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喷气织机后梁系统动态行为分析与经纱张力控制

梁林祖  
【摘要】: 随着纺织工业的发展,高速织造设备的应用越来越广泛。高速条件下,织机的振动加剧,纱线受力环境恶化,造成经纱断头率升高,生产效率降低。后梁是经纱张力的检测与调节元件,其动态特性对经纱张力的波动非常重要,本文即以WG—2000型喷气织机为对象,以某平纹织物织造工艺为例,建立织机后梁系统的数学模型,研究其动态行为,控制经纱张力,以求减轻振动、改善经纱受力条件。 首先,本文系统地分析了WG—2000型喷气织机的各主要机构的运动原理及其对经纱变形的影响,指出开口、打纬、松经和后梁的摆动是造成经纱变形的主要因素。然后,根据经纱张力矩与弹簧力矩平衡条件,建立了后梁系统静力学模型,分析了其静态特性,得出了动态分析所需的有关参数。 在静力学分析的基础上,将惯性力矩、阻尼力矩考虑进来,根据平衡原理建立后梁系统的较简单的单自由度非线性模型,通过数值求解得到它的运动参数,然后据此反向计算经纱张力的变化。研究表明,随经轴直径的减小,后梁摆动与经纱张力的变化趋于复杂,变化幅度及平均大小有所减小,而系统的固有频率、使经纱张力保持最佳的阻尼逐渐增加。进一步建立了更精确的两自由度模型,研究了经轴直径、阻尼对系统固有频率、后梁振动、经纱张力的影响,结果与单自由度模型分析非常一致,并且后梁左、右侧运动同步性很好,在后梁系统动态分析中,单自由度模型即可满足精度要求。 为验证后梁系统数学模型的可靠性,在织造现场进行了经纱动态张力的实验测试,通过实测数据与理论数据的比较、分析,证明了所建模型的正确性。 根据WG—2000型喷气织机的特点和后梁系统动态分析的结论,借鉴磁流变技术的研究成果,设计了一种用于该型织机后梁系统的磁流变阻尼器,推导了其动力学模型。用磁流变阻尼代替系统模型中的粘性阻尼项,并根据不同经轴直径时的最佳阻尼设定磁流变阻尼器模型的有关参数,建立基于磁流变技术的后梁系统动力学模型,同样采用数值法进行求解、计算,得到后梁摆动和经纱张力的变化情况,结果表明,磁流变阻尼器理论上实现了在整个织造过程中减缓后梁振动、改善经纱张力的设想。 本文针对WG—2000型喷气织机后梁系统的理论建模、综合性分析、结论及实验数据等对该型织机的设计、织造工艺的改进具有一定的理论指导意义和实际参考价值。


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