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

П р о д о л ж е н и е т а б л . 2

Обозначение

Наименование

пространственное

Кулачки плоские:

а) продольного перемеще­ ния

б) дисковые

Кулачки барабанные ци­ линдрические

ТхГ I 1 I Ы*

41

Маховик

Кинематическая схема может быть плоской или пространствен­ ной (в ортогональном или аксонометрическом изображении). Кинематическую схему, выполненную в виде технического ри­

На кинематической схеме взаимное расположение звеньев должно быть таким, чтобы одни из них не закрывали другие. Если валы и оси при изображении их на схеме пересекаются, то линии, изображающие их в местах пересечения, не разрывают.

42

По завершении построения кинематической схемы следует каждый ее элемент обозначать цифрами или буквами. Принято валы нумеровать римскими цифрами, звенья арабскими цифрами, а шарниры и другие кинематические пары буквами латинского алфавита, при этом неподвижные шарниры и направляющие чаще всего обозначают буквой О с индексом (0Х , 0 2 , 03 и т. д.). Центры

Порядковый номер звена проставляют на линии выноски. Под ним иногда указывают основные параметры: модуль зубчатого зацепления, число зубьев, диаметр, эксцентриситет и т. п., а также число оборотов ведущего звена. Направление вращения показывают круговой стрелкой. При рассмотрении вопросов ди­ намики дополнительно указывают положение центров тяжести звеньев, их вес и моменты инерции.

На рис. 1.8 показаны примеры изображения структурной (рис. 1.8, а) и кинематических (рис. 1.8, б, в и г) схем механизма нитепритягивателя машины 26 кл. ПМЗ. Для этого механизма степень подвижности

6. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ШВЕЙНОМ МАШИНОСТРОЕНИИ

Выбор материала при проектировании швейных машин дол­ жен производиться на основе всестороннего анализа факторов, сопровождающих изготовление и эксплуатацию деталей. Из ана­ лиза условий работы большинства деталей швейных машин сле­ дует, что наиболее нагруженными являются поверхностные слои этих деталей, чему способствует наличие местной концентрации напряжений как из-за сложности геометрических форм, так и из-за контактных напряжений, достигающих значительных вели-

43

чин. Выбор материалов и термообработки деталей определяется необходимостью обеспечения работоспособности деталей в течение определенного срока службы, условиями изготовления и эконо­ мической целесообразностью. Наиболее широкое применение

вшвейном машиностроении нашли чугун (серый и ковкий),

Чугун. Чугун, являющийся основным литейным материалом, характеризуется достаточной прочностью, малой пластичностью, ограниченной ударной вязкостью, значительным внутренним трением, пониженной чувствительностью к нагреву и хорошими

грузов, крупногабаритных станин; СЧ 15-32 и СЧ 18-36 для кор­ пусов швейных машин, шкивов и кронштейнов; СЧ 28-48 и СЧ 32-52 для ответственных деталей сложной конфигурации, а также копирных дисков, кулачков и т. п. Антифрикционный чугун марки АСЧ-П применяется для изготовления втулок, вкладышей под­

Он обозначается буквами КЧ, после которых указываются значе­ ния пределов прочности при растяжении й относительного удли­ нения при разрыве. Из ковкого чугуна КЧ 35-10 и КЧ 37-8 (ГОСТ 1215—59) изготавливают рычаги, шатуны, кронштейны, работающие на растяжение и изгиб.

Сталь. Сталь очень широко используется в машиностроении. Высокая прочность, пластичность, способность к термической и хи­ мико-термической обработке позволяют использовать стали раз­

44

группы соответствует одной десятой минимального значения пре»

обозначаются, например, сталь 10, сталь 20 и т. д. до стали 50. Двузначное число означает число сотых долей процента углерода в составе стали. Эти стали применяются для изготовления неболь­ ших деталей с последующей термообработкой, так как при термо­ обработке детали больших размеров не прокаливаются или нагре­ ваются неравномерно, что вызывает значительные деформации.

А15), отличающиеся повышенным содержанием серы. Эти стали применяют для изготовления деталей, обрабатываемых на метал­ лорежущих станках-автоматах, а также деталей сложной конфи­

миний. Цифры, стоящие впереди букв, означают число сотых долей процента углерода, а после букв — процентное содержание соот­ ветствующего легирующего элемента. Если после буквы цифра не стоит, то данного элемента в стали содержится около 1%. Напри­ мер, сталь 12ХН4А — хромоникелевая сталь с содержанием угле­ рода 0,12%, хрома 1%, никеля 4%. Буква А обозначает высоко­ качественную сталь повышенной чистоты с улучшенными меха­ ническими свойствами.

Легированные стали применяются очень широко, но следует иметь в виду, что они имеют высокую стоимость, и без достаточных оснований их назначать не следует.

Низкоуглеродистые легированные стали применяются для де­ талей, работающих на износ (шестерен, подшипников), но сердце­ вина таких деталей должна выполняться из высокопрочного мате­ риала.

Среднеуглеродистые легированные стали идут на изготовление ответственных деталей, подвергаемых поверхностной или объемной закалке. Высокоуглеродистые легированные стали идут на де­ тали, подвергаемые закалке до высокой твердости.

45

Инструментальная углеродистая сталь марок У10А, У12А, У7, У8, У9 применяется для изготовления режущего инструмента (резцов, сверл, фрез, плашек).

лением изготавливают ограждения, малонагруженные детали,

рычагов и других деталей быстроходных швейных машин. Для повышения износостойкости в шарнирах устанавливают иголь­ чатые подшипники. Применение легких сплавов значительно сни­ жает вес машин и уменьшает расходы на их изготовление.

Сплавы цветных металлов. Сплавы на основе цветных металлов называются цветными. Медные сплавы делятся на бронзы и ла­ туни.

Бронзы, основным компонентом которых является медь, в за­ висимости от легирующих добавок делятся на оловянные, свин­ цовые, алюминиевые и др. Бронзы являются антикоррозионными, обладают высокими антифрикционными свойствами, очень хорошо обрабатываются резанием.

Оловянные бронзы применяют для изготовления подшипников скольжения там, где валы не обрабатываются термически. Оло­ вянные бронзы дороги, и поэтому их применение ограничено. Алюминиево-железистые бронзы наиболее часто и широко ис­ пользуются как недорогой и хороший антифрикционный мате­ риал.

Латуни очень хорошо противостоят коррозии и легко обраба­ тываются давлением. Из латуни изотовляют трубы, проволоку, листы и пр.

Пластмассы. Пластмассы в швейном машиностроении приме­ няют для изготовления ручек, шестерен, шкивов, стоек, покры­ тий, так как они имеют высокую прочность и обладают способно­ стью гасить энергию вибраций. Пластмассы используют и для деко­ ративной отделки.

Пластмассы делятся на две группы: термореактивные (неплав­ кие после изготовления детали) п термопластические (допускаю­ щие повторное деформирование). В зависимости от вида напол­ нителя различают слоистые, композиционные и литые пластмассы.

ние. Основные виды пластмасс, применяемых в настоящее время: текстолит, гетинакс, стеклотекстолит, оргстекло, волокнит, вини-

46

пласт, фторопласт, капрон, полиформальдегидные пластмассы, ДСП.

амортизаторов, манжет и других деталей, а также для электроизо­ ляции проводов и подачи воздуха и воды в прессы в швейном маши­ ностроении довольно широко применяется р е з и н а .

Для теплоизоляции, электроизоляции, для изготовления тор­ мозных обкладок и т. д. используется а с б е с т . Волокна асбеста обладают высокой прочностью на разрыв (300 кгс/см2 ), хорошей прядильной способностью, высокими диэлектрическими свой­ ствами, незначительной теплопроводностью.

Для изготовления электроконтактов, вкладышей подшипников, а также для смазки применяется г р а ф и т . Он имеет небольшой коэффициент трения, обладает хорошей электро- и теплопровод­ ностью и высокой теплостойкостью (температура плавления около 4000° С).

Экономия материала при конструировании. При создании новых и модернизации существующих машин вопросы уменьшения веса машины при улучшении их качества должны оставаться в центре внимания конструкторов и машиностроителей. Эти -вопросы должны решаться комплексно.

Необходимо добиваться экономии материалов: при конструи­ ровании машин — применением новых конструкций и новых мето­ дов расчетов; при их изготовлении — использованием прогрес­ сивной технологии и передового опытановаторов производства; при эксплуатации — увеличением долговечности машин и меж­ ремонтных периодов их работы.

Значительной экономии материалов можно добиться рациона­ лизацией кинематических схем и конструкций узлов и деталей, применением новых методов расчета, уменьшением припусков на обработку, применением соответствующей термообработки, соз­ данием взаимозаменяемых деталей и узлов, более полным ис­ пользованием дешевых материалов и отходов и другими сред­ ствами.

В швейной промышленности еще высоки потери от износа и поломки деталей,/-поэтому одним из важнейших направлений кон­ струирования машин является повышение износостойкости. Более рациональное расходование дефицитных материалов, правильная термообработка и подбор трущихся пар, снижение инерционных

иударных нагрузок поможет значительно увеличить долговечность

инадежность швейных машин.

Применение легких магниево-алюминиевых сплавовдля дета­ лей быстроходных швейных машин, нагруженных в основном инер­ ционными силами, позволяет не только снизить вес машин, но и повысить скорость работы.

47

По предварительным подсчетам ПМЗ норма расхода серого чугуна при замене его алюминиевым'сплавом АЛ-3 уменьшается на 6,4 кг на одну швейную машину 100 кл., что при большой про­ грамме выпуска дает значительную экономию. Следует также от­ метить, что в этой машине вес (черный) сплава АЛ-3 составляет около 24% от общего веса машины.

Критерием эффективности использования материала может служить коэффициент использования материала Ki, представ­ ляющий собой отношение чистого веса машины Qx к ее черному весу Q2 , т. е. K-i = Qi/Q2 - Сточки зрения расхода материала более

7. СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ В МАШИНАХ

При конструировании новых или модернизации существующих машин выполняются прочностные расчеты звеньев механизмов и кинематических пар, а также отдельных деталей. Эти расчеты позволяют определить требуемые размеры деталей и узлов, обес­ печивающие безаварийную и надежную работу машины при заданной долговечности, необходимую точность соединений, наи­ меньшую стоимость изготовления при наибольшей экономии ма­ териалов и труда, минимальных габаритах и других положитель­ ных качествах.

В зависимости от условий работы отдельные детали в машине рассчитываются следующим образом:

а) на статическую прочность при воздействии постоянных или

б) на динамическую прочность при длительном действии пере­ менных нагрузок — быстро вращающиеся валы, шпиндели, зуб­

для деталей, деформации которых влияют на работу машины) —

чение в связи с повышенными требованиями к качеству обработки изделий);

е) на виброустойчивость (особое значение эти расчеты имеют для быстроходных машин, в которых колебательные процессы

48

Указанные расчеты позволяют определить геометрические размеры деталей и узлов машины, а также показывают проекти­ ровщику пути наиболее рационального конструирования.

Характеристика сил

Для выполнения прочностных расчетов необходимо опреде­ лить нагрузки, действующие на звенья и кинематические пары ме­ ханизмов машины. В общем случае в машине или агрегате дей­ ствуют следующие силы: движущая, полезного сопротивления, вредного сопротивления (пассивные силы), тяжести, упругости звеньев и пружин и силы инерции. Под воздействием этих сил возникают реакции связей, действующие на элементы кинемати­ ческих пар.

ния или образует с ним острый угол. Поэтому считают, что сила Р д в совершает положительную работу, расходуемую на преодоление полезных и вредных сопротивлений. Полезное использование дви­ жущей силы характеризуется к. п. д.

нию скорости движения или образует с ним тупой угол. По этой причине работу сил полезного сопротивления считают отрицатель­ ной. Силы Р п , с зависят От ряда факторов: от физико-механических свойств обрабатываемого материала, метода и режима обработки, состояния инструмента и др. Эти силы определяют исходя из теории технологического процесса или находят их эксперименталь­ ным путем.

В швейном производстве значимость сил полезного сопротив­ ления различна. По этому фактору все швейные машины можно подразделить на три группы. Первая группа машин имеет значи­ тельные по величине силы полезного сопротивления: таковы, на­ пример, прессы влажно-тепловой обработки. Во второй группе машин, например в осноровочных машинах для измерения, пло­ щади лекал, силы Рп с весьма малы. В третьей группе машин, например в универсальных швейных машинах, силы Pn, с имеют одинаковое значение с другими силами.

Для расчета деталей машины важно знать не только величину силы, но и характер ее изменения за период цикла.

Работа сил полезного сопротивления на некотором перемеще­ нии s2 — s, в общем случае выражается уравнением

(1.6)

49