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

ход, нитепритягиватель производит затяжку стежка, нижний и верхний двигатели продвигают стачиваемый материал при подня­ той нажимной лапке. Когда главный вал повернут на угол 90°, игла входит в ткань, опускаясь в нижнее положение при 180°. Выход иглы из ткани заканчивается при повороте главного вала на угол 270°, и далее происходит подъем иглы в крайнее верхнее положение. Когда угол поворота главного вала равен 210°, но­ сик челнока входит в петлю, а сброс петли имеет место при 290°. Затяжка стежка нитепритягивателем заканчивается при угле 75°, затем начинается подача нитки для образования следующего стежка, которая заканчивается при повороте вала на угол 300°, после чего начинается затяжка стежка. Верхний и нижний двига­ тели тканей работают согласованно. Продвижение стачиваемых тканей начинается при повороте главного вала на угол 340° и заканчивается уже при следующем повороте вала на угол 80— 85°. Нажимная лапка начинает опускаться при угле 40°, опуска­ ние заканчивается при 115°. Затем она выстаивает в нижнем поло­ жении в интервале углов 115—270°. Подъем лапки происходит при повороте главного вала в интервале углов 270—430°, далее она останавливается и стоит в верхнем положении при повороте главного вала в пределах 340—40°.

В верхней части рисунка приведена синхронная диаграмма перемещений этих же механизмов в функции s = f (ц>), где ф — угол поворота главного вала. Диаграмма позволяет судить не только о последовательности и величине относительных переме­ щений рабочих органов стачивающих механизмов, а также и о ха­ рактере изменения этих перемещений, что весьма важно для оценки динамических параметров работы механизмов машины.

Круговые циклограммы трехголовочного вышивального авто­ мата. Вышивальный трехголовочный полуавтомат служит для

Полуавтомат состоит из трех головок, аппарата рисунка и привода, смонтированных на общем столе. Все три головки напо­ минают обычные швейные машины челночного стежка. Первая головка, расположенная справа, получает движение от электро­ двигателя, а вторая и третья — от соединительного вала, идущего от первой головки.

Все три головки машины производят одновременно вышивание одинакового узора на изделиях, помещенных в отдельных пяль­ цах, установленных на общей раме. Узор создается аппаратом рисунка за счет соответствующих перемещений рамы с пяльцами в продольном и поперечном направлениях или по диагонали отно­ сительно неподвижных швейных головок. Величина, направле­ ние и последовательность перемещений пялец обеспечиваются планетарным механизмом, управляемым картой узора, заправ­ ленной в аппарат рисунка посредством механизма каретки.

31

Аппарат рисунка состоит из механизмов подачи и транспорти­ рования карты, механизмов каретки, планетарного механизма и дуги-замыкателя, тормозного устройства планетарного механизма, механизма пяльцев и механизма останова автомата.

Карта узора представляет собой ленту из плотной бумаги с от­ верстиями, расположенными в определенном порядке. По краям карты пробиты транспортные отверстия с одинаковым шагом 7 мм.

Карта узора в аппарате рисунка имеет непрерывную и перио­ дическую подачу. Непрерывная подача осуществляется механизмом подачи. Периодическая подача производится механизмом транс­ портирования. За каждый рабочий цикл, совершаемый за один оборот главного вала головки машины, карта подается на один шаг, равный 7 мм. При этом карта попадает в зажимные пластины механизма каретки.

Участок ленты, зажатый в пластинах каретки, вместе с ней совершает горизонтальные перемещения влево и вправо. При движении влево карта своими непробитыми участками увлекает за собой отдельные щупы с пластинами, устанавливаемыми в на­ правляющих пазах неподвижного корпуса аппарата рисунка, и переводит их в рабочее положение. Затем эти пластины под воз­ действием каретки перемещаются вправо и, воздействуя на ры­ чаги, приводят в движение систему зубчатых передач планетарного

Механизм дуги-замыкателя и тормозное устройство планетар­ ного механизма служат для своевременного ввода в зацепление и вывода из него отдельных зубчатых колес планетарного меха­ низма, чем обеспечиваются задаваемые картой узора перемещения пяльцев, а следовательно, величина и направление стежка.

Аппарат рисунка делится на левую и правую половины, кон­ струкция которых одинакова. Назначение левой половины — производить поперечные перемещения, а правой — продольные. Все эти движения производятся в плоскости стола. На автомате

ков, закрепленных на главном валу первой (ведущей) головки швейной машины и расположенных за маховым колесом.

Для лучшего уяснения характера работы механизмов автомата и их взаимодействия между собой рассмотрим круговые цикло­ граммы механизмов швейной машины и механизмов аппарата рисунка. На этих циклограммах указано, положение отдельных механизмов и рабочих органов за один оборот главного вала веду­ щей головки автомата. При последующих оборотах работа меха­ низмов будет повторяться,

32

На ц и к л о г р а м м е м е х а н и з м о в ш в е й н о й м а ­ ш и н ы (рис. 1.5) показаны положения иглы, челнока, нитепритягивателя и пяльцев (работа иглы челнока и нитепритягивателя у всех трех головок автомата совершенно одинакова).

Рис. 1.5. Циклограмма механизмов швейной машины вышивального полуав­ томата

За исходное положение принято положение главного вала веду­ щей головки швейной машины, когда риска на маховике занимает верхнее вертикальное положение и совпадает с риской на предо­ хранительном щитке корпуса аппарата рисунка. Этот момент со­ ответствует правому крайнему положению каретки, когда все механизмы подготовлены для заправки карты в аппарат рисунка.

При 320° игла располагается в верхней точке, ушко нитепри-

взаимное расположение звеньев механизмов обеспечивает удоб­ ную заправку верхней нити.

При дальнейшем повороте главного вала головки игла вместе с верхней нитью проходит через ткань и занимает свое крайнее положение (140°). Нитепритягиватель, смотав нить с катушки,

Рис. 1.6. Циклограмма механизмов аппарата рисунка вышивального полу-

водит вокруг шпуледержателя. После выхода иглы из ткани при повороте главного вала примерно от угла 215° до угла 275° со­ вершается перемещение пяльцев, и на этом их движение в рас­ сматриваемом цикле заканчивается. Через 5—10° (при повороте главного вала с 280 на 285°) нитепритягиватель начинает двига­ ться вверх, вытягивая петлю из челночного устройства, и затем затягивает стежок. В это время челнок заканчивает свой рабочий ход и переходит в зону холостого хода (290°).

34

При повороте главного вала первой головки на угол от 37 до 130° карта узора, расположенная между зажимными пласти­ нами каретки, двигаясь вместе с кареткой, переместит отдельные щупы с пластинами на 20,6 мм влево. Пластины со щупами, в свою очередь, воздействуя на ролики рычагов поворота планетарного механизма, повернут их на угол 30° вокруг оси планетарного механизма. В это время (при повороте главного вала на угол от 0 до 140°) механизм транспортирования карты и механизм дугизамыкателя выстаивают.

Рычаги 3 и 4 тормозного устройства в это время также разом­ кнуты и выстаивают до момента поворота главного вала на угол 120°. Замыкание рычагов с зубчатыми колесами происходит при

с зубчатыми колесами планетарного механизма, а штифты пла­ стинчатого рычага механизма транспортирования поднимаются вверх на 7 мм вхолостую.

Обратное перемещение пластин со щупами (вправо) происходит под действием на них задней стенки каретки при повороте глав­ ного вала головки в интервале углов от 200 до 290°. Пластины со щупами, возвращаясь в исходное положение, своими пазами воздействуют на ролики рычагов поворота планетарного механизма и приводят их в первоначальное положение. При возвращении в пер­ воначальное положение рычаги поворота передают движение через ведущие зубчатые колеса планетарному механизму и далее механизму перемещения пяльцев. Пяльцы с тканью перемещаются при повороте главного вала головки от угла 210° до угла 270°. Механизм дуги-замыкателя, тормозное устройство и механизм транспортирования карты в это время выстаивают. Одновременно с этим зажимные пластины каретки перемещают карту узора в ис­ ходное положение, надвигаятранспортные отверстия карты на штифты пластинчатого рычага механизма транспортирования. При вращении главного вала головки в интервале от 312 до 360° штифты пластинчатого рычага механизма транспортирования передвигают карту узора вниз на 7 мм, подготовляя ее, для работы в следующем цикле. Каретка в это время выстаивает, а затем цикл повторяется.

В практике машиностроения схемы механизмов и машин де­ лят на структурные и кинематические, которые могут быть пло­ скими или пространственными.

Структурные схемы. Структурная схема определяет функцио­ нальное назначение элементов и их взаимосвязи. При состав­ лении схемы нового типа механизмов конструктор должен

правильно оперировать структурными элементами и обеспечить ра­ ботоспособность механизмов. Эта задача решается методами струк­ турного синтеза механизмов, который основан на учении о кине­ матических парах и кинематических цепях. Структурная схема вычерчивается без определения размеров звеньев и служит также

Рис. 1.7. Структурные схемы кинематических целей

условий связи, накладываемых на относительное движение зве­

Схемы кинематических пар и их классификация по числу ус­ ловий связи и числу степеней свободы приведены в табл. 1.

Кинематические пары, соединенные звеньями, образуют кине­ матическую цепь. Кинематическая цепь, имеющая стойку (не­ подвижное звено), называется механизмом.

Для механизмов, имеющих одно ведущее звено (один закон движения), степень подвижности w должна быть равна единице. Большинство механизмов имеют w — 1. Дифференциальные зуб­ чатые механизмы имеют w = 2. Простейшие механизмы (электро­

36

Т а б л и ц а 1

Классификация кинематических пар по числу условий связи я и числу степеней свободы w

Более сложные рычажные механизмы образуются за счет присоединения к ведущему звену и стойке групп Ассура, т. е.

Механизмы в целом, как и отдельные кинематические группы, имеют классы и порядки. Класс и порядок механизма опреде­ ляется классом и порядком высшей присоединенной кинематиче­ ской цепи или группы Ассура. Отметим, что существует несколько подходов к классификации механизмов [27].

37

Кинематические схемы. Под кинематической схемой понимают условное изображение механизма, машины или установки, на котором должна быть представлена вся совокупность кинемати­ ческих элементов и их соединений, предназначенных для осуще­ ствления, регулирования, управления и контроля заданных дви­ жений исполнительных органов.

Кинематические схемы составляются при проектировании но­ вых или модернизации существующих механизмов и машин и прилагаются к паспорту машины. Они также составляются и используются при изучении устройства, наладки и эксплуатации машин и механизмов.

При проектировании механизмов необходимо выбрать кине­ матическую схему и определить ее основные размеры, обеспечи­ вающие выполнение заданного технологического процесса. При этом следует учитывать условия геометрии, кинематики, динамики, технологичности, надежности и т. п. Удовлетворение всех этих условий представляет весьма сложную задачу, которая требует все­ стороннего изучения механизмов и особой методики их расчета.

При осуществлении заданного закона движения конструктор обычно проектирует несколько вариантов схем и после их де­ тального изучения и сравнительной оценки выбирает опти­ мальный.

Следует отметить, что вследствие большой надежности, тех­ нологичности и способности передавать большие усилия получили большое распространение рычажные (стержневые) механизмы, включающие низшие кинематические пары.

Существуют два пути проектирования (синтеза) механизмов: по положению звеньев и по воспроизведению непрерывной функ­ ции движения на заданном отрезке. Первый вариант с математи­ ческой точки зрения представляет собой задачу интерполирова­ ния с наперед заданными узлами, т. е. с точками пересечения гра­ фиков заданной и приближаемой функций.

Имеется два основных направления синтеза механизмов: ана­ литический и геометрический. Аналитический синтез, в основе которого лежат свойства шатунных кривых приближаться ча­ стично или на всем протяжении к прямым линиям или окружно­ стям, создан П. Л. Чебышевым. Основы кинематической геометрии разработаны немецким ученым Л. Бурместером.

При проектировании задают определенные условия, которым должен соответствовать проектируемый механизм: условие суще­ ствования кривошипа, заданную траекторию точки исполнитель­ ного звена, условия передачи сил звеньями механизма, отноше­ ние времени прямого и обратного ходов механизма, ход или раз­ мах ведомого звена, закономерности изменения скоростей или ускорений и др.

Звенья и кинематические пары на кинематической схеме обо­ значают (табл. 2) в соответствии с ГОСТ 2.770—68 единой си­ стемы конструкторской документации (ЕСКД).

38

Т а б л и ц а 2

Условные обозначения деталей, звеньев и элементов кинематики механизмов и машин

Обозначение

Наименование

Соединение стержня с не­ подвижной опорой:

а) шарнирное с движением

вплоскости чертежа

б) шаровым шарниром

39