Проектирование цеха для производства стекловолокна (стр. 4 из 13)

2.3 Определение основных размеров нитеводительной пластины

Исходными данными для проектирования являются:

продольная скорость нити при наматывании, м/с 628

длина паковки, мм 200

технологический угол раскладки, β , град 10

линейная плотность наматываемой нити, Т , текс 67

плотность стеклянной нити, ρ , кг/м³ 2400

Нитеводительная пластина и корректирующий кулачок раскладки являются основными элементами механизма раскладки с круговым движением нитеводителя.

Частота вращения нитеводительной пластины:

где n_дв – частота вращения выходного вала электродвигателя, n_дв=3000мин^-1; d₁, d₂ – диаметры шкивов, d₁=20мм, d₂=180мм;

- диаметр сечения круглого ремня, =5мм; η – коэффициент, учитывающий проскальзывание ремня по шкивам, η=0,97.

Угол раскладки на поверхности тела намотки можно определить по приближенной зависимости:

где Е₁ – эксцентриситет корректирующего кулачка раскладки, Е₁=98мм; ω_нп – угловая скорость нитеводительной пластины, ω_нп=0,34с^-1; r_б – радиус бобины, r_б=90мм; ω_б – угловая скорость бобины, ω_б=628с^-1.

=>

Схема к определению основных размеров нитеводительной пластины

Рис.1

Схема к определению расстояния r₁

Рис.2

стеклянный волокно нитеводитель рычаг

Схема к определению диаметра d₀центрального отверстия нитеводительной пластины

Рис.3

На рис.1 представлена нитеводительная пластина с глазком нитеводителя Г. Так как ось вращения нитеводительной пластины должна совпадать с полярной осью О₂ центрового профиля верхней ветви кулачка раскладки ,то расстояние r_г между осью вращения нитеводительной пластины и осью отверстия глазка нитеводителя должно быть несколько больше размера Е_2д:

где ∆₃ =3…5мм – зазор между кулачком раскладки и нитеводительной пластины с глазком нитеводителя;

с₄ =2мм – величина, гарантирующая непрерывный контакт наматываемой нити с рабочим профилем кулачка раскладки.

Диаметр глазка Г нитеводителя находим по формуле:

где Т – линейная плотность нити, Т=67текс;

ρ – плотность материала нити, ρ=2400кг/м³.

Ширину ∆₄ входной прорези в глазке нитеводителя следует определять по формуле:

Максимальный радиус-вектор рабочего профиля корректирующего кулачка

Максимальный диаметр описанной окружности нитеводительной пластины

где с₂=5…6мм – ширина ободка нитеводительной пластины.

Максимальный диаметр d₀ центрального отверстия нитеводительной втулки не должен быть меньше диаметра d₄ осевого отверстия направляющей втулки, т.е. d₀ ≥ d₄ . При этом условии нитеводительная пластина или втулка не будут мешать пробросу нити во время её заправки.

Максимальное значение d₀ зависит от размеров d_ф, d₄, а₂, с₃ .

Из рис.3 следует, что:

,

где а₂=∆₁+∆₂+∆₃+2∂₁+∂₂=6+5+2+2*2+3=20мм

с₃ – расстояние между левым концом направляющей втулки и нитеводительной пластины с глазком; d₄=40мм

При проектировании механизма раскладки можно брать

где

.

При проектировании нитеводительной пластины действительный диаметр d₀ центрального отверстия следует брать на 3…4мм меньше критического значения, равного d_0кр=2r_кр:

Расстояние r_дп между осью вращения нитеводительной пластины и дном радиального паза должно быть меньше z_1max минимум на величину узла нити:

где Е_Т=(1,03…1,05)Е_д=1,05*200=210мм

Ширину ∆₅ радиального паза следует брать равной ширине ∆₄ , но не менее 1 мм.

Чтобы наматываемая нить всегда находилась в радиальном пазу, необходимо расстояние r_пп от оси вращения нитеводительной пластины до конца правой стенки радиального паза найдём по формуле:

Расстояние r_лп от оси вращения нитеводительной пластины до конца левой стенки радиального паза

2.4 Профилирование корректирующего кулачка

Нить, проброшенная через осевое отверстие направляющей втулки и закреплённая на нитеносителе, при вращении нитеводительной пластины должна автоматически попасть на рабочий профиль корректирующего кулачка и скользить по нему до входа в открытый глазок Г и в открытый радиальный паз П нитеводительной пластины(рис.1).

Автоматическая заправка нити в глазок Г возможна, если угол подъёма η

В любой точке рабочего профиля плоского корректирующего кулачка будет больше η_кр . В противном случае скольжение нити по корректирующему кулачку в направлении глазка Г будет невозможным при любых натяжениях в её ведомой и ведущей ветвях.

Рабочий профиль корректирующего кулачка можно выполнить по логарифмической спирали, у которой текущий радиус-вектор ρ изменяется по закону (рис.1)

,

где λ – полярная угловая координата текущего радиус-вектора ρ, причём 0 ≤ λ ≤ λ_max; λ_max – полярный угол, соответствующий максимальному радиусу-вектору ρ_max; d₀=2r₀ – диаметр центрального отверстия нитеводительной пластины или нитеводительной втулки; η – угол между текущим радиус-вектором ρ и касательной к рабочему профилю корректирующего кулачка в точке N с координатой ρ и λ.

Чтобы воспользоваться уравнением, необходимо предварительно определить предельные значения углов λ и η.

У логарифмической спирали на всей её длине угол η=const. Легко видеть, что чем меньше угол η, тем труднее осуществляется самозаправка нити в глазок нитеводителя, а с увеличением угла η возрастает и центральный угол λ_max , соответствующий всей длине профиля.

Угол η_кр определяется по приближенной формуле:

и рекомендуется при проектировании корректирующего кулачка угол η при f=0,25 брать в пределах 60…65^◦, примем η_кр=60º

Из уравнения находим максимальное значение угла λ, полагая ρ=ρ_max:

Задаваясь углом λ от 0 до λ_max , находим из уравнения искомое значение радиус-вектора ρ рабочего профиля корректирующего кулачка, выполненного по логарифмической спирали.

Результаты расчёта сводим в табл.1

Таблица 1

λ,º	ρ, мм
0	34,6
10	38,3
20	42,4
30	46,9
40	51,9
50	57,5
60	63,7
70	70,5
80	78,1
90	86,5
100	95,7
110	105,9
120	117,3
130	129,9
140	143,8
146	152,9

При проектировании корректирующего кулачка можно его рабочий профиль выполнить по спирали Архимеда, у которой текущий радис-вектор