книги из ГПНТБ / Вальщиков Н.М. Расчет и проектирование машин швейного производства

где Ко — коэффициент, учитывающий отклонение действительной формы петли от принятой; h — расстояние от игольной пластины до траектории носика челнока; р—полупериметр челнока или шпуледержателя.

Объем шпули определяется по формуле

г д е ! ) ш п и Ьшп — диаметр и ширина шпули; dmn — диаметр стержня шпули.

Для упрощения дальнейших расчетов диаметром стержня

Рациональный объем шпули можно установить, приравняв нулю производную от производительности машины dQ по объему шпули:

Зависимость Q = F (Vmn) очень сложна, поэтому в первом приближении определим рациональные размеры челнока, обеспе­ чивающие наибольший объем шпули при некотором постоянном

130

Исследуем функцию (III.33) на max и min, т. е. приравняем

Емкость челноков V4 оказывает влияние на длину нити, охва­ тывающую челноки. Критерием при изменении размеров челнока

перетирания ее об ушко иглы рациональные размеры челнока характеризуются коэффициентом [32 ]

Наиболее рациональными являются челночные устройства машин 22А, 97 и 4 кл., у которых при объеме челнока V4 = 24-2,3 см3 периметр петли рч = 9,7-ь10 см.

Намотка нити на шпулю. Частота смены шпуль зависит от

ТШ ^ 6 < „ ( 1 - а » ) »

где n — число стежков в минуту; dH — диаметр нити в мм, его

1 56

можно выразить через метрический номер N = —~—. цн

Коэффициент заполнения шпули | с р есть отношение объема намотанной на шпулю нити к полезному объему шпули:

Этот коэффициент влияет на производительность машины и за­ висит от способа намотки нити на шпулю.

В швейной промышленности применяются три способа намотки нити:

а) столбиком, когда один ряд нитей располагается над другим

132

меньше, чем при намотке столбиком, однако такая намотка не тре­ бует торцовых ограничителей (шайб).

Расчет вращающихся челноков. Вращающиеся челноки при­ меняются, как правило, в быстроходных машинах 22А, 97 кл. и др. Скорости и ускорения в момент пуска достигают значительных

шими скоростями и ускорениями движется нить. По данным [33], отдельные участки нити имеют скорость 36 м/с, а ускорения на

Рис. III.17. Схема и план сил челночного устройства

закруглениях носика • достигают 6 105 м/с2 . Большие скорости вращающегося челнока вызывают значительные нагрузки на де­ тали челночного устройства, а колебания шпуледержателя отно­ сительно челнока приводят к возникновению дополнительных инерционных нагрузок, что повышает давление в опорах и умень­ шает долговечность основных деталей.

Давление в кинематических парах челночного устройства за­ висит от массы шпуледержателя и шпульного колпачка со шпуль­ кой и нитками, от силы инерции, инерционного момента и силы натяжения игольной нити.

Рассмотрим силы, действующие в челночном устройстве с го­ ризонтальными осями вращения. На рис. I I I . 17, а показана схема

зонтально, т. е. перпендикулярно поверхности углубления шпу­ ледержателя, а реакция R12 со стороны челнока на шпуледержатель перпендикулярна цилиндрической поверхности ободка. Реакция R12 без учета трения должна проходить через ось О вра­ щения челнока. С учетом сил трения она будет касаться круга

133

уравновешивать, т. е. производить статическую балансировку, Неуравновешенность устраняется за .счет отверстий в торцовой стенке челнока (рис. I I I . 17, в). При этом должно быть выполнено условие

GiOSi = G2OS2,

где Gx и G2 — вес неуравновешенного челнока и удаляемого ма­

Причинами наибольшего износа деталей челнока являются удары пояска шпуледержателя о торец накладной пластины. Наблюдаются два вида износа [49, 50]: равномерный, без видимых

ность челнока может быть повышена за счет увеличения жест­ кости стенок его корпуса, которые ослаблены резьбовыми отвер­ стиями, и увеличения податливости накладной пластины.

Срок службы челнока во многом зависит от качества изготов­ ления (чистоты поверхности, термической обработки, точности сопрягаемых деталей и т. п.), от систематической смазки и свое­ временной чистки. Кроме того, долговечность работы челноков в большой степени зависит от вида сшиваемых материалов и швейных ниток. Так, установлено, что при шитье тканей с твер­ дой аппретурой *, например некоторых сортов постельного белья, срок службы челноков, изготовленных даже из самой твердой стали, значительно сокращается. При шитье прорези­ ненных тканей, часто содержащих в качестве наполнителя ка­ менный порошок, срок службы челнока снижается до нескольких месяцев.

Для повышения срока службы шпуледержатели после закалки с отпуском покрывают тонким слоем хрома. Хромирование, как правило, делают пористым для лучшей смазываемости. Поли­ ровка поверхностей челноков и шпуледержателей производится гидрохимическим способом.

134

Кроме хромирования применяют нанесение полимерных по­ крытий (капроновых) на поясок шпуледержателя вибрационным способом при температуре 275—280° С. Как показали испытания [20], долговечность таких шпуледержателей значительно повы­ силась.

Расчет деталей приводного механизма производится с учетом долговечности. В общем случае для каждой кинематической пары скольжения работа сил трения определяется по формуле

(111.41)

S

где R — давление в кинематической паре; р, и s — коэффициент трения и путь относительного скольжения элементов пары.

Так как в швейных машинах полезные нагрузки очень малы, можно принять R = const, тогда при постоянной скорости чел­ ночного вала

Л р = Я(* "2" a t >

где (/и ш — диаметр цапфы вала и угловая скорость его; t — про­ должительность работы.

Зубчатые или цапфные передачи рассчитываются на прочность и долговечность. Расчет на прочность нужно производить обычным методом (на изгиб зубьев и на контактные напряжения), причем наибольший момент берется с учетом попадания (заклинивания) нити между ободком шпуледержателя и пазом челнока. Такой момент в универсальных машинах [13] 22А и 97 кл. достигает 25—30 кгс/см. При расчете на долговечность необходимо учиты­ вать крутильные колебания, возникающие из-за неуравновешен­ ности механизмов иглы, нитепритягивателя и транспортирования.

Частота собственных крутильных колебаний (в 1/с) челночного

жести челнока до середины ближайшей втулки челночного вала.

4. МЕХАНИЗМЫ НИТЕПРИТЯГИВАТЕЛЕЙ

Нитепритягиватели служат для подачи нити игле и челноку, вытягивания ее из челночного комплекта, затяжки стежка и сматывания нити с катушки для образования последующего стежка.

От конструкции нитепритягивателя во многом зависит ка­ чество строчки и производительность машины.

135

В швейных машинах применяются рычажно-кулачковые, кри- вошипно-кулисные, кривошипно-коромысловые и вращающиеся (ротационные) нитепритягиватели.

Работа нитепритягивателя в процессе образования каждого стежка, выполняемого за один полный оборот главного вала машины, характеризуется длиной нити, подаваемой или забирае­ мой в определенные промежутки времени этого цикла. Изменение длины / подаваемой (или забираемой) нити в функции угла ф поворота главного вала машины обычно показывают графически на диаграмме подачи нити.

Проектирование механизмов нитепритягивателей можно раз­ бить на два этапа:

а) построение диаграммы подачи нити; б) синтез механизма нитепритягивателя.

Построение диаграммы подачи нити

Сначала в зависимости от технологических требований и конструктивных параметров механизмов иглы и челнока строят диаграмму потребляемой нити, а затем с учетом необходимого

Рис. III.18. Схема положений глазка нитепритягивателя в процессе образо­ вания стежка

резерва строят диаграмму подаваемой нити, которая является основой синтеза механизма нитепритягивателя.

Поставим иглу в крайнее верхнее положение. При движении иглы вниз до момента достижения ушком иглы поверхности ста­ чиваемых тканей подача нитки составляет половину длины стежка. В это время ушко иглы перемещается по участку CD (рис. I I I . 18, а).

Интенсивная подача верхней нити нитепритягивателем на­ чинается с момента погружения ушка иглы в стачиваемые ткани.

136

При движении иглы до крайнего нижнего положения необходимая длина нити /д будет равна удвоенному пути иглы и длине нити, необходимой для образования части стежка:

При подъеме иглы из крайнего нижнего положения до захвата петли челноком длина подаваемой нити не меняется. После за­ хвата петли носиком челнока интенсивность подачи нити резко

к определению хода глазка нитепритягивателя. При этом следует учитывать принятый на машине способ заправки верхней нитки. Нитка с катушки проходит через нитепритягиватель 1 (рис. I I I 18, а), комплект натяжения 2, компенсационную пружину 3 и далее через нитенаправитель А попадает в глазок нитепритяги­

137

положение глазка нитепритягивателя Вн. Отрезок Ъ и будет опре­ делять ход нитепритягивателя, обеспечивающий подачу необхо­

Если известно изменение угла поворота челнока ф в функции угла ф поворота главного вала, то можно построить кривую из­ менения потребления нити на участок в—г (участок / / / ) . Тре­ буемую длину нитки в этот период можно определить и графи­ чески, вычерчивая в определенном масштабе детали челночного устройства в последовательных положениях.

График А на участке IV диаграммы соответствует моменту снятия петли нитки с челнока и затягиванию стежка. Для участка г—д подбирают наиболее простой закон движения глазка нитепри­ тягивателя с таким расчетом, чтобы звенья этого механизма рабо­ тали в наиболее благоприятных сточки зрения динамики условиях.

13S

создавались дополнительные напряжения в нити. Слишком боль­ шой резерв (свыше 15—20%) может привести к образованию узелков, петель и, как следствие, к частому обрыву нити. Устра­ нить излишний резерв нити в машине очень трудно. Только при правильном проектировании механизма нитепритягивателя ре­ зерв нити не будет оказывать существенного влияния на обрыв­ ность нити. Устранить излишний резерв нити можно с помощью пружинных компенсаторов, особенно направителей и других устройств.

Для машин с отклоняющимися иглами (зигзаг-машин) диа­ грамму подачи нити строят так же, как и для универсальной машины. Необходимая подача нити зависит еще и от величины отклонения иглы, положения направляющей игловодителя и на­ правления вращения челнока при обводе петли. На участке / / длину подаваемой нити следует определять с учетом отклонения иглы

случае уменьшение избытка нити можно осуществить с помощью механизма отклонения иглы.

Проектирование рычажно-кулачкового нитепритягивателя

Синтез механизма. Рычажно-кулачковый нитепритягиватель является наиболее простым по устройству и проектированию. Он применяется в тихоходных машинах тяжелого типа: 23 кл., бытовых машинах 1А, 100, 100М кл. ПМЗ и в многоголовочном

валу, ролика 2, расположенного в пазу кулачка, и рычага 4 нитепритягивателя 3, качающегося вокруг неподвижной оси по дуге окружности аЬ. Синтез такого механизма проводится сле­ дующим образом.

133