發(fā)布時間：2018-10-10 07:17

【摘要】：卷繞頭是化纖紡絲設備中的最關鍵的單元機之一,直接關系到高速紡絲技術的發(fā)展。近年隨著高速紡牽聯(lián)合紡絲技術的發(fā)展,紡絲速度得到很大提高,對卷繞頭的卷繞速度要求也隨之提高,開發(fā)新型高速卷繞頭成為進一步提高紡絲生產(chǎn)效率的當務之急。隨著新型卷繞頭轉(zhuǎn)速越來越快,振動問題成為卷繞頭設計中的關鍵問題,過大振動會造成構件的疲勞破壞,直接影響卷繞頭的使用壽命,同時還會影響紡絲質(zhì)量。本文以卷繞頭為研究對象,利用ansys建立其有限元模型,對不同絲餅直徑進行模態(tài)分析,得到卷繞頭各階固有頻率及振型。將卷繞頭的固有頻率和工作頻率進行分析比較,對可能發(fā)生的振動形式進行了分析。然后對卷繞頭在不平衡質(zhì)量引起的間諧激勵的作用進行諧響應分析,研究在不同的激振頻率下的振動響應,并得出兩種不同阻尼系數(shù)下的位移和應力響應,對比不同阻尼系數(shù)下的響應,發(fā)現(xiàn)振動響應的最大值對阻尼系數(shù)非常敏感,在共振區(qū)域,阻尼的增加可以使振動響應大大減小,而在遠離共振的區(qū)域,阻尼的影響則不大。最后,對不同直徑絲餅在工作轉(zhuǎn)速下的響應進行研究,得到危險位置的最大應力響應。再由Basquin方程和疲勞損傷累積理論,得出其疲勞壽命計算公式,通過數(shù)值積分計算得到卷繞頭的總損傷,最終得到疲勞壽命。研究發(fā)現(xiàn)通過增加阻尼減少振動能夠使卷繞頭達到使用壽命要求。本文為新型高速卷繞頭的優(yōu)化設計及安全使用提供了可靠的理論依據(jù),同時也為卷繞頭疲勞壽命評估建立了一套有效可行的方法。
[Abstract]:Winding head is one of the most important unit machines in chemical fiber spinning equipment, which is directly related to the development of high speed spinning technology. In recent years, with the development of high-speed spinning combined spinning technology, the spinning speed has been greatly improved, and the requirements for winding speed of the winding head have also been raised. Therefore, the development of a new type of high-speed winding head has become an urgent task to further improve the spinning production efficiency. With the speed of the new winding head becoming faster and faster, the vibration problem becomes the key problem in the design of the winding head. Excessive vibration will cause the fatigue damage of the component, which will directly affect the service life of the winding head and the spinning quality at the same time. In this paper, the finite element model of the coiling head is established by using ansys, and the modal analysis of different fillet diameters is carried out, and the natural frequencies and modes of the winding head are obtained. The natural frequency and working frequency of the winding head are analyzed and the possible vibration forms are analyzed. Then the harmonic response of the winding head induced by the unbalanced mass is analyzed, the vibration response of the winding head under different excitation frequencies is studied, and the displacement and stress responses under two different damping coefficients are obtained. Compared with the response under different damping coefficients, it is found that the maximum value of vibration response is very sensitive to the damping coefficient. In the resonance region, the increase of damping can greatly reduce the vibration response, but in the region far away from the resonance, the effect of damping is not significant. Finally, the response of silk cake with different diameters at working speed is studied, and the maximum stress response at dangerous position is obtained. Based on the Basquin equation and the fatigue damage accumulation theory, the fatigue life formula is obtained, and the total damage of the winding head is obtained by numerical integral calculation, and finally the fatigue life is obtained. It is found that the winding head can meet the service life requirement by increasing damping and reducing vibration. This paper provides a reliable theoretical basis for the optimization design and safe use of a new type of high speed winding head, and establishes a set of effective and feasible methods for evaluating the fatigue life of the winding head.
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TQ340.5;O346.2

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本文編號：2261130