Моделирование процесса подачи и потребления нитки в швейной машине
Анализ моделирования подачи и потребления нитки в швейной машине как способа оценки длины ниток на участке ее заправки с учетом деформации. Описание алгоритма проведения расчета диаграмм подачи и потребления нитки в швейной машине с учетом ряда факторов.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.11.2020 |
| Размер файла | 126,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Моделирование процесса подачи и потребления нитки в швейной машине
Ермаков Александр Станиславович, кандидат технических наук, доцент,
Лабзина Татьяна Анатольевна, доцент,
ФГОУВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса», г. Москва
Modeling of process of supply and consumption of a thread in the sewing-machine allows establishing by a settlement way the length of threads on each elementary site of its refueling taking into account its deformation. The thread tension on a line of its refueling is established on the model. The authors presented the algorithm of carrying out of calculation of diagrams of supply and consumption of a thread in the sewing-machine taking into account kinematic parameters of mechanisms of the car, application design thread guide and tools, physical and mechanical properties of the material and thread, the influences on a thread.
Keywords: Modeling the processes of quilting, supply and consumption of thread, the model of stress-strain
Моделирование процесса подачи и потребления нитки в швейной машине позволяет установить расчетным путем длины ниток на каждом элементарном участке ее заправки с учетом ее деформации. Устанавливается по модели натяжение нитки по трассе ее заправки. Представлен алгоритм проведения расчета диаграмм подачи и потребления нитки в швейной машине с учетом кинематических параметров механизмов машины, конструктивного исполнения нитенаправителей и рабочих инструментов, физико-механических свойств материала и ниток, действия на нитку сил и др.
Ключевые слова: методы моделирования процессов образования стежка, подача и потребления ниток, модели напряжения-деформация
нитка швейный моделирование
Исследование процесса формирования машинного стежка не является полным без анализа натяжения нити. Однако из-за сложности представления свойств нити и модели ее поведения при формировании стежка до настоящего времени подобные исследования охватывали лишь отдельные моменты процесса. Исследование кинематики поведения нити при формировании цепных стежков было значительно упрощено, а получаемые результаты требовали экспериментальной апробации. В статье предлагается модель, описывающая процесс формирования стежка с учетом не только кинематики работы механизмов и устройств, взаимодействующих с ниткой, но также с учетом внешних сил, действующих на нитку и ее физико-механических свойств.
Процесс формирования машинного стежка, очередность выполнения этапов изменения трассы прохождения нити (количества изгибов нити, направления действия сил и т.п.), устанавливается через функциональную модель , изменения кинематических параметров трассы прохождения нитки при образовании стежка. В указанной модели в качестве независимой переменной выступает угол поворота главного вала машины, а параметрами, определяющими начала и окончание фрагментов (этапов ) m формирования стежка - значения углов поворота главного вала, характеризирующие изменения структуры а состава j-го количества участков заправки нитки в машине, параметров поверхностей нитенаправителей, рабочих инструментов, обрабатываемых материалов [1], нитей или участков своей нити, с которыми взаимодействует нить. Функциональную модель составляется на конкретный процесс формирования стежка и учитывает все этапы () процесса образования типа стежка на соответствующем типе машины и определяет для каждого i-го шага расчета необходимые кинематические параметры трассы на участке подачи и потребления нитки
.
Координаты контактов нитки с поверхностями рабочих инструментов и нитеподатчиками устанавливаются для одного кинематического цикла работы машины (шаг изменения угла поворота главного вала), далее определяются другие координаты контакта нитки с материалом и другими нитками на всех этапах формирования стежка. При известных координатах начало и окончания каждого j-го участка нитки определяются длины элементарных участков нити по трассе подачи и потребления в машине, но без учета ее деформации и действия сил трения на нее.
Диаграмма подачи определяет изменение длины нитки на участке ее подачи, т.е. от регулятора натяжения () до рабочего инструмента(), в который заправлена нитка
(1).
Диаграмма потребления определяет изменение длины нитки на участке ее потребления, т.е. от рабочего инструмента (), в который заправлена нитка, до окончания сформированного стежка ()
(2).
Общее изменение длины нитки на участке подачи и потребления рассматривается через диаграмму согласования функций подачи и потребления нитки
(3).
Данные диаграммы подачи , потребления и их согласования могут косвенным образом устанавливать этапы нагружения нитки [1] при формировании машинного стежка. Для определения в процессах формирования стежков натяжения нитки и ее перемещения под его действием предлагается использовать технологическую модель формирования стежка с учетом действия сил в нити и на нить
,
где , - количество участков на трассе прохождения для го этапа образования стежка.
Динамическая нелинейная зависимость напряжение-деформация растяжения нити по модели Кельвина-Фойгта для i-го момента на j-м участке при действии нагрузки Fj может быть записана в следующем виде
(4),
где - напряжение в поперечном сечении нити, Н/м2; - относительная деформация нити, %; - текущий модуль жесткости нити при растяжении, Н/м2; - коэффициент вязкости материала нити при растяжении, Н/м2; - усилие натяжения нити, Н; - скорость абсолютной деформации, м/с; - площадь поперечного сечения нити, м2.
Коэффициент вязкости устанавливается из выражения
(5),
а относительная деформация
(6)
где - исходный модуль вязкости нити; - текущая и исходная (без деформации) длина нити на исследуемом j-м элементарном участке; а3 , а4 - коэффициенты в уравнении, устанавливаемые экспериментально для соответствующей нити или полотна.
Модуль жесткости нити при растяжении устанавливается из выражения
(7),
где Е0 - исходный модуль упругости нити или полотна; а1 , а2 - коэффициенты в уравнении, устанавливаемые экспериментально для соответствующей нити или полотна.
В реальных процессах свойства нити и параметры конструкции могут иметь некоторый разброс значений, который для простоты представления будем считать подчиняющийся нормальному закону распределения, т.е. действительный коэффициент вязкости
,
где - разброс значений коэффициента вязкости в поле его рассеяния S и аналогично - действительный модуль упругости
и площадь поперечного сечения нити .
Для иллюстрации процесса нагружения нити рассмотрим элементарный участок заправки нити в машине, представленный на рис. 1.
Допускаем, что в свободном состоянии нитка 1 на m -м участке перед зажимом 2 не имеет деформации =0, а значит и натяжения F=0. На участке после зажима 2 нитка в зависимости от времени ti будет изменяться по длине Lj(ti) (в зависимости от кинематических параметров машины), и, вероятно, при увеличении длины нити испытывать относительную деформацию j(i)0, потому что из-за притормаживания нити в зажиме 2 (N0>0) не сможет быть скомпенсирована из свободного участка. Деформация нити приведет к появлению напряжения в ней и ее натяжению. Переменная величина время ti имеет непосредственную связь с независимой переменной - углом i (рад) поворота главного вала
,
где n - частота вращения главного вала машины (об/мин).
Для исследования процесса нагружения нити была построена имитационной модели деформации нити, в которой представлен сценарий появления натяжения нити или его исчезновение.
1. Для исходного состояния принимаем, что нить, имеющая конкретные физико-механические свойства первоначально заданные (Е0, , а1 , а2, а3 , а4 и др.), имеет длину на j-м участке для первого рассматриваемого момента (i =1) без ее деформации ((i)j=0 , F(i) j=0), которую определяем из уравнения
,
где - длины элементарных j-х участков установленных по функциональной модели , .
2. Натяжение нити не появляется, если (см. рис. 2)
(8),
где - длина нити (длины j-го участка между двумя нитенаправляющими поверхностями установленными из кинематического анализа работы механизмов машины для i-го момента).
3. В случае если длина элементарного участка нити 1 увеличивается, т.е.
, (9),
то определяем
3.1. «мгновенное», т.е. теоретическое, не скомпенсированное состояние нити:
3.1.1. «мгновенную» абсолютную деформацию
(10),
где - длина нити в свободном состоянии в предшествующий момент исследования (в начальный момент деформации нити при i=1 =l0 ).
3.1.2. «мгновенную» относительную деформацию
(11),
3.1.3. «мгновенную» скорость деформации
(12),
где t0 - постоянный шаг изменения времени ti в моделируемом процессе (принимаем t исходя из возможностей ЭВМ, требуемой точности расчета и недопустимости пропуска момента изменения трассы);
3.1.4. значение «мгновенного» модуля жесткости определяем аналогично (7) и коэффициента вязкости аналогично (5) нити при растяжении;
3.1.5. «мгновенное» напряжение нити (4);
3.1.6. «мгновенную» площадь поперечного сечения нити Sмi
(13),
где Sд =f(T,) - исходная площадь поперечного сечения нити,
3.1.7. «мгновенное» натяжение нити
(14),
3.2. «Мгновенная» деформация нити может быть уменьшена, если возможно поступление нити со свободного участка (рис. 3), т.е. если
, (15)
где - сила, действующая на нить на j- й границе между участками; - сила трения, создаваемая пластинчатым зажимом, S - коэффициент трения скольжения (при отсутствии на предшествующем шага исследования скольжения коэффициент трения равен коэффициенту трения покоя) - натяжение нити при ее изгибе на нитенаправителе, - угол обхвата нитью нитенаправителя.
При отсутствии поступления нити со стороны зажима, полученная «мгновенная» деформация, натяжение и напряжение нити не компенсируется и, условно, можно принять, что нить будет находиться в следующее мгновение в этом состоянии, т.е.
, , и .
В этом случае исследование процесса продолжаются для следующего изменения времени t, т.е. с пункта 2 данного алгоритма исследования модели.
3.3. При поступлении нити через зажим, т.е. при выполнении условия (15), деформация нити будет уменьшена до момента получения равновесного состояния
(16)
где - действительное натяжение нити в скомпенсированном состоянии,
- действительное напряжение нити на j-м участке и - действительное значение поперечного сечения нити.
Условие (16) может быть представлено через длины j-го участка и нити при снятии нагрузки в i-й момент процесса
(17),
где , - компенсация нити, поступившей через j-й зажим.
Равновесное состояние нити определяется решением уравнения (17) с привлечением численных методов, например метода итерации. Для поиска значения необходимо знать интервал его поиска [a;b]: а=, b=.
3.4. При перетягивании нити с другого участка через нитенаправитель (при ее изгибе) или зажим, или при уменьшении деформации при отдаче нити нитеоттягивателем, для установленных из условия (17) длины нити , определяем действительные значения деформации (6), натяжения (16) и напряжения (4) нити.
4. Аналогично определяют длины нити и ее натяжение на других участка(). Равновесное состояние нити достигается при выполнении условия (17) на всех -х элементарных участках нити. Обычно на трассе заправки нитки присутствуют более двух участков, поэтому в первую очередь рассматривается тот участок, который имеет наибольший перепад натяжения ниток между участками.
5. При наличии силового взаимодействия нити с другой нитью или с податливым к силовому воздействию звеном определяем координаты этого изгиба нити из условия силового равновесия в j-м узле переплетения c-м количеством действующих сил.
6. Используя формулы 1…3, определяем диаграммы подачи, потребления и их согласования, а также по каждому участку величины деформации и натяжения нити.
7. По завершении всех шагов изменения времени ti=tH+ i* t от начала ti=tH до ее окончания ti=tO исследования процесса подачи и потребления по модели считается выполненным.
Общая блок-схема алгоритма исследования процесса подачи и потребления нитки при формировании машинного стежка представлена на рис. 4.
Таким образом, разработанная модель подачи нити, включающая функциональную модель формирования переплетения нитки (ниток) в стежке и имитационную модель ее
нагружения позволяет исследовать процесс подачи и затяжки нитки при формировании машинного стежка и определить экстремальные значения ее нагружения по всей трассе ее прохождения в машине. Это, в свою очередь, позволяет впервые определить конструктивные дефекты в машине, приводящие к износу нитки и ее обрыву, а также найти рациональные технологические режимы работы машины и конструктивного исполнения ее механизмов.
Литература
нитка швейный моделирование
1. Ермаков А.С. Проектирование механизмов краеобметочных машин предприятий сервиса. М.: ФГОУВПО РГУТИС, 2008. 258 с.
2. Чистобородов Г.И. Разработка научных основ формирования текстильных материалов в процессах подачи и транспортирования. Автореф.дис…д-ра тех. наук. Иваново, 1997.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Устройство одноигольной промышленной швейной машины 862 класса, особенности технологического назначения. Механизм перемещения материалов в швейной машине. Механизм отклонения иглы, регулировка иглы по высоте. Конструкционно-кинематическая схема машины.
контрольная работа [1,7 M], добавлен 27.01.2012Объекты автоматизации в швейной машине, принцип их работы и назначение. Профессиональные средства влажно-тепловой обработки и их распространение в швейном производстве. Ассортимент современных гладильных систем, утюгов и прессов, их преимущества.
реферат [20,7 K], добавлен 13.11.2009История развития швейной машины, надежность машин производства компании "Зингер". Общие сведения о механизмах швейной машины. Типы челночного устройства. Устройство швейной машины и принципы ее работы. Разновидности швейных машин и их предназначение.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 10.11.2010Ассортимент, требования, свойства и назначение нетканых полотен типа тканей. Структура, состав, ассортимент скрепляющих материалов: натуральные, текстурированные, армированные и прозрачные швейные нитки. Клеевые скрепляющие материалы: нитки и паутинки.
контрольная работа [95,9 K], добавлен 10.09.2016Для виробництва ручних безворсових килимів використовують міцні кручені лляні, конопляні або бавовняні нитки для основи і вовняні або напіввовняні нитки для утоку. Характер візерунків значною мірою визначається технікою їх ткання. Техніка ткання.
реферат [2,1 M], добавлен 11.05.2008Особенности и преимущества штамповки на горизонтально-ковочной машине. Классификация поковок. Конструкция оборудования. Требования к проектированию технологических процессов штамповки на горизонтально-ковочной машине. Охлаждение и термообработка поковок.
курсовая работа [421,3 K], добавлен 14.03.2016Изготовление швейного изделия. Моделирование изделий массового потребления. Направления совершенствования швейного оборудования. Раскрой материала с рисунком в полоску или в клетку. Машины, выполняющие цепную строчку. Рабочие органы швейных машин.
магистерская работа [7,1 M], добавлен 08.03.2011История развития промышленности, изготавливающей одежду. Проблемы изобретателей швейной машины. Индустриальный прорыв Зингера. Изготовление одежды в больших объёмах с появлением швейной машины. Типовая производственная структура швейного предприятия.
реферат [725,4 K], добавлен 08.03.2011Теоретические основы расчета валковой подачи. Основные требования к пневмоприводу, расчет факторов оптимизации. Поиск нулевого уровня варьирования факторов, коэффициент расхода воздуха и время прямого хода поршня. Создание математической модели привода.
контрольная работа [63,8 K], добавлен 27.07.2010Максимально допустимая скорость подачи по заполнению впадин разведенных зубьев стружкой. Коэффициент породы и влажности древесины. Температурный перепад по радиусу пилы, соответствующий началу потери динамической устойчивости диска. Расчет подачи на зуб.
реферат [149,2 K], добавлен 15.10.2015Работы швейной машины. Построение кинематической схемы и траекторий рабочих точек механизмов иглы и нитепритягивателя. Определение скоростей и ускорений звеньев механизмов иглы и нитепритягивателя, построение плана ускорений. Силовой анализ механизмов.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 21.05.2008Обоснование выбора электродвигателя и кинематический расчет привода к машине для прессования кормов. Расчет общих параметров зубчатых передач, валов и подшипников привода. Конструктивные элементы соединений валов привода и расчет клиноременной передачи.
контрольная работа [315,4 K], добавлен 29.08.2013Краткое описание технологического процесса ректификации и требования, предъявляемые к электроприводу. Регулирование подачи механизмов центробежного типа. Расчет нагрузки на валу, тиристорного преобразователя и регулятора тока, выбор электродвигателя.
курсовая работа [575,8 K], добавлен 10.02.2012Описание процесса работы котельной с водогрейными котлами типа КСВ-2,9 (Гкал/час) с горелками типа БИГ-2/12. Особенности регулировки подачи газа в котел +25% и –80% от установленного значения. Установка регулятора для избежания нагрузок на автоматику.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 14.01.2015Изучение состава оборудования цеха выплавки стали. Назначение, конструкция и принцип действия машины подачи кислорода. Конструктивный расчет гидропривода подъема платформы и приводного вала машины подачи кислорода в рамках её технической модернизации.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 20.03.2017Общие вопросы конструирования чесальных машин. Технологический и кинематический расчет агрегата. Характеристика отдельных конструктивных элементов с учетом технологии обработки хлопка на чесальной машине ЧМС-450. Определение вытяжек и степени чесания.
магистерская работа [36,5 M], добавлен 08.10.2012Расчет привода подачи сверлильно-фрезерно-расточного станка 2204ВМФ4 с передачей "винт-гайка" для фрезерования канавки. Определение его технических характеристик и качественных показателей. Разработка карты обработки. Построение нагрузочных диаграмм.
курсовая работа [523,8 K], добавлен 18.01.2015Анализ существующих методов и средств автоматизации процесса загрузки. Компоновка технологического комплекса устройства подачи листовых деталей. Расчёт пневмоцилиндров и вакуумного захвата. Принцип работы и назначение схемы пневматической принципиальной.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 31.05.2013Построение годового графика потребления газа и определение его расчетных часовых расходов. Характеристика выбора общей схемы подачи газа заданным потребителям. Гидравлический расчет межцехового газопровода среднего и низкого давления с подбором фильтров.
курсовая работа [471,8 K], добавлен 12.04.2012Определение годового потребления газа районом города в соответствии с нормами потребления и численностью населения. Расчет газовой сети низкого давления, количества оборудования и изоляции. Обзор способа прокладки газопроводов, метода защиты от коррозии.
методичка [664,9 K], добавлен 06.03.2012
