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高速織機綜框的動態特性分析與設計

時間:2010-06-02 08:00:00 來源:

    由以上分析可知190 cm筘幅織機工作轉速應避開第2、3階固有頻率,以免橫梁和穿綜桿由于共振產生過大振幅而使其斷裂。
   
    由表3數據可知當轉速在600 r/min和1 800 r/min時,對190 cm綜框沒有什么影響;但如果織機要在1 200 r/min的轉速下工作時.就必須改進此綜框的動態特性,以消除其第2、3階振型。此時可以通過改變綜框的結構特征,或者在綜框上安裝吸振裝置來消除其共振頻率和振型。
   
    對于230 cm筘幅綜框,由表3可知影響其600 r/min工作性能的主要是第1階模態。其振型如圖5所示。綜框上下橫梁和穿綜桿發生較大的彎曲振動.橫梁的中間部位是最薄弱、最容易斷裂的地方。與190 cm筘幅綜框不同的是,230 cm筘幅綜框完全可以用在轉速為1 200 r/min的織機上,因為其沒有20 Hz左右的周有頻率;但是當織機轉速達到2 000 r/min左右時.此綜框就容易發生破裂,影響其動態特性的主要是第5階振型。
   


    由圖6可看出。綜框的整個邊框都出現振動。其中上下橫梁及穿綜桿發生垂直方向的振動,而側檔則發生左右方向的振動,此綜框如果直接用于2 000 r/min的高速織機。將對綜框造成致命性的破壞,即整個綜框結構可能發生解體。圖6中變形前和變形后的綜框形成鮮明對比,準確且明顯地預測了此綜框在共振頻率下的破壞程度和趨勢。以此為依據。在進行綜框動態設計時就可以有針對性地優化綜框結構,使其動態特性適合高速織機的工作要求。
   


    280 cm筘幅綜框的第2階振型如圖7(a)所示,與圖5中振型相似,主要都是綜框邊框及穿綜桿的彎曲振動,在此不再分析。而第7階振型中上下橫梁及穿綜桿振動都很厲害,由圖7(b)可知.當織機開到1 800 r/min時。此綜框的上下橫梁將會發生劇烈振動,極有可能從橫梁中問部位斷裂,而且穿綜桿與橫梁的振動趨勢一致,在織機工作頻率接近29.549 Hz時也會遭到破壞。從表3可以看出,280 cm筘幅綜框與230 cm筘幅綜框一樣.也沒有靠近20 Hz左右的頻率,所以完全可以在1 200 r/min的高速織機上使用此綜框。
   


    4結語
   
    通過對3種不同筘幅綜框的幾何建模及有限元計算分析,可以看出綜框動態特性的好壞對織機的正常運轉影響很大,可從以下幾個方面對其進行設計和改進:
   
    (1)改變綜框的結構,比如改變橫梁或者側檔的結構尺寸等.此時綜框的質量矩陣[M]及剛度矩陣[K]均發生變化,振動方程也隨之改變,從而消除對織機工作有較大影響的模態,以避免織機工作時和綜框發生共振。
    (2)采用不同的材料,材料不同綜框的動態特性也不相同,例如采用碳纖復合材料,可以大幅增加綜框的各階振動頻率,從而使織機能在更高的轉速下穩定工作。
    (3)在綜框上面增加吸振裝置,改變綜框的固有頻率和振型.使其適合不同工作轉速的織機。