Dynamics of stress in the needle of a knitting machine when interacting with a wedge

Abstract

Метою дослідження є розробка методу оцінки впливу жорсткості пари голка-клин в’язальної машини на динаміку напружень, що виникають у стержні голки при ударі о клин. При вирішенні завдань, поставлених у цій роботі, були використані сучасні методи теоретичних досліджень, що базуються на теорії поширення хвиль напружень у плоских стержневих елементах при поздовжньому ударі. Враховуючи доцільність підвищення довговічності роботи голок в’язальних машин шляхом зниження напружень, що виникають при їх ударній взаємодії з клинами, стаття присвячена розробці методу оцінки впливу жорсткості пари голка-клин в’язальної машини на динаміку напружень, що виникають у стержні голки при ударі о клин. Представлений метод оцінки впливу жорсткості пари голка-клин в’язальної машини на динаміку напружень, що виникають у стрижні голки під час ударної взаємодії її з клинами в’язальних систем. Аналіз отриманих залежностей, показав, що жорсткість пари голка-клин впливає на величину напружень в стрижні голки, викликаних ударною хвилею. При цьому зниження жорсткості сприяє зниженню величини напружень у стержні голки. Голка має складну геометричну форму. Тому при ударі голки об клин у її тілі виникає складне поле напружень, яке залежить від геометричної форми голки. Отримані рівняння дають лише деяке наближення опису процесу зміни напружень в тілі голки при ударі її об клин. Однак отримані результати дозволяють дійти висновку, що зниження жорсткості пари голка-клин сприятливо впливає на підвищення довговічності в’язальних голок. Наукова новизна полягає у розвитку наукових основ та інженерних методів проектування в’язальних машин. Запропоновано інженерний метод та алгоритм розрахунку напружень в голці в’язальної машини, що виникають при взаємодії її з клинами механізму в’язання. Встановлено, що підвищення довговічності голки можна досягти шляхом зниження жорсткості пари голка-клин.

The purpose of this study is to develop a method for assessing the influence of stiffness of the needle-wedge pair of a knitting machine on the dynamics of stress that occurs in the needle rod when it hits the wedge. To resolve the tasks assigned for this study, modern methods of theoretical research based on the theory of propagation of stress waves in flat rod elements under longitudinal impact were used. Given the expediency of increasing the life time of knitting machine needles by reducing the stress that occurs during their interaction with wedges, this article is devoted to the development of a method for assessing the influence of stiffness of the needle-wedge pair of a knitting machine on the dynamics of stress that occurs in the needle rod when it hits the wedge. Thus, this paper presents a method of assessing the influence of stiffness of the needle-wedge pair of a knitting machine on the dynamics of stress arising in the needle rod during its shock interaction with the knitting system wedges. The analysis of obtained dependencies showed that the needle-wedge pair stiffness affects the intensity of stress in the needle rod caused by the shock wave. At the same time, the reduction in stiffness helps to reduce the intensity of stress in the needle rod. The needle has a complex geometric shape. Therefore, when a needle hits a wedge, a complex field of stresses, which depends on the geometric shape of the needle, arises in its body. Equations presented in this study approximately describe the process of changing the stresses in the body of the needle when it hits the wedge. However, the results obtained allow us concluding that reducing the stiffness of the needle-wedge pair has a beneficial effect on increasing the life time of knitting needles. The development of scientific foundations and engineering methods of designing knitting machines. An engineering method and algorithm for calculating the stresses in the needle of a knitting machine, which arises when it interacts with the knitting mechanism wedges, are proposed. It has been established that the life time of the needle can be increased by reducing the stiffness of the needle-wedge pair.