Технологические процессы и аппараты отрасли

 

Министерство образования  Республики Беларусь

Учреждение образования  «Витебский государственный

технологический университет»

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа №1

по предмету: “ Технологические процессы и аппараты отрасли”

 

 

Выполнил:

Проверил:

 

 

 

 

г. Витебск

2012

 

 

1. Петельные полуавтоматы с использованием микропроцессорных систем управления.

Петли используются в основном при изготовлении одежды (пальто, костюмы). Такие петли образуются с помощью двух нитей: иглы и петлителя. Особенности образования фигурной петли заключаются в том, что сначала осуществляется прорубание ткани с контуром глазка и расширение входа в петлю. После этого выполняется обметывание правой кромки, обметывание глазка, левой кромки и закрепки. При обметывании глазка игла и петлители разворачиваются на 180 градусов, с чем связана сложность конструкции полуавтоматов для выполнения фигурных петель.

 Параметры  петель, выполняемых на различных  петельных полуавтоматах, меняются  в следующих пределах.

 Длина петли  L может быть равна от 6 мм (полуавтомат челночного стежка 3114 класса фирмы "Пфафф" (ФРГ)) до 76,2 мм (полуавтомат однониточного цепного стежка 31 класса фирмы Пфафф").

 Ширина петли  В может быть равна от 2,5 мм (полуавтомат челночного стежка 01179-Р2 класса фирмы "Минерва" (Чехия)) до 8 мм (полуавтомат двухниточного цепного стежка 62761 класса фирмы "Минерва" (Чехия)).

   Ширина  кромки петли  может быть  равна от 1 мм (полуавтомат челночного стежка 01179-Р2 класса фирмы "Минерва") до 4 мм (полуавтомат челночного стежка 01179-РЗ класса фирмы "Минерва")

   В соответствии  с ОСТ 17-835-80  в изделиях госзаказа  форма петель устанавливается  нормативно-технической документацией  на данный вид изделия. Длина  петли должна быть больше диаметра  пуговицы на 2...5 мм в легкой  одежде, сорочках, белье и корсетных  изделиях, на 2...7 мм в верхней одежде. Плотность стежков для костюмных,  шерстяных, полушерстяных, шелковых, хлопчатобумажных, льняных и смешанных  тканей в прямой петле должна  быть 18...25 стежков на 10 мм строчки, в фигурной петле 10...12 стежков на 10 мм строчки. Петли, образованные челночными стежками, рекомендуются для изделий из ткани, петли цепного стежка для изделий из трикотажа и других эластичных, материалов. Форма петли выбирается в зависимости от обрабатываемого материала и вида изделия.

      Петельные полуавтоматы различаются  по виду выполняемых петель. Классификации  петельных полуавтоматов по виду  стежка: (челночный, цепной однониточный, цепной двухниточный), типу переплетения (гладьевое, бисерное), форме петли и закрепок.

     Обзор  петельных полуавтоматов показал,  что скорость шитья не превышает  4000 стежков в минуту в петельных  полуавтоматах челночного стежка:

 класс LH4-В816 фирмы "Бразер" (Япония),

 класс 556 фирмы  "Дюркопп" (ФРГ),

 класс 741 Фирмы  'Дюркопп",

 класс LBH-780 фирмы "Джуки" (Япония),

 класс 860 фирмы  Дюркопп-Адлер" (ФРГ),

 класс 3116 фирмы  "Пфафф",

и не превышает 2000 стежков в минуту в петельных  полуавтоматах цепного (однониточного, двухниточного) стежка:

 класс 62761 фирмы "Минерва",

 класс 578 фирмы  Дюркопп-Адлер",

 класс 229 фирмы  "Зингер"

       Таким образом, петельные полуавтоматы  челночного стежка являются предпочтительными   по  своим  скоростным  характеристикам.

 Обзор петельных  полуавтоматов приведен в таблице  1.1.

 Иллюстрация  некоторых полуавтоматов приведена  в приложении.

Конструкции механизмов продвижения материала швейных  полуавтоматов можно разделить  на два типа:

1. Кулачково-рычажные:

- короткошовные полуавтоматы классов КL-980, LК-1850 фирмы «Джуки» (Япония), 469 фирмы «Зингер» (США), 220, 820 АО «ЗШМ» (Беларусь);

- петельные полуавтоматы  классов 8И, 0П79-Р2 фирмы «Минерва»  (Чехия), 25-А ПМЗ (Россия), 525 АО «ЗШМ»  (Беларусь).

2. С гибкими   элементами   с   приводом   от   шагового   электродвигателя:

- ременными (короткошовный полуавтомат класса АМS-212А фирмы «Джуки» (Япония));

- зубчато-ременными (петельный полуавтомат патент N4501207 (Япония), тросовый- вышивальный полуавтомат)).

 В механизмах  подачи материала полуавтоматов  классов КL-980 фирмы «Джуки» (Япония), класса 220 «ЗШМ» (Беларусь), класса 811 фирмы «Минерва»(Чехия) копирный диск, являющийся программоносителем, имеет боковое расположение. Боковое расположение копирного диска является существенным недостатком конструкции механизма, так как способствует передаче колебаний, возникающих при вращении диска, головке полуавтомата. В такой конструкции имеются длинные пространственные кинематические цепи к координатному устройству, из-за близкого расположения копира к оператору возникает большой шум. Указанные недостатки привели к разработке механизмов подачи материала с горизонтальным расположением копирного диска (полуавтоматы классов НС-1850 фирмы «Джуки» (Япония), 469 фирмы «Зингер»(США), 820 АО «ЗШМ» (Беларусь), 0П79-Р2  «Минерва» (Чехия), 25-А ПМЗ (Россия), 1025 АО «ЗШМ» (Беларусь)). Горизонтальное расположение диска способствует лучшей компоновке деталей и механизма, улучшается внешний вид полуавтомата. Основными недостатками механизмов подачи  материала с  кулачковым  приводом  являются сложность изготовления, большие габариты, сложность  переналадки  на другие размер петли, ограниченное число уколов в петле, низкая скорость работы.

Новым этапом в  развитии механизмов подачи материала  явилось создание механизмов подачи материала с приводом от шагового электродвигателя, где в качестве программоносителя используется плата ПЗУ или гибкий магнитный диск.

На рисунке 1.1 представлена кинематическая схема  механизма подачи материала полуавтомата класса АМS-212А фирмы «Джуки» (Япония). В направляющих 18 на подшипниках линейного перемещения установлена каретка 17, к которой прикреплен ремень 14, связанный с шаговым двигателем 12 с одной стороны, а с другой ремень охватывает шкив 15, установленный на оси 16. Задняя часть двигателя материала выполнена в виде рамки с закрепленным в ней винтами 11 валом 9, который через подшипник линейного перемещения связан с направляющей 8. Шаговый двигатель 12 вращает шкив 13, который с помощью ремня 14 приводит в движение двигатель материала 10. Механизм продольного перемещения состоит из шагового двигателя I, на шкив которого 2 надет ремень 3, который звеном 6 связан с направляющей 8 и закреплен на ней винтом 7. Направляющая через вал 9 связана с двигателем материала 10. В каретке 17 выполнены направляющие, в которых установлен двигатель материала на подшипниках линейного перемещения. При вращении шкива 2, закрепленного на валу шагового двигателя 1, движение через ремень 3 передается на вал 8, который перемещает в продольном направлении двигатель материала 10.

Рисунок 1.1- Механизм подачи материала полуавтомата АМС-212А  фирмы «Джуки» (Япония)

 

На рисунке 1.2 представлена кинематическая схема  механизма подачи материала петельного полуавтомата с шаговым приводом. Материал зажимается между лапкой 1 и нижней пластиной 2 при помощи прижимного приспособления 3 и получает перемещения  в двух взаимно-перпендикулярных направлениях от двух шаговых двигателей 4 и 5 через  зубчато-ременные передачи 6 и 7.

Основные преимущества механизмов подачи материала с шаговыми приводами следующие: повышение  технологических возможностей и  мобильности, улучшение качества строчки, широкие функциональные возможности, рост производительности, снижение требований к квалификации оператора.

 

Рисунок 1.2 - Механизм подачи материала. Заявка№61-42591В (Япония).

 

На рис. 1.3 представлена кинематическая цепь привода каретки  вышивального полуавтомата. Ткань заправляется в пяльцы 15а, которые жестко прикреплены  к пластине 15б, последняя закреплена на каретке 15. Сложное движение каретки 15 и пяльцев 15а получается за счет сложения движений по осям X и У. Движение по оси X траверсе 8 сообщается от шагового электродвигателя 1, через зубчатые колеса 2 и 3, вал 16, барабаны За и 36, гибкие проволочные тросики 4 и 5, ролики 6 и 7. Вместе с траверсой 8 движение вдоль  оси X сообщается каретке 15 и пяльцам 15а. Движение вдоль оси У сообщается каретке 15 и пяльцам 15а от шагового электродвигателя 9 через зубчатые колеса 10, 11, вал квадратного сечения 17, барабан 12, гибкий тросик 13, ролик 14. Концы верхней ветви гибкого  тросика 13 прикреплены к каретке 14. При вращении квадратного вала и барабана 12 гибкий тросик 13 перемещает каретку 15 по направляющим 8а и 8б  траверсы 8. Перемещения пялец 15а  по осям X и У программируются  в соответствии с требуемым узором вышивки. состоящая из подвижных  блоков и гибкого тросика. Основным неостатком таких приводов  является  длинная   кинематическая  цепь.   Гибкий металлический тросик неоднократно огибает направляющие ролики, при работе тросик подвергается многократному изгибу, что приводит к быстрому износу тросика. Жесткость таких приводов невысока. Все виды передач с гибкой связью обладают  легкостью,   плавностью   работы,   малоииерционностью,   но   имеется проскальзывание   и   деформируемость,    что    снижает   качество   выполняемой операции.

Рисунок 1.3 - Координатное устройство вышивального полуавтомата

 

На рисунке 1.4 представлена схема механизма подачи материала петельного полуавтомата с микропроцессорным управлением.

Шаговый двигатель 1 передает прижиму 9 поперечные перемещения  через кривошип 2, жестко закрепленный на валу шагового двигателя, вал квадратного  сечения 5, установленный на шарнирных  опорах в корпусе, коромысло 4, жестко закрепленное на валу квадратного сечения, шатун 3, шарнирно связанный с кривошипом 2 и коромыслом 4, коромысло 10, закрепленное на валу квадратного сечения 5 с возможностью вращения вместе с ним и перемещения  вдоль его оси шатун 7, шарнирно связанный с этим коромыслом, шатуном 8 и прижимом 9.

Шаговый двигатель 11 передает продольные перемещения  прижиму 9 через два вала квадратного  сечения 5 и 12, установленных на шарнирных  опорах в корпусе, два коромысла 10 и 13, закрепленных на валах квадратного  сечения с возможностью вращения вместе с ними и перемещения вдоль  их осей, каретку 14, кинематически связанную с валом шагового двигателя и установленную на вагах квадратного сечения с возможностью перемещения вдоль их осей совместно с коромыслами, зубчатую рейку 15, жестко закрепленную на каретке 14 и находящуюся в зацеплении с шестерней 16, шатун 8, шарнирно связанный с коромыслом 13 и с прижимом 9, второй шатун 7, шарнирно связанный с шатуном 6, коромыслом 10 и прижимом 9.

Рисунок 1.4 - Механизм подачи материала петельного полуавтомата с МПУ

В петельном полуавтомате с МПУ механизм продольных перемещений  материала (рисунок 1.4) сообщает рамке 9 псевдопоступательное движение, что является технологически удовлетворительным из-за малых размеров ширины петли. Однако такой механизм ограничивает технологические возможности полуавтомата, поэтому назревает необходимость в проектировании механизма, который сообщал бы рамке поступательные перемещения в продольном направлении. К тому же разрабатываемый механизм мог бы быть унифицированным и по отношению к ряду закрепочных полуавтоматов. Таким образом, ставится задача проектирования координатного устройства, где перемещение по декартовым координатам передается исполнительному инструменту – прижимной рамке – через зубчатые передачи. 

Приведем несколько  вариантов кинематического исполнения такого механизма. На кинематической схеме, изображенной на  рисунке 2.1, каретка 6, связанная с транспортирующей рамкой, получает движение от шагового двигателя 1 через зубчатые передачи (шестерня 2 – колесо 3, шестерня 4 –  рейка 5). На рисунках 2.2, 2.3 изображены еще  два варианта исполнения кинематической схемы, где  передача движения осуществляется аналогично. Каретка 6 получает движение от шагового двигателя 1 через зубчатые передачи (шестерня 2 – колесо 3, шестерня 4 – рейка 5). Однако конструктивно  механизмы различаются формообразованием  каретки, достаточно сложным в обоих  случаях, но третий вариант предоставляет  большую степень унификации на базе разработанного кафедрой петельного полуавтомата.  Остановимся на последнем варианте и попробуем конструктивно  разработать его, предварительно рассчитав параметры кинематической схемы.

 

 

 

 

Рисунок 2.1 –  Кинематическая схема механизма  перемещения материала

 

Рисунок 2.2 –  Кинематическая схема механизма  перемещения материала

 

 

 

 

Рисунок 2.3 –  Кинематическая схема механизма  перемещения материала.

 

Кинематическая  схема 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 2.4.

                             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 18 от шагового электродвигателя  ШД-1 через шестерню 31, зубчатое колесо 30, вал 24, зубчатый сектор 28, рейку  29, шатун 20, 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.