Способ броска прокладчика утка на бесчелночном ткацком станке

" к- г",рз ггзг Е Ж)фTы Жг СТ титут И нки ии равна П раз гон рокладчика. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕ 1(56) Авторское свидетельство СССРМ 829742, кл. О 03 О 9/26, 1979,(54) СПОСОБ БРОСКА ПРОКЛАДЧИКА УТКА НА БЕСЧЕЛНОЧНОМ ТКАЦКОМСТАН Изобретенйе относится к способам проброса прокладчика уточной нити в боевых механизмах бесчелночных ткацких станков,Известные способы основаны на взведении разгонного упругого элемента (торсиона, пружины) боевого механизма с последующим его спуском. При этом рычаг- погонялка разгоняет и брбсает прокладчик с зажатой уточной нитью.Аккумулируемая в упругом элементе потенциальная энергия деформации Е 0 расходуется на бросок прокладчика (полезная часть энергии - Ел) и на сопутствующее движение частей боевого механизма (вспомогательная часть энергии).Полезная часть энерг гп - масса прокладчика;Чм - максимальная скорост Ы. 17475(57) Зажимной челнок вом разгонного упруго ный упругий элемент имеющий боек. Челно тельные колебания по тельного упругого эле кинематическую связь ругим элементом и чел полнительного уп подобрана так, что доп тельный процесс имее го равно времени движ разгона, 2 з.п.ф-лы, 10 разгоняют посредстго элемента, Разгон- связан с погонялкой, ку придают дополни- средством дополни- мента, введенного в между разгонным уп-: ноком. Жесткость доругого элемента олнительный колеба-, т период, 3/4 которбения челнока по пути ил,Недостатком известных способовка является низкое значение коэффица использования энергии Известен способ броска прокладчика, реализуемый в бесчелночных ткацких станках (например, в станке типа СТБ и анало-.1 . гичных станках, зарубежных фирм). Боевой-ч механизм таких станков приведен на фиг. 1, И Механизм имеет в качестве разгонного уп- (,Ь ругого элемента торсионный вал 1, погонял-(Д ку 2 с гонком 3, кулачково-рычажный узел 4 взвода, связанный с погонялкой проушина.ми 5.При работе с помощью узла 4 взводят торсион 1 с поворотом погонялки 2, на заданный угол, Перед гонком 3 устанавливают прокладки 6,После спуска торсион раскручивается, разгоняя через погонялку прокладчик 6 до заданной скорости;.=р йЯ-ф,(4) Недостатком данного способа является большое энергопотребление, связанное с низким коэффициентом использования энергии, идущей на.полезную работу - бросок прокладчика утка, При этом, в частности, ограничивается и скорость броска прокладчика,Указанный недостаток обусловлен специфическим для прототипа жестким соотношением между углом закруткй торсиона и скоростью броска прокладчика Ч, а в общем виде между потенциальной энергией Ео закрученного торсионного вала, как функции уЪ, поскольку где 6 - модуль упругости при сдвиге;- полярный момент инерции;- длина торсионного вала;и кинетической энергией Еп разогнанного прокладчика, как функции Ч.Действительно, механизм; реализующий данный способ, представляет собой систему с.одной степенью свободы (фиг, 2), уравнение движения которого можно записать в виде где- приведенный момент инерции движущихся частей механизма;р - угол поворота рычага погонялки; ф - соответствующее угловое ускорение;К - коэффициент жесткости торсиона.Решив данное уравнение, для максимальной скорости разгона прокладчика можем получить где р=4 К/ - круговая частота;В - радиус рычага погонялки;дЪ - угол закрутки торсиона;рт - угол в момент достижения Чм (перед торможением погонялки),Поскольку для реального боевого механизма ткацкого станка величины р, В и у, фиксированы, то, как следует из формулы (4), скорость Чл зависит только от угла закрутки торсиона или с учетом формул (1) . и (3) полезная Еп и полная Ео энергии жестко связаны через эти фиксированные величины, Соответственно, для данного способа полезная энергия не может быть увеличена без увеличения потребляемой энергии. Отмеченный недостаток является немаловажным, поскольку в ткацком станке боевой механизм стоит в ряду основных потребителей энергии, а сами станки относятся, в основном, к оборудованию круглоЦель изобретения - расширение технологических возможностей при сникении затрат энергии на работу боевого механизма, реализующего предлагаемый способ броска, а также возможностей по повышению скорости броска прокладчика, в том числе в определенном диапазоне со снижением или без изменения пдтребляемой энергии.Указанная цель достигается за счет организации такого процесса движения частей механизма, при котором вводятся новые факторы, определяющие зависимость между полезной и потребляемой энергией, Для этого в механизм вводится дополнительная упругая связь между подвижным концом разгонного торсионного вала и прокладчиком, Тем самь 1 м система механизма становится системой с двумя степенями свободы и жесткостные характеристики дополнительного упругого элемента могут быть подобра ны такими, чтобы за счет организованного колебательного процесса 30 разгона повышалась кинетическая энергиябросаемого прокладчика, что представляетсущественное отличие от способа-прототипа, В ведение в систему допол нительногоупругого элемента позволяет либо снизитьзатраты потребляемой энергии при обеспечении тех же, что и впрототипе, скоростейброска (разгона) прокладчика, либо при техже или меньших затратах энергии повыситьскорость броска прокладчика, например,40 при реализации тенденции по увеличениюрабочей ширины ткацких станков.Согласно изобретению при снижениипотребляемой энергии, т.е. при уменьшенииугла закрутки разгонного торсиона, в звень 45 ях станка, подводящих движение к боевомумеханизму, и в звеньях самого механизмаснижаются усилия и напряжения, что ведетк снижению шума и повышению надежности работы механизмов,В качестве дополнительного упругогоэлемента используют упругую погонялкулибо торсионный вал, устанавливаемыймежду подвижным концом разгонного торсиона и прокладчиком.На фиг, 1 приведена конструктивнаясхема боевого механизма, реализующегоспособ-прототип; на фиг. 2 - принципиальная схема механизма по фиг, 1; нафиг, 3 - 6 - примеры схем боевых механизмов, реализующих способ броска по изобретению; на фиг. 7 - график скорости разгонапрокладчика для прототипа; на фиг. 8 - график скорости разгона при равенстве угловзакрутки; на фиг, 9 - график относительнойскорости; на фиг, 10 - график скорости разгона при равенстве Чвах,На фиг. 3 - 6 представлен ряд примеровсхем боевого механизма с двумя степенямисвободы его упругой системы, реализующихпредлагаемый способ броска прокладчика. 10Во всех случаях одна степень свободы системы определяется крутильными колебаниями разгонного упругого элемента(торсиона) р 1 = р 1 (т), вторая - дополнительно введенным упругим элементом, 15В схеме фиг. 3 таким упругим элементомявляется дополнительный торсион 7 и вторая степень свободы определяется углома =рг(с).В схеме по фиг, 4 рычаг погонялки 2 20имеет возможность поворачиваться относительно конца торсиона 1, причем движениеф 3 = Ъ (1 ) определяется упругим элементом в виде пружинного узла 8.В схеме по фиг. 5 упругий элемент в 25виде пружинного узла 9 расположен наконце рычага погонялки и вторая стейеньсвободы определяется перемещениемх 2= ср 4 (т)В схеме по фиг, 6 в качестве дополнительного упругого элемента выступаетупругий рычаг-погонялка 10, обуславливая дополнительную степень свобо- ДЫ Х 2=ф 5 ВДля предлагаемого изобретений существенно то, что в отличие от способа-прото-типа, реализуемого в боевом механизме пофиг. 2, по предлагаемому способу в кинематическую цепь механизма от разгонного упругого элемента до прокладчика вводят 40дополнительный упругий элемент, например 7, 8, 9, 10, показанный на фиг. 3-6 соответственно.Изменяя входные параметры колебательной системы, в частности жесткость дополнительного упругого элемента, можнона заданном пути разгона прокладчика изменять скорость его броска,На фиг, 7 приведен график измененияскорости прокладчика по времени для прототипа при угле закрутки торсиона р, равном рц.Кинематика механизма по изобретениюпредставлена двумя кривыми (фиг. 8).Сплошной линией показано изменение скорости реального прокладчика (с учетом введения дополнительного упругого элемента),пунктиром - скорость условного (воображаемого) прокладчика, толкаемого условной(5) При этом фазы колебательных процессов для торсиона и прокладчика при времени разгона ср складываются так, что без изменения угла закрутки (р =у 1) обеспечивается максимальное повышение ско- рости разгона прокладчика,"т.е," Чв 1 Чпр где Чы - скорость разгона прокладчика при броске по предлагаемому способу;Чпр - скорость разгона прокладчика при известном способе броска.На фиг. 10 приведен график скорости разгона прокладчика при броске по предлагаемому способу с уменьшением угла закрутки уВ 2 торсиона: ф 2Ъ 1 За счет организации описанного колебательного процесса можно найти такое значение угла ф 2, при котором скорость разгона Чп 2 будет равна скорости, получаемой в прототипе, т.е. Ча 2=Чпр. Представленные на фиг. 8 и 10 графики показывают, что при реализации способа броска по изобретению при подборе параметров, реализующих соотношение (5), возможно повышение скорости бросания прокладчика либо снижение потребляемой энергии. же погонялкой, сидящей на конце разгонного торсионного вала,В первой фазе движения (фиг. 8) скорость прокладчика меньше условной скорости, Во второй фазе ко времени разгона 1 р скорость прокладчика превышает условную скорость.На фиг. 9 дан. сопряженный с фиг, 8 график относительной скорости ЛЧ в этих процессах. График Л Ч(т) ясно выявляет колебательный характер разгона прокладчика, хотя фаза разгона занимает только часть колебательного цикла с периодом г,Параметры введенного упругого элемента, в частности жесткость, выбираются такими, чтобы, кэк это следует из графиков фиг. 8 и 9, время разгона прокладчика 1 р до максимальной скорости было близко по значению к 3 /4 периода т колебания сис- темыВ диапазоне углов закрутки от ридо рц возможно получение различных промежуточных значений скорости броска, а также массы прокладчика. Такая вариантность расширяет эксплуатационнь 1 е возможности ткацкого станка,Кинематика элементов боевого мемнизма к предлагаемому способу (фиг, 7-10) отражает принципиальную суть процесса разгона (броска) прокладчика. Однако фактическая картина движения имеет некоторые отличия, связанные с взаимовлиянием двух упругих элементов, Соответственно, проведенная формула (5) определяет время 1 р движения прокладчика йа г 1 ути разгона, как приближенное значение от 3/4 периода колебаний. Однако особенностью предлага. емого способа броска является то, что изменение ср в определенном диапазоне очень мало сказывается на значении получаемой скорости броска. Так, расчетные оценки показывают, что изменение ср на 10-12% дает изменение скорости всего около 4%.Поэтому целесообразно расширить рабочий диапазон времени для разгона тр, Проведенные расчеты позволяют определить рекомендуемый диапазой для времени движения прокладчика на пути разгона в интервале (3/4 - 3/5) т. Это важно для практики, поскольку позволяет снизить точность изготовления упругих элементов в боевых механизмах, реализующих предлагаемый способ броска прокладчика.Конкретно реализацию предлагаемого способа можно пояснить на примере боевого механизма по схеме фиг. 3, являющегося колебательной системой с двумя степенями свободы. В соответствии со схемой фиг, 3, уравнения движения имеют вид:1 г Ъ = - Кг ( сщ - 1 ),где 11 и 12 - приведенные моменты инерции масс на колеблющихся концах разгонного и дополнительного торсионов;р 1 и щ - углы поворота концовторсионов от положения покоя;К 1 и К 2 - жесткости торсионов,Аналогичную структуру имеют уравнения движения всех других вариантов механизмов(например, на фиг, 3-6), работа-,. ющих по предлагаемому способу., Математическая обработка позволяет определить оптимальное соотношение указанных величин для проектирования боевого механизма. Практический интерес представляет задача расчета параметров дополнительного торсиона при минимальном угле закрутки разгонного торсиона, нос сохранением скорости броска прокладчика (отработка режима разгона в соответст 5 вии с фиг, 10), В этом случае снижаютсязатраты энергии для работы механизма.Вторая задача - повышение скорости броска прокладчика без увеличения угла закрутки торсиона (отработка режима разгона10 в соответствии с фиг, 8).Возможности в реализации предла Фмого способа можно показать расчетнымсравнением.При реализации способа-протот 1 лпа для15 ткацкого станка бесчелночного типаСТБУ 1-180 с малогабаритным прокладчиком утка имеем:жесткость разгонного торсионаК 1=920 +;20 радиус рычага погонялки8=0,184 м;масса прокладчика уткагп=0,04 кг.При угле закрутки торсиона ро = 30 бо 25 евой механизм бросает прокладчик со скоростьюЧпр=27,8 м,Коэффициент полезного использованияэнергии (2) составляет в данном случае30 Уп = 12,2%,При реализации предлагаемого способуу боевого механизма с дополнительным торсионом (расчетное значение жесткостиК 2=2250 м) при сохранении исходных данных, как и у прототипа, ту же скорость броска 27,8 м/с можно получить приуменьшенном угле закрутки аког = 24,3, Приэтом с учетом формулы (3) потребляемаяэнергия уменьшится в и раэ.40г- 2 . 1 24,3 0344 ф 30т.е, уменьшится на 34%Коэффициент полезного использованияэнергии составитпг =18,6%,т.е. увеличится от п для первого случая более чем в 1,5 раза,Если для боевого механизма, реализующего предлагаемый способ, сохранить угол закрутки до 1 = 30 О, то обеспечивается скоро-, сть броска прокладчика ЧУ=38,5 м/с, т.е; скорость повышаэтся на 10,7 м/с (или на 38%),Коэффициент полезного использованияэнергии при этом составитп 2 =23,4% т,е, увеличится отболее чем в 1,9 раза,Для равного повышения скорости с использованием способа-прототипа потребовалось бы в принципе увеличить затраты энергии на 70%, а угол закрутки торсиона - увеличить до 39 (вместо 30 ), что практически не может быть реализовано вследствие превышения допустимых механических напряжений и поломки разгонного торсиона.Напротив, с использованием предавгаемого способа при уменьшении угла закрутки с 30 до 24,3 крутящий момент и напряжения в торсионе снижаются на 20%, что увеличит надежность работы и торсиона и связанных с ним механических звеньев,Проведенные расчеты показывают преимущество предлагаемого способа броска прокладчика, основанного на введении дополнительного упругого элемента в боевой механизм станка,Формула изобретения1, Способ броска прокладчика утка набесчелночном ткацком станке, заключаю-щийся во взвод разгонного упругого эле 5 мента с последующим его спуском иразгоном прокладчика погонялкой, о т л ич а ю:ц и й с я тем, что, с целью расширениятехнологических возможностей путем увеличения скорости прокладчика, погонялке10 придают дополнительные колебания, введяв кинематическую цепь от разгонного упругого элемента до прокладчика дополнительный упругий элемент, жесткость котороговыбрана так, что дополнительный колеба 15 тельный процесс имеет период, 3/4 которого равно времени движения прокладчика напути разгона,2. Способ по и. 1, о тл и ч а ю щи й с ятем, что в качестве дополнительного уп руго 20 го элемента используют упругую погонялку,3, Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что в качестве дополнительного упругого элемента испол зуют торсионный вал,1747563 СоставителТехред М.М М,Келеме КоРРектоР П,Гереши аж Подписноекомитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 но-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гага Производст аз 2477 Т ВНИИПИ Государственно113035 В,Тарновскргентал