Конструирование и технолгия швейных изделий

БАРАНОВИЧСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  КОЛЛЕДЖ ЛЁГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ        им. ЧЕРНЫШЁВА

 

 

 

 

 

 

«ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ШВЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА»

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

Вариант №3

шифр 173

 

 

 

 

специальность

КОНСТРУИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛГИЯ ШВЕЙНЫХ ИЗДЕЛИЙ

 

 

Преподаватель: Кононович

 

Иван Васильевич

 

 

 

 

 

Учащейся 5-курса, 314 группы

Лялюк  Дианы  Валерьевны

 

 

225710, Брестская обл.,

                                       г. Пинск

ул. Дзержинского, 22-59

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Барановичи 2013

 

 

Задание

 

1. Компенсационная схема. Принцип работы.
2. Способы регулирования скоростей вращения электродвигателей постоянного и переменного тока.
3. Краткий обзор развития теории и практики автоматизации технологических процессов швейного производства. Значение автоматизации производства.
4. Автоматизированный электропривод швейной машины. Конструкция, принцип работы (схема).
5. Автоматизация влажно-тепловой обработки швейных изделий. Автоматическое регулирование температуры в прессах. 
   

1. Компенсационная схема. Принцип работы.

 

Компенсационные схемы используют для измерения неэлектрических величин, которые преобразуются датчиками в ЭДС или напряжение. Сигнал датчика сравнивается с компенсирующим напряжением, вырабатываемым потенциометром. Подбор компенсирующего напряжения выполняется вручную или автоматически. Приборы с автоматической компенсацией называются также автоматическими потенциометрами. Схемы представлены на рис.1 а – с ручным уравновешиванием, b – автоматический потенциометр.

Рис.1  Компенсационные схемы: a - с ручным уравновешиванием,

b – автоматический потенциометр.

 

Рассмотрим  компенсационную схему с ручным уравновешиванием. Измеряемая ЭДС Е_х или напряжение U_x уравновешивается равным и противоположным по знаку напряжением U_k, снимаемым с переменного проволочного резистора R_k. Этот резистор имеет 2 неподвижных вывода и один подвижный, выполненный в виде щетки, скользящей по проволоке. Все сопротивления резистора R включено в цепь питания с ЭДС Е. Перменное сопротивление R_k  пропорционально перемещению движка x: R_k=(R/L)x, где L-общая длина проволочной намотки между неподвижными выводами. Соответственно и компенсирующее напряжение U_k будет пропорционально перемещению движка x: U_k=(IR/L)x, где I-ток, проходящий через резистор R под действием ЭДС Е.

Движок  необходимо перемещать до тех пор  пока компенсирующее напряжение не сравняется с измеряемым. Для определения точной компенсации используется чувствительный прибор (гальванометр или микроамперметр). Если компенсация произошла, то ток через прибор равен 0. Значит, прибор в данном случае не для измерения тока, а для определения его нулевого значения. О значении измеряемого напряжения можно судить по перемещению движка, т.е. движок можно соединить со стрелкой, а вдоль резистора расположить шкалу и т.д.

Точность  измерения зависит от стабильности поддержания тока в цепи питания резистора R. Для поддержания стабильного тока питания можно использовать регулировочный резистор и миллиамперметр или применить источник стабилизированного напряжения ИСН как в автоматическом потенциометре.

Чувствительность  компенсационной схемы можно определить как отношение приращения тока через прибор к вызывающему его изменению измеряемого напряжения: S=ΔI_пр/ΔU_x.

Компенсационный метод измерения применяется  в цепях как постоянного, так  и переменного токов. Однако потенциометры  переменного тока дают меньшую точность измерения и сложнее, поскольку необходимо компенсировать падение напряжения не только по абсолютной величине, но и оп фазе. Это требует одновременного регулирования не менее 2х параметров для обеспечения полной компенсации.

 

2. Способы регулирования скоростей вращения электродвигателей постоянного и переменного тока.

 

Регулирование скорости вращения электрических двигателей постоянного тока можно производить  путем изменения напряжения, подводимого  к двигателю, или путем изменения  величины магнитного потока двигателя.

Изменение величины напряжения, подводимого к  якорю двигателя, можно производить  путем включения последовательно  с якорем двигателя переменного  регулировочного сопротивления  или путем последовательного  и параллельного включения обмоток якорей нескольких двигателей. Наиболее часто для регулирования скорости применяют способ изменения величины магнитного потока двигателя. Для этой цели в цепь обмотки возбуждения двигателя включают реостат, дающий возможность производить широкую и плавную регулировку скорости двигателя.

Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей производится одним из следующих  способов.

• Изменение числа полюсов электродвигателя. Для возможности изменения числа пар полюсов двигателя статор его выполняют либо с двумя самостоятельными обмотками, либо с одной обмоткой, которую можно пересоединять на различные числа полюсов. Пересоединение обмоток статора производится при помощи специального аппарата – контроллера. При этом способе регулировка скорости вращения двигателя совершается скачками. Регулировку скорости вращения двигателя путем изменения числа полюсов можно производить только у асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Ротор с короткозамкну-той обмоткой может работать с любым числом полюсов статора. Наоборот, ротор двигателя с фазной обмоткой может нормально работать лишь при определенном числе полюсов статора. Иначе обмотку ротора также пришлось бы переключать, что внесло бы большие усложнения в схему двигателя.
• Изменение частоты переменного тока. При этом способе частоту переменного тока, подводимого к обмотке статора двигателя, изменяют при помощи специального генератора. Регулировку изменения частоты тока выгодно производить, когда имеется большая группа двигателей, требующих совместного плавного регулирования скорости вращения.
• Введение сопротивления в цепь ротора. Во время работы двигателя в цепь обмотки ротора вводят сопротивление регулировочного реостата. Такой способ применим только для двигателей с фазным ротором.
• Управление с помощью дросселей насыщения. Однофазный дроссель насыщения имеет две обмотки: одна включена в цепь переменного тока, другая, называемая управляющей или подмагничивающей обмоткой, подключается к источнику постоянного напряжения (выпрямителю). С увеличением тока в управляющей обмотке магнитная система дросселя насыщается и индуктивное сопротивление обмотки переменного тока уменьшается. Включая дроссели в каждую фазу асинхронного двигателя и меняя ток управляющей обмотки, можно менять сопротивление в цепи статора двигателя, а следовательно, и скорость вращения самого двигателя.

Для пуска в ход двигателей постоянного  тока большой мощности, а также  для широкой регулировки скорости вращения двигателей применяют схему  «генератор – двигатель», сокращенно Г – Д. Система Г – Д дает возможность осуществить плавный пуск и широкую регулировку скорости вращения двигателя.

 

3. Краткий обзор развития теории и практики автоматизации технологических процессов швейного производства. Значение автоматизации производства.

 

Автоматизация в производстве - интеграция станков в полностью автоматическую, а в некоторых случаях саморегулирующуюся систему. Передовые страны приступили к автоматизации промышленности в начале 1950-х годов. Зародившись как концепция производства, сегодня автоматизация означает много больше, чем координация функционирования ряда станков. В настоящее время она осуществляется на всех уровнях предпринимательства и производства. Вряд ли найдется вид деятельности - социальной или экономической, не подверженный в той или иной степени внедрению автоматически управляемых устройств или систем. Перечень направлений автоматизации включает, например, запуск и автоматическое пилотирование летательных аппаратов, производство автомобилей, управление движением транспорта и его маршрутизацию, медицинскую диагностику, игру в шахматы и автоматическое обновление банковского баланса в соответствии с указаниями, поступающими от компьютера, который может находиться на расстоянии во много километров.

С технической  точки зрения, автоматизация может рассматриваться как последний этап промышленной революции. Первый этап этой революции можно было бы охарактеризовать словом «механизация»; ключевым фактором на этом этапе было использование механизмов и машин вместо мускулов. На протяжении одного столетия доля физического труда человека и животных в промышленности и сельском хозяйстве снизилась с 90% до (примерно) 10%. Маловероятно, что автоматизация изменит это соотношение, потому что большинство людей больше не служат в качестве вьючных животных или простых источников энергии. Все чаще люди управляют механической силой и энергией и действуют как связующее звено между механизированными операциями, в которых автоматизация осуществила (и еще будет осуществлять) разительные перемены. Важнейшей характеристикой автоматизации является способность машин к саморегулированию, что стало возможным благодаря технике обратной связи. Обратная связь, соединенная с быстрой и автоматической обработкой информации, - вот в чем секрет широкого распространения и успехов автоматизации. Применение принципа обратной связи до наступления 20 в. носило случайный характер. Положение сильно изменилось во время Второй мировой войны. Системы управления настолько улучшили маневренность и повысили скорость самолетов, что обычные способы борьбы с ними оказались устаревшими. Научные и инженерные силы передовых стран сосредоточились на разработке автоматизированных систем.

Сама  по себе обратная связь довольно простая  вещь. Но в соединении со способностью управлять процессом на расстоянии, приводя в действие нажатием пальца тысячи лошадиных сил, человек приобрел потрясающие возможности. Машины могут хранить и обрабатывать информацию в огромных количествах, усваивать и использовать ее в считанные микросекунды. Связывая машины, хранящие информацию, с машинами, выполняющими расчеты, или другими, у которых, например, чувствительность к свету или прикосновению больше, чем у человека, можно получить систему, которая будет выполнять последовательность операций с недоступной человеку скоростью, точностью и «чувствительностью».

 

 

4. Автоматизированный электропривод швейной машины. Конструкция, принцип работы (схема).

 

Автоматизация швейных машин общего и специального назначения заключается в автоматизации  электропривода (автоматизированный останов). Современный автоматизированный останов швейных машин обеспечивает позиционирование иглы в одном или двух положениях (вверху, над материалом или игольной пластиной, и внизу, в материале, в зависимости от расположения ножной педали управления и настройки системы управления). Другими функциями автоматизированного электропривода являются:

• поддержание промежуточных стабильных значений частоты вращения главного вала швейной машины, т.е. обеспечение различных устойчивых скоростных режимов пошива, зависящих от длины прямолинейных участков строчек и швов и кривизны их контура;
• снижение скорости на заключительном этапе выбега перед торможением главного вала в требуемом положении;
• выполнение и регулировка числа проколов при выполнении закрепок в начале и в конце шва;
• включение механизма обрезки ниток с электромагнитным или пневматическим приводом подвижного ножа;
• блокировка от ложного срабатывания других механизмов машины при выполнении заданного алгоритма работы;
• подъем и опускание прижимной лапки.

В общем  случае электроприводом называется совокупность электродвигателя, средств  передачи и редуцирования движения на главный вал машины, системы  управления, контроля и защиты, включая  пульт управления и средства отображения информации.

В автоматизированном электроприводе швейных машин с  электронным управлением могут  использоваться асинхронный трехфазный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, специальный коллекторный электродвигатель постоянного тока или шаговый электродвигатель с числовым программным управлением. Однако преимущественное применение в неавтоматизированном и автоматизированном электроприводах швейных машин получили асинхронные трехфазные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Они надежны в эксплуатации и не требуют применения специальных электрических источников питания.

Для регулировки частоты вращения ротора двигателя электропривода швейной  машины, в допустимых пределах изменения  вращающего момента, развиваемого двигателем, возможен один из следующих путей:

• регулировка частоты напряжения питания обмоток стартера;
• изменение числа пар полюсов р;
• редуцирование частоты вращения ротора с помощью фрикционных муфт с механическим или электромагнитным приводом, использование редукторов или дополнительных электродвигателей для поворота главного вала швейных машин, когда необходим останов иглы вверху или внизу.

Последний из перечисленных путей получил  наибольшее применение. При этом автоматизированный электропривод представляет собой  однокорпусный электромагнитный агрегат со встроенной или выносной системой управления. Он состоит из трехфазного электродвигателя, приводной и тормозной фрикционных электромагнитных муфт, датчиков положения частоты вращения главного вала. Система управления может выполнять минимум необходимых функций или обеспечивать программирование количества стежков в строчке и закрепках, управление скоростью выполнения строчки по заданному закону ее изменения и др. Общим недостатком всех типов электроприводов является износ фрикционных накладок муфт скольжения и фрикционных тормозных муфт и их нагрев в результате трения.

Принципиальная  схема автоматизированного электропривода типа Quick-Electronic-Stop модели NDK 880M фирмы Quick-Rotan (ФРГ), применяемого в отечественных швейных машинах 0-1022МЛК (МСК и МТК) и швейных машинах конструктивно-унифицированного ряда на базе машин 997МЛК (МСК и МТК)с челноком с горизонтальной осью, приведена на рис. 2, где приняты следующие обозначения:

ЭД  – асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором;

ЭММ и ЭМТ – фрикционные электромагнитные программно- управляемые муфты вращения и торможения;

Д1 и  Д2 – датчики положения главного вала;

Д3 и  Д4 – датчики положения педали «Вперед» (нажата носком ноги) и «Назад» (нажата пяткой);

ИМ  ШМ – исполнительные механизмы швейной машины для обрезки ниток, подъема прижимной лапки и реверса для выполнения закрепок (на схеме не показаны);

СУ  – система управления приводом и  ИШ МШ.

Так же на рисунке приведены графики  многоступенчатых законов регулирования  частоты вращения главного вала швейной машины и ее значения при срабатывании основных ИМ. Здесь:

n₁(t) – линейный ступенчатый закон изменения частоты вращения главного вала швейной машины (скорости выполнения строчки для 12 промежуточных положений);