Тип I. Анализ работы механизмов и инструментов челночной швейной машины

 

Предусматривается выполнить графоаналитическими методами анализ кинематических и технологических особенностей работы уни­версальной швейной машины челночного стежка.

 

1.1. Исходные данные

 

На рисунке 1.1 изображена плоская кинематическая схема меха­низмов иглы и нитепритягивателя швейной машины челночного стежка.

На схеме приняты следующие обозначения: ОА - радиус кривошипа механизма иглы; ОВ - радиус кривошипа механизма нитепритягивателя; d - угол между кривошипами; AF - шатун механизма иглы; ВСЕ - шатун, нитепритягиватель; l_ВС = 25 мм, l_СЕ = 34 мм, l_BE = 54 мм; DC – коромысло, l_DC = 31 мм; l₁ - расстояние от главного вала (точка 0) до поверхности игольной пластинки, l₁ = 150 мм; l₂ - расстояние между осями главного и челночного валов, l₂ = 174 мм; D₁ - толщина сшиваемых материалов в сжатом состоянии; D₂ - толщина игольной пластинки, D₂ = 2 мм; d - диаметр окружности, соответствующей траектории движения носика челнока, d = 32 мм; М и N - точки расположения нитенаправителей.

В системе координат ХОУ положение неподвижных точек задано координатами: x_M, y_M (точка М); y_N = 115 мм, x_N = 4 мм (точка N); x_D = -17 мм, y_D = -28 мм (точка D).

Угол φ является переменной величиной. Он задает текущее по­ложение кривошипа ОА. Отсчитывается от оси y по часовой стрелке.

Считается, что точка Е и нитенаправители М и N лежат в одной плоскости, совпадающей с плоскостью чертежа. Значения параметров, которые варьируются в зависимости от варианта задания, приводятся в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Значения варьируемых параметров механизмов

№№ варианта	Численные значения параметров
lОА, мм	lОВ, мм	δ, град	хМ, мм	уМ, мм	Δ1, мм	lАF, мм	n, об/мин
						5,0
						2,5
						3,0
						3,5
						3,5
						4,0
						3,0
						4,0
						4,0
	14,5	15,5				2,0

 

В последней графе таблицы приведены значения частоты вращения главного вала n [об/мин]. Ими задается скорость вращения кривоши­пов ОА и ОВ.

Примечание: изображенная на рис. 1.1 схема может иметь зер­кальное изображение. При ее построении следует пользоваться данными таблицы 1.1, изменив знак перед координатами соответствующих точек. Например, по варианту 1 следует принимать: у_М = 70 мм; х_М = -20 мм; у_D = -28 мм; х_D = 17 мм; у_N = 115 мм; х_N = -4 мм. При сохранении неизменным положения системы координат Х0У следует по­менять направление отсчета угла φ на противоположное.

Задание.

1. Построить цикловую диаграмму перемещения иглы. Определить по диаграмме углы, соответствующие входу иглы в материал, входу иглы в отверстие игольной пластинки, моменту захвата носиком чел­нока петли-напуска игольной нити. Определить скорость иглы, соот­ветствующую указанным выше моментам в процессе работы механизма.

2. Построить цикловую диаграмму подачи-выбирания нити нитепри-тягивателем. Определить по диаграмме углы, соответствующие подаче нити, выбиранию нити, затяжке стежка и сматыванию нити с бобины. Определить скорости перемещения глазка нитепритягивателя (по за­данным положениям). Дать оценку скорости выбирания нити нитепритягивателем.

3. Построить цикловую диаграмму машины челночного стежка.
Проанализировать по диаграмме характерные моменты взаимодействия
инструментов машины. Отразить взаимодействие инструментов с по­мощью технологической схемы.

4. Разработать пространственную кинематическую схему машины.
Руководителем проекта в задание могут вноситься дополнения.

1.2. Содержание проекта. Методические указания к его выполнению

 

Проект данного типа содержит следующие разделы: введение; анализ работы кривошипно-ползунного механизма иглы; анализ работы кривошипно-коромыслового механизма нитепритягивателя; циклограмма и технологическая схема работы машины; кинематическая схема машины; результаты и выводы.

В разделе «ВВЕДЕНИЕ» формируется постановка задачи проекта, приводятся исходные данные и задание.

Раздел «АНАЛИЗ РАБОТЫ КРИВОШИПНО-ПОЛЗУННОГО МЕХАНИЗМА ИГЛЫ» выполняется в соответствии с пунктом 1 задания. Анализ проводится с помощью диаграммы, выражаемой зависимостью у_И = у(φ). у_И - пе­ремещение острия иглы, φ - угол поворота кривошипа ОА (рис. 1.1). Значение φ = 0 принимается соответствующим крайнему верхнему по­ложению иглы.

Значения координат у_И определяются графическим методом путем построения механизма иглы в 12-ти положениях и расчетным методом по формуле

,

где r - радиус кривошипа, г = l_0А;

l - длина шатуна, l = l_AF.

Результаты, полученные графически и аналитически, сравнивают­ся.

Диаграмма перемещения иглы строится по полученным значениям координат у_И. Эти координаты откладываются от оси абсцисс 0₁φ₁, являющейся вспомогательной. Она совпадает с крайними верхними, положениями иглы.

Основная ось 0φ на диаграмме должна совпадать с положением плоскости игольной пластинки. Для определения ее местоположения необходимо знать глубину погружения острия иглы относительно плоскости игольной пластинки – у_ПП. Значение параметра у_ПП находится в соответствии с рисунком 1.2 по формуле

у_ПП = у_ПЧ + у_К, (1)

где у_К - конструктивный параметр, задающий расположение носика челнока в его крайнем верхнем положении относительно плоскости игольной пластинки;

у_ПЧ - глубина погружения острия иглы относительно траектории движения носика челнока.

Величина Ук рассчитывается по значениям l₂, l₁ и d (см. рис. 1.1).

Значение у_ПЧ находится из условий образования петли-напуска и захвата ее носиком челнока. Согласно рисунку 1.2б

у_ПЧ = h + h_К + D,

где h - петельный ход или высота подъема иглы из нижнего положе­ния до момента захвата петли-напуска носиком челнока,

h_К - конструктивный параметр иглы, расстояние от острия до верхней кромки ушка;

Δ - превышение носика челнока над верхней кромкой ушка иглы в момент захвата.

Параметры h и D являются в швейных машинах регулируемыми. Для универсальных машин челночного стежка принимают h» 1,5...2,5 мм; D = 1,2...2,0 мм.

Параметр h_K зависит от конструкции иглы. Величину h_K реко­мендуется измерить на машине или принять в соответствии с рекомен­дациями литературы [1] (стр. 64-65).

Определив по выражению (1) у_ПП, откладывают его на диаграмме от нижнего положения иглы и проводят ось 0j, совпадающую с плос­костью игольной пластинки. Точки пересечения оси с диаграммой определяют моменты входа и выхода острия иглы из отверстия иголь­ной пластинки.

Подобным образом определяют на диаграмме точки, соответствую­щие входу и выходу острия из материала. Их положение будет зави­сеть от толщины Δ₁.

При подъеме иглы из нижнего положения на величину петельного хода h происходит захват носиком челнока петли-напуска игольной нити. Откладывая h на диаграмме от крайнего нижнего положения и проводя параллельно оси абсцисс горизонтальную линию, получают точку, соответствующую рассматриваемому моменту в процессе обра­зования стежка.

Положение на диаграмме характерных точек определяют соответствующие значения угла j. Используя эти значения, строят меха­низм иглы в положениях, при которых игла входит в материал, игла входит в отверстие игольной пластинки, носик челнока захватывает петлю-напуск. Методом планов скоростей определяют скорость иглы для трех указанных моментов в работе механизма.

Раздел «АНАЛИЗ РАБОТЫ КРИВОШИПНО-КОРОМЫСЛОВОГО МЕХАНИЗМА НИТЕПРИТЯГИВАТЕЛЯ» выполняется в соответствии с пунктом 2 задания.

Для анализа работы механизма необходимо построить диаграмму подачи-выбирания нити глазком нитепритягивателя. Диаграмму принято выражать зависимостью L = L (j), где L - длина подаваемой или выбираемой нити.Координаты L_i определяются графо-аналитическим методом путем построения механизма в 12-ти положениях. Точки Е_i (i = 0,1,..., 11) образуют при построении траекторию движения главка нитепритягивателя. Участок нити, ограниченный нитенаправителем М, глазком Е и нитенаправителем N будет изменять свою длину по мере движе­ния глазка. Поэтому

,

где L_MEвN - длина нити на рассматриваемом участке при крайнем верх­нем положении глазка;

L_MEiN - длина нити на рассматриваемом участке при i -ом поло­жении глазка.

Численные значения длин нити замеряются непосредственно на чертеже и определяются координаты L_i диаграммы.

При построении диаграммы ось ординат L следует направлять вниз, что более удобно для последующего анализа. Кроме того, сле­дует помнить, что угол j задает положение кривошипа 0А механиз­ма иглы. Принимая при построении механизма нитепритягивателя j₀ = 0, j₁ = 30°, j₂ = 60° и т.д., следует положения кривошипа 0В определять с учетом угла d (рис. 1.1). Таким образом дости­гается единство отсчета аргумента j на диаграммах обоих меха­низмов.

На диаграмме должны быть выделены точки, соответствующие край­нему верхнему и крайнему нижнему положениям глазка нитепритягивате­ля. Точками также отмечаются периоды, соответствующие затяжке стежка и сматыванию нити с бобины в количестве, достаточном для обра­зования последующего стежка.

Следует учитывать, что в период затяжки стежка нитепритягиватель выбирает нить длиной Lзат. Согласно рисунку 1.3

Lзат» D₁.

За один оборот главного вала машины в стежок укладывается нить длиной Lст» t + D₁.

Длина стежка t в машинах регулируется. При анализе работы нитепритягивателя значение t следует выбирать по таблице 1.2.

Скорости перемещения глазка нитепритягивателя определяются путем построения планов скоростей для 5-ти положений механизма. Положения заданы углами j_I, j_II, j_III, j_IV, j_V (см. табл. 1.2). Расчет ведется при частоте вращения главного вала n (см. табл. 1.1).

Из перечисленной совокупности положений выбираются те, кото­рые соответствуют периоду выбора нити в процессе образования стежка. Значения скоростей в таких положениях используются для оценки скорости выбора нити нитепритягивателем.

Таблица 1.2

Исходные данные для анализа работы механизма нитепритягивателя

№№ варианта	t, мм	φI, град	φII, град	φIII, град	φIV, град	φV, град
	2,0
	2,5
	3,0
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0
	3,0
	3,5
	2,0

Раздел «ЦИКЛОГРАММА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА РАБОТЫ МАШИНЫ» должен соответствовать пункту 3 задания.

Циклограмма работы машины челночного стежка должна включать цикловые диаграммы механизмов иглы, нитепритягивателя, челнока и двигателя ткани. Первые две диаграммы строятся по мере выполнения предыдущих разделов. Их располагают на графическом листе и на ри­сунке в тексте друг под другом. Ниже помещают цикловую диаграмму челнока, затем - диаграмму реечного механизма двигателя ткани. Все они должны иметь единую точку отсчета угла j: j = 0 при крайнем верхнем положении иглы.

Рекомендуется диаграмму челнока изображать в виде зависимости y = y (j). Угол y (рис. 1.4) отсчитывается от вертикальной оси, совпадающей с линией действия иглы, и определяет текущее положение носика челнока. Так как челнок вращается со скоростью в два раза большей, чем главный вал

y = 2j.

Значит диаграмма челнока будет отражаться линейной зависи­мостью. При y = 0 носик челнока должен находиться на линии дейст­вия иглы. Один из таких моментов будет совпадать с моментом за­хвата носиком петли-напуска.

При построении диаграммы реечного механизма двигателя ткани следует руководствоваться литературой [2].

В расчетно-пояснительной записке необходимо привести мето­дику построения циклограммы машины, описать взаимодействие инстру­ментов в процессе образования челночных стежков.

Технологическая схема работы машины выполняется на основе циклограммы. Для этого на цикловой диаграмме машины штриховыми линиями выделяют углы j_I, j_II, j_III, j_IV, j_V (см. табл. 1.2). Применительно к определенному моменту, заданному значением угла j, составляется схема. На ней отражаются инструменты и трасса игольной нити от бобины до шва. Отмечается направление движения инструментов. Для челнока задается положение носика. Угол y, определяющий это положение, рассчитывается по циклограмме.

Таким образом технологическая схема взаимодействия инстру­ментов машины будет представлена 5-ю схемами (соответственно углам j_I, j_II, j_III, j_IV, j_V). Отражается она на графическом листе. В расчетно-пояснительной записке приводятся описания каждой схемы, расчет значения угла y и анализ взаимодействия инструментов ма­шины.

Раздел «КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА МАШИНЫ» предусматривает разра­ботку пространственной кинематической схемы одной из универсаль­ных машин челночного стежка. Класс машины конкретизирует руково­дитель проекта в задании.

Приступая к разработке, необходимо подробно изучить конструкцию машины по литературным источникам. Используется литература по курсу «Машины и аппараты швейного производства».

При изображении схемы следует пользоваться правилами и ре­комендациями, сформулированными на лекционных и лабораторных за­нятиях по рассматриваемому курсу. Частично используется литера­тура [1, 4].

Обозначение звеньев на схемах производится арабскими цифра­ми. Исключение составляют детали типа валов, которые обозначаются римскими цифрами. Спецификацию для схемы не разрабатывают. Описа­ние конструкции и принципа работы машины приводят в расчетно-пояснительной записке.

В разделе «РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ» подводятся итоги проделанной работы. Излагаются основные результаты, полученные на различных стадиях выполнения проекта. Формулировки в разделе должны быть краткими, лаконичными и отражать объем работы.

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту на рассматриваемую тему должна содержать все разделы, перечисленные выше. Правила ее оформления изложены в разделе 3.

Графическая часть проекта выполняется в объеме 3-х листов формата A1.

Лист 1. Графический анализ работы механизмов. Циклограмма работы машины.

Лист 2. Технологическая схема работы машины.

Лист 3. Кинематическая схема машины челночного стежка.

Правила оформления графической части проекта приводятся в разделе 4 настоящей методической разработки.