Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Дипломный проект - Механизм прорубания материала петельного полуавтомата с МПУ - файл 3.docx


Дипломный проект - Механизм прорубания материала петельного полуавтомата с МПУ
скачать (2897.1 kb.)

Доступные файлы (46):

3.docx623kb.25.11.2008 19:58скачать
i(t).xlsxскачать
L(t).xlsxскачать
Pc(t).xlsxскачать
Pd(t).xlsxскачать
x(t).xlsxскачать
ВЕДЕНИЕ.doc30kb.25.11.2008 15:18скачать
графики.frw
Деталировка и графики.frw
Кинематика.cdw
общий вид.frw
5 раздел.doc102kb.10.06.2009 13:00скачать
5 раздел.docx43kb.11.06.2009 01:23скачать
6 раздел.DOC208kb.29.05.2007 13:44скачать
добавить в экономику.docx23kb.11.06.2009 11:43скачать
Заключение.doc25kb.13.06.2009 19:31скачать
Литература.doc25kb.03.06.2008 16:52скачать
Содержание, введение, 1,2,3 разделы.docx687kb.13.06.2009 20:26скачать
05.doc69kb.09.06.2009 17:21скачать
10.doc69kb.09.06.2009 17:22скачать
записка.doc760kb.09.06.2009 15:14скачать
Маршрут обраб-ки.doc67kb.09.06.2009 17:52скачать
Спецификация на сборку.doc88kb.09.06.2009 17:41скачать
ТМ - 2 ватмана.bak
ТМ - 2 ватмана.frw
расчет доводки.doc123kb.05.06.2009 15:30скачать
расчет доводки.docx15kb.05.06.2009 15:30скачать
расчет доводки.xlsxскачать
СБОРКА НОЖА.cdw
таблицы.xlsxскачать
часть 2 (кинематика мех ножа).doc140kb.25.11.2008 19:41скачать
часть3(расчетная часть).doc174kb.08.06.2008 15:39скачать
графики.frw
Деталировка и графики.frw
Экспериментальная установка.frw
~$нематика.cd~
деталировка - А1.frw
кинематическая схема полуавтомата - А1.frw
общий вид - А1.frw
сборочный чертеж головки с КУ - А1.frw
сборочный чертеж ножа - А1.frw
сборочный чертеж ножа - А1 в 5.11.frw
сборочный чертеж ножа - А1 на А4.frw
эелектрическая схема включения - А1.bak
эелектрическая схема включения - А1.frw
Экспериментальная установка.frw

содержание
Загрузка...

3.docx

Реклама MarketGid:
Загрузка...
2.4 Повышение надежности механизма прорубки петли
Для разработанного на кафедре “Машины и аппараты легкой промышленности” Учреждения образования «Витебский государственный технологический университет» петельного полуавтомата с микропроцессорным управлением предложен механизм ножа с приводом от электромагнита. Включение ножа осуществляется от электромагнита в момент, задаваемый электронной системой управления. Благодаря программному управлению электромагнитом, полуавтомат легко настраивается на прорубку петли до обметки кромок или после нее, что позволяет обрабатывать на нем различные виды изделий: пальто, пиджаки, брюки, рабочую одежду, белье. Срабатывание механизма ножа с электромагнитным приводом происходит практически без шума, не требуется механическая блокировка, исключена сложная настройка и регулировка механизма. Кроме того, использование для механизма ножа кинематической цепи подъема лапки базовой для разработанного петельного полуавтомата швейной головки 31-го ряда, позволит сократить сроки выпуска и освоения звеньев механизма на производстве.

Прорубание петли ножом происходит после обметывания кромок, выполнения закрепок и автоматической обрезки ниток. Кинематическая схема механизма ножа представлена на рис. 2.8. Нож приводится в действие электромагнитом 2, шток 1 которого, находящийся в контакте с рычагом 13, поворачивает против часовой стрелки коромысло 3, перемещая вверх тягу 6, поворачивающую против часовой стрелки двухплечее коромысло 4 и связанное с ним через тягу 7 двухплечее коромысло 5. Последнее, поворачиваясь против часовой стрелки, растягивает пружину 12 и опускает шатун 11, шарнирно связанный с ним и с осью 9, жестко соединенной с ползуном 8, на котором неподвижно крепится нож 10. После прорубания петли нож 10 под действием пружины 12 возвращается в исходное положение. Электромагнит механизма ножа срабатывает одновременно с 

электромагнитом автоматической обрезки ниток при выполнении последнего стежка. Обмотки электромагнитов соединены параллельно и управляются сигналами фотодатчика, срабатывающего от диска синхронизатора, закрепленного на главном валу.
Рис. 2.8 - Кинематическая схема механизма ножа
В ходе лабораторных испытаний петельного полуавтомата была зафиксирована нестабильная работа механизма ножа: в отдельных сериях испытаний не происходило прорубания материала. В соответствии с планом работ по НИР ВПД-39 были проведены исследования, направленные на повышение надежности работы механизма прорубки петли. Для выявления и устранения причин нестабильности прорубания были проведены следующие исследования:

- проанализированы возможные способы прорезания петель;

- обоснован выбор материалов для ножа и для пластины. Исследована экспериментально износостойкость ножа;



- выполнен расчет электромагнитного привода механизма прорубки петли для корректировки времени включения электромагнита и регулировки хода якоря (штока) электромагнита;

- исследование жесткости кинематической цепи механизма прорубки;

- выполнен обзор литературы и патентов по механизмам ножа петельных полуавтоматов;

- предложена новая конструкция механизма ножа с электромагнитным приводом.
1) Способ прорубания петли- простое резание. Режущий инструмент (нож) имеет одну режущую кромку и совершает только одно рабочее движение нормально к поверхности материала. Рабочий угол при этом равен углу заострения. Прорубка петли осуществляется на фторопластовой пластине всей режущей кромкой ножа. На рисунке 2.9: 1- нож, 2- режущая кромка ножа, 3- материал, 4- игольная пластина, 5- фторопластовая пластина.

Выбор способа резания отверстия петли под пуговицу для петельного полуавтомата с МПУ определен конструкцией механизма подачи материала. Прижим замыкается на платформу швейной головки и перемещает по ней материал. Материал удерживается от проскальзывания за счет сцепления с подошвой прижима, которая выполнена со специальной насечкой.

В известных петельных полуавтоматах лезвие ножа изготавливается под углом к линии реза. На рисунке 2.10: 1- нож, 2- режущая кромка ножа, 3- материал, 4- игольная пластина, 5- прорезь в игольной пластине. При выполнении петли нож входит в специальную прорезь в игольной пластине и происходит прорезание петли. При таком способе резания усилие, прикладываемое к ножу, незначительно за счет малой величины площади соприкосновения ножа и материала. Однако, для выбранной конструкции механизма прижима материала петельного полуавтомата с МПУ этот способ неприемлем, так как дополнительное давление на материал со стороны ножа во время прорезания петли может вызвать затягивание материала в прорезь 

игольной пластины. К тому же в петельном полуавтомате с МПУ имеется автоматическая обрезка ниток после обработки петли. Ножи механизма обрезки ниток располагаются вплотную к внутренней поверхности игольной пластины. Прорубание петли осуществляется практически одновременно с обрезкой ниток. Поэтому при известном способе прорезания петли нож, войдя в прорезь игольной пластины может повредить ножи обрезки ниток. Возникает необходимость выносить операцию прорезания петли из зоны шитья, что отрицательно скажется на производительности полуавтомата.


Рис. 2.9


Рис. 2.10


При выбранном способе прорубания петли материал не затягивается в прорезь игольной пластины, можно осуществлять прорубание непосредственно в зоне шитья. Способ резания определяет выбор материалов для ножа и опорной пластины.

2) Обоснован выбор материалов для ножа и для пластины. Исследована экспериментально износостойкость ножа, изготовленного из предложенного материала.

Особенностью резания швейных материалов с помощью резаков является необходимость внедрения лезвия резака (в данном случае ножа) в основание на 0.2-0.5 мм. Поэтому обязательным свойством для пластины является высокая износостойкость поверхности, а также простота замены изношенной пластины. Для материала пластины выбран фторопласт. Для материала ножа использована углеродистая сталь У10А. При нагреве во время закалки до температуры 760-780 град. С и последующем охлаждении в масле она дает удовлетворительную износостойкость ножей.

Износостойкость ножа, изготовленного из материала сталь У10А, была проверена экспериментально. После каждой тысячи прорубаний параметры заточки ножа измерялись на универсальном измерительном микроскопе УИМ-21. Значения результатов измерений приведены в таблице 2.1.
^

Таблица 2.1 - Характер затупления режущей кромки ножа


Ширина режущей кромки, мм

Перво-начальная

После 1000 прорубаний

После 2000 прорубаний

После 3000 прорубаний

После 4000 прорубаний




0.0024

0.019

0.0227

0.025

0.031

Угол заточки, град.







12.5










Таким образом, значительное затупление кромки ножа происходит за первые три тысячи прорубаний. В дальнейшем процесс затупления замедляется.

3) Для выявления и устранения причины нестабильности были проведены теоретические и экспериментальные исследования динамики электромагнитного привода механизма ножа.

Разработана математическая модель динамики электромагнитного привода механизма ножа, учитывающая изменение тока в обмотке электромагнита и силу сопротивления, возникающую при движении якоря.

Период срабатывания электромагнита состоит из двух этапов: этапа трогания и этапа движения. Рассмотрим этапы более подробно.

Этап трогания определяется временем tтр от момента подачи тока в цепь электромагнита до момента перехода якоря в состояние движения. В начальный момент времени воздушный зазор электромагнита максимальный. Якорь пока находится в покое, геометрия контура не изменяется и индуктивность остается постоянной: L=L(x0)=const. Ток в обмотке электромагнита нарастает до величины iтр, обеспечивающей равенство электромагнитной силы силам, противодействующим движению. Уравнение, описывающее изменение тока в обмотке электромагнита до момента трогания, имеет вид [8, 9]:
, (2.1)
где R- активное сопротивление катушки, U- напряжение.

При начальном условии i(t=0)=0 уравнение (2.1) имеет решение вида:
, (2.2)


где Iу- установившийся ток электромагнита, T1- электромагнитная постоянная времени при включении электромагнита.
, (U=const) (2.3)

. (2.4)
Условием трогания якоря электромагнита является равенство силы электромагнитного притяжения Fэм(x) силе первоначального сопротивления Fc(x0):
Fэм(x)=Fc(x0) (2.5)
Сила электромагнитного взаимодействия якоря и сердечника электромагнита (электродвижущая сила) определяется по формуле:
(2.6)
После определения для условия (2.5) из уравнения (2.6) тока трогания iтр, и подстановки этого значения в левую часть (2.2) находится время трогания:
(2.7)

Этап движения определяется временем движения tдв от момента трогания якоря до конца его хода. При движении якоря геометрия контура изменяется и L=L[x(t)]. Изменение тока в обмотке электромагнита для этапа движения описывается следующим уравнением [8, 9]:
. (2.8)
Уравнение движения якоря имеет вид:
, (2.9)
где m- приведенная масса движущихся звеньев.

Характер движения штока электромагнита зависит от соотношения электродвижущей силы, силы сопротивления и массы движущихся звеньев. Изменение тока в обмотке электромагнита связано с процессом его установления в обмотке при неподвижном якоре и при возникновении противоЭДС, возникающей во время движения якоря.

Полная электромеханическая картина процесса движения электромагнита получается совместным решением уравнений (2.8) и (2.9) с начальными условиями i(t=0)=iтр, x(t=0)=0.

Для решения системы уравнений (2.8) и (2.9) была составлена программа на языке TurboPascal [11]. Исходные данные для расчета динамики электромагнитного привода механизма ножа петельного полуавтомата:

Напряжение питания электромагнита u=24 В.

Активное сопротивление обмотки электромагнита R=9 Ом.

Механическая характеристика рычажной цепи механизма ножа (определена экспериментально): Fc(x)=z*(x-xн), где z=110000 Н/м-жесткость рычажной цепи механизма ножа, xн=0,0105 м- положение штока, с которого начинает действовать сила сопротивления.

Приведенная масса движущихся звеньев m=0,98 кг.



Зависимость индуктивности обмотки от положения штока для электромагнита привода ножа определена экспериментально [10] и описывается функцией: L(x)=10000x3+4208x2+29x+1.03.

В результате численного решения математической модели методом Эйлера были получены зависимости x= x(t), i=i(t), представленные в виде графиков на рис. 2.11-2.13, опред

елены величины tтр , tдв и tср= tтр +tдв, характеризующие динамику работы электромагнитного привода механизма ножа. Для исследуемого механизма ножа время трогания составило tтр=0.04 с. Время движения tдв=0.27 с. Соответственно время срабатывания электромагнита tср=0.31 с.

После окончания перемещения якоря следует период включенного состояния, в течение которого система находится в покое, а обмотка остается во включенном состоянии. В начальной стадии этого периода ток в обмотке электромагнита нарастает до установившегося значения, после чего при постоянных напряжении питания сети и сопротивлении обмотки, ток остается неизменным. Ток исследуемого электромагнита достигает установившегося значения при tуст=0.5 с. К этому времени электродвижущая сила электромагнита достигает максимального значения (рис. 2.13). Таким образом, можно регулировать величину электродвижущей силы, изменяя соответственно время нахождения электромагнита ножа во включенном состоянии. Теоретический расчет показал, что при паспортной регулировке механизма ножа времени включения электромагнита недостаточно для достижения равенства электродвижущей силы величине прорубания материала. При паспортной установке момент включения ножа соответствует 180 град угла поворота главного вала. Отключается электромагнит ножа при угле поворота главного вала равном 42 град. Время включения электромагнита ножа составило 0.2 с. Касание ножом материала произошло при 270 град. Время движения ножа до момента касания материала составило 0.074 с. При существующей циклограмме механизма ножа прорубания материала зафиксировано не было.





В соответствии с теоретическими расчетами изменили период нахождения электромагнита во включенном состоянии.

Эксперимент повторили, установив момент включения электромагнита ножа на 75 град раньше, а именно при угле поворота главного вала, равном 95 град. Прочие регулировки оставили прежними. При такой регулировке время включения электромагнита ножа составило 0.28 с. На работу механизма автоматической обрезки ниток изменение момента включения электромагнитов не повлияло. Касание ножом материала произошло при 270 град. Время движения ножа до момента касания материала составило, как и в предыдущем случае, 0.074 с. Прорубание материала произошло при 350 град угла поворота главного вала. Время прорубания материала от момента включения электромагнита ножа составило 0.23 с, а от момента касания ножом материала- 0.156 с.

Эксперимент подтвердил правильность математической модели динамики электромагнитного привода механизма ножа. Теоретическое время срабатывания электромагнита равно 0.31 с. Экспериментальное время срабатывания составило 0.28 с. Расхождение теоретических и экспериментальных результатов составляет 8%. Теоретическое время прорубания или время, когда движущая электромагнитная сила достигла величины силы прорубания Рпр равно 0.195 с. Экспериментально момент прорубания материала зафиксирован через 0.23 с после включения электромагнита. Расхождение теоретических и экспериментальных результатов составляет 15%.

Таким образом, стабилизировать операцию прорубания петель можно, регулируя величину электродвижущей силы путем соответствующего изменения времени нахождения электромагнита механизма ножа во включенном состоянии. Последующие лабораторные и производственные испытания петельного полуавтомата с МПУ показали устойчивость процесса прорубания при предложенной регулировке фазового угла включения электромагнита механизма ножа.



4) В результате исследований динамики работы ножа было установлено, что звенья кинематической цепи механизма работают как упругая система, а не как жесткая. Поэтому непрорубание материала может быть обусловлено недостатком хода ножа, так как часть хода приходится на выбор зазоров в кинематических парах. Соответственно, одной из возможностей повышения надежности работы механизма прорубки является увеличение жесткости звеньев и точности их соединения.


Скачать файл (2897.1 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru