Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Дипломный проект - Механизм прорубания материала петельного полуавтомата с МПУ - файл Содержание, введение, 1,2,3 разделы.docx


Загрузка...
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, введение, 1,2,3 разделы.docx

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Содержание

стр.

Введение…………………………………………..……………………………..5

1 Обзор конструкций механизмов прорубания ткани петельных полуавтоматов…………………………………………………………………….6

2 Проектная часть….....…………………………………………………………21

2.1 Описание кинематической схемы полуавтомата………………………....21 2.2 Описание кинематической схемы механизма прорубки и электрической схемы управления…………………………………………………………...…..24

2.3 Технические характеристики полуавтомата………………………...…..27

3 Расчетная часть……………………………………………………………......31

3.1 Расчет максимального усилия прорубания…………………………...…31

3.2 Расчет времени срабатывания механизма прорубания…..………...….37

4 Технология машиностроения…..………………………………………...…42

4.1. Служебное назначение и размерный анализ чертежа детали…………………………………..……………………………...............42

4.2. Методы обработки…………….……………………………………...…...51

4.3 Дифференциация операций ….………………………………………….....57

4.4 Размерный анализ…………….………………………………………….....57

4.5 Режимы резания……………………………………………………………..67

4.6 Конструирование установочно-зажимного приспособления.….…….....70

5 Технико-экономический расчет…………………………………………….73

6 Охрана труда и промэкология……………………………………..…………63

Заключение………………………………………………………….……..…….79

Литература……………………………………………………………………….81

Приложение……………………………………………………………………...



Введение и обоснование темы проекта
В настоящее время в легкой промышленности Республики Беларусь используется большое количество различного оборудования. Особое место на швейных предприятиях занимают машины полуавтоматического действия. Чаще встречаются:

  • закрепочные полуавтоматы

  • полуавтоматы для пришивания фурнитуры

  • петельные полуавтоматы

  • вышивальные полуавтоматы

  • полуавтоматы для поузловой сборки деталей и др.

Машины – полуавтоматы имеют большую производительность. Сравнивая стоимость и получаемую производительность полуавтомата можно судить о его экономической выгоде. Исследования полуавтоматов при их модернизации, улучшению качества имеют большое практическое значении.

Проблемы повышения эффективности и качества работы полуавтоматов связаны с работами по совершенствованию средств производства на базе достижений современной науки и техники. Масштабность и сложность поставленных задач требуют, в частности, разработки более совершенных методов исследований качества и эффективности функционирования быстроходных полуавтоматов, направленных на существенное повышение производительности, т.к. несмотря на достаточно высокий технический уровень отечественного швейного оборудования, эффективность функционирования его и качество образованной строчки при выполнении различных технологических операций остаются невысокими. Это объясняется тем, что, например, наладка и регулировка промышленных швейных машин и полуавтоматов обеспечивается главным образом благодаря только опыту и мастерству механика. Принципы наладки и регулировки при этом остаются неясными, 

т.к. до настоящего времени нет общепринятых обоснованных критериев для оценки взаимосвязи между качеством строчки и качеством выполнения рабочего процесса.

Обметывание петель на одежде является одной из наиболее массовых операций швейного производства. Потребность в петельных полуавтоматах в швейном производстве велика.

Кафедрой «МАЛП» совместно с заводом «Эвистор» был разработан петельный полуавтомат с микропроцессорным управлением. Его базой послужила универсальная швейная машина 31-го ряда, на которую был установлен узел перемещения материала (координатное устройство) с блоком управления, узел лапки был переоборудован под механизм ножа.

В процессе предварительных испытаний данного полуавтомата была обнаружена нестабильная работа системы управления, а также наблюдался неудовлетворительный процесс прорубания в материале отверстия под пуговицу.

Поэтому тема дипломного проекта связана с проведением исследований надежности петельного полуавтомата, его отдельных устройств и механизмов. По результатам исследований необходимо выявить факторы, влияющие на нестабильную работу полуавтомата, и предложить пути их устранения или корректировки, которые в свою очередь позволят добиться работоспособного состояния петельного полуавтомата с МПУ.

Если петельный полуавтомат будет отвечать всем требованиям надежности, качества, то он найдет широкое применение на швейных предприятиях. Учитывая невысокую стоимость полуавтомата, запчастей и расходных материалов к нему по сравнению с импортными аналогами, он может заменить часть дорогостоящего зарубежного оборудования в своем классе.

Покупая отечественный полуавтомат по более низкой стоимости и сравнительно одинаковой производительности швейные предприятия смогут снизить свои затраты на приобретение оборудования и дальнейшее его 

обслуживание, что положительно скажется на экономическую деятельность данного предприятия.


1 Обзор конструкций механизмов прорубания петли петельных полуавтоматов
В операции обработки машинной петли одним из основных переходов является прорубание отверстия под пуговицу. В известных петельных полуавтоматах для механизмов ножа используются приводы трех типов: кулачковые (811класс, 62761класс, 01179 класс “Минерва” (Чехия)) и пневматические (патент N4552080 (США), 1025 класс АО “Орша”), электромагнитные (патент №6298798, (США)). Кинематические схемы механизмов ножа петельных полуавтоматов даны на рисунках 1.1-1.20.

В петельных полуавтоматах с кулачковым приводом включение ножа осуществляется от кулачка, расположенного на распределительном валу. Недостатком таких механизмов является сложность регулировки и правильной установки кулачка на распределительном валу для своевременного включения механизма. Не исключено заклинивание механизма. Наблюдается повышенный шум при прорубании. Кроме того, требуется дополнительный механизм блокировки ножа при обметывании кромок, обрезке ниток и других технологических переходах обработки петли.

В механизмах ножа с пневматическим приводом исключена необходимость механической блокировки. Недостатком пневматического привода является необходимость подключения к пневмосети сжатого воздуха. Кроме того, в зоне работы петельного полуавтомата наблюдается воздушный выхлоп, шум, масляный туман.

На рисунке 1.1 дана схема механизма ножа полуавтомата 01179-Р2 кл., “Минерва” (Чехия).

Рабочим органом этого механизма служит нож 27, закрепленный к держателю 26. Держатель закреплен на стержне 23, который установлен в направляющих головки полуавтомата и может перемещаться только вверх и вниз. На стержне 23 закреплен также хомутик 24, который через звено 22 соединен с верхним рычагом 19. Рычаг 19 в свою очередь шарнирно 

присоединен к боковой стороне рукава машины винтом 17. Пружина 18, один конец которой прикреплен к шарнирному винту 17, а другой заведен под рычаг 19, стремится повернуть его против часовой стрелки, а стержень с ножом поднять вверх.

Заднее плечо верхнего рычага 19 через соединительное звено 16 шарнирно соединено с нижним рычагом 1. Этот рычаг шарнирным винтом прикреплен к рукаву машины и может совершать колебательные движения. Конец нижнего рычага 1 шарнирно соединен с вилкой рычага замыкателя 7, который может поворачиваться вокруг шарнирной оси 5, двигаясь по направляющей корпуса машины. Под действием пружины 6 этот рычаг стремится повернуться в сторону работающего. На верхнем конце рычага замыкателя 7 установлен палец 8.


Рисунок 1.1 - Механизм ножа петельного полуавтомата 0П79-Р2 класса фирмы "Минерва"


На главном валу машины закреплен эксцентрик изготовленный как одно целое с шестерней 31 механизма челнока. На этот эксцентрик надета головка шатуна 9. Верхняя головка его шарнирно соединена с коромыслом 10, которое получает от эксцентрика колебательные движения вокруг оси 11, закрепленной в корпусе машины. Второй конец коромысла 10 имеет отверстие для пальца 8.

На вертикальном валу 29 копирного диска 30 закреплен кулачок 15, который при вращении вала действует на коромысло 14, шарнирно закрепленное винтом на кронштейне 33. Второй конец коромысла 14 давит на гайку 32, жестко закрепленную на горизонтально расположенном стержне 2 включения ножа. Этот стержень вставлен в паз кронштейна и состоит из двух частей, поэтому длина его может быть изменена. На стержне 2 установлена пружина 13. Одним концом она упирается в кронштейн 33, а другим- во втулку 12, закрепленную на стержне. Под действием пружины 13 стержень 2 стремится переместиться от работающего. Задний конец этого стержня расположен в вертикальной направляющей 3, прикрепленной винтами к рукаву машины.

В процессе изготовления петли непрерывно поворачивается копирный диск 30 с вертикальным валом 29 и укрепленным на этом валу кулачком 15, имеющим профиль спирали. При непрерывном вращении кулачок нажимает на коромысло 14 и поворачивает его против часовой стрелки. Второй конец коромысла давит на гайку 32, обеспечивая перемещение стержня 2 к работающему. Пружина 13 при этом сжимается, а стержень 2 опускается по направляющей 3 и устанавливается против площадки 4 рычага замыкателя 7.

При дальнейшем повороте распределительного вала 29 конец коромысла 14 сходит с выступа кулачка 15, а ранее сжатая пружина 13 переместит стержень 2 от работающего, при этом конец этого стержня повернет замыкатель7 против часовой стрелки, а палец 8 войдет в отверстие коромысла. При движении коромысла 10 вниз замыкатель 7 через нижний рычаг 1, соединительное звено 16, верхний рычаг 17 и соединительное звено 

22 опускает стержень 23, а закрепленный на держателе нож 27, перемещаясь вниз, прорубает ткань.

При движении ножа вниз площадка 4 рычага замыкателя 7 опускается также в нижнее положение, а стержень 2 соскакивает с площадки. Под действием пружины 6 рычаг замыкателя выходит из соединения с коромыслом 10. Происходит выключение механизма прорубания ткани. Пружины 18 и 25 переводят стержень 23 с ножом в верхнее исходное положение.

Для выключения ножа достаточно нажать на передний конец стержня 2, благодаря чему второй конец его не попадает в соединение с площадкой 4 рычага замыкателя, и механизм не сработает.

Своевременность включения механизма обеспечивается соответствующим положением кулачка 15 на распределительном валу 29. Коромысло 14 должно сходить с его выступа за 3-4 оборота главного вала до его останова.

Сила сжатия пружины 13 регулируется перемещением втулки 12 вдоль стержня 2 и должна быть больше силы действия пружины 6.

По высоте нож регулируют перемещением стержня 23.
На рисунке 1.2 дана схема механизма ножа полуавтомата 811класса фирмы “Минерва” (Чехия).

Прорубание петли производится ножом 5 после окончания обметывания в момент останова машины.

Нож 5 закреплен винтом 6 к двуплечему рычагу 7, который шарнирно насажен на ось 15. В отверстие заднего плеча рычага 7 вставлен поводок 8. В головку этого поводка вставлен стержень 11, который жестко закреплен в отростке рамки 4.

В момент останова машины рамка 4 двигается от работающего под действием пружины 14. Амортизатор 12 своим отростком Б располагается над кулачком 2, так как кулачок 2 будет вращаться вместе с еще

Рисунок 1.2 — Механизм ножа петельного полуавтомата 811 класса фирмы "Минерва



неостановленным рабочим шкивом 1. Профиль кулачка, воздействуя на отросток Б амортизатора, поднимает рамку 4 со стержнем 11. Вместе с ним поднимается и правое плечо рычага 7. Переднее плечо рычага с ножом 5 опускается и прорубает петлю. Когда отросток амортизатора попадает в паз кулачка 2, левый конец рамки 4 опустится и поднимет нож в исходное положение.

Глубину погружения ножа в ткань регулируют подъемом или опусканием ножа в направляющей прорези рычага 7 при ослаблении винта 6. Силу удара ножа регулируют сжатием или ослаблением пружины 10 винтом 9. Положение ножа в прорези игольной пластины регулируют смещением рычага 7 вправо или влево с осью 15 при ослаблении винта крепления 17, фиксирующего положение втулки 16 рычага на ступице.

Рычаг 7 ножа должен легко поворачиваться на оси и не должен иметь осевого смещения, что достигается поворотом втулки 16 после ослабления винтов 17.
На рисунке 1.3 дана схема механизма ножа полуавтомата 62761 кл. фирмы “Минерва” (Чехия).

Прорубание ткани происходит после ее зажима лапками. Рабочими органами механизма прорубания ткани служат нож 15 и резцовая колодка 16. Нож изготовляют из стали и подвергают термообработке. Резцовая колодка выполнена из более мягких материалов.

Резцовую колодку устанавливают хвостовиком 23 в держатель 17, закрепленный винтами 19 на неподвижной части корпуса полуавтомата. Нож 15 вставляют в специальный паз на переднем конце рычага 7 и закрепляют зажимной пластиной 20. Эта пластина прижимается к ножу винтом 21, который поворачивает пластину 20 вокруг оси 22. Установку ножа по длине относительно резцовой колодки ограничивают пластиной 14. Рычаг 7 устанавливают на центровых осях 4, вокруг которых он может поворачиваться. Оси устанавливают в неподвижный корпус полуавтомата и


Рисунок 1.3- Механизм ножа петельного полуавтомата 62761 класса фирмы "Минерва"



фиксируют контргайками. Вдоль заднего плеча рычага 7 имеется прямоугольный паз в который вставлен клин 8. В клин ввернута шпилька 9, на которую надета спиральная пружина 10. Один конец пружины упирается в торец клина, второй- в корпус рычага ножа. На переднюю часть шпильки 9 навернута гайка 5, положение которой фиксируется пластинчатой пружиной 12. К левому плечу рычага 7 прикреплена четырьмя винтами пластина 6. Пружинный конец пластины 6 прижимает палец 2 к рычагу 7. Чтобы нож прорубил ткань, необходимо поднять заднее плечо рычага 7. Для этого на распределительном диске 1 закреплен кулачок 3. Под действием пружины 11 рычаг 7 стремится повернуться против часовой стрелки. В паз вертикального отростка рычага 7 вставлен палец 2, имеющий на конце наклонную плоскость, которая упирается в наклонную плоскость клина 8. Клин вставлен в горизонтальный паз рычага 7. При вращении копирного диска 1 кулачок 3, закрепленный сверху диска, поднимает палец 2 и поворачивает рычаг 7 относительно оси 4 по часовой стрелке. Нож 15 в это время опускается на резцовую колодку и прорубает ткань. Когда кулачок 3 выйдет из-под пальца 2, пружина 11 повернет рычаг против часовой стрелки, а нож займет верхнее положение. В пазу держателя 17 резцовой колодки расположен ползун 18, который может перемещаться поперек платформы. Ползун обеспечивает расширение прорези петли перед ее обметыванием. Давление ножа на резцовую колодку регулируют перемещением клина 8 с помощью гайки 5. При повороте гайки 5 по часовой стрелке силу давления ножа на ткань увеличивают.
На рисунке 1.4 представлена схема механизма ножа, заявка N1-40637 (Япония).

На корпусе машины шарнирно закреплен качающийся рычаг 1, кинематически связанный с главным валом и стержень 2 с ножом 3. На корпусе машины также закреплена качающаяся часть рычага 4, один конец которого кинематически связан со стержнем 2, а другой с фиксирующим


Рисунок 1.4 - Механизм ножа. Заявка № 1-40637, Япония



рычагом 5, имеющим элемент 6, взаимодействующий с рычагом 1 и поджатый к нему пружиной 7. Машина содержит также ограничитель 8, который обычно, застопорив рычаг 5, выводит элемент 6 из зацепления с рычагом 1. В конце цикла выполнения петли ограничитель 8 обеспечивает поворот элемента 6 к рычагу 1, происходящий под действием пружины 7. Качательное движение рычага 1 через элемент 6 передается рычагу 5, в результате чего стержень 2 перемещается вверх-вниз. Машина отличается тем, что содержит соединяющий рычаг 9, который в нерабочем положении взаимодействует с рычагом 5, отводит элемент 6 от рычага 1, в рабочем положении отходит от рычага 5, который может поворачиваться к рычагу 1 под действием ограничителя 8.
На рисунок 1.5 дана схема механизма ножа петельного полуавтомата, патент N4552080 (США).

Петельный полуавтомат содержит неподвижный нож 1 и подвижный нож 2. Подвижный нож связан с рычажным механизмом 3-6, который сообщает ему рабочее движение. Механизм приводится в движение пневматическим приводным узлом, содержащим воздушный цилиндр 7 и устройство, управляющее подачей воздуха в цилиндр. Между цилиндром и управляющим устройством установлены трубы подачи 8 и отвода 9 воздуха от цилиндра. Машина снабжена устройством, управляющим величиной давления воздуха, также можно изменить скорость подвода и отвода воздуха.
На рисунке 1.6 дана схема механизма ножа петельного полуавтомата 1025 класса ОАО “Орша”.

Механизм включается во время обметки второй закрепки. Механизм состоит из пневмоцилиндра 3, закрепленного в корпусе головки, шток 2 которого осью 1 шарнирно соединен с двухплечим рычагом 4, поворачивающимся на оси 5, закрепленной в корпусе головки.


Рисунок 1.5 - Механизм ножа. Патент № 4552080, США


Рисунок 1.6 -Механизм ножа петельного полуавтомата 1025 класса ОАО «Орша»


Второе плечо рычага 4 через ось 14, звено 12, клемму 13 соединено со штангой 15, которая движется в корпусе головки. На штанге 15 закреплен винтом 11 кронштейн 6 с направляющей А. Направляющая А, движущаяся в вилке, закрепленной на корпусе головки, служит для ориентирования ножа прорубки относительно оси петли. На кронштейне 6 болтами 8 закреплен кронштейн 7, в пазу которого винтом 9 закреплен нож 10. Положение кронштейна 7 регулируется относительно оси петли взаимным положением деталей 6 и 7, соединенных болтом 8. Работа механизма ножа происходит следующим образом. Воздух из пневмосистемы полуавтомата поступает в бесштоковую полость пневмоцилиндра 3, шток 2 поворачивает на оси 5 двухплечий рычаг 4, который толкает штангу 15 с ножом 10 вниз. Происходит прорубка петли. Далее воздух поступает в штоковую полость и поднимает нож в исходное положение.
На рисунке 1.7 представлена конструктивная схема механизма ножа петельного полуавтомата, патент №6298798В1 (США). Нож 1, установленный в державке 2, которая закреплена на стержне 3, получает движение вниз от левого плеча двухплечего коромысла 4. Правое плечо коромысла 4 через шатун 5 связано со штоком электромагнита 6. Поднимается нож под действием возвратной пружины 7.

Рисунок 1.7 - Механизм ножа петельного полуавтомата. Патент №6298798В1(США)



2 Проектная часть.
2.1 Описание кинематической схемы петельного полуавтомата с МПУ
Полуавтомат петельный предназначен для автоматического обметывания петель с закрепками любой формы (прямыми, поперечными, клиновидными и др.) двухниточным челночным стежком на швейных изделиях из легких, средних и средне-тяжелых материалов.

Кинематическая схема петельного полуавтомата с МПУ представлена на рисунке 2.1.

Механизм вертикальных перемещений иглы.

Игловодитель 9 получает вертикальное возвратно-поступательное движение от главного вала 3 через кривошип 4, шатун 5, ползун 6, поводок 7.

Механизм челнока.

Ротационное движение челночное устройство 42, жестко закрепленное на валике 41, получает посредством зубчатой пары 17, 40 от распределительного вала 16, приводимого во вращение через зубчато-ременную передачу 14 от главного вала 3

Механизм зигзага (отклонений иглы).

Качательное движение поперек линии строчки рамка игловодителя 8 с установленным в ней игловодителем 9 получает по заданной управляющей программе от шагового электродвигателя ШД-1 через коромысло 13, шатун 12, коромысло 11. Рамка игловодителя 8 совершает одно поперечное перемещение за два укола иглы. Величина этого перемещения соответствует ширине кромки петли.

Координатное устройство.

Координатное устройство предназначено для сообщения прижимной рамке 18 перемещений в двух взаимно-перпендикулярных направлениях: по осям X, Y. Движение по оси X сообщается прижимной рамке 15 от шагового 

электродвигателя ШД-1 через коромысло 31, шатун 30, коромысло 29, вал 24, коромысло 28, шатун 20, шатун 21, кронштейн 19.

Поступательное движение по оси Y прижимная рамка 18 получает от шагового электродвигателя ШД-3 через шестерню 27, зубчатую рейку 26, кронштейн 25, коромысла 22, 28, шатуны 20, 21, кронштейн 19. Прижимное усилие сообщается рамке пружиной 52.

Механизм ножа.

Нож 43 для прорезки петли получает вертикальное движение вниз от электромагнита ЭМ2, через коромысло 51, шатун 50, двуплечее коромысло 49, тягу 48, двуплечее коромысло 47, шатун 46, поводок 45, стержень 44.

Электромагнит ЭМ2 механизма ножа срабатывает одновременно с электромагнитом автоматической обрезки ниток при выполнении последнего стежка. Возвратное движение вверх ножа 43 (после выключения ЭМ2) производится пружиной 53.

Механизм подъема прижимной рамки.

Механизм служит для подъема прижимного устройства 18 после окончания шитья.

Подъем прижимной рамки 18 осуществляется от электромагнита ЭМ1 через двуплечее коромысло 39 и тягу 38, коромысло 37, вал 36, коромысло 35, тягу 34, коромысло 33, вал 23, коромысло 22, шатуны 21, 20, кронштейн 19



Рис. 2.1 - Кинематическая схема петельного полуавтомата с МПУ


2.2 Описание кинематической схемы прорубки и электрической схемы управления
Прорубание петли ножом происходит после обметывания кромок, выполнения закрепок и автоматической обрезки ниток. Кинематическая схема механизма ножа представлена на рисунке 2.2. 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. 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 были проведены исследования, направленные на повышение надежности работы механизма прорубки петли.

Электрическая схема управления приведена на рисунке 2.3. Схема состоит из ждущего мультивибратора, реализованного на интегральной микросхеме КМОП структуры типа К561ЛАЗ и запускаемого от кнопки включения; силового транзисторного ключа на базе составного транзистора КТ973А и силового реле, контакты которого коммутируют электромагнит вырубки на время, определяемое задающими конденсаторами, в диапазоне от 0,2 до 1 секунды. В исходном состоянии времени задающий конденсатор, выбранный переключателем, разряжен, и на выходе 2-го элемента 

интегральной микросхемы - логическая единица. При поступлении импульса от кнопки запуска первый элемент D1 выключается, второй включается и на выходе его появляется импульс, длительность которого зависит от времени заряда конденсатора С2 через резистор R2 от О до напряжения питания, т.е. целиком зависит от установленного конденсатора С2, а значит, и время включения электромагнита вырубки будет пропорционально установленному конденсатору.


Рисунок 2.2 - Кинематическая схема механизма прорубки

Рисунок 2.3 - Электрическая схема управления


2.3 Технические характеристики полуавтомата

Максимальная скорость шитья, стежков/мин 3800

Длина петли по ножу, мм 8-38

Ширина петли, мм 2,5-6

Ширина обметки петли, мм 1 -3

Длина закрепки по концам прямой петли, мм 1,5-2

Шаг обметки, мм 0,5

Максимальная толщина обрабатываемых материалов в сжатом

состоянии, мм 3

Концы ниток после обрезки, мм, не более 12

Высота подъема прижима, мм 10

Установленная мощность электродвигателей, кВт 0,7

Масса, кг, не более 180

Габариты полуавтомата, мм, не более:

Длина 1060

Ширина 575

Высота (регулируется) 1550


3 Расчетная часть. Расчет времени прорубания прорези для петли

3.1 Расчет максимального усилия прорубания
Механизм прорубки - механизм с одной степенью подвижности имеет одно ведущее звено, которое может быть выбрано за звено приведения. Рассматриваемый механизм (рисунок 2.2) состоит из 12 звеньев (3-вращательного движения, 4-сложного движения, 5-поступательного движения), имеет одну степень подвижности (поступательное перемещение ножа). В этом механизме выбираем шток электромагнита за звено приведения, а точку на штоке – за точку приведения.

Приведенная масса в этом случае будет представлять собой некоторую условную массу, сосредоточенную в точке на штоке ЭМ, кинетическая энергия которой равна в каждом рассматриваемом положении кинетической энергии звеньев механизма ножа. Ниже приведены эскизы деталей механизма ножа с указанием основных размеров, материала, подсчитаны массы звеньев, моменты инерции, рассчитана приведенная масса механизма ножа. За точку приведения выбрана точка на штоке электромагнита.

Рисунок 3.1 – Эскиз ножа

Нож (деталь 1), материал-сталь

Рисунок 3.2 – Эскиз кронштейна
Кронштейн (деталь 2), материал-сталь


Рисунок 3.3 – Эскиз стержня

Стержень (деталь 3), материал-сталь


Рисунок 3.4 – Эскиз кронштейна

Кронштейн (деталь 4), материал-сталь


Рисунок 3.5 – Эскиз тяги
Тяга (деталь 5), материал-сталь




Рисунок 3.6 – Эскиз рычага
Рычаг двуплечий (деталь 6), материал-сталь


Рисунок 3.7 – Эскиз пружины
Пружина (деталь 7), материал-сталь пружинная

Рисунок 3.8 – Эскиз тяги
Тяга (деталь 8), материал-сталь


Рисунок 3.9 – Эскиз рычага
Рычаг двуплечий (деталь 9), материал-сталь

Рисунок 3.10 – Эскиз толкателя

Толкатель (деталь 10), материал-сталь




Рисунок 3.11 – Эскиз рычага
Рычаг (деталь 11), материал-сталь



Рисунок 3.12 – Эскиз ножа
Сердечник электромагнита (деталь 12), материал-сталь

Расчет приведенной массы механизма ножа.

Механизм с одной степенью подвижности имеет одно ведущее звено, которое может быть выбрано за звено приведения. Рассматриваемый механизм состоит из 12 звеньев (3-вращательного движения, 4-сложного движения, 5-поступательного движения), имеет одну степень подвижности (поступательное перемещение ножа). В этом механизме выбираем шток электромагнита за звено приведения, а точку на штоке – за точку приведения.

Приведенная масса в этом случае будет представлять собой некоторую условную массу, сосредоточенную в точке на штоке ЭМ, кинетическая энергия которой равна в каждом рассматриваемом положении кинетической энергии звеньев механизма ножа.



Приведенная масса звеньев механизма будет в таком случае определяться по формуле
Определим составляющие формулы.
ω1 ω12 угловые скорости соответствующих звеньев механизма,

υ1υ12линейные скорости соответствующих звеньев механизма,

r1 r12 радиусы угловых ускорений соответствующих звеньев механизма;



Подставляем значения в формулу расчета приведенной массы и находим результат:
В результате проведенных расчетов было получено, что приведенная масса механизма ножа составила: =0,82кг.

В швейной промышленности применяют большую номенклатуру материалов с разнообразными свойствами.

Систематическое и глубокое изучение процессов резания швейных материалов является одной из важных научно-технических задач, решение которой позволит не только сознательно управлять этим процессом обработки материалов, но и получить данные, необходимые для конструирования устройств, приспособлений, режущих инструментов, а также для проектирования более совершенных технологических процессов швейного производства. Процесс резания происходит в результате взаимодействия инструмента с разрезаемым материалом и окружающей (технологической) средой. Он сопровождается рядом физических, а в некоторых случаях и химических явлений. Содержание обработки материалов резанием определяется геометрией режущего инструмента, технологическими усилиями сопротивления резанию и характером перемещения инструмента и полуфабриката относительно друг друга. Чтобы предвидеть характер протекания процесса резания независимо от его способа, необходимо хорошо знать свойства обрабатываемого материала.Таким образом, при расчете требуемого усилия электромагнита учитывается много факторов.

Требуемое усилие электромагнита можно определить по формуле:

,


где 

- усилие прорубания, определяется по формуле:

Рпр=р*Lножа,

где р-удельное усилие прорубания [Н/мм] (зависит от прорубаемого материала, количества прорубаемых слоев и от характеристик заточки ножа),

Lножа - длина режущей кромки ножа [мм],

kкоэффициент запаса, k=1,0……1,3;

- усилие, возникающее под действием массовых характеристик звеньев (приведенной массы).

Рассчитаем требуемое усилие электромагнита задавшись следующими параметрами:

р=30Н/мм,

Lножа=10мм,

k=1,2;

Рприв.=8,2Н

Ртр.=30*10*1,2+8,2=368,2Н

Таким образом, в данном разделе дипломного проекта были найдены массовые характеристики звеньев, рассчитана приведенная масса механизма ножа, определено требуемое усилие магнита, которое составило 368,2 Н. По каталогу подбираем электромагнит с усилием, большим чем требуемое.

Для работы механизма прорубания петельного полуавтомата подходит электромагнит со следующими характеристиками:

Модель ЭУ720302УХЛ40

ПВ 100%

Напряжение 24 В

Усилие 400,0 Н

Ход 22 мм




3.2 Расчет времени срабатывания механизма прорубания
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:

, (3.1)

где R- активное сопротивление катушки, U- напряжение.

При начальном условии i(t=0)=0 уравнение (3.1) имеет решение вида:

, (3.2)

где Iу- установившийся ток электромагнита, T1- электромагнитная постоянная времени при включении электромагнита.

, (U=const) (3.3)

. (3.4)

Условием трогания якоря электромагнита является равенство силы электромагнитного притяжения Fэм(x) силе первоначального сопротивления Fc(x0):

Fэм(x)=Fc(x0) (3.5)

Сила электромагнитного взаимодействия якоря и сердечника электромагнита (электродвижущая сила) определяется по формуле:

(3.6)

После определения для условия (3.5) из уравнения (3.6) тока трогания iтр, и подстановки этого значения в левую часть (3.2) находится время трогания:

(3.7)

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:

. (3.8)

Уравнение движения якоря имеет вид:

, (3.9)

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 (3.8) и (3.9) с начальными условиями i(t=0)=iтр, x(t=0)=0.

Для решения системы уравнений (3.8) и (3.9) была составлена программа на языке TurboPascal. 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.

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

Начало включения электромагнита механизма прорубания φвкл=180°.

Начало выключения электромагнита механизма прорубания φвыкл=70°.

φр=360°-180°+70°=250°

nдов=100…300об/мин;

ωдов=πnдов30=10,46…31,4с-1

tвкл=φpωдов=4,31610,46…31,4=0,137…0,413с.

Построим график tсрдов) (рисунок 3.13), в пересечении с tср=0,31с получим значение необходимой угловой скорости ωдов=13,926с-1, частота вращения в таком случае составит nдов= 30ωдов/π=30×13,926/3,14=133об/мин.

Из графика видно, что при существующей схеме невозможна устойчивая работа механизма прорубки в связи с тем, что не обеспечивается требуемое tвкл при изменении усилия прорубания, параметров тока электромагнита и т.п.

Рисунок 3.13 – График зависимости tсрдов)


Скачать файл (2897.1 kb.)

Поиск по сайту:  

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