автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Исследование и разработка механизмов челночных швейных машин пониженной виброактивности

' Ч '

ОСЮВСЖП ОРД5НА ТРУДОВОГО'КРАФОГО ШАМЕШ ТЕХНОЛОШЧЕСЖЙ ИНСТИТУТ ЛЕГ'Ой ПРОМИ'ШНОСЛИ

На правах рукописи

Джихвадзе Дывид Аркадьевич

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕХАНИЗМОВ ЧЕПБСЧШД. ШВШНЫХ f/АПИН ПОНИЖЕННОЙ ШБРОАКТИШОСШ •

Специальность Сб .02.13 -"Шгины и агрегаты легко;! прошшленноста"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических паук

Косзша 1Í20

Работа выложена в Московском ордена Трудового Красного Знамени технологическом институте легкой промышленности

Научный руководитель - доктор технически наук,

профессор Лопандин И.В.

Официальные оппоненты - доктор техничесих наук,

профессор Пискорсшй Г.А., кандидат технических наук, доцент Никифоров В.М.

Ведущая организация - Подольский механический завод

им. М.И. Калинина,

Запита состоится " 6' " " ^¿г О^А 7а. " 1991 г. в УС часов на заседании специализированного Совета Д.С53.32.02 пр1 Московском ордена Трудового Красного Знамени технологическом институте легкой промышленности по адресу: 1.13806, г.-Москва, ул. Осипенко 33.

С диссертацией можно ознакошться в библиотеке Московского ордена Трудового Красного Знамени технологического института легкий промышленности.

Автореферат разослан " <¿9 " п л /г" 1991 г.

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат (

технических наук, доцент гс£г11.- Гризин В.В.

ОЕШАЯ ХАРАКГЕЖШМ РАБОТЫ Актуальность темы. Б последние года в швейном машиностроении особое внимание уделяется созданию скоростных швейных машин, обеспетаваювдх высокую производительность в сочетании с достаточной надежностью. ПоЕыше'.шш интерес к увеличению скоростных возможностей катины объясняется, в первую счередь, возможностям! •роста производительности труда. Но повышенный скоростной рзиим -ото дополнитольная трудоемкость в связи с более высоким! точностным параметрам! изготовления кинематических пар и дополнительны

проблемам з процессе питья. Скоростные характеристики малины зависят не только от уровня проектных работ, но и от качества изготовления малины. Поутому. повышение скоростного режима работы макини ну:шо рассмотреть не только как средство повышения производительности, но и как характер! ста ну изготовления (лашины.

С повышением скоростных режимов работы малины возрастают . затраты времени на запраьку нитей посла обрыва и смену игл, на разгон и выбег лашины, услохняютсч конструкции механизмов и сборочных единиц, увеличивается мощность дыгателя, расход энергии, возрастает уровень шума и вибрштш, что создает неблагоприятные у слон;?, для работы оператора, снижается надежность и долговечност машины.

Погашенная гибращя нарушает планируемые конструктором законы дпшася механизмов я шстем управления, порождает неустойчивость ¡тгчбочу.х процессов и ыояет вызвать полное р&стрслство всей птстега. Из-за вибрлии увеличиваются дачамичесше нагрузи! в эле^ рентах пор:трухц,:и /кинематических парах/, вследствие чего сниха-ется нес; способность детален, развиваются тревдны, возникают уст; ¡лестные разрушения.

.ййрацня сопровождается шумом, что оказывает непосредственной влт':но на оператора, снижая его функциональные возкогхностц и работоспособность. Поэтому в карты технического уровня отечес-

таенных ивейных кжин, среди прочих, внесен и такой показатель, как уровень звукового давления машини и ее зарубежного аналога, за который принимают лучшие машины-прототипы зарубежных фирм.

В связи с вышеизложенным исследование и разработка механизмов швейных машин пониженно!! шброактивности является актуальной научно-техническоа задачей.

Цель. объект и методы исследования. Целью работы являете»» исследование и разработка механизмов челночных швейных маидн пониженной внброактивносш, соответствующих лучшим мировым аналогам. Объектом исследования являются основные механизм; и систем челночной швейной машины, определяющие ее шброактивность: реечный транспортер ткани, механизм иглы и нитеп]итягивателя, отклонения иглы, а такке система главки;! вал - подшипники - корпус.

Для достижения поставленной цели в работе предусмотрено:

- установление причин повышенной шброактивпоси промышленных швейных машин;

- анализ методов и средств снижения габроактивносш машины;

- исследование аналогов и разработка системы транспортирования ткани;

- исследо>зание аналогов л разработка механизмов иглы и нитепрл-тяп'.рателя;

- обоснование выбора конструктивных параметров системы глашни К1Л - подшшиы - корпус.

Щи решении поставленных задач использовались методы анализа и синтеза сочлененных систем, теория уравновешивания сил инерции механизмов в сочетании с соответствующие расчетам на ЭВМ с применением тголгпчееккх средств САПР. Изготовлялись образцы отдель-них механизмов и ма^лны в целом, которые подвергались испытаниям. Результаты экспериментов обрабатываемсь с помощью методов мате.га-

■к'чосюЛ статистики.

Научная новизна. Научная новизна работы заключается в

- разработке глтемаглчеешх моделей и алгоутюв расчетов на

ЭВМ механизмов: реечного транспортера ткани, иглы и нитепритяги-вателя, отклонения иглы - как пространственных систем;

- создании тателатической модели и алгоритма оптимизации фазового угла между эксцентризм цепей подъема и продвижения рейки

из условий шнимизавди угла наклона о га,'проходящей в точках, максимально удаленных'от центра'траектории рейки;

- отыскании зашей мост уровня звукового давления механизма иглы от параметров механизма;

- разработке математической модели и алгоритма расчета на ЭВМ деформационных характеристик главного вала машины с учетом силовых факторов, возникающих в пространственных системах механизмов;

- разработке метода определения податливости опор системы глаттшй вал - подшипники - корпус.на установке РН.00/1.

Практическая значимость и реализация результатов работы. Результаты работы могут быть .использованы прт конструировании механизмов и систем челночных швейных машин. Часть результатов исследований используется на ПО ПРОШЯйШ!. Полученный аконошчесжй гднХокт от внедрения состаетл 25,6 тыс. 'руб. в год.

Достоверность и публикация результатов работы. Достоверность результатов работы подтверждена йспытаниявд образцов механизмов и манины в целом. Основные результаты работы отражены в 2 статьях и одном учебном пособии. ■ '

1. Виброактивность промышленных швейных машин

Англиз оборудования для швейной промышленности, представленных на модународних выставках ВАпйВ - в^/Шлан; Италия/, 1М&-£5 /Кельн, ФРГ/, в0йВ1Н-ЗИ0и/ /ОСА, 1986/, Инлегмаш-в8 /Мос-ккп/, Швейаитомаш-бР /Киев/ показывает, что в-настоящее время основные направления развитая ,1 совершенствования промышленных

е

швейных шшн касаются:

- создания конструктивно-уни^яцированных рядов /КУР/;

- повышения уровня автоматизации и унификации;

- обеспечения заданной надежности при максимальном скоростном режиме работы;

- создания агрегатарованных рабочих мест;

- минимизации расхода материалов и электроэнергии;

- улучшения эргономичемих характер! сти к оборудования, в особенности, снижения уровня шума и вибрации /шброактивности/ швейного машинного агрегата.

Изучению причин Еиброактивности промышленных швейных машин посвящены исследования Бычкова Б.И., Крапивина Н.И., Лобанова В.Л., Лопандина И.В., Сейтова Б.Х., гйлосердногс Л.К., Фролова К.В., Богисенкова Б.И. и др. Анализ этих работ показывает, что шум и вибрация являются одними из основных факторов, по которым оцениваются основные технико-экономичесше и эргономические показатели машны /надежность, долговечность и др./.' Уровни звукового давления и шбрациз определяются уровням Еиброактивности основных механизмов и систем машины, возмущаицаш силами, o6pa3yi3iun.il ся вслед-стете неуравновешенности отдельных механизмов, а также упруго-мас-совш'1 характер! стиками соответствующих элементов систем.

Известно, что наиболее часто для снижения внброактитости швейных машин стремятся к тщательному уравновешиванию двихусихсп масс механизмов и минимизации этих га с с за счет применения леггах сплавов пр1 изготовлении деталей. Однако, полное уравновешивание •механизмов порождает ряд отрщательншс явлении, а применение леггах сплавов не всегда дает желаемы;! результат. Поэтому увеличиме скоростных, реетмов работы машины в рамках растушх требовании к ее эргономическим характер!стакам сташт необходимость отыскания новых методов и средств решения названной проблемы. Одним из таких средств могут являться новые структурные схемы машины, в рукаве которой будет расположен только механизм челнока, а все осталь-

ные шумопороздающяе механизмы будут расположены под платформой машины в закрытом корпусе.

Спит зарубежного и отечественного швейного машиностроения по-казпваег, что на стадии проектирования механизмов и систем машины особо ванноо значение имеет определение точных значешй силовых о акторов / з том числе сил реакции связей в шнематических парах и приведенных инерционных нагрузок/, возникааццх в механизмах и системах. С этой целью представляет интерес рассмотрение плоских рычажных механизмов швейной машины, как пространственных систем. В этом случае в расчетных схемах появляются дополнительные геометрические параметры, не входящие в плоскую расчетную схему. Эти параметры в сочетании с силам! инерцпн и реакциями в опорах образуют моменты сил, учет которых в общих ургтлениях равновесия позволяет определить точные значения силовых факторов. Как показали исследования, в шарнирно-рычачсчых мехашзках швейной машины значение главного вектора-момента сил инерция пространственной системы пр1-мерпо на 25-ЗО/' превосходит тот ::-;е параметр плоской системы. Очевидно, что рассчитанные таким образом механизмы и уравковешлваюиие слементц могут значительно снизить общий уровень шума и вибрации машни.

В следуюик'х разделах работы прводятся: разработка структурных схем базовой маилны нового ряда челночных швейных машин пони-г.ишой ил б реактивности и ее основных модулей, методы и результаты исследованил и разработки основных механизмов машины, а такке реко-г\:ниаи;ш но выбору конструктивных '.элементов системы главный вал -псдмнпгл га - корпус.

2. Разработка структурных схем базовой машины пониженной г и биоактивно ста и ее основных модулей

Лр'.:.гаиешс обртмно& конструкции машчни макет позволить зпачи дельно сттть пгпшорв и массу рукава, шесть частоты собствен-

о

ных колебаний корпуса в зарезонансную зону, что открывает еонюк-ности повышения скоростных режимов работы агрегата без ухудшения его виброакустических характер ста к.

В известном петельном полуавтомате фирмы рр/и-р/кл,3118-2 /С6-966/Г6А/ открытие доступа к рабочей зоне осуществляется за счет поворота рукава вокруг горизонтальной оси, закрепленной на платформе машины. В универсальных швейных машинах такое решение иеприемлимо, т.к. известно, что качество соединения рукава с платформой значительно влияет на уровень вдброактивности машины. Кроме того, при возьратно-вращательнсм движении рукава возникают существенные угловые ускорения, а,значит,и динамические нагрузки. На основе анализа известных конструкций предложено нозое решение, базирующееся на использовании шарнирюго многозвенного механизма для перемещения челнока по вертикали.

На рис.1 представлена структурная схема базовой шши по:ш-женной вибрсактивности. Игла получает возвратно-поступательное движение от распределительного вала 1 посредством зубча-м барабанов 2 и 3 и зубчатого ремня 4, вала 5, кривошипа 6, шатуна 7, соединительного звена 8 и игловодителя 9.- Кехздиэм отклонения иглы состоит из качающегося вала 10, коромысла 11, на туна 12, коромысла 13, качающегося вала 14, коромысла 15, шатуна 16 и рам,и: игловодителя 1?, закрепленной в опора 18. Нитопритягиватель 15 приводится в движение посредством'нрлвоидпа г., шатуна 20, коромысла 21. Челнок 22 получает храшательнов дыжение от распределительного вала 1 посредством зубчатых барабанов 23 и 24 и зубчатого ремня 25, верхнего вала 26, г-з Зчатсго ремня 29, зубчатых барабанов 27 и 28 /с передаточным отноше:£:см 1:2/ и челночного вала ЗС. Приемная лапка 31 сг.р'ирно связана с коромыслом 32, а с вторым корог.мслом СЗ взаимодействует пружина 34, ооеспзч;:ва>'. необходимой усялио шпгч'лш лапки к ттариялу. Перемещение чоию;-:-. но ьерт/.-кии осукосталяетсн в следующе:« посязлоиательгоста: подается си-

Структурная схема базовой машины нового ряда челночных швейкшс машин Пънккеннои виброактивности....._ ....

нал от системы управлениям включается электромагнит 35, поворачивается двуплечий рычаг 36 и тяга 37 опускаэтся вниз; коромысло 38 поворачивает вал 39, рамка 40 отводит натяжной ролик 41 влево, звеня 42 и 43 поворачиваются, поднимая вверх ползуны 44 и 45 и закрепленный в них " "\лн очный вал 30, одновременно с этим палец ползунов 44 и 45 взаимодействует с коромыслом 33, поднимая вверх приемную .папку. Структура и приншп работы реечного механизма продвижения ткани те же, что в машине 1597 м тел.

По вышеописанной схеме разрабатывалась и анализировалась циклограмма работы машины. В последующих разделах приводятся результаты оценки виброактивности отдельных механизмов и систем, данные о их конструктивных параметрах, результаты исследований, включающие динамичесшй анализ механизмов, гак пространственных систем.

3. Исследование и разработка системы транспортирования ткани

}&к известно, реечный механизм продвижения ткани обеспечивает

о

достаточную точность продвижения ткани до-скоростей, соответствующих 4Г0Р-45Г0 об/мин глвного вала. Дальнейшее увеличение скоростного реотма приводят к резкому росту посадки ткани. С целью ее уменьшения высокоскоростные швейные машины оснащаются механизгаш отклонения иглы в направлении стачивания. Это снижает посадку, но увеличивает уровень шуга и вибрации'машины, т.к. механизм отклонения иглы является одним из основных шброактишых механизмов.

В качестве дополнительного механизма продвижения ткани макет быть использован верхний дополнительный роликовый транспортер типа "пуллер". Он имеет целый ряд положительных характеристик, в том числе пониженны;! уровень шут и вибрации и способность быть встроенным в любую машину.

Выбор структуры системы транспортирования ткани должен быть основан на исследовании каждого из входящих в нее механизмов. Так ка:г уровень шут и вибрации является одним из основных показателей

с

высокоскоростной швейной машииы, по которому оцениваются надежность долговечность и другие характеристики, необходимо динамическое исследование механизмов системы, определение ал реакции связей и приведенных инерционных нагрузок, которые обуславливают шум и аэрацию машины. С целью определения точных значений этих параметров следует провести диналлческий анализ механизмов по их пространст-геннчм схэмам, разработать и исследовать Механизм "пуллера". На основе этих исследований можно будет дать оценку целесообразности прш&нения механизма "пуллера" в системе транспортирования ткани, а татае исключения из этой системы механизма отклонения иглы, как виброактивного механизм?..

Ишемагачесгай анал:з механизмов проводился по методике, обеспечивающей представление кинематических параметров Механизма в функции угла поворота главк ого. вала. На рис.2 показана траектория среднего зуба рекш. Как известно, работа прижимной лапки, стабильность и затяжка сте:,;ка, цосадка нижнего слоя материала и некоторые другие отрщательные явления во многом обусловлены траекторией реи-ги, точнее, частью траектории, находящейся над игольной пластиной. Траектория рейт является функцией многих параметров механизма, один из которых представляет собой-фазовый угол оС мевду эксцен-тшга.;я цепей подъег.а и продвижения. Если, например, ^ =135°/т.е. эксцентрик подъема'"отстает" на 1357, то угол наклона оси, лрохо-дяшей в максимально отдаленных от центра 0 точках, составляет примерно 4° Поэтому леЕгя часть траектории находится "выше", чем правая часть, вследствие чего зубы рейки плавно заходят под лапку и резко ^пускаются. Ср! высоки:: скоростных режимах работы это макет невест к явлению, назыгаемому "зашеанием" лапнь.Опыт зарубежного и отечественного швейного машиностроении иотзывает, что па-рояетри механизма долэшы быть выбраны так, чтобы верхняя часть траектории била горизонтально;', ¿'та задача решалась нутом выбора о.;ти1.'лльного значения фазового угла с использование"! метода оптаи'.оаи»::. Роль целевой функции выполнял угол />. На рис.2 пун-

Рис.2. Траектория среднего ууоа ре!п::

о

ктирная линия соответствует траектории рейки до оптимизации, сплошная - после оптимизащш.

На рис.З представлена пространственная схема реечного механизма. продвижения ткани новой дшшны. Ьдесь указаны геометрические параметры /координаты центров масс звеньев по оси Х./, которые не входят в плоскую расчетную схему. Массы, координаты центров масс и моменты инерции звеньев определялись эксперимелтально. Динамическое исследование пространственной системы »геханизш. погасало, что величина сумг«арюй силы реакции связи, действующей на эксцентрик г большей степени определяется цепью продшжения, а ее максимальное значение совпадает с крайним левым положением среднего зуба рейга. Аналогичным методом проводилось исследование механизма от-клоне1шя иглы базовой машины. В этом механизме, по. сравнению с ана—_ логичным механизмом машины 1597 М кл. значительно уменьшены размеры ¡ачаюсйхся валов и некоторых звеньев. Рак показали исследование, эти изменения позволили снизить, динашческие нагрузки и силы реакции связей примерно на 18/?.

Оценка виброактишости системы транспортирования ткани базовой г.'яшины производилась посредством динамического анализа обобщенной пространственной системы двух механизмов: рейки и отклонения иглы.' !!а рис.4 прлвецен годогргф суммарной силы реагадои связи, действующее на эксцентрик от обей:: мо'ханиз*:ов, а ча р?с;5 - градлки приведенных инердаокных нагрузок /звеном прис^ения здесь и в других случаях являетсп ведущее звеао/. Установлено, что п^и скорости ра-ооты машины, соответствующей СОСС об/шн главного вала и длине стоука ¿=2,5 т пршорно 65? модулей значении силовых факторов

стсгц ир:!Хо.;цп'ся на долы механизма отклонения щлы. Уменьшение ?1М:.;."»трачосгах размеров звеньев механизма отююиеьпя ниш в базо-го'д капие лозга.илй аодить 'сухарную о;лу реакции связл, деиству-на аксцон^ч як ¡цнмерло ча 16/', а нриведчшше инерционные нагрузи - на - но сравнению с г.акшей 1597 1.1 кл.

Рис.4-..Годограф суглирноц силы реакцгп связи, действуг^-деМ 'на эксцеитрик от механизмов рейки и отклонения иглы

Рис.5. График! приеденных инернионных нагрузок ме.>:акпзг.:ог,

реЦ1И и отклонения иглы: 1- главный- вектор с.л ,

2- глашнй Еоктор-момэнт шл инерции кространсгзена.'и системы, 3- то же плоской системы

В базовой машине пониженной виброакТивности с целью, получения беспосадочного шва предусмотрено применение верхнего дополнительного роликового транспортера - механизм! "пуллера", схема которого дана на рис.6. Структура этого механизма разработана на основе анализа зарубежной патентной литературы и конструкций современных зарубежных высокоскоростных швейных машин. На валу, размещенном в рукаве машины закреплен эксцентрик 1, который посредством шатуна 2 и коромысла 3 приводит в движение обгонную муфту 4, от выходного звена которой с помощью зубчатых барабанов 5 и С и зубчатого ремня 7 прерывистое вращательное движение получает транспортирующее устройство, состоящее из зубчатых барабанов 8 и 9 и зубчатого ремня 10. Еарабан 9 расположен непосредственно в рабочей зоне машины /за прижимной лапкой/. Рабочая поверхность ремня 10 имеет профиль, обеспечивающий достаточное усилие сцепления с транспортируемым материалом. Необходимое давление барабана 9 на материал обеспечивается пршшгим устройством, содержащим звено 11, соединеннее с рамкой 12, стержень 13 и спиральную пружину 14. Усилие сжатия пружины регулируется винтом 15. Рычаг 16 с оксцентр!ком предназначен для поднятия и опускания ролика 9 с ремнем 10 при заправке /или снятии/ заготовки в рабочую зону. Регулировка хода "п-уллера" обеспечивается изменением длины коромысла 3.

По вышеописанной схеме разработан, изготовлен и испытан названный механизм. Данн оценки таких показателей, как посадка спиваемого материала, шум и вибрация, надежность пуи высоких скоростных режимах рэботы. При экспериментальном исследовании использовклись стандартные образцы легкой и тяжелой Т1акей. Эксперименты проводились в два этапа: с отключенным механизмом "пуллера" и с вюшчен-ни.м механизмом "пуллера". В первом случае посадка нижнего слоя составила: на тяжелой ткани - 4,5^, на легкой ткани Ъа вто-

ром случае - соответственно - О.Ъ* и Отметим, что механизм разработан на базе машины 1022 кл. и эксперименты проводились без механизма отклонения иглы пр! 4500 об/адш главного .вала и длине

piic.G. Плоская cxe!..'i ¡л: клзл-а "n.".-i.'!e-j£i "

voj.F'.'r..!::.1 '.ijierv.íTOís

с;! vTr.'Mi ra.:1 n-тишь -

-гч1Т1 ; r\

Г

IM<

Кч

I Kh

k,x,

стенка Ь =2,5 мм.

В предложенной кашне пониженной влброактишости изменены структура к конструкция прижимной лапки, что позволило снизить массу подвижных частей примзрно на 25%. В связи с вышеизложенным необходимо исследование и определение силовых факторов и частоты колебаний ¡юдшдних элементов системы, выявление условий транспортирования материала. На рис.7 представлена полная динагаческая модель вынужденных колебаний подвижных элементов системы рейка-ткань-лапка. За начало отсчета оси X, направленной вертикально вверх, принята т. О - положение подошвы лапкч в случае статичесги приложенного груза массой лг к пружине 1 хесткосга к, . Точка 0' соответствует положению подошвы .лапки при массе т=0. Щи выходе лапки из-под игольной пластаны на величину 1а осуществляется доиолнительное деформирование упругих элементов к, и к;. О; стела рассматривается как линейная. Щи составлении дифференциального уранаешя движения кинег.атической цени прижатия ткани использован второй основной закон Галилея-Ньютона. Hpi наличии взаимного контакта между элементами на массу в любой момент времени действует силы сжатия пружины к,Х( и скатая материала к:Хг. Масса материала под лапкой считается пренебрежимо малой величиной. Закон движения подошвы ланьи по вертикали определяется с помощью известной Функцли положения механизма продвижения ткани и представлен в виде выражения Ха = f(í). Дифференциальное уравнение движения системы имеет вид: т = Е Fix, ± fík = -кгхг - к,х,, т х4 = k.Xí- , тХ, ■+ к(х, = кгхг . .. ..

Полная дефоршция пружины 1 X, ~ ¿ + Ха + ¿г-Х2, X, - Ха - Хг > где L - расстояние от игольной пластины до начала отсчета оси 1; i г - нед сформированная толщина ткани.

Закон движения подошвы лапш в вертикальном напраышнаи имоот вид: Хд - УМ - lr sin (v>? , yf) /- 4, n с л ) - íy 5<-/i (^ , У,} ' 1 í,a Oe,c * Í'J ' í«Sín <Y„ <У,)' („ fY„ * У, - У),

где YM- вертикальное перемещение среднего зуба рейки; ,• • •, -углы поворота згеньев механизма рейки; ¿7I..., í„,ft,f- геометрические параметры.

Разработаны математическая модель и алгоритм расчета на ЭВЫ силы сжатая ткани и частоты вынужденных колебаний системы. Расчеты производились б диапазоне угловой скорости главного вала í.ann-ны 576-733 с'при длине стежка I =2,5 мм. Установлено, .что сила сжатия ткани меняется от 7С до 92 Н, что позволяет обеспечить условия перемещения материала, близкие к статическим /Р =70 Н/, а частота вынужденных колебаний системы меняется от 846 до 966 Гц. что исключает возникновение резонансных явлений.

4. Исследование и разработка механизмов иглы и ни тепритяги вателя

Схема определения рабочего и холостого ходов иглы базовой машины пониженной шбрсактиЕНОста представлена на рис.8. При традиционном расположении рабочих органов на некоторые из этих параметров наложены ограничения. Например, fi¡ ограничивается размерами и перемещениями деталей, расположенных между игольной пластаиол и челноком /ройм, ножей/, холостой ход иглы ограничен условием "невыхода иглы за подошву поднятой лапки". В предложенной конструкции эти ограничения отсус;вуют, что позволяет значительно уменьшить fij и ¿"„, а значит и радиус кривошипа.

Для отыскания оптимальной величины а;еллтуды колебания глаэ.ча нитепритягивателя, связанного с радиусом его кривошипа, анализировалась необходимая диаграмма подачи нити. Установлено, что размах глазка ни тепри тягаттеля по вертикали Н=54 мм. Предворительнке расчеты на ЭВМ функции положе:шя механизма ни Tenpsi тяги вателя показал?, что Н=54 мм обеспечивается при радиусе кривошипа Г-13 мм.

Теоретическое исследование ви б реактивно ста механизмов иглы и нитепритягивателя производилось на основе сопосташтегыюго знали-за указанных систем де;-х тиин: базовой /нового ряда/ и 15Р7 M кл.

V'- V\

i.'.

Ve

3 :---- -

3t s ез /гs г so soo f0;

c. t¡\ урс.'рнк зь?голого .вменяя .'¿олалиагл и г j; : • ; i у;'.,

2- . "í: :.': . 3- -1С

Рассматривались как плоская, так и пространственная схемы. Установлено, что суммарная сита реакции на главный вал в базовой Панине составляет 166 H, а в машине 1597 M кл. - 245 H /приводятся максимальные значения параметров при 6000 об/мин главного вала/, главный вектор сил инерции - соответственно - 20СН и 2ВШ, главный вектор-момент сил инерции плос::ой системы - 3,5 Нм и 4,6 Нм, пространственной системы - 6,1 Нм и 8,2 Нм. 'Гамм образом, з базовоЗ шчи-не суммарная шла реакции на главный вал /рис.5/ на 32$ меньше, а инерционные нагрузки кг. 25-27? снижены по сражению с машиной

1527 M кл.

Уменьшение радиусов кривошипов в механизмах иглы и нитепритя-гивателя оэзоеой малины позволили уменьшить массу противовеса примерно на 50 г. Таким образом удается уменьшить ширину протнвогеса на 25? по сравнению с машиной 1597 M кл., а значит, снизить величину момента сил, действуюиих на палец кризошипа.

.Для измерения урювня звукового давления механизма иглы и определения эффективности уменьвешш 'радикса кр:ивошлпа 6iyi собран экспериментальный стснд, на котором с помощью прибора "Ерюль и Еьер" при изменении радиуса кр1вог.япа иглозодителя от 1С до 14 m на розных скорюстях работы измерялся уровень звукового давления механизма. Результаты эксперимента приведены на pic.10. Установлена зависимость уровня звукового давления от изменения радиуса кривошша механизма иглы. Огазалось, что за счет использования улучшенного механизма иглы уровень звукового давления снижается на 4 дй\.

5. Обоснсваше выбора конструклш:их элементов слстзмы главный вал-подшипниm -корпу с

В современных швелчнх г.апинах применяются саже рззиоэорасиио конструкхш исследуемо:! системы: двухопорная /Э.С22 кл./, дву.хо-поршая с двумя подшипниками в лево!'! опоре /1597 M кл./, трехо:юр>ь\-я /некоторые г.гшины фирга PFAfP/, со ступенчатыми з^ла-.и и др. Bii-оор количества опор и политиков в опорах долей произгодлтьо:

с учетом деформационных характеристик /величины прогиба, угла поворота в опорах/, .иловых факторов и угловой скорости главного вала.

С учетом полученных результатов дшнашческого анализа пространственной системы механизмов иглы и нитепритягивателя, а также уменьшенной ширины противовеса были рассчитаны силы реакции в опорах главного вала базовой машины и машины 1597 М кя. Рассматривались варианты двух опорной конструкции /рис.11/: и /?/, соответственно силы реакции связей, действующих на палец кривошипа от механизмов иглы и нитепритягивателя, Р, - сила инерции противовеса,' М - момент, учитывающий составляющие относительно к оси V главного вектора-момента сил лнер.чяи механизмов иглы и нитепритягиваталя /не входящие в плоскую расчетную схему/, Рг" и Р}*- силы натяжения зубчатого и клинового ремней.

Разработана математическая модель и алгоритм расчета на ЭВМ деформационных характеристик главного вала. Расчеты показали, что при введении третьей промежуточной опора сила реакции в левой опоре снижается примерно на 30$.

Известно, что подшипники, используемые в машинах, характеризуются определенной податливостью в направлении приложенной нагрузга. Вследствие этого величина общего перемещения вала /рис.12/ является сумкой прогиба <5, и параллельного смещения в опорах . Параллельное смещение £г зависит от параметров подшипников и нагрузки, а величина прогаба <5<- от параметров: изгибающей силы Р, длины С , диаметра 0 и материала вала. С целью определения 5. и характера его изменения на базе установки РР1С0/1 /ГДР/ был создан испытательный стенд. Результаты эксперимента обрабатывались с помощью программ! РАьО /полиномиальной. регрессии/ на ЭВМ ЕС 1СЗЗ. Установлено, что параллельное смещение вала в опорах в зависимости от изгибающей силы меняется от 7 до 14 мкм.

На основе теоретических и экспериментальных исследований были отделены величины прогибов валов двухолорной и срехолорлой колс-трукций с учетом результатов эксперимента. Расчеты показали, что

"X-*

тЛг

"75Г

JP/

Ч №

1й'

Рчс. 11. Схема но.гру:"етая главного

__Г

7Г

г-е—А*«

4.3,

Гкс.12. Схема прогиба вала

а* гг г 7

/га но по

г с. 13. Крпи-о зашссостеК: 1- 5,-•/•(/?;• , 2- = ;(,)) ,

- 6, Яч>), 4- / ('^уякотетямоптальнче/, о- • / < »

- ~ /теор^таюсзе/.

ь трехопорной конструкции главного вала прогиб снижается примерно в 6 раз. Предложенный алгоритм расчета позволил найти параметры вала механизмов иглы и нитепритягивателя базовой машины, а тадесе определить конструктивные параметры системц. Установлено, что в базовой шпине пониженной шброактивности целесооОразно применение двухопорной конструкции вала с двумя подшшнгамн в левой опоре, при которой удается уменьшить шссовые характеристики вала пример» на 35?, а прогиб вала в 7 раз по. сравнению с машиной 15S7 M кл.

Исследования показали, что расчет прогиба вала без учета силовых т/акторов пространственной системы мзханизмов иглы и нитепритягивателя и податливости опор дают общую ошибку в определении названного параметра, равную 30?. •

Выводы по работе

На основе анализа отечественной и зарубежной литературы, проведенных теоретических и экспериментальных исследований

1- установлена целесообразность и возможность разработки нового конструктивно-унифицированного ряда челночных швейных машин пониженной шброактивности;

2- предложена структурная схема базовой машины нового рада челночных швейных машин пониженной виброактишости, содержащая механизмы иглы, нитепритягивателя, отклонения иглы и реечного транспортера материала - расположенные под платформой машины в закрытом корпусе, а механизм челнока и устройство прижимной лапки - расположенные над платформой машины;

3- разработан механизм перемещения челнока по вертикали, отличающийся тем, что с целью снижения уровня шука и вибршдаи, щи одновременном уменьшении габаритных размеров рукава и повышении надежности р>а5отн, х/еханизы выполнен в виде шарнирного многозвенна ка, обеспечивающего изменение положения челнока по вертким и приводимого в действие от эле трог/агнпта, расположенного под платформой машины;

4- с помощью созданной математической модели и алгоритма опти-ыизации'осуществлен выбор фазового угла между эксцентриками цепей подъема и продвижения рейки из условий минимизации угла наклона оси, проходящей в точках, ш.ксишльно удаленных от центра траекто-рга рейки;

5- посредством обобщения результатов аналитического исследования механизмов иглы, ни тепри тяги ва теля, реечного транспортера ткани, отклонения иглы - рассмотренных как пространственные системы, найдено определение силовых факторов в механизмах по декартовым осям координат; установлено, что величина главного вектора-момента

• сил инерции пространственной системы примерно на 25-о05? превосходит его значения, рассчитанное по плоской схеме;

6- выполнено проектирование, конструирование, изготовление и испытание роликового транспортера ткани типа "пуллер"; установлено, что его применение пр! обработке легких тканей полностью исключает посадку нижнего слоя материала, а на тяжелых тканях снижает посадку с 4,5 до С ,Ъ%\

7- проведена оценка колебательных процессов в системе рейка -ткан'ь - лапка с учетом закона перемещения рейки по вертикали, представленного в аналитической'форме; выполнено решение дифференциального уравнения движения системы; выявлено, что в предложенной системе прижатия ткани динаьячесгае нагрузки близки к усилию предварительной затяжки пружины;

8- за счет использования улучшенной системы игла-челнок в базовой шпине удалось снизить уровень звукового давления механизма иглы на 4 дЕА при одновременном снижения приведенных инерционных нагрузок на 2Г>Т и уменьшении сил рзакции связи, приложены их' к главному валу на 32/;

3- установлено, что в предложенной машине шссовые параметры вала мехшизмов иглы и нитепритягивателя уменьшены на 30%-,

1С- аналитическим и экспериментальным путям! определены вертл-

кальные смещения главного вала в опорах и приведена оденха прогиба вала с учетом соловых факторов, возникающих в пространственных системах механизмов;

11- предложены матеттические модели и алгоритмы для динаш-ческого исследования пространственных систем механизмов рейки, отклонения иглы, оптимального выбора фазового угла между эксцентриками цепей подъема и продвижения рейки, иглы и нитепритягивате-ля , системы главный чал - подшипники - корпус с пакеташ прикладных программ, предусматриЕающих вывод искомых параметров на графопостроитель ;

12- разработан, изготовлен и успешно испытан образец базовой машины.

Список опубликованных работ

1. Джихвадзе Д.А., Лопандин И.Б. Виброактавность промышленных швейных шшин. Сб. научных трудов "Комплексная механизыация производственных процессов легкой промышленности". М., ЦНИИТЭлег-пром, 1990, с.Рб-81.

2. Лопандин И.В., Юрьева Т.М., Джихвадзе Д.А. Учебное пособие пС прикладной механике и теории шшин и механизмов. М., МИЛИ, 19Гб, 99 с.

3. Джихвадзе Д.А., Лопандин И.В. I Фролов М.В. Исследование деформационных характеристик главного вала швейной машины. 1Л., ЮП, № 5, 1950, с.49 ,50.

Ротапринт МТИЛП Баказ И 79. Тираж - ЮОэкз.