Машина для декоративной резки текстильного материала

1.doc

1 Обзор патентов и литературы
1 Обзор конструкций машин для декоративной обработки кромки ткани
Для раскроя ткани на детали швейных изделий наиболее распространенными являются стационарные ленточные машины. Кроме раскройных машин на отдельных предприятиях швейной промышленности для вырубания настилов применяются штампы резаки и др.
В швейной промышленности используется несколько типов стационарных раскройно-ленточных машин: трехшкивная ленточная машина РЛ-2 и четырехшкивные машины РЛ-3 РЛ-4 и РЛ-5. Эти машины служат для чистового вырезания деталей из частей настила предварительно разрезанного передвижными раскройными машинами. Двухшкивная раскройная машина имеет по сравнению с трехшкивной небольшой вылет.
Орловский машиностроительный завод им. Медведева выпускает стационарную четырехшкивную ленточную машину РЛ-3 в двух вариантах: с вариатором позволяющим регулировать скорость движения ленточного ножа (модель РЛ-3Б) и без вариатора (с постоянной скоростью движущегося ножа модель РЛ-3А). Машина применяется для окончательного выкраивания деталей швейных изделий из ткани и трикотажа содержащих все виды волокон в том числе и синтетические. Техническая характеристика данной машины приведена в таблице 1.1.
Машина снабжена устройствами обеспечивающими безопасный труд работающего и способствующих получению высокого качества кроя. К ним относятся (см. рис. 1.1) механизм привода ножа лентоулавливатель устройство для предохранения рук от пореза заточное устройство устройство для регулирования натяжения ленты.
Механизм привода ножа
Привод ножа осуществляется от асинхронного электродвигателя 1 на валу 2 которого расположен в зависимости от модели машины вариатор 3-4 или сдвоенный шкив.
Таблица 1.1 - Техническая характеристика машины РЛ-3
Производительность машины (длина реза в смену)
Скорость движения ленточного ножа
Регулирование скорости ленточного ножа
Размеры ленточного ножа (длина)
Рабочий вылет машины
Мощность электродвигателя
Размеры раскройного стола (длина ширина высота над уровнем пола)
Габаритные размеры (длина ширина высота)
Далее посредством клинового ремня движение передается шкиву 5 который расположен на валу 7. На валу расположен ведущий шкив ножа 8 и тормозной барабан 6. С помощью трех ведомых шкивов 9 осуществляется перемещение ножа 10.
Рисунок 1.1 – Механизм привода ножа
Ограждение ножа состоит из двух частей: верхнего и нижнего ограждения. Оно представляет собой открывающийся коробчатый желоб расположенный вдоль контура ножа.
На рисунке 1.2 показана конструкция вариатора который состоит из шкивов 3 и 4 один из которых подпружинен и имеет возможность осевого перемещения относительно вала другой жестко закреплен на валу. Клиновой ремень 15 выполнен более широким чем в машине без вариатора. Скорость ножа регулируется сближением либо удалением конусов вариатора с помощью специального маховичка.
В машине РЛ-3А (см. рис.1.1) электродвигатель закреплен на рычаге 11 на котором крепится кронштейн 12. Последний посредством тяги 13 шарнирно связан с винтом 14. Винт перемещается в отверстиях кронштейна 15 с помощью гайки и контргайки. Тем самым регулируется натяжение клинового ремня.
Рисунок 1.2 – Схема вариатора
Лентоулавливатель состоит из верхнего ЭМ2 и нижнего ЭМ1 электромагнитных ловителей и контактного выключателя КВ. Последний взаимодействует с рычагом который опирается на нож своим весом. В процессе работы КВ касаясь рычага обеспечивает разомкнутое положение контактов переключателя. При обрыве ленточного ножа рычаг падает КВ замыкает цепь включая электромагниты ЭМ1 и ЭМ2. Одновременно отключается электродвигатель 1 и срабатывает электромагнит ЭМ3 воздействующий на тормозные колодки которые в свою очередь контактируют с тормозным барабаном 6.
Устройство для предохранения рук от пореза
Устройство состоит из кронштейна 1 (см. рис. 1.3) с втулкой для направления движения ножа 2.
Этот кронштейн должен быть опущен как можно ниже касаясь куска настила. Кронштейн 1 закреплен винтами на цилиндрической зубчатой рейке 3. Рейка имеет возможность перемещения в направляющих корпуса. Для того чтобы избежать ее поворота служит направляющая 4 закрепленная в корпусе. Рейка взаимодействует с шестерней 5 закрепленной на оси. Маховик 6 служит для перемещений рейки. С помощью специальной рукоятки выполненной в виде клеммы охватывающей рейку 3 происходит фиксация устройства в определенном положении.
Рисунок 1.3 – Устройство для предохранения рук от пореза
Устройство для регулировки натяжения ножа
Нож 1 (см. рис. 1.4) перекинут через барабан 2 который имеет ось 3 закрепленную в каретке 4.
Рисунок 1.4 – Устройство для регулировки натяжения ножа
Каретка перемещается в направляющих в вертикальном направлении. В ней имеется резьбовое отверстие куда вставлен винт 5 на который одета пружина 6. Верхней частью пружина упирается в каретку нижней – в гайку 7. Гайка имеет отросток перемещающийся в направляющих каретки что не допускает ее проворачивания. Для фиксации системы звеньев 1-7 в заданном положении служит втулка 8 закрепленная на винте. Также на винте крепится маховик 9 предназначенный для регулировки натяжения ножа. При вращении маховика гайка 7 перемещается воздействуя на пружину 6. Последняя воздействует на каретку 7 барабан 2 и нож 1. Натяжение ножа изменяется.
Вдоль машины расположена ось 1 (см. рис. 1.5) на которой закреплены две педали 2 и 3.
Рисунок 1.5 – Заточное устройство
В педали 2 имеются отверстия в которые вставлены тяги 4 которые посредством гаек 5 связаны с тягами 6. Тяги связаны посредством осей с рычагами 7. Оси крепятся в отверстиях ползуна 8 который движется по направляющей относительно корпуса машины. Для перемещения ползуна служит маховик 10 а для фиксации – винт 9. На осях рычагов 7 расположены кронштейны 11 12 13. На кронштейнах 13 крепятся оси абразивных кругов 14. Кронштейны 11 соединяются посредством пружины 15 которая стремится отвести абразивные круги от ножа. При нажатии на педаль 2 или 3 тяги 4 и 6 опускаются рычаги 7 поворачиваются. Кронштейны 11 12 13 перемещаются и круги 14 соприкасаются с ножом. Усилие давления кругов на нож зависит от давления ноги работающего на педаль что может негативно сказываться на качестве заточки и долговечности ножа.
Однако необходимый контур разрезания обеспечивается ручной подачей и тесно связан с навыками рабочего. На практике требуется часто вырезание по заданному контуру. Такое вырезание достигается на различных прессах с использованием резаков.
2 Обзор способов изготовления декоративной обработки кромки ткани
Для обработки швейных материалов резанием используются следующие виды энергии: механическая электрическая химическая тепловая. Вид используемой энергии определяет название способа обработки. Классификация способов резания сведена в таблицу 1.2.
Таблица 1.2 – Обзор способов резания текстильных материалов
Сверление фрезерование
Катком или ротационный
Механическое резание представляет собой расклинивание материала режущим инструментом имеющим всегда форму клина. В результате взаимодействия инструмента с материалом в зоне их прикосновения происходит сложный процесс деформаций и разрушения материала. Механическое резание швейных материалов выполняют способами которые определяются взаимным расположением режущего инструмента и заготовки в пространстве а также характером их изменения во времени. В зависимости от этого все способы механического резания можно разделить на четыре группы.
К первой группе относится простое резание. Простое резание представляет собой разрушение материала режущим инструментом имеющим одну режущую кромку и совершающим только рабочее движение определяемое конфигурацией линии резания. В эту группу включены: резание ножом (см. рис. 1.6а) пробивание (прорубание) иглой вырубание резаками (см. рис. 1.6б) или вырезание деталей с их помощью путем прокатывания валика (см. рис. 1.6в).
Рисунок 1.6 – Схемы взаимодействия режущего инструмента и
материала при простом резании
Во вторую группу включены способы резания предусматривающие сложное движение режущего инструмента состоящее из рабочего и дополнительного движений преимущественно перпендикулярно поверхности обрабатываемой детали. Режущим инструментом при обработке этим способом могут служить ножи пилы (см. рис. 1.7а) сверла (см. рис. 1.7б) ленты а также струя жидкости (гидравлический или гидроструйный способ см. рис. 1.7в). По характеру действия эти инструменты универсальны.
Рисунок 1.7 – Схемы взаимодействия режущего инструмента и
материала при сложном резании
Третью группу образует парное резание. При парном резании материал разрушается по одному контуру одновременно двумя режущими кромками. При обработке парным резанием используют инструменты универсального действия (ручные и механические ножницы различных типов см. рис. 1.8а) а также специальные (штампы содержащие пуансон и матрицу см. рис. 1.8б).
Рисунок 1.8 – Схемы взаимодействия режущего инструмента и
материала при парном резании
В четвертую группу входит комбинированное резание которое включает в себя комбинацию указанных способов (пиления и резания ножницами см. рис.1.9).
Рисунок 1.9 – Схемы взаимодействия режущего инструмента и
материала при комбинированном резании
Термический характер механизма разрушения вызываемого подводом в зону резания различной по природе физических явлений энергии и предопределил название способа резания – термофизический. Способа термофизической обработки материалов резанием различаются по виду режущего инструмента и носят одноименные с ним названия.
Существует два вида способа резания лучей: электронным лучем и лучем оптического квантового генератора (ОКГ) или лазера. Резание электронным лучем практически неприемлемо при изготовлении изделий легкой промышленности вследствие необходимости применения вакуумных камер. С помощью луча лазера (см. рис.1.10а) резание текстильных материалов можно выполнять последовательным параллельно-последовательным или параллельным методом обработки. Выбор метода зависит от способа фокусировки луча (в точку или линию) а также от способа подачи излучения на заготовку. Например мощный световой поток можно не фокусируя направить через контур шаблона вырезаемой детали на материал. В зависимости от способа подачи потока излучения на материал луч лазера может быть использован как специальный или универсальный режущий инструмент.
Плазменный способ резания (см. рис.1.10б) по виду разрушения сходен с лазерным но уступает ему по производительности однако способ резания плазмой гораздо проще и дешевле в осуществлении.
Для обработки швейных материалов резанием плазмой применяется косвенная низкотемпературная плазменная дуга – микроплазменная струя где в качестве плазмообразующегося газа применяется преимущественно аргон.
Прямое использование электрической энергии для резания рассматриваемых материалов практически невозможно из-за их диэлектрических свойств. Поэтому резание текстильных материалов с помощью электричества возможно только путем подвода электроэнергии в зону разрушения через промежуточное преобразование ее в другой вид энергии преимущественно в тепловую. В этом случае режущим инструментом служит электрический разряд (см. рис.1.10в) возникновение которого сопровождается значительным тепловым эффектом. Материал помещенный в поле разряда между электродами разрушается с заметными следами термического воздействия. Использование электроразряда в качестве режущего инструмента более эффективно при выполнении перфорирования.
При плазменном способе обработки как правило используется режущий инструмент универсального действия. При электроразрядной обработке материала резанием режущий инструмент может быть универсального действия (например два электрода формы игла-игла) или специального когда один из электродов имеет конфигурацию заданной линии реза.
Рисунок 1.10 – Схемы взаимодействия режущего инструмента и
материала при термофизическом резании
Термомеханический способ резания предполагает разрушение (разделение) материала с одновременным использованием для этой цели двух и более видов энергии. Сущность его заключается в том что разрушение материала происходит в основном термическим способом а разделение его – с помощью дополнительного механического воздействия режущего инструмента.
Нагрев материала в зоне резания достигается либо токами высокой частоты (ТВЧ) либо путем контактной передачи тепла от нагретого режущего инструмента (электротермический способ) либо с помощью ультразвука. Высокий износ режущего инструмента в этих способах ограничивает их использование при резании текстильных материалов.
Рисунок 1.11 – Схемы взаимодействия режущего инструмента и
материала при термомеханическом резании
Помимо описанных способов существует и другие (химические газолазерный газоплазменный) однако возможность их применения при раскрое текстильных материалов не изучена.

Общий вид машины.cdw

Техническая характеристика
Усилие резания max - 68кН
Размер сменного стола - 540
Установленная мощность - 1
для декоративной резки ламелей

РамаСб.cdw

Кронштейн - зеркальное изображение
Сварные швы выполнить по ГОСТ 5264-80 по месту прилегания
Размеры для справок.
Отверстия выполнить при сборке по раме привода МДР. 000

Подающее устройство.cdw

Сварные швы выполнить по ГОСТ 5264-80 по месту прилегания
Размеры для справок.
Отверстия выполнить при сборке по раме привода МДР. 000

Деталировка3.frw

Размер для справок.
Сварные швы выполнить по ГОСТ 5264-80.
Допускается изготовление из стали У7
МДР. 004 01 03 - 6шт.
МДР. 004 01 07 - 1шт.
МДР. 004 01 01 - 6шт.
МДР. 004 01 02 - 6шт.
Шайба 10.651.1 - 6шт.
Притупление режущих
кромок не допускается

Кинематическая схема.cdw

Вырубной стол с направляющими
Нож для декоративной резки
Амортизирующее устройство
Кинематическая схема
для декоративной резки

СборОгражд.cdw

Деталировка к ограждению.frw

Привод.cdw

для декоративной резки
Размеры для справок.
Предохранительную муфту поз.1 регулировать посредством
реулировочных гаек на М

3.doc

1 Расчет электропривода механизма привода
Кинематическая схема привода представлена на рисунке 2.2. Режим нагружения ротора электродвигателя – непрерывный.
Мощность приводного двигателя определяется по формуле
где Мн – номинальный момент развиваемый на валу электродвигателя Нм Мн=153 Н×м;
– синхронная угловая скорость ротора;
где n0 - синхронная частота вращения ротора из расчета червячной передачи и условия силы резания ткани nн=2850 обмин
– общий КПД привода.
Так как движение передается рабочему органу передается только червячной и винтовой передачами то
Тогда мощность двигателя будет равна
По известным значениям Nн и по каталогу подбираем электродвигатель EF10M61564 (NН=56 кВт =335 радс).
2 Расчет производительности машины для декоративной обработки
Производительностью данной однооперационной машины будет метраж раскраиваемого материала в единицу времени. Время рабочего цикла составляет
где ТЗ – время загрузки изделия с;
ТВ – время разрезания изделия с
ТС – время съема изделия с.
Зная составляющие определим расчетное время рабочего цикла
Тогда теоретическая производительность будет составлять
Минутная производительность будет соответственно составлять 213 мин-1 часовая – 128 час-1 сменная – 1022 смена-1.
Такая производительность достаточна для среднесерийного производства ткани с декоративной обработкой.

Заключение.doc

В настоящем курсовом проекте осуществлена попытка проектирования и расчета машины для декоративной обработки кромки ткани. Предварительный расчет демонстрирует целесообразность использования данной машины поскольку производительность ее гораздо выше производительности традиционных способов изготовления декоративных кромок. Внедрение ее в производство позволяет не только повысить скорость технологии но и обеспечивает большую безопасность.

Содержание.doc

Обзор литературы и патентов
1 Обзор конструкций машин для декоративной обработки кромки ткани
2 Обзор способов изготовления декоративной обработки кромки ткани
1 Выбор способа изготовления декоративной обработки кромки ткани
2 Разработка конструкции машины для декоративной обработки кромки ткани
3 Разработка конструкции ножа для декоративной обработки кромки ткани
1 Расчет электропривода механизма привода
2 Расчет производительности машины для декоративной обработки

Литература.doc

Вальщиков Н.М. Зайцев Б.А. Вальщиков Ю.Н. Расчет и проектирование машин швейного производства. – Л.: Машиностроение 1973.
Гарбарук В.П. Расчет и конструирование основных механизмов челночных швейных машин. – Л.: Машиностроение 1977.
Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора: Справочник – Л.: Машиностроение Ленинград. отд-ние 1984.
ГОСТ 20521-75. Технология швейного производства (Термины и определения).
ГОСТ 4103-82. Изделия швейные. Методы контроля качества.
Детали машин в примерах и задачах: Учеб. пособие Под общ. ред. С.Н. Ничипорчика. – 2-е изд. – Мн.: Выш. школа 1981.
Иванов М.Н. Детали машин. – М.: Высшая школа 1984.
Курсовое проектирование деталей машин: Справ. пособие. Часть 1А. В. Кузьмин Н. Н. Макейчик В.Ф. Калачев и др. – Мн.: Выш. школа 1982.
Курсовое проектирование деталей машин: Справ. пособие. Часть 2А. В. Кузьмин Н. Н. Макейчик В.Ф. Калачев и др. – Мн.: Выш. школа 1982.
Новичихина Л.И. Справочник по техническому черчению. – Мн.: Выш. школа 1976.
Оборудование швейного производства. Вальщиков Н.М. Шарапин А.И. Идиатулин И.А. Вальщиков Ю.Н. – М.: Легкая индустрия 1977.
Савостицкий А. В. Меликов С. Х. Технология швейных изделий Под редакцией А. В. Савостицкого. – М.: Легкая и пищевая промышленность 1982.

2.doc

1 Выбор способа изготовления декоративной обработки кромки ткани
Проведя анализ способов механического резания и их технологических показателей обнаруживаемым что приемлемым способом декоративной обработки кромки ткани является первый способ (раздел 1.2) при котором резание обеспечивается простой кинематикой взаимодействия ножа и материала.
На рисунке 2.1 показано взаимодействие ножа и раскраиваемого материала в момент резания. Позициями обозначено: 1 - нож 2 – режущая кромка нужной конфигурации 3 – разрезаемый материал 4 – плита 5 – пластина.
Рисунок 2.1 – Взаимодействие ножа и раскраиваемого материала в момент резания
2 Разработка конструкции машины для декоративной обработки кромки ткани
Кинематическая схема машины представлена на рисунке 2.2 где позициями обозначены: 1 – электродвигатель 2 – червяк 3 – червячное колесо 4 – винтовая передача 5 – подвижная траверса 6 – вырубной стол с направляющими 7 – нож для декоративной резки 8 – амортизирующее устройство
Рисунок 2.2 – Кинематическая схема привода накатного устройства
3 Разработка конструкции ножа для декоративной обработки кромки ткани
Нож представляет собой резак с кромкой декоративной конфигурации толщиной s=8мм с режущей кромкой с углом заточки α=15° выполненный из стали ХВГ (ГОСТ 5950-70). Внешний вид ножа представлен на рисунке 2.3. Форма режущей кромки представлена на рисунке 2.4.
Рисунок 2.3 – Конструкция ножа
Рисунок 2.4 – Форма режущей кромки

Введение.doc

Как будет показано в обзорной части методика контурного резания на предприятиях РБ используется достаточно ограниченно. Сложная конфигурация деталей в обувном производстве требует использования прессов для вырубания по контуру но их мощность достаточно велика для менее мощной технологической операции – декоративной обработки кромки ткани. Поэтому возникает потребность в оснащении технологии машинами для декоративной обработки кромки.
В настоящем курсовом проекте требуется спроектировать машину для декоративной обработки кромки ткани и произвести расчеты по электроприводу машины и по определению ее производительности.