高速织机综框的动态特性分析与设计的论文

《高速织机综框的动态特性分析与设计的论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、高速织机综框的动态特性分析与设计的论文作者：邱海飞王益轩林力刘欣　　论文关键词:织机综框振动特性动态设计有限元方法cosmos　　论文摘要:综框是开口机构的主要工作部件,其动态性能的好坏会直接影响织机的正常工作。针对不同筘幅的综框,在solid／min以上。织机门幅也达380cm以上，这对综框的设计要求进一步提高。观察综框在织造中的运动状况，其动态受力有综框上下运动的冲击力，织物张力所致的弯曲力，综框在环境温度变化下所产生的变形力等。.这些因素都会使综框在织机运转过程中发生不同程度的振动。综框的振动不但会造成断经。影响生产效率；而且当其与织机转速发生共振时。还会造成横梁断裂甚

2、至框架脱开口。所以在进行综框设计时，有必要研究其动态特性，进一步提高和改进综框的动态性能。本文通过对3种不同幅宽(190，230，280cm)综框的动态特性研究，对它们的模态振型进行对比分析．从而改善综框的结构设计，使其动态性能达到优良，适合各种高速织机的工作转速。本项研究在solidos模块对其进行动态分析。获得综框的模态和振型。在此过程中，综框模型完全按照国标(fz／t94009-1992)规定所建立。保证了综框几何结构的准确性，具有生产实用价值。而cosmos义是当今世界上最快的有限元分析软件。它与so1id幅宽织机上的数字化综框模型，然后在此模型基础上通过参数化技术方

3、法，分别建立230cm与280cm幅宽织机的综框模型，其中综框的各部件及整体结构尺寸都是按照国标fz／t94009-1992所确立。建好的综框模型如图1所示。　　2有限元模型建立有限元模型时根据分析对象的结构特点，需要对已完成的几何模型进行简化处理，以便节省计算机资源。更加快捷地建立有限元模型。在此，去掉几何模型中一些关系不大的局部特征。就可以直接对综框划分网格。cosmososn。综框材料的主要参数如表1所示。至此，综框的有限元模型已建立完成，接下来就可以在cosmos幅宽织机的综框进行分析，然后通过参数化技术手段改变综框的几何模型，分别对230cm和280cm幅宽织机的综

4、框进行有限分析。cosmos筘幅综框为例。整个综框被划分为86048个单元，共157048个节点，每个节点有x、y、z方向3个自由度,最多可获得471144阶固有频率及相应振型。建立综框振动方程为：[m]{x}+[k]{x}={0}此系统振动方程是一组二阶常系数齐次线性微分方程组，其中质量矩阵[m]为单位阵．刚度矩阵[k]为对称阵，且[m]和[k]均为471144阶方阵。此振动方程可通过线性变换解耦合来求其解，而cosmosent)求解器。即快速有限元法，一种可以保证结果收敛的快速迭代法。其他两种综框振动方程的建立方法与此相同，但是由于有限元模型自由度的增多，振动方程组的维数

5、也随之增大。3结果与分析运行求解后，获得了综框的固有频率和振型。由于织机的工作转速只与综框前面的部分模态有关．故本文只考虑综框的前20阶模态，去除综框的刚体模态，得到1到20阶固有频率如表3所示。　　　　由表3数据可知。随着筘幅的增大，综框的各阶固有频率显著降低，在工况条件下就容易与织机的工作转速频率发展共振，产生很大的振幅使综框结构受到破坏，影响综框的使用寿命。对于190cm筘幅的综框，当织机工作转速到达1200r/min时，对其影响最大，因为它有2个20hz左右的频率。极其容易发生共振。它的2、3阶振型如图4(a)与(b)所示。　　　　由图4可以看出，对于190cm筘幅综

6、框。其2、3阶振型都是横梁和穿综杆在发生不同程度的弯曲振动．而综框的其他部件都未振动。由第2阶振型可以看出。综框的上下横梁及穿综杆都在振动．如图4(a)所示。其中上下横梁发生较大的弯曲振动，而且相位恰好相反，最大振幅出现在横梁中部位置．此时织机转速频率如果停留在19．776hz。那么综框横梁及穿综杆就极易发生断裂。故织机工作转速尤其要避开综框的第2阶固有频率。而其第3阶振型表现为横梁和穿综杆的横向振动振动幅度没有第2阶振型大。且最大振幅发生在距横梁右端约1／3处，如图4(b)所示。此时如果与织机转速发生共振同样会对综框的结构造成破坏。　　由以上分析可知190cm筘幅织机工作转

7、速应避开第2、3阶固有频率，以免横梁和穿综杆由于共振产生过大振幅而使其断裂。由表3数据可知当转速在600r／min和1800r／min时，对190cm综框没有什么影响；但如果织机要在1200r／min的转速下工作时．就必须改进此综框的动态特性，以消除其第2、3阶振型。此时可以通过改变综框的结构特征，或者在综框上安装吸振装置来消除其共振频率和振型。对于230cm筘幅综框，由表3可知影响其600r／min工作性能的主要是第1阶模态。其振型如图5所示。综框上下横梁和穿综杆发生较大的弯曲振动．横梁的中间部位是最