Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

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

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

15.22 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1213 / 3513 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

г) силы веса; в связи с тем что вес подвижных деталей в быстро

ходных швейных	машинах незначителен (порядка 15—50 гс),
при расчете им	пренебрегают;

д) силы инерции, являющиеся основными силами в механизме иглы. Найдем силы инерции, действующие в звеньях механизма.


Рис. Ш . 9 . Кинематика			Рис.	ШЛО .	Динамика		игольного		механизма:
	игольного механизма		а — схема механизма с размещенными							массами;
			б — группа		2—3-го	звеньев; в — план				сил	для
			группы 2—3-го звеньев;				г — схема	и направле
					ния сил в 1-м звене
	Ведущее звено ОгА		механизма		иглы	выполнено			совместно
с	противовесом,	центр	тяжести	которого		расположен		в	точке		S1
(рис. Ш Л О , а).		Масса	этого противовеса определяется в резуль
тате уравновешивания			или одного		механизма		иглы (в		машинах
с	ротационным	нитепритягивателем			типа	97 кл.), или			совместно
с	механизмом нитепритягивателя (в машинах						22А, 252,			203	кл.

и др.), или с учетом всех механизмов машины (полное уравнове

шивание	машины).
Сила	инерции
	/ i = miricoi,	(III.13)

120

где тг — масса противовеса в кг; ri — расстояние от оси враще

ния Ох до центра тяжести 5Х ;

и>х — угловая скорость ведущего

звена.

Для нахождения сил инерции 2-го звена применим метод ста

тической

замены масс,

т. е. поместим всю массу

т2

шатуна

А В

в точки А

(масса т2а)

и В

(масса т2Ь).

Точечные массы определим

по

известным формулам

[27]:

>Ща =

т2 - Ц - ;

(III.14)

Щь = т 2 ^ - ,

(III.15)

где

5 2 — п о л о ж е н и е

центра

тяжести

шатуна.

Силы

инерции 2-го

звена

равны:

J 2а =

m2a7"lCOi;

(II

1.16)

J2b

m2anft>i (cos ф — Я соз2ф).

( I I I . 17)

Силу инерции 3-го

звена

массой

т3

найдем

по

формуле

У3

m3rcoi (cos ф — Я,соБ2ф).

( I I I . 18)

Направление этих сил

показано на рис.

I I I . 10,

б.

Для нахождения

реакций

в шарнирах

разобьем механизм

на

группы Ассура. Рассмотрим группу 2—3-го звеньев и заменим

действие отброшенных связей в направляющих втулках L я	N
и в шарнире А соответственно реакциями R03 и R12- Реакцию	R03

условно приложим к точке В (рис. ШЛО, б) и определим ее, составив уравнение моментов всех сил, действующих на 3-е звено

относительно

шарнира

А:

2 М23

R03l

cos гр — (J2b

- J - / 3 — Р) I sin ф =

(111.19)

Из

этого

уравнения определим

Ror

звеньев

Напишем уравнение равновесия 2—3-го

Р 2 3

J3 +

Р +

hb +

R0 3

+ ha +

Rl2 = О

(Ш.20)

и в

определенном

масштабе

построим план сил (рис. ШЛО, в),

из которого найдем величину и направление

^ 1 2 -

Реакции R23

Rl2

можно найти

также

аналитически:

Rta

= Ra2=Y'Rbi

+ (Ja-Pf;

RU =

YjL+

Q 2 - 2/ 2 a QcosTi,

где Q — сила, действующая

вдоль оси шатуна АВ; Q = Ro^sm 'Ф;

ц — угол

между

векторами

сил

J 2 а

и Q (рис. ШЛО,

в):

Ф =

Оч90°

т| =

180° — ф +

Ф =

9 0 - 180°

т| =

ф — ф

ф =

180 - 270°

т) =

360° — ф — ф

ф =

270 -

360°

т] =

ф — 180° +

121

Угол Y12 находится по формуле

		sin у12 = #03— J га s i n		Ф
	Рассмотрим	1-е звено (рис. ШЛО , г)		и определим		движущий
момент
где	р" — коэффициент,		учитывающий влияние сил трения (р1 =
=	1,3ч-1,5); а — угол		между ведущим	звеном	0,Л	и вектором
реакции R21:
	Ф =	04-90°	а = <р ± Yi2
	Ф = 9 0 ч - 1 8 0 °		а = 1 8 0 ° — ф ± 7 1 2
	Ф =	1804-270°	а = ф	— 180° ±	у12
	Ф =	270-4- 360°	а = 360° — ф ±		у п

Расчет стержня игловодителя на прочность. На рис. I I I . 1 1 , а показана схема сил, действующих на стержень игловодителя 1

» 8) »'

И 4

J *

N \ р 1 - - * п'

Рис. I I 1.11. Схемы сил, действующих на игловодитель'

машины 97 кл. Игловодитель получает движение от шатуна 2 через палец 3. В машинах 97, 23, 24, 34, 252, 262, 203 кл. и др. для предохранения от разворота игловодителя на правом конце пальца 3 установлен ролик 4, который перемещается по направля ющей 5.

Силу Q, действующую вдоль оси шатуна,				разложим на гори
зонтальную	и	вертикальную	составляющие:
Qr	=	Q sin я\|» = Rm;	QB == Q cos ijj =	Jib + J3 — P.

Чтобы найти силы, действующие на стержень игловодителя, перенесем вертикальную составляющую QB в точку В. Для этого

122

в точке В поместим две силы	Q B , равные по величине и	обратные
по направлению. Момент сил	М = QBd будет изгибать	стержень

ввертикальной плоскости.

Вгоризонтальной плоскости на стержень игловодителя дей

ствует сила Q r ) которую можно найти					по формуле
"	г\		— ^	D		—	^
Qг	— V r	а	— =		а
Qг	— V r		— =	А О З		~	•

В машинах 22А, 26 кл. и других дополнительная направляющая 5 не применяется. В этом случае на стержень игловодителя будет действовать вся сила Q r = R03 и изгибать его в горизонтальной плоскости.

В горизонтальной плоскости (рис. I I I . 11, б) на стержень игло водителя кроме силы Q r действуют реакции опор (направляющих втулок L и АО, которые определяются по формулам:

V к.

— Qr

RL = Qr -ц-;

где /сх и к2

— расстояния от точка В до середины направляющих

втулок;

l t

= кг +

/с2 . При этом к х

х —

е, где е — расстояние

от оси главного вала до середины

верхней

втулки;

х—текущее

положение

шарнира

(х,

с и 1Х см. на рис. I I I . 10,

а):

I cos

i|> ±

г cos ф.

Максимальный изгибающий момент в горизонтальной пло

скости

Mrmax =

R'LKI

R03 ^

• К~Р- •

вертикальной

плоскости

(рис. Ш . 1 1 , в) действует момент

сил

М.

Реакции

опор

определяются

по

формуле

п '

п'

QBd

(J3Jrj2b

— P)d

A i

7 — =

" Г — =

•

«1

Максимальный

изгибающий момент в вертикальной плоскости

МВ

MAX

= RLKi =

Q B T - KI .

Приведенный

изгибающий

момент

Мпр

У Ml m a x +

М г m a x -

Напряжение в опасном сечении

Мл

123

где [0И ] — допускаемое напряжение изгиба				(для стали	50 [с и ] =
= 600-J-800 кгс/см2 ); W — момент			сопротивления стержня в опас
ном сечении. Для полого		цилиндра (рис. I I I . 1 1 , г)
	№ = 0,ШС 3 (1		-dllDl).
Здесь dc	— внутренний диаметр		стержня в мм; Dc — наружный
диаметр	стержня в мм.
Так,	например, для	изготовления швейной машины 22 кл.
ПМЗ при Dc — 8 мм, dc		= 5 мм и частоте		вращения	главного

вала п = 3500 об/мин максимальные напряжения изгиба состав ляют 360—380 кгс/см2 .

3. ЧЕЛНОЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Челнок служит для захвата игольной нити и обведения ее вокруг шпули или шпуледержателя с помещенной в нем челноч ной ниткой. От конструкции челночного устройства и приводного механизма во многом зависит качество строчки, производитель ность и долговечность машины. Так, размеры челнока оказывают влияние на частоту смены шпуль и потерю прочности игольной нити из-за многократного перетирания ее об ушко иглы. Челноч ные механизмы часто вызывают повышенный шум, износ основных деталей и разладку машины.

Классификация. Существует большое разнообразие конструк ций и схем челночных устройств и механизмов. Все челноки ус

ловно можно классифицировать	по их расположению,	по	виду
движения, по форме и конструкции шпульки.
По р а с п о л о ж е н и ю	челноки подразделяются на		сле
дующие:
а) расположенные в вертикальной плоскости, ось		вращения
горизонтальна (машины 4, 22А, 97, 220 кл. и др.); в		машинах

зигзагообразной строчки (26, 75, 331 кл. и др.) ось челнока				перпен
дикулярна оси платформы;
б) расположенные в горизонтальной плоскости, ось вращения
вертикальна (машины 24, 34, 203, 252, 262 кл. и др.);
в)	расположенные под платформой		(машины потайного	стежка
44А, 86 кл. и др.).
По	в и д у д в и ж е н и я	челноки бывают:
а)	поступательно-движущиеся	с	прямолинейным возвратно-

поступательным движением (применяются в машинах домашнего

типа,	например	фирмы «Веста», «Зингер»	и др.;	челнок имеет
цилиндрическую		удлиненную форму — челнок-лодочка)			и с кри
волинейным возвратно-поступательным движением				(в	машинах
2 кл.);
б)	качающиеся с возвратно-поворотным		движением		челнока

вокруг неподвижной оси; применяются в машинах 4, 220, 100М кл. и др.;

124

в)	вращающиеся			(ротационные)	с	равномерным	вращением
челнока		(с	передаточным отношением			i — 2 : 1 — в	машинах
22А,	97	кл.	и др. и	i = 3 : 1 — в	машинах иностранных фирм)

и с неравномерным вращением челнока (в многопозиционном вышивальном автомате «Текстима» и в обувной машине KB для пристрочки подошв.

По	ф о р м е челноки бывают:
а)	цилиндрические (челнок-лодочка), применяются в машинах

домашнего типа, например фирмы «Зингер», «Веста» и др.; преиму щество — возможность шить тонкие ткани нитками высоких номеров; недостатки — быстрый износ направляющих челнока из-за большой линейной скорости, кроме того, при ходе челнока до 70 мм в крайних положениях в погонялке возникают удары,

которые увеличивают шум и		вибрацию машины;
б) круглые,	совершающие	колебательное	движение вместе
со шпулькой,	применяются в	машинах 4, 220,	100М	кл. и др.;
в) чашеобразные с крючком-захватом; шпулька, установленная
в шпуледержателе, неподвижна, а челнок вращается				равномерно

с передаточным отношением 2 : 1 ; применяется во всех быстро

ходных	машинах.
По	к о н с т р у к ц и и ш п у л ь к и челноки бывают цен

трально-шпульные и нецентрально-шпульные. В центральношпульных челноках ось шпульки совпадает с осью челнока; они используются в машинах 22А, 24, 34, 97, 252 кл. и др. В не центрально-шпульных челноках ось шпульки смещена относи тельно оси челнока в сторону его вращения или рабочего хода. Это смещение шпульки уменьшает рабочий угол поворота челнока при обводе вокруг него нитки и увеличивает объем шпульки. Та кие челноки применяются в машинах тяжелого типа 23А, 48 кл. и др.

Коэффициент рабочего хода челнока. Большое значение для петлеобразования имеет коэффициент рабочего хода челнока Кч, который представляет собой отношение угла поворота главного вала за время от начала захвата игольной петли носиком челнока до момента ее сброса (срч) к полному углу поворота главного вала за один цикл (ср0):

Кч = фч /ф0 -

Для улучшения процесса работы швейной машины стремятся уменьшить Кч- В существующих машинах он колеблется в пре

делах		0,25—0,42.
	В общем случае угол поворота главного вала при обводе петли
			Ф ч =	(180° + а)/гс р ,
где	а — угол,		определяющий		длину носика челнока	(обычно
а = 30-=-40°);			i c p — среднее		значение передаточного	отношения
между		главным	и челночным валами за период обвода петли:
icp =	и ч . с р ^ г л . в»		причем	со, с р	— средняя угловая	скорость

125

челночного вала за период обвода петли; сог л ,в — угловая ско рость главного вала.

Ускорители (приводные механизмы челноков). Для умень шения коэффициента рабочего хода челнока применяются уско рительные механизмы. В зависимости от конструкции челночных устройств и назначения машины ускорительные механизмы бывают с постоянным и переменным передаточным отношением. В совре менных конструкциях швейных машин в основном применяются

Рис. III . 12 . Схемы челночных механизмов

ускорители с постоянным передаточным отношением. В качестве

ускорителей		используют		зубчатые		и цепные	передачи	с i — 2
или i =	3.					коническими (рис. I I I . 12, а),
Зубчатые		ускорители		бывают с
винтовыми (рис. I I I . 12, б) и с цилиндрическими шестернями с вну
тренним	зацеплением		(рис.		I I I . 12,	в). Конические шестерни при
меняются	в	машинах	22А,		26 кл.	и др. Для	бесшумной	работы

и уменьшения износа зубчатые колеса обычно помещают в кар терах с густой смазкой.

Винтовые	шестерни установлены, как правило,		в	машинах
с .горизонтально расположенными челноками		(203,	252, 262 кл.
и др.). Они	работают совместно с бесшумной зубчато-ременной
передачей и	применяются в быстроходных	швейных		машинах.

В качестве ремня используется текстильная лента с металличе скими скобками (машины Б - 1, 52 кл.) или цепь-ремень из проре зиненного корда с основой из нескольких рядов тонких стальных тросиков. На внутренней его стороне имеются профильные (тра пециевидные) зубья, которые входят в пазы барабанов. Такие ремни применяются в машинах 97, 397, 203 кл. и др.

Челноки, вращающиеся равномерно (соч = const), увеличивают холостой ход, что является недостатком, но при правильном их изготовлении инерционные нагрузки значительно уменьшаются и,


как	следствие, повышается	долговечность	их работы.
В качестве ускорителей		с переменным	передаточным отноше
нием	применяются шарнирные четырехзвенники,			кулисные
(рис.	I I I . 13, а) и многозвенные (рис. I I I . 13, бив)			механизмы.

126

При работе ускорителей с переменным передаточным отноше нием возникают большие инерционные нагрузки и вследствие этого увеличиваются износ деталей и шум машины. Наличие зазора между рожками погонялки и челноком также приводит

кударам и к повышенному износу рожков.

Вкачестве примера рассмотрим ускорительный механизм челнока машины 220 кл. (рис. I I I . 14).

Выявим зависимость угла поворота челнока от угла поворота главного вала. На рис. I I I . 14 показаны два крайних положения

Рис. III.13.

Схемы ускорительных

механизмов: а — выши

вальный

многопозиционный

полуавтомат; б — полуавтомат

220

кл.; в — машина 23А кл.

главного

вала

01А1

0±А2-

Многозвенный

шарнирный ускори

тель

состоит из четырехзвенника

01А1В102

кулисного меха

низма

02CiOu.

Сначала выясним, как изменяются углы

и а 2

коромысла

при повороте главного вала на

угол

я. Из Д 0 1 В 1 0 2

по теореме

косинусов найдем

(/ — rf

= l\ + r\

— 2/ir,

cos

ai,

откуда

1 +

' 2 f i f ;

(111.21)

где

r = 01A1;

1 = А1В1;

г1

02В1.

Таким же образом из Д

0 1 Б 2

0 2 (рис. I I I . 14, б) найдем угол ос2

при

нижнем положении

кривошипа:

(/ +

г)2

/? +

/-?— 2hn cos

а2 ;

C 0 S a »

21^Г

•

Угол

качания

коромысла

02ВХ

составит a

a 2 —

a v

127

Для нахождения угла ф х поворота кривошипа									03Сг	челноч
ного вала (рис. I I I . 14, а) проведем из точки Сг						перпендикуляр					CxDx
на линию 0 2 0 3 . Угол уг			можно найти из выражения
		7 i = 180° — с*! —			LBiPiCn
где /_. BfizCx	=	const ^	90°, следовательно, ух				= 90° — а х				Ана
					логично у2 =				а 2 — 90°.
					Рассматривая A O ^ D ,
					и Д D^C-fib,				найдем:
					DXCX			0 2 D X t g 7 l ;
					DjCi	= r 2 sin фх ;				(III.22)
					OaDi		=	a	— r 2	cos фх ,
										(111,23)
					где r2 = 03 CX .					(II 1.23)
					Подставляя					(II 1.23)
					в (III.22), получим
					(a —		r 2	cos фх) tg Yx =
						= r 2 sin фх .				(III.24)
					Возведя				правую		и ле
					вую		части		уравнения
					(III.24)		в	квадрат		и	про
					изведя некоторые					преобра
					зования,			получим		зависи
					мость		угла		поворота фх
					кривошипа ОгСх					от	угла
					поворота			Yi кулисы			0%СХ:
							+ t g 2 Y i ) c o s V —
					— 2ar2 tg2 YiсоБф! -f-
					- I - a 2 t g s Y l — r\| = 0.
										(Ш.25)
					Введем		обозначения:
Рис. III.14. Схема ускорителя челнока ма					^1(1 + t g 2 7 j ) = Л;
Рис. III.14. Схема ускорителя челнока ма						2ar2 tg2 Yi =				B;
шины 220 кл.-: a — крайнее			верхнее поло			2ar2 tg2 Yi =				B;
жение ведущего	звена; б — крайнее			нижнее		2 , 2		Yi • .r\ =		C.
положение ведущего звена						2 , 2
положение ведущего звена					a		tg
Тогда уравнение		(III.25) получим в			виде
		Л c o s 2	(fx —	В cos ц>х + С		=	0,			(III.26)
отсюда
		cos фх =		В ± Увг	— 4ЛС					(111.27)
				2Л
Аналогичным		образом найдем значение				угла		ф2 .

128

Полный угол поворота			челнока будет равен
		Фч =	360° — (фх +	ф2 ).
Этот угол колеблется в пределах 206—210°.
Особенностью кулисного механизма				02СХ03	является	то, что
ведущим звеном является кулиса 02Clt				которая при сравнительно
малом	угле поворота	(ос <	100°) может	обеспечить большой по
ворот	ведомого звена	0 3 С\ .
Соотношения размеров челноков. При проектировании челноч
ных устройств необходимо, с одной стороны, стремиться						к увели

а)

шп

Рис. I I I . 15. График затрат времени на смену шпуль и диаметральное сечение челнока

чению емкости шпули для повышения производительности ма шины, с* другой стороны, при увеличении размеров челнока увеличивается периметр петли, обводимой вокруг шпуледержателя, что влияет на износ игольной нити из-за многократного перетира ния ее об ушко иглы. Это ведет к увеличению затрат времени на

заправку		нити в иглу и в конечном итоге снижает производитель
ность	машины.
На рис. III.15, а [32] показан график затрат времени t на
смену	шпуль {1) и перезаправку				нити	после обрыва	(2), а также
график	изменения		производительности			машины Q в	зависимости
от объема шпули			Ушл (3).
Установлено, что прочность нити зависит от отношения длины
нити Ьч, обводимой			вокруг челнока или шпуледержателя, к длине
игольной		нити /с т , расходуемой на один стежок, т. е.
			/Сн —		L4/lCT.		. (111.28)
Длина		игольной нити в		стежке
			*ст =	(з +	А)Л:		(111.29)
					1ут>

5 Н. М. Бальщиков

129

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1213 / 3513 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ