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

мягкой кожи, когда настил состоит из нескольких слоев, приме­ няются подвижные ножи различной формы. В ряде случаев подвижным ножом можно осуществлять пилящее или вибрацион­ ное резание. Пилящее резание допускает повышение рабочих скоростей и является высокопроизводительным методом, нашед­ шим очень широкое применение в швейном производстве.

Угловые характеристики ножа. В большинстве закройных машин используется ленточный нож. Участок такого ножа пока­ зан на рис. II.7, а. Угол заточки ленточного ножа |30 составляет обычно 15—20°. Резание ткани происходит под некоторым рабо-

тельно меньше угла заточки (в десятки раз). Выведем уравнение

где ьп — скорость подачи ткани на нож; vH — скорость движения

ножа; ир — скорость резания (vp = Vv\ + v\). Окончательно имеем

(11.29)

90

ющих конструкцию привода раскройных машин, является опреде-

Рис. II . 8 . Схема сил, возникающих при резании ткани

ление мощности на подачу материала под нож и мощности на передвижение ножа в процессе резания.

Усилие и мощность подачи материала. Определим усилие подачи материала на нож Рп и мощность Nn, затрачиваемую на подачу материала. За исходную примем симметричную форму ножа с двусторонним заострением под углом pV Тогда на мате­ риал во время подачи будут действовать следующие силы (рис. II . 8, а): Рп — усилие подачи материала; JVx — сила нормального

Силы F± действуют в плоскости резания АСЕ по обеим боковым граням ножа. Сила трения F2 распределена на площади соприкос­ новения материала со столом (в плоскости, параллельной пло­ скости хОу) и направлена в сторону, обратную усилию подачи Р п . При симметричном ноже силы F2 и N\ будут направлены по оси ножа в плоскости xOz. Составим уравнения равновесия сил, дей­ ствующих на лезвие ножа:

2 Fix = -Ри + 2FX cos h . sinФ + 2N, sin h- + F2 = 0;

2 Fiz = N2 — 2Fi cos Ц- cos ф = 0.

91

Из второго уравнения имеем

N3 = 2Nt (/х cos h. sin ф - f sin b - ) .

Подставляя Л^з в первое уравнение, получим

Если отбросить произведение f-J3, то выражение принимает вид

Рп = 2Л^х (f8 sln-^- + fx cos i j L cos Ф).

92

Мощность, затрачиваемая на передвижение ножа со ско­ ростью vH, определится по формуле (в кВт)

В случаях, когда возможна механизация процесса подачи материала и перемещения ножа одновременно, общая мощность

с двусторонней симметричной заточкой при подаче материала вдоль оси х симметрии ножа.

Коэффициенты трения, а следовательно, и силы трения и нор­ мального давления обычно определяют опытным путем: экспери­ ментально определяют мощность и, зная геометрические и кине­ матические параметры, высчитывают указанные в формулах ко­ эффициенты трения.

6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАСКРОЙНЫХ МАШИН

Расчет стационарных ленточных машин

Расчет ножа. Во время работы ленточных машин наблюдаются поперечные колебания ножа, которые тем больше, чем меньше

зависит от жесткости ножа, скорости движения, натяжения и на­

риала.

Обеспечение прочности ножевой ленты за счет увеличения сечения ограничено технологическими условиями резания. В част­ ности, ширина ножа зависит от радиуса кривизны линии раскроя деталей и плотности настила. Установим эти зависимости.

При выкраивании материала в форме некоторого круга радиу­

93

Угол 9, на который отгибается настил, зависит от радиуса кривизны выкраиваемых деталей одежды и механических свойств настила.

Из равнобедренных треугольников BAD и AOD (АВ = AD = = b\ АО = DO = р) находим [_AOD и ширину ножа Ъ:

Из прямоугольного треугольника АОВ получаем:

где Т2—наибольшее натяжение ведущей ветви ленты; [а] — допускаемое напряжение.

Ножевая лента двух- и трехшкивных раскройных машин, огибая соответственно два или три шкива, помимо своего основного назначения (раскроя материала), играет роль приводного ремня. Поэтому в процессе работы в поперечных сечениях ленты возни­ кают добавочные напряжения растяжения от предварительного натяжения ее, от эйлеровых сил трения и центробежных сил инерции, а также напряжения изгиба во время огибания шкивов, зависящие от жесткости самой ленты.

Рассмотрим случаи огибания лентой шкива и выясним, как влияют различные факторы на натяжение ленты.

Выделим элемент ножевой ленты с элементарным углом da; при вращении шкива по часовой стрелке на него действуют сле­ дующие силы (рис. П. 10, а): Т— натяжение ленты в левом сече­ нии; Т + dT — натяжение ленты в правом сечении; dN — нор-

94

мальная реакция поверхности шкива; dF = / dN — сила трения между элементом ленты и шкивом (/—коэффициент трения); dFm — центробежная сила инерции элемента ленты, определяе­ мая по формуле

где dm = pq da — масса элемента ножевой ленты; v — окружная скорость ленты; р — радиус кривизны в месте огибания (радиус шкива); q — линейная плотность ножевой ленты; М — моменты

Рис. 11.10. Схемы сил при изгибании ленты

сил, возникающих при изгибе. Составим уравнения равновесия сил, действующих на выделенный элемент ножа:

95

Интегрируя это выражение по всему участку относительного скольжения, соответствующему всему углу охвата а, с учетом добавки на влияние жесткости ленты AT, найдем:

Значение AT определим исходя из следующих предпосылок: при установившемся движении ленты ее ось не меняет своего положения; в процессе движения потенциальная энергия дефор­ мации изогнутого участка ленты остается неизменной, а потен­ циальная энергия dU отрезка, движущегося прямолинейно и переходящего на участок огибания, будет меняться.

Рассматривая эти два участка (рис. 11.10, б), видим, что в се­

ляет собой трапецию и равнодействующая Т натяжений сме­ щается от оси ленты на расстояние а. В результате этого в сече­

При перемещении ленты ножа на величину ds и повороте сече­ ния на угол dy уравнение работ запишем в виде

Поскольку а <^ р, без большой погрешности можно записать:

Если считать ленту нерастяжимой, то потенциальная энергия изгиба dU = ~-М dy. Изгибающий момент может быть определен по известной формуле М — EJ/p. Тогда

откуда

96

Подставив это значение AT в формулу (П.38), получим

В этой формуле учитывается влияние на натяжение ленты эйле­ ровых сил трения, центробежных сил инерции, а также жесткости самой ленты. Как видно из выражения (11.41), жесткость ленты значительно увеличивает ее натяжение на участках сгиба, и это обстоятельство необходимо учитывать при расчетах.

Имея натяжение ленты, подсчитывают затем крутящий мо­

NМкрп

Дв — 97400-п

шкивной машине ЗЛ-1 (рис. 11.11).

Сначала рассмотрим схему этих устройств и принцип их ра­ боты. От электродвигателя посредством ременной передачи (на схеме это не показано) вращение передается нижнему ведущему шкиву 7, вал которого расположен в неподвижных опорах. Беско­ нечная ножевая лента 3 движется в направляющих 6 и огибает ведущий шкив 7 и ведомый шкив /; вал последнего помещен в под­ шипниках, которые с помощью натяжного устройства могут перемещаться в вертикальном направлении. Натяжение ленты ножа осуществляется тремя пружинами 16, соединенными с ведо­ мым шкивом при помощи коромысла 17 и салазок 18. Изменение силы натяжения пружины 16, а следовательно, и ножевой ленты осуществляется гайками 15. При обрыве ножевой ленты проис­ ходит ее улавливание и затормаживание шкивов.

При улавливании и останове ножевой ленты она прижимается одной или двумя колодками 4, закрепленными на сердечниках электромагнитов ЭМ, к неподвижным колодкам 5. Электромагниты включаются в работу при соприкосновении ленты с корпусом

тяжести, силы сопротивления движению системы верхнего шкиварадиусом Rx и удвоенного натяжения ножа; силами тяжести дру­ гих звеньев пренебрегаем). Тогда, согласно указанной теореме,

задавшись углом поворота шкивов при торможении <рт. Тогда

откуда

где fx4 —коэффициент трения колодки о тормозной шкив; ^ 2 — радиус тормозного шкива, / — момент инерции ножевого и тор­ мозного шкивов; со 0 — углова я скорость шкивов в начале тор­ можения.

98

Тогда

— Р2ра—N-j)^ — N2pk2 + Gpb = О,

откуда

Gp~b-N(Wi + РЬ) pa

где pkj_ и pk2 — отрезки на плане скоростей.

Изменение деформации пружин s приблизительно можно определить с помощью того же плана скоростей (рис. 11.12). Если скорости, изображенные на плане, считать средними за

•^1 — "а

= P-L — Р2 и б следует изменить соотношения размеров звеньев. Сила РГ определяет натяжение ТГ.

Конструктивное оформление тормозного устройства должно сопровождаться расчетом продолжительности холостого хода тор­ мозных колодок. Точка А устройства движется с ускорением

Здесь

где mnp, Gn p , F — масса звеньев, сила тяжести и сила трения, приведенные к точке А. При этом

pa* pa

где m-i и pi — масса, сосредоточенная в точке i, и отрезок плана скоростей от полюса до этой точки.

Решение дифференциального уравнения (11.42) запишем в виде

sA = Сг sin qt + С2 cos qt + С.

Так как при t = О имеем sA = 0 и -~- = О, то

SA — С (1 — cos <?/).