ЗАДАНИЕ

1. Изучить правила техники безопасности при работе на чесальной машине.

2. Начертить кинематическую схему машины.

3. Изучить конструкцию механизма съемного гребня.

4. Построить кинематическую схему рычажного механизма.

5. Произвести кинематический анализ рычажного механизма и определить силы инерции, действующие на полотно съемного гребня.

6.  Построить  расчетную  схему,  определить максимальное напряжение и прогиб, возникающий в полотне съемного гребня [1].

Дано:

Рисунок 1 – Кинематическая схема рычажного механизма привода съемного гребня

Характеристики гребня:

ОА= r =10 мм=0,01 м;

АВ= l =72 мм=0,072 м;

O₁B=52 мм=0,052 м;

ОО₁=87 мм=0,087 м;

O₁C= R_гр =120 мм=0,12 м;

L₂=240 мм=0,24 м;

n=1700 об/мин.

        Ширина съемного гребня b=28 мм=0,028 м.

        Толщина h= 3,2 мм=0,0032 м.

Рисунок 2 – Кинематическая схема чесальной машины ЧММ-450-МЗ [2]

1 – холстовой валик; 2 – вал щетки для очистки шляпок; 3 – вал привода шляпочного полотна; 4 – валик для наматывания шляпочных очесов; 5 – питающий цилиндр; 6  – рабочий валик; 7 – чистительный валик; 8 – приемный барабан; 9 – главный барабан; 10 – съемный барабан; 11 – гребень; 12 – плющильные валики; 13 – валики лентоукладчика

Изобразим  средний  пролет  полотна  в  виде  защемленной  с  двух  сторон балки с равномерно распределенной нагрузкой (рис. 4). Так как схема является стандартной, то эпюры и прогибы балки от действия центробежных сил будут известны.

Рисунок 3 – Гребенная коробка машины ЧМВ-450 [3]

1 – корпус; 2 – качающийся вал; 3 – блок привода; 4 – кривошипный вал; 5, 8, 11, 12 – шарикоподшипники; 6 – рычаг; 7 – маслоотбойное кольцо;

9 – шатун; 10 – палец

Рисунок 4 – Расчетная схема съемного гребня

Для нахождения максимального напряжения воспользуемся следующими формулами:

                                                         (3)

где σ_max – максимальное напряжение в сечении, Н/м²;

      M_max – максимальный изгибающий момент, Н*м;

      q – распределенная нагрузка, Н/м;

      P_и – сила инерции, действующая на полотно съемного гребня, Н;

      W – момент сопротивления на изгиб поперечного сечения полотна в направлении действия силы Р_и, м³.

Сила инерции рассчитывается по формуле:

Р_и = m_c × a_cⁿ                                                  (4)

где m_с – масса полотна гребня среднего пролета, кг;

      а_сⁿ – максимальное ускорение полотна гребня, м/с².

Для  определения  сил, действующих на гребень,  рассчитаем кинематические характеристики точки С:

                                              (5)

где

                                                    (6)

w = 3,14 × 1700/30 = 177,9 с^-1

Следовательно,

V_c = -177,9 × 0,01 × 0,12 / 0,052 = -4,1 м/с

                                                     (7)

а_сⁿ = 4,1^2 / 0,12 = 140,08 м/с

Массу гребня найдем по формуле:

m_c = b × h × l₂ × ρ × 10^-9                                    (8)

m_c = 28 × 3,2 × 240 × 7800 × 10^-9 = 0,168 кг

где ρ – объемная плотность стали: ρ =7800 кг/м³.

Сила инерции будет равна:

Р_и = m_c × а_сⁿ                                                   (9)

Р_и = 0,168 × 140,08 = 23,5 Н

Распределенная нагрузка равна:

                                                 (10)

q = 23,5 / 0,24 = 97,9 Н/м

Изгибающий момент, действующий в середине сечения, равен:

                                                      (11)

M_max = 97,9 × 0,24^2 / 12 = 0,46 Нм

Для  определения  действующего напряжения рассчитаем геометрические характеристики сечения:

где J – экваториальный момент сечения полотна съемного гребня, м⁴.

Напряжение равно:

σ_max = 0,46/418,1 × 10^-9 = 1,1 МПа

Балка с защемленными концами является стандартной схемой нагружения, поэтому реакции в опорах и изгибающий момент можно рассчитать, используя известные формулы:                                                      (13)

где P – реакции в опорах, Н;

     M₀ – момент в заделке, Н*м.

Р = 23,5 / 2 = 11,75 Н

М₀ = 97,9 × 0,24^2 / 12 = 0,46 Нм