高速卷绕头振动特性分析及疲劳寿命评估
[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.
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ340.5;O346.2
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