автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Исследование и разработка стенкообразующих механизмов краеобметочных устройств машин бытового назначения

•П п Я с "

московский тшыюшчнзшй институт

На правах рукописи ЕРМШВ Александр Станиславович

удк 687.053

ЙССВДОВШЕ к разработка стшоошзшиг

МШШШОВ кршбшочннх УСТРОЙСТВ МАНШ ШТОВОПЗ НАЗНАЧЕНИЯ

Специальное^ 05.02.13 ~ Машины и агрегата я&гжй промышленности

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация яа соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в Московском технологическом институте ;

- доктор технических наук, профессор Панфилов Е.А.

- кандидат технических наук, доцент Иванченко В.А.

- доктор технических наук, профессор Лопандан И.В.

- кандидат технических наук, доцант Нкколаенко A.A.

- СКВ ШО производственного объединения "Прошвеймаш", г. Орта

Научный, руководитель Научный консультант Официальные оппоненты

Ведущая организация

. Защита диссертации состоится

и ¿¿f »

1"991г. в

/л -

час. на заседании специализированного Совета К 050.01.01 Московского технологического института;

Ддрео: 141220, Московская область, ст. Тарасовская, Ярославской ж.д,, пос. Черкизово, уд. Глазная, 99.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского технологического института.

9 Я /7 р '

Автореферат разослан * ^ " 1991 г.

Ваши отзывы и замечания со автореферату в ДВУХ ЭКЗЕМПЛЯРАХ, *

ЗАВЕРЕННЫХ ПЕЧАТЬЮ УЧЕВДЕНЙЯ, просим направлять в специализированный Совет института.

спецкага зированно.

Н.В.Крючков

ощйя ХДРШЩСТИКА. РАЮТЫ

С :ГУальноо'ГЬ теш. Одним из направлений совершенствования

ов изготовления одежды по шдашидуальннм заказам на предприятиях битового обслуживания, а также при надомном труде и индавдцу-ально-трудовой деятельности человека является применение оборудования, отвечающего специфике его эксплуатации. Б условиях частой смены видов и режимов технологических операций швейные машины дол- ■ жны обладать расширенными функциональны!,ш возможностями , иметь "обратимость" и "гибкость" конструкции для перехода с одного вида операции на другую.

Обметывание материала, как одна из таких операций, в настоящее время при индивидуальном пошиве изделий выполняется на специальных краеобметочных машинах или машинах, образующих зигзагообразную строчку. Существующие .специальные краеобметочнне машин имеют невысокую' степень загрузки, а обматывание материала зигзагообразной строчкой недостаточно'надежно предохраняет край от осыпания. Повышение эффективности и качества выполнения бперашй обметывания в . данных условиях наиболее рационально решать за счет расширения функциональных возможностей краеобметочных машин { выполнение на одной • машинеразличных типов стёгосов ) л создания к универсальным маши' нам стачивающего стенка съемных краеобметочных устройств: праставок-к битовым, агрегатных устройств - к ярошлаленвнм машинам.

Результата работы ведущих фирм "Дкуки", "Бразер" (Япония), "Штробель" (ФРГ), "Ршоладя" (Италия) в др. подтверждают теяяенняо создания подобпах видов краеобкето^янх устройств мшшг бытового назначения. Однако, отечественный опыт разработки оьемшлг краеобмегочных устройств отсутствует» а'выпуск бытовых краэобмзточких машин только осваивается в нашей стране.

Специфика образования рраеобметочного стежка (ЮС) на пшейной

3

/

машине в основном отражается на работе механизмов петлеобразувдих органов (ПО) и нктеподачи. В краеобметочных устройствах машин бытового назначения эти стеккообразующие механизмы должны: позволять выполнять стабильно КОС с различными размерами, при минимальной переналадке механизмов ПО и получать другие типы стежков; размещаться в ограниченной зоне, не препятствуя работе механизмов базовой машины и иметь минимальные габариты и массу. При создании краеобметоч-ных устройств машин бытового назначения необходимо учитывать эти особенности, фоые того, в настоящее время не в полной мере исследованы особенности процесса образования ЮС на краеобметочных устройствах машин бытового назначения и не разработаны методики синтеза их стежкообразувдих механизмов.

Разработка стежкоабразувднх механизмов краеобыеточных агрегатных устройств выполнялась в рамках создания машин агрегатного типа по Постановлению СМ СССР № 670 от 16.06.85 г.

Цель работы - разработка стежкообразущих механизмов краеобметочных устройств машвд бытового назначения на основе исследования рабочих процессов и создания методики синтеза механизмов. Для доо-. тахешя поставленной цели сформулированы и решены следующие задачи:

- обоснование и разработка способов получения ШС на краеобметочных устройствах машин бытового назначения;

- исследование работы ПО при образовании ЮС и определение необходимых и достаточных условий: для расчета параметров функций положений лезвий ПО;

- исследование процессов подачи ниток и определение требуемого согласования между их подачей и потреблением при образованииЮС

- разработка методики синтеза механизмов ПО и яитеподачи краеобметочных устройств машин бытового назначения;

- разработка отежкообразувдих механизмов краеобметочных

устройств машин и практическая реализация результатов расчетов и. исследований.

Объект исследований. В качестве объекта исследований выбранн • механизмы ПО и нитеподачи швейннх храеобметочннх машин классовs 797 . ПО "Продавеймаш", МШК-I СА39 МО-ЮЗ фирмы "Дяуки", 15Г-2 IÎI3-23» 8515 фирмы "Текстима" и др., а также вновь разрабатываемых краеооме-точных агрегатных устройств и приставок машин.

Методы исследования. При исследовании процессов образования ЮС применялись теоретические и экспериментальные метода, В экспериментальных исследованиях использовались метода электротенземетрда и осциллографирования с проверкой качества процесса образования етезг-ка с привлечением аналитических и вероятностных методов.

Теоретические исследования и проектирование.механизмов выполнялись на основе положений теорий механизмов и машин с применением численных методов на ЭВМ.. . ; ,

Научная новизна, проведенных исследований заключается в том, что в работе впервые:

- определены и представлены в виде неравенств и уравнений условия стабильного образования КОС, необходимые для расчета функций положений лезвий ПО нраеобметочных устройств машин;

- разработана методика расчета функций положений лезвий ПО на основе минимизации ускоренна движений их лезвий о учетом соблвдення ограниченной зоны под перемещения лезвий а условий стабильного образования ЮС при минимальных и максимальных размерах;

* ■

- разработана методика оптимизационного синтеза петлеобразу-шшх механизмов краеобметочных устройств машин пофункциям положений лезвий ПО с использованием птрафннх функций, назначаемых зри превышении допустимых габаритов и размеров звеньев механизмов

и других параметров, и с последующим уточнением кинематических ■ размеров звеньев механизмов при минимизации ускорений двикешй лезвий ПО и соблюдении условий стабильного образования стежка;

- установлены требования к согласованию функций подачи и потребления ниток в основных периодах формирования краеобметочного ■ стежка;

- предложена методика оптимизационного синтеза механизма подачи игольной нитки по диаграммам согласования функций подачи и потребления нитке с использованием штрафных функций, назначаемых при несоответствии по знаку значений действительной и требуемой диаграмм 'согласования в основных периодах формирования переплетения игольной нитки в краеобметочном стешсе?

- разработан способ определения характеристики использования, нитки ( а.с. № 1227740 ).

Практическая, ценность. На основании проведенных теоретических и экспериментальных наследований разработаны алгоритмы и программа раочетов на ЭВМ кинематических размеров механизмов ПО и штеподачи краеобметочных устройств машн бытового назначения. Разработаны технические решения конструкций агрегатных устройств к универсальной промышленной швейной машине ( а.с. № 133874 и М 1668505, пологитель-ное решение по заявке № 4322690/12 ). При установке агрегатного ус-ройогва на платформа машна выполняет краеобметочные отекки, а при его удалении - стеяки базовой машины.

Разработан новый вид пятиниточного стачивавде-обметочного етекка, образуемого на базе челночного стенка ( положительное решение ВНЙИГПЭ по заявке Ш 4272515/32 ), и предложена конструкция ус« тройства для его формирования на бытовой швейной машине челночного типа. ■ '

Разработан стенд для исследования процесса подачи нитки на

швейных машинах по диаграммам натяяения и использования ( согласования функций подачи и потребления ) нитки.

Рекомендации по обеспечению стабильного образования стешса за счет соблюдения условий взаимодействия ПО, согласования подачи п потребления нитки и соотзетствузяих размеров и формы лезвий ПО могут быть использованы для констрзаровонияя при эксплуатации краеоб-меточных устройств машин бытового назначения.

Реализация результатовсработн. результаты экспериментальных а теоретических исследований, разработанные алгоритмы и программы для ЭВМ. по расчету механизмов БО и нитеподачи легли в основу?

- создания экспериментальных образцов агрегатных устройств ЮС к швейной машине кл. 2022-А, ПО "Промивеймаш"}

- совершенствования конструкций бытовых краеобметочных мгшш кл. МШК-1 САЗ Р. Смоленска и кл. 151-1 ГПЗ-23 г. Вологда;

- модернизации конструкции приставки "Оверлок" Полтавского филиала ОКБ ПО "Промптеймаш" к бытовым швеЗным машинам.

На ИЗЦ СКВ ПО "Пролшеймаш" используется методика расчета параметров механизмов ПО прн формировании КОС.

1 Родовой экономический эффект от внедрения: агрегатного устрой-, ства ЮС составил 213 руб. па одну малину, битовой краеобме точной машины кл. 151-2 ГПЗ г. Вологда» выполняющий двух- и трехниточнвй ЮС,равен 13 тыс. руб. на годовую программу выпуска 40 тыс. штук и методики расчета параметров механизмов ПО при формировании ЮС составил 313 руб. на одну разрабатываемую машину.

Адпобащя. Основные' натчяыз золокенш и результаты работы докладывались и обсуждались на?

- научно-технических семинарах в Московском доме ваучно-т«хшт-чэской пропаганды ии. Ф.Э.Дзержинского, Москва, Г9Я4, 198?, 19ВЭ и 1990~г.г.;

республиканской научно-технической конференции "Научно-технический прогресс з сфере услуг", Уфа, 1986 г.;

- научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава сотрудников и аспирантов МТИ, Москва, I983-I99I г.г.

•Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ, еа них 4 авторских свидетельства на изобретение и получены 2 поло-зрительных решения ВНШГПЭ по заявкам на изобретение.

' Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и результатов. В приложениях представлены программы и результаты расчетов на ЭВМ функций положений лезвий ПО и их механизмов, диаграмм потребления и оптимизации параметров механизмов подачи игольной нитки, расчеты экономической эффективности и акты внедрения. . ,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность теш, сформулирована цель . а поставлены основные задачи, даны сведения о научной новизне, практической ценности и реализации результатов исследований.

В I главе рассмотрены технологические особенности эксплуатации швейных машин на предприятиях пошива изделий по индивидуальным заказам населения. Установлено, что расширение функциональных возможностей «существующих ивейных машин, возможно за счет разработки крае-обметочных агрегатных устройств - к их промышленным вариантам, крае-обметочных приставок - к бытовым машинам стачивающего стежка, а так-£з - совершенствования бытовых краеобметочных машин.

Научные основа проектирования стежкообразувдих механизмов и их рабочих органов, образующие обметочвые стежки, изложены в работах Полухина в.П..Петрова Н.С.Дасанова Р.Ш, и др. Исследование рабочих процессов в разработка подобных механизмов, образующих другие' типы

стеяков, представлены е работах Комиссарова А.И., Русакова С,И., ' §

Зака И.С., Лопандина И.В., Гарбарука В.Н., Валыликова Н.В., Рей-барха Л.Б., Буриистрова А.Г., Николаенко A.A., Пищикова В.А., Иванченко В.А. и др.

Показано, что выполненные исследования не позволяют на всех периодах и для особых условий образования ЮС на краеобметочных устройствах машин бытового назначения определить параметры перемещений ПО и подачи ниток и выполнить разработку их стежкообразувдих механизмов. с

На основании аналитического обзора установлено, что для разработки механизмов ПО и нитеподачи краеобметочных устройств машин бы- ; тового назначения необходимо проведение комплекса теоретических а . экспериментальных исследований, направленных на углубленное изучение процессов образования 'KDС на машинах стачивающего стеяка и на -. бытовых краеобметочных машинах, л разработки методик синтеза стежко- ; образующих механизмов с учетом особенностей их работы.

Во II главе выполнены теоретические и экспериментальные исследования рабочих процессов образования ЮС на швейннх машинах с целью 1 'определения необходимых условий и требований к расчету параметров исходных характеристик к синтезу отенкообразующих механизмов.

Анализ известных способов обматывания края материала на швейных машинах с помощью дополнительных устройств показал, что наиболеэ рациональныш способами являются образование ЮС: трехниточного о использованием иглы базовой машины и применением дополнительно двух петлите лей; двухниточного с использованием иглы базовой машины и ттри-менением дополнительно петлителя; а также - на базе челночного отежкп при использовании иглы и челнока wsförora а применения дополнительно двух петлителей. Предложено образование ЮС на машине .двухниточного цепного стежка выполнять с использованием -те петлит?ля к применением дополнительно оттого верхнего патлиталя ( з.о. К IfifiRBOS ).

Разработан способ и предложен пягякиточный стачивааде-обметочннй стеаок, формируемый на базе челночного ( положительное решение по заявке № 4272515 ).

В данных способах образования КОС игла мокет совершать перемещение перпендикулярно к поверхности игольной пластины ели под углом <¿-0 к вертикали 1Уц~ 2). В результате анализа существующих компоновок установлено влияние на величины ходов остриев ПО размеров их лезвий и угла наклона друг к другу плоскостей перемещения остриев, Представлены уравнения расположения плоскостей, перемещения острия и глазка петлителей в принятой системе координат ХУНС см. рис.) с началом в точке 0 , расположенной на пересечении траектории иглы с поверхностью игольной пластины, и координатными осями, направленными: ОХ - вдоль платформы ( перпевдику-. лярно к продвижению материала ); ОУ - вверх, перпендикулярно к • поверхности игольной пластины и О Е - по направлению продвижения (латариала.

Дальнейшее исследование механизмов ПО связано о анализом возможных траекторий перемещения остриев ПО. Установлено, что координаты Хс.Ус острия ПО могут быть определены уравнениями линий:

прямой - при поступательном двшении ПО под углом ^ к горя-зотнали ( оси

ОХ ):

частью окружности - при закреплении лезвия ПО на державке, совершающей возвратно-поворотные движения вокруг оси Оц(Хон!Уо^ при удаления на величину ¡\н его острия от оси Он :

Хг Хои+Кн-созУс, ( 2 )

Уь= Уон+Кн-$1п Уг, -

частью адониса - при закреплении лезвия ПО на шатуне!

Х-Г Хов+Д-С05 У[5 ( 3 )

1С

где - функции, описывающие закон перемещения рабочих

органов вдоль траекторий;

А,8 - малая и больная полуоси эллипса;

Хо5 координата центра эллипса.

Гармонический анализ законов перемещения ПО показал, что наиболее значимыми являются первые две гармоники а поэто^ функции движения можно представить уравнением:

У1=Уо + УгС<* + ( 4 )

где Чо ,4*1 я Нд - коэффициенты уравнения; %- начальный фазовый угол;

текущее значение угла поворота главного вала машины. ■

. Значения коэффициентов, входящих в уравнения ( I ... 4 ) зависят от конкретнйх условий реализации процесса образования ГОС.

Исследование работы каздого ПО, участвующего в образовании трехниточного ЮС, показало,что наиболее существенное влияние на ' параметры их перемещения оказывают; размеры и форма свободной зоны под движения петлителей.,- условия выполнения моментов захвата и схо~ да ниток, а также'Дополнительно принятые требования к взаимному перемещении лезвий ПО перед захватом петли.

Так, при выносе яптки 80\Д/ верхнего петяителя (см. рис. ) на траектории двияения иглы, ее остриеЕ(0;бе) должно пройти выше нитки на величину гарантированного зазора § , Наибольшая величина подъема Зе острия иглы над игольной платиной требуется при максимальных параметрах стежка! пириие толщина и дайне .

таХ ЛшЗЗ

Выход нитки петлителя на траектории иглы возмопен при смещения узла ?//) по направления транспортирования материала от ко-

ординатной плоскости X О У как штимум на величину ¿уч^рер., которая ¡три Компоновке Уи-1 равна X*/' Ц . где рС - угол меяцу пяпо~

кастами перемещения остриев петлителей; а при \/и=2 Д^^Ху'^!"^' При обходе острияД^'^нязшего петлителя лезвия иглы, перед захватом игольной, нитки, оно должно пройти по выемке иглы, длиною» , на расстоянии от верхней грани ее ушка Ео(0)5е<) „

т.е. при или ниже ушка Е0 на величину

дЬ, , где мезду острием Д и лезвием иглы соблвдается такой же га-оантированянй.зазор 6 , как и на уровне выемки иглы, т.е. дон

Для предотвращения искажения формы игольной петли острием шетего. петлителя ему необходимо отклоняться как минимум на величину Кг>~ ^г^а*' . где р' ~ максямально-возмогный угол от» клонения плоскости петли от координатной плоскостиЕОV; а>, ~

Захват игольной петли носиком нижнего петлителя будет выпол-1ен надежно, если ■угол между нижней- кромкой петлителя и перпен-дакуляром к координатной плоскости HOY ( см. рис. ) будет ниже юпусгямого значения ßngon, •

Для соблюдения гарантированного зазора 5 между летлителями цзи движении в обратном направлении ( по отношению к моменту захвата нитки 0Ла ) острие В верхнего петлителя должно пройти или ю выемке на лезвии нивнего^пе тлите ля на расстоянии от

слазка Д0 » как и в момент захвата; или перед глазком Дс , отклоняясь от него как мини,чум на величину Р>д .

В момент захвата нитки 0Да нишею петлителя острием ß (X^Yg) скорость его перемещения относительно лезвия нижнего петлителя для надежности захвата и отсутствия поломки лезвий петлителей должна быть выше минимального ее значения где Ьц -высота лезвия петлителя? Кх - коэдациент, учитывающий ориентации'леззия низшего петлителя и его югтки O.íl0 относительно координатной оси ОХ (ups Уд>0 . , а вря Y¿oáO К* I ).

Угол ßa { см. рис. •) мезду перпендикуляром, восстановленным к нитке од о з точке L выхода острия В, на плоскость петли ОД0 и верхней кромкой лезвия ' верхнего петлителй, не должен быть более допустимого его значения j3ßnjf где Ипр.,^ - значение уг-

ла ßa , при котором возможно соскальзывание нитки о носика аетла-теля»

".На стабильность образования етекка влияют формы а размеры лезвий ПО. Наличие выступа Р { см» рис» ) на Лезвии верхнего петлителя: на расстоянии Хр= Ьст0СХ в момон-т захвата его нятгш ß0W иглой и отклонение его на угол £<« ? от косргштттеой

плоскости VOX в направлении тряиспэртирэгвнйя кгатернолз позволяет увеличить размер«1 йетля нитки BeW ц порчейта стабильность образования отэкка. ГЗ

. Таким образом, выполненными исследованиями были определены условия стабильного образования КОС, которые могут быть использованы для расчета значений коэффициентов уравнений (1...4), опреде-лявдих исхсуцгую характеристику к синтезу механизмов ПО.

- Для определения требований к согласованию подачи и потребления ниток при образовании стезька на краеобшточшх устройствах машин проводились экспериментальные исследования натяжения нитбк на всех этапах образования КОС и влияния на них величин подачи и потребления ниток. На разработанном для исследования стенде регистрировались диаграммы натяженияТСЧ1) и согласования0(4) функций подачи и потребления шток при фиксировании степени'затя&кн их в стежке. Для проведения исследований разработан способ определения характеристики использования нитки ( а,с. № 1227740 ), при котором дей~.

ствительная диаграмма согласования (использования) нитки 0(У) оп- ■

п

ределяется как разность мевду величинами запаса нитки ^ Ь^(^) на П -ом количестве участков (п £-1) и потреблением с бобины (У):

ом = £ мч>)~1_б(п (5)

и

В результате выполненных исследований определены общие требования к согласованию подачи и потребления ниток при образовании КОС? недостаток в подаче нитки, соответствующий наименьшему значению да&грамш согласования ОМ и равны! приближенно расходу нитки на один отехощ, должен происходить для ниток петлителей при достижении лезвий их ПО своих крайних нижних положений, а для игольной нитки - по окончании перемещения материала; в моменты сброса игольной петли'с лезвия петлителя и при сокращении ее и других петель ниток необходимо наличие недостатка в их подаче; стабильность захвата иглой витки петлителя также требует создания в этот момент

недостатка в ее подаче, т.е. СИЧ1) <0 , в начальный »

момент проведения нитки ПО в петлю захваченной нитки или через материал необходимо создание избытка в ее подаче, т.е. 014) >0.

Установленные требования могут бить использованы при определении рациональных диаграмм согласования О(^) функции подачи и потребления тток, необходимых для синтеза их механизмов подачи.

В !11 главе представлена разработка основных характеристик для проектирования механизмов ПО и нитеподачи; функций положений ПО и соотношения ыевд диаграммами подачи и потребления нитки, устанавливаемого через диаграмму согласования (использования) ниток.

Функции положения лезвия ПО определяют положения лезвия в зависимости от изменения угла ^ поворота главного Бала машины и состоят из выражений (/, (^ДУ^ представленных в уравне-

ниях (Т...4) и зависимости которая для соответствующих

видов траекторий равна:

- прямой линии = ;

- части окружности Ч^, , V = I , но если ?Л> ■>%>37, то для нижнего петлителя У = -| , а для верхнего петлителя

.если 0 <-^<.5 ;

- хшсм эллшса /I = Ь"1 + $-С7Т ( К - Чпт)»

Ттах -ттщ

где , ¡(о - постоянный угол наклона к оси ОХ линии, проходящей через острие и глазок лезвия ПО ( см. рис. );

(¡гг'иг)! ^ам- минимальный и максимальный угол наклона лезвия ПО к оси абсцисс ОХ } п

^^т^Чгпя*- минимальное и максимальное значения функции движения (уравнение 4).

В качестве целевой функции Ец для оптимизации вектора варьируемых параметров X = ( ХоН)У0ч; Я«, У0>У, ,4г. , % Хт\п,Хта*} ■ Хов , %В! А, В,... ) функций положений лезвий 110 Х^&НЛХ'^И) и принято выражение'

где 0>, ,0К ,0. - максимальные значения аналогов ускорения движения острия ПО (иглы, верхнего и Нижнего петлителей соответственно) 5 й весовые коэффициенты, учитывающие допустимость соотношений максимальных значений ускорений движений ПО? ~ штрафная функция для j -го основного моыента взаимодействия ПО. и-го ограничения; гП - количество моментов взаимодействия ПО? Г1] - количество ограничений по каждому ^ —ьзу моменту.

Штрафные функции ?),{, назначались при нарушении условий взаимодействия ПО в моментах захвата и схода н црн отсутствии гарантированного зазора кекссу лезвиями ПО и материалом, деталями машины. В качестве метода оптимизации в работе принят попок по деформируемому многограннику.

В расчете задавались следушцие исходные параметры: - начальные значения варьируемых параметров функции полокешй, ыаксимальйыв ш минимальные размеры стезжа; размеры зоны, занимаемой материалом и деталяш машины в плоскости движения петлителей; расстояния от острия до глазка в от острия да окончания, лезвня ПО и др.

Проверка требуемых условий взаимодействия ПО в основных моментах процесса производилась на двух, уровнях, где на первом - определялось наличие момента, а на втором - выполнение образования п захвата петли Исхода петли)," а такке соударения лезвий мезду собой.

Момент захвата ниток характеризуется следующими условиями« на первом уровне:

I) выходом острия ПО. захватывающего нитку, на плоскость петли, т.е. £} , где сЦ я^н^- расстогния от плоскости

Ввтлч до острия перпд и после» захват петля; . О

Й) перемешенном острия !Ю г, определенной скорость??Л^гн , т.е.

когда VoT.-'Vor,^ , где - минимальная относительная ско-

рость перемещения П0{

3) минимальным отклонением острия ПО от плоскости неа

ли перед ее захватом,GÍrt . > dn.x..» гДе dn.x. - минимально-необходимо© отклонение острия ПО от плоскости петли; на втором уровне:

1) образованием петли необходимой формы, обеспечиваемое перемещением лSp.глазка ПО, несущего нитку, а именно; для формирования игольной петли д^ср.-дЗ g &SP.ó д2ф+&5 , где - необходимый подъем игла от зфайнего нижнего, положения для образования петли игольной нитки; а для формирования петель из ниток петлителей перемещением д5р, лезвий к своим крайним положениям, лSр,<0 (для верхнего петлителя - к крайнему левому положению, а для нижнего петли-теля - к крайнему правому положению)но при отклонении от них не более допустимой величины

2) попаданием острия ПО в петлю на определенном расстоянии д 1г от глазка, и? которого выходит нитка петли, т.е. lg-дЧдй

или от нитки (для захвата нитка верхнего петлителя), т.е. ¡ ,

где - расстояние, на котором петля имеет максимальную шири-

ну. ~ минимальное отклонение витки от острия ПО, при котором

возможен ее захйат;

3) отсутствием соскальзывания петли с лезвия ПО при ее захвате ( J2iH<Pyftpi~ моиента захвата игольной натки и ¿ _pa^on -для момента захвата нитки нижнего петлителя);

4) отсутствием соударения между ПО при обратном, по отношеп&ю

к моменту захвата петли, их перемещении, когда острие ПО должно проходить на расстоянии 1С от глазка ПО, образующего петлю, т.е. le? £m¡ , где tfnln ~ иинимально-допустимоа лриблгкение острия ПО к глазку другого ПО. . ^

Момента схода нитки с лезвия ПО характеризуются условиями.*

1) направлением перемещения ПО, обеспечивающим соскальзывание петли с ею лезвия;

2) возможностью соскальзывания с острия ПО, т.е. ^ < ^лр.^^ где Ч ~ угол между ниткой а гранью лезвия ПО, удерживавдей петлю;

3) отсутствием повторного захвата сброшенной петли» т.е." %р> > I где «У* - угли соответственно, определяющие перемещение петли теля в крайнее положение л к моменту схода нитки с лезвия ПО; лУсЬ'^,, - шниыально-допуогиыый интервал мевду сбросом

и достижением петлигеля своего положения.

Последовательность заполнения основных моментов образования' ша выдерживалась проверкой условий их осуществления только на определенных диапазонах изменения угла Ч поворота главного вала. Исключение поломки лезвий аетлителей от соударения.с краем материала и деталями шшшы, образумим ограниченную-зону, обеспечивалось совладением гарантированного зазора мезду ними.

По предложенной методике с использованием разработанных программ расчётов ка ЭВМ, определены параметры функций положений лез~ вий ПО для стабильного образования ЮС 2_ -уЛ •) на У^®6!5-" сальной машине кк, 2022 А "Промивеймаш" с Использованием агрегатного' устройства ( вариант компоновка ПО К=1 Уи на бытовой краеобметоч-ной машине кл, .ШК-1 САЗ ( вариант компоновки 1104^2 )., ,

Для определения .диаграммы согласования 0 принятой в качестве исходной характеристики для синтеза механизмов подачи нитки, разработаны алгоритм^уасчата функций подачи и потребления. Функции подачи и потр^бяпшя ЦУ;) устанавливают в зависимости от значений угла Чс поворота глазного вала изменение длины нитки соответственно на участках? глазок ПО - регулятор натяжения и глазок ПО - окончание сформированного стежка. Положение игольной нитки на лезвии -

петлителя устанавливалось из нахождения минимального периметра ее петли с уче^а форм и размеров лезвия петлителя. Функция потребления Ц1?^игольной нитки определялась раздельно по участкам, где ее длина изменяется под воздействием перемещающихся иглы или петлителя.

.Диаграмма согласования СК^фуннций подача я потребления 1Н1 нитки устанавливает для I -го угла поворота глав-

Л »

лого вала изменение общей ее длины ¿¡(^ыа П- -м количестве ] -х прямолинейных участков от регулятора натяжения до затянутого стешса с момента начала ее отсчета угла и ?

.1=1 3=1

или

. йм^рио+шл-ты+ищ). (в)

Таким образом, разработаны методики- расчета и определены параметры исходных характеристик к синтезу стежкообразувдих механизмов-храеобметочшх устройств машин.

В 1У главе диссертации рассматривается синтез механизмов ПО п штеподачя краеобметочных устройств машин бытового назначения.

Расчет кинематических размеров механизмов ПО выполнялся поэтапно на основ§ минимизации значений целевой функции, которая: - при синтезе ведомой части направляющего механизма, после расчета начальных его размеров по известным крайним и среднему на траектории положениям лезвия ПО, вычисл^рсъ по уравнению:

(9)

где (1- кратчайшее расстояние в I -ом положении острия ПО от требуемой его траектории; ГЛ, - количество рассматриваемых ограничений в конструкции механизма; ^

- при синтеза ведущей части ( передаточного ) механизма, после определения начальных его размеров» вычислялась по уравнении:

Ев = ГЛОХ ( дУтох, Р,'.]), ( 10 )

где дН^д^г тах^-Н^ максимальная разность между действительным 41 и требуемым V«]' С при параметрах ведомой части механизма, установленных на первом этапе ) 1-ми положениями ведомого коромысла механизма? {,= I П; количество рассматриваемых ограничений в конструкции ведущей части механизма}

- при оптимизационном синтезе обеих частей механизма ПО:

где ^гХ" квадр^ расстояния манду 1-ми действительным и требуемым полокевиями острия ПО ? I- I • >«П,, П; > ^

- при Оптимизационной синтезе механизмов ПО:

где Гк,з - штрафные функции, назначаемые при нарушении допустимых значений контролируемого параметра ( ограничениях) в конструкции М„-го количества механизмов; Ец -целевая .функция согласно уравнения 6. Используя данную методику и принимая ограничения на габариты, выполнен синтез механизмов петлителей агрегатных устройств машины кл. 2022 А ПО "Промпшеймаш*. При совершенствовании конструкций механизмов пет лиге.-ей приставки "Оверлок" учитывался подъем рейкой и материалом ее корпуса к были определены параметры, обеспечивающие образование ЮС на различных классах бытовых машин. На базе проведенных исследований усовершенствованы конструкции механизмов петлктелей и иглы бытовой краеобметочной машины кл. 151-2 ГПЙ-23, дозволившие при единой их настройке выполнять как . 20

трехниточннй, так и двухниточннй КОС.

Общий синтез механизмов ПО требует проведения всех этапов расчета, а при совершенствовании - достаточно выполнения только последнего этапа.

Расчет параметров механизма подачи игольной нитки к агрегатному. устройству двухниточного КЮС к машине кж, 2022 А ПО "Пром» швеймаи" выполнен на основе минимизации целевой функции вида:

Е _ Г тох ЮЛ1)-0Н)1?есАИ ^ { ^ }

Н/М , если И^.'^гО ,

где ? ОН) И От- соответственно рацио-

нальная и расчетная диаграммы согласования игольной нитки; -штрафная функция,- назначаемая в случае превышения допустимого мак--симального размаха в изменении значений диаграммы согласования нитки; К] - штрафная функция, учитывающая выполнение по знаку диаграммы согласования нитки в основном' ] -м моменте образования стеяка, пра']=2...К .

Рациональная требуемая диаграмма согласования СНЧ\_! определялась на основании выполнения необходимых условий в согласовании . подачи и потребления нитки в ] -х аоментах образования стежка

У =2...К), .плавного ее нагружения и др. о

В результате проведенного расчета определены координаты расположения нятенаправителей на трассе заправки нитки и параметры нитеподатчика, закрепленного на шатуне механизма петлителя.

По полученным методикам, с использованием разработанных программ для расчетов на ЭВМ, определены кинематические размеры стеж-кообразулцих механизмов краеобметочных уотройотв машин битового назначения.

В У главе приводится практическая реализация результатов.расчетов стезшообразувдих механизмов краеобметочннх устройств машин битового назначения и дается экспериментальный анализ их работы, подтвердивший их работоспособность, Указана технико-экономическая зффективиость соразработки агрегатных устройств ЮС к швейной машине кл. 2022 А, усовершенствования конструкций приставки "Оверлок" к бытовой машине кл. 151 П13-23, выполняющей даухниточный и грех-ниточный КОС.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Выполнен анализ технологических особенностей эксплуатации я соответствия им конструкций шейных машин, обметывавших края материала при изготовлении одегда по индивидуальным заказам. Установлена необходимость расширения юс функциональных возможностей за счет создания краеобметочшх агрегатных устройств к промышленным, краеобматочдах приставок к батонам машинам стачивающего стеяка, а также - совершенствования бытовых краеобметочннх машин. Создание или совершенствование краеобметочннх устройств машин бытового назначения требует проведения теоретических и экспериментальных исследований для разработки стеккообразующих.механизмов с учетом особенностей их работы.

2. Проведен анализ способов обматывания изделий на краеобметочннх устройствах машин бытового назначения, обоснованы и разработаны новый вид пйтиниточного стачиваще-обметочного стенка и способ его образования, а такяэ - образование ЮС с использованием петлителя машины двузпшточного цепного стеяка.

3. Установлено, что для расчета параметров функций положений лезвий ПО необходимо дополнительно к известным условиям стабильной образования стежка учитывать в частности.' ориентации лезвий ПО перед захватом нитки, минимальное отклонение их остриев от петли,

также перемещение острия ПО относительно лезвия другого ГО и др. Условия сгабаш&ого образования КОС, необходимые для расчета функций положений лезвий ПО, формализованы и представлены в виде уравнений и неравенств.

4. Определены требования к согласованию функций подача и потребления ниток в основных периодах формирования краеобметочного стежка. Разработаны способ определения характеристика использования нитки { а.с. № 1227740 ) и стенд для проведения исследований процесса подачи нитки по диаграммам ее натяжения и согласования функций подачи и потребления.

5. Разработана методика расчета функций положений лезвий ПО на основе минимизации ускорений движения их лезвий с учетом собляь двния ограниченной зоны под перемещения лезвий петлнтелей и условий стабильного образования стежка при его максимальных и минимальных размерах.

6. Предложена методика оптимизационного синтеза параметров механизма подачи игольной нитки на основе диаграммы согласования функций подачи и потребления и о использованием штрафных функций, назначаемых при несоответствии по знаку значений действительной и требуемой диаграмм согласования в основных моментах образования краеобметочногсГ осевка. ,

7. Разработана методика поэтапного оптимизационного синтеза механизмов ПО краеобыеточных устройстз машин бытового назначения, когда: первоначально- при синтезе направляющей и передаточных частей механизма, и далее - при оптимизации параметров обеих частей механизма, выполняется приближение для кавдого механизма его действительных значений функций полонений лезвий ПО к рациональным;

а при окончании расчета - оптимизация кинематических размеров механизмов ПО -через проверку выполнения условий стабильного образования

стежка при минимизации максимальных ускорений движения их лезвий. На каадом этапе расчета учитываются ограничения в работе механизмов и их особенности конструкции для соответствующих видов краеобметочных устройств.

8. Разработаны стеашгабразувдие механизмы краеобметочных устройств машш бытового назначения, образующие стабильно краеобметоч-ные стежки с различными размерами.

9. Основные результаты диссертационной работы реализованы при разработке стежкообразуишх механизмов к агрегатным устройствам и совершенствовании конструкции данного вида механизмов к приставке' "Оверлок" к бытовым краеобметочным машинам кл. I5I-2 IÜ3-23 и ШК-1. САЗ. Экономический эффект от внедрения машины.ахрегатного типа класса 2022 AM ПО "Промшвеймаш" с краеобметочным агрегатным устройством составит 213 руб. на одну машину, от машины класса I5I-2 ШЭ-23, выполняющей двух- и трехнвточннй ЮС, т составит 18 тыс. руб. на годовую программу их выпуска и от использования методики разработки механизмов ПО бытовой краеобметочной машина - 313 рублей на одну машину.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Ермаков A.C. Проектирование стеакообразувдих механизмов агрегатного устройства краеобметочного стежка к швейной машине челночного стежка // Научно-технический-прогресс в сфере услуг.

Тез. выступ, на республ. научн.-техн. конф. УФ'МТИ. - Уфа,- 1986. - С. 129.

2. Ермаков A.C. К вопросу проектирования механизма подачи нитки в швейно-обметочной машине // Сб. науч. тр. / Моск. тех. ин-та./ 1986. Вип. 60. - С.74-79.

3. Ермаков A.C. // Способы обметывания краев материма в изделиях на швейных машинах// Сб. науч. тр. /Москов. тех. ин-та.-

24

- 1987. - Вып. 64. - С. 124—131.

4. Яцук A.A.» Иванченко В.А., Ермаков A.C. Принципы разработки на швейных машинах с расширенными технологическими возможностями для производства одежды по заказам населения // Оборудование для легкой промышленности. Отечественны! производственный опыт. - 1987.

- а 8. - С. 4-6.

5. Ермаков A.C. Формирование требований к образованию краеоб-меточного стеака на швейной машине. - Б сб. науч. тр.; Вопросы повышения качества в технологического уровня бытовых услуг. - М.-ЦНЙИбыт. - 1987. - С. 43-48.

S. Ермаков A.C. Исследование процесса подачи ниток в швейных машинах трехниточного краеобметочного стенка. В сб. науч. тр. : Вопросы интенсификации технологических процессов и совершенствования машин и оборудования бытового назначения. - М. - МТй. - 1987.

- С. 54-60.

7. Иванченко В,А., Ермаков A.C. Влияние формы лезвия петлите-ля на периметр игольной петли при образовании цепного стежка. В сб. науч. тр.; Вопросы интенсификации технологических процессов и во-вершенствования машин ж оборудования бытового назначения. - М. -ЩЙ. -198?, - С. 63-70.

8. Ермаков A.C. Определение диаграммы потребления игольной натки при образовании краеобметочного стежка. - В сб. науч. тр. : Повышение'эффективности технологических процессов и оборудования предприятий бытового обслуживания. - М.: ЖГИ. - 1988. - С. 76-82.

9. Ермаков A.C. Определение натяжения нитки в швейной машине, В сб. науч. тр. : Совершенствование технологических процессов я оборудования бытового назначения. - М.: МГЦ. - 1990. - С. 30-36.

10. Ермаков A.C. Перминова Г.М. Исследование перемещений рабочих органов шейных машин при образовании цепного стежка.-В сб.

25

науч. тр. : Совершенствование технологических процессов оборудования бытового назначения. - М.: МТИ» - 1990. - С. 36-42.

11. 1£маков A.C. Исследование и разработка механизмов к швейным машинам дгхя выполнения краеобметочных стежков // Повышение технологического уровня предприятий бытового обслуживания в усл. хозрасчета. Материалы семинара. - М. - 1990. - С. II0-II2.

12. Иванченко В.А., Сучилин Б.А., Ермаков A.C. Совершенствование конструкций механизмов бытовых краеобметочных маши. - Б сб. науч. тр. : Ресурсосбережение в технологии производства бытового обслуживания. - М.: МТК. - 1990. - С. 94-102.

13. Иванченко В.А., Крючков Н.В., Сучилин В.А., Ермаков A.C. Основные перспективы совершенствования бытовых краеобметочных машин. - В сб. науч. тр. : ресурсосбережение в.технологии производства бытового обслуживания. - М.: МТИ - 1990. - С. 90-93.

14. A.c. В 1227740 СССР МКй4.Д05В 45/00. Способ определения' характеристики использования нитки .в швейных машинах» ■ /Е.А. Панфилов, Б. А. Иванченко., А.С.ВрмакоВ, А.А.Яцук,.В.И.Бахалов (СССР).

- Je 3765339/28-12. Заявлено'10.07.84. Опубл. 30.04.86. 'Бюл.й 16// Открытия. Изобретения. - 1986. - й 16,

15. A.c. й 133874 СССР, 1Ш4 Д05В I/I4. Многоцелевая швейная машина. / В.А.Иванченко, А.С.Ермаков, В.Н.Бодтунов, А»А.Яцук (СССР' * 3945166/28-12. Заявлено 22.08.85.

16. A.c. Я 1668305 СССР,.1№5 Д05В I/I4'. Швейная машина/ . А.С.Ешаков, В.А.Иванченко, Е.А.Панфилов, А.А.Яцук, К.Б.Юревич (СССР) а 4746239/30-12. Заявлено 01.08.89. .. . V '

17. A.c. й 1546527 СССР МКИ5 Д05ВЛ/16. Механизм перемещения материала бытовой швейной машины. /К.Б.Юревич, В. К. Ивашкевич, A.C.¡Ермаков, В.А.Иванченко, Н.В.Крючков, В.Н.Лобченко (СССР).-• >

№ 43211313/30-12. Заявлено II.09.87. Опубл. 28.02.90. Бил. № 8. Открытия. Изобретения. - 1990. - № 8, -

18. Положительное решение ВНШШ1Э по заявке & 4322690/1216047. МКИ5 Д05В 1/20, 1/14, I/I8. Агрегатное устройство краеобме-точного стежка к швейной машине. /В.А.Иванченко, A.C.Ермаков,

A.А.Яцук, К.Ю.Юревич» В.В.Фуко (СССР). Заявлено 28.10.87.

19. Положительное.рашениэ ВНИИП1Э по заявке № 4272515/1210665. МЮГ? Д05В X/22. Стачивавде-обметочная строчка швейной машины. /В.А.Иванченко, А.С.Ермаков, Б.А.Сучшган, В.И.Простоит,

B.й.Новохатько, В.А.Баглюк (СССР). Заявлено 01.07.87.

Вевсоюзяый х»учм-*волелов»5вльвккй тотиут лесоводзтва ж мехажмзацкм леояого хозяйства. Подпасаао к печати 28.06.91г. Закав 87 Тярэж 100.