автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Разработка и исследование шьющих модулей к гибким системам швейного оборудования



На правах рукописи

ЛИСОВА Елена Алексеевна

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ШЬЮЩИХ МОДУЛЕЙ К ГИБКИМ СИСТЕМАМ ШВЕЙНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Специальность 05.02.13 -«Машины, агрегаты и процессы» (легкая промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва -2005

Работа выполнена в Московском государственном университете сервиса.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Сучилин Владимир Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Жаворонков Александр Иванович

кандидат технических наук, доцент Кирилин Евгений Иванович

Ведущая организация: ЗАО «Институт региональных

экономических исследований Центр научных исследований и информации в сфере бытовых услуг»

Защита состоится « 25» ноября 2005 года в «-//» часов на заседании диссертационного совета Д 212.150.06 при Московском государственном университете сервиса по адресу: 141221, Московская обл., Пушкинский район, пос. Черкизово, ул. Главная, 99.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета сервиса.

Автореферат разослан «<//» октября 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета )

кандидат технических наук, доцент / Н. Буткевич

'tfУ1

2-191734

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Решающая роль в повышении эффективности швейных предприятий принадлежит технологическому оборудованию, отвечающему современным требованиям технологии и организации произ-

В настоящее время, в период острой конкуренции отечественных товаров народного потребления с зарубежными, новым мощным средством повышения эффективности малых швейных предприятий может стать применение в основном производстве гибких систем технологического оборудования, отличающихся мобильностью, быстродействием наладки на широкий ассортимент пошиваемых изделий, способностью стабилизировать производственный процесс и улучшить его показатели за счет повышения загрузки оборудования, возможности использования многовариантности технологии, многоассортиментности запуска и рациональной организации труда.

В связи с этим проблема разработки гибких систем Швейного оборудования требует комплексного решения, так как из опыта применения подобных систем в других областях производственной деятельности известно, что эффективность их во многом зависит и от проработки вопросов технологии и организации производства. Таким образом, указанные выше технические и организационные показатели гибких систем швейного оборудования и будут определять развитие отрасли в данный момент и в ближайшем будущем.

Созданием подобного оборудования в последние годы занимаются во МГУС, где автор данной диссертации принимал участие в разработке швейных многооперационных агрегатов модульного типа, обладающих свойством адаптации к изменяющимся условиям производства. Это оборудование значительно более высокого технического уровня, и при разработке его требовалось решить не только проблемы рабочего процесса оборудования, технологии и организации самого производства, но и доработки составляющих механических систем, приспосабливая их к усло-

>

водства.

виям рабочего процесса агрегатов. Главным образом, это относится к шьющим модулям, аналогами которых являются швейные машины различного назначения, и к механическому приводу, который в данном оборудовании должен быть унифицирован для ряда шьющих модулей.

Разработке данного оборудования способствовала госбюджетная тема: Регистрационный номер Министерства образования и науки РФ 01.20.03. 02192 «Разработка теоретических основ гибких швейных процессов» 1 этап - Исследования проблемы гибкости швейных процессов от 09.01. 2003 (код ВНТИЦ 02 0302 453 0345) и 2 этап - Разработка основ гибкой технологии швейного производства от 11.02.2005 (код ВНТИЦ 02 0302 453 0343), в которой автор реализовал технические идеи на уровне изобретений (патенты РФ № 2181394,2255157).

Цель и задачи исследований. Целью работы является разработка методой повышения эффективности швейного оборудования пошивочного производства. При этом решались следующие задачи:

- исследование условий функционирования механических систем швейного оборудования;

- разработка структуры шьющего модуля к многооперационным швейным агрегатам модульного типа;

- разработка и исследование систем базирования и стыковки шьющих модулей;

- исследование функционирования конструктивных элементов шьющих модулей и унифицированного привода к ним;

- разработка метода и технического средства для исследования в лабораторных условиях надежности рабочего процесса шьющих модулей;

- разработка метода оценки надежности работы шьющих модулей в производственных условиях.

Объектами исследований являлось многооперационное швейное оборудование и технология на его основе.

Методы исследований. В работе сочетаются теоретические и экспериментальные методы исследований. Исследование рабочего процесса шьющих механизмов и влияние износа на их работоспособность проводились

I *А♦ м • >

. " 4

на основе методов математического планирования и статистической обработки эксперимента, аппроксимации графических реализаций, кинетостатики, моделирования и прогнозирования событий.

Концепция проектирования гибких систем швейного оборудования формировалась на основе модульного принципа; рабочий процесс данного оборудования разрабатывался с использованием теории операций и эвристических алгоритмов; надежность функционирования шьющих модулей оценивалась вероятностными методами.

Научная новизна работы состоит в том, что осуществлено решение научной проблемы проектирования перспективного вида технологического швейного оборудования, имеющего большое значение для отрасли. При этом получены новые результаты в следующих направлениях:

- на основе анализа априорных данных по условиям функционирования механических систем швейного оборудования намечены пути их совершенствования;

- предложены структурные и конструктивные решения создания шьющих модулей к многооперационным швейным агрегатам модульного типа;

- разработаны экспериментальные методы и техническое средство для оценки надежности рабочего процесса шьющих модулей на этапах лабораторных и производственных испытаний;

- предложена структурная форма унифицированного механического привода к многооперационным швейным агрегатам модульного типа и методы снижения динамических нагрузок в переходные этапы работы оборудования;

- разработан вероятностный метод оценки надежности рабочего процесса шьющих модулей по критериям разрывной прочности нитки и ее натяжения в процессе стежкообразования;

- исследованы вопросы технологии и организации с применением данного оборудования.

Практическая значимость работы. Результаты работы использовались при выполнении госбюджетной темы: регистрационный номер Министерства образования и науки РФ 01.20.03.02192 «Разработка теорети-

ческих основ гибких швейных процессов» 1 этап - Исследования проблемы гибкости швейных процессов от 09.01.2003 (код ВНТИЦ 02 0302 453 0345) и 2 этап - Разработка основ гибкой технологии швейного производства от 11.02.2005 (код ВНТИЦ 02 0302 453 0343).

Разработана концепция проектирования шьющих модулей к швейным агрегатам модульного типа, предложен вариант модуля челночного стежка (патент РФ № 2181394).

Разработанные шьющие модули будут входить в состав гибких систем швейного оборудования, разработанных ранее в МГУС (патенты РФ № 2073758,2084571,2087607,2130982 и др.).

Разработано устройство для определения силы натяжения нити в швейной машине (патент № 2255157).

Результаты исследования гибких систем швейного оборудования внедрены на ООО «ТрикКолор» (г. Тольятти); ожидаемый экономический эффект для производственной программы предприятия составил 263808 руб. (в ценах 2004 г.)

Результаты исследований рабочего процесса, особенностей технологам и организации применения многооперационных агрегатов в швейном производстве сферы быта нашли отражение в учебном процессе при выполнении курсового и дипломного проектирования специальности 280900.

Апробация результатов работы. Основные научные положения работы были представлены и получили положительные оценки на Международных научно-технических конференциях «Наука - сервису» (Москва, МГУС, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005 г.), на Международной научно-технической конференции «Новые технологии в одежде из тканей и трикотажа» (Москва, МГУС, 2001 г.), на конференции «Проблемы и решения современной технологии» (Тольятти, ПТИС, 2001 г.; ТГАС, 2005 г.), на конференции «Проблемы гуманизации вузовского образования» (Тольятти, ПТИС, 2000 г.), на Международной научно-практической конференции «От научно-технических разработок до инновационных проектов» (Москва, МГУС, 2002 г.), на IV городской научно-практической конференции «Наука - сервису города» (Тольятти, ТГИС, 2003 г.), на V Город-

ской научно-практической конференции «Наука - сервису города» (Тольятти, ТГАС, 2005 г.), на Международной научно-технической конференции «Инновации и перспективы сервиса» (Уфа, УГИС, 2005 г.)

Основные результаты работы были опубликованы в журналах: «Швейная промышленность» № 5 (Москва, 2002 г.), «Швейная промышленность» № 1 (Москва, 2003 г.), «Теоретические и прикладные проблемы сервиса» № 1(2) (Москва, 2002 г.), в сборнике научных статей «Инновации и перспективы сервиса» (Уфа, 2005 г.)

Результаты работы используются на кафедре «Конструирование и технология швейных изделий» МГУС и на кафедре «Технология и конструирование швейных изделий» ТГАС, в учебном процессе в соответствующих разделах дисциплин «Оборудование швейных изделий» и «Технология швейных изделий» для студентов специальности 280900 «Конструирование швейных изделий».

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 23 научных статьях, методических разработках и отчетах проектных работ. Получены патенты РФ на изобретение № 2181394,2255157.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографического списка, насчитывающего 86 наименований, и приложений. Общий объем работы составляет 164 страницы, в том числе содержит 30 рисунков, 9 таблиц, 8 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы, сформулированы цели и основные задачи исследований, показаны научная новизна и практическая значимость.

В первой главе проанализированы современные взгляды на гибкие производственные процессы в целом и на швейные ГПС в частности, выявлены условия адаптации рабочих характеристик швейного технологического оборудования к условиям функционирования. Установлено, что для малых швейных предприятий наиболее эффективным является многооперационное оборудование, создание которого возможно на принципе модульности. Такое оборудование мобильно, что позволяет применять его на предприятиях различной мощности.

Намечены пути повышения эффективности швейного оборудования, определены научные и проектные задачи, методы исследований и объем разработок.

Во второй главе в соответствии с целью и задачами диссертации разработана структура унифицированного шьющего модуля к швейным многооперационным агрегатам. Основными условиями унификации разрабатываемых шьющих модулей приняты общие для всех шьющих модулей:

- координатное положение входного вала, приводящего в движение шьющие механизмы;

- однотипное для всех шьющих модулей конструктивное решение базирующих элементов;

- единая форма, работа и параметры функционирования стыковочного узла-муфты, связывающего шьющие модули различного назначения с унифицированным приводом агрегата.

Таким образом, шьющий модуль состоит из шьющей головки, корпус которой включает рукав, стойку, платформу и установочную плиту, служащую устройством базирования и фиксации шьющей головки на ней.

Входной вал 1 (рис. 1) шьющей головки расположен в нижней части корпуса, что повышает устойчивость системы: шьющая головка - устано-

вочная плита и шьющий модуль - привод, так как в этом случае понижается центр их тяжести. Входной вал имеет на входе средство связи с приводом стыковочной полумуфты 2, посаженной на входной вал 1 через упругую муфту 3, причем стыковочная полумуфта 2 выполнена как ведомая часть фрикционной конической муфты, где она является охватывающей деталью, что позволяет надежно стыковать ее с полумуфтой привода при дополнительном продольном перемещении последней. Упругая муфта 3, муфта с резиновым промежуточным элементом, позволяет производить стыковку шьющего модуля с приводом при некоторой несоосности их валов.

Маховик шьющей головки в виде инерционного диска 4 установлен в данном случае на одном из быстроходных валов механизма для шитья, что обеспечивает необходимую равномерность их вращения при меньшей массе маховика, так как функциональное действие его зависит от массы и скорости вращения. Учитывая, что механизм иглы оказывает максимальное влияние на неравномерность вращения валов швейных машин, то в шьющем модуле установлена вторая инерционная масса на главном валу.

Базирование шьющего модуля осуществляется с использованием известного способа применения направляющих типа «ласточкин хвост», который предполагает крепление их на рабочей позиции путем зажима направляющих упругим деформированием планки С (рис. 2).

гИ Ь-^а

Рисунок 1 - Структурная схема шьющего модуля

Рисунок 2 - Схема базирования шьющего модуля

Тогда методика расчета усилий при оценке надежности базирования шьющих модулей также известна и начинается с определения силы РА и Рв на поверхностях направляющих из условия равновесия всех сил РА = Рв ■ РА+РВ = 2/2/;

Р* = е/[2/(1+соч0)], (1)

где р - угол профиля направляющих;

/ - коэффициент трения;

- сила, которая приводит к смещению опоры Б относительно направляющих под действием силы Р.

Контактные деформации 6А и дв на поверхностях А и В и на планке <5'в 6л = кРлЦа-€)-,8в = кРвЦр-€)\

<5'а= к' Рв/(в • €), (2)

где к, к' - коэффициенты контактной податливости, мкм/мПа;

I - расчетная длина направляющих, мм;

а ив- ширина плоскостей направляющих, мм.

Если зажим расположить симметрично относительно дайны направляющих, а конструктивные детали обладают достаточной жесткостью, то за расчетную длину I контакта направляющих можно принимать полную их длину Ь. Если зажим расположен у одного края направляющих на расстоянии то принимает распределение давления по закону треугольника на длине Ъс1и соответственно расчетная длина € = ЪсИ2 = 1 ,Ъс1.

Смещение в направляющих вдоль оси У, перпендикулярной к плоскости направляющих, бу = 3А.

Смещение в плоскости направляющих вдоль оси X

8Х = 6А + ёв1ъ\хф.

Потребная сила Р на винте, или на винтах, осуществляющих затяжку направляющих, складывается из полезной силы зажима в со$р и силы, необходимой для деформирования планки на перемещение зажима Д, мм: р = рв- оо%р + р0; ро = 0-,р = 45н.

Если зажим осуществляется деформированием планки С, ослабленной на некоторой длине, то для определения силы р этот участок можно рассматривать как балку, защемленную по концам. Если деформируемая часть отделена поперечными надрезами, то ее можно рассматривать как консольную.

Для избежания или уменьшения потери точности применяют зажимы с двух сторон направляющих.

Точность установки шьющего модуля на рабочей позиции промстола многооперационного агрегата должна обеспечиваться автоматически. Поэтому принят метод базирования по трем точкам за счет конусных стержней и вакуумным втягиванием их в полости корпуса (рис. 3).

При установке по коническим отверстиям (рис. 3) на конические пальцы погрешность базирования минимальна и определяется из выражения

2íqa, ^ ^

где <5 - допуск на диаметражный размер конечного отверстия; а - половина угла при вершине конуса.

При диаметре конических пальцев 10 мм; <5 = 100 мкм; а = 15°, Д = 185,19 обеспечивает необходимую точность базирования шьющего модуля в зоне стыковки с унифицированным приводом.

В приводах швейных машин для передачи крутящего момента от элек- , тродвигателя на главный вал применяется фрикционная муфта, где используется фрикционный материал типа Ферадо. Этот материал имеет ко- а эффициент трения / = 0,3-0,4. В нашем случае, когда площадь контакта фрикционных элементов больше, можно принять тот же фрикционный материал.

Шероховатость поверхности трения элементов муфты находится в пределах Ra< 2,5 + 1,6 мкм, что обеспечивает необходимую износостойкость и надежность сцепления элементов муфты.

Расчет надежности фрикционной муфты производится с помощью файла dm4shpon XLS на основе методики Эрдели. Показателем надежности выступает оптимальный диаметр штифта, фиксирующего муфту на валу при запасе сцепления К = 1,5. Исходные данные для расчета взяты для швейной машины типа 1276, обладающей наибольшим моментом сопротивления на главном валу и являющейся также аналогом для разработки шьющих модулей.

Предельный вра¡дающий момент

Т„р=1,25КТ »1,26 '1,5*20= 37,6 Нм

Сила, срезающая штифт

«37,8/0,01= 3760 Н

Тпр = 1,25 КТ

, срезающая штифт

F = Тпр/г

Диаметр штифта

С|щ = ^4F/(;rrB) = / 4' 3760/(pi'390'1000000)

0,003499 м или 3,60 мм

где г - расстояние от оси вала до оси штифта;

тв - предел прочности при сдвиге материала штифта.

Полученное значение диаметра штифта соответствует значениям его во фрикционных муфтах швейных машин.

В работе приведен адаптированный к нагрузкам кручения вал механического привода, позволяющий значительно повысить точность взаимодействия рабочих органов шьющих модулей. Известно, что точность взаимодействия рабочих органов швейных машин определяет надежность их рабочего процесса.

Для шьющих модулей надежность рабочего процесса является основной характеристикой функционирования, так как они работают в режиме управляющей программы, что не допускает состояний отказов. На рисунке 4 показано влияние ошибки положения ведущего звена исполнительного механизма на точность перемещения рабочего органа.

Рисунок 4 - Схема определения ошибки положения механизма иглы

В работе исследован механизм привода шьющего модуля в режиме пуска и останова, когда возникают максимальные крутильные моменты и колебания. Приведена теория крутильных колебаний и условия жесткости вала привода.

Структурная и конструктивная проработка шьющих модулей, исследование условий функционирования и надежности элементов базирования, фиксации и стыковки их, представленных в данной главе, позволяют

5,

и циклограмма

сократить сроки разработки данного оборудования, стабилизировать режимы работы многооперационных агрегатов, повысить надежность и ресурс исполнительных механизмов не только разрабатываемых шьющих модулей, но и типовых швейных машин. В подтверждение сказанного в , приложении к работе представлены акты внедрения и апробации.

В третьей главе проводятся исследования рабочего процесса шью- â, щих модулей. Выполнено оригинальное техническое устройство для определения натяжения нитей (патент № 2255157).

В современных условиях производства особенно оперативно надо оценивать надежность работы ниточной системы в гибких швейных производствах, где часто происходит смена ассортимента пошиваемых изделий, требуется быстрая замена нескольких машин в технологическом процессе.

Для обеспечения оперативности подготовки швейных машин к работе, обеспечения надежности рабочего процесса и качества выполнения технологических операций необходим простой и надежный способ определения сил натяжения нитей в трассах заправки их на машинах.

Задачей предлагаемого устройства является повышение быстродействия и надежности подготовки шьющих модулей к работе за счет сокращения времени и получения большей достоверности при определении сил натяжения нитей в трассах их заправки.

Поставленная задача достигается тем, что сила натяжения нити определяется прямым способом механического измерения. Для этого нить придают движению по трассе заправки её от привода измерительного устройства. Рабочие органы машины при этом являются неподвижными.

Привод движения нити по трассе заправки выполнен в виде микроэлектродвигателя постоянного тока с катушкой на валу и с приспособлением для регулирования скоростного режима его, например, в виде потенциометра.

Способ измерения силы натяжения нити, например, игольной швейной машины осуществляется следующим образом.

Нить 1 (рис. 5) проходящая, например, через регулятор натяжения 2 пружинного типа, применяемого на швейных машинах, испытывает на вы-

ходе его силу натяжения Т2. Сила натяжения нити на входе в регулятор Тх отражает усилие сматывания нити с бобины или катушки, а также включает силы трения нити о нитенаправители, размещённые до регулятора натяжения. Сила меньше силы Т2. Нить I после выхода из регулятора 2 располагают на роликах 3, 4, 5 измерительного устройства. Ролик 3 посажен на подвижный шток 6 индикатора. Ролики 4, 5 установлены на корпусе измерительного устройства. Далее нить 1 закрепляют на катушке микроэлектродвигателя. При включении микроэлектродвигателя в работу нить 1 получает движение. На выходе с ролика 5 нитка имеет силу натяжения Т3, которая больше силы Т2 на постоянную величину. По причине изгиба нити на роликах 3, 4, 5 возникает сила Ти, которая приводит к перемещению ролика 3 и штока 6 индикатора 7 в сторону действия силы Ти. Стрелка 8 индикатора повернётся относительно шкалы 9.

В лабораторных условиях эксперимент по определению усилий в игольной нитке проводился на машине 1022 М кл., которая являлась аналогом шьющего модуля челночного стежка. Эксперимент осуществлялся с помо-

Рисунок 5 - Способ определения силы натяжения нити в шьющих модулях

щью математического метода планирования. Исследовались этапы прокола иглой материала, захвата челноком игольной нитки и затягивания стежка. Учитывались факторы толщины материала, скоростной режим, положение рабочих органов и другие факторы, активно влияющие на надежность рабочего процесса данного типа машин.

Реализован рототабельный план второго порядка, получены уравнения регрессии, адекватно отражающие взаимодействие рабочих органов с игольной ниткой на исследуемых этапах.

Проведенный анализ показывает, что уравнение, описывающее модель процесса на первом этапе - этапе прокола материала - имеет вид: У = 4,372 + 0,589*! + 2,368*2 + 0,516x3 + 0,503*4 +

+ 0,373 х\ +0,078 х]. (4)

При этом наибольшее влияние на критерий оптимизации (У) оказывают факторы: толщина ткани (*0, положение рабочего органа (х2), длина перемещения материала (х3). Значительное влияние на натяжение нитки в фазе прокола материала оказывает предварительное натяжение нитки от пружинного регулятора (*4). Частота вращения главного вала (х5) в исследуемых пределах оказывает сравнительно меньшее влияние на надежность рабочего процесса.

На втором этапе - этапе захвата и расширения петли игольной нитки челноком - проведенный анализ показывает, что уравнение, описывающее модель процесса, имеет вид:

У= 13,193 - 1,002*! + 0,004*5 + 1,960*6+ 0,109 *? + 1,080 х\ . (5) Математическая модель процесса показывает, что факторы: положения рабочего органа (Х6) и скоростной режим (Х$) определяют надежность работы шьющего модуля на данном этапе.

На третьем этапе - этапе затягивания стежка - уравнение, описывающее модель процесса, имеет вид:

У= 4,413 - 0,805*1 + 0,002*5 + 0,135 *? + 0,026 *72. (6) Математическая модель процесса утяжки стежка показывает, что определяющее значение для надежности работы шьющего модуля на дан-

ном этапе имеют факторы: толщина ткани (Л^) и положение рабочего органа (Х-,).

Как показало исследование, на всех этапах взаимодействия рабочих органов с игольной ниткой существенное влияние оказывают факторы положения рабочих органов исполнительных механизмов, которые отражали их суммарный износ. Для оценки надежности рабочего процесса шьющих модулей также будет важно знать суммарный износ механизмов как функцию времени эксплуатации. Проведенный эксперимент позволяет прогнозировать надежность рабочего процесса разрабатываемых шьющих модулей от основных факторов функционирования, в том числе и от износа исполнительных механизмов.

Четвертая глава посвящена разработке метода оценки надежности рабочего процесса шьющих модулей в производственных условиях.

В основу метода положено определение параметров распределения натяжения и прочности ниток, образующих стежок при переплетении. Параметры натяжения ниток определяют в основных фазах стежкообразова-ния и сравнивают с параметрами их разрывной прочности.

Вероятность безотказности рабочего процесса шьющего модуля рр „р в этом случае определяется по зависимости:

рр,р{р» > ри) = ррпр{р„ -л>0), (7)

где р„ - прочность ниток, заданная через плотность распределения /(р„);

р„ - натяжение ниток в основных фазах стежкообразования, заданное также через плотность распределения/(р„).

Известно, что швейная нитка является самым «слабым звеном» в структуре швейных машин. Разрывная нагрузка ниток зависит от их номера (ГОСТ 6309-84) и дается с определенным коэффициентом вариации. Нагрузки, действующие на нитки в процессе исполнения рабочего процесса шьющего модуля или типовой швейной машины, также носят случайный характер, что приводит к некоторому рассеянию данного параметра. А это может привести к обрыву ниток по причине соизмеримости разрывной прочности ниток с действующими на них усилиями со стороны рабочих органов шьющего модуля.

Важно в этом случае также учитывать то обстоятельство, что участок нитки, смотанный с катушки, прежде чем образует стежок и скрепит сшиваемый материал, многократно перетягивается относительно рабочих органов исполнительных механизмов и нитенаправителей, что приводит к значительным потерям первоначальной прочности. Эти потери могут при определенных, особо сложных условиях функционирования, достигать 40 %.

Таким образом, нитки, скрепляющие материал, обладают только остаточной прочностью, которая может быть значительно меньше первоначальной прочности.

Очевидно, что чем сложнее трасса движения ниток в машине, тем существеннее потери первоначальной прочности их при выполнении рабочего процесса, что приводит неизбежно к снижению надежности функционирования.

Предложенный метод оценки надежности рабочего процесса швейных машин, а в нашем случае шьющих модулей, реализуется с применением измерительного устройства (патент № 2255157), позволяющего определять силы натяжения нитей в швейных машинах различных типов и классов.

Теоретической основой метода является известное положение по определению показателей работоспособности механических систем путем сравнения характеристик их функционирования с предельными значениями. Причем данные характеристики берутся с учетом их возможных дисперсий, учитывающих случайные процессы, протекающие как при исполнении рабочих процессов швейными машинами, так и при определении показателей предельных значений прочности.

Схематически представив, что распределение усилий в нитке, заданное как плотность распределения / (ри) и распределение разрывной прочности /(р„), имеет общую зону - область перекрытия abode (рис. 6), можно определить показатели работоспособности трассы нитки с учетом ее возможных обрывов при исполнении рабочего процесса.

Выделяем интервал рн\ - р„2 в заштрихованной области; тогда вероятность попадания значения натяжения нитки рш в зону этого интервала равна площади трапеции, основанием которой служит этот интервал:

р

р(ри,)= !/(/>„)• ф,

п,

Рисунок 6 - Область перекрытия/(р„) и/(р„)

Вероятность того, что прочность р„ нитки превышает некоторое значение натяжения рт определяется как:

Р{Р„>Р„,)=]/(р„)фл- (9)

Вероятность того, что значение натяжения нитки ри - заключено в интервале р„\ - ри2, а прочность р„ превышает натяжение, определяемое этим интервалом, рассчитывается по формуле:

Р(Р»,)" Р{Р„ > Р., )= ]/{р,) фи ■ }/(р„)- ф„. (10)

К,

В данном случае вероятность безотказности рабочего процесса стеж-кообразования по причине обрыва нитки есть вероятность того, что разрывная прочность р„ нитки превышает ее натяжение р„ для всех возможных значений данного распределения и, следовательно, равна

Л

■Ф„. (П)

Рряр=\/(р„)- ¡/(р.)-ф.

Данный метод оценки надежности рабочего процесса удобен при подготовке швейных машин или шьющих модулей к работе в технологическом процессе изготовления одежды различного ассортимента.

В работе приведено численное решение оценки надежности рабочего процесса швейных машин по данному методу при использовании швейных ниток разных номеров.

В пятой главе приводятся материалы апробации, внедрения полученных разработок и расчеты их экономической эффективности.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Анализ априорных данных условий функционирования швейного оборудования, в том числе многооперационного и гибких систем швейного оборудования, разработанного во МГУС (патенты РФ № 2073758, 2084571, 208707,2130982,2154701), позволил выявить специфику работы и пути повышения эффективности его на малых предприятиях.

Установлено, что многие швейные предприятия сферы сервиса испытывают ограничения в производственных площадях, что затрудняет использование целого ряда современного оборудования. Кроме того, надо учитывать, что малые предприятия швейного профиля вынуждены по экономическим соображениям изготавливать одежду не только по индивидуальным заказам населения, выполняя также ремонт одежды, проводить замену отдельных элементов изделий, менять внешний вид путем отделочных операций и т. д., но и производить её мелкими партиями. Это требует применения разнообразных швейных машин, что практически сложно выполнить при незначительных материальных возможностях этих предприятий.

Пути решения отмеченных проблем лежат в плоскости применения гибких систем технологического оборудования, так как данный вид оборудования позволяет использовать только головки швейных машин, исключая промстолы и электроприводы, которыми комплектуются все швейные машины и составляют половину их стоимости.

2. Показано, что применение технологического швейного оборудования на предприятиях сферы быта ограничивается в основном оборудованием универсального вида, так как оно относится к переналаживаемому оборудованию с достаточно высоким коэффициентом использования даже при частой смене ассортимента пошиваемых изделий. Однако структура, рабочие процессы и системы управления такого оборудования в большинстве своем уже морально устарели и не позволяют совершенствовать технологию и организацию производства, создавать конкурентоспособную одежду.

3. Разработаны принципиально новые структурные решения швейных головок (шьющих модулей - патент РФ № 2181394) к гибким системам швейного оборудования, разработанного ранее в МГУ С (патенты № 2073758, 2084571, 208707, 2130982, 2154701) в виде многооперационных агрегатов модульного типа, обладающих гибкостью рабочих процессов, организации труда и управления, что позволяет им адаптироваться к изменяющимся производственным условиям.

4. Решены задачи базирования и фиксации шьющих модулей на рабочих позициях многооперационных агрегатов, стыковки к унифицированному механическому приводу. Предложен инженерный расчёт фрикционной стыковочной муфты на основе методики Эрдели по файлу dm4shpon XLS А. Дубины. Реализованы конструктивные решения снижения нагрузок кручения на валы шьющих модулей и привода за счет повышения жесткости участков вала и показано влияние скручивания участков валов шьющих модулей и швейных машин на точность взаимодействия рабочих органов исполнительных механизмов.

5. Разработан способ и техническое устройство (патент РФ № 2255157) для лабораторных и производственных испытаний надежности рабочего процесса шьющих модулей по критерию прочности и нагрузки на игольную нитку.

6. Посредством встроенных функций в программу Excel, проведено определение оптимальных значений параметров рабочего процесса. Выполнено исследование математической модели методом двухмерных сечений.

Полученные уравнения позволяют прогнозировать основные показатели надежности рабочего процесса образования стежка.

7. Установлено, что на всех этапах взаимодействия рабочих органов швейной машины челночного стежка - аналога по рабочему процессу шьющего модуля существенное влияние на натяжение игольной нитки и на обрывность ее оказывает положение иглы, челнока и нитепритягивате-ля (факторы хъ Х7, х6). Показатели положения рабочих органов швейных машин, следовательно, и шьющих модулей, изменяются в процессе эксплуатации их по причине изнашивания узлов трения и наладки на различные швейные материалы, что важно знать в процессе подготовки производственного процесса.

Надежность рабочего процесса образования стежка зависит также от скоростного режима х5 и толщины пошиваемых материалов хи что необходимо будет учитывать при подготовке шьющих модулей к работе в гибких системах швейного оборудования.

8. На базе изобретения (патент РФ № 2255157) предложен вероятностный метод оценки надежности рабочего процесса швейных машин и шьющих модулей в промышленных условиях, в основу которого положено определение параметров распределения натяжения и прочности ниток, образующих стежки.

9. Результаты исследований и разработок апробированы и внедрены на предприятиях отрасли, о чем свидетельствуют акты внедрения и апробирования. Показано, что устройство для оценки надежности рабочего процесс швейных машин и шьющих модулей на малом предприятии «С иголочки» (г. Тольятти) дает годовую экономию 23 тыс. 260 руб., а методика группирования швейных узлов и деталей с применением разработанных шьющих модулей к гибким системам швейного оборудования на ООО «ТрикКолор» при пошиве группы изделий (женских жакетов и брюк) составит экономический эффект (ожидаемый) в 263808 руб. (в ценах 2004 г.).

Кроме того, результаты работы внедрены в учебный процесс ТГАС для студентов специальности 280900 «Конструирование швейных изделий» при выполнении курсового и дипломного проектирования.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Лисова, Е. А. Особенности структуры шьющих модулей гибких систем швейного оборудования [Текст] / Е. А. Лисова, В. А. Сучшшн, Г. В. Ра-дюхина // Тезисы докладов V Междунар. науч.-техн. конференции «Наука -сервису». - М.: Изд-во МГУС, 2000. - С. 48.

2. Лисова, Е. А. Моделирование рабочих процессов ГПС [Текст] / Е. А. Лисова // Сб. науч. трудов. Вып. 7. Ч. III. - Тольятти : Изд-во ПТИС,

2000.-С. 46-47.

3. Лисова Е. А Надежность рабочего процесса гибких систем оборудования [Текст] / Е. А. Лисова // Сб. науч. трудов. Вып. 9. - Тольятти : Изд-во ПТИС, 2001.-С. 61-65.

4. Лисова, Е. А. Метод концентрации технологических операций - основа инноваций в области технического обеспечения и технологии швейных процессов [Текст] / Е. А. Лисова, В. А. Сучилин, Г. В. Радюхина // Тезисы докладов Междунар. науч.-техн. конференции «Новые технологии в одежде из тканей и трикотажа». - М.: Изд-во МГУС, 2001. - С. 88.

5. Лисова, Е. А. Гибкое рабочее место швеи [Текст] / Е. А. Лисова, В. А. Сучилин, Г. В. Радюхина // Тезисы докладов Междунар. науч.-техн. конференции «Новые технологии в одежде из тканей и трикотажа». - М. : Изд-во МГУС, 2001. - С. 89.

6. Лисова, Е. А. Оптимизация структурных компоновок швейных ГПС [Текст] / Е. А. Лисова, В. А. Сучилин, Г. В. Радюхина // Тезисы докладов VI Междунар. науч.-техн. конференции «Наука - сервису». - М. : Изд-во МГУС, 2001.-С. 92-93.

7. Лисова, Е. А. Области применения гибких швейных систем [Текст] / Е. А. Лисова, В. А. Сучилин, Г. В. Радюхина // Тезисы докладов VI Междунар. науч.-техн. конференции «Наука - сервису». - М. : Изд-во МГУС,

2001.-С. 93-94.

8. Лисова, Е. А. Условия функционирования швейных предприятий сервиса и возможные пути их развития [Текст] / Е. А. Лисова, В. А. Сучилин, Г. В. Радюхина // Теоретические и прикладные проблемы сервиса : сб. науч. трудов. Вып. 1 (2). - М.: Изд-во МГУС, 2002. - С. 58-60.

9. Особенности применения научных достижений на швейных предприятиях сервиса [Текст] / Е. А. Лисова [и др.] // Тезисы докладов VII Ме-ждунар. науч.-техн. конференции «Наука - сервису». - М. : Изд-во МГУС, 2002. - С. 75-76.

10. Контроль и диагностика рабочего процесса гибких систем швейного оборудования [Текст] / Е. А. Лисова [и др.] // Тезисы докладов VII Ме-ждунар. науч.-техн. конференции «Наука - сервису». - М. : Изд-во МГУС, 2002.-С. 70-71.

11. Методика выбора эффективного оборудования к швейным процессам [Текст] / Е. А. Лисова [и др.] // Тезисы докладов VII Междунар. науч.-техн. конференции «Наука - сервису». - М. : Изд-во МГУС, 2002. - С. 71-72.

12. Элементы планирования работы гибких систем швейного оборудования [Текст] / Е. А. Лисова [и др.] // Швейное производство: от научно-технических разработок до инновационных проектов (Москва 12-14 октября 2002 г.) : тезисы докладов Междунар. науч.- практ. конференции. -М.: Изд-во МГУС, 2002. - С. 77-79.

13. Лисова, Е. А. Оценка показателей незавершенности производства швейных изделий на предприятиях сервиса [Текст] / Е. А. Лисова [и др.]. // Швейное производство: от научно-технических разработок до инновационных проектов. (Москва 12-14 октября 2002 г.) : тезисы докладов Междунар. науч.-практ. конференции. - М.: Изд-во МГУС, 2002. - С. 79-81.

14. Лисова, Е. А. Метод определения показателей незавершенного производства швейных предприятий [Текст] / Е. А. Лисова, В. А. Сучилин, Г. В. Радюхина // Швейная промышленность. - М., 2002. - № 5. - С. 34-35.

15. Особенности разработки технических средств для предприятий швейного производства [Текст] / Е. А. Лисова [и др.] // Тезисы докладов VIII Междунар. науч.-практ. конференции «Наука - сервису». - М. : Изд-во МГУС, 2003. - С. 59-60.

16. Лисова, Е. А. Планирование работы гибких систем швейного оборудования [Текст] / Е. А. Лисова, В. А. Сучилин, Г. В. Радюхина // Швейная промышленность. - М., 2003. - № 1. - С. 40.

17. Лисова, Е. А. Оценка технического состояния технологического оборудования [Текст] / Е. А. Лисова // Сб. тезисов четвертой городск. науч.-практ. конференции «Наука - сервису города». - Тольятти : Изд-во ТГИС, 2003.-С. 148.

18. Лисова, Е. А. Особенности производства спецодежды на малых предприятиях [Текст] / Е. А. Лисова, В. А. Сучилин, М. В. Фадеев // Сб. статей IX Междунар. науч.-практ. конференции «Наука - сервису». - М. : Изд-во МГУС, 2004. - С. 9-12.

19. Лисова, Е. А. Состояние и перспективы развития швейного машиностроения [Текст] / Е. А. Лисова, В. А. Сучилин, Т. Н. Архипова // Сб. науч. статей Междунар. науч.-техн. конференции «Инновации и перспективы сервиса». - Уфа: Изд-во УГИС, 2004. - С. 97-101.

20. Лисова, Е. А. Условия функционирования использованных механизмов швейных машин [Текст] / Е. А. Лисова, В. А. Сучилин, Т. А. Архипова // Сб. науч. статей Междунар. науч.-техн. конференции «Инновации и перспективы сервиса». - Уфа : Изд-во УГИС, 2004. - С. 102-108.

21. Моделирование условий оптимальности технологических процессов [Текст] / Е. А. Лисова [и др.] // Сб. статей X Междунар. науч.-практ. конференции «Наука - сервису». - М.: Изд-во МГУС, 2005. - С. 3-11.

22. Лисова, Е. А. Исследование факторов, влияющих на качество ниточных соединений при изготовлении швейных изделий [Текст] / Е. А. Лисова // Сб. науч. трудов «Проблемы и решения современной технологии». -Тольятти : Изд-во ТГАС, 2005. - С. 69-75.

23. Лисова, Е. А. Метод оценки надежности рабочего процесса в швейных машинах [Текст] / Е. А. Лисова // Сб. науч. трудов Пятой городской науч.-практ. конференции «Наука - сервису города». - Тольятти : Изд-во ТГАС, 2005.-С. 115-119.

24. Шьющий модуль к швейным агрегатам модульного типа [Текст]: патент РФ № 2181394 / Лисова Е. А., Сучилин В. А., Радюхина Г. В. - Опубл. 20.04.2002, Бюл. № 11.

25. Способ определения силы натяжения нити в швейной машине и измерительное устройство для его реализации [Текст] : патент РФ №2255157 / Лисова Е. А., Сучилин В. А., Фадеев М. В. - Опубл. 27.06.2005, Бюл. № 18.

I

I

Подписано в печать с электронного оригинала-макета 14.10.2005. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 224/02.

Тольятгинская государственная академия сервиса. 445677, г. Тольятти, ул. Гагарина, 4.

«21083

РНБ Русский фонд

2006-4 18571

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И ЗАДАЧИ 10 ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Современный взгляд на швейные гибкие производственные 10 системы.

1.2 Гибкие системы швейного оборудования.

1.2.1 Адаптация рабочих характеристик оборудования к условиям производства.

1.2.2 Принцип модульности при создании многооперационного 17 швейного оборудования.

1.2.3 Интеграция МША в структурные формы ГПС.

1.3 Структуры швейных машин неавтоматического действия.

Ф 1.4 Процесс взаимодействия рабочих органов швейных машин и обеспечение надежности рабочего процесса.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ ШЫОЩИХ МОДУЛЕЙ

НЕАВТОМАТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ. i 2.1 Постановка проблемы.

2.2 Структура механических систем шьющих модулей.

2.3 Структура унифицированного шьющего модуля к швейным 38 многооперационным агрегатам.

2.4 Обеспечение точности при базировании шьющего модуля на 40 рабочем месте МША.

2.5 Методика расчета узла стыковки шьющего модуля.

2.5.1 Общие положения.

2.5.2 Характеристика конструкционных материалов стыковочной 43 муфты.

2.5.3 Расчет передачи усилий во фрикционных муфтах.

2.5.4 Расчет сил трения во фрикционных муфтах.

2.6 Расчеты конструктивных узлов шыощего модуля.

2.6.1 Расчет инерционной массы маховика.

2.6.2 Исследование динамики шыощего модуля на этапе пуска и останова.

2.7 Исследование работы узла стыковки к механическому приводу.

2.7.1 Нагрузки, действующие на механический привод.

2.7.2 Нагружение привода, адаптированного к нагрузкам кручения.

2.7.3 Колебания системы привода с учетом демпфирования.

2.7.4 Крутильные колебания двухмассовой системы привода.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ШЫОЩИХ

МОДУЛЕЙ (лабораторные испытания).

3.1 Постановка испытаний рабочего процесса. щ 3.2 Оптимизация рабочего процесса шьющих модулей.

3.2.1 Выбор критериев оптимизации, факторов и уровней 80 варьирования.

3.2.2 Планирование эксперимента.

3.3 Определение оптимальных значений параметров рабочего процесса.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4 МЕТОД ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ РАБОЧЕГО

ПРОЦЕССА (производственные испытания).

4.1 Гибкие системы швейного оборудования.

4.2 Метод оценки надежности рабочего процесса шьющих модулей. 98 4.2.1 Методика оценки надежности рабочего процесса шьющих модулей.

4.3 Организация работы шьющих модулей в многооперационных швейных агрегатах.

Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПО 110 РЕЗУЛЬТАТАМ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И

РАЗРАБОТОК.

5.1 Экономическая эффективность от повышения надежности 110 рабочего процесса швейного оборудования.

5.2 Экономическая эффективность от внедрения разработанных гибких систем швейного оборудования.

Выводы по главе 5.

• ОБШИЕ ВЫВОДЫ.

Решающая роль в повышении эффективности швейных предприятии принадлежит технологическому оборудованию, отвечающему современным требованиям технологии и организации производства. Иначе говоря, каждому определенному этапу развития производственных связен и отношений в этой сфере требуются и определенные виды технологического оборудования.

В настоящее время, в период острой конкуренции отечественных товаров народного потребления с зарубежными, новым мощным средством повышения эффективности малых швейных предприятий может стать применение в основном производстве гибких систем технологического оборудования, отличающихся мобильностью, быстродействием наладки на широкий ассортимент пошиваемых изделий, способностью стабилизировать производственный процесс и улучшить его показатели за счет повышения загрузки оборудования, возможности использования многовариантности технологии, многоассортиментности запуска и рациональной организации труда.

В связи с этим, проблема разработки гибких систем швейного оборудования требует комплексного решения, так как из опыта применения подобных систем в других областях производственной деятельности известно, что эффективность их во многом зависит и от проработки вопросов технологии и организации производства. Таким образом, указанные выше технические и организационные показатели гибких систем швейного оборудования и будут определять развитие отрасли в данный момент и в ближайшем будущем.

Созданием подобного оборудования в последние годы занимаются во МГУС, где автор данной диссертации принимал участие в разработке швейных многооперационных агрегатов модульного типа, обладающих свойством адаптации к изменяющимся условиям производства. Это оборудование значительно более высокого технического уровня, и ири разработке его требовалось решить не только проблемы рабочего процесса оборудования, технологии и организации самого производства, но и доработки составляющих механических систем, приспосабливая их к условиям рабочего процесса агрегатов. Главным образом, это относится к шыощим модулям, аналогами которых являются швейные машины различного назначения, и к механическому приводу, который в данном оборудовании должен быть унифицирован для ряда шьющих модулей.

Разработке данного оборудования способствовала госбюджетная тема: регистрационный номер Министерства образования и науки РФ 01.20.03.02192 «Разработка теоретических основ гибких швейных процессов» 1 этап - Исследования проблемы гибкости швейных процессов от 09.01.2003 (код ВНТИЦ 02 0302 453 0345) и 2 этап - Разработка основ гибкой технологии швейного производства от 11.02.2005 (код ВНТИЦ 02 0302 453 0343), в которой автор реализовал технические идеи на уровне изобретений (патенты РФ №№ 2181394, 2255157).

Целыо работы является разработка методов повышения эффективности швейного оборудования пошивочного производства. При этом решались следующие задачи:

- исследование условий функционирования механических систем швейного оборудования;

- разработка структуры шьющего модуля к многооперационным швейным агрегатам модульного типа;

- разработка и исследование систем базирования и стыковки шыощих модулей;

- исследование функционирования конструктивных элементов шьющих модулей и унифицированного привода к ним;

- разработка метода и технического средства для исследования в лабораторных условиях надежности рабочего процесса шыощих модулей;

- разработка метода оценки надежности работы шыощих модулей в производственных условиях.

Объектами исследований являлось многооперационное швейное оборудование и технология на его основе.

Методы исследований. В работе сочетаются теоретические и экспериментальные методы исследований. Исследование рабочего процесса шыощих механизмов и влияние износа на их работоспособность проводились на основе методов математического планирования и статистической обработки эксперимента, аппроксимации графических реализаций, кинетостатики, моделирования и прогнозирования событий.

Концепция проектирования гибких систем швейного оборудования формировалась на основе модульного принципа; рабочий процесс данного оборудования разрабатывался с использованием теории операций и эвристических алгоритмов; надежность функционирования шыощих модулей оценивалась вероятностными методами.

Научная новизна работы состоит в том, что осуществлено решение научной проблемы проектирования перспективного вида технологического швейного оборудования, имеющего большое значение для отрасли. При этом получены новые результаты в следующих направлениях:

- на основе анализа априорных данных по условиям функционирования механических систем швейного оборудования намечены пути их совершенствования;

- предложены структурные и конструктивные решения создания шьющих модулей к многооперационным швейным агрегатам модульного типа;

- разработаны экспериментальные методы и техническое средство для оценки надежности рабочего процесса шьющих модулей на этапах лабораторных и производственных испытаний;

- предложена структурная форма унифицированного механического привода к многооперационным швейным агрегатам модульного тина и методы снижения динамических нагрузок в переходные этапы работы оборудования;

- разработан вероятностный метод оценки надежности рабочего процесса шыощих модулей по критериям разрывной прочности нитки и ее натяжения в процессе стежкообразования;

- исследованы вопросы технологии и организации с применением данного оборудования.

Практическая значимость работы. Результаты работы использовались при выполнении госбюджетной темы: регистрационный номер Министерства образования и науки РФ 01.20.03.02192 «Разработка теоретических основ гибких швейных процессов» 1 этап - Исследования проблемы гибкости швейных процессов от 09.01.2003 (код ВНТИЦ 02 0302 453 0345) и 2 этап - Разработка основ гибкой технологии швейного производства от 11.02.2005 (код ВНТИЦ 02 0302 453 0343).

Разработана концепция проектирования шьющих модулей к швейным агрегатам модульного типа, предложен вариант модуля челночного стежка (патент РФ №2181394).

Разработанные шьющие модули будут входить в состав гибких систем швейного оборудования, разработанных ранее в МГУС (патенты РФ №№ 2073758, 2084571, 2087607, 2130982 и др.).

Разработано устройство для определения силы натяжения нити в швейной машине (патент РФ № 2255157).

Результаты исследования гибких систем швейного оборудования внедрены на ООО «ТрикКолор» (г. Тольятти); ожидаемый экономический эффект для производственной программы предприятия составил 263808 руб. (в ценах 2004г.).

Результаты исследований рабочего процесса, особенностей технологии и организации применения многооперационных агрегатов в швейном производстве сферы быта нашли отражение в учебном процессе при выполнении курсового и дипломного проектирования специальности 280900.

Апробация результатов работы. Основные научные положения работы были представлены и получили положительные оценки на Международных научно-технических конференциях «Наука - сервису» (Москва, МГУС, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005г.г.), на Международной научно-технической конференции «Новые технологии в одежде из тканей и трикотажа» (Москва, МГУС, 2001г.), на конференции «Проблемы и решения современной технологии» (Тольятти, ПТИС, 2001г., ТГАС, 2005г.), на конференции «Проблемы гуманизации вузовского образования» (Тольятти, ПТИС, 2000г.), на Международной научно-практической конференции «От научно-технических разработок до инновационных проектов» (Москва, МГУС, 2002г.), на четвертой городской научно-практической конференции «Наука - сервису города» (Тольятти, ТГИС, 2003г.), на пятой городской научно-практической конференции «Наука - сервису города» (Тольятти, ТГАС, 2005г.), на Международной научно-технической конференции «Инновации и перспективы сервиса» (Уфа, УГИС, 2005г.).

Основные результаты работы были опубликованы в журналах: «Швейная промышленность» №5 (Москва, 2002г.), «Швейная промышленность» №1 (Москва, 2003г.), «Теоретические и прикладные проблемы сервиса» №1(2) (Москва, 2002г.), в сборнике научных статей «Инновации и перспективы сервиса» (Уфа, 2005г.).

Результаты работы используются на кафедре «Конструирование и технология швейных изделий» МГУС и на кафедре «Технология и конструирование швейных изделий» ТГАС, в учебном процессе в соответствующих разделах дисциплин «Оборудование швейных изделий» и «Технология швейных изделий» для студентов специальности 280900 «Конструирование швейных изделий».

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 23 научных статьях, методических разработках и отчетах проектных работ. Получены патенты РФ на изобретение №№ 2181394, 2255157.

Выводы по главе 5

1. Установлено, что измерительное устройство для регулирования натяжения нити позволяет повысить надежность рабочего процесса гибких систем швейного оборудования.

2. Показано, что устройство дает условно годовую экономию 23 тыс. 260 руб., улучшая надежность рабочего процесса швейного оборудования.

3. Апробация разработанных шьющих модулей к гибким системам швейного оборудования на ООО «ТрикКолор» при пошиве группы изделий (женских жакетов и брюк) составит экономический эффект (ожидаемый) в 263808 руб. в ценах 2004г.

Анализ априорных данных по условиям функционирования швейного оборудования, в том числе многооперационного и гибких систем швейного оборудования, разработанного во МГУС (патенты РФ №№ 2073758, 2084571, 208707, 2130982, 2154701), позволил выявить специфику работы и пути повышения эффективности его на малых предприятиях.

Установлено, что многие швейные предприятия сферы сервиса испытывают ограничения в производственных площадях, что затрудняет использование целого ряда современного оборудования. Кроме того, надо учитывать, что малые предприятия швейного профиля вынуждены по экономическим соображениям изготавливать одежду не только по индивидуальным заказам населения, выполняя также ремонт одежды, проводить замену отдельных элементов одежды, менять внешний вид путем отделочных операций и т.д., но и производить её мелкими партиями. Это требует применения разнообразных швейных машин, что практически сложно выполнить при незначительных материальных возможностях этих предприятий.

Пути решения отмеченных проблем лежат в плоскости применения гибких систем технологического оборудования, так как данный вид оборудования позволяет использовать только головки швейных машин, исключая промстолы и электроприводы, которыми комплектуются все швейные машины и составляют половину их стоимости.

Показано, что применение технологического швейного оборудования на предприятиях сферы быта ограничивается в основном оборудованием универсального вида, так как оно относится к переналаживаемому оборудованию с достаточно высоким коэффициентом использования даже при частой смене ассортимента пошиваемых изделий. Однако структура, рабочие процессы и системы управления такого оборудования в большинстве своем уже морально устарели и не позволяют совершенствовать технологию и организацию производства, создавать конкурентоспособную одежду.

3. Разработаны принципиально новые структурные решения швейных головок (шьющих модулей - патент РФ № 2181394) к гибким системам швейного оборудования, разработанного ранее в МГУС (патенты №№ 2073758, 2084571, 208707, 2130982, 2154701) в виде многооперационных агрегатов модульного типа, обладающих гибкостью рабочих процессов, организации труда и управления, что позволяет им адаптироваться к изменяющимся производственным условиям.

4. Решены задачи базирования и фиксации шыощих модулей на рабочих позициях многооперационных агрегатов, стыковки к унифицированному механическому приводу. Предложен инженерный расчёт фрикционной стыковочной муфты на основе методики Эрдели по файлу dm4shpon XLS Л. Дубины. Реализованы конструктивные решения снижения нагрузок кручения на валы шыощих модулей и привода за счет повышения жесткости участков вала и показано влияние скручивания участков валов шьющих модулей и швейных машин на точность взаимодействия рабочих органов исполнительных механизмов.

5. Разработан способ и техническое устройство (патент РФ № 2255157) для лабораторных и производственных испытаний надежности рабочего процесса шьющих модулей по критерию прочности и нагрузки на игольную нитку.

6. Посредством встроенных функций в программу Excel, проведено определение оптимальных значений параметров рабочего процесса. Выполнено исследование математической модели методом двухмерных сечений.

Полученные уравнения позволяют прогнозировать основные показатели надежности рабочего процесса образования стежка.

7. Установлено, что на всех этапах взаимодействия рабочих органов швейной машины челночного стежка - аналога по рабочему процессу шьющего модуля существенное влияние на натяжение игольной нитки и на обрывность ее оказывает положение иглы, челнока и нитепритягивателя (факторы Хг, Хб, Х7). Показатели положения рабочих органов швейных машин, следовательно, и шыощих модулей, изменяются в процессе эксплуатации их по причине изнашивания узлов трения и наладки на различные швейные материалы, что важно знать в процессе подготовки производственного процесса.

Надежность рабочего процесса образования стежка зависит также от скоростного режима Xs и толщины пошиваемых материалов Xi, что необходимо будет учитывать при подготовке шыощих модулей к работе в гибких системах швейного оборудования.

8. На базе изобретения (патент РФ № 2255157) предложен вероятностный метод оценки надежности рабочего процесса швейных машин и шыощих модулей, в основу которого положено определение параметров распределения натяжения и прочности ниток, образующих стежки.

9. Результаты исследований и разработок апробированы и внедрены на предприятиях отрасли, о чем свидетельствуют акты внедрения и апробирования. Показано, что устройство для оценки надежности рабочего процесса швейных машин и шыощих модулей на малом предприятии «С иголочки» (г.Тольятти) дает годовую экономию 23 тыс. 260 руб., а методика группирования швейных узлов и деталей с применением разработанных шыощих модулей к гибким системам швейного оборудования на ООО «ТрикКолор» при пошиве группы изделий (женских жакетов и брюк) составит экономический эффект (ожидаемый) в 263808 руб. (в ценах 2004 г.).

Кроме того, результаты работы внедрены в учебный процесс ТГАС для студентов специальности 280900 «Конструирование швейных изделий» при выполнении курсового и дипломного проектирования.

1. Васильев, В. Н. Гибкие производственные системы, промышленные роботы, робототехнические комплексы. Перспективы развития ГПС Текст. : практ. пособие. Кн. 11 / под. ред. Б. И. Черпакова. М.: Высшая школа, 1989. -111с.

2. Вальщиков, Н. М. Расчёт и проектирование машин швейного производства Текст. / Н. М. Вальщиков, Б. А. Зайцев, Ю. Н. Вальщиков. Л.: Машиностроение, 1973.-344с.

3. Кубарёв, А. И. Нормирование и расчёт надёжности гибких производственных систем Текст. / А. И. Кубарев. -М.: Знание, 1986. -112с.

4. Саленцекс, Н. К. Анализ качества работы быстроходных швейных машин щ Текст. / Н. К. Саленцекс, А. Р. Клявиныд, В. И. Ольшанский // Тезисы доклада

5. Всесоюзного семинара «Исследование и проектирование машин и агрегатов лёгкой промышленности». -М.: 1978. С. 97-98.

6. Лобанов, В. А. Исследование надёжности швейных машин в условиях эксплуатации Текст. / В. А. Лобанов, В. А. Сучилин. М.: Изд-во МТИ, 1975. - № 26.-С. 27-29.

7. Методы расчёта надёжности деталей и узлов бытовых машин и приборов Текст. /Е. А. Панфилов [и др.]. -М.: Лёгкая индустрия, 1979.-320с.

8. Проников, А. С. Надёжность машин Текст. / А. С. Проников. М. : Машиностроение, 1978. - 592с.

9. Райкин, А. Л. Элементы теории надёжности технических систем Текст. / А. Л. Райкин. -М.: Сов. радио, 1978. -280с.

10. Мурыгин, В. Е. Предпосылки к созданию гибких организационно -технологических структур швейных потоков Текст. / В. Е. Мурыгин, Н. П. Шалькова // Швейная промышленность. 1989. -№ 3. - С. 14.

11. Мурыгин, В. Е. Совершенство проектирования технологических процессов изготовления швейных изделий по индивидуальным заказам Текст. / В. Е. Мурыгин, Г. В. Мезина // Обзорная информация. Вып. № 2. М. : ЦБНТИ Минбыта РСФСР, 1986.

12. Кокеткин, П. П. Пооперационная машинно автоматизированная технология одежды Текст. / П. П. Кокеткин. - М.: Высшая школа, 2003. - 232с.

13. Мурыгин, В. Е. Основы функционирования технологических процессов швейного производства Текст. : учеб. пособие для вузов и сузов / В. Е. Мурыгин, Е. А. Чаленко. М.: «Компания Спутник +», 2003. - 299с.

14. Радюхина, Г. В. Разработка гибкой производственной системы пошива изделий на предприятиях службы быта Текст. : дис. канд. тех. наук . М., 1997.- 140с.

15. Лисова, Е. А. Особенности структуры шьющих модулей гибких систем швейного оборудования Текст. / Е. А. Лисова, В. А. Сучнлин, Г. В. Радюхина // Тезисы докладов второй Междунар. науч.- техн. конференции «Наука -сервису». М.: Изд-во МГУС, 2000. - С. 48.

16. Лисова, Е. А. Планирование работы гибких систем швейного оборудования Текст. / Е. А. Лисова, В. А. Сучилин, Г. В. Радюхина // Швейная промышленность. 2003. - № 1. - С. 40.

17. Комиссаров, О. Ю. Одежда и компьютер Текст. / О. Ю. Комиссаров, М. А. Скирута. М.: Легпромбытиздат, 1991. - 208с.

18. Кулу Заде, Р. А. Основы механизации производства одежды по индивидуальным заказам Текст. : учеб. пособие / Р. А. Кулу - Заде. - М. : Изд-во МТИ, 1978.-74с.

19. Кулу Заде, Р. А. Подготовка производства на швейных предприятиях бытового обслуживания Текст.: учеб. пособие ИПК службы быта / Р. А. Кулу - Заде. - М.: Изд-во МТИ, 1984. - 86с.

20. Кулу Заде, Р. А. Технологические процессы пошива одежды по индивидуальным заказам Текст. : учеб. пособие ИПК службы быта / Р. А. Кулу -Заде, Т. Ю. Воронкова. - М.: Изд-во МТИ, 1986. - 76с.

21. Воронкова, Т. Ю. Направление совершенства организации производства одежды по индивидуальным заказам Текст. : дис. канд. тех. наук. М., 1984.- 158с.

22. Сучилин, В. А. Гибкие производственные системы швейных предприятий сервиса Текст. : учеб. пособие / В. А. Сучилин, Г. В. Радюхина. М. : Изд-во МГУС, 2002.-86с.

23. Сучилин, В. А. Условия функционирования швейных предприятий сервиса и возможные пути их развития Текст. / В. А. Сучилин, Е. А. Лисова, Г. В. Радюхина // Теоретические прикладные проблемы сервиса. М. : Изд-во МГУС, 2002. -№ 1(2). - С. 58-60.

24. Аверьянов, О. И. Модульный принцип построения станков с ЧПУ Текст. / О. И. Аверьянов. М.: Машиностроение, 1987. - 232с.

25. Полухин, В. П. Проектирование механизмов швейно-обмёточных машин Текст. / В. П. Полухин. М.: Машиностроение, 1972. - 280с.

26. Гарбарук, В. Н. Расчёт и конструирование основных механизмов челночных швейных машин Текст. /В. Н. Гарбарук. Л.: Машиностроение,-1977. -232с.

27. Зверев, К. А. Особенности проектирования диаграмм, подачи нити челночных швейных машин, при использовании с различной тяжестью Текст. / К. А. Зверев, И. В. Лопандин. М.: Изд-во МТИЛП, 1965. - № 31. - 182с.

28. Зизюкин, М. Н. Надёжность текстильных и швейных машин Текст. / М. Н. Зизюкин. М.: Машиностроение, 1973. -231с.

29. Иванченко, В. А. Исследование взаимодействия рабочих инструментов швейной машины класса 2222 Текст. / В. А. Иванченко, В. А. Сучилин //

30. Служба быта индустриальная отрасль народного хозяйства : сборник. - М. : 1980.-С. 64-69.

31. Комиссаров, А. И. Проектирование диаграмм, подачи нити челночных швейных машин Текст. / А. И. Комиссаров // Известие вузов. Технология лёгкой промышленности. 1958. С. 111-122.

32. Комиссаров, А. И. Кинетика нити иглы челночных швейных машин Текст. / А. И. Комиссаров. М.: Изд-во МТИЛП, 1963. - № 27. - С. 206-215.

33. Комиссаров, А. И. Влияние скоростного режима челночных машин на обрывность шпи Текст. / А И. Комиссаров. -М.: Идц-во МТИЛП, 1963. -№ 27. С. 215-221.

34. Проектирование и расчёт машин обувных и швейных производств Текст. / А. И. Комиссаров [и др.]. -М.: Машиностроение, 1978. -431с.

35. Комиссаров, А. И. Натяжение нити иглы челночных машин при расширении и обводе петли челноком Текст. / А. И. Комиссаров, И. В. Лопандин. М. : Изд-во МТИЛП, -1965. -№31. -С. 104-116.

36. Комиссаров, А. И. Натяжение нити иглы челночных машин при проведении в материал Текст. / А. И. Комиссаров, И. В. Лопандин. М. : Изд-во МТИЛП, -1964. - № 29. - С. 170-189.

37. Комиссаров, А. И. Особенности движения нити иглы в быстроходных челночных машинах Текст. / А. И. Комиссаров, И. В. Лопухин. М. : Изд-во МТИЛ, - 1969. - № 30. - С. 63-71.

38. Комиссаров, А. И. Формирование петли напуска в челночных машинах Текст. / А. И. Комиссаров, В. Е. Мурыгин. - М : Изд-во МТИЛП, - 1962. - № 26. -С. 158-169.

39. Практикум по машинам, автоматам и автоматическим линиям лёгкой промышленности Текст. / А. И. Комиссаров [и др.]. М.: Лёгкая индустрия, 1980. -266с.

40. Комиссаров, А. И. Проектирование и расчёт челночных устройств и механизмов челноков швейных машин Текст. / А. И. Комиссаров, В. В. Сторожев. -М.: Изд-во МТИЛП, 1964. -№ 29. - С. 170-189.

41. Комиссаров, А. И. Влияние структуры переплетения нитей на качество челночных строчек Текст. / А. И. Комиссаров, В. В. Сторожев, Ф. И. Червяков. М.: Изд-во МТИЛП, - 1963. - № 27. - С. 198-204.

42. Навасардян, Г. С. Влияние скорости швейной машины на утяжку стежков и обрывность игольной нити Текст. / Г. С. Навасардян // Швейная промышленность. -1972. -№ 5. С. 17-18.

43. Русаков, С. И. Образование петли верхней нити Текст. / С. И. Русаков // Легкая промышленность. 1954. -№ 6. - С. 37-41.

44. Испытательная техника Текст.: справочник: в 2 т. Т. 1 / Г. С. Батуев [и др.]. М.: Машиностроение, - 1982. - 528с.

45. Сторожев, В. В. Лабораторный практикум по машинам и аппаратам обувного производства Текст. / В. В. Сторожев, В. П. Корнилов. М.: Лёгкая индустрия, 1972. - 192с.

46. Балакшин, Б. С. Основы технологии машиностроения Текст. / Б. С. Ба-лакшин. М.: Машиностроение, 1969. - 358с.

47. Крагельский, В. В. Трение и износ Текст. / В. В. Крагельский. М.: Машиностроение, 1968.-480с.

48. Поляков, В. С. Муфты Текст. / В. С. Поляков, И. Д. Барбаш. Л. : Машиностроение, 1973. - 336с.

49. Эрлих, Л. Б. Муфты соединительные и сцепные Текст. / Л. Б. Эрлих. М.: Машиностроение, 1960. - 67с.

50. Реховский, О. А. Справочник по муфтам Текст. / О. А. Реховский, С. С. Иванов. Л.: Политехника, 1991. - С. 384.

51. Раевская, Е. А. Конструирование и расчет сцепных муфт Текст.: учеб. пособие для студентов : в 2 ч. Ч. 1 / Е. А. Раевская. М. : Моск. ин-т нар. хоз-ва им. Плеханова, 1975. - 167с.

52. Островерхов, Н. Л. Выбор параметров фрикционных муфт Текст. / Н. Л. Островерхое, К. А. Солонская. Минск : Машиностроение, 1983. - 48с.

53. Крагельский, В. В. Узлы трения машин : справочник Текст. / В. В. Крагельский, Н. Н. Михин. М.: Машиностроение, 1984. - 280с.

54. Способ определения приведенного момента инерции подвижного звена машины и устройства для его осуществления Текст. : патент 2025679 РФ / Сучилин В. Л.; опубл. 1994, Бюл. № 24.

55. Решетов, Д. Н. Работоспособность и надёжность деталей машин Текст. / Д. I I. Решетов. М.: Высшая школа, 1974.- 206с.

56. Кожевников, С. I I. Теория механизмов и машин Текст. / С. I I. Кожевников.- М.: Машиностроение, 1973. 591с.

57. Зиновьев, В. Л. Курс теории механизмов и машин Текст. / В. Л. Зиновьев. -М.: Наука, 1972.-384с.

58. Маслов, Г. С. Расчеты колебаний валов Текст. / Г. С. Маслов. М. : Машиностроение, 1986.-273с.

59. Привод Текст. : а. с. № 1698548 F26H29/00 / В. Д. Сучилин. ; опубл. 1991, Бюл. №46.

60. Вопилкин, К. Л. Расчёт и конструирование механизмов приборов и систем Текст. / К. Л. Вопилкин. М. : Высшая школа, 1980. - 468с.

61. Шепетильников, В. К. Уравновешивание механизмов Текст. / В. К. Шеие-тильииков. М.: Машиностроение, 1982. - 256с.

62. Чистяков, В. К. Динамика поршневых и комбинированных двигателей внутреннего сгорания Текст. : учеб. пособие для машиностроительных вузов по специальности «Двигатели внутреннего сгорания» / В. К. Чистяков. — М. : Машиностроение, 1989.-256с.

63. Костецкий, Б. И. Трение, смазка и износ в машинах Текст. / Б. И. Костецкий. -К.:Техника, 1970.-395с.

64. Франц, В. Я. Разработка, сборка и наладка швейных машин Текст. / В. >1. Франц, С. Ю. Поливанов, Э. А. Сиротников. М. : Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 223с.

65. Тихомиров, В. Б. Планирование и анализ эксперимента Текст. / В. Б. Тихомиров. М.: Легкая индустрия, 1974. - 232с.

66. Длин, А. М. Математическая статистика в технике Текст. / А. М. Длин.- М. : Сов. Наука, 1958. 466с.

67. Технология проведения регрессионного анализа средствами EXCEL Текст. / С. В. Каверин, И. Л. Каверина//Метод, указ. но дисциплине «Теория вероятности и математическая статистика». Тольятти : Изд-во ПТИС, 2001. - 20с.

68. Регрессионный анализ: подход с использованием ПК Текст. / С. В. Каверин, И. Л. Каверина // Метод, указ. по дисциплине «Математика». Тольятти : Изд-во ПТИС, 2001.-21с.

69. Мхитарян, В. С. Теория вероятностей и математическая статистика Текст. / В. С. Мхитарян, JI. И. Трошин, Е. В. Адамова. М. : Московский государственный университет экономики, статистики и информатики, 2001. -35с.

70. Шальгина, В. Ф. Оценка качества соединений деталей одсждел Текст. / В. Ф. Шальгина. -М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. 128с.

71. Лисова, Е. А. Метод оценки надежности рабочего процесса в швейных машинах Текст. / Е. А. Лисова // Сб. науч. трудов V городской науч. практ. конференции «Наука - сервису города». - Тольятти : Изд-во ТГАС, 2005. - С. 115-119.

72. Капур, К. С. Надежность и проектирование систем Текст. / К. С. Капур, JI. Р. Ламберсон. М.: Мир, 1980. - 604с.

73. Сучилин, В. А. Метод определения показателей незавершенного производства швейных предприятий Текст. / В. А. Сучилин, Г. В. Радюхина, Е. А. Лисова // Швейная промышленность. 2002. - № 5. - С. 34-35.

74. Методы расчёта надёжности деталей и узлов бытовых машин и приборов Текст. / Е. А. Панфилов [и др.]. -М.: Лёгкая индустрия, 1979.-320с.

75. Проников, А. С. Надёжность машин Текст. / А. С. Проников. М.: Машиностроение, 1978.-592с.

76. Райкин, А. Л. Элементы теории надёжности технических систем Текст. / А. Л. Райкин.-М.: Сов. радио, 1978.-280с.

77. Барташев, JI. В. Технико-экономические расчёты при проектировании и производстве машин Текст. / Л. В. Барташев. -М.: Машиностроение, 1973. 203с.

78. Худых, М. И. Эксплутационная надёжность и долговечность оборудования текстильных предприятий Текст. / М. И. Худых. М. : Лёгкая индустрия, 1980.-334с.

79. Адлер, Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий Текст. / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. -М.: Наука, 1971. -282с.

80. Лисова, Е. А. Моделирование рабочих процессов ГПС Текст. / Е. А. Ли-сова // Сб. науч. трудов. Вып. 7. Ч. III. Тольятти : Изд-во ПТИС, 2000. - С. 46-47.

81. Катковник, В. Я. Оборудование гибкого автоматизированного производства Текст. : учеб. пособие / В. Я. Катковник, А. Н. Тимофеев. Л.: Изд-во ЛПИ, 1984.-79с.

82. Планирование гибких производственных систем Текст. / В. А. Петров [и др.]. М.: Машиностроение, 1985. - 192с.

83. Моделирование условий оптимальности технологических процессов Текст. / Е. А. Лисова [и др.] // Сб. статей X Междунар. науч.- практ. конференции «Наука сервису». - М.: Изд-во МГУС, 2005. - С. 3-11.

84. Гмурман, В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика Текст. : учеб. пособие для вузов / В. Е. Гмурман. М. : Высшая школа, 1997. - 479с.

85. Методика определения экономической эффективности использования новой техники в швейной промышленности Текст. М. : ЦНИИТЭИЛЕГПРОМ, 1982.-20с.

86. Райзберг, Б. А. Диссертация и ученая степень : пособие для соискателей Текст. / Б. А. Райзберг. М.: ИНФРА-М, 2002. - 400с.1. СОДЕРЖАНИЕ