Модернизированная плоскошовная машина

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тема: Модернизированная плоскошовная машина



Содержание

Введение и обоснование темы проекта

1. Обзор литературы и проспектов фирм по плоскошовным швейным машинам

2. Проектная часть

2.1 Проектирование кинематической схемы машины

2.2 Проектирование схемы механизма закрепления строчки

3. Расчетная часть

3.1 Проектный расчет механизма закрепления строчки

3.2 Проверочный расчет кинематических пар механизма

3.3 Проверочный расчет деталей механизма

3.4 Проверочный расчет времени срабатывания пневмоцилиндра

4. Энергоресурсосбережение

Заключение

Литература



Введение и обоснование темы проекта

Швейное оборудование широко применяется в различных отраслях легкой промышленности: швейной, трикотажной, обувной, кожгалантерейной и других.

В связи с этим актуальной задачей является поиск путей повышения производительности швейных машин. Один из таких путей - широкое использование швейных машин цепного стежка как наиболее полно отвечающих требованием промышленного производства товаров народного потребления.

По сравнению с челночными швейные машины цепного стежка имеют следующие преимущества: а) более высокую частоту вращения главного вала; б) меньшее натяжение ниток и, как следствие, меньшую обрывистость и меньшую морщинистость шва; в) отсутствие операций по смене шпуль, что особенно важно при использовании машин в автоматическом цикле; г) высокую эластичность строчки; д) большое разнообразие типов цепных стежков, позволяющее подбирать их в наиболее полном соответствии с требованиями пошиваемых материалов.

Машины цепного стежка, несмотря на широкое их применение, изучены ещё недостаточно и имеют большие резервы повышения производительности труда и улучшения качества изделий. В связи с этим, тема данного курсового проекта является весьма актуальной. В проекте поставлены задачи разработки механизмов, уменьшающих время операций на швейной машине и повышающих качество производимой продукции.

В настоящем дипломном проекте ведется проектирование механизма учащения стежка с использованием швейной головки плоскошовной машины Typical GK32700 с цилиндрической платформой. Такие механизмы востребованы в технологии изготовления трикотажных изделий.

Как будет показано в обзорной части дипломного проекта, в настоящее время выпуском таких механизмов занимаются зарубежные предприятия, в связи с чем данные механизмы достаточно дорогостоящи. Поэтому назрела потребность в разработке данного механизма в целях импортозамещения иностранного оборудования.



1. Обзор литературы и проспектов фирм по плоскошовным швейным машинам

Традиционно к плоским цепным стежкам относят стежки классов 402, 403, 405, 406, 407. Для описания машин, реализующих такие классы стежка, требуется описать взаимодействие рабочих органов, обеспечивающих данное переплетение. В соответствии с ГОСТ 12807-2003, в таблице 1.1 приведем описание стежков, относящихся к плоским.

Таблица 1.1 Виды стежков, относящихся к плоской строчке

Класса стежка	Описание
1	2
402	Данный тип стежков образован тремя нитями: двумя нитями иглы 1 и 2 и нитью петлителя а. Петли нитей 1 и 2 протягивают со стороны иглы сквозь материал и через одну петлю нити а с другой стороны материала. Затем их закрепляют многониточным межпетельным соединением со второй петлей нити а. Места соединения нитей подтягивают к материалу. Для описания этого типа стежков требуются минимум два стежка.
403	Данный тип стежков образован четырьмя нитями: тремя нитями иглы 1, 2 и 3 и нитью петлителя а. Петли нитей 1, 2 и 3 протягивают сквозь материал со стороны иглы и через одну петлю нити а с другой стороны материала. Затем их закрепляют многониточным межпетельным соединением со второй петлей нити а. Места соединения нитей подтягивают к материалу. Для описания этого типа стежков требуются минимум два стежка.
405	Данный тип стежков образован тремя нитями: двумя нитями иглы 1 и 2 и нитью петлителя а. Петли нитей 1 и 2 протягивают со стороны иглы сквозь материал и через одну петлю нити а с другой стороны материала. Затем закрепляют многониточным межпетельным соединением со второй петлей нити а. Места соединения нитей подтягивают к материалу. Этот тип стежков аналогичен типу 402, за исключением того, что последовательные стежки создают симметричный зигзагообразный рисунок. Для описания этого типа стежков требуются минимум два стежка.
406	Данный тип стежков образован тремя нитями: двумя нитями иглы 1 и 2 и нитью петлителя а. Петли нитей 1 и 2 протягивают со стороны иглы сквозь материал и через две отдельные петли нити а с другой стороны материала. Затем закрепляют многониточным межпетельным соединением еще с одной петлей нити а. Места соединения нитей подтягивают к материалу. Для описания этого типа стежков требуются минимум два стежка.
407	Данный тип стежков образован четырьмя нитями: тремя нитями иглы 1, 2 и 3 и нитью петлителя а. Петли нитей 1, 2 и 3 протягивают сквозь материал со стороны иглы и через три отдельные петли нити а с другой стороны материала. Затем закрепляют многониточным межпетельным соединением еще с одной петлей нити а. Места соединения нитей подтягивают к материалу. Для описания этого типа стежков требуются минимум два стежка.

Процесс образования многорядных плоских цепных стежков чипа 402, 403, 406 и 407 имеет много общего с процессом образования двухниточных цепных стежков типа 401.

Двухрядные трехниточные плоские стежки типа 402 и 406 отличаются друг от друга формой раскладки нитки петлителя, обусловленной траекторией движения петлителя и процессом взаимодействия его с другими рабочими органами. То же самое можно сказать и о трехрядных четырехниточных плоских стежках типа 403 и 407. Наибольшее распространение в отечественной технологии швейных изделий и за рубежом получили стежки типа 406 и 407, образование которых мы и рассмотрим.

Образование двухрядного трехниточного плоского стежка типа 406 петлителем, совершающим сложное пространственное движение, показано на рис. 1.1. Иглы 1 и 2 с заправленными в них нитками А1 и А2 совершают возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости (по оси Y), а петлитель 3 с заправленной в него ниткой В -- сложное пространственное движение, состоящее из качательных движений поперек линии строчки (по оси Z) и возвратно-поступательных движений вдоль линии строчки (по оси X). Иглы установлены по одной линии вдоль оси Z таким образом, чтобы их длинные желобки были обращены к оператору, а ось игольного ушка была бы направлена по линии продвижения материала 4 (вдоль оси X). При этом сторона игл, имеющая выемку и короткие желобки, окажется направленной от оператора в сторону продвижения материала.

Иглы установлены в иглодержатель над игольной пластиной таким образом, что левая игла (если смотреть со стороны оператора) располагается всегда ниже правой на величину, зависящую от расстояния между иглами. Это обусловлено тем, что при движении влево петлитель пересекает линию вертикальной оси правой иглы раньше, чем левой и, следовательно, для обеспечения наилучших условий захвата петель игольных ниток петля-напуск на правой игле должна образовываться раньше, чем на левой. Когда же петлитель движется вправо (в фазе затяжки стежка), то левая нитка должна сброситься с носика петлителя раньше, чем правая. Поэтому, например, в машине 876 кл. ПМЗ при расстоянии между иглами 4 мм левая игла устанавливается ниже правой на 3 мм.

Для удобства рассмотрения цикла начнем с крайнего нижнего положения игл 1 и 2 (рис. 1.1а). При этом петлитель 3 должен находиться в крайнем правом положении. Нитки А1 и А2 игл натянуты так же, как и нитка В петлителя.

При движении игл вверх их нитки А1 и А2 образуют петли со стороны короткого желобка (рис. 1.1б), в которые последовательно входит носик петлителя при его движении влево. При этом петлитель проходит за иглами, если смотреть со стороны оператора, и как бы надевает на себя петли игольных ниток А1 и А2, одновременно проводя в них свою нитку В, которая в это время вытягивается с бобины. Траектория движения петлителя в горизонтальной плоскости (вид в плане) имеет эллипсообразную форму. Поэтому, совершая качательное движение вперед, петлитель, проходя за иглами, имеет еще небольшое поступательное движение против направления продвижения материала (на оператора). Чтобы при подходе к левой игле петлитель своим телом не погнул правую иглу, его устанавливают в горизонтальной плоскости под некоторым углом к оси Z (угол атаки порядка 5°).

Как только иглы выходят из материала 4, начинается его продвижение по оси X от оператора. При крайнем верхнем положении игл (рис. 1.1в) петлитель находится в крайнем левом положении. В этот период он интенсивно движется вдоль линии строчки (по оси X) против направления продвижения материала с надетыми на себя игольными нитками А1 и А2. Происходит затяжка игольных петель и нитки В самого петлителя в предыдущем стежке.

При движении игл вниз (рис. 1.1г) петлитель продолжает двигаться поступательно вдоль линии строчки (ось X) на оператора, затягивая игольные нитки А1 и А2 и выводя свою нитку В на линию движения игл. При этом он оказывается перед иглами, которые, двигаясь вниз, прокалывают материал 4 и проводят в него свои нитки, сматываемые в это время с бобин для образования следующего стежка. При дальнейшем движении вниз иглы, проходя за петлителем, закалывают его нитку, т. е. проходят в треугольник, образованный самим телом петлителя, его ниткой В, идущей от предыдущего стежка, и петлями своих ниток А1 и А2. Петлитель при этом движется вправо, причем его нитка остается все время натянутой, так как ее излишек выбирается нитеподатчиком. С момента входа игл в материал продвижение материала заканчивается и зубчатая рейка совершает холостой ход, возвращаясь в исходное положение под игольной пластиной.

При дальнейшем движении игл вниз (рис. 1.1д) петлитель продолжает двигаться вправо в свое исходное положение и выходит последовательно из петель игольных ниток А1 и А2, сбрасывая их на свою петлю В, висящую на иглах. При этом иглы, двигаясь вниз, затягивают свои петли, образованные в предыдущем стежке и одновременно частично вытягивают с бобины нитки для образования следующего стежка. В момент, когда иглы приближаются к своему крайнему нижнему положению, петлитель втягивает свою нитку В, двигаясь вправо, одновременно совершая поступательное движение вдоль линии строчки (по оси X) в направлении продвижения материала 4, и возврашается в исходное положение за линию движения игл. После это цикл повторяется.

Следует иметь в виду, что окончательная затяжка стежка происходит не сразу, а на втором-третьем цикле, в зависимости от толщины, физико-механических свойств материала и требуемой величины затяжки стежка. Так, при пошиве бельевого трикотажа во избежание стягивания материала между строчками необходимо обеспечить значительно меньшую величину затяжки стежка, чем при пошиве плотных материалов или при образовании рельефных строчек.

Помимо настройки системы нитеподачи, время и величина затяжки стежка обеспечиваются геометрией пальца игольной пластины и носика петлителя. Чем длиннее палец игольной пластины между иглами, тем позже будет происходить затяжка стежка и чем больше периметр пальца в поперечном сечении, тем слабее будет затянут стежок в окончательном виде. Особенное значение имеет толщина пальца игольной пластины и геометрия его нижней части. Для плоскошовных машин, работающих с шагом строчки 2--2,5 мм, при пошиве трикотажа рекомендуется длину пальца делать 6-6,5мм, а толщину 3 мм.

Конфигурация пальца должна способствовать беспрепятственному сходу вновь сформированных стежков при продвижении материала, для чего вдоль пальца игольной пластины делаются скосы с чистотой обработки не ниже 9 класса, а в местах перегиба ниток относительно кромок игольной пластины - радиусы закруглений не менее 1 мм.

Замечания по геометрии носика петлителя и образованию треугольника ниток петлителя при заколе иглой, оговоренные в описании образования стежков типа 401, полностью относятся и к образованию многониточных плоских цепных стежков.

Образование трехрядного четырехниточного плоского цепного стежка типа 407 аналогично описанному выше, с той лишь разницей, что в процессе петлеобразования участвуют не две, а три иглы с заправленными в них нитками.

При этом иглы также устанавливают на одной линии вдоль оси Z на разной высоте в зависимости от их расстояния между собой.

Так, в машине 576 кл. ПМЗ при расстоянии между крайними иглами 6мм (3+3) разница по высоте между соседними иглами составляет 2,5мм, а суммарная разность между первой и третьей иглой соответственно 5мм.

Рисунок 1.1 Схема взаимодействия рабочих органов при образовании стежка класса 406

Петлитель с заправленной в него ниткой совершает сложное пространственное движение, состоящее из качательных движений поперек линии строчки и возвратно-поступательных вдоль линии строчки. Однако, двигаясь влево, он захватывает петли не двух, а трех игольных ниток последовательно и также последовательно сбрасывает их при своем движении вправо. Также аналогично описанному выше происходит закол иглами треугольника ниток, образованного петлителем под игольной пластиной, и затяжка стежка.

Рассмотрим конструкцию наиболее распространенной для выполнения плоской строчки швейной машины класса 876 (ПМЗ).

876 класса ПМЗ относится к группе плоскошовных, использующихся при пошиве в основном трикотажных изделий. Её конструкция послужила базой для конструктивно-унифицированного ряда машин, выполняющих цепные стежки классов 401, 406, 407, 602, 605 и некоторые другие. Наиболее широкими технологическими возможностями обладают машины, выполняющие стежки 401 и 406. Базовая машина 876 класса относится к плоскошовным и предназначена для подшивания срезов бельевых трикотажных изделий. Выполняет трёхниточные цепные стежки класса 406. В процессе образования стежков участвуют две иглы и петлитель. Характер движения игл и петлителя при образовании стежков класса 406 аналогичен характеру движения инструментов в процессе образования стежков класса 401. Первым характерным моментом является поочерёдный захват носиком петлителя петель-напусков правой и левой иглы. Вторым характерным моментом является вход игл (сначала левой, затем - правой) в петлю нити петлителя. В результате образуется трёхниточный цепной стежок класса 406.

Механизм петлителя (рис. 1.2) обеспечивает петлителю сложное пространственное движение. Структурно состоит из двух механизмов: продольных и поперечных перемещений. Ведущим звеном механизма поперечных перемещений петлителя является колено 1. На сферическую рабочую поверхность колена надевается верхняя головка шатуна 2. Она выполнена разъёмной и фиксируется винтами. Нижняя головка шатуна 2 шарнирно соединена с коромыслом, состоящим из державки 13 и пальца 3. Последний вставлен в отверстие державки и закреплён винтом. Сферическая поверхность пальца охватывается разъёмной головкой шатуна 2. Полый стержень 6, на котором винтом закреплено коромысло, установлен в двух втулках. На переднем конце стержня 6 закреплена державка 5. В нее вставлен и зафиксирован винтом петлитель 4. При вращении главного вала с помощью шатуна и коромысла стержню 20 и соединенному с ним петлителю 4 сообщается колебательное движение. При этом действие второго механизма продольных перемещений пока во внимание не принимается. Ведущим звеном продольных перемещений является эксцентрик 14, винтами закреплённый на валу 1. На эксцентрик надет вильчатый шатун 11. Он с помощью шарнирной оси соединён с поводком 7. Поводок 7 надет свободно на стержень 6, т.к. последнему сообщается колебательное движение от механизма поперечных перемещений. В продольном направлении (вдоль герметической оси стержня) поводок ограничен с двух сторон шайбами 12. В вильчатый отросток поводка 7 вставлен вкладыш 8, который надет на эксцентричный палец 3, закреплённый винтом 10 в корпусе машины. Палец играет роль дополнительного направителя, предотвращающего возможный поворот поводка относительно стержня 6 за счёт сил трения. Благодаря эксцентричности пальца удаётся избежать заклинивания и заеданий в механизме, обусловленных погрешностью изготовления звеньев. При работе машины шатуну 11 сообщается сложное плоскопараллельное движение, а поводок 7 вместе с осью 6 получают прямолинейное возвратно-поступательное перемещение. Сложение движений, получаемых осью 6 от обоих механизмов, обеспечивает сложное пространственное движение закреплённому на ней петлителю.



Рисунок 1.2 Кинематическая схема механизма петлителя машины 876 класса

Техническая характеристика

Наибольшая частота вращения главного вала машины, об/мин	5200
Длина стежка, мм	1,8…2,8
Расстояние между иглами, мм	4
Наибольшая толщина сшиваемых материалов в сжатом состоянии, мм	2,5
Высота подъема лапки, мм	5

Поскольку на базе машины 876 класса было создано семейство швейных машин, приведем описание всего КУР этих машин. Для удобства восприятия описание сведем в таблицу 1.1.



Таблица 1.1 Конструктивно-унифицированный класс машин на базе 876

Машины плоского цепного стежка различаются числом игл, ниток и видов переплетений, а также формой платформы. Нашли применение, в основном, двух-, трех- и четырехигольные машины плоского цепного стежка. По форме платформы выделяются машины с плоской и цилиндрической платформой. Петлитель в таких машинах двигается поперек направления подачи материала и образует нижний застил строчки. Если требуется иметь также и верхний застил, машины снабжаются раскладчиком, что не вызывает существенного изменения конструкции. Машины могут снабжаться дополнительными механизмами для подрезки края обрабатываемых изделий.

Особо выделяются машины плоского цепного стежка с цилиндрической платформой с подачей заготовок вдоль платформы. На них можно получать полуфабрикаты цилиндрической формы. Как правило, они выполняются четырехигольными и снабжаются механизмами для независимой подрезки краев верхнего и нижнего слоев материалов. Поскольку первой такие машины начала изготавливать немецкая фирма «Маузер Специаль», то до сих пор их называют машинами «маузерлок», хотя самой фирмы уже много лет нет.

Современными фирмами, выпускающими плоскошовные машины, являются Juki (классы машин МF 7700-7800, MFB-2600), Typical (КУР GK31030, GK32500, GK32700), Zoje (классы ZJ-2500, ZJW-2500), Bruce (классы BRC-562, BRC-664), Feiyue-Yamata (классы FY 2500-3100), Protex и Siruba (классы TY-C007J), SunStar (класс SF-7500), Kansai Special (классы NZ, RX, VW, DMM, WX).

Рассмотрим несколько зарубежных представителей таких типов машин.

Одноигольная машина двухниточного цепного стежка класса DVK-1701EHD фирмы «Кенсей Спешл» (Япония) является одним из наиболее простых представителей машин серии DVK этой фирмы, характеристика которых представлена в табл. 1.2. В машине класса DVK-1701EHD используется игла марки DRX2 #25 (№ 200), а в других модификациях -- UYX128GAS #14 (№ 90) и UYX128GAS #11 (№ 75). Машины модификации EHD предназначены для обработки особо толстых материалов.

Заправка ниток в машине класса DVK-1701EHD аналогична машине класса 1276. Нитеподатчики игольной нитки закреплены на рычаге и на верхнем конце игловодителя.

Машина содержит механизмы иглы, петлителя и двигателя ткани.

Механизм иглы сообщает перемешение игле 22 (рис. 1.3) от колена 24 главного вала 27 через шатун 15, шаровой палец 13, двуплечий рычаг 17, поворачивающийся на оси 16, соединительное звено 19, поводок 20 и игловодитель 8. Игла устанавливается длинным желобком строго на оператора.

Положение иглы 22 по высоте регулируется смещением игловодителя 8 после освобождения винта 21 на поводке 20. В момент выхода носика петлителя на траекторию движения иглы он располагается выше верхней грани ушка иглы на 2... 2,5 мм (для модификации EHD, а для других модификаций -- от 0 до 1,5 мм).

Ход иглы регулируется смещением шарового пальца 13.

Таблица 1.2 Технические характеристики машин серии DVK

Механизм петлителя имеет узлы продольных и поперечных отклонений. В узле продольных отклонений петлителя 43 ведущим звеном является эксцентрик 39, который через шатун 38, рычаг 37, вал 36, кронштейн 45, державку 40 сообщает продольные отклонения петлителю 43. Также данный узел сообщает продольные отклонения через державку 48 отражателю 44 игольной петли.

Узел поперечных отклонений петлителя передает движения петлителю 43 от эксцентрика 30 через шатун 31, палец 33 с шарообразным наконечником, закрепленным на валу, рычаг 29 с шаровым пальцем 28, шатун 34, шаровой палец 41, крепящийся в державке 40 петлителя.

Своевременность подхода петлителя 43 к игле 22 устанавливается поворотом державки 40 после ослабления винта 32 крепления рычага 29. Носик петлителя 43 должен иметь отклонения вправо от иглы на 5 мм при крайнем его правом положении.

Механизм двигателя ткани состоит из узлов подъема и продвижения рейки 50 (см. рис. 1.3), а также узла прижимной лапки 7. Подъем и опускание рейки 50 осуществляются через узел подъема рейки, состоящий из эксцентрика 53 подъема, шатуна 57 и двуплечего рычага-рамки 59.

В узле продвижения рейки 50 движения сообщаются от левого конца распределительного вала 52, имеющего диск с направляющей, в которой перемешается ползун 55 с осью, на которую надета головка шатуна 58, шатун 58, рычаг-рама 59, рычаг 60, закрепленный на рычаге-раме 59, и двуплечий рычаг-державка 54.

Прижимная лапка 1 крепится на стержне 2, на верхнем конце которого винтом закреплен кронштейн 3. На кронштейн 3 сверху давит пружина 5, сжатая винтом 7. Подъем прижимной лапки 7 производится от рычага 14 через рычаг 77, тягу 10, двуплечий рычаг 6, звено 4, кронштейн 3 и стержень 2.

Рисунок 1.3 Кинематическая схема машины класса DVK-1701EHD

Положение рейки 50 по высоте регулируется после ослабления винта 49 перемещением ее в двуплечем рычаге-державке 54.

Усилие прижатия материала прижимной лапкой 7 регулируется поворотом винта 7.

Положение прижимной лапки 7 как по высоте ее подъема, так и по ориентации относительно иглы устанавливается после ослабления винта крепления кронштейна 3 на стержне 2.

В машине основная смазка механизмов осуществляется через централизованную систему смазки от насоса 26, получающего привод через шестеренную передачу 25 от главного вала 27. С помощью масленки производится смазка игловодителя и открытых шарниров механизмов машины.

Швейная машина класса W664 фирмы «Пегас».

Швейная машина класса W664 относится к машинам серии W600 (табл. 1.3) фирмы «Пегас» (Япония), имеющим цилиндрическую форму платформы машины и предназначенным для обработки изделий многониточными распошивальными или интерлочными цепными стежками.

Цилиндрическая форма платформы диаметром 270 мм делает удобным обработку малых рукавообразных деталей, таких, как горловины, манжеты, низ футболки, проймы и др. Машины выпол няют максимальную длину стежка 4,5 мм. В машинах установлен дифференциальный двигатель ткани с регулированием дифференциала от 0,6 до 1,3.

При выполнении стежков при прокладывании верхней нитки 4 (рис. 1.4) на материале в процессе образования стежка используется раскладчик 3 верхней нитки. Его функция заключается в выносе в крайнее левое положение прокладываемой нитки 4 под захват иглами 1 в момент опускания острия игл на уровень расположения прокладываемой нитки (рис. 1.4, б). После захвата иглой нитки раскладчик смещается в исходное правое положение для следующего выноса петли. Иглы проходят в материал. Петлитель 2 взаимодействует с иглами 7, так же как и при образовании двух-ниточного или трехниточного цепного стежка.

Механизм иглы сообщает перемещение иглам 35 (рис. 1.5) от главного вала 42 через зубчато-ременную передачу (нижний 40 и верхний 17 зубчатые барабаны), верхние валы 18 и 25 и кривошипно-шатунный механизм (аналогичный машинам челночного стежка).

Кроме обычной регулировки положения иглы по высоте в машине предусмотрена корректировка своевременности образования петли за счет поворота шкива 19 после ослабления винтов 14 соединительного кольца.

Механизм петлителя состоит из узлов продольных и поперечных отклонений. В узле продольных отклонений петлителю 61 сообщается перемещение от эксцентрика 51 через шатун 50, рычаг-направляющую 49, рычаги 64 с ползунами, вал 47 и державку 65. Рычаг-направляющая 49 имеет прорезь, по которой проходит ползун одного из рычагов 64 (левый), и нижнюю направляющую, по которой скользит ползун другого рычага 64 (правый).

Через узел поперечных отклонений петлитель 61 получает перемещение от колена главного вала 42, шатуна 63, рычага 77, вала 75, двухрожкового рычага 76, входящего в зазор между рычагами 64, вала 47 и державки 65.

Своевременность подхода петлителя 67 к иглам 33 устанавливается смещением державки 65 после ослабления винта 70 ее крепления на валу 47. Предварительно укрепляют петлитель 61 таким образом, чтобы его носик имел отклонение вправо от иглы на 5 мм при расстоянии между иглами 3,2 мм и до 3,1 мм -- при расстоянии между иглами 6,4 мм. Точная установка своевременности подхода носика петлителя 61 определяется по крайней левой игле. Носик петлителя должен быть на 1 мм выше ушка левой иглы при подходе к ней.

Продольный ход петлителя 61 регулируется смещением шарнира соединения шатуна 50 с рычагом-направляющей 49 в прорези после ослабления гайки его фиксации. Такая регулировка выполняется в случае несоблюдения гарантированного зазора между иглами и петлителем как при захвате игольных петель петлителем, так и при захвате иглами нитки петлителя. При смещении шарнира к валу 47 ход петлителя 61 увеличивается.

Механизм смещения отражателя 84 состоит из державки 73 с валом, на котором закреплен вильчатый рычаг 77, получающий привод от эксцентрика 58. Гарантированный зазор, равный 0,05 мм, между иглами и отражателем устанавливается поворотом державки с валом 73 после ослабления винта крепления вильчатого рычага 71.

Рисунок 1.4 Взаимодействие игл 1 с петлителем 2 (а) и раскладчиком 3 (б) верхней нитки 4 при образовании плоского пятиниточного стежка

Рисунок 1.5 Кинематическая схема машины класса 664 фирмы «Пегас»

Механизм стабилизатора 60 состоит из державки 69 с валом, на котором закреплен вильчатый рычаг 57, получающий привод от эксцентрика 56.

Механизм двигателя ткани из-за рукавного исполнения платформы имеет особую конструкцию, когда узлы регулирования длины стежка и величины дифференциала смещены вправо в широкую часть платформы машины. Механизм двигателя ткани дифференциального типа.

Узел подъема реек 62 и 72 состоит из эксцентрика 52, шатуна 53, рычага 45, вала подъема 43, переднего коромысла 85, ползуна 86, надетого на ось, закрепленную на державке-направляющей 96, а также манжеты 99, проходящей в державке 96 и шарнирно опирающейся на кронштейн 97. Кронштейн 97 закреплен в корпусе машины.

Узел продвижения реек включает в себя эксцентрик продвижения 54, шатун 55, звено 67, рычаг 78, вал продвижения 83 с направляющими 89 и 90, ползун 88 и державку-направляющую 96.

Узел регулирования длины стежка конструктивно связан с узлом продвижения реек. Шарнир соединения шатуна 55 и звена 67 также соединен со звеном 68, положения второго шарнира которого определяется угловой ориентацией двуплечего рычага 79. Положение рычага 79 устанавливается воздействием с одной стороны пружины 82, а с другой -- регулировочным винтом 80. Двуплечий рычаг 79 установлен на оси вместе с рычагом-указателем 81, который показывает на дугообразной пластине значения длины стежка.

Узел регулирования величины дифференциала сообщает перемещение дополнительной рейки 72. Узел состоит из рукоятки 37, оси 41, вильчатого рычага 74, рычага 44, закрепленного на правой части оси 88, оси 88 с рычагом 94, направляющей 93, ползуна, который проходит в направляющей 93 и шарнирно посажен на ось дугообразного ползуна 92 соединительного звена 100, державки 101 и рейки 72. Положение оси с направляющей 93 также стабилизируется с помощью рычага 95, подпружиненного пружиной 98, и стержнем 91, который проходит в отверстии оси с направляющей 93. Стержень 91 шарнирно надет на утонченное продолжение вала продвижения 83.

Узел прижимной лапки 1 включает в себя стержень 2 с кронштейном 4, закрепленным на стержне 2, и поджатым сверху пружиной 5, на которую давит регулировочный винт 8. Подъем лапки 1 осуществляется от рычага 20, жестко посаженного на ось через эту же ось, другой рычаг, расположенный на ней в корпусе машины, тягу 15, рычаг 16, вал 13, рычаг 6, звено 3, кронштейн 4 и стержень 2. Под действием пружины 7 после снятия нагрузки на рычаг 20 лапка 1 опускается.

Положения реек 62 и 72 по высоте регулируются поворотом коромысла 85 после ослабления стягивающего винта 46 крепления рычага 45. Положение каждой рейки 62 и 72 по высоте регулируется после ослабления винтов их крепления в соответствующих державках 95 и 101.

Величина дифференциала регулируется поворотом рычага 57 (поз. 2 на рис. 1.6) после ослабления гайки 38 (поз. 1 на рис. 1.6). При подъеме рычага 37 (см. рис. 1.6) величина дифференциала увеличивается.

Усилие прижатия материала лапкой 1 регулируется винтом 8.

Механизм раскладчика 36 находится в рукаве машины. Раскладчик 36 получает колебательные движения от эксцентрика 12 через шатун 11, рычаг 28, вал с рычагом 30, ось 31, кривошип с осью 32 и державку 33.

Гарантированный зазор в 0,5 мм между раскладчиком и иглами регулируется поворотом раскладчика после ослабления винта 34.

Смещение выступа раскладчика в крайнее левое положение на 4,5...5 мм от левой иглы регулируется поворотом державки 33 после ослабления стягивающего винта крепления державки на оси 32.

Общий ход раскладчика регулируется смещением оси, шарнирно соединяющей шатун 11 с рычагом 29 после ослабления гайки 10. При поднятии шарнира ход раскладчика уменьшается.

Механизм нитеподачи сообщает колебательные движения державке 21 с нитеподатчиками 28 и 27 от колена 25 верхнего вала через шатун 24, рычаг 23 и вал 26.

Величина подачи ниток игл изменяется при смещении нитеподатчика 28 в державке 21 после ослабления винтов 22. Для уменьшения стягивания материала от недостаточной величины подачи ниток игл нитеподатчик 8 выдвигается из державки 21. Стандартная установка нитеподатчика равна 75 мм -- расстоянию от глазков нитеподатчика 28 до оси вала 26.

Рисунок 1.6 К регулированию величины дифференциала

В машине используется централизованная автоматическая система смазки механизмов. Для этого в картер машины заливается масло для высокоскоростных швейных машин марки ISO VG22. Этим маслом смазываются с помощью масленки открытые шарниры машины.

Для смазки игольных ниток в резервуар закапывается силиконовое масло марки UCC L-45 (Union Carbide Corporation).

Поскольку в настоящем курсовом проекте за основу взята швейная головка фирмы Typical, то приведем описание плоскошовных машин этой фирмы.

Typical GК31030 - скоростные машины плоского цепного стежка.

Typical GК31030 - высокоскоростная 3-игольная 5-ниточная плоскошовная швейная машина цепного стежка с верхним раскладчиком.

Typical GК31030-3 - 8-ниточная 3- игольная машина для выполнения отделочных строчек на трикотажных изделиях с окантовывающим устройством

Typical GК31030-5А - 2-игольная 3-ниточная плоскошовная машина с приспособлением для пришивания бейки на нижнем белье и трикотажных изделиях. Typical GК31030-6А - плоскошовная машина, выполняющая окантовочную отделочную строчку ракушечным швом. Typical GК31030-8 - 2-игольная 4-ниточная плоскошовная машина с приспособлением для окантовывания бейкой. Typical GК31030-11 - 3-игольная 5-ниточная плоскошовная машина с приспособлением для окантовывания бейкой. Typical GК31030-12 - шлевочная машина. Typical GК31030Н - 3-игольная 5-ниточная машина плоскошовного цепного стежка для тяжелых материалов.

Технические характеристики приведенных машин представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 Технические характеристики плоскошовных машин фирмы Typical класса 310030

Модель
GK31030	GKx16 70-90	5	3	1,8-3,3	6	1	6	-	0,8-1,2	L, M	4000
GK31030-3	GKx16 70-90	8	3	2-3,3	3	1	6	-	0,8-1,2	L, M	4000
GK31030-5A	GKx16 70-90	3	2	1,8-3,3	6	1	4,5	-	0,8-1,2	L, M	4000
GK31030-6A	GKx16 70-90	5	3	1,8-3,3	6	2	7	-	0,8-1,2	L, M	4000
GK31030-8	GKx16 70-90	4	2	1,8-3,3	6	1	3,5	-	0,8-1,2	L, M	4000
GK31030-11	GKx16 70-90	5	3	1,8-3,3	6	1	6	-	0,8-1,2	L, M	4000
GK31030-12	GKx16 90-110	3	2	1,8-3,3	6	1	4,8	*	0,8-1,2	L, M	4000
GK31030Н	TVx5 90-120	5	3	2-3,5	8	1	6,4	-	0,8-1,2	M, Н	2000
GK31030Н-12	GKx16 90-110	3	2	1,8-3,3	6	1	4,8	*	0,8-1,2	M, Н	2000



Класс машин 32500.

Typical GK32500 - высокоскоростная трехигольная пятиниточная плоскошовная швейная машина цепного стежка.

Typical GK32500-1356-1 - оснащена устройством для притачивания резинки.

На рисунке 1.7 приведена классификация машин класса 32500, а в таблице 1.4 приведены технические характеристики.

Рисунок 1.7 Классификация машин класса 32500 и общий вид машины этого класса

Таблица 1.4 Технические характеристики плоскошовных машин фирмы Typical класса 32500

Модель
GK32500	3	5	5,6	2,0-4,5	1	0,3-2,9	6	M	UYх128 GAS	6000



Класс машин 37500.

Typical GK32700 - высокоскоростная трехигольная пятиниточная плоскошовная швейная машина цепного стежка с цилиндрической платформой.

Typical GK32700-1356D - с функцией автоматической обрезки ниток, укомплектована сервомотором и автообрезчиком "Dino".

Typical GK32700-1356-1 - машина для окантовывания срезов трикотажных изделий.

Typical GK32700-1356-2 - укомплектована роликами для притачивания эластичного пояса.

Typical GK32700-1356-3 - с устройством для подгибки края.

Typical GK32700-1356-4 - с пуллером, установленным за прижимной лапкой.

Typical GK32700-1356-5 - машина для вшивания резинки.

Typical GK32700-1356-6 - используется для выполнения декоративного шва с внешней стороны изделия, а также для притачивания резинки.

Typical GK32700-1356-7 - машина с функцией застила шва.

Typical GK32700-1356-8 - укомплектована ножом для обрезки края материала.

На рисунке 1.8 приведена классификация машин класса 32700, а в таблице 1.5 приведены технические характеристики.



Рисунок 1.8 Классификация машин класса 32700 и общий вид машины этого класса

Таблица 1.5 Технические характеристики плоскошовных машин фирмы Typical класса 32700

Модель
GK32700	3	5	5,6	1,4-3,6	1	0,3-2,9	6	M	UYх128 GAS	6000

кинематический пневмоцилиндр швейный



2. Проектная часть

2.1 Проектирование кинематической схемы машины

В качестве базы для проектирования плоскошовной машины с пуллерным механизмом взята машина Typical GK 32700 с цилиндрической платформой.

Кинематическая схема машины приведена на рисунке 2.1.

Приведем описание кинематической схемы по механизмам.

Механизм иглы.

Механизм - кривошипно-ползунный. В левой части главного вала 1, установленного в шарикоподшипниках швейной головки, закреплен кривошип 2, в который вставлен палец 3. На палец 3 надета головка шатуна 4, нижняя головка которого шарнирно связана с поводком 5, закрепленном на игловодителе 6. В нижней части игловодителя 6 установлены 3 иглы 7.

Механизм нитеподатчика игольной нити.

Нитеподатчиков игольной нити несколько. Нитеподатчик 8 закреплен непосредственно на игловодителе 6 и совершает вместе с ним вертикальные возвратно-поступательные перемещения. Второй нитеподатчик 13 имеет собственный механизм. На главном валу 1 имеется колено 8, на которое одевается цапфа головки шатуна 10, шарнирно связанного с коромыслом 11. Коромысло 11 качает вал 12, на котором и расположен рычаг нитеподатчика 13.

Механизм раскладчика.

На главном валу 1 закреплен эксцентрик 14, на который надевается игольчатый подшипник, а на тот - головка шатуна 15. Шатун 15 шарнирно связан с коромыслом 16, качающим вал 17. Тот, в свою очередь, сообщает качательные перемещения коромыслу 18, а оно шарнирно связано с коромыслом 19, сообщающем качательные перемещения относительно вертикальной оси рычагу 20 и закрепленному на нем раскладчику 21.

Узел прижимной лапки.

Прижимная лапка 22 обеспечивает прижим материалов друг к другу и игольной пластине в ходе стачивания. Закреплена лапка 22 на полом стержне 23, в который сверху вставлен стержень 24. Оба стержня друг относительно друга подпружинены пружиной 25, которой и создается усилие сжатия материалов. Для регулирования усилия сжатия используется винт 26. Для подъема прижимной лапки на стержне 23 закреплен кронштейн 27, который имеет благодаря выступу 28 подвижность только в вертикальной плоскости. Кронштейн 27 шарнирно связан с тягой 29, а та, в свою очередь, с коромыслом 30, закрепленном на валу 31. Вал 31 подпружинен с помощью пружины кручения 32 относительно корпуса. В правой части вала 31 закреплено коромысло 33, шарнирно связанное с тягой 34. Последняя шарнирно связана с коромыслом 35, закрепленном на валике, на котором также закреплен рычаг 36 подъема лапки. Благодаря выполненному в рычаге 36 пазу механизм сообщает движение также устройству 39 освобождения игольной нитки.

Механизм петлителя.

Петлитель 50 совершает сложное движение от двух механизмов. В правой части главного вала 1 закреплен шкив 40 зубчато-ременной передачи. Шкив 40 посредством ремня 41 передает вращение ведомому шкиву 42, который приводит во вращение распределительный вал 43. На валу 43 закреплен эксцентрик 44, который с помощью шатуна 45, оси 46, коромысла 47 сообщает поперечное перемещение петлителю 50. На распределительном валу 43 также имеется колено 51, которое посредством шатуна 52, коромысла 53, вала 54, коромысла 55 сообщает продольные перемещения петлителю 50.

Механизм реек.

В конструкции машины предусмотрены две рейки 67, 68, реализующие принцип горизонтального дифференциала при транспортировании материала.

На распределительном валу 43 закреплен эксцентрик 58, на который надета головка шатуна 59, шарнирно связанного с шатуном 60, а тот - с коромыслом 61. Коромысло 61 качает вал 62, в левой части которого имеется коромысло 64, шарнирно связанное с шатуном 73. На распределительном валу 43 закреплен еще один эксцентрик 69, передающий движение шатуну 70, коромыслу 71, валу 72. На левом конце вала 72 выполнен кривошипный отросток, на который надет камень 64, вставленный в паз рычагов 65 и 66 реек 67 и 68 соответственно. От обоих эксцентриков рейкам 67 и 68 сообщается горизонтальные перемещения.

Подъем реек обеспечивается от эксцентрика 76 и колена на распределительном валу, на которое надевается два кулисных камня 93 и 94.

Механизм игольного отражателя.

В конструкции машины предусмотрены игольные отражатели. 82 и 86, которые приводятся в движение от эксцентриков 79 и 83, закрепленных на распределительном валу 43. На эксцентрики надеты вилки коромысел 80 и 83, качающие валики, на которых они закреплены, а вместе с ними и рычаги 81 и 85, на которых закреплены отражатели.

Механизм нитеподатчика нижней иглы.

В качестве нитеподающего устройства для нижней иглы в машине используется нитеподатчик 95 кулачкового типа, закрепленный на распределительном валу 43.

Механизм учащения стежка.

Спроектированный механизм учащения стежка включает в себя пневмоцилиндр 92, шток которого шарнирно связан с плечом 91 двуплечего рычага 89 устройства регулирования стежка. Рычаг 89 изменяет опоры качания коромысел валов продвижения 63 и 72.

Рисунок 2.1 Кинематическая схема машины Typical GK 32700 с механизмом учащения стежка

2.2 Проектирование схемы механизма закрепления строчки

С известного устройства регулирования стежка на машине Typical снимаем необходимые размеры и угол поворота рычага устройства регулирования стежка для необходимого учащения стежка с 4 мм до 1 мм.

Угол поворота составляет 16°.

Для указанного угла поворота строим положение штока пневмоцилиндра в крайних положениях для обеспечения указанного угла поворота рычага. Построения представлены на рис. 2.2.

Необходимый ход штока пневмоцилиндра определится по формуле

h=lA1A2/cos1,5°=9,9/0,9997=9,9мм.

В таком случае задаемся для дальнейших расчетов ходом штока пневмоцилиндра h=10мм.

Рисунок 2.2 План положения спроектированного механизма



3. Расчетная часть

3.1 Проектный расчет механизма закрепления строчки

План положений механизма представлен на рис. 2.2. Из него видно, что шток цилиндра совершает помимо собственно поступательного перемещения еще и качательные совместно с пневмоцилиндром относительно опоры О1. Скорость движения поршня со штоком задаются исключительно параметрами воздуха в пневмосистеме и геометрией пневмоцилиндра, что будет определено в разделе 3.2.

Усилие на штоке пневмоцилиндра связано с рычажной системой и является неизвестной величиной. Однако ввиду того, что устройство регулирования длины стежка выполнено для ручных операций, можно воспользоваться средним значением величины силы, необходимой для поворота рычага ОВ. Принимаем с запасом FOB=50Н.

Учитывая разницу рычагов ОВ и ОА, найдем из равенства моментов усилие, необходимое для поворота рычага ОА, т.е.

FOА=FOB lOB/lOA=50Ч75,5/35,5=106Н.

Для дальнейших расчетов принимаем значение усилие на штоке пневмоцилиндра равным усилию, необходимому для поворота рычага ОА, т.е. Рпол= FOА=120Н. Вновь принимаем значение с небольшим запасом с учетом того, что угол передачи будет уменьшаться при выдвижении штока цилиндра, начиная с оптимального в 90°.

Расчет пневмоцилиндра механизма

Исходные данные.

Длительности тактов:

- прямого хода tl=0,4 с

- первой технологической паузы t2=3 с

- обратного хода t3=0,4 с

- второй технологической паузы t4 неопределено

Давление воздуха в магистрали (абсолютное) рм=0,5 МПа

Технологическое усилие на штоке при прямом ходе Рпол=120 Н

Длины трубопроводов, соединяющих полости:

- цилиндра с распределителем 1тр1= 25см

- цилиндра с распределителем 1тр2= 30см

Диаметры отверстий в распределителе dl=d2=0,5 см

Длина хода поршня L= 10мм

Масса поршня m=0,35 кг

Абсолютное давление воздуха в магистрали по заданию: рм = 0,5 МПа.

Определяем диаметр D пневмоцилиндра по формуле

, (3.1)

где k - коэффициент запаса, равный 1,5...2, учитывающий потери на трение в уплотнениях, падение давления за счёт утечек воздуха и т.п.;

Рпол - максимальное усилие на штоке;

- давление атмосферное.

При значениях k = 1,5; Рпол = 120 Н; = 0,1 МПа = 0,1106 Н/м2.

Полученное по формуле (3.1) значение D, мм округляем до ближайшего наибольшего из ряда стандартных размеров по ГОСТ 6540-68. В этом ряду имеются следующие значения D, мм: 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500.

Принимаем: D = 25 мм

Из конструктивных соображений выбираем диаметр штока d. Обычно d = 0,2…0,3 D. Диаметр d, полученный из этого соотношения, округляем до ближайшего значения приведенного выше стандартного ряда по ГОСТ 6540-68.

При значении: d = 0,25D, имеем: d = 0,2525=6,25 мм.

Принимаем диаметр штока d=6 мм.

Определяем диаметры трубопроводов dтр исходя из уравнения неразрывности потока сжатого воздуха:

(3.2)

где: Vр - рекомендуемая скорость течения воздуха в трубах, м/с;

V - средняя скорость движения поршня в течение такта, м/с.

Величина Vр, м/с может определяться по эмпирической формуле

Vр = 40 - 24 (рм - 0,1)/0,9. (3.3)

При значении: рм = 0,5 МПа имеем

Средняя скорость V, м/с, определяется при известном ходе L поршня и времени такта (наименьшей длительности) по формуле:V = L/t.

При значениях: L = 0,01 м, t =0,4 с имеем

.



Тогда диаметр трубопроводов определится по формуле:

.

Полученное значение dтр, мм округляем до ближайшего наибольшего значения, предусмотренного ГОСТ 355-80: 6; 8, 10, 13, 15, 20, 25, 32.

Принимаем: dтр = 6 мм.

Определяем расход Qc воздуха в сети, приведенный к атмосферному давлению ра по формуле

(3.4)

где коэффициент 1,2 учитывает утечки воздуха.

Получаем

Подберем пружину и произведем ее расчет:

d=1 мм - диаметр проволоки;

Dн=7,5мм - наружный диаметр пружины;

h=15мм - рабочий ход пружины;

Р1=8Н - установочное усилие пружины;

Р2=18Н - рабочее усилие пружины.

Материал пружины - проволока II-1.0 ГОСТ 9389-75.

Индекс пружины определяется как отношение диаметров

С=D/d,

где D=Dн-d - средний диаметр пружины

D=7,5-1=6,5мм=0,0065;

С=6,5/1=6,5.

Расчетный коэффициент индекса пружины определяется по формуле

Наибольшая сила, допускаемая материалом пружины, определяется из условия прочности

где максимальное касательное напряжение

ув=750 Н/мм- временное сопротивление для материала пружины

Перемещение торцов пружины при заданных Р1, Р2 и h рассчитывается



Необходимое число рабочих витков определится по формуле

где G = 1,8Ч104 Н/мм- модуль упругости материала пружины.

. Принимаем i=12.

Полное io=i+1=12+1=13.

3.2 Проверочный расчет кинематических пар механизма

Наиболее нагруженным оказался шарнир С (см. раздел 3.2)

Расчет на нагрев производится по формуле

,

где - коэффициент нагревания,

,

где R - реакция в шарнире А.

Принимаем размеры шарнира А следующие l=20мм=0,02м; d=7мм=0,007м.

Тогда для шарнира С p=120/(0,02Ч0,007)=0,857Ч106 Н/м2.

Линейная скорость определяется по формуле

,

где положительное значение угловая скорость принимаем при вращении звена по часовой стрелке, отрицательное - в обратном случае. Получаем для шарнира

А щ=щО2А=vшт/lO2A,

где vшт - средняя линейная скорость штока, vшт=0,025м/с.

lO2A - длина плеча О2А.

Тогда щ=0,025/0,035=0,714 с-1.

В обоих случаях условия на прочность и нагрев выполняются с большим запасом.

3.3 Проверочный расчет деталей механизма

Наиболее уязвимым в пневмоцилиндре является шток. Традиционно шток проверяют на продольный изгиб (устойчивость по Эйлеру).

Давление на шток со стороны пневмоцилиндра p=0,5МПа, при его диаметре d1=6мм.

Площадь штока пневмоцилиндра:

F1 = = 28,3мм2.

Определим силу P, сжимающую шток:

P =p*F1=0,5*106*28,3*10-6=14,1Н.

Выясним, какую формулу можно использовать для определения критической силы PКР.

Определим гибкость штока:

л=,

где м - коэффициент приведения длины, зависящий от вида закрепления концов штока.

Здесь м=0,7;

- длина штока; = 100мм;

- радиус инерции поперечного сечения;

= = = = = 1,25мм.

Тогда л==56 < 100=[л] - допускаемое значение гибкости штока.

Тогда используем эмпирическую формулу Ясинского:



укр = a - b л,

где

a, b - эмпирические коэффициенты, равные для стали:

a = 32;

b = 0,11;

укр = 32 - 0,11*56 = 25,8 ;

Критическая сила:

PКР =укр*F =укр* = 25,8* = 7,29кН.

Проверим условие устойчивости:

ny = ? [ny],

где [ny] - допустимый коэффициент запаса устойчивости, для штоков, принимаем равным:

[ny] = 3,5…5;

ny = = 517>5.

Из произведенных нами расчетов мы можем сделать вывод: устойчивость штока обеспечена.



3.4 Проверочный расчет времени срабатывания пневмоцилиндра

В начальной фазе работы пневматического устройства двухстороннего действия происходит заполнение полости Б (рис. 3.2) сжатым воздухом, поступающим из магистрали. Обозначим через Рм, Тм давление и абсолютную температуру воздуха в магистрали. График изменения Р1(t) при < кр имеет вид прямой.

Абсцисса крайней верхней точки прямой имеет значение tкр, ордината -Р1кр=0,528Рм, где Рм - давление в магистрали. Так как Р1кp = Р1, то из формулы

(3.5)

можно определить значение

Рисунок 3.2 Схема пневмоцилиндра для расчета времени срабатывания



(3.6)

где ра = 0,1 МПа = 9,81 Н/см2 - атмосферное давление;

n = 1,4 - показатель адиабаты;

м - массовое количество воздуха, поступающего в полость 5 из магистрали за единицу времени;

Р1кр= 0,528Рм - критическое давление полости Б;

R = 287 Дж/кгК - газовая постоянная;

Т1 - абсолютная температура в полости цилиндра Б;

Тм = 273К+20=293К.

При истечении воздуха из магистрали (области высокого давления) в полость Б (полость низкого давления) отношение давления

,

;

где Вкр=В (кр)=0,1560,259=0,04 сК1/2/м;

рм - давление в магистрали;

f1Э - эффективная площадь сечения трубопровода d1;

fЭ = f; =0,2…0,5 - коэффициент расхода, определяемый экспериментально;



- площадь сечения трубопровода;

При значении dтр =0,006 м имеем:

При значении РМ = 0,5 МПа массовый расход воздуха определяется:

Объем левой полости Б пневмоцилиндра определим из

(3.7)

При значениях:

D = 0,025 м - расчетное значение диаметра пневмоцилиндра;

dТР1 = 0,006 м - диаметр трубопровода;

lтр1 = 0,25 м - длина трубопровода;

h1 = 0,005 м - технологический зазор между крайним левым положением поршня и крышкой.

Имеем:

Таким образом, при Р1 =Р1кр = 0,528 РМ и t = tкр; tкр определим из формулы (3.6)

На графике Р1 = Р2(t) имеем 2 точки с координатами:

Точка № 1: t1 = 0; Р=РА=0,1106 Па;

Точка № 2: t2 = tкр = 0,000804 с; Р=Р1кр=0,528РМ = 0,264 МПа.

Соединим эти точки прямой.

Дальнейшее построение графика Р1(t) для подкритической зоны при кр.

Массовое количество воздуха, поступающего при этом в левую полость пневмоцилиндра, определяется

(3.8)

где функция () определяется формулой

(3.9)

Тогда время t определяется:

(3.10)

(3.11)

При значениях

V10 = 9,52·10-6 м3,

f1Э = 1,41·10-5 м2

имеем:

Таким образом, задаваясь значениями кр = 0,528 по формуле (3.9) определяем значения () и подставляем в формулу (3.10).

Определяем значение t по полученной после преобразований формуле

(3.12)

Соответствующее значение давления определяется по формуле

(3.13)

Расчет удобнее всего проводить в табличном редакторе Excel, позволяющем автоматизировать расчет для различных дискретных значений по одной и той же формуле.

Рассчитанные значения сводим в таблицу 3.1 и отражаем на графике Р1(t) в подготовительный период

Таблица 3.1 Определение координат функции р1(t)

	0,7	0,8	0,9	1
()	0,097	0,16	0,236	0,408
t(c)	0,00123	0,00151	0,00184	0,0026
Р1(МПа)	0,35	0,4	0,45	0,5

Построение графика Рэкв(t).

Давление определяется формулой

(3.14)

(3.15)

Объем второй полости цилиндра

(3.16)

При значениях:

h2 = 510-3 - технологический зазор между крайним правым положением поршня и крышкой.

L = 0,01 м - ход поршня;

dтр1 = dтр2 = 0,006 м - диаметр трубопровода;

lтр2 = 0,3 м - длина трубопровода

.

Тогда

(3.17)

Площадь сечения левой полости F1:

.

Площадь сечения правой полости F2

.

Рпол = 120Н - полезное усилие.

Сила трения в уплотнениях штока и поршня Ртр определяется по формуле

(3.18)

где f = 0,13 - коэффициент трения скольжения;

b1 и b2 ширина резиновых колец по ГОСТ 9833-73 (зависит от D и d);

при D = 25 мм b1 = 2,0 мм;

при d = 6 мм b2 = 1 мм

Тогда:

Подставляя полученные значения в формулу (3.14) имеем:

Подставляя полученные значения в формулу (3.14) имеем:



(3.19)

Задаваясь значениями t, определяем Рэкв. Для удобства расчет сводится в табличный редактор Excel, в котором обеспечивается автоматизированный расчет по формуле (3.19).

Результаты расчетов сводим в таблицу 3.4.

Таблица 3.2 Результаты расчета рэкв

t(с)	0	0,0004	0,0008	0,00151	0,00184	0,0026	0,005	0,01
Рэкв [МПа]	0,834	0,789	0,748	0,685	0,66	0,608	0,497	0,402

По результатам данной таблицы строим график Рэкв(t).

Точка пересечения графиков Р1(t) и Рэкв(t) определяет момент трогания поршня (рисунок 3.3)

Т1 = 0,005 [c].

Рисунок 3.3 Определение точки пересечения графиков рэкв и р1



Используя программу TPnevmo.exe, получаем расчет, приведенный на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 Расчет времени срабатывания пневмоцилиндра



4. Энергоресурсосбережение

Основополагающим понятием энергетики является понятие топливно-энергетического баланса процесса (ТЭБ). В широком смысле оно означает полное количественное соответствие перетоков всех видов энергии и энергетических ресурсов между стадиями их добычи, переработки, преобразования, транспорта, распределения, хранения, конечного потребления в целом по народному хозяйству в территориальном и производственно-отраслевом разрезах. В более узком смысле его понимают как полное количественное соответствие между суммарной произведенной энергией, с одной стороны, и суммарной конечной полезно потребленной энергией и потерями энергии - с другой. ТЭБ является статической характеристикой непрерывно развивающегося топливно-энергетического комплекса, т. е. характеризует состояние в определенный момент времени. Различают приходную часть ТЭБ - совокупность источников ТЭР и расходную часть - совокупно потребителей ТЭР, включая технологический расход (технические потери) энергии.

...