книги из ГПНТБ / Вальщиков Н.М. Расчет и проектирование машин швейного производства
.pdfтываемой ткани до 1600 мм. Диаметр используемого рулона до 500 мм.
Машина МНТ-2 предназначена для выполнения настилов из предварительно нарезанных и скомплектованных полотен ткани для пальто и костюмов. Ткани настилаются транспортирующим полотном практически без растяжения, а по мере увеличения высоты настила настилаемое полотно автоматически поднимается. Длину пробега каретки с транспортирующим полотном регули руют установкой путевых выключателей. Возврат каретки в пер воначальное положение после прохождения ее по заданному пути— автоматический. Машина обеспечивает получение настилов, в ко торых полотна находятся в развернутом, но ненатянутом состоя нии. Вырезанные из таких настилов детали имеют одинаковую форму и размеры, что устраняет необходимость операций по их уточнению и подрезке. Длина настилов находится в пределах от 2000 до 8500 мм. Ширина настилаемых тканей до 1600 мм. Ско рость настилания 0,4 м/с. Расстояние между путевыми выключа телями 500 мм.
В настоящее время разработана машина Н-160-Т, предназна ченная для настилания трикотажного хлопчатобумажного по лотна, изготовленного на кругло-трикотажных машинах, из рулона или книжки. Высокопроизводительная, автоматизирован ная, надежная в эксплуатации, эта машина с достаточной точностью настилает трикотажное полотно и полностью заменяет ручной
|
|
|
|
|
метод настилания |
полотна |
||||
|
|
|
|
|
перед |
раскроем. |
|
|||
|
|
|
|
|
2. |
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ |
||||
|
|
|
|
|
И |
КИНЕМАТИЧЕСКИЕ |
||||
|
|
|
|
|
ПАРАМЕТРЫ |
СКАТОВ |
||||
|
|
|
|
|
ДЛЯ ТКАНЕЙ |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Выведем |
расчетные вы |
|||
|
|
|
|
|
ражения для определения |
|||||
весом Р |
(массой т — Pig) |
|
|
перемещения |
1—ВС ткани |
|||||
по горизонтальному |
столу (рис. I I . 1) |
|||||||||
и времени ее движения в зависимости от угла |
а |
наклона |
ската, |
|||||||
высоты подъема h и коэффициентов трения fx |
и / 2 по наклонному |
|||||||||
и горизонтальному |
участкам |
ската. |
|
|
|
|
|
|||
Составим дифференциальные уравнения движения кипы или |
||||||||||
коробки для различных участков ската. |
|
|
|
|
||||||
Для |
н а к л о н н о г о |
участка АВ |
|
|
|
|
|
|||
trixx |
= Р sin а — FTp х = Р sin а — ДЛ^ = Р (sin а — Д cos а), |
|||||||||
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x i — g ( s ' n а |
— f i c o s |
а ) ; |
|
|
|
|
||
|
x i — gt (sm |
а |
— f i c o s a) + |
|
|
|
|
|||
|
= |
(sin a — f j cos a) + |
Cy -f C2. |
|
|
70
При t — 0 имеем х1 = О и х\ = О, поэтому С 2 = О и Сх — 0. Тогда скорость перемещения коробки и пройденный ею путь в лю бой момент времени t равны:
|
|
v = |
хх |
|
— gt (sin а — fx cos а); |
|
(ИЛ) |
|||||||
|
|
x1 = |
- ^ - (sina —fjcosa). |
|
(II.2) |
|||||||||
В точке В получим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
хв |
= ~АВ |
h |
|
= |
- 4~ (sin a — U cos a), |
|
|
||||||
|
a |
|
sin a |
|
|
2 |
4 |
|
|
x |
|
|
|
|
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* i = l / " |
|
|
; |
|
|
— г |
|
r ; |
|
(II-3) |
||
|
|
1 |
r |
g sin a (sin a — fx |
cos a) |
v |
' |
|||||||
|
VB = |
gti (sin a — f i cos a) = |
V2gh(l |
— frctga). |
|
|
||||||||
Для |
горизонтального |
|
участка |
ВС |
|
|
|
|
||||||
|
|
mx2 = — F T |
p2 |
= — f2N2 |
= — fjP. |
|
|
|||||||
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*2 |
|
= |
— |
/ 2 ^ |
+ |
C3 ; |
|
|
|
||
|
|
*2 = |
|
f2 ^2 |
^ |
^ |
|
~ l ~ |
|
|
|
|||
Для этого участка при ^ = |
0 имеем х 2 |
= |
0 и х 2 — vB, |
поэтому |
||||||||||
Тогда |
|
С 8 = У2гЛ(1 —/xctga); |
С 4 |
= 0. |
|
|
||||||||
|
i ^ ^ A O - ^ c t g a ) - |
^ / |
; |
|
(II.4)- |
|||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
x, = V2gh(l-f1ctga)t-,t2^-. |
|
|
|
|
(II.5) |
|||||||
В точке |
С | имеем: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
»с = |
0; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= i § - = |
|
75" У 2 * л |
(1 ~ |
/1 ctga); |
(II.6) |
|||||||
|
|
х с |
= |
/ = |
hV~b<**a) |
|
. |
|
(П.7) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
/8 |
|
|
|
|
|
-71
Полное время движения составит t = t, +
Используя приведенные выражения, можно рассчитать гео метрические и кинематические параметры скатов, применяемых на швейных предприятиях. Коэффициенты трения следует выби рать по справочникам.
3. ПРИВОД ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА (ТРАНСПОРТЕРА)
Устройство ленточного конвейера. Конвейерная установка состоит из приводной станции, каркаса, натяжного приспособле ния и транспортирующего устройства, служащего одновременно тяговым и несущим органом конвейера.
В качестве транспортирующего устройства применяется про
резиненная хлопчатобумажная или |
брезентовая лента |
шириной |
|||
от 400 до 700 мм, натянутая на два барабана |
(рис. II . 2, а). Один |
||||
барабан |
сообщает ленте движение, |
а |
другой |
создает |
натяжение |
ее между |
барабанами. Кроме того, |
в |
качестве |
тягового |
элемента |
применяют и втулочно-роликовую |
цепь с укрепленными на ней |
||||
люльками (рис. II . 2, б). |
|
|
|
|
Наиболее широкое применение находит комбинир9ванное тран спортирующее устройство, состоящее из цепи и брезентовой ленты (рис. П.2, в). Цепь располагается посередине ленты и поддержи-
П
вается прикрепленными к цепи прутками. Концы прутков лежат на опорной части каркаса конвейера, по которой перемещается лента. Как правило, применяют втулочно-роликовую цепь с ша гом 38 мм. Цепь надевают на звездочку /, по обе стороны от кото рой имеются два свободно вращающихся барабана 2, поддерживаю щие ленту. Границы рабочего гнезда ленты разделяются деревян ными перегородками, поддерживающими ленту в направляющих опорах. Транспортная лента может состоять из отдельных пластин. В этом случае приводные звездочки имеют форму шестигранников.
Приводная станция конвейера (рис. II.2, г) состоит из электро двигателя 3, вариатора (регулятора) скорости 5, редуктора 2, вала приводного барабана с ведущими звездочками 1. Электро двигатель соединен с вариатором скорости клиноременной пере дачей 4. Вариатор 5 связан с редуктором муфтой, а вал привод ного барабана — зубчатой передачей. Скорость движения тран спортной ленты определяется технологическими требованиями и зависит от вида выпускаемых изделий или среднерасчетного такта процесса.
Такт процесса или потока — это заранее рассчитанная сред няя затрата времени на операцию:
где Т — время на обработку одного изделия в с; N— плановое ко личество рабочих, занятых на конвейере; Тсм — продолжитель ность рабочего дня в с; М — плановый выпуск изделий за это время.
Тогда средняя скорость ленты конвейера (в м/с)
где / — шаг рабочего гнезда или люльки в м.
Расчет привода конвейера. Расчет привода конвейера включает определение общего передаточного отношения и мощности при
водного |
электродвигателя. |
|
|
Для |
определения |
общего п е р е д а т о ч н о г о |
о т н о ш е |
н и я от двигателя |
к приводному барабану необходимо знать |
||
диаметр |
приводного барабана D6 и скорость движения |
v транспор |
|
тирующей ленты конвейера. Скорость v определяется |
среднерас- |
четным тактом процесса и длиной шага рабочих гнезд на транспор тирующей ленте. Длину шага рабочих гнезд выбирают в преде лах от 0,4 до 0,6 м в зависимости от вида изготовляемых изделий.
По заданным или выбранным значениям линейной скорости ленты и диаметра приводного барабана (или звездочки) определяют частоту вращения приводного барабана (в об/мин)
nD6 '
где v выражается в м/мин, a D6 — в м.
73
Общее передаточное отношение приводной станций
'общ = Яда/Яб. |
(П.10) |
где п д в — частота вращения приводного двигателя |
в об/мин. |
При последовательном соединении передаточных |
механизмов |
конвейера общее передаточное отношение равно произведению
частных передаточных |
отношений, |
т. е. |
|
||
|
|
|
'общ = 'рем'ред'зуб» |
(И -11) |
|
где /рем. *'Ред и |
г зуб — |
передаточные |
отношения |
клиноременной |
|
передачи; редуктора |
и |
сменных зубчатых колес |
(от редуктора |
||
к приводному |
барабану). |
|
|
При подборе частных передаточных отношений приводной стан ции конвейера не следует брать их наибольшие значения, так как в этом случае размеры звеньев механизмов получатся слишком большими. Передаточное отношение редуктора должно быть не более 1/3 и не менее 1/25 от общего передаточного отношения. Для типовых приводных станций пошивочных конвейеров наиболее часто применяют червячные редукторы, имеющие передаточное
отношение |
/ р е д = |
840. |
Передаточные |
отношения клиноременной |
|||||
передачи выбирают в пределах |
i p e M |
= 2-^-3, |
а зубчатой |
передачи |
|||||
'зуб = 3-5-5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М о щ н о с т ь |
приводного |
двигателя |
станции |
конвейера |
|||||
определяют (в кВт) по формуле |
|
|
|
|
|
||||
где |
W0 — расчетное тяговое усилие конвейера в кгс; v — линей |
||||||||
ная скорость конвейера в м/мин; т) о б щ |
— общий к. п. д. передаточ |
||||||||
ных |
механизмов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Общий к. п. д. при последовательном соединении |
механизмов |
||||||||
равен произведению к. п. д. отдельных механизмов [38]: |
|||||||||
|
|
|
"Чобщ = т1рем11вар'Чред11зуб11б> |
|
|
(Н-13) |
|||
где |
т)р е м = |
0,95; |
т ) м р |
= 0,95; |
г)р&я |
= 0,45-4-0,49; |
Ti s y 6 |
= 0,97; |
|
% = |
0,98 — к. п. |
д. соответственно |
ременной передачи, |
вариа |
тора, червячного редуктора, зубчатой передачи и приводного барабана.
Тяговое усилие получают по формуле |
|
W0 = Sa6-Sc6+W6, |
(11.14) |
где Sh6 — натяжение ленты в точке набегания на приводной барабан; 5 с б — натяжение ленты в точке сбегания с приводного барабана; W6 — сопротивление приводного барабана.
Сопротивление приводного барабана принимают равным 3—5% от суммы сил натяжения набегающей и сбегающей ветвей, т. е.
W6 = (0,03 н- 0,05) (Sa 6 + Sc 6 ). |
( I I . 15) |
74
Соотношение между натяжениями ветвей ленты определяют по формуле Эйлера
SH 6 = Sc 6 ef 6a 6, |
(П.16) |
где / б — коэффициент трения тягового элемента |
по рабочей по |
верхности обода приводного барабана; аб — угол охвата привод ного барабана в рад.
Кроме того, подсчитанное по контуру от точки сбегания до точки набегания натяжение набегающей на приводной барабан ветви ленты равно сумме натяжения сбегающей ветви и сопротив ления на всех участках конвейера между точками сбегания и на
бегания ленты, т. е. |
|
5„б = &Лб + Л |
(П. 17) |
где — числовой коэффициент, зависящий от трения на валу барабана и жесткости ленты; А — числовая величина, выражаю щая сумму линейных сопротивлений на отдельных прямолиней ных п участках, в кгс:
|
A=YiWl. |
|
(11.18) |
Величина |
определяется по формуле |
[38] |
|
|
^ = 2,05 -g- sin -5- + |
- ^ - , |
(И.19) |
где d — диаметр вала натяжного барабана; D — диаметр натяж ного барабана; а — угол охвата натяжного барабана; / — коэф фициент трения в подшипниках скольжения (для вредных усло вий работы / = 0,2); б — толщина ленты.
Натяжение ленты на концах отдельных участков определяют по формуле
В точке / (см. рис. 11.2, a) S x = Sc 6 ; в точке 2
sa = s1 + wi.t = sc(i+wl_t,
где W\_г — сопротивление незагруженной ветви на участке /—2. Если рабочая ветвь ленты скользит по гладкому настилу, то со противление на прямолинейном горизонтальном участке
W1_2 = qjf. |
(П.20) |
Натяжение в точке 3
Ss ~ k^S^.
Натяжение в точке 4
St — S3 + W8_it
75
где W3_t — сопротивление |
нагруженной ветви |
на участке 3—4: |
Wa^ |
= (q„ + q)lf. |
(И.21) |
Здесь <7Л — вес участка ленты длиной 1 м; ^ — вес перемещаемого груза, приходящийся на 1 м ленты; / — расстояние между осями барабанов в м; / — коэффициент трения скольжения прорезинен ной ленты по настилу (при деревянном настиле / = 0,4 -г-0,7; при стальном / = 0,35-^-0,6).
Пример. |
Требуется |
рассчитать приводную станцию |
ленточного |
конвейера |
|||
шириной 0,5 м. Исходные данные: расстояние между осями барабанов I = |
18 м; |
||||||
диаметры приводного и натяжного барабанов D& = D = |
300 мм; нагрузки |
q = |
|||||
= 0,6 кгс/м; толщина ленты 6 = |
6 мм; скорость ленты |
v = |
0,2 м/мин; вес транс |
||||
портирующей ленты q„ = |
3,3 кгс/м. Обе ветви ленты перемещаются по стальному |
||||||
настилу. |
|
|
|
|
|
|
|
1. Силы |
натяжения |
ленты |
конвейера и силы |
сопротивления |
движению |
определяют методом обхода по контуру, для чего всю трассу разбивают на уча стки.
Натяжение в точке 1 (см. рис. I I . 2 , a) S x = |
SC 6 пока неизвестно. Сопротив |
|
ление на участке 1—2 определяется по формуле |
(11.20): |
|
Wt.a = |
18-3,3.0,5 = 29,7 кгс. |
|
Натяжение в точке 2 |
|
|
5 2 |
= S i + 29,7 кгс. |
Сопротивление на участке 2—3
U V 3 |
= S2 ^2,05 |
sin - J - + - L j ^ L j = 0.55S! + |
1,63 кгс. |
|
|||||
Натяжение |
в точке 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S3= S2+ |
W2_3 = |
1.055S! + |
31,33 кгс. |
|
|
|||
Сопротивление на участке 3—4 |
|
|
|
|
|
||||
^ з - 4 = |
k-i (Ял + |
<?) / = 18 (3,3 + |
0,6) 0,5 = |
36 кгс. |
|
||||
Натяжение |
в точке 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Si= |
S3+ |
И73 _4 = |
l,055Si + |
67,33 кгс. |
|
|||
Натяжение сбегающей ветви ленты SC 6 = |
S* определяется из формул |
||||||||
|
|
SH6 = 5c6e/ a |
или S4 = |
V f a » |
|
|
|||
где f = 0,4 — коэффициент трения |
прорезиненной |
ленты о деревянный |
барабан; |
||||||
a = я —• угол охвата. Подставив |
численные |
значения, получим |
|
||||||
|
|
1.055S! + 67,33 = |
5i2,72°' 4 5 1 t ( |
|
|
||||
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
_ |
67,33 |
|
|
|
|
|
|
|
|
St — |
=-5= |
= 34,7 кгс. |
|
|
|||
|
|
|
2 , 7 2 1 , 2 б _ |
1,055 |
|
|
|
|
|
Сопротивление приводного барабана (коэффициент сопротивления |
= 0,04) |
||||||||
Wnp |
= k6 |
(Sh6 + |
Sc 6 ) = 0,04 (67,33 + |
34,7) = 4,07 кгс. |
|
76
2. |
Окружное |
тяговое |
усилие |
W0 на приводном барабане определяем по |
||||
формуле (11.14): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W0 = S4 |
— S x + |
Wnp = |
103,94 — 34,7 + 4,07 = |
73,31 кгс. |
|||
3. |
Число оборотов |
барабана определяется по заданной |
линейной скорости |
|||||
и диаметру приводного |
барабана: |
|
|
|
|
|||
|
|
П б = |
- Й г = - о | | - = |
а 2 1 |
2 о б / м и н - |
|
||
4. |
Общее передаточное отношение при я д в = |
1410 об/мин составляет |
||||||
|
|
|
|
' о б ч = |
" Щ = |
6 6 5 0 |
, |
|
5.Общий к. п. д. приводной станции конвейера находится по формуле (11.13):
Цобщ = ЧремЧварЧредЧзубЧб = 0,95•0,95•0,45•0,97•0,98 = 0,38.
6.Мощность двигателя приводной станции определяется по формуле (11.12):
Учитывая возможность привода для нескольких секций, а также увеличение нагрузки во время пуска, мощность приводного двигателя принимают NRB = = 0,4-f-0,5 кВт.
4. НАСТИЛЫ ИЗ КУСКОВ ТКАНИ
Рациональное и экономичное использование материалов во многом зависит от правильного раскроя кусков ткани на настилы (полотна), которые зависят в первую очередь от ассортимента вы пускаемой в данный момент продукции.
Метод расчета настилов электронно-вычислительными машинами
Техническая характеристика машины. Для получения опти мального варианта раскроя поступивших на предприятие кусков ткани используется специальная вычислительная техника. Наи большее распространение получила электронно-вычислительная машина ЭМРТ-2. Она выполнена в виде стола, переходящего в наклонную клавишную панель (рис. П.З). Габаритные размеры машины 140x660x1045 мм. Вес не более 120 кг.
Машина включает следующие основные блоки: устройство ввода, блок управления, блок начальной программы и выработки импульсов записей, блок комбинаций, арифметическое устрой
ство, панель сигнализации и блок питания. |
|
|||
|
Расчет производится одновременно для восьми основных и трех |
|||
дополнительных настилов. В машине ЭМРТ-2 предусмотрена |
воз |
|||
можность |
использования |
четырех из восьми основных настилов |
||
в |
качестве дополнительных, причем однократное введение |
их |
||
в |
расчет |
производится |
автоматически. |
|
77
Каждый кусок ткани может быть рассчитан одновременно не более, чем на три основных настила и один дополнительный, вво димый в расчет автоматически, или три дополнительных, включае мых в расчет оператором (принудительно).
Максимальная длина в м: рассчитываемого куска ткани 199,99; основных настилов 19,99; дополнительных настилов 9,99. Наи большее количество полотен одной длины, получаемых из одного
1 г з *
|
Рис. II . 3 . Электронно-вычислительная |
машина |
ЭМРТ-2: |
||||||
/ — сеть; 2 — лампы, фиксирующие номера настилов; |
3 —- лампы |
(сдвоенные), фикси |
|||||||
рующие количество полотен в настиле; |
4 — лампы, |
указывающие |
количество дополни |
||||||
тельных |
настилов; 5 — сигнал |
«Пуск |
разрешен»; |
6 — сигнал |
«Решение |
невозможно» |
|||
(отказ); |
7 — предупредительный сигнал; 8 — клавиатура для набора длин |
дополнитель |
|||||||
ных настилов; 9 — то же для |
основных настилов; |
10 — кнопки |
управления («Пуск», |
||||||
«Стоп» и др.); / / — клавиатура |
для набора длины куска; |
12 — то же для |
контрольных |
||||||
|
расчетов; |
13 — лампы, фиксирующие |
остаток |
|
куска ткани, — 39. Расчет может производиться до получения остатка, не превышающего 3,99 м. В случае, если получается больший остаток, выдается сигнал «Решение невозможно».
Быстродействие машины — 100 тыс. операций типа сложения в секунду. Производительность ма ины при расчете ткани на полотна не менее 1000 и/ч. Время безотказной работы не менее
100ч.
Вмашине имеется возможность соединения с внешним печа тающим устройством.
Машина работает надежно при температуре от +10 до + 3 5 ° С и относительной влажности не более 80% (при 20° С).
Машина питается от однофазной осветительной сети перемен ного тока 220В + 10% с частотой 50 Гц через стабилизатор
78
напряжения ТСН-170, входящий в комплект поставки. Потреб ляемая мощность не более 170 Вт.
Следует отметить, что ЭМРТ-2 имеет ряд недостатков: напри мер, она не суммирует число использованных длин при расчете отдельных кусков ткани, на ней возможен расчет одного куска ткани не более, чем в трех основных настилах различной длины, т. е. сочетания производятся в пределах трех элементов из восьми,
идр.
Сцелью усовершенствования машины ЭМРТ-2 на производ ственном объединении «Москва» применяется электронная при ставка, подсчитывающая число полотен из каждого настила, во шедших в одну карту раскроя [7 ]. В Киеве создается более совер шенная машина ЭМРТ-3. На некоторых других предприятиях, например на Одесском производственном объединении,- разрабо тана таблица полезных длин, в которую заранее внесены все целе сообразные комбинации длин полотен. Этот метод имеет и сущест
венный недостаток — при изменении фасона, ширины и арти кула ткани таблица номерных длин должна составляться заново.
Математическое описание работы машины. Для решения задачи машина должна иметь заданный алгоритм. Алгоритм есть совокуп ность математических операций, выполняемых в определенном порядке.
Кусок ткани длиной L может быть разделен на настилы трех основных размеров с наименьшим остатком, если будет выпол
нено |
следующее условие: |
|
|
|
|
||||
|
|
|
L |
= |
1хг + |
12у + |
13х + б, |
(11.22) |
|
где |
х, |
у, |
z — количество полотен |
в |
настилах длиной |
соответст |
|||
венно 13, |
/ 2 и 1Х; б — остаток ткани. |
|
|
|
|||||
Нетрудно подсчитать, что количество уравнений будет равно |
|||||||||
числу |
сочетаний |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
С п = |
з 1 |
|
3) I ' |
( I L 2 3 ) |
где |
п — возможное число полотен |
в |
настилах. |
|
|||||
Алгоритм расчета предусматривает составление уравнений и |
|||||||||
подбор |
корней (х, у, |
г) |
в такой последовательности, |
что первое |
полученное решение будет оптимальным, т. е. будет иметь наи меньшее количество коэффициентов при минимальном остатке и удовлетворять требованиям ассортимента.
Решение ведется методом проб, т. е. подстановкой неизвест ных величин в каждое составленное уравнение и проверкой его. При этом самым важным условием является получение наимень
шего |
остатка б. |
|
|
|
|
|
Сначала |
проверяются |
корни |
уравнения при остатке б = |
0. |
||
Если |
это решение невозможно, |
то начинается новый цикл под |
||||
бора |
корней |
при |
6 = 1. |
После каждого цикла (если решение |
не |
|
найдено) остаток |
б увеличивают |
на единицу. |
|
79