Процесс наматывания ровницы имеет ряд специфических особенностей. Слабо скрученную и сравнительно рыхлую ровницу наматывают на круглый цилиндрический нитеноситель (катушку) с постепенно уменьшающейся высотой прослоек, формируя цилиндр с конусообразными концами (рис). Такой способ формирования паковки позволяет получать равновесную и устойчивую структуру при значительной массе намотанной ровницы, очень малом угле раскладки и незначительном намоточном напряжении.
Чтобы ровница при наматывании имела высокое качество, ее наматывают на цилиндрическое тело с постоянным шагом витков во всех прослойках паковки, равным большему размеру п0 поперечного сечения ровницы. Такая форма сечения получается в результате воздействия на ровницу нитеводительной лапки и намоточного натяжения.
На ровничной машине кручение и наматывание ровницы происходит одновременно. Рогулька закручивает ровницу, которая затем, пройдя по полой ветви рогульки и через прорезь нитеводительной лапки, наматывается на катушку. Катушка и рогулька вращаются в одном направлении, но с разными частотами вращения. Следовательно, число наматываемых витков в единицу времени n = n к - n р = v cosb /(2pR)
Ровницу навивают на катушку по винтовой линии, поэтому скорость точки наматывания вдоль оси катушки
vy = v sin b = v h0 /(p2d2 + h02)0,5
Пренебрегая из-за малости величиной ho, получим
|
vy = vh0/(nd); h0 = nvyd/v = const |
Зависимость представляет собой первое уравнение наматывания ровницы, которое формулируется так: для обеспечения постоянства шага ho витков во всех прослойках паковки необходимо при увеличении диаметра тела намотки скорость vy точки наматывания уменьшать по гиперболическому закону, но сохранять ее постоянной при формировании текущей прослойки.
Шаг ho зависит от текса ровницы и типа ровничной машины. На практике ho находят экспериментально, а в первом приближении определяют по эмпирической зависимости:
ho = С (T)0,5
где Т – линейная плотность массы ровницы; C = const (для хлопчатобумажной ровницы С=3,6-3,7, а для льняной С = 2,25-3,30).
Скорость точки наматывания можно представить и в ином виде:
v1= n ho = (n к - n р) ho
откуда найдем зависимость частоты вращения катушки от n р, v и d:
|
n к = n р + v/pd |
где: n - число наматываемых витков в единицу времени.
Данная зависимость является вторым уравнением наматывания ровницы: с увеличением диаметра d тела намотки частота вращения катушки должна уменьшаться по гиперболическому закону, но оставаться постоянной при формировании текущей прослойки.
Число кручений ровницы k = n р/v, поэтому n к = v (k + 1/(pd)) где k – величина крутки ровницы. Из рисунка следует, что высота текущей прослойки HT
|
HT = H0 - (H0 – H1) (d – d0)/(d1 – d0) |
Данная зависимость является третьим уравнением наматывания ровницы: при формировании конических концов паковки необходимо после навивки текущей прослойки сокращать размах верхней каретки (точки наматывания) на столько, чтобы шаг ho витков оставался одинаковым во всех прослойках, а размах каретки уменьшается по закону прямой линии.
Таким образом, при намотке ровницы частота вращения катушки (нитеносителя) и скорость возвратно-поступательного движения тела намотки вдоль оси вращения должны изменяться при увеличении диаметра тела намотки по уравнениям гиперболических кривых, но оставаться постоянными при формировании текущей прослойки.
Размах HT поступательного движения верхней каретки при увеличении диаметра тела намотки должен изменяться по закону прямой линии.
Во все уравнения наматывания входит изменяющаяся величина - диаметр тела намотки. При проектировании наматывающих механизмов ровничных машин необходимо знать закон изменения этого диаметра. Многочисленные экспериментальные исследования показали, что толщина последующей прослойки несколько больше предыдущей. При увеличении диаметра тела намотки давление нитеводительной лапки на наматываемый виток уменьшается примерно по закону прямой; при наматывании последней прослойки это давление в 1,5 раза меньше, чем при намотке первой прослойки.
Кроме того, при увеличении диаметра тела намотки уменьшается удельная нормальная сила Ni наматываемого витка на поверхность этого тела. По А. П. Минакову:
Ni = 2Q cos2b/d > 2Q/d
где: Q - намоточное натяжение ровницы; b — угол раскладки ровницы (b > 0); d - диаметр тела намотки (d0 b d b d1)
d0 и d1 - начальный и конечный диаметры паковки.
Постепенное уменьшение давления нитеводительной лапки и Ni ведет к уменьшению сплющивания ровницы, т. е. к увеличению размера d (см. рис. )
По данным В. Е. Зотикова, при наматывании хлопчатобумажной ровницы текущий диаметр тела намотки
d = d0 + 2 d1 m k1
где d1- толщина первой намотанной прослойки; m - число намотанных прослоек за время t, k1- коэффициент, учитывающий степень сплющивания ровницы (k1 = 1,11 — 1,16).
