В результате произведенных расчетов механизма сопла автосъемника бобин было установлено: при работе радиального профиля кулачка и движении коромысла совместно с соплом в вертикальной плоскости наблюдается явление скачкообразного изменения углового ускорения ведомого звена; при работе торцового профиля кулачка и движении коромысла совместно с соплом в горизонтальной плоскости наблюдается явление скачкообразного изменения угловой скорости ведомого звена. Данные законы движения выходного звена неблагоприятно сказываются на работе механизма сопла и автосъемника бобин в целом, а именно: не обеспечивается надежность захвата соплом нити, идет быстрый износ роликов коромысловых кулачковых механизмов, нарушается процесс перебрасывания нити через устанавливаемый патрон. В целях устранения явлений мягкого и жесткого ударов рекомендовано перепрофилировать радиальный и торцовый профили кулачка таким образом, чтобы переход с одной сопрягаемой поверхности на другую происходил плавно, т. к. при расчете было выявлено отсутствие данного условия.
По данным произведенных расчетов были также определены фазы циклограммы механизма сопла, представленные в табл. 4, из анализа которой следует, что в механизме сопла имеет место одновременная работа радиального и торцового профиля кулачка при 235о. Этот фактор приводит к «заклиниванию» рычага захвата и смены патронов при передаче им принудительного движения соплу в определенный период работы автосъемника бобин и нарушению процесса перекидывания нити через устанавливаемый патрон, что говорит о недостаточной надежности применяемой структурной схемы.
Таблица 4. Фазы циклограммы механизма сопла
| Наименование фазы | Граничные значения фазы |
| Радиальный профиль кулачка | |
| 1. Подход к нити | 0–135 |
| 2. Выстой в зоне нити | 135–225 |
| 3. Отход от нити | 225–360 |
| Торцовый профиль кулачка | |
| 1. Выстой | 0–172 |
| 2. Отход к рычагу захвата и смены патронов | 172–207 |
| 3. Выстой | 207–222 |
| 4. Уход от рычага захвата и смены патронов | 222–235 |
| 5. Запрядка | 235 |
| 6. Выстой | 235–360 |
При модернизации механизма сопла наиболее рациональным вариантом является отказ от пространственной структурной схемы данного механизма и применение конструкции, работающей только в вертикальной плоскости.
Более подробно анализ функционирования механизма захвата и смены патронов и механизма сопла существующего автосъемника бобин отражен в работе.
Механизм управления рычагами бобинодержателя прядильной машины состоит из ведущего кулачка 1, имеющего радиальный и торцовый профили, и двухзвенного рычага 2. Радиальный профиль, воздействуя на ролик 3, поворачивает весь рычаг 2 относительно горизонтальной оси, что обеспечивает при соприкосновении ролика на конце рычага 2 с подвижным плечом бобинодержателя прядильной машины подъем последнего и отрыв бобины от мотального вала. Торцовый профиль обеспечивает поворот звена рычага 2 в направлении отклонения подвижного плеча бобинодержателя для его раскрытия и освобождения бобины из зажимов тарелок. Профили кулачка 1 выполнены так, что после выталкивания бобины и совмещения оси тарелок с осью патрона бобинодержатель освобождается от воздействия рычага 2, зажимает тарелками патрон и опускается вместе с ним на мотальный вал.
Механизм управления рычагами бобинодержателя прядильной машины имеет возможность переналадки в процессе эксплуатации, т.е. его движение можно согласовать с движениями остальных исполнительных органов автосъемника бобин и по данным производственных испытаний, проведенных сотрудниками ПензНИЭКИПМаша, работает достаточно надежно.
Следует отметить, что согласно кинематическому расчету для рассматриваемой конструкции АС‑120 угловые скорости ведущих звеньев всех вышеупомянутых исполнительных механизмов одинаковы и равны 1,4 с-1.
Поскольку механизм сопла в определенном цикле своей работы получает принудительное движение от механизма захвата и смены патронов, т.е. их нормальное функционирование взаимосвязано, к тому же выходное звено механизма сопла имеет сложную траекторию и выявлены недостатки в структурных схемах данных рабочих органов, поэтому наиболее целесообразным представляется обратить внимание на модернизацию механизма захвата и смены патронов и механизма сопла.
3.2 Определение конструктивных требований к функционально взаимодействующим структурным схемам рабочих органов автосъемника бобин
Главным условием нормального протекания технологического процесса съема наработанных бобин и установки на их место пустых патронов на пневмомеханической прядильной машине является четкое согласование работы основных исполнительных механизмов автосъемника бобин. С целью выявления взаимодействия рабочих органов автосъемника бобин был проведен анализ процесса замены наработанной бобины пустым патроном в вышеупомянутых источниках, а также на существующем автосъемнике бобин.
Данный анализ показывает, что при работе исполнительных механизмов автосъемника бобин должны выполняться следующие основные граничные условия, определяющие конструктивные требования к функционально-взаимодействующим структурным схемам рабочих органов:
- в исходном положении исполнительные органы основных механизмов не препятствуют продвижению автосъемника бобин вдоль фронта пневмомеханической прядильной машины;
- при своей работе исполнительные органы основных механизмов
автосъемника бобин не препятствуют выполнению друг другом технологических операций;
- выталкивание наработанной бобины из рычагов бобинодержателя пневмомеханической прядильной машины происходит после того, как механизм сопла произведет обрезку и захват нити;
- обрезку и захват нити соплом можно производить как в зоне между вытяжными валами и направляющим брусом, так и в зоне между направляющим брусом и мотальным валом прядильной машины, но нить легче обрезать в зоне между направляющим брусом и мотальным валом прядильной машины, т. к. там она имеет большее натяжение нежели в другой зоне;
- подъем рычагов бобинодержателя прядильной машины механизмом управления их движением происходит после того, как будет обрезана и захвачена нить, но до того момента, когда бобина будет вытолкнута;
- механизм сопла в зоне захвата и обрезки нити должен иметь достаточный выстой для проведения данной технологической операции;
- в зависимости от номера вырабатываемой пряжи выстой механизма сопла в зоне захвата и обрезки нити имеет различное значение;
- во время процесса перекидки обрезанной нити через устанавливаемый патрон, происходящего посредством передачи принудительного движения соплу механизмом захвата и смены патронов, сопло должно постоянно находиться в контакте с сопрягаемой поверхностью механизма захвата и смены патронов;
- возвращение рычагов бобинодержателя прядильной машины в исходное положение происходит после того, как обрезанная нить будет перекинута через патрон, установленный в рычаги бобинодержателя;
- при возвращении в исходное положение механизм сопла не должен находиться в зоне захвата и обрезки нити;
- при возвращении в исходное положение механизм сопла должен пройти зону между установленным патроном и мотальным валом после того, как они войдут во фрикционный контакт друг с другом, чтобы обрезанная нить была захвачена между патроном и мотальным валом;
- для того чтобы повысить эффективность работы автосъемника бобин, т.е. снизить время его рабочего выстоя около рабочего места прядильной машины, требуется наличие механизма второй обрезки нити, т.к. в противном случае необходимо дожидаться пока вся длина захваченной соплом нити не будет выбрана из него;
- скорость всасывания соплом нити не должна быть меньше скорости выпуска пряжи;
- для лучшего согласования движений исполнительных органов
автосъемника бобин необходимо иметь для выполнения каждой технологической операции в процессе съема наработанной бобины и установки на ее место пустого патрона свой отдельный рабочий орган;
- возвращение в исходное положение механизма сопла и механизма захвата и смены патронов происходит после того, как установленный патрон войдет в контакт с мотальным валом прядильной машины.
На основании этих граничных условий можно определить требования к траекториям функционально-взаимодействующих рабочих органов автосъемника бобин. Они заключаются в следующем:
- рабочий орган механизма выталкивания наработанной бобины может совершать возвратно-поступательное или возвратно-вращательное движение, следовательно, в первом случае его траекторией является прямая линия, в другом – дуга окружности;
- механизм управления рычагами бобинодержателя прядильной машины должен обеспечивать движение в двух взаимно перпендикулярных плоскостях: для подъема и разжатия рычагов, в обеих плоскостях движение может совершаться как по прямой линии, так и по дуге окружности;
- рабочий орган механизма захвата и смены патронов может совершать движение как по прямой линии, так и по дуге окружности;
- рабочий орган механизма сопла имеет сложную траекторию в виде замкнутой кривой линии, проходящей через характерные точки движения с выстоем.
В связи с вышеизложенным структурными схемами исполнительных органов автосъемника бобин могут являться: