Obrabotka Metallov 2015 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (69) 2015 54 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ ткацкой машины в уточненной расчетной моде- ли представлены эквивалентными элементами, причем вес этих элементов оставили таким, ка- ким он есть в действительности, а параметры сечений получали пересчетом. Причем точки закрепления этих элементов оставили в тех же местах, в которых они находятся в действитель- ности. Окончательная расчетная модель ткацкой машины представлена на рис. 1. Рис. 1. Расчетная модель ткацкой машины с дополнительными конструктивными элементами Результаты и обсуждение На основе уточненной модели ткацкой маши- ны типа СТБ проведен расчет частотного спектра свободных изгибно-крутильных колебаний несу- щих систем, а также перемещения средней части неподвижного скала станков с заправочными ши- ринами 180, 190, 220, 250 и 330 см средствами CAD системы SolidWorks и конечно-элементного CAE комплекса ANSYS [13–20] . Результаты расче- тов приведены в виде графиков, представленных на рис. 2 ( 1 – для первой, 2 – для второй, 3 – для третьей собственной частоты) . Для определе- ния динамического поведения несущих систем в расчет были приняты только первые три часто- ты. Анализ результатов показывает, что значе- ния первых трех частот собственных колебаний находятся в интервале от 17,7 до 54,8 Гц. Для определения вынужденных колебаний несущих систем ткацких машин типа СТБ в условиях экс- плуатации на фабрике была выбрана ткань типа саржи с переплетением 3/1 (это означает, что в одном обороте три ремизки находятся вверху, а одна – внизу). Технологическая нагрузка от на- тяжения нитей основы представлена в виде ос- циллограмм, изображенных на рис. 3 и 4. Так, на рис. 3 показана осциллограмма нагрузки от натя- жения нитей основы, полученная при выработке ткани типа саржи 3/1 для первого оборота глав- ного вала станка. Для второго оборота осцил- лограмма нагрузки от натяжения нитей основы представлена на рис. 4. На рисунках цифрой 1 указано предварительное натяжения нитей осно- вы, а цифрой 2 показан динамический процесс натяжения нитей основы. Из анализа осцилло- грамм видно, что в первом обороте максималь- ное натяжение составило 225,8 сН, а во втором – 185 сН. Причем в первом случае максимальное натяжение соответствует полному раскрытию зева, а во втором – моменту прибоя уточных нитей. Анализ осциллограмм также показыва- ет, что на графиках присутствуют как низкоча- стотные, так и высокочастотные составляющие. Для проведения амплитудно-частотного анализа несущих систем технологическая нагрузка была разложена в ряд Фурье до 20-й гармоники (см. табл. 2) [2]. Значения частот, соответствующих этим гармоникам, наиболее близко подходят к частотному диапазону несущих систем. Так, при частоте вращения главного вала 221 мин –1 первая гармоника составляет приблизительно 3,68 Гц, а двадцатая – 73,66 Гц. Высокочастот- ная составляющая на осциллограмме натяжения нитей основы соответствует 25,78 Гц. Из при- веденного расчета видно, что такое допущение Рис. 2. Графики зависимости частот свободных изгибно-крутильных колебаний несущих систем от заправочной ширины