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北京中丽高速卷绕头产品的仿真与性能分析 高速卷绕头产品的仿真与性能分析高速卷绕头，是化纤长丝纺丝设备中的关键核心设备，由机械局部和电气限制系统和气动系统三局部组成高速卷绕头构造困难，涉及机械、电气、气动等多种学科，属高科技产品，它的性能优劣，品质凹凸，干脆影响成品丝的质量北京中丽制机有限公司研发的高速卷绕头产品填补了国内空白，变更了我国化纤纺丝产品高速卷绕头设备长期以来主要依靠进口的局面企业的 BWA 系列高速卷绕头共有 4 种规格 ， 最高机械速度 6000 米 / 分钟〔 m /mim 〕 ， 纺丝工艺速度最高可达 5500 米 / 分钟〔 m /min 〕 ， 限制系统采纳全电脑限制 ， 全自动换筒切换 ， 无废丝目前企业 BWA 系列高速卷绕头的机械系统主要包括横动、锭轴、压丝辊、旋转、生头等主要部件其中，压丝辊与锭轴构造是高速卷绕头产品的关键部件，其性能优劣，干脆影响产品纺丝过程能否顺当进展高速卷绕头具有完善的数字化限制与通讯系统，可以限制锭轴转速和纺丝的卷绕角的改变锭轴转速采纳闭环限制，保持纺丝时丝束运动的线速度恒定依据不同种类的丝，纺丝速度不同，一般在 2500 ～ 5500 米 / 分钟〔 m /min 〕范围内。

高速卷绕头工作时，工作锭轴以与用户设定的纺丝速度相对应的旋转速度高速旋转，压丝辊位于锭轴的上面，其下配置有压力调整气缸，使得压丝辊以设定的接触压力压在锭轴的上面，为卷绕成型供应适当压力压丝辊是一个被动辊，靠锭轴摩擦带动转动压丝辊上安装有速度传感器，检测压丝辊的速度，通过限制系统与锭轴的速度进展比拟，依据此速度对锭轴的速度进展调整，保证卷绕过程接近恒定的线速度卷绕当丝饼的直径将要到达预先设定值时，备用锭轴提前启动并加速到工作转速，通过旋转盘的旋转，带有空纸管的备用锭轴转动到纺丝位置，协作生头机构的动作，将丝束从满卷丝饼上转移到空纸管上，接着正常的纺丝同时，带有满卷丝饼的锭轴转动到下方落丝的位置，在此位置上不断减速，停顿后自动松筒，操作工人按推筒按钮，推筒气缸动作，可将丝饼推出 主要技术难题企业拥有自主学问产权的高速卷绕头产品深受市场欢送，但某些技术难题亟待解决主要表达在以下两个方面：(1) 压丝辊高速状态下动平衡难以合格 压丝辊作为高速旋转部件，在装配之前须要在特地的动平衡试验机上进展动平衡试验，确保压丝辊在高速旋转下仍能保持平衡后才能进展产品总装，交付运用目前企业生产的高速卷绕头产品压丝辊部件高速状态下难以实现动平衡，产品废品率过高，也许在一半左右。

在动平衡机上一般测试 3000 rpm 和 13000 rpm 两个转速下的动平衡状况，测试最大转速 13000 rpm ，企业期望压丝辊 最高转速从目前的 13000 rpm 提升至 21010 rpm 2) 锭轴高速状态下动平衡状态难以实现 锭轴和压丝辊一样为高速旋转部件，在装配之前及装配之后都要进展动平衡试验，通过动平衡试验检测和必要的配重，到达满足的动平衡性能目前，企业的高速卷绕头产品锭轴部件在高速状态下动平衡难以实现 锭轴为悬臂梁构造，轴中部连接处为实际支撑点，支撑位置和重量分布可能会影响到锭轴高速运动下的动平衡状态企业盼望能找到支撑分布的详细影响规律，用以改良锭轴构造设计3) 锭轴部件减速过程中的颤振问题 自动换筒时 锭轴有时会出现稍微的颤抖，特殊是在绕丝量到达必须程度 〔绕丝直径约在 300mm 以后〕 时候出现的频率较高一般在丝饼 切换完成后锭轴减速过程中，大约在转速为 2000 rpm 左右时出现详细表现为有小幅振动，且无法稳定企业盼望能探究和探究颤振现象发生的缘由4) 锭轴 与转盘联接部位损坏问题 当 转盘转动完成切换即自动换筒完成后，满卷锭轴已经起先减速时，锭轴与转盘之间联接螺栓曾出现过剪断，造成较紧要的整机失效。

企业盼望能探究该失效机理，为锭轴构造设计改良供应参考 工程期望的探究目标：经与企业友好协商，本工程期望在以下几个方面有所突破： (1) 探究、探究实心压丝辊高速状态下动平衡难以合格的机理提出满意转速 13000 ～ 21010 rpm, 外形尺寸为 Φ 85x1200 、 Φ 85x1500 的实心压丝辊 构造 2) 探究重量分布与支撑位置对锭轴部件动平衡的影响规律 提出满意转速 2600 ～ 12500 rpm, 外形尺寸为 Φ 140x1500 的锭轴的构造、重量分布及最正确支撑位置3) 探究自动换筒时锭轴部件减速过程中的颤振问题探讨并找寻锭轴颤振的缘由，例如是锭轴减速限制系统的影响或者是锭轴构造本身的影响等4) 探究、探究锭轴部件与固定转盘之间联接螺栓的剪断失效机理探讨并给出可能引起锭轴部件联接螺栓剪切失效的缘由或说明 实际取得的探究进展：工程实施过程中，协作企业卷绕头产品研发与生产进度，实际取得如下几个方面的探究进展：(1) 探究与探究了实心压丝辊高速状态下动平衡失效机理分别针对两种长度〔 Φ 85 × 1200 、 Φ 85 × 1500 〕 、两种材质〔 42CrMo 、 38CrMoAl 〕共四种组合的实心压丝辊进展了模态分析，基于仿真计算结果探讨了实心压丝辊的构造尺寸合理性。

(2) 探究与探究了空心压丝辊高速状态下动平衡失效机理 分别 针对两种外径、两种长度共三种组合〔 Φ 85 × 1200 、 Φ 85 × 1500 、 Φ 110 × 1380 〕的空心压丝辊进展了分析计算和构造优化与一样规格的实心压丝辊性能进展了比照，探讨了空心压丝辊可行尺寸的改变趋势，并给出了最正确构造尺寸3) 探究与分析了重量分布与支撑位置对锭轴部件动平衡的影响规律针 对 Φ 140x1500 锭轴构造， 基于 初始化仿真分析提出了优化数学模型，进而对锭轴构造进展了优化分析，得到了锭轴构造支撑位置对于构造动力学性能的影响规律，并为锭轴构造设计方案给出了建议4) 探究了自动换筒时锭轴部件减速过程中的颤振问题 从限制系统角度对绕丝、切换、减速等过程进展了理论探讨和试验分析，解除了锭轴减速限制系统有可能是颤振现象发生根源的疑虑 (5) 探究、探究了锭轴部件与固定转盘之间联接螺栓的剪断失效机理对一般构件的失效形式和缘由进展了探讨，通过像片视察并结合厂方理化试验结果等对锭轴部件与转盘联接处断裂形式和缘由进展了初步分析，并给出了改良措施本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页。