям растянутых волокон, находящихся в главной плоскости изгиба посредине балки.
 

Рисунок 3. Структурная схема измерительного комплекса.

С помощью измерительного комплекса, включающего измерительную балку с тензорезисторами, аналого-цифровой преобразователь E14‑440, предусилитель сигнала и персональный компьютер (рисунок 3), получаем временные зависимости напряжений изгиба балки (рисунок 4) и, соответственно, усилия натяжения ветви ткани.

Рисунок 4. Временные зависимости нормальных напряжений в балке, полученные экспериментальным методом во время пуска перемоточной машины, питаемой от источника электроэнергии с частотой колебаний напряжения: а – 30 Гц, б – 50 Гц, в – 70 Гц.

Эксперименты показали, что, если при пуске машины уменьшить частоту напряжения питающей сети асинхронного двигателя с 50 до 10 Гц, то это дает возможность снизить динамические усилия в 4‑5 раз.  

Источник:
Харченко Е.В., Высоцкая Х.А., Ковальчук Р.А. Исследование нестационарных режимов работы машины для перемотки ткани // Системы. Методы. Технологии. – 2014. – № 2 (22). – С. 22‑31.

Разработчик: Харченко Е.В., Высоцкая Х.А., Ковальчук Р.А (Национальный университет «Львовская политехника»)