錠子振動測試的數(shù)學模型研究.pdf

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1、第23卷第3期2010年5月機電產品開笈與剴新Development&InnovationofMachinery&ElectricalProductsV01.23,No.3May.。2010文章編號:1002—6673(2010)03-027-03錠子振動測試的數(shù)學模型研究陳桑(天津工業(yè)大學機械電子學院,天津300160)摘要:錠子在紗線卷繞時的振動問題不僅與錠子本身的振動有關,還與紗線卷繞時的紗線作用力有關,本文以紗線在高速卷繞時錠子的振動為研究對象。建立了錠子振動的力學模型,并以此為依據(jù)設計錠子振動測試裝置。關鍵詞:

2、紡紗錠子;在線檢測;振動測試中圖分類號:029文獻標識碼:Adoi:10.3969/j.issn.1002-6673.2010.03.010SpindleVibrationTesttheMathematicaiModelCHENShen(SchoolofMechanicalandElectronic,TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300160,China)Abstract:Thespindleintheyamwindingvibrationproblemwhennotonlyth

3、evibrationofthespindleitself,withtheyamwhentheyamwindmgforcerelatedtothisarticleinordertowindingyarnwhenthespindleathighspeedvibrationforthestray.Estabhshmentofthespindlevibrationmechanicsmodel,andasabasisfordesignofthespindlevibrationtestequipment.Keywords:spinn

4、ingspindle;onlinetesting;vibrationtesting0引言錠子是紡紗機上加捻卷繞的主要部件之一.錠子的運轉穩(wěn)定與否,直接影響紡紗的質量。尤其在高速卷繞和精密卷繞的發(fā)展趨勢下,錠子的振動成為了高速卷繞的主要障礙。錠子是個以兩點支承的細長回轉軸為主體的組合件,在高速卷繞時引起振動的原因比較復雜,按照產生的原因主要分為強迫振動、臨界速度時的共振、I自激振動、紗線卷繞時密度不均以及紗線卷繞張力引起的振動[2t。1振動測試系統(tǒng)的數(shù)學模型;1.1錠子的強迫振動Y●Q(t)錠子的強迫振動.主要是由于錠桿本

5、身的彎曲變形、紗m管與錠桿配合不好、紗管本身J’質量不勻‘、管紗的質量偏心以1及紗線張力所帶來的不平衡力圖1錠子強迫振動受力分析圖!矩等因素所造成[21。n昏1Thespin珊eanalyses設錠子的質量是m;錠子pictunforcingvib蒯onto竺!竺坐竺。撕∞收稿日期:2010—03-09作者簡介:陳桑(1987-),男,遼寧人,大學本科學歷。研究方I向:新型紡織的機械設計。的轉速為to;幣為轉動的初相位;錠子的彈性力為F=kx,由綱領版的運動規(guī)律得錠子所受的干擾力是Q(y)=Hsin(ot+q)),由牛頓

6、第二定律得:Hsin(‘1)t+‘P)一Ky=m廣原式可以該寫成:廣=p了=hsin(oJt+‘P)(1)其中,p2:k/m;h=H/m,解得:yl=CtcosPt+Clsin_Pt(2)特解:y2=Asin(ot+q))(3)將式(3)代入式(1)中得:A(Pa-Wa)sin(tat+q0=hsin(cot+心其中,A-專;爐毒sin(蚶北y2yl+y2=CtcosPt+C#inPt+石h了8in(∞t+‘P)(4)令t=O,y=yo,y’_-y’o代入式(4)中,解得:Cl=)r一—島8in‘P;Cz=y'o一—了!

7、;生—Fcos‘P,得通解為:p‘_‘o.PP‘p?!甽'‘,y=yoeosPt+.LLsinPt一—j!!_丁(8in‘PcosPt+!生c∞‘Psir州Pp.一‘礦P+告sin(ot+q))P--09將原式表示成:y=y1+Y2+y3,其中:y=--yocosPt+y0sinPtIJ爐壽(sinqocosPt+∞pC08‘PsinPt).(5)·開發(fā)與創(chuàng)新·爐毒sin洶t+‘P)通過式(5)可以得到錠子受到強迫振動的i個階段,第一階段Y。,Y:,Y,同時存在,即錠子剛開始轉動時,振動系統(tǒng)不穩(wěn)定將會引起較大的振動。當錠

8、子運轉一定的時間后,錠子將會處于比較穩(wěn)定狀態(tài),振動較小。1.2錠子的臨界共振由式(1)。(5)可以得出,錠子的振動應該有兩個I臨界轉速。不同廠商生產的不同型號的錠子,因為結構不同.臨界轉速略有不同。錠子的各段長度及直徑如圖2所示。其中:設錠盤的質量為m;錠盤的轉動慣量為C;錠盤的赤道轉動慣量為A;錠底支撐強度為k’;

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