片梭引纬原理
片梭从扭轴投梭机构得到能量,便作为一个自由体开始飞行。在扭轴击梭过程中,假定:
(1)扭轴投梭机构是刚性的,即忽略投梭棒与套筒的弯曲变形,套筒的回转角度与扭轴扭转的角度相同。
(2)扭轴扭转变形后,在恢复过程中不考虑液压阻尼器的作用,并设开始恢复时扭轴的扭转角为 Φ0,终了时扭轴的扭转角为00。
(3)投梭机构各部分的摩擦阻力不计。
因此,在扭轴击梭过程中,扭轴的恢复力矩MK与投梭机构的综合惯性力矩MN的平衡方程为:
MK+MN=0 (2-19)
因此得到方程:
式中:
设: 方程(2-22)可简化为:
方程(2-23)为常系数二阶微分方程,通解为:
边界条件是当击梭开始t=0时,所以,方程(2-23)的特解为扭轴回转运动的角位移、角速度与角加速度的方程:
在击梭过程中,与扭轴套筒连在一起的投梭棒随扭轴恢复绕扭轴轴心回转,可得到片梭的速度、加速度及击梭作用力的方程:
式中:v 片梭的速度,m/s;
a 片梭的加速度,m/s2;
P 击梭力,N;
l 投梭棒的长度,m;
m 片梭的质量,kg。
当击梭开始t=0时,得到片梭理论最大加速度和最大击梭力的计算公式:
当kt= π/2时,即经过击梭时间t=π/2k,扭轴恢复到00时,得到片梭理论最大速度:
vmax=-lk Φ0(2-32)
实际上,扭轴在恢复过程中受到液压阻尼器的缓冲作用,因此,扭轴的扭转变形恢复到液压阻尼器的缓冲作用时,片梭得到最大的速度。设扭轴在受到阻尼前所释放的能量完全供给投梭机构,即:
式中:m0 投梭机构
表2-9扭轴扭转角度的范围
扭轴直径小,片梭能得到的最大速度小,而扭轴长度增加,能提高片梭的最大速度。最大投梭力与扭轴长度无关,与扭轴直径三次方成正比,扭轴直径小,最大投梭力小,即片梭引纬能耗下降。所以,细长扭轴能使片梭引纬达到高速、低能耗的引纬性能。