g1751型噴氣織機的啟動與制動力矩計算

1、第5 期( 總第 1 2 9 期 )N o ． 5 ( S U MN o ． 1 2 9 )機 械 管 理 開 發(fā) 2 0 1 2 年 1 0 月MEC HANI CALMANAGE MENTANDD EVE LO P MENTOP t． 2 01 ：G 1 7 5 1 型噴氣織機的啟動與制動力矩計算 何 麗莉 ， 郭金 燕( 經(jīng)緯紡織機械股份有 限公 司 榆次分公司 ， 山西 晉 中 0 3 0 6 0 1 )摘 要 ： 分析 了G

2、 1 7 5 1 型噴 氣織機傳 動 系統(tǒng)的受力狀況 ， 得 出了離合 器驅動 力矩與制動 力矩的近似計算方法 ， 并進 行 了具體計算。關鍵詞 ： 噴氣織機 ； 驅動力矩 ； 制動 力矩 ； 分析 ； 計算 中圖分 類號 ： T S 1 0 3 ． 1 3 4 ． 5文獻標 識碼 ： A文章編號 ： 1 0 0 3 — 7 7 3 X ( 2 0 1 2 ) 0 5 — 0 0 2 6 — 0 20弓 l言 G 1 7 5 1 型噴氣

3、織機是集電子技術 、 計算機技術 、 精 密機械技術 、 紡織工藝技術為一體 的高新技術產(chǎn)品 ， 是 織造機械產(chǎn)品升級 、 紡織產(chǎn)品換代的關鍵設備 。以高 速高效生產(chǎn)輕型和 中厚型織物 ， 深受織造廠商青 睞。與其他紡織機械相比， 噴氣織機的顯著特點是 ： 運動部 件快速 、 頻繁從靜止到速度最大的正 、 負加速度峰值過 度平穩(wěn) 、 最大躍度小 、 起停 時無沖擊 ； 另一特點是主軸 啟 、 停時間要求很短 ， 以滿足織造工藝要求。織機

4、啟動 可 由超啟動電機啟動 ， 例如 s u m o 電機 ( 啟動時間在千 分之幾秒級別上 ) ， 也可帶離合器間接啟動。1織機傳 動 系統(tǒng) 的受 力分析 采用間接啟動方式的織機在正常工作時 ， 電機始 終運轉 ， 由操作 電磁離合器與制動器( 兩者配合使用 )的結合或脫開控制織機的啟動與制動?？棛C啟動時 ，電機處于正常運行特性區(qū) ， 高速 的電機轉子及與 電機 軸 連接 的帶輪 、 飛輪 、 離合器動 片已儲存有較大的動 能， 具有

5、很大 隈 性 ， 而且織機靠慣性啟動( 離合器接合 ，制動器脫開 ) ?？椩爝^程 中， 由于開 口、 打緯等運動不 在同一時問間隔完成 ； 在不同的時間間隔內(nèi)， 機器的阻 抗 力不同。如果不裝設飛輪 ， 會使織機產(chǎn)生周期性速 度波動。飛輪的作用就是當織機能量有盈余吸收存儲 。當能量有虧損時， 釋放已積蓄的能量予以補償； 因而可減 少主軸速度波動， 并可靠慣 l 生 啟動機器和渡過死點?，F(xiàn) 代織 機對 啟 動 和制 動機 構都 有相 當高

6、 的要 求 。當制動停 車時 ， 盡量?？吭诰C平點 附近( 上心附 近) ； 當重新啟動后 ， 要求開車后的第一次打緯就基本 達 到正常運行狀態(tài) ， 至少要達到0 ． 8 5釕 (曰 為主軸 平均角速度 ) ； 否則 ， 便出現(xiàn)開車痕 。這就要求主軸啟 動后 回轉 1 8 0。 左右 達 到 0 ． 8 5留， 從 而 決定 了啟動時間的長短 。啟動時間 主要取決于啟動力矩和系 統(tǒng)轉動慣 量 ， 因此需對啟 動過程進行動態(tài)分析。2 啟動

7、過程的動力分析 啟動過程是一個動態(tài) 過程 ， 當離合器接合后 ， 電機轉子 、 帶輪 、 飛輪 、 離合 圖1啟動過程速 度變 化規(guī)律器主動 片減速 ， 同時離合器被動片帶動織機主軸開始 加速 ， 直到達到正常穩(wěn)定運行狀態(tài)。為簡化計算 ， 假設 啟動過程 的兩個階段速度變化為線性函數(shù) ， 并設第一 階段末 ， 即主動與被動件速度一致時的角速度 ； 第 二階段末 ， 即第一次正常引緯 的角速度為 0 3， 對應時 間分別為 t l 及 t

8、 2 ， 變化規(guī)律 ， 見圖 1 。由力矩平衡和轉角公式可知 ：第一階段 ：Mm —M c2 ．= =．( 1 )( 2 )第二階段 ：一 艦 =( J 1 +) ．( 3 )02 =去 ( ∞ l +2 ) (2 一t 1 ) ．( 4 )式 中 ：為離合器接合后驅動力矩 ；為啟 動時 期的負載阻力矩 ； 0為相應主軸轉角 ( 0=01 +0) ；為主動側等效轉動慣量 ( 常量 ) ；為被動側等效轉 動慣量 。由以上方程式聯(lián)立求解

9、( 即按式( 1 ) × ( 2 ) + ( 3 ) × ( 4 ) ) ，其物理 意義為 ： 啟 動時期驅動力矩克服 負載力矩所做 的功 。可得 ：=[ 0 ． 5 () + 0 ． 5 ( ‘ 廠 l +) (； 一．1 + M．根據(jù)工藝要求 ： 0 9 20 ． 8 5 w ， 取 6 0 10 ． 7 5 留 ， 代人 上式得 ：=[ 0 ． 2 8 + 0 _ 0 8 (“ ) I +．3 離合器接合力矩的

10、計算 3 ． 1 傳動 系統(tǒng)的動力學模型建立 將帶 輪 、 飛輪 、 齒輪等質(zhì) 量較大 、 長徑 比小 的零 件 ， 當作 只有慣性而無彈性的慣性元件 。把 同一根軸 上各慣性元件的轉動慣量轉換到該軸兩端處 ， 形成等 效的兩個剛性圓盤 ， 然后將各軸的兩個剛性 圓盤轉換 到同一根軸上 ， 構成單一的軸線的當量動力學模型。I S =L ／ i 2 ~ ? 式中 ：為 ， 軸上慣性元件的轉動慣量 ； I s 為從 ， 軸向s 軸轉換時 ，

11、 新的轉動慣量 ； i 一 為從 ， 軸到 5 軸 的傳 動 比 。收稿 日期 ： 2 0 1 2 — 0 4 — 1 8 ； 修 回 日 期 ： 2 0 1 2 — 0 5 — 1 5作者簡介 ： 何 麗莉( 1 9 7 0 一 ) ， 女 ， 山西左權人 ， 工程師 ， 本科 ， 主要從事機械設計工作 。· 2 6 ·第5 期 ( 總第 1 2 9 & ~ )何麗莉 ， 等： G 1 7 5 1 型噴 氣

12、織機 的啟動與制動 力矩計算 3 ． 2 轉動慣量的計算 首先計算各 回轉體 的轉動慣量 ， 并按動力學模型 形成各軸兩端 的剛性 圓盤 ， 最后將各軸 回轉體轉動慣 量轉換 到飛輪軸上 。經(jīng)計算 ： J z 一2 ． 5 4 2k g · C l T I · S； J 1 —5 ． 8 2 99 k g ． c m· s： 留一2 - r r ~ ／ 6 0 =× 7 0 0 ) ／ 3 0 —

13、7 3 ． 3c m／ s3 ． 3負載阻力矩的計算 織機 的負載阻力矩是 由織機上各丁作機構產(chǎn)生 ，其中打緯負載阻力矩是主要 的， 主軸凸輪負載扭矩 ， 約 占平均 阻力矩 的 1 ． 4 倍 。開 口機構 占平 均 阻力 矩 的 3 0 ％， 其他阻力較小 。至于各運行中的摩擦力矩 ， 由于 受潤滑條件 、 安裝程度 、 轉速 、 環(huán)境等因素 的影響很難 精確計算 。為方便計算 ， 將不太大的 藝阻力矩 和摩 擦力矩歸納在一起 ，

14、約 占平均阻力矩 的2 0 ％。故織機 的負 載 阻力矩 ] ：M ( 一 1 ． 4 M 主+ 0 ． 3 M 主 + 0 ． 2 M 主= 2 M 主一 5 4 8 ． 5 ×2— 13 7 1k g· c m 一 1 3 5N · I T I ．3 ． 4離合器綜合力矩 的計算 ： × f 0 ． 2 8 + 0 _ ( ) 8 ( 萼 + 1 ) 『 +丌L厶· L 士

15、厶J13 7 1= 14 3 0 ． 8 5k g ． c m = 1 4 0 ． 2 2N · m ．4 制動器的制動力矩及計算 織造過程 中發(fā)生斷經(jīng) 、 斷緯等故障時 ， 要求織機主 軸迅速準確制動 ； 為便于找出并接上斷經(jīng) ， 發(fā)生經(jīng)停后 要求停車在綜平位置 ； 緯停則希望停在梭 口滿開位置，以便去除斷緯； 待故障排除后應盡快重新開車。制動作用是靠摩擦 阻力吸收機器功能 ， 轉變?yōu)闊?量消耗散發(fā)。制動過程可近似認為是等減

16、速過程。設 工藝要求主軸轉過 角后制動停止 ， 根據(jù)剛體轉動方 程 ：：曰+2 e． 制動后 = 0 ， 則￡ =一 面／ 2．若知系統(tǒng)轉動慣量 ， 則可求 出所需制動力矩 ：M = ． ， ≯ ． E ． 已知 可 【 ] =7 3 ． 3 ／ s ． 若 =1 8 0 。 _．則 ￡ =一0 ． 5 × 7 3 ． 3／ 3 ． 1 4 =一 8 5 5 ／ s．故制動力矩 ： M = - ／ 2 · e =2

17、． 5 4 2 × ( 一8 5 5 ) =- 21 7 4． C ／ T ／ 一 2 1 3N ·．5 結束 語 噴氣織機隨著 電子技術和控制技術 的發(fā)展 ， 其整 體性能 、 織物質(zhì)量 、 生產(chǎn)效率 、 品種適應性等方面在近 幾年中取得了長足的進步 ； 今后 ， 噴氣織機的綜合性能 還會得到進一步的發(fā)展 。參考文獻 【 1 】 陳人 哲， 陳 明． 紡 織機 械設 計原理[ M ] ． 北京 ： 中國紡織 出版

18、社 ， 1 9 9 6 ．【 2 ] 嚴鶴群， 戴繼光． 噴氣織機原理與使用[ M ] ． 北京： 中 國紡織 版社 出版， 1 9 9 8 ．S t a r t i n ga n dBr a k i n gTo r q u eCa l c u l a t i o nHELi - l i ． GUo J i n - y a n( J i n g w e iT e x t i l eMa c h i n e r yC o ． ， l t

19、 d ， Y u c iB r a n c h ， J i n z h o n g0 3 0 6 0 1 ， C h i n a )Ab s t r a c t ： b ya n a l y z i n gt h ep o w e ro fG17 51a i r - j e tl o o mt r a n s mi s s i o ns y s t e m， g e n e r a t ea p p r o x i ma t ec a

20、l c u l a t i o nm e t h o df o rt h ec l u t c ht o r q u ea n db r a k i n gt o r q u e ， a n dd i dt h es p e c i f i cc a l c u l a t i o n ．Ke yw o r d s ： A i r - j e tl o o ms ， d r i v et o r q u e ， b r a k i n

21、gt o r q u e ， a n a l y s i s ， c a l c u l a t i o n( 上接 第2 5 頁)2 ． 5 軸類零件維修 中的注意事項對煤礦機械設備軸類零件維修時 ， 除了綜合考慮 上述 因素 之外 ， 還要注意 以下事項 l ： 1 ) 軸類零件的 材料 因素 。例如 ， 絕大多數(shù)的軸類零件采用 中碳鋼或 合金鋼制作 ， 使其在維修或更換時不再發(fā)生突變 。2 )安裝齒輪 、 聯(lián)軸器 、 皮帶輪等零部

22、件時 ， 須要避免降低 軸類零件強度。例如， 如果零件過盈太大 ， 采用直接熱 裝 ， 軸類零件 的強度會降低 3 0 ％～ 6 0 ％。3 ) 軸類零件 的 日常 的維修 中 ， 維修技術對維修質(zhì)量 的影響較大 。因此 ， 安裝 、 拆卸 、 維修人員技術水平的高低 ， 對于煤礦 機械設備軸類零件的維修和保養(yǎng)有著重要影響。3 結束語 綜上所述 ， 軸類零件在煤礦開采過程 中起著重要 苧 ． 芏作用。從煤礦開采的實際情況來講 ， 整套機

23、械設備運 轉的狀況如何 ， 很大程度上取決于軸類零件的質(zhì)量。因此 ， 為了降低企業(yè) 的運營成本 、 實現(xiàn)安全生產(chǎn) ， 必須 做好軸類零件 的檢查 、 維修 、 日常維護工作 ， 合理地使 用機械設備 ， 降低軸類零件的損耗 ， 延長軸類零件的使 用壽命。參考 文獻 [ 1 1 陳彩 梅． 煤礦常用軸類 零件的修理和裝配 『 J 1 _ 科技情報 開發(fā) 與經(jīng)濟， 2 0 0 6 ， 1 6 ( 1 5 ) ： 2 6 8 — 2 6 9

24、．[ 2 1 王立 忠． 推進礦 山機 械 的現(xiàn)場 維修【 J 1 ． 中 國科 技博 覽， 2 0 1 1( 1 9 ) ： 1 8 - 1 8 ．[ 3 】 羅成 元． 齒輪修理在煤 礦機械設備 中的應用 I J I ． 機械管 理開 發(fā) ． 2 0 0 8 ． 2 3 ( 6 ) ： 11 7 — 11 8 ．M a i n t e n a n c eAn a l y s i so fS h a f t Pa r ti nCo

25、a lM i n eM a c h i n e r yEq u i p m e n tLI ANG Li - m i n( C o l l e g eo f M e c h a n i c a lE n g i n e e r i n g ， T a i y u a nU n i v e r s i t yo f T e c h n o l o g y ， T a i y u a n0 3 0 0 2 4 ， C h i n a )A

26、b s t r a c t ： I n t r o d u c e dt h eo v e r v i e wo fs h a f tp a r t si nc o a lmi n ema c h i n e r ye q u i p me n ta n di t sma i n t e n a n c ef e a t u r ewe r ea n a l y z e d ， me a n wh i l e ， t h ed i s

27、a s s e mb l y ， c h e c k i n ga n dr e p a i r me n to ft h ep a r ts t u d i e d ， w h i c hc o u l do f f e rar e f e r e n c ef o rma i n t e n a n c eo fma c h i n e r y e q u i p me n ti nc o a lmi n ee n t e r p