Порівняльний аналіз пристроїв укочуючого ролика механізму намотування бобінажно-перемотувальних машин

Abstract

Наведена структура нових пристроїв укочуючого ролика. Виконано порівняння 5-ти нових намотувальних механізмів перемотувальних машин з різними пристроями укочуючого ролика. Критеріями порівняння прийняті значення частот власних коливань при взаємодії системи укочуючий ролик – пакування. Розроблено математичну модель, яка дозволяє визначити власні коливання коромисла з укочуючим роликом. Змодельовано поведінку вільних коливань під час роботи нових конструкцій пристроїв укочуючого ролика. Нові конструкції укочуючого ролика дозволяють забезпечити надійне прилягання останнього до пакування вздовж всієї лінії контакту. Також нові конструкцїї створюють додаткове демпфування коливань коромисла укочуючого ролика та зменшують витрати енергії при проковзуванні циліндричного укочуючого ролика по конічному пакуванню. Це спрямовано на підвищення якості пакування конічної форми, яке отримується на обладнанні, та надійності процесу перемотування. Проведено порівняння власних коливань системи укочуючий ролик – пакування при різних жорсткостях пружних елементів пристроїв укочуючого ролика. Зі зміною жорсткості пружних елементів змінюється не тільки частоти власних коливань, а і коефіцієнт динамічності, який показує у скільки разів амплітуда вимушених коливань більше статичного відхилення та дає оцінку впливу частоти вимушеної сили. В порівнянні з базовим механізмом нові механізми дозволяють знизити власні частоти коливань коромисла на 70÷85 %. Це дозволяє підвищити робочі швидкості механізму намотування на 9÷12 %. Розроблені механізми дозволяють зменшити динамічне навантаження від коромисла з укочуючим роликом на механізм намотування при застосуванні пружних елементів з коефіцієнтом жорсткості Ср=5·103 Н·м-1 в порівнянні з базовою конструкцією. Це також дозволяє підвищити робочі швидкості та зменшити вібрації в перемотувальній машині.

Приведена структура новых устройств укатывающего ролика. Выполнено сравнение 5-ти новых намоточных механизмов перемоточных машин с различными устройствами укатывающего ролика. Критериями сравнения приняты значения частот собственных колебаний при взаимодействии системы укатывающий ролик – паковка. Разработана математическая модель, которая позволяет определить собственные колебания коромысла с укатывающим роликом. Смоделировано поведение свободных колебаний при работе новых конструкций устройств укатывающего ролика. Новые конструкции укатывающего ролика позволяют обеспечить надежное прилегание последнего к упаковке вдоль всей линии контакта. Также новые конструкции создают дополнительное демпфирование колебаний коромысла укатывающего ролика и уменьшают затраты энергии при проскальзывании цилиндрического укатывающего ролика по конической паковке. Это направлено на повышение качества упаковки конической формы, получаемого на оборудовании, и надежности процесса перемотки. Проведено сравнение собственных колебаний системы укатывающий ролик – паковка при разной жесткости упругих элементов устройств укатывающего ролика. С изменением жесткости упругих элементов меняется не только частота собственных колебаний, а и коэффициент динамичности, который показывает, во сколько раз амплитуда вынужденных колебаний больше статического отклонения и дает оценку влияния частоты вынужденной силы. По сравнению с базовым механизмом новые механизмы позволяют снизить собственные частоты колебаний коромысла на 70÷85%. Это позволяет повысить рабочие скорости механизма намотки на 9÷12%. Разработанные механизмы позволяют уменьшить динамическую нагрузку от коромысла с укатывающим роликом на механизм намотки при применении упругих элементов с коэффициентом жесткости Ср=5·103 Н·м-1 по сравнению с базовой конструкцией. Это также позволяет повысить рабочие скорости и уменьшить вибрации в перемоточной машине.

The structure of new devices of the rolling roller is given. The comparison of 5 new winding mechanisms of rewinding machines with different devices of the roller has been done. By the comparison criteria adopted the values of the frequencies of natural oscillations in the interaction of the system roller – packing. A mathematical model has been developed to determine the oscillations of a rocker with a rolling roller. The behavior of free oscillations during the work of new designs of devices of the rolling roller has been modeled. The new rolling roller construction allows the latter to be fitted securely to the package along the entire contact line. Also, new constructions create additional damping of oscillations of the rocker arm of the rolling roller and reduce energy consumption when the cylindrical rolling roller is slid across the conical packing. This aims to improve the quality of the conical packing that is obtained on the equipment and the reliability of the rewinding process. The comparison of the oscillations of the system of the rolling roller - the packing at different rigidity of the elastic elements of the devices of the rolling roller has been done. As the rigidity of the elastic elements changes, not only the oscillation frequency changes, but also the dynamic coefficient, which shows how many times the amplitude of the forced oscillations is greater than the static deviation and gives an estimate of the effect of the frequency of the forced force In the comparison with the basic mechanism, the new mechanisms allow to reduce the natural oscillation frequencies of the rocker by 70÷85%. This allows the working speed of the winding mechanism to be increased by 9÷12%. The developed mechanisms allow to reduce the dynamic load from the rocker arm with the rolling roller to the winding mechanism when applying elastic elements with a coefficient of rigidity Ср = 5·103 Н·m-1 in comparison with the basic structure. It also helps to increase operating speeds and reduce vibrations in the rewinding machine.