Научный журнал

Фундаментальные исследования

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

• Авторы
• Файлы

Назарова М.В., Бойко С.Ю., Шипилова Г.С.

Статья в формате PDF

136 KB

Переход экономики на рыночный путь развития внес свои коррективы в работу предприятий текстильной отрасли.

В этих условиях текстильные предприятия поставлены перед необходимостью частой смены вырабатываемого ассортимента, улучшения качества выпускаемой продукции, снижения затрат на производство и уменьшение себестоимости вырабатываемых тканей.

Проектирование рациональной одежды, обладающей специальными свойствами для различных климатических и производственных условий, является большой и весьма сложной научной проблемой, успешно решить которую можно только на базе комплексного использования данных разносторонних направлений научной деятельности.

Поэтому актуальной является задача, обусловленная необходимостью создания эффективных методов и средств индивидуальной и комплексной защиты человека от вредных воздействий окружающей среды, что является одной из важнейших технико-экономических и социальных задач, стоящих перед учеными.

В данной работе проведена разработка метода расчета и проектирования виброизолятора на основе использования тканых структур.

Проведенный анализ литературных источников показал многообразие работ, посвященных методам проектирования, расчета и оптимизации тканей. Установлено, что из всего многообразия работ, связанных с созданием виброизолирующих устройств, методов и средств защиты от воздействия вибрации, исследований конструкционного материала, обладающего виброзащитными свойствами, на основе ткани проведено недостаточно. В работах, посвященных проектированию основоворсовых тканей по заданным свойствам, не учитываются такие важные эксплуатационные свойства ткани, как теплопроводность, виброизоляция и др.

 На основе анализа модели вибрационной системы разработана методика проектирования и алгоритм расчета параметров конструкционного материала, обладающего виброзащитными свойствами.

На основе модели вибрационной системы разработан алгоритм расчета параметров конструкционного материала, обладающего виброзащитными свойствами.

   Порядок проектирования конструкционного материала с виброзащитными свойствами включает 2 этапа:

• 1. Расчёт виброизолятора для создания конструкционного материала с виброзащитными свойствами.
• 2. Проектирование ткани, обладающей виброзащитными свойствами, на основе расчета виброизолятора.

   Целью первого этапа проектирования является определение параметров виброизолятора. При расчете параметров виброизолятора использовано следующее соотношение:

                            (1)

где F_А - вынуждающая внешняя сила;

m - масса инерционного элемента;

x - координата инерционного элемента, отсчитываемая от положения устойчивого равновесия:

;

x_A - амплитуда x;

t - время ;

ω - угловая частота колебаний;

φ - начальная фаза;      

h - коэффициент демпфирования, ;

b - сопротивление демпфера;

ω₀ - собственная угловая частота недемпфированной системы, ;

c - жесткость пружины.

В результате проведения математических преобразований формулы (1) и расчета безразмерных параметров виброизолятора получаем формулу для расчета коэффициента передачи силы:

                                                              (2)

Задаваясь необходимым значением коэффициента передачи силы, решаем равенство (2) относительно коэффициента , показывающего соотношение угловой частоты колебаний возмущающей силы к собственной угловой частоте недемпфированной системы:

                  (3)

С использованием ПЭВМ были выполнены необходимые расчёты для построения частотной характеристики коэффициента передачи силы.

Из анализа частотных характеристик коэффициента передачи силы следует, что с целью компенсации колебаний, необходимо понизить собственную частоту недемпфированной системы. Для этого необходимо уменьшить жесткость виброизолятора, однако такое уменьшение не должно быть значительным, так как при малых значениях жесткости нарушается силовая взаимосвязь оператора с исполнительным инструментом и объектом обработки.

В качестве виброизолирующего материала предлагается использовать неразрезную двухполотенную основоворсовую ткань.

Исходными данными для расчета ткани являются: толщина виброизолятора b_T, угловая частота вынуждающей силы f = 200 Гц, возбуждающая сила Fa ≤ 200 Н, масса виброинструмента m≤5-20 кг., статическая осадка принимается из условия, что x_ст = (0.2-0.3)b_T.

В результате проведенных расчетов при проектировании конструкционного материала с виброзащитными свойствами, установлены параметры виброизолятора, обеспечивающие необходимую величину погашения вибрации.

На втором этапе проектирования выбираем исходную ткань и проектируем ее параметры. Проведено проектирование виброизолятора на основе неразрезной двухполотной основоворсовой ткани по поверхностной плотности и толщине, а также произведен заправочный расчет исследуемой ткани. Базовой тканью была выбрана неразрезная двухполотенная основоворсовая ткань, переплетение грунта ткани, то есть переплетение коренной основы с утком репс основный 2/2, соотношение между коренной основой верхнего полотна, коренной основой нижнего полотна, ворсовой основой равно 1:1:1. Ворсовая основа закрепляется в ткани одной уточной нитью. Раппорт переплетения ткани по основе R_o=6, и по утку R_у=8.

В результате проектирования виброизолятора на основе неразрезной двухполотенной основоворсовой ткани по заданной поверхностной плотности и толщине определены количество нитей основы в верхнем и нижнем полотнах и расстояние между полотнами:

В результате проведенных расчетов получено:

• густота ворса (количество стоек на см² ) - К_С1,2=В_см²=274 стоек/см²;
• длина ворсовой основы, заработанной в метре ткани:

- l_OB1=11538,1 мм;

- l_OB2=11491,2 мм.

• количество нитей коренной основы в верхнем и нижнем полотнах и ворсовой основы:

- n_OK1=6004 нит., n_ОВ1=3002 нит (I - вариант);

- n_OK2=6180 нит., n_ОВ2=3090 нит. (II - вариант).

Разработанную неразрезную двухполотенную основоворсовую ткань рекомендуется использовать для изготовления защитных материалов при работе с ручным инструментом (пневматические и электрические перфораторы, шлифовальные, сверлильные машины и др.).

Библиографическая ссылка