Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Исследование и определение количественных характеристик демпфирования колебаний в узле веретена крутильно-мотального механизма

Диссертация: Исследование и определение количественных характеристик демпфирования колебаний в узле веретена крутильно-мотального механизма
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Современное машиностроение с повышенными требованиями к производительности и экономичности создаваемых машин, а также к качеству выпускаемых изделий характеризуется увеличением мощности и быстроходности машин при одновременном уменьшении их массы. С увеличением быстроходности и мощности повышается динамическая нагруженность машин и деталей, и возрастает влияние колебательных явлений на их работу… Читать ещё >

Содержание

  • Глава. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ МАШИН
    • 1. 1. Анализ демпфирующей способности узла веретена крутильно-мотального механизма
    • 1. 2. Демпфирование колебаний в материалах деталей машин
    • 1. 3. Демпфирование колебаний в местах контакта сопрягаемых поверхностей деталей машин
      • 1. 3. 1. Рассеяние энергии колебаний в плоских стыках
      • 1. 3. 2. Рассеяние энергии колебаний в цилиндричеких и конических стыках
      • 1. 3. 3. Рассеяние энергии колебаний в резьбовых соединениях
      • 1. 3. 4. Рассеяние энергии колебаний в подшипниках скольжения
      • 1. 3. 5. Рассеяние энергии колебаний в подшипниках качения
    • 1. 4. Демпфирование колебаний в мотальных узлах текстильных машин
  • Выводы по главе
  • Глава. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ РАССЕЯНИЯ ЭНЕРГИИ КОЛЕБАНИЙ В УЗЛЕ ВЕРЕТЕНА КРУТИЛЬНО МОТАЛЬНОГО МЕХАНИЗМА
    • 2. 1. Основные методы теоретических исследований конструкционного демпфирования колебаний
    • 2. 2. Рассеяние энергии колебаний в соединении шпули с насадкой шпинделя веретена
    • 2. 3. Рассеяние энергии колебаний в цилиндрическом теле намотки при изгибе оправки
  • Выводы по главе
  • Глава. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАССЕЯНИЯ ЭНЕРГИИ КОЛЕБАНИЙ В УЗЛЕ ВЕРЕТЕНА КРУТИЛЬНО МОТАЛЬНОГО МЕХАНИЗМА
    • 3. 1. Экспериментальные методы оценки рассеяния энергии колебаний
    • 3. 2. Экспериментальный стенд
    • 3. 3. Опытные образцы
    • 3. 4. Методика проведения испытаний
    • 3. 5. Результаты исследований
  • Выводы по главе

Исследование и определение количественных характеристик демпфирования колебаний в узле веретена крутильно-мотального механизма (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Современное машиностроение с повышенными требованиями к производительности и экономичности создаваемых машин, а также к качеству выпускаемых изделий характеризуется увеличением мощности и быстроходности машин при одновременном уменьшении их массы. С увеличением быстроходности и мощности повышается динамическая нагруженность машин и деталей, и возрастает влияние колебательных явлений на их работу. Поэтому всё большую роль играют такие критерии работоспособности оборудования как прочность, жесткость и виброустойчивость.

Из всех свойств колебательных систем различных машин способность демпфирования колебаний остается до сих пор наименее изученной. Между тем знание диссипативных свойств узлов крайне важно для расчётов виброустойчивости машины и разработки конструктивных мероприятий по её повышению.

Рассеяние энергии колебаний (демпфирование) происходит:

1. В материале деталей (внутреннее трение).

2. В местах контакта сопрягаемых поверхностей деталей (в основном внешнее трение).

3. В масляных слоях смазки (в основном вязкое трение жидкости).

К настоящему времени сформировались три ведущие отечественные научные школы по исследованию демпфирования колебаний в машинах.

В трудах школы профессора Г. И. Писаренко были достаточно полно решены проблемы рассеяния энергии колебаний в материалах деталей.

Учёные под руководством проф. Я. Г. Пановко от исследования проблемы внутреннего трения в материалах деталей перешли к изучению конструкционного демпфирования колебаний (рассеяния энергии колебаний в контактах сопрягаемых деталей и в масляных слоях сопряжений). При этом было установлено, что потери энергии колебаний в сопряжениях деталей машин и в масляных слоях (конструкционное демпфирование) на порядок выше потерь в материале деталей.

Основным направлением исследований научной школы во главе с профессором Д. Н. Решетовым, стало изучение конструкционного демпфирования колебаний с учётом нормальных и касательных контактных деформаций в стыках деталей. Монографии, статьи в журналах, и диссертации по данной тематике, могут составить специализированную научную библиотеку.

Проблема демпфирования колебаний в узлах машин различного отраслевого назначения остаётся актуальной и сегодня. В частности современные текстильные машины и их узлы следует рассматривать как колебательные системы, находящиеся во взаимодействии с технологической нагрузкой. При этом динамика их узлов часто оказывает решающее влияние на качество выпускаемой продукции.

Кольцевые прядильные и крутильные машины составляют в настоящее время основу парка оборудования отечественных и зарубежных текстильных фабрик по выпуску высококачественной пряжи из натуральных и химических волокон. Производительность и качество продукции этих машин во многом определяются работой их крутильно-мотальных механизмов, совершенствование конструкций которых немыслимо без глубоких исследований протекающих в них динамических процессов.

Актуальность темы

.

Для построения динамических моделей крутильно-мотальных механизмов необходимо знать не только инерционные и упругие, но и диссипатив-ные характеристики их элементов и узлов, а также учитывать влияние нарабатываемой текстильной паковки на общую динамику механизма.

Поэтому настоящая работа, посвященная исследованию и определению количественных характеристик рассеяния энергии колебаний в узле веретена крутильно-мотального механизма, является актуальной и обоснованной с точки зрения практической значимости поставленной проблемы.

Цель работы.

Определение особенностей и количественных характеристик рассеяния энергии колебаний в сопряжениях элементов узла веретена крутильно-мотального механизма текстильной машины и в формируемых текстильных паковках пряжи различного состава.

Задачи, решаемые в работе.

1. Создание расчётной модели и теоретическое определение количественных характеристик демпфирования колебаний в соединениях деталей веретена крутильно-мотального механизма.

2. Создание расчётной модели и теоретическое определение количественных характеристик рассеяния энергии колебаний в текстильной паковке.

3. Разработка методики проведения экспериментов по определению демпфирования колебаний в веретене.

4. Разработка и изготовление экспериментального стенда.

5. Экспериментальное определение количественных характеристик рассеяния энергии колебаний в сопряжениях элементов веретена и в формируемых текстильных паковках.

Методы исследований.

При проведении теоретических исследований использованы методы теоретической механики, сопротивления материалов, вычислительной техники и методы определения рассеяния энергии колебаний в местах контакта сопрягаемых деталей, основанные на анализе потерь энергии колебаний при относительном проскальзывании сопряженных поверхностей и при контактных деформациях в стыках.

При выполнении экспериментальных исследований демпфирования колебаний использованы известные методы «затухающих колебаний» и «статической петли гистерезиса», а также оригинальная методика проведения испытаний, основанная на корректном применении методов планирования эксперимента, теории вероятностей и математической статистики.

Научная новизна.

Научная новизна работы заключается в определении количественных характеристик рассеяния энергии колебаний в узле веретена крутильно-мотального механизма, необходимых для реальной комплексной оценки его демпфирующих свойств и моделирования динамики данного механизма.

В ходе выполнения диссертационной работы впервые:

1. Решены теоретические задачи по определению рассеянной за цикл энергии колебаний в соединении шпули с насадкой шпинделя веретена кру-тильно-мотального механизма и в текстильной паковке цилиндрической формы с параллельной намоткой.

2. Разработаны экспериментальный стенд и методика проведения испытаний по исследованию демпфирования колебаний в стыках элементов веретена и в текстильных паковках пряжи различного состава.

3. Определены экспериментальным путём количественные характеристики рассеяния энергии колебаний в виде коэффициентов поглощения в соединении шпули с насадкой шпинделя веретена крутильно-мотального механизма и в текстильных початках пряжи различного состава и массы.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

Определённые в результате проведения работы количественные характеристики демпфирования колебаний (коэффициенты поглощения) в соединении шпули с насадкой шпинделя веретена и в формируемых текстильных паковках позволяют дать реальную оценку рассеяния энергии колебаний в узле веретена крутильно-мотального механизма и уточнить коэффициенты демпфирования, непосредственно используемые в уравнениях, моделирующих динамику этого механизма.

Полученные экспериментальные значения коэффициентов поглощения приняты к использованию в системе расчётно-конструкторских работ ОАО «ЦНИИмашдеталь», г. Москва.

Результаты работы предназначены для использования в научно-исследовательской и расчётно-конструкторской деятельности организаций и предприятий текстильной промышленности, а также могут быть полезны при выполнении научно-исследовательских работ студентов высших учебных заведений текстильного профиля.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т. — М.: Машиностроение, 1981. — Т. 6. Защита от вибраций и ударов / Под ред. К. В. Фролова, 1981 — 456с.
  2. Теория механизмов и механика машин / К. В. Фролов и др.- под ред. Г. А. Тимофеева М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2009. — 688 с.
  3. И.М. Теория колебаний БЛ^и. М.: Дрофа, 2004. 591 с.
  4. М.М. Теория колебаний / М. М. Ильин, К. С. Колесников, Ю. С. Саратов / Под общ. ред. К. С. Колесникова М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003.-272 с.
  5. С.П. Колебания в инженерном деле / С. П. Тимошенко, Д. Х. Янг, У. Уивер. М.: Машиностроение, 1985. — 472с.
  6. Я.Г. Внутреннее трение при колебаниях упругих систем. — М.: Физматгиз, 1960 190 с.
  7. Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. М.: Машиностроение, 1976 —320с.
  8. Я.Г. Введение в теорию механических колебаний. М.: Наука, 1991 -256 с.
  9. Я.И. Вибрации и шум в текстильной и лёгкой промышленности (Измерения, характеристики и методы борьбы) / Я. И. Коритысский, И. В. Корнев, Л. Ф. Лагунов и др. / Под ред. Я. И. Коритысского. М.: Легкая индустрия, 1974. — 328с.
  10. Э.А. Динамика текстильных машин. М.: МГТУ, 2001. — 247с.
  11. А.Ф. Динамика машин для производства химических нитей и волокон / А.Ф. Прошков- А. П. Яскин. М.: МГТУ, 2001. — 360с.
  12. А.П. Моделирование распределенного конструкционного демпфирования при установившихся и переходных процессах // Известия РАН. Механика твердого тела. № 4, 2001. с. 143−150.
  13. А.П. Дифференциальная модель частотно-независимого рассеяния энергии при колебаниях // Прикладная математика и механика, т.66, вып 1.2002.-с. 127−133.
  14. А.П. Моделирование конструкционного демпфирования, зависящего от среднего напряжения в цикле // Известия РАН. Механика твердого тела. № 4, 2004. с. 161−167.
  15. А.П. Совместное моделирование частотно-независимого и вязкого демпфирования колебаний // Известия РАН. Механика твердого тела. № 3,2004.- с. 164−171.
  16. А.П. Влияние статических напряжений и деформаций на затухание вибраций в конструкциях // Проблемы машиностроения и надежности машин № 4, 2006. с. 95−100.
  17. А.И. Расчёт и конструирование машин прядильного производства / А. И. Макаров, А. Г. Севостьянов, А. Ф. Прошков, А.Д. и др. / Под ред. А. И. Макарова. М.: Машиностроение, 1981. — 464с.
  18. Э.А. Кольцепрядильные и кольцекрутильные машины / Э. А. Попов, Л.Н. Олейникова-М.: МГТА, 1999. 16 с. 23 .ГОСТ 27 289−87. Веретена кольцевых прядильных и крутильных машин. Основные параметры и размеры. — М.: Издательство стандартов, 1987.-8 с.
  19. ГОСТ 160–84. Веретена прядильных и крутильных машин. Общие технические условия. М.: Издательство стандартов, 1985. — 14 с.
  20. H.H. О рассеянии энергии при вибрациях // Журнал технической физики, 1938, т. 3, № 6.- с. 156−161.
  21. Д.Н. Демпфирование колебаний в деталях станков / Д.Н. Реше-тов, З. М. Левина // В кн.: Исследование колебаний металлорежущих станков. -М.: Машгиз, 1958. с. 45−86.
  22. Г. С. Колебания механических систем с учётом несовершенной упругости материала. Киев: Изд-во АН УССР, 1970. — 379 с.
  23. Г. С. Вибропоглощающие свойства конструкционных материалов / Г. С. Писаренко, А. П. Яковлев, В. В. Матвеев. — Киев: Наукова думка, 1971.-376 с.
  24. А. Демпфирование колебаний: Пер. с англ. / А. Нашиф, Д. Джо-унс, Дж. Хендерсон М.: Мир, 1988. — 488с.
  25. Н.Г. Конструкционное демпфирование в неподвижных соединениях / Н. Г. Калинин, Ю. А. Лебедев, В. И. Лебедева, Я. Г. Пановко, Г. И. Страхов. Рига: Изд-во АН Литовской ССР, 1960. — 169с.
  26. Pian Т.Н.Н. a. Hallowell F.C. Structural damping in a simple built-up beam. Ir., Proc. First. U.S. nat. congr. appl. mech., ASME, 1952, 97−102.
  27. Д.Н. Демпфирование колебаний в соединениях деталей машин / Д. Н. Решетов, З.М. Левина// Вестник машиностроения, 1956, № 12.-c.3−13.
  28. C.B. Исследование и расчёт демпфирования колебаний в контактах деталей машин. Дис.к.т.н., М., 1982.- 198 с.
  29. З.М. Контактная жесткость машин / З. М. Левина, Д. Н. Решетов — М.: Машиностроение, 1971. 262с.
  30. В.Н. Исследование касательной податливости деталей машин. Дис.к.т.н., М., 1970.- 186 с.
  31. В.Н. Исследование и расчёт касательной податливости плоских стыков // Станки и инструмент, 1967, № 7. — с. 22−24.
  32. JI.B. К расчёту контактных деформаций // Известия вузов. Машиностроение, 1968, № 1.- с.54−58.
  33. В.И. Предварительное смещение и жесткость механического контакта.- М.: Наука, 1975.- 59 с.
  34. Yoshemura M., Okushima К. Computer aided designimprovement of machine — tool structure incorporating jaint dynamics data // CJRP Ann., 1979, 28, № 1, p. 241−246.
  35. C.B. Демпфирование в стыках при тангенциальных колебаниях / C.B. Палочкин, Д. А. Генкин, Д. Н. Решетов // М.: Известия вузов. Машиностроение, 1983, № 3. с. 27−30.
  36. И.И. Исследование демпфирующих свойств конических, резьбовых, шпоночных и шлицевых соединений / И. И. Вульфсон. Б. В. Сердюков, М. Э. Бауэр. М.: ОКБС МСиИП, 1967. — 30с.
  37. И.И. Экспериментальное исследование демпфирующей способности затянутых конических и резьбовых соединений / И. И. Вульфсон. Б. В. Сердюков // В кн.: Рассеяние энергии при колебаниях упругих систем. Киев: Наукова думка, 1968. — с.405−409.
  38. Н.В. Исследование демпфирования колебаний в деталях машин. Дис.к.т.н., М., 1967.- 184 с.
  39. В.И. Рассеяние энергии и оптимальная посадка в цилиндрических соединениях / В. И. Гогилашвили, М. И. Хвингия // В кн.: Рассеяниеэнергии при колебаниях механических систем.- Киев: Наукова думка, 1970.- с. 421−430.
  40. .З. Конструкционное демпфирование в соединении зажимными кольцами / Б. З. Метелица, И. А. Яцюк // Вестник машиностроения, 1976, № 11.- с. 34−36.
  41. Г. В. Демпфирование в резьбовых соединениях металлорежущих станков // Станки и инструмент, 1979, № 5.- с. 7−10.
  42. С.В. Демпфирование колебаний в болтовых соединениях со стопорными элементами / С. В. Палочкин, E.H. Петров // Известия вузов. Машиностроение, 1984, № 5. с. 30−32.
  43. Ito Y., Maksuko М. Stydion the damping capacity of bolted joints // Effects of the joint surfaces condition Bull. JSME, 1975, 18, № 117.-p. 319−326.
  44. Nishiwaki N., Maksuko M., Ito Y., Orumara J. A studyon damping capacity of a jointed contilever beam 2nd report // Comparison between theoretical and val-nes Bull. JSME, 1980, 23, № 177.-p. 469−475.
  45. Tsuisumi M., Ito Y. Damping mechanism of a bolted joint in machine tools // Proc. 20th. Int. Mach. Tool. Des. and Res. Conf. Sub-Conf. Elect. Process., Birmingham, 1980, p. 443 448.
  46. Weck M. Steifigkeits- und Dampfungskennwerte verschraubter trockener Fugestellen//Ind. Anz., 1981, 103, № 18.-s. 41−48.
  47. А.Г. Устойчивость движения валов в подшипниках жидкостного трения / А. Г. Бургвиц, Г. А. Завьялов М.: Машиностроение, 1964.- 148 с.
  48. М.В. Теоретические основы работы подшипников скольжения.- М.: Машгиз, 1959.- 403 с.
  49. Д.В. Теоретическое и экспериментальное определение динамических характеристик подшипников скольжения в гидродинамическом режиме // Проблемы трения и смазки (США), 1979, № 2, с. 17−29.
  50. Э.Л. Динамические свойства масляной плёнки в подшипниках скольжения // Извести АН СССР, ОТН, 1961, № 6.- с. 52−67.
  51. Э.Л. Демпфирование самовозбуждающихся колебаний роторов на подшипниках скольжения // Известия АН СССР, ОТН, Механика, 1965, № 3. с. 54−68.
  52. И.Д. Экспериментальное определение коэффициентов жесткости и демпфирования масляной плёнки в подшипниках скольжения / И. Д. Ямпольский, В. Р. Делятицкий, М. Г. Сидоренко // Машиноведение, 1975, № 5.- с.28−30.
  53. Kirk R., Gunter EJ. Stability and transient motion of a plain jornal monnted in flexibtl damped supports // Trans. ASME, 1976, В. 98, № 2.- p.-576−592.
  54. Д.Н. Демпфирование энергии колебаний в гидродинамических подшипниках / Д. Н. Решетов, С. В. Палочкин // Известия вузов. Машиностроение, 1984, № 5.-с. 19−25.
  55. С.А. Демпфирование продольных колебаний в передачах винт-гайка и в опорах винтов / С. А. Шувалов, З. М. Левина, Д. Н. Решетов // Станки и инструмент, 1973, № 4.- с. 4−7.
  56. Gold B.W. Berechnung mehrstufiger Zahnradgetribe // Ind. Anz., 1981, 103, № 18.-s. 30−37.
  57. Kleipzig W. Experimentelle Ermittlung der Dampfungskonstante eines doppelreihingen Zylindrrollenlagers // Maschinenbautechnik, 1977, 26, № 3, — s. 112 115.
  58. Weck M., Ophey L. Experimentelle Ermittlung der Steifigkeit und Dampfung radial belaster Walzlager // Ind. Anz., 1981, 103, № 79.-s. 32−35.
  59. Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т. — М.: Машиностроение, 1980. Т. 3. Колебания машин, конструкций и их элементов / Под ред. Ф. М. Диметберга и К. С. Колесникова, 1980 — 544с.
  60. А.П. Веретено. М.: Гизлегпром, 1950. — 239 с.
  61. Я.И. Исследование динамики и конструкции высокопроизводительных веретён текстильных машин. М.: Машгиз, 1963. — 643с.
  62. , А.Ф. Исследование и проектирование мотальных механизмов — М.: Машгиз, 1963. 315 с.
  63. Э.А. Динамика шпинделей крутильных механизмов текстильных машин. Дис. докт. техн. наук. М., 1977. — 234 с.
  64. Э.А. Нестационарные колебания веретен с гибким шпинделем и тяжелыми насадками. Дис.. канд. техн. наук. М., 1964. — 101 с.
  65. A.A. Совершенствование технологических операций формирования и наматывания пряжи на кольцевой прядильной машине: Дис.. канд. техн. наук.- Иваново, 2006.-135 с.
  66. А.Х. Исследование механизмов наматывания свежесформиро-ванного синтетического волокна: Дис. канд. техн. наук.- JL, 1977.-186 с.
  67. А. А. Исследование процесса и механизмов фрикционного наматывания синтетических нитей. Дис.. канд. техн. наук. М., 1981. -200 с.
  68. С. Г. Исследование и проектирование фрикционных намоточных механизмов машин для производства химических волокон. Дис.. канд. техн. наук. М., 1984. — 221 с.
  69. В.П. Исследование и проектирование подвесок высокоскоростных бобинодержателей намоточных механизмов машин для производства химических волокон. Дис.. канд. техн. наук. М., 1983. — 247 с.
  70. С.Н. Нелинейная механика текстильных процессов. — Кострома: КГТУ, 2004. 144 с.
  71. C.B. Методы и средства контроля основных параметров текстильных паковок: Монография / C.B. Палочкин, П. Н. Рудовский, М. Н. Нуриев М.: МГТУ им. А. Н. Косыгина, 2006. — 240 с.
  72. Wegener W. Druckverteilung in Streckzwirnspulen / W. Wegener, H. Bechlen-berg // Textil Praxis, 1969, Nr. 4. — s. 224−232, Nr. 5. — s. 301−306, Nr. 7. — s. 448−456.
  73. В.И. Сопротивление материалов M.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010.-590 с.
  74. С.П., Гудьер Дж. Теория упругости : Наука, 1979. — 560 с.
  75. Г., Корн Т. Справочник по математике. М.: Наука, 1978. — 832 с.
  76. Д.Н. Возбуждение и демпфирование колебаний в станках / Д. Н. Решетов, З. М. Левина // В кн.: Исследование колебаний металлорежущих станков при резании металлов. М.: Машгиз, 1958. — с. 87−155.
  77. С.С. Колебания металлорежущих станков.- М.: Машиностроение, 1978. 199 с.
  78. Д.А. Условия оптимального демпфирования колебаний механизма//Известия вузов. Машиностроение, 1977, № 1.- с. 32−36.
  79. Е.И. Динамика привода станков. М.: Машиностроение, 1966. -204 с.
  80. И.В. Трение волокнистых веществ — М., Л.: Государственное издательство легкой промышленности, 1941. 125 с.
  81. Р.И. Практика применения систем MathCAD PRO. — M.: Высшая школа, 2003.- 431 с.
  82. А.П. Основы теории наматывания и сматывания нити // Текстильная промышленность. 1944. — № 10, с. 11—16, № 11—12, с. 10—18.
  83. Система ACTest сбор и обработка экспериментальных данных — М.: ООО «Лаборатория автоматизированных систем (АС)», 2007.- 267 с.
  84. А.Г. Методы и средства исследования механико-технологических процессов текстильной промышленности М.: Легкая индустрия, 1980.- 392 с.
  85. А.Ю. Экспериментальные исследования демпфирования колебаний в крутильно-мотальном механизме / А. Ю. Колягин, C.B. Палочкин // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 2009, № 2С. — с. 91−95.
  86. А.Ю., Палочкин C.B. Конструкционное демпфирование в соединении шпули с насадкой шпинделя веретена // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 2010, № 3. — с. 81−85.
  87. П.Н., Палочкин C.B., Колягин А. Ю., Лабай Н. Ю. Демпфирование колебаний-в цилиндрическом теле намотки при изгибе оправки // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 2010, № 5. — с. 95−99.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!